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杨鸿智-后现代理论医学博客

《后现代医学》、《正反馈医学》、《自体原位器官重构技术》

 
 
 

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关于我

这是一个宣传后现代理论医学的博客.后现代理论医学是以系统理论为指导的新医学.该理论认为,在生命组织中干细胞是决定机体功能状态最基本的因素.通过调节机体内环境和为干细胞提供再生所需要的物质和能量,就可以使干细胞在患者体内原位再生,实现器官重构,使器质性病变得到治疗.现在,已经在北京医药信息学会内成立了后现代理论医学专业委员会,杨鸿智是主任委员.

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(33)生物学在科学中的地位及其概念结构(3)  

2013-03-30 00:21:57|  分类: 干细胞病 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(33)生物学在科学中的地位及其概念结构(3)

作者:E.迈尔

更新时间:2008-6-23

http://bio.cersp.com/books/200806/3173.html

 

2.5 生物有机体的特征

 

自然界的物体为什么有一些是有生命的而另一些是无生命的,生物有机体具有哪些特性,这样的问题古人早就提出过。自从伊壁坞鲁学派和亚里斯多德直到这个世纪的早期对生命现象一直有两种相反的解释。按照机械论一派的观点,有机体不是别的,只是机械装置,它的运行可用力学,物理学和化学定律来解释。十七、十八世纪的不小机械论者看不出一块岩石和一个生物有机体之间有什么重大区别。它们岂不都具有同样的性质——引力、惯性、温度等等,并遵从相同的物理学定律?当牛顿以纯粹数学方式提出引力定律以后,其信徒中有很多人假定有一种不可一见而又是严格的物质性引力以解释行星运动和地球引力。当时有些生物学家也盲目地援引一种同样物质性和同样不可见的力(活力)来解释生命活动。

 

但是后来的学者们认为这样一种活力是超越化学物理定律的。因而他们追随着自亚里斯多德以及其它古代哲学家以来的传统。这活力论学派与机械论学派相反,认为生物有机体中的一些过程并不遵从化学和物理学定律。活力论一直到20世纪仍有其代表人物,其中最后的一位是胚胎学家Hans Driesch。但是到了20世纪二、三十年代生物学家几乎普遍地否定了活力论,主要原因有两个。首先,因为活力论依赖的是一种还不清楚的、甚或是不可知的原动力,因而实际上脱离了科学范畴;第二,因为最终有可能用化学和物理学来解释一切现象,而就活方论者看来这些现象“需要”一种活力论的解释。公正地说,五十多年以来生物学家已将活力论看作是已经死亡的东西。奇怪的是在这段时间里居然还有一些物理学家和哲学家死死地抱住它不放。

 

对活力论的摒弃之所以可能是由于同时排斥了“动物不过是一些机器”的庸俗概念。和康德在其晚年一样,大多数生物学家认识到生物和非生物是不同的,其区别不能用假定某种活力来解释,而是要通过对机械论学说的彻底修正来阐明。这样的新学说首先就得承认生物有机体的功能、过程和活动没有一样是和物理学及化学定律相冲突的或超然其外的。一切生物学家都是彻底的“唯物论者”,也就是说他们不承认超自然的或非物质的力量而只承认物理-化学力量。然而他们并不接受17世纪幼稚的机械论解释,也不同意动物“不过是机器”的观点。机体生物学家(organismic biologists)强调有机体具有非生物体所不具备的许多特性。物理科学的解释本领不足以解释复杂的生命系统,特别是在由历史所获得的信息与这些遗传程序对物理世界的反应之间交互作用的方面。生命现象具有比用物理学和化学所研究的相当简单的现象更广阔的范围。这就是为什么绝不可能把生物学包括在物理学之内,正如不能将物理学包括在几何之内一样。

 

过去一再试图为“生命”下个定义。这种努力是完全无效的,因为现在已很清楚,没有任何特殊的物质、物体或力量可以和生命等同。然而生命的过程却是能下定义的。毫无疑问,活的有机体具有某些特性是无生命物体所不具备的或者是以不同的方式表现。不同的学者各自强调不同的特性,然而我从文献中却找不到一份合适的列举这些特性的一览表。下面我所列出的生物有机体特性很可能既不完整又显累赘,但是由于缺乏更完善的表述,所以还是可以把它用来阐明生物和非生物在性质的类别上有什么不同。

 

复杂性和组织性(Complexity and Organization)

 

复杂性本身并不是有机系统(生物)与无机系统(非生物)的根本区别之一——既有极其复杂的无生命系统(如气象系统的气团或银河),也有少数相当简单的有机系统(如生物高分子)。系统的复杂程度可以各式各样,但一般来说生命系统的复杂性要远远超过无生命系统。Simon(1962)给复杂系统下的定义是:“整体大于部公之和,这并不是就最终的、形而上学抽象的意义而是就重要的,实用意义来说。知道了部分的性质及其互相作用的规律,要推断出整体的性质决不是轻而易举的事。”我同意这个定义,并认为我们可以仍旧将一些相当简单的系统,如太阳系,看作是复杂系统(即使我们能够成功地解释其复杂性)。生物系统的每个层次都有其本身的复杂性,从细胞核(包括它的DNA程序,到细胞,到任一器官系统如肾脏、肝脏或脑组织),到个体、生态系统、或社会。生物系统一律具有精巧的反馈机制,其精确性和复杂性是在任何非生物系统中都未见到的。这些反馈机制对外界刺激有反应能力,能调节代谢作用(能量的聚集与释放),并具有控制生长、分化的能力。

 

生物系统的复杂性并不是混乱无章而是高度组织化的。有机体的多数结构如果没有机体其它部分的配合将毫无价值,毫不起作用:翼、腿、头、肾等只能作为整体的部分,否则便无法生存。因此,一切部分都有适应意义而且能够进行程序目的性活动。部分之间的这种互相适应在无生命界是没有的。亚里斯多德已经觉察到部分的互相适应功能(co-adapted function),他曾讲过“由于每一个器件和每一个身体组成部分服务于某一局部目的,也就是说服务于某一专业分工,所以整个身体就被注定必须照料全面活动”(《动物解剖》De Partibus,1.5645a 10-15)。

 

化学上的独特性

 

生物有机体是由具有极其特殊性质的高分子组成。例如这些高分子物质中的核酸能被转译成为多肽;酶是代谢过程中的催化剂;磷酸化合物传递能量;脂质则是膜的成份。很多这样的高分子是如此特殊并只能独特地执行一种特别功能(如光感受过程中的视紫红质),每当需要这种特别功能时它们就在动物界和植物界出现。这些有机高分子在原则上和其它分子并没有不同,然而它们却比无机界物质的正常成分小分子量的分子复杂得多。分子量较大的有机高分子一般并不存在于无生命物质中。

 

性质(Quality)

 

物理世界是数量(牛顿运动和力)和质量作用的世界。对比之下,生命世界可以看作是(性)质的世界。个体差异、联络系统、贮存信息、高分子的特性、生态系统的互相作用以及生物有机体的许多其它方面都是性质占优势。人们可以把这些性质方面的东西转换成以量来表示,但这样一来就会失去生物现象的真正意义,就正像要将名画家Rembrandt的画用画面上反射出的主要色彩的波长来描述一样。与此相仿,在生物学史上有很多欢将性质上的生物学现象转换成数学语言的勇敢尝试,由于脱离了真实,最后都以失败告终。早期如Galen,Paracelsus及van Helmont等虽然努力于强调性质的重要性,但由于选择了错误的参数也遭到失败,不过这却是朝正确方向迈出的第一步。数量观点的拥护者认为承认(性)质就是非科学的,或至多也只是纯描述性的和分类性的。他们的这种偏见正好反映了他们对生物学现象本质的无知。(数)量化在生物学的很多领域中是重要的,但这种重要性并不能被抬高到排斥一切与性质有关的各个方面。

 

上述的这些在表示关系的现象中特别重要,而这正是生物界的主导现象。种、分类、生态系统、联络行为、控制以及几乎其它一切生物学过程都涉及到相互之间的关系。这些现象在大多情况下只能定性地加以表示而不能是定量的。

 

独特性和变异性

 

在生物学中很少讨论由完全相同的物体组成的门类,几乎总是研究由独特个体构成的种群。这对等级结构的每一层次、从细胞到生态系统都是如此。很多生物现象(特别是种群现象)的特点是具有很高的变异性。进化的进度或物种形成的速度彼此之间可以相差三个到五个数量级,这样的变异程度在物理现象中是极为罕见的。

 

物理科学中的实体(比如原子或基本粒子)具有固定不变的特性,而生物学中的实体的特点却是可变性。例如细胞就不断地改变其性质,个体也是如此。每个个体从出生到死亡都要经历剧烈的变化,也就是说从原来的合子(受精卵),经少年期、成年,衰老直到死亡。除了放射性衰变,高度复杂系统(如墨西哥湾暖流及气候系统)的行为以及天体物理学中的某些还说不清的类似情况而外,在非生物界中这样的变化也是没有的。

具有遗传程序

 

一切生物有机体都具有历史地形成的遗传程序,这程序编码在合子的DNA中(某些病毒则编码在RNA中)。在非生物界中也没有类似的程序存在(人造的计算机除外)。遗传程序的出现赋予有机体一种特殊的两重性,即表现型与遗传型(参见第十六章 )。必须特别强调这程序的两个方面:首先,它是历史的产物,这历史要追溯到生命起源,因而它汲取了一切祖先的“经验”(DelbrhCk,1949)其次,它赋予生物有机体进行程序目的性过程和活动的能力,非生物界则完全缺乏这种能力。除了生命起源的朦胧区以外,是否具有遗传程序这一点就为生物有机体与非生物体之间的绝对区别提供了依据。

 

遗传程序的一个特点是它能指导它本身以及其他生命系统(如细胞器、细胞和整个有机体)的精确复制。在非生物界中就完全没有类似的情况。在复制中可能发生偶然性错误(例如,一万或十万次复制中发生一次错误)。一旦发生了这样的突变,它就被固定在遗传程序之中成为生物体的新特征。突变是一切遗传变异的主要根源。

 

关于遗传程序的本厨只是在本世纪50年代分子生物学阐明了DNA的结构以后才被充分认识。然而古代人已经感到一定有什么东西在指导着将原材料组建成成型的生物体。德尔布吕克(1971)就曾正确地指出,亚里斯多德提到的eidos(虽然因为看不见而被看作是非物质的)在概念上就和现代发育生理学家的个体发育程序完全相同。布丰的“内部模式”(moule interieure)也是类似的指令装置。然而只有等到计算机科学兴起之后这样的程序概念才得到重视。特别重要的是遗传程序在传出指令时本身并不改变。整个程序概念是如此新奇以致还有很多哲学家拒不接受。

 

历史性性质

 

成于有了由继承而来的遗传程序,生物的门类便主要不是按相似性而是按共同祖先来划分,也就是说按由共同历史所形成的一整套共性来划分。因此逻辑学家所采用的分类的许多标准对物种或更高级的分类单位是完全不适用的,对个体发生的细胞谱系(cell lineages)则更是如此。换句话说,生物学家的“纲”和逻辑学家的“门类”是不相同的。在很多定义性的争论中这一点必须牢牢记住,尤其是在讨论种的分类时更应如此。

 

自然选择

 

自然选择就是在适应优势上有特殊差异的生物个体的差别繁殖,在非生物界的变化过程中根本没有类似的现象。考虑到自然选择直到目前依然往往引起误解,所以值得把赖特(SewallWright)的精辟见解引述如下:“达尔文的随机与选择两种过程不断地相互作用的自然选择并不是单纯机遇和单纯决定论之间的。第三者,而且就其结果来说在性质上与两者完全不同”。

 

自然选择过程(最低限度就有性生殖的物种而言)进而又以重组为特征,在每一世代组成新的基因库,因此就为下一世代盼选择进程提供了新的、不可预侧的开端。

 

不确定性(Indeteminacy)

 

在生物学家和哲学家之间关于物理过程和生物过程究竟在确定性和可预测性上有无差别这个问题上有过长期争论。遗憾的是它在认识论和本体论方面一贯混淆不清,从而掩盖了问题的实质。

 

“预测”(Prediction)这个词在物理学和生物学中被分别用来表示完全不同的意思。当科学哲学家谈到预测时,指的是逻辑预测,即个别观察与某一学说或科学定律是否相符。例如达尔文的共同祖先学说使得海克尔能够预言人与猿之间“缺失的环节”(missing links)将会在化石记录中发现。学说是否正确由它所容许的预测来检验。由于物理科学在很大程度上较之生物学更是一个由学说构成的系统,所以预测在物理科学中的作用比在生物学中更重要。

 

预测在日常用语中是指从现在推断将来,它涉及事态的顺序,这是“临时性预测”(temporal prediction)。在严格的确定性物理定律中绝对的临时预测往往是可能的,例如对日、月蚀的预测。在生物科学中临时性预测则极少可能。某个家庭中下一个小孩的性别就不能预测。没有人能够在白垩纪开始时就能预测到欣欣向荣的恐龙群将会在这一地质时代的末期完全灭绝。一般说来,生物学中的预测比物理科学中的具有更多的机率性。

 

预测有两类,这一点在讨论因果关系及其解释时必须牢牢记住。G.Bergmann曾将对因果关系的解释定义为“当某一系统的目前状态已经知道,由于某一自然规律的缘故容许预测该系统的未来状态。”实质上这就是重复众所周知的拉普拉斯的吹嘘。这种议论已被Scriven(1959:477)驳斥过,他认为(临时性)预测并不是因果的一部分,而且“每当对因果关系的解释不能预测问题所涉及的事态时,不能认为这些解释就是无效的。”

 

生物学中,特别是在进化生物学中,解释一般与历史性叙述有关。早在1909年Baldwin就曾提出了两点理由说明为什么生物学事态往往总是不能预测的:首先是由于生物系统的高度复杂性,其次是在等级结构的较高层次常常冒出一些未曾料到的新奇事物。我自己还能想到其它一些因素。所有这些因素中有一些可以看作是本体论的不确定性,另一些则是认识论上的。就“后验”的意义来理解,这些因素并不削弱因果关系原则。

下面就是我想到的几种因素。

 

与事态的意义有关的事态随机性。由于DNA的复制错误引起的自发突变能充分地说明不确定性的这一原因。就这个例子而言,在分子事态与潜在意义之间并没有联系。像交换、染色体分离、配子选择、配偶选择、存活等这样一些事态也是如此。与这些过程有关的分子现象和机械运动都和它们的生物效应无关。

 

独特性。独特事态的性质或新产生的独特实体的性质是无法预测的(见上)。

 

随机性干扰的程度。举一个例子来说明这一因素的影响或效应。假设某一物种由一百万个不同的独特个体构成。每一个个体都有机会被敌害消灭,被病原体致死,遭遇天气灾害,营养不良,寻找不到配偶,后代在能生育之前死亡等等。这些都是决定能否顺利繁殖的无数因素中的几个因素。究竟其中哪一个因素将起作用则取决于高度易变、独特而又无从预测的环境条件,因此我们面临的是两个高度易变的系统(独特的个体和独特的环境条件)彼此互相作用。在很大程度上机遇决定它们怎样互相啮合在一起。

 

复杂性。每个生物有机体的反馈机制、稳态机制及潜在的多种代谢途径是如此之多,要完全加以阐述是不可能的,因而预测其运行情况也是不可能的。此外,对这样一种复杂的系统加以分析就必然要毁坏它,这样一来就不可能完成分析的任务。

 

在等级结构的各个层次上突现出新的无法预料的性质(这在后面还要详细讨论)。

上述的八种特性,连同下面讨论还原论时将提到的另一特性,都清楚地表明生物有机体和非生物体是完全不同的。然而这些特性中的任何一种与对世界作严格机械论的解释却又并不矛盾。

 

2.6 还原论与生物学

 

生物有机体由于具有上述八种特性因而有人主张生物科学应当是一门独立自主的科学。这种主张对许多物理科学家和物理科学的哲学家来说是相当陌生的,他们坚持认为生物世界的外观上的独立性并不存在,生物学的一切学说至少在原则上都可以还原或简化为物理学的学说。他们声称只有这样才能维护科学的完整与统一。

 

这种认为还原论(reductionism)才是唯一合理处理科学之间关系的办法的立论,还往往得到这样一种主张的支持,即若不是还原论便必然是活力论。事实并非如此。虽然过去有一些反还原论者确实是活力论者,但是几乎一切近代反还原论者都坚决否定活力论。

实际上“还原”(reduce)这个词的涵义非常含混不清。会阅读还原论者的著作时就会发现它至少被用来表示三种不同的意义(Dobzhansky and Ayala ,1974;Hull,1973b;Schaffner,1969;Nagel,1961)。

 

组成性还原论(constitutive reductionism)

 

组成性还原论认为生物有机体和无机物的物质组成完全相同。另外,它还认为生物界的事态和过程和原子、分子层次的物理一化学现象也完全没有矛盾。这些意见现代生物学家都接受。无机物和生物体Z间的区别不在于组成物质而在于生物体(生物系统)的组织结构。因此组成性还原论是无可争议的。几乎所有的生物学家都采纳组成性还原论的这些论点,并且在过去两百多年中也是这样做的(活力论者除外)。承认组成性还原论担否定其他形式的还原论就不是活力论者,尽管有一些哲学家并不这样看。

 

用目性还原论(6Xpl&D8toty F6dUCtIOfllsffi)

 

这种还原论主张要认识了解整体就必须将之分解为其组成部分,而且还要进一步将这些组成部分再分解为它们的组成部分,一直到等级结构的最低层次。在生物学现象中这就意味着要将一切一现象的研究还原到分子水平,也就是说“分子生物学就是生物学的一切。”这样的解释性还原论有的时候确实很能说明问题。例如基因的功能一直到华生及克里克解决了DNA的结构问题后才清楚。同样,器官的功能一般也是在细胞水平的分子过程得到阐明后才能充分理解。

 

然而解释性还原论也有很多的严格限制。其中之一是等级结构的较高层次的过程往往大多和较低层次的过程无关。较低层次的单元可能整合得非常完善从而作为较高层次的单元发挥作用。例如骨关节的功能就可以不用了解软骨的化学组成就能加以说明。另外,在现代外科手术中可以用塑料代替骨关节的表面来完全恢复骨关节的正常功能。将某个功能系统分解成其组成部分在很多情况下可能对解释问题是有利的,然而在另外的许多情况下这样做却可能是不利的或最低限度是不恰当的。轻易地运用解释性还原论,

 

在生物学史中往往是弊大于利。例如早期的细胞学说将生物有机体解释为“细胞的聚集体。”早期的种群遗传学将遗传型(基因型)看作是具有恒定适合值(constant-fitness value)的独立基因聚集体。

 

极端的分解(分析)还原论是失败的,因为它对一个复杂系统的组成成分之间的相互作用未予重视。一个孤立的组成成分,几乎毫无例外地具有与作为整体一部分的组成成分不相同的特性,当分离后它就不再显示组成成分之间的相互作用。Rene Dubos(1965:337)曾很出色地谈到为什么原子化处理方法(atomized approach)完全不适用于复杂系统:“在最普遍或许最重要的生命现象中,组成部分是如此地互相依存,一旦与功能整体分离它们便丧失了它自身的特性和意义,实际上也就否定了自身的。存在。为了研究复杂组织系统的问题,就必须研究多个相互关联的系统协调整合发挥作用的问题。”

 

对解释性还原论作批判性的探讨所得出的最重要结论是,等级结构或系统的较低层次只能为较高层次的性质或过程提供有限的资料或信息。正像物理学家P.W.Anderson(1972:393~396)曾经说过的那样:“基本粒子物理学家就基本定律向我们介绍得越多,则它们对科学中其它方面的实际问题就似乎越发不沾边,更不用说对社会问题了。”另外,把“还原”这个词当作某种分析方法来用就更是错误的。

 

对复杂的生物系统进行分析研究还可以通过很多其它的途径办到。例如动物遗传学起初是用马、牛、狗以及其它大哺乳动物作实验材料。后来遗传学家转而运用鸟类和不同的啮齿类动物。为了能取得在一年之中有更多世代的动物或更简单的遗传系统,1910年以后在很多遗传实验室中又用黄果蝇或其他果蝇代替啮齿动物。随后在30年代改用脉孢菌或其它真菌(酵母菌)。最后,在分子遗传学中则使用细菌(如大肠杆菌)及各种病毒。遗传实验材料的选择除了世代时间短(在一定时间内世代多)而外还力求发现尽可能简单的遗传系统,以由之推论更复杂的系统。一般说来这种愿望已然实现,但是最终发现原核生物(细菌)与病毒的遗传系统和真核生物的并不能完全相比,真核生物的遗传物质被组织成复杂的染色体而前两者则不是。因此,简化必须十分谨慎。常有这样的危险情况,将其转移到某一系统,简单是的确简单了,但已变得十分不同因而再也无法比较。

 

学说还原论(theory reductionism)

 

这种还原论主张在某一科学领域(一般是更复杂的领域或在等级结构较高层次)中所形成的学说和定律可以看作是在另一学科领域所形成的学说和定律的特殊情况或事例。如果这种主张取得胜利,则在某些科学哲学家的奇怪语言中就成了科学的某个部门被“还原”成另一个科学部门。举一个特殊例子,当生物学的术语按物理学下定义,而且生物学定律由物理学定律演绎而成,则生物学就被还原成为物理学了。

 

在物理科学中这种学说性还原论一再试图得逞,但按波普尔(1974)的研究,这种企图从未完全成功。我从未发现生物学说被还原成物理一化学学说。在DNA、RNA的结构以及某些酶被发现后,有人声称遗传学已被还原成为化学的说法是站不住脚的。在传统的遗传学说中确实有不少弄不清的黑箱的化学本质已逐渐阐明,但这丝毫也没有影响遗传学说的性质。这也就是说,通过化学分析弥补了传统遗传学说的不足的确是可喜的事,但一点也不能说遗传学就此被还原成了化学。遗传学的一些基本概念,如基因、基因型(遗传型)、突变、二倍体、杂合性、分离、重组等等,根本就不是化学概念,在化学教科书中也根本无法找到。

学说性还原论由于混淆了过程和概念因而是错误的。Beckner(1974)曾指出,减数分裂,原肠胚形成,捕食等这样一些生物学过程虽然也是化学和物理学过程,但它们毕竟是生物学概念,绝不能还原成物理一化学概念。

 

此外,任何业已适应的结构都是选择的结果,这又是一个不能用严格的物理-化学词汇来表述的概念。

 

学说性还原论之所以是错误的还由于它没有考虑到同一事态在不同的概念结构中具有完全不同的意义。例如求偶现象既可以完全按物理科学的语言和概念结构加以描述(如行动、能量转化、代谢过程等等),也可以用行为学或生殖生物学的概念结构来表达。对生物有机体有关的许多事态、性质、关系和过程等等也是如此。种、竞争、领域、迁移、冬眠等等这样一些有机体现象完全按物理学概念加以叙述至多也是不完备的,更何况和生物学往往毫不相干。

 

以上对还原论的讨论可以归纳起来这样说:对任何系统进行分析是一种重要的研究方法,然而试图将纯粹的生物学现象或概念“还原”为物理科学的定律的作法即使能促进认识的发展但也极为罕见。还原论充其量也只不过是一种空洞无意义的观点,更何况它往往引起极大的误解。下面即将讨论的突现现象,就能充分说明这个问题。

 

2.7 突现(Emergence)

 

系统几乎一直有这样的特点,即整体(总体)的特征不可能(理论上也如此)由构成整体的部分来推断,即使对每一部分或其局部不完全的组合的特性已完全研究清楚也是如此。整体中新特征的显露称为突现。‘突现往往用于解释生命、意志、意识等等复杂现象。实际上突现也同样可沿用于无机系统。早在1868年T.H.赫晋黎就曾提到水的特性——“水性”——就无法从我们对氢和氧的性质的了解推论出来。Lloyd Morgan(1894)对突现的重要意义非常重视。他认为,毫无疑问“在组织结构的不同层次上,物质的组合配置显示出新的出人意料的现象,其中包括最引人注意的适应机制。”突现是很普遍的,Popper(1974::281)曾经说过:“我们生活在突现的新奇事物的宇宙中。”突现是一个描述性概念,它和分析(分解)看来是不相容的,特别是在比较复杂的系统中更是如此。只是简单地说一说(过去就是这样做的)突现是由复杂性引起的,当然并不是一种确切的解释。整体的最值得注意的两个特征可能是(1)它们反过来又可一以作为系统更高层次的组成部分;(2)它们能够影响较低层次组分的性质。后一现象有时被称为“下行原因”(downward causation)(CamPbell,1974:182)。突现论(emergentism)是彻底的唯物主义哲学,谁若否定它就势必要对物质学说采取泛心论(万有精神论,Pan-psychism)或物活论(万物有生论,hylozoism)的观点。

 

有两种反对突现论的错误主张必须驳斥。头一种是认为突现论者就是活力论者。这种看法对19世纪和20世纪早期的某些突现论者来说确实是恰当的,但对现代的突现论者就不合适,因为他们都毫无保留地接受组成性还原论,因而就不是活力论者。第二种主张认为有一部分突现论者提出有机体只能作整体研究,任何进一步分解(分析)都不可行。或许有某些整体论者(holists)曾经这样讲过,但是这种观点和百分之九十九的突现论者是相反看。所有的突现论者都认为解释性还原论并不完善,因为在等级系统中复杂性较高的层次显露出新的、事前不能预测的特征。由于每个层次都具有较低层次所不具有的性质,因此,对复杂系统的研究必须在每个层次上进行。

 

近来有些学者由于“突现”这词多少具有形而上学色彩而弃置不用。辛普森(1964b)认为它属于“结构性”方法,洛兰茨(1973)则将之归于闪烁出现,并不稳定。然而很多学者目前都采用“突现”这个术语,它和“选择”这个词一样,在使用过程中已经消除了活力论和目的论的涵义而得到“净化”,所以我认为没有理由不采用它。

生命系统的等级结构

 

复杂系统往往具有等级结构(Simon,1962),某一层次上的实体组合成为次一较高层次的新实体,如细胞组成组织,组织构成器官,器官组成系统。非生物界也有等级结构,例如基本粒子,原子,分子,晶体等等,然而等级结构只是在生命系统中才具有特别重要的意义。Pattee(1973)认为生物学中的一切问题,特别是和突现有关的(见下文),最终都是等级结构的问题。

 

虽然等级结构已引起普遍兴趣,但是我们对它的种类以及每一种的特性却并不十分清楚。在生物学中显然有两类等级结构。一类是组成性等级结构(constitutive hierarchies),例如各种高分子、细胞器、细胞、组织、器官等等。在这样的等级结构中较低层次的成分,例如组织,组合成新的单位(器官),这新的单位具有单一的功能和突现的性质。组成性等级结构的形成是生物有机体最重要特征之一。在每一层次都有其本身的问题,有待解决的疑难以及各种各样的学说。这些层次中的每个层次构成了生物学的单独学科:分子——分子生物学,细胞——细胞学,组织——组织学等等,直到生物地理学和生态学。辨别这些等级层次在传统上就成为将生物学划分为学科领域的一种方式。学者们根据自己的兴趣投身于不同层次的研究。分子生物学家对功能形态学者或动物地理学家的研究课题一点也不感兴趣是很自然的,反之亦然。对从事某一特定层次研究工作的学者来说,其他层次的问题和发现通常是和他毫不相干。要充分认识生命现象就必须对各个层次进行研究,然而正如前面所指出,较低层次的研究发现对解决较高层次所提出的问题一般并没有什么帮助。一位著名的、获得诺贝尔奖的生物化学家曾经说过:“生物学只有一种,那就是分子生物学。”这只能表明他对生物学无知。

由于生物系统的正常运转需要有这么多的组成部分参与,因而对一位从事研究的科学家来说在目前条件下如何选择哪一个层次进行研究将能对了解生命系统作出最大贡献就是一个战略抉择和兴趣问题。这也包括舍弃某些未揭开的黑箱在内。

 

另一类完全不同的等级结构可以姑且定名为集聚性等级结构(aggtegstiolllhiCfstChy)。最为人所熟知的范例就是林奈分类范畴的等级结构。由种经属、科、直到门、界。这完全是为了方便所作的安排。在这样的等级结构中,较低层次的单位——例如属下的种,或科下的属——并没有经由任何相互作用组合成突现的新的较高层次作为一个整体。它只是由分类学家将分类群按高低等级排列而成。这种说法的正确性并不会由于(自然的)较高分类群中的所有成员都是一个共同祖先的后代这一事实而削弱。将分类范畴校等级排定的这种等级结构基本上只是一种分类手段或策略。

 

除此而外,我不知道是否还有其它种类的等级结构。

 

整体论-机体论(Holism-Organscism)

 

从亚里斯多德开始,许多远见卓识的生物学家对完全按还原论观点看待生物学问题一直不满意。其中大多数生物学家只是强调整体,也就是系统的集成(整合)。另一些学者则求助于形而上学的力量来规避科学解释。直到20世纪“活力论”一直受宠。当Smats(1926)提倡采用“整体论”这个术语来表示整体大于部分之和时,这个术语本来是很合式的,然而却不幸地从一开始就被他赋予了活力论观点。“机体论”这个术语似乎是由Ritter(1919)首先创用,现在已广泛流行(Beckner,1974:163)。Bertalanffy(1952)曾列举了三十多位赞同整体论一机体论观点的著名学者来说明这种情况。这个名单并不完整,其中甚至还不包括Lloyd Morgan,Jan Smuts,J.S.Haldane。由Francois Jacob(1970)提出的“集成体”(“整合体”,integron)概念虽然引起了很多争论,然而却是对机体论思想的支持。

和多少具有“活力论”观点的早期“整体论”不同,近代的“整体论”是彻底唯物主义的。它强调较高等级层次的单位大于其部分之和,因此将整体分解为它的组成部分总会遗留下未分解的残存物,换句话说,那就是说解释性还原论不能说明问题。更重要的是“整体论”还强调了每个层次的问题和学说的独立自主性,最终就必然是生物学作为一个整体的独立自主性。科学的哲学再也不能忽视生物学的机体论概念,而仍将之看作是活力论因而属于形而上学。科学的哲学若仍然囿于在非生物世界所观察到的事物就是十分可悲的。

 

许多科学家集中精力于孤立事物和孤立过程的研究,好像它们是存在于真空之中。“整体论”的最重要方面可能是它着重于关系(relationships)。我总感到自己对关系没有予以足够的重视。这就是为什么我把物种概念称为关系(性)概念,为什么我研究遗传革命(1954)和遗传型的内聚性(1975)——这两者所研究的都是关系(性)现象。我对豆袋遗传学的非难(1959d)也是基于同一原因。

 

其它的人也有同样感受。画家Georses Braque(1882-1963)曾声称:“我不相信细节,我只相信它们的关系。”当然,爱因斯坦的全部“相对论”就是奠基于对关系的考虑之上。当讨论在不同的遗传环境中,基因的选择值(selective value)也随之变化时,我曾开玩笑地将这一概念称之为基因相对论。

 

 

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