【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】 ———————————————— （原载《中华读书报》2000.2.16.。发表时有删节） 生物学是什么？ ·方舟子· 二十世纪毫无疑问是属于生物学、特别是遗传学的世纪。生物学的重大发现为这 个世纪的每个年代都打上了深深的烙印：在一、二十年代，摩尔根创建了染色体遗传 学，遗传学结束了空想时代；在三、四十年代，由怀特、费歇、荷尔登开始把群体遗 传学与自然选择学说有机地结合起来，解决了进化论的遗传问题，由此形成的进化论 “综合学说”至今仍然是生物学的主流学说；在四、五十年代，艾菲利证明了DNA是 遗传物质，华森和克里克发现了DNA双螺旋模型，生物学进入了分子生物学时代；在 六、七十年代，遗传密码被破译、基因调控机理被发现、基因工程被发明；在八、九 十年代，我们终于能够从分子水平上研究癌症、生物发育的机理。在百年之内能获得 如此众多、重大的成果，使得生物学成了自然科学各学科中最为新兴、繁荣的一门， 乃至吸引了许多其他学科的科学家，特别是化学家和物理学家改而从事生物学研究。 现代生物学的成就，也离不开物理、化学方法的应用。随着生物学研究的拓展、深入、 细致，几乎所有的生物学家都成了坚信物理、化学原理可以解释一切生命现象的还原 主义者，因此也往往陷入了只见树木不见森林的困境，而把活生生的有机体彻底地还 原成了分子。今日大多数的生物学研究者，特别是那些从别的学科交叉过来的研究者， 其实都未受过系统的生物学教育，对生物学的基本理论、思想并无透彻的理解，甚至 一出了本专业就茫然无知。我们只要看看那些以“生物学家”的身份批判进化论的原 教旨基督徒的言论，就会发现他们对进化论这一生物学基本理论的理解，完全是外行 的水平。 即使是外行，也不能不接触到生物学，不只是基督徒们才如此。生物学不仅是理 论科学，更是应用科学，乃是农业、医学的理论基础。今天困扰着我们的那些重大问 题，比如人口膨胀、生态环境破坏、病菌抗药性等等问题，其防止和解决，都离不开 生物学。在现代社会中，每一个有教养的公民，都应该具备一些生物学知识，因为我 们本身就是生物。对那些要对生物学问题发表评论的其他行业人士，更应该系统地学 习生物学，才能避免闹出将无知当高深的笑话。 因此，不论是对生物学研究者还是外行人士，都迫切需要能对一百多年来生物学 的发展进行总结介绍的著作。这样的著作不同于中学的生物学课本或大学本科的普通 生物学教材，并不仅仅是罗列生物学的事实、理论，而且能够在知识介绍的基础上， 从历史的角度全面总结生物学发展的历史经验，从哲学的高度深入浅出地阐明生物学 的思想、研究方法，使得读者对生物学的历史和现状能有一个全面、透彻的理解。也 就是说，它不只是要让读者知道生物学有什么，更要让读者明了生物学是什么。 很显然，只有亲身经历、参与现代生物学的发展，并且具有渊博的生物学各分支 的知识和深刻独到的哲学思想的科学大师才能担此重任。在当今生物学家中，恐怕再 也没有谁能比哈佛大学的退休教授恩斯特·迈耶（Ernst Mayr）更能胜任这个工作了。 这位现年九十五岁的老人，不仅见证了这个世纪生物学的风雨沧桑，而且为生物学的 发展做出了杰出的贡献。他是在四十年代为进化论“综合学说”的最终建立居功最伟 的四位前辈大师之一（另三名为杜布赞斯基、朱利安·赫胥黎、辛普森），在1942年 发表的《分类学和物种起源》（Systematics and the Origin of Species）乃是进化 生物学的经典名著。在晚年，迈耶转而研究生物学的历史和哲学思想，分别在1982年 和1988年出版了《生物学思想的发展》（The Growth of Biological Thought）和 《走向新的生物学哲学》（Toward a New Philosophy of Biology）这两部巨著。但 是这两部著作篇幅太大、太专业了，不要说一般读者，即使是生物学家也很少会去读 它们。在1997年，在这两部巨著的基础上，迈耶出版了一本同时面向专家和外行、中 等篇幅的新著《这是生物学：生命世界的科学》（This is Biology: the Science of the Living World），为一百多年来的生物学、也为迈耶本人的生物学思想做了 一个漂亮的总结。一个科学家能够如此长寿是一大幸事，而九十几岁的老人不仅依然 思维敏锐、而且思想达到炉火纯青之境，更是一大奇迹，用中国人的说法，该说是已 超凡入圣、得道成仙了。 这正是一部试图全面介绍、总结生物学的历史和现状的著作，事实上是一部生物 学的进化史。它介绍、分析、评判生物学的各个分支在历史上出现过的种种假说和理 论，讨论了“生命是什么？”、“科学是什么？”、“科学怎样解释自然界？”、 “科学怎样解释生物界？”、“科学进步吗？”、“生命科学是怎样构建的？”、 “生物学中关于‘什么’的问题（生物多样性）”、“生物学中关于‘怎样’的问题 （新个体的发育）”、“生物学中关于‘为什么’的问题（生物体的进化）”、“生 态学想解决什么问题？”、“哪里是人类在进化中的位置？”、“人类道德能够用进 化论解释吗？”等不仅对生物学家，对一般读者也是绕有趣味的生物学的基本问题。 对外行的读者，它是一部引人入胜的科普著作；对专家而言，则是一部引人深思的学 术论著。 的确，这是一本可以反复地阅读、仔细地回味的难得的科学佳作，几乎每一页都 在刺激着读者深入思考生物学的问题，每读一遍都能有新的收获。每一位对生物学感 兴趣的读者都不应该错过。在这里我不想详细地介绍该书的内容，而只想讨论贯穿于 全书的生物学的哲学思想。 迈耶认为，当代盛行的科学哲学是以物理学的发展为研究对象的，事实上是物理 学的科学哲学。不管是波普尔的证伪主义还是库恩的历史主义，都不适用于生物学。 物理学的研究方法是归纳－推理，完全排除历史描述法，而生物学（其实还有天文学、 地质学）则必须同时使用归纳－推理和历史描述法。经典物理学的哲学思想是本质论、 决定论、普适论和还原论，而这些都不能用于研究生物体。要研究生物学，必须考虑 群体（与本质论相对）、几率和偶然性（与决定论相对）、多元性（与普适论相对） 和整体（与还原论相对）。因此迈耶认为生物学应该有属于自己的、新的科学哲学。 但是我认为，这并不意味着生物学的科学哲学要完全排斥、推翻物理学的科学哲学。 就象物理原理在生物界也适用一样，物理学的科学哲学在生物学也未必就是不正确的 ，只不过不充分，不足以解决生物学的哲学问题，而需要加入生物学特有的新观念。 迈耶对经典科学哲学的批评有过火之处。比如，他认为库恩所归纳的“常规科学－科 学革命－常规科学”的范式对生物学的发展而言是不正确的，生物学史上并不存在那 种戏剧性的科学革命和长期的常规科学。他举例说，达尔文在1859年出版《物种起源 》无疑是革命性的，却并非戏剧性的大革命，因为进化的观念早已酝酿了一个世纪， 并非突然出现的。而且，达尔文的自然选择学说直到该书出版后近一个世纪才被生物 学界所完全接受，在此期间有一些小型的革命，也并非处于“常规科学”时期。这个 例子未必很恰当。《物种起源》有两个方面的内容：论证生物是进化的（进化论）和 为生物进化提供一种机理（自然选择学说）。就前者而言，虽然在达尔文之前已有学 者论及，但都被科学界所忽视。在《物种起源》出版后，科学界才很快地普遍接受了 进化论，这也可说是戏剧性的科学革命（但自然选择学说则如迈耶所言，过了近百年 才被普遍接受）。 迈耶反对当前在生物学界盛行的还原论，而主张机体论（organicism）。机体论 或整体论（holism）是一种早在二十年代就被提出来的哲学观念，其要旨是认为整体 大于部分的总和；各个部分被有机地组合成一个整体时，即出现了新的性质；这些性 质不能用各组成部分的性质及其相互反应来解释。应用于生物学，即是认为生物体存 在不能用物理、化学原理来解释的特有现象。但是与旧的机体论不同，迈耶认为整体 的新性质并不神秘，而是可以由遗传程序和进化来解释。其实现在的还原论者恐怕很 少还有人象十八世纪的机械论者那样把人当成机器，或多或少都受了机体论的影响。 如果要表达现代生物还原论的观点，可以归纳为三条：第一、生命不存在违背物理、 化学定律的现象（必要条件）。第二、生命中不存在物理、化学运动之外的神秘运动 （充分条件）。第三、生命中的物理、化学运动的相互作用产生了新的现象或性质， 即整体大于个体的总和（机体论）。当迈耶认为能用遗传程序和进化来解释整体的新 性质时，也就否认了在物理、化学运动之外存在神秘运动，也就与现代还原论没有冲 突。所以，迈耶的机体论，实际上是一种与还原论相结合了的新的机体论，在我看来， 与结合了机体论的现代还原论并没什么不同。（真正与还原论相冲突的是盖娅论，本 人将对此另文批评。） 迈耶认为，生物学的各个分支，可以归纳为研究生物功能的和研究生物历史的 （也即进化）两大类，而要完整地理解生物现象，必须从功能（他称为“近期因素”， proximate causation）和进化（他称为“终极因素”，ultimate causation）两方面 加以研究，前者回答的是“怎么样”，后者回答的是“为什么”，缺一不可。比如说， 我们在细胞中发现了一种蛋白质。这种蛋白质由什么基因编码，有什么性质，与其他 分子如何反应，在细胞中起怎样的作用，等等，这是功能生物学（分子生物学、细胞 生物学等）所研究的问题。但是，仅此是不够的，我们还需要知道细胞为什么会有这 种蛋白质，这种蛋白质是怎么演变来的，与其他生物体的同源蛋白质有何不同，为什 么有这些不同，等等，则是进化生物学的任务。迈耶认为功能现象通常用实验方法研 究，而进化现象则用历史性叙述、推理的方法。这种看法未免略嫌过时。近二十年来， 随着分子生物学与进化生物学的结合，进化生物学的研究也大量地采用实验的方法。 即使在群体水平上，进化生物学也离不开实验方法。比如，在五十年前，迈耶只能根 据历史现象（例如化石）和野外观察推导新种生成的机理，而现在的进化生物学家却 可以通过实验手段验证这些机理，甚至创造出新物种。实际上，该书的一大缺陷，即 是过分强调功能因素和历史因素的区别，而把重点放在了那些研究生物历史因素的学 科上（只有一章是介绍功能因素的研究的）。迈耶解释说这是因为现在对功能因素的 研究已进入到分子水平，而他本人对分子生物学并不熟悉。作者做为一名经典的进化 生物学家，如此侧重是可以理解的。但是，做为一部试图全面总结生物学的著作，则 不能不说是一大缺憾。 总之，这是一部并不完满的、留下了许多问题的著作。一部优秀的科学著作并不 是宗教的经书，不是要试图给出所有的答案，而是要激发读者的兴趣和思考。《这是 生物学》毫无疑问就是这样的一部优秀的作品。以生物学分支之多、发展之快，我们 也不能想象能有任何一部著作完满地对生物学做出总结。“生物学是什么？”对这个 问题，也许本来就不可能有完整的答案。 1999.11.24. ———————————————— 【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】