Biology 版 (精华区)

发信人: leather (好累啊！), 信区: Biology
标  题: 生物学在科学中的地位及其概念结构（3）
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年05月22日19:23:36 星期二), 站内信件

目的论问题
　　自从柏拉图、亚里斯多德以及斯多噶学派以后，广泛流行着一
种信念（但遭到伊壁鸠鲁学派反对），认为自然界及自然过程都有
意向，都有预先决定的目的。十七、十八世纪中具有这种观点的人
（目的论者）不仅在自然界阶梯（顶端是人类）中，而且在自然界
的统一与和谐以及多种多样的适应中都觉察到某种目的（意向）的
鲜明表现。目的论者的对立面是严格的机械论者，后者把宇宙看作
是按照自然规律运行的某种机械装置。然而宇宙的表面目的性，个
体发育中的有目的的进程，以及生物器官的适应性能等等外观上的
目的性是如此明显以至机械论者也不能忽视。一种具有上述全部性
能的机械装置怎么可能纯粹是自然规律的结果而不涉及最终原因？
谁也没有康德那样敏锐地察觉到这种两难的困境。整个19世纪一直
到现在，支持和反对目的论的论战喧闹延绵不已。
　　只是在过去25年左右解决问题的端倪才明显可见。现在已弄清
楚自然界中那些外观上有目的的进程和严格的物理化学解释丝毫也
没有抵触。和科学历史上经常发生的那样，问题的解决是由于把一
个复杂的问题分解成了它的几个组成部分而完成的。已经分析清楚
（Mayr， 1974d）“目的性”这个术语过去曾用于四个不同的概念
或过程。
　　（1）程序目的性活动（Teleonomic activities）。遗传程序的
发现为一类目的性现象提供了机械论解释。某一生理过程或行为之
所以有目的性是由于某种程序的运行而引起的就可以称之为程序目
的性活动（Pittendrish，1958）。个体发育（ontogeny）的全部过
程以及个体的外观上有目的的行为都属于这一范畴。它们的特点是
都具有两个组成部分：它们是由某种程序导向的，而且它们依赖于
某种终点或目标的存在，这终点或目标又是调整该行为或活动的程
序已预知的。终点可以是某种结构，某种生理功能或稳定状态，到
达某一新的地理位置，或者是某种完结行为的动作。每一特定程序
都是自然选择的结果，并且不断地被已经到达的终点的选择值加以
调整（Mayr，1974d）。亚里斯多德称这种原因是“为了哪一个的
原因”（ for－the－sake－of－which causes）（Gotthelf，
1976）。从原因的角度来看，重要的是讲明白程序以及诱发寻求目
标行为的刺激在时间上先于意向性行为。通常有许多反馈机制来改
善程序目的性活动的精确性，然而程序目的性行为的真正特征是引
发或“引起”这寻求目标行为的机制存在。程序目的性过程在个体
发生，生理学和行为学中特别重要。它们属于近期原因的领域，虽
然程序是在进化历史过程中获得的。遗传程序的历史性形成则是由
于选择压力，而这压力又由目的性活动的终点或目标产生。
（2）规律目的性过程（Teleomatic Processes）。任何过程，特别是与
无生命物体有关的过程，其目的或结局是严格按照物理定律而活动
的结果；这样的过程可以称为规律目的性过程（Mars，1974d）。
一块下坠的岩石到达终点（地面）就不涉及寻求目标的或有意的或
者程序化的行为，这只不过是符合引力定律而已。江河一泻千里地
流向海洋也是如此。当一片赤热的铁块到达它的温度和周围环境温
度相等的终了状态时，它之所以达到这一终点也是严格遵从物理定
律——热力学第一定律。宇宙进化的全过程，从第一次大爆炸一直
到现在是由于一系列的规律目的性过程加上几率性摄动或动荡的结
果。自然规律中的引力定律和热力学定律是最经常左右规律目的性
过程的两个定律。亚里斯多德早就觉察到这一类过程独立存在，并
将之归因于“必然”。
　　（3）业已适应的系统（Adapted systems）。自然神学家对于
与生理功能直接有关的一切结构的设计特别注意：心脏是造来把血
液抽送到全身，肾是造来排除蛋白质代谢的副产物，胃肠道执行消
化功能使营养物质能被身体利用等等。达尔文最具有决定性意义的
贡献之一就是指明这些器官的起源与逐步完善可以通过自然选择来
解释。因此最好不用“目的性”（寻求目的）来标示器官，它们的
业已适应的性能（adaptedness）是来自过去的选择过程。在这里使
用适应性的或自然选择学者的语言比用目的性语言更为合适
（Munson，1971；Wimsatt，1972），因为后者暗示了有定向进
化力量（orthogenetic force）存在，这种力量对生物器官的起源
负责。
　　人们在研究业已适应的系统时要提出为什么的问题，如在静脉
中为什么有辩膜？英国生理学家Sherrington（1906：235）在研究
反射时很有分寸地强调了这一点：“除非我们将之看作是业已适应
的动作而能讨论其直接目的，我们就不可能从研究任何特殊的类型
反射中得到任何教益……在探索自然界的奥秘中研究反射的目的是理
由充分而又迫切需要的，正如研究昆虫或花朵颜色的目的一样。研
究反射目的对生理学之所以重要就在于如果不了解它生理学家对反
射就不可能真正理解。”
　　（4）宇宙目的论（Cosmic teleology ）。虽然亚里斯多德是在
研究个体发育的基础上提出并发展了他的目的论概念（这是完全合
理的），后来他却将之运用到作为一个整体的宇宙。这是在自然选
择学说提出之前两千多年的事，因而亚里斯多德在涉及到适应现象
时就只能想到二者之中择其一的解释：巧合（机遇）或者具有目
的。因为臼齿是平的而门牙是尖的这种情况决不可能是巧合，这种
差别就只能归之于目的（性）。“大自然中有什么，发生了什么，
都是有目的的”确实，宇宙间的绝大多数事物都反映了似乎有目
的，因而就必然要提出终极原因。
　　在适当的时机、特别是当它和基督教的教条结合时，这种宇宙
目的论概念曾经一度成为目的论的流行概念。正是这种目的论被现
代科学毫无保留地加以排弃。无论是宇宙进化还是生物进化的发生
从来也不是以任何程序为基础。如果在生物进化中有一种外观进
程，从二、三十亿年以前的原核细胞到高等动植物，这完全可以用
个体和物种之间的竞争所产生的选择压力以及新适应带移殖
（colonlzation of new adaptive zones）的结果来解释。
　　在自然选择还未被人们充分理解之前，很多进化论者，从拉马
克到 H.F.Osborn和Teilhard de Chardin，曾经假设有一种非物理
（甚至非物质）的力量存在，这种力量推动生物界日臻完善（定向
进化，直生论）。对于唯物论的生物学家来说，要说明没有这种力
量、说明进化很少能达到尽善尽美、说明外观上的日臻完善进程可
以用自然选择来很好地加以论证等等都是不太困难的。很多进化趋向
的直线性是由于遗传型及后生系统（epigenetic system）对选择压
力的反应施加多种限制的结果。
　　定向遗传学说近年来又被一些顽固不化的物理学家重新提出。
Eigen（1971）在其超级循环学说（theory of hypercycle）中力图
说明“生物的进化……必须被认为是一个不可避免的过程，尽管其途
径是非确定性的。”莫罗（Monod，1974a：22）将Eigen（和
Prigogine）看作是“万物有灵论者”（animists），因为他们力图
“说明：第一，生命不能不在地球上开始出现，第二，进化不可能
不发生。”生物学家当然会排斥Eigen学说中的决定论方面，然而根
据由自然选择不断“指示”的随机过程也可得到相同的结论。
Monod在其推理中竟然对自然选择没有予以足够重视，这不能不说
是一件怪事。
　　将术语“目的论的”所表示的笼统混合概念分解成四个部分应
当能消除由于对目的论的不同理解引起争论的根源。然而我更希望
这种概念方面的新进展能在非生物学家之中得到更广泛的理解。例
如许多心理学家在他们讨论有目的的行为时仍然使用像“意图”、
“意识”这样一些难于下定义的词，这样就无法作客观性的分析。
由于我们无从确定动物（和植物）中究竟哪一些有意图或意识，因
而使用这些词并无助于分析，说实在的，却只能使分析更加困难。
为了解决这一类的心理学问题有赖于按我们对进化的新理解对意图
或意识重新制定概念。
　　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
世纪的不少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 源看 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，而就活力论者看来这些现象“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 顾 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 陀 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
于部分之和，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，1．5 645a 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次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”（Delbrick，
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。
　　关于遗传程序的本质只是在本世纪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
　　由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（Sewall Wright）
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，因此就为下一世代的选择
进程提供了新的、不可预测的开端。
　　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。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－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
生物体之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）。承认组成性还原论但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。
　　解释性还原论
　　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
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－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－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。

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