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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Science
标  题: 第九章 生物学与人类学的进一步发展 3
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Aug  6 21:32:31 2003)

海洋学

    第七章内所讲的海洋学的研究有继续的发展，特别是鱼类的生态学。鱼类的环游在生

物学上既值得研究，对水产的捕捞更有实际的意义。我们常常发现鱼类到一定的区域去产

卵，通常是向上游游动，然后又分散到下游去觅食。例如北海的鳕鱼与板鱼的卵和鱼苗都

在深海里，而鲑鱼则产卵在江河上游，幼鱼下游到海里去生活，等到成长以后再回到原来

出生处去产卵，好象它们每个都具有很好的记忆力。

    欧洲的鳗鱼，经施米特（Johannes Schmidt）证明，在淡水里度过其成年时代，然后

迁居到几千英里外的马尾藻海的深水里去产卵。施米特还发现住在苏门答腊的另外四种鳗

鱼，在西海岸的深海沟里产卵，因为在那里，海水具有适当的深度（五千米）与适当的盐

度。

许多海鱼以硅藻和其他小生物为食物。我们在第七章讲过，这些小生物统称为浮游生物。

我们研究一下浮游生物的聚集与飘荡，就可以了解食物的所在处，因而也是鱼类的所在处

；自第七章写成以后，这方面的知识又积累了许多。哈尔的哈迪（ A．C．Hardyof Hull）

教授等人对于北海上空昆虫的飞荡也进行了不少的研究。

遗传学

    自从细胞学和染色体方面的早期发现以来，科学家做了很多工作，帮助推进了遗传学

，并开始影响植物和动物育种家的实用技术。

    负载遗传因子或“基因”的染色体，在细胞里成对出现，而且在细胞分裂时每个染色

体分裂为二，以便在两个新细胞核里再造成同样的对数。但是当生殖细胞形成时，每对染

色体的两个成员却分离开来，各到每个新细胞去，这种过程叫做减数分裂或成熟分裂。生

殖细胞里染色体的数目是基本的，被称为“单倍体”数目。在受精时，两个单倍体数目由

于两个细胞核的结合而合在一起，这样造成的新个体，就染色体的数目来说，称为“二倍

体”。但是，染色体也有可能倍增，即出现多倍性，因而在新的营养细胞里就可能出现两

套以上的单倍体。这样，当细胞包含的染色体数目三倍于、四倍于或多倍于单倍体染色体

数目时，就可能出现三倍体、四倍体或多倍体。例如多倍性就出现于小麦、燕麦与栽培的

水果中。樱花是二倍体，梅是六倍体，苹果可能是稍微复杂的二倍体或三倍体。多倍体的

情况对不孕的问题大有影响；如果多倍体在其营养细胞里有奇数的染色体，当生殖细胞形

成时不能做均等的对分，那么，染色体分配方面的不规律现象就一定要发生，一般就要导

致不孕。例如，在桃属植物中具有奇数染色体的多倍体，常不孕，因而不能结果，仅因其

有观赏价值而被栽培。果实的许多

品种，如苹果的一个品种Cox’s Orange Pippin，各种桃与樱都不能自身受孕，需要附近

有某种其他的品种才能结果。

    在解决牵涉两个遗传因子和发育因子的性别决定问题方面，我们已经取得相当的进步

。我们前面提到的对男女出生数差不多相等的解释，现在认为是正确的。在人身上和许多

动物身上，雌性生殖细胞只具有雌性，而雄性生殖细胞，一半具雄性，一半具雌性。在另

外一些动物身上，这种关系反转过来，雌性动物具有两类生殖细胞。决定性别的染色体，

在有些情况下，已经在显微镜下认出来了。例如在研究遗传用得很多的果蝇身上，雄细胞

里的性别染色体，可以看出有不相等的对数，其中一对是钩状的。

    还有人，特别是克鲁（Crew）对性别决定方面的发育因子加以研究，他描述了家禽性

别的颠倒。性激素在这里起了一定作用。我们不妨提一提同牡犊孪生而生殖器不完全的牝

犊的例子——对这个未生犊的牧牛注射同胎的牡犊的性激素，就可以使它不孕。一种名叫

后益（Bonellia）的海生物，其幼虫可以成长为雄性，也可以成为雌性，视它在发育时究

竟是依附另一雌体还是依附海底而定。从化学上来说，和病毒一样，它们的染色体是核蛋

白所构成的，而染色体内的基因，也象病毒一样，或者是自身生殖或者是劝诱细胞的其余

部分生殖它们。

    受到基因影响的代谢的确切的化学阶段，在某些例子里，已经明白。例如有人在鼠身

上发现一种基因，是导致矮小的原因。矮小的老鼠缺少制造两种垂体激素的细胞，如果注

射了这一种激素就能得到正常的发育。蒙克里夫（S．Moncrieff）小姐从生物化学的角度

说明了造成花的颜色的35个基因的作用。造成白化病的基因可以使缺乏色素的动物的细胞

里缺少色素酶。已经发现若干基因，有一些对机体有害，有一些阻止发育，还有一些造成

早夭。例如有些植物就继承了抑制叶绿素形成的基因。

    在这方面遗传学与生物化学相互为用。遗传学家帮助生物化学家把代谢的过程分为各

种连续的阶段，生物化学家告诉遗传学家是什么基因在起作用。最后也许还能告诉他们这

些基因究竟是什么。生物物理学家与生物化学家的职责在于尽量从物理学和化学的角度去

描述生命现象，但是也还有许多别的领域，在那里，这些解释至少暂时仍然是不够的。例

郊，谢林顿（Sherrington）就说：“在器官的功能起作用以前，身体的各种器官就开始在

胚胎里发育。眼睛的复杂结构。在眼睛看东西以前已经形成。感觉与意识也是无法用物理

学与化学解释的。”

    人们研究生殖时发现受精有两个过程：即卵受刺激与卵和精核的结合。1875年，赫特

维希（Oscar Hertwig）首先描述了这种过  程。他观察了海胆的精子进入卵中的情况，看

到两个细胞核的并合。刺激有时可以造成单性生殖，生物学家对这一过程进行了不少研究

。例如施佩曼（Spemann）就进行了人工双生。如果一个正在发育的卵一分为二，便形成“

同样的双生”，如果两个卵同时受精，则形成“兄弟式双生”，即可能与同双亲的两个子

女一样，不一定十分相似。

    施佩曼为了进行这一研究，使用了显微镜下的外科手术来考察水蜥，因为要在哺乳动

物身上进行这样的考察，技术上的困难很大。胚胎上某些特殊部分的几小块组织可以决定

发育过程，施佩曼称之为“组织中心”。它们好象包含有可以提供必需刺激的活性化学物

质。例如两栖类身上的一个“组织导体”，是一种象性激素，维生素D和某些致癌物质那样

的甾醇。

    苏黎世的福格特（Vogt）等人考察了胚胎的进一步发育。他将原肠胚染色而观察其着

色细胞的变化。至于胚胎的食物供给情况，李约瑟（Needham）在《化学胚胎学》一书里，

对已经获得的事实，作了简明扼要的叙述。

    1900年左右，孟德尔的研究成果重新发现以后，跟着就发生了争论，一方面是贝特森

所领导的孟德尔主义者，另一方面是毕尔生和韦尔登（Weldon）所领导的生物测量派。生

物测量派持有严格的达尔文主义观点，以为进化是从连续的细小变异而来的。这两派敌对

的意见，以后又综合起来，主要是靠了费希尔（R．A．Fisher）的工作。他用他在数理统

计学上的研究成果提供了一种新的研究工具。要测验一组事实是否合于孟德尔的规律，我

们现在使用毕尔生所发明的数学的判别标准。要找人身上的孟德尔式遗传的例子，我们便

参考毕尔生所搜集的数据。诺顿（Norton）、霍尔丹、费希尔与赖特（Wright）运用数学

方法在达尔文主义和孟德尔主义的基础上创立了一种多少带有诡辩性的进化学说，认为主

要的遗传单元是基因而不是个体。由泽维里科夫（Tsetverikov）开创的关于自然群落的遗

传的研究，证明各种族里可能存在着表面上同质的大数目的隐性基因。群落中品种愈多，

自然选择的速度愈大，因为不适者被淘汰得更快；根据费希尔，适者的增长率与遗传性的

差异度成正比例。

    作为孟德尔式发育的基础的突变，在常态下也常出现，其中有一些可以用染色体的事

实说明。但是弥勒发现，X射线对于果蝇的作用可以使突变的数目有所增加。

    近来类人猿与类猿人的化石的发现给人类进化提供了证据。在爪哇与中国掘出的化石

有很多相似之点，但是中国的北京猿人在发展上处于稍高的阶段。有关人科起源的其他古

生物学证据还有新生代的中新世与鲜新世地层里的森林古猿化石。这些化石的某几种在特

征上已接近现代的类人猿，由此可见，向人科发展的线索和向类人猿发展的线索必定是在

鲜新世的早期分道扬镳的。

    新近在南非洲发现的猿化石有力地说明森林古猿很有可能是人科的祖先，虽然中间还

有一些空白有待古生物学家的发现加以填补。猿人化石的新材料足以说明猿人具有人科的

身材，特别是它们的肢骨已经可以和现代人相比。猿人可能是后期各型人的发展的基础，

其中一个旁支便是穆斯特期的尼安德塔型人。

在进而讨论一般化石时，我们注意到，虽然在寒武纪岩层（如在威尔士北部所发现的）里

，已经有大多数主要类型的化石，但在寒武纪开始以前便寻不着化石的记录了。在寒武纪

（也许在5亿年前）和最古的岩石（根据放射物证据大约在20亿年前）两个时期之间的某一

个时候，地上已经出现了生物。生命起源的问题仍然没有解决。细菌与其他微生物的自然

发生说已经为斯帕郎扎尼与巴斯德所否定（参看186，264页）。有人提出生命可能是由其

他行星而来的。但是有生命的机体在宇宙空间的有强烈杀伤性的短波辐射里很难存活；人

类为大气小的氧所蔽护，才得免于这些辐射的损害。因此生命必定起源于地球。比细菌更

小而更简单的病毒——差不多和分子一样大的生物——的发现，重新提出一个老问题：“

像病毒那样简单的物体需要什么样的环境？在原始的无机物里是不是也可以找着病毒？”

电子显微镜或可对解答这问题有一点帮助，但是这问题现时还只好谈到这里为止。

神经系统

    生理学最重要的分支之一是神经系统的研究。机体和国家一样，须单元间动作一致，

才能有效率与进步，神经就是单元间的交通机构，因而是生理综合的主要因素。在这一领

域中，谢林顿爵士在1906年以后的年份中进行了现代的开路先锋的工作。亚德里安（Adri
a
n）博士为作者写了以了一节；

    在最复杂的动物体内，神经细胞及由神经细胞延伸出来的纤细的原形质，形成一个中

心团块，依靠周边的神经纤维与其他部分相互交通。这就是信息从感宫（接收器）传到中

枢神经系统，再由那里传到肌肉和腺体的通道。神经纤维活动时，其表面常有电位差的微

小改变。靠了研究这些改变（近年来还得到真空管放大装置的帮助），我们已经弄清纤维

所传达的信息的种类。感觉信息与运动信息都是一串短促的“脉冲”，彼此差异很少，两

者相距的远近，视刺激的强弱而定。但中枢神经系统里的变化情况究竟怎样，我们还是不

得而知，有待解决的问题是发现进去的信息怎样在那里汇总而又怎样变成出去的信息使得

动物以适当的动作去回答外界的刺激。

    要彻底解决这个问题，就意味着从心理学的角度说明动物的全部行为，但谢林顿证明

，只要研究一下简单反射与其相互作用就可以弄清神经系统的许多“整体性的作用”。例

如，只有当一群肌肉的收缩伴有对抗的肌肉的松弛的时候，才有可能产生有秩序的运动，

而这种情况的发生则是由于进入的信息产生了双重的作用，既使某些神经细胞兴奋起来，

又“抑制了”其他神经细胞。他还证明，抑制与兴奋两种状态的时间关系可以说明为什么

一个反射可以顺利而准确地继另一反射而起。在谢林顿创始这方面的研究以后，大家的注

意都集中于反射，认为这是了解神经组织的钥匙，加上巴甫洛夫的工作，就造成了现代心

理学机械论的趋势。

    脑是中枢神经系统的最高部分，同视觉与听觉一块发展，这两个器官与远处物体相感

应，谢林顿特称之为“超距接受器”。心理功能的位置在脑的一部分即大脑，而且特别是

在大脑皮层。施刺激于大脑皮层的有限区域，四肢等部分便发生局部动作。弗里奇（Frit
s
ch）与希齐格（Hitzig）在1870年首先对电刺激的效应进行了研究，后来又有些人绘出大

脑皮层各区域图形并研究了各区域的反应。其中特别值得一提的有霍斯利（Horsley）、谢

林顿、布朗（Graham Brown）与黑德（Head）等人。

    小脑是脑的另一部分，经人证明与身体的平衡、姿势与运动以及三者所需要的复杂调

节有关。小脑接受肌肉与内耳的刺激，而作出反应。

    不随意神经系统控制身体的无意识的机能。首先对不随意神经系统进行透彻研究的是

加斯克尔（Gaskell，1886－1889年）和兰利（Langley，1891年及以后），他们证明这一

神经系统虽然有一定程度的补助的独立作用，本质上仍然是脑脊髓系统的支脉，并且受它

的总的控制。

巴甫洛夫在1910年指出，在研究高级神经作用时，不必象通常那样，引入心理学的概念。

较简单机能的确定的无条件反射，可以变为受其他因素约制的较复杂的反射，但观察刺激

与反应的方法仍可使用。如果一种现象经常与食物联系在一起，单单这种现象本身就能导

致食物所引起的反射动作，例如开饭的铃声可以使人垂涎。这个研究方法没有涉及居间的

意识的终极本性问题。但却促成了一个心理学派的诞生：行为主义的心理学，象生理学一

样；在自己的研究中，对意识是不加注意的。

心理学

    在十九世纪，韦伯（Weber）等首先把实验方法应用于心理学。由于在心理学中采用实

验方法，以后的研究者就创立了一种可以明确列入自然科学之列的心理学。视、味、嗅、

触等感觉的灵敏度，可以用机械的方法测量。比较复杂的同类测验，可以估计记忆、注意

、联想、推理与其他心理功能；还有一套测验可以用来研究疲乏，对于刺激的反应，手眼

间动作的配合。例如芝加哥凯洛尔（Kellor）女士就进行了一些实验来研究情绪对呼吸所

产生的影响。结果她发现黑种女人不象白种女人那样容易受到影响。在这种研究中，心理

学都使用了自然科学的客观的与分析的方法。

    纯粹生理学家研究肌肉收缩，内分泌，神经冲动的传递及神经冲动与中枢神经系统的

联系的物理学与化学，心理学家从精神角度研究这些身体上的表现。例如黑德爵士对于失

语症一类病症的研究就远不止具有医学上的意义。1914－1918年大战中，神经病学家由于

研究局部创伤在心理上的影响，而得到许多心理学上的新事实。

    海尔巴特、穆勒父子（Mills）与贝恩等联想学派，以为自我并不象以前的正统观点所

设想的那样是心理表象的预先存在的源泉，而是相异的观念的联想关系所形成的。巴甫洛

夫所倡导的“条件反射”的生理学更促进了这种想法，自然要导致所谓行为主义的心理学

。行为主义的心理学是沃森在1914年和以后的年份中创立的。这个学派的基本观念，在18
9
4与1914年就已经由英国心理学家摩尔根（Lloyd Morgan）提出。动物心理学的美国学派就

是他创立的。

    这些研究者摆脱了用意识去解释动物的行动的流行观点，而动物的行为和人的行为，

象客观地观察物理与化学的事实那样。没有人能从外面探测到他人的意识、感觉、知觉或

意志；在研究刺激与反应时必须把这些放在一边。人眼的角膜一被触及，就要眨眼，观察

者对于刺激所引起的感觉，实一无所知。

    新生的婴孩不学而能的反应为数甚少，仅仅有呼吸与啼哭等基本动作。只有高声或骤

失支持能引起他的畏惧。但只要某种条件几次伴随这些事件发生，小孩不久就学会对这种

条件产生畏惧，而不问其间是否有真实的联系。换言之，即条件反射已经建立。这种条件

反射一经建立之后，就只有通过打破自动的联想的“非条件化”的缓慢过程才能废止。


    据沃森说，思想是一种第二性的产物，它是通过语言的习惯缓慢地获得的，正象打网

球与高尔夫球的技巧是通过肌肉活动得来的一样。小孩喃喃自语，是外来刺激引起的一种

反射行动，心灵上的形象是以词为中心而建立起来的，以后小孩才逐渐知道不高声讲话要

更好一些。但他以为，刺激总是要引起不完全或不发声的言语。如果我们真的要思想的话

，实在是先说而后想。

    这一理论的确有几分真理。凡是注意倾听茶余闲话或政治辩论的人都不能加以否认；

从心理学的观点看，这一理论也有不少可以学习之处。可是它的哲学意义却不应给予过高

的估价。如果说按照机械学的定义，人可以看做是一架机器的话，那么，在行为主义者眼

里，人就仅仅是刺激与反应的关系，因为行为主义，从它的定义与定理来说，只是一门研

究刺激与反应之间的关系的学问。就行为主义的成功方面而言，它证明它的假设导致与事

实不相违背的结果，但这些假设的最后实在性的证据，不管它的价值如何，是形而上学的

，而不是科学的。

    现代心理学，在工业问题上有一个实际的用途。工业活动需要人来做，而人是有情绪

、偏见与冲动的，大半很难服从理智或“开明的自我利益”。工业心理学家的职责就在于

研究这些因素和更简单的因素，如疲乏之类，这样来调整工序活动，使工作不致引起过分

的疲劳与厌倦。

    每个人在活动中都有自己的自然的节奏与一定的周期活动速度；如果要想得到最好的

结果，就必须顾及这种个人的特点。工厂里体力劳动的程序，都经过精密的研究，务使工

人的动作简单化，或更有节奏，以避免疲劳，而增进其生产的效率，在美国尤其是这样。


    同样，教育心理学也开始用观察和实验的方法对儿童心理进行研究。人们已经发明了

测验儿童的心理活动与敏捷程度的方法，还有日益增多的迹象说明，可以想出一些办法来

发现特殊才能以决定儿童的前途。

    心理学在医学上也日益重要。过去一直有人想要发现与心理变化相应的脑内的物质变

化，但很少成功，就是在疯狂病人的观念和情绪完全错乱的情况下，生理与病理的测验方

法也发现不了丝毫异常的状况。随着每一心境或思想的变化，的确有物质变化，这是无可

怀疑的事，但在还没有确切了解以前，我们只能从心理学的角度去解释心理与其错乱。现

代精神病理学所涉及的范围较其名称为广，因为变态的研究有助于常态的了解。精神病理

学的兴起主要应归功于弗洛伊德（Freud）的研究成果所引起的广泛的兴趣。他研究了无意

识的行动与其原因。他所用的方法后来形成一种考察心理的方法叫做“心理分析”法。弗

洛伊德的研究成果在现代心理学里加强了决定论的观念。他认为自细小的过失一直到最宝

贵的信念，一切的一切都是由于强有力的本能的作用所致。这些本能随身体而成长；如果

它们的发展受到阻挠或歪曲，它们就可能成为精神不健康的原因。

心理学的另一种应用，就是所谓灵魂的研究，我们还不能断定这种研究是否能产生有科学

价值的结果。在“唯灵论”的现象中，有许多是出于自欺或有意的诈骗。但在合格的观察

者眼里，即使把一切欺骗成分除去，仍有一些现象不能解释，值得加以科学的研究。要考

察这些现象，研究者必须有特殊才能，对歇斯底里和邪术家的法术都要有一些经验。灵魂

研究学会的刊物中载有许多精细的研究，但唯灵论的解释是否合理，有资格的人士尚无一

致的意见。在获得更多用严格的方法检验过的知识以前，我们最好不下判断。


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