从进化论的争议感受生物学认识论的独特性——读迈尔《生物学思想发展的历史》有感

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2012-08-17 看过
从进化论的争议感受生物学认识论的独特性
——读迈尔《生物学思想发展的历史》有感
很少有一种科学理论像进化论那样,自诞生之日起,就开始经历质疑、反对和激烈的论辩。也很少有理论能像进化论那样如此广泛的被应用到很多领域,包括自然和社会科学。这一切的一切,是进化论的特点所决定的,也是人类在认识自然过程中的一个必然的深化和选择。
迈尔的生物学思想发展简史就是这样一本十分出色的书。它不仅介绍了进化论的起源和发展过程,更着重介绍了在生物学发展的历史中,各种形而上的思想所发挥的作用,哲学与认识论对进化论的丰富和进化论对前二者所作的推动。#此前在首页部分显示#
一、进化论:建立在事实基础上的演绎假设
进化论自诞生之日起到今天,一直面临一个疑问:它是符合逻辑的吗?它到底是假说还是客观事实?据说,一位生物学家在面见英国女王时,女王问到这个问题,那个生物学家说:“进化论不是假设,而是事实。”那么,这个事实到底是怎么来的?我们又怎么去分析它?
这里,我们仅仅从迈尔的书的摘录中对进化论产生的思维过程进行一个简要的分析。
迈尔在“自然选择学说的逻辑性”一章节中中详述了进化论推导的过程:
“达尔文的自然选择学说由三条推理组成,这三条推理是根据部分来自种群生态学和部分来自遗传现象的五项事实作出的。”
“事实一:一切物种都具有如此强大的潜在繁殖能力,如果所有出生的个体又能成功地进行繁殖,则其种群的(个体)数量将按指数(马尔萨斯称之为按几何级数)增长。”
     “事实二:除较小的年度波动和偶尔发生的较大波动而外,种群一般是稳定的。”
“事实三:自然资源是有限的。在稳定的环境中,自然资源保持相对恒定。”
“推理一:由于所产生的个体数目超过了可供利用的资源的承载能力,而种群数量却保持稳定不变,这就表明在种群的个体之间必然有激烈的生存竞争,结果是在每一世代的后裔中只有一部分,而且往往是很少的一部分生存下来。”
“上述来自种群生态学的事实一旦与某些遗传事实结合起来就导出了重要结论。”
“事实四:没有两个个体是完全相同的:实际情况是,每个种群都显示了极大的变异性。”“事实五:这种变异的很大一部分是可以遗传的。”
“推理二:在生存竞争中生存下来并不是随意或偶然的,部分原因取决于生存下来的个体的遗传组成。这种并非一律相同的生存状态构成了自然选择过程。”
“推理三:这种自然选择过程经过许多世代将使种群不断逐渐变化,也就是说,导致进化,导致新种产生。”
迈尔坚信进化论的正确性,从他的精确的概括和总结中,我们也可以看到进化论清晰的推理过程。但是,这种推理产生的基础是和数学和物理学不同的。对于数学,它虽然是一种纯粹演绎的科学,但是它的理论基础是确定无疑的。对于物理,对对象的简化和理想化,提供了抽象出规律的基本途径。而对于生物,我们虽然能够进行一定意义上的抽象和简化,却很快发现,这些抽象和简化使用的范围十分有限。每一个个体都有其自身的独特,这种独特,使生物学中不存在象数学和物理那样的公理、定理,而只有一些相对清楚的规则和法则。
二、对进化论的批驳错误何在
当代的许多所谓的进化论研究者和质疑这其实大多犯了同样的错误:(1)许多人以达尔文的进化论来偷换概念,以批驳达尔文的理论来造成否定进化论的表象;(2)许多人并不是真正的懂得生物学科的独特性。有一个非常有名的比喻:生物学中描述物种进化从无到有的过程就像是一场大风把数以十万计的零件吹到一起,结果组装成了一架飞机。
对于第一点,我们应该明白,进化论从它诞生那天起一直在发展进步。特别是20世Kimura的分子进化中性理论和古尔德的间断平衡都提供给进化论以新的丰富,然而很多外行者对进化论提出质疑的很重要的证据偏偏正是这两个理论。达尔文的理论已经不再是现代进化论的主要内容,一些概念的内涵正在发生变化。分子生物学诞生以后,随着发育生物学和分子遗传学的进步,个体发育和物种进化的轮廓也渐渐清晰。而正是进化论作为理论基础催生了这一切的产生。
迈尔说过:“世界上有一些最著名的物理学家(包括玻尔和鲍利)曾经向我表示,随机变异和选择的偶然性过程竟然可以在不到40亿年的时间里形成生物界的各式各样的多样性以及生物之间神妙无比的彼此互相适应现象。当把一批具有代表性的物理学家和数学家的理由交给一组进化论者仔细推敲分析后,发现物理科学家对进化中所包含的生物学过程了解得过于简单。作为模式论者,他们对重组产生独特性这一点并没有予以充分考虑。此外,他们按“循序进化(tandem evolution),即从一种纯合遗传型(homozygous genotype)进化到另一种纯合遗传型来考虑而忘却在进化中物种的遗传变化可以同时在几千个(且不说成百万个)基因座上进行”。(《生物学发展的历史》,迈尔)
科技认识论如果不从具体科学的情况出发来归纳和分析是没有意义的。远离具体情况只是从纯粹哲学、数学或物理学的角度来对进化论进行指摘是不合理的,这也是一种唯心主义。生物学的理论应该最终放到生物学中由生物学家来检测。(我实在是看够了那些不懂进化论和生物学的人的荒谬批驳)
生物学的认识方式和传统科学之不同
历史上,物理学家Rutherford讥笑生物学是“集邮”。这种情况现在也仍然存在,很多人对生物学的研究方法和认识方式嗤之以鼻。对于这点,迈尔指出:“大多数的普通`科学'史是由物理学史家写的,他们没有完全克服那种不合物理学就不是科学的狭隘观点。物理科学家容易用这样的价值尺度来衡量生物学家,那就是看每个生物学家运用`定律'、测量、实验以及科学研究的其它形式的程度。这些形式在物理科学中得到很高评价。其结果是某些物理学史家在有关文献中对生物学界的评价是如此滑稽,只能令人一笑置之……这些批评全都是根据现在已被彻底否定的这样一种假定,即含有由时间变化而产生信息的现象和过程必须按研究纯粹功能性过程的方法来研究。更露骨地说就是物理科学(其现象领域非常有限)中有用的方法对全部科学都是充分够用的。”
生物学的研究方法和其他科学有所不同,它重视具体情况,区别对待,不着力于归纳绝对可以用于一切个体的理论,而是着力于寻找“大多数”现象的原因和结果反映的内在本质规律。生物学中的规律多为统计性的规律;因果关系多为网络型而非数学和物理学中的线性关系;系统各部分的反馈既有正反馈也有负反馈,各个反馈过程间又可能有复杂的作用和联系(胡文耕《生物学哲学》)。
在信息论和系统论兴起之后,可以明确的对一些试图用清晰框架来套用于生物学的人说不了。生物界本质上是一个复杂系统,复杂系统可以分成三种:有组织简单性即小数系统,所含变量少,相互作用形式简单,适用于经典的数学方法来研究;有组织复杂性即中数系统,包括生态学和环境科学等科学中的很多问题;无组织复杂性即大数系统,组成成分数量庞大,但各组份行为高度自由,表现出随机性,产生所谓的无组织复杂性,可用统计方法来有效处理(如统计物理学)。但是,传统统计方法也不宜用来研究系统组份间的非线性相互作用。目前只是用系统科学分层次来解决具体问题(《复杂性科学及其生态学应用》,邬建国,申卫军)。想用传统的数学分析方法和推理对生物学中的现象作出总结,是用错了对象。
生物学中的规律有着自身的特点:(1)历史性,生物学上很多事件,尤其是进化中,具有独一无二性。一个事件只在一定时间出现一次,作为历史性事件它只能用历史性描述来分析,却难以抽象出普遍有效的命题。其实,这种现象在化学物理中并非不存在,但是在进化论中,它几乎适用于绝大部分现象。迈尔说:“历史陈述能用实验来检验的非常之少。然而就像达尔文所说的那样可以“推测”,也就是说可以根据观察构成假说,然后再用进一步观察来检验这一假说,这就是达尔文所不断进行的。达尔文的推测是一种按部就班的程序,他运用这种程序(现代的每一位科学家都是如此)为进一步观察所进行的检验发出指示,如果可能,还设计实验“。这种基于观察的验证并非在其他科学中不存在。(2)相互联系性,生物学中的规律总是在各种规律的相互作用中实现。迈尔将生物学分为两大类:功能生物学和进化生物学。而生物的功能规律和进化规律也并非彼此孤立,生物的各种结构的基本功能由进化而来,虽然它们建立在化学物理学规律的基础上,却又不能简单的还原为这些规律(《生物学哲学》,胡文耕)。“生物学规律无非是依靠、借助、协调体内各种在无机界也起作用的规律,使之按自身的需要,受自身指令的支配,以保障自身的生存和发展”(《生物学哲学》,胡文耕)。这些,也决定了认识生物学规律必须采取不同的方式,既要采百家之长,又要重视生物界本身的独特性。
 
生物学和传统认识论的冲突是由来已久的。迈尔说:“生物学史上的一切著名论战都涉及基本意识形态的分歧,例如数量与质量,还原论与突现论、本质论与种群思想、一元论与二元论、不连续与连续、机械论与活力论、机械论与目的论、静止论与进化论、以及在第二章 中所讨论的一些其它问题。”在生物学中,曾长期受到机械论、活力论和本质论的束缚,使很多科学家在进化问题上多年毫无建树,即使是他们早已掌握了可以推导出事实的所有资料。我们看到什么样的事实也许取决于我们先有什么样的理论。即使是让很多物理科学家津津乐道的促使DNA双螺旋结构提出的薛定谔的《生命是什么?》其本质也是还原论。虽然它推动了生物科学的发展,但其认识论本质却不足以达到让我们敬仰的高度。
但是,这并不是意味着我们不屑于或者不需要其他学科的认识论。迈尔说:“不仅是物理学家,而是每一位专门家都认为他自己的研究领域是最有兴趣,研究方法是最有效的。这样一来就常常有种令人反感的沙文主义在研究领域之间存在,甚至存在于某一研究领域(如生物学)内部。……Laudan指出“有时当两个或更多的研究传统,彼此不是互相拆台,可以融合起来,产生综合,这综合比前此的两个或更多的研究传统都更进步”。……就像Kuhn的科学革命学说那样,而是前此彼此竞争的两种研究传统“交换”彼此最有生命力的组份”。
目前,在复杂性科学、系统科学和信息科学飞速发展的今天,作为学习也许将来也要研究生物科学的我们只有立足于生物本身的特点,结合其他学科的认识论,合理的辩证的实施“拿来主义”,才能从科学理论发展上和认识论发展上丰富生物学科的发展。
                                            (转)方解石 著
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