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生命科學哲學的興起
生命科學哲學的興起
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  生命科學哲學(Philosophy Of Biological Science)是本世紀六七十年代興起的一股科學哲學思潮,雖然它的興起主要是以本世紀50年代以后生命科學的蓬勃發展為基礎,但從事生命科學哲學研究的哲學家們并不局限于把他們的哲學看作是一門部門哲學,而是更進一步,把他們的哲學看作是科學哲學的新范式:一種與傳統的根植于物理科學之上的科學哲學相對的新的科學哲學。
  因此,當代人們提到生命科學哲學就有兩層含義。狹義地講,生命科學哲學是關于生物學的哲學,主要研究生命的本質、生物學的理論結構、概念框架、一般方法等問題。換句話說,生命科學哲學就是關于生命的本體論、認識論和方法論的哲學學科。在此意義上,“生命科學哲學”即是“生物學哲學”,它是科學哲學的一個子學科。廣義地講,生命科學哲學是科學哲學的新思潮。傳統的科學哲學究其根本,都是以物理科學(包括物理學和化學等學科)為根據的,所以新哲學家們把這種哲學稱之為物理科學哲學(Philosophy Of Physical Science)。新哲學則主要是以生命科學為基礎而又兼顧物理科學。所以為了突出新哲學與傳統哲學的不同,一些哲學家把這種新哲學稱之為生命科學哲學。
      1 生命科學哲學興起的背景
  自然科學是哲學的基礎,任何一種哲學的產生都與當時的科學背景密切相關。近代科學是從1543年開始的,雖然這一年出版的兩本偉大著作中的一本——維薩里的《人體的構造》是生物學的一個分支,可是其后的一百多年,生物學并沒有突飛猛進的發展,而運動學和力學卻首先得以快速發展。1687年,牛頓的《自然哲學的數學原理》出版,使經典力學這座宏偉大廈最終落成。此后,物理科學的其它學科也都先后發展起來并逐步成熟。與此相對,生物學在牛頓時代尚處于孕育時期,用恩格斯的話說就是“還處于搜集材料的階段”,牛頓的物理革命在當時并沒有引起生物學的革命性變革。生物學思想的重大革新是在19世紀和20世紀才開始產生的。因此,當科學哲學在17世紀和18世紀開始發展起來的時候,或者說,當培根、笛卡爾、萊布尼茲和康德論述科學和科學方法時,完全是以物理科學為基礎的。在這種情況下,物理科學的思想和方法自然成了評判一切科學的標準,大多數哲學家理所當然地把物理科學看作是科學的標準范式,認為一旦理解了物理科學,就能理解其它任何科學。盡管早在19世紀中葉,達爾文就曾說過生物學的成就將會使哲學出現新繁盛,可是19世紀的科學哲學仍然完全根植于物理科學之中,不論是第一代實證主義(孔德)還是第二代實證主義(馬赫),他們關于科學的本質,科學的理論結構和概念框架、科學方法等等的論述,完全是以經典物理學為依據的。進入20世紀,實證主義發展到了它的第三代——邏輯實證主義。正如提出這種理論的核心人物所說,邏輯實證主義主要依據的自然科學理論是數理邏輯和20世紀初誕生的相對論和量子力學。面對這種情況, 著名的生物學家和哲學家恩斯特·邁爾(ErnstMayr)不無遺憾地說:“自從伽利略、笛卡爾、牛頓以來直到20世紀中葉,科學哲學一直由邏輯學、數學和物理學所左右達數百年之久”( 〔2〕.piv)。
  然而,本世紀中葉以后,由于傳統科學哲學的自身危機以及分子生物學革命和綜合進化論的革新,使哲學家們開始轉向對生物學的哲學概括,以便從生物學中找出科學的新范式,于是,有關生物學的哲學思考成為西方科學哲學討論的一個最熱點的領域之一。在這種討論中,生物學哲學作為一門學科逐步成熟。
  我們先從傳統科學哲學的危機談起,傳統科學哲學有三個主要的教條:一是分析命題和綜合命題的區分,認為自然科學的命題是綜合命題;第二是還原論,“即認為每一個有意義的陳述都等值于某種以指稱直接經驗的名詞為基礎的邏輯構造”;第三是演繹的解釋理論,認為科學解釋就是推理,一個需要解釋的對象,只要它能從一些規律性陳述和一些前提條件中推導出來,它就得到了解釋。其中第二點是邏輯實證主義的中心命題,這個命題換個說法就是認為,在科學中,觀察(或經驗)和理論是可以完全分開的,科學的本質就以經驗為基礎建立科學理論,科學理論的正確與否就是看它能否得到證實。奎因在《經驗論的兩個教條》中已對這種經驗與理論的二分法以及第二個教條進行了批評。不過,決定性的批判則來自波普爾。波普爾認為,從邏輯的角度看,完全證實是不可能的,然而反過來,證偽卻是可能的。由此,波普爾提出了證偽主義的科學綱領:科學的標志不在于它的可證實性,而在于它的可證偽性。由于波普爾的工作,科學哲學開始發生一個重大的轉變:從研究科學理論的靜態結構轉向研究科學理論的歷時結構。于是庫恩的范式論、拉卡托斯的研究綱領方法論、費耶阿本德的無政府主義方法論等科學哲學理論相繼出現,使傳統的科學哲學出現嚴重的危機。
  我們再從生物學本身的發展看。自從1953年沃森(J.D.Watson)和克里克(F.H.C.Crick)認定DNA的雙螺旋結構以來,生物學便跨進了飛速發展的新時代。短短十多年的時間,遺傳密碼就得以破譯,基因的作用機理也弄清楚,遺傳工程亦開始實施。同時,由于新知識的滲透和綜合,生物學的一些古老的學科,如進化論、胚胎學、分類學等也面貌一新。一時間,世界范圍內出現了一股研究生物學的熱潮,生物學成為繼相對論和量子力學革命以來發展最快,成就最多的學科。生物學的這些革命性發展自然引起越來越多的哲學家對它的關注。他們或者利用生物學的成就重新評價以往科學哲學的適當性,或者從生物學中總結出獨特的認識論、方法論和本體論問題。
  傳統科學哲學的危機以及生物學的持續發展因此使生命科學哲學成為當代科學哲學研究中的最激動人心的領域。各種論文和論著大量涌現。1985年,在一些哲學家和生物學家的努力下,一本專門討論生命科學哲學的雜志——《生物學與哲學》也在西方創刊。作為一股新的科學哲學思潮的生命科學哲學就是在70年代興起的,在80年代和90年代,這門學科逐步成熟并不斷發展。
      2 自主論和分支論:當代生命科學哲學的兩大派別
  近來西方出版的幾乎所有生物學哲學的著作都以生物學在科學體系中占有什么位置,或者說生物學與物理科學相比有什么不同這個問題作為開篇。按照羅森伯格的說法,生物學和物理科學的關系問題是“生物學哲學的中心問題”。在此,我們可以換個說法,把這一問題看作是生物學哲學的基本問題,因為,第一,這一問題是任何一個生物學哲學家必須首先提出并要作出回答的問題。“生物學與其它自然科學是否不同和怎樣不同是生物學哲學… …所面對的最突出、最明顯、經常被提出、爭議最多的問題”(〔3〕. P13)。第二,對這一問題的不同回答方式及結果,決定著生物學哲學討論的幾乎所有其它問題的回答方式及結果。生物學家和哲學家提出的有關生物學的邏輯的、認識論、本體論和方法論的較具體問題幾乎都是圍繞這一問題展開的,比如還原論與突現論的爭論,關于社會生物學科學性爭論,心身關系的爭論等等都是如此。第三,對于生物學家和生物學哲學家來說,對這一問題的不同回答反映了他們對生物學應當前進的方向的不同看法。生物學的研究應當采取什么樣的方法?未來生物學的重點在什么地方?對生物學和物理學關系問題的不同回答,直接關系到對這些問題的看法。
  關于生物學的地位或者說生物學與物理科學關系的爭論一直在兩對立的派別之間進行,這兩個派別,一個可稱之為分支論,一個可稱之為自主論。分支論認為,生物學在原理和方法上與物理科學并沒有什么不同,而且未來的研究到了一定的時候會將整個生物學還原為物理科學。與之相對,自主論則認為生物學理所當然地是一門自主的科學,因為它研究的對象、它的概念結構和方法論與物理科學根本不同。
  聯系到前面提到的生命科學哲學興起的背景,我們就可以看出,分支論和自主論實際上是對傳統科學哲學危機和生物學迅速發展的兩種不同的反映。
  從科學哲學的轉折來看,本世紀五十年代后,由于波普爾的批判,科學哲學從邏輯實證主義走向與之相對的歷史主義。然而,并不是所有的哲學家都在這種轉折中追隨波普爾、庫恩等人放棄了實證主義,相反,有許多哲學家仍然堅持實證主義的基本原則,只是在細節上對實證主義作了不同程度的修改。 這些哲學家有人把他們稱作后實證主義者(Postpositivist)。后實證主義的基本觀點是:
  (1 )科學是通過建立越來越普遍的經實驗驗證并具有解釋能力的經驗概括發展的,這些經驗概括進一步被組織到更普遍的理論中去以更加擴展和加深這些概括的解釋的統一性和預言的精確性;
  (2 )科學解釋就是要把被解釋的對象歸并到普遍的規律或定律之下,因此,任何科學都需要規律或定律或至少是可改進的概括;
  (3 )科學需要規律或定律還因為實踐的預言和控制也是依據規律或定律做出的。沒有規律或定律,不僅解釋是不可能的,預言和控制就更不可能。
  (4)不同的學科有不同的發現、規律和理論,但所有這些發現、規律和理論將最終組成一個連貫的理論階梯,在這個理論階梯中,可從最基本的物理學的理論和規律出發推演出所有其它學科的理論和規律,即所有的學科最終可統一于物理學。
  當然后實證主義的觀點并不僅是我們所列的這些,但對我們的問題這已足夠。很顯然,后實證主義的這些觀點只不過是對實證主義的進一步修正而已,它們的基礎仍然是物理科學。在生物學的驚人發展面前,這樣的關于科學本性的結論適合生物學嗎?
  很顯然,從生物學目前的狀況看,它還不能立刻地,明顯地滿足后實證主義的描述。生物學目前還不象物理科學那樣有許多簡單、精確、相互聯結并具有解釋和預言能力的定律或規律;它的許多發現和描述語言與物理學和化學的發現和語言很少聯系;它研究的模型系統的普遍性也是有限的。所有這些特征使它成為驗證后實證主義科學哲學的很好的場所。這些不同是表面的、暫時的,還是本質的、永恒的呢?
  于是,在哲學家中間,生物學與物理學是否不同和怎樣不同的問題,就變為生物學是否和怎樣與后實證主義的哲學圖景相符合的問題。回答相符合的哲學家,就竭力從生物學中尋找材料證明后實證主義哲學圖景的普遍性,并竭力證明生物學與物理學的上述差別是暫時性的。回答不相符合的哲學家則相反,他們從生物學尋找材料反對后實證主義的哲學思想,并竭力表明,生物學與物理學差別是永遠不會消失的。
  以上是分支論和自主論爭論的哲學根源——后實證主義和反實證主義(antipositivism)。分支論和自主論的爭論還有其科學自身發展的依據。
  本世紀中葉以后,生物學中最激動人心的事件就是分子生物學的革命。由于這一革命,生物學的許多現象都可根據DNA 分子的結構得到解釋。分子生物學的成功使許多生物學家以及哲學家堅信,生物學的所有現象最終都可以根據它們組成部分的物理化學規律完全得到說明,物理學和化學的方法完全適合生物學研究。DNA 雙螺旋結構發現者之一克里克就斷言:“生物學當代運動的最終目標事實上就是根據物理學和有機化學解釋生物學。對于這一點有很多理由。因為化學和物理學的相關部分……量子力學與我們關于化學的經驗知識一起,表明能為我們提供建立生物學的確定性基礎,這與牛頓力學……為比如機械工程提供基礎是同樣的方式。”(〔4〕.P10)
  物理學和化學之所以能為生物學提供一個“確定性基礎,”在這些人看來,是因為生物體最終是由物理材料——運動中的分子和原子組成的。這些分子和原子在生物體中被聚集在不同的組織水平上,一些水平甚至能避開其它水平自主地活動,但是最終都是物理學和化學的產物。因而克里克說:“最終人們希望生物學的整體可根據比它低的水平進而正好從原子水平得到解釋”。(〔4〕P.12)
  既然生物有機體可以從其組成部分的物理特性和化學特性得到解釋,所以這些生物學家和哲學家繼續斷言,整個生物學最終將變為物理學和化學的一個分支。
  這些生物學家和哲學家就是我們所說的分支論者,概括起來,他們認為:“生物學最好能成為物理科學的一個分支,一個能夠通過運用物理科學方法,現在特別是物理學和有機化學的方法發展的獨立分支”。(〔3〕P16)他們把分子生物學作為用物理學和化學研究生物學的最成功的范例,因此,對他們來說,生物學的其余部分都應象分子生物學一樣,主動地與物理化學靠近。目前,生物學和物理科學之間仍然存在著很大差別,有許多生命現象還不能用物理學和化學解釋,但他們認為,隨著生物學和物理學的發展,最終都可以用物理學和化學來解釋。
  然而,除了分子生物學之外,群體遺傳學、綜合進化論、生態學、行為學、分類學等生物學學科在本世紀也得到了革命性發展,“都顯示空前繁榮,茁壯成長”。這些學科都有其本身的詞匯,方法論和概念結構,與其它學科特別是物理科學很少聯系或只有最少的接觸。因此,面對分支論的挑戰,從事這些學科研究的生物學家以及從這些學科搜集材料的哲學家就認為,盡管物理學和化學方法在生物學研究中曾取得過振奮人心的成績,但是物理學和化學的方法并不能完全適合生物學的主題內容。他們認為“生物學真正重要的目標以及獲得這些目標的適當方法,與其它科學的目標和方法是如此不同,以致于生物學的理論和實踐必須與物理學和理論實踐保持持續的隔離。”(〔3〕.p16) 這些生物學家和哲學家就是自主論者。根據他們的觀點,生物學追尋的是回答物理學不能回答的問題,因而生物學必須運用物理學提供不了的方法和手段,當然,生物學也可自由地借用物理學的理論和方法,但它不能僅僅簡單地靠借用發展,它必須形成自己的方法。生物學運用物理學方法在某些方面能夠取得成績,但生物學若運用自己獨立的方法則會取得更大更明顯的成就。分支論與后實證主義的觀點是一致的,但在自主論者看來,后實證主義從物理學中得出的科學圖景對生物學來說是完全錯誤的。生物學當然是一門自主的學科,后實證主義那種建立在物理科學基礎之上的科學統一觀念會使生物學走向迷途,并阻礙生物學的快速發展。
  除了分子生物學以及宏觀生物學自身研究特點、研究方法使一些人支持分支論、一些人支持自主論外,未來生物學研究的重點在哪一個方面,也是人們支持分支論或自主論的重要原因,或者說是動機。著名生物學家和哲學家恩斯特·邁爾曾說:“許多物理學家堅信全部生物學的見解都能歸結為物理學的定律,這種情況使許多生物學家為了自衛而主張生物學的自主性,很自然,不只是物理學家,而且信奉本質論的哲學家也極力反對這種生物學的解放運動,但是這種解放運動在最近幾十年不斷增強了力量。物理科學的原則,理論和定律是不是能說明生物科學中的每件事呢?生物學至少部分的是不是自主的科學呢?對于這些問題的冷靜討論,由于物理科學和生物科學明顯的對抗情緒,甚至是互相敵對的情緒,就成為非常困難的事情。許多人曾經想把各門科學分類排列,把數學(或者特別把幾何學)規定為科學的皇后。在為爭取各項榮譽如諾貝爾獎金、政府及大學的預算、職位以及在非科學家中的普遍聲望的競爭中,這種對立變得非常表面化了”。(〔1〕.pp37—38) 從邁爾的話里我們可以看出,生物學家支持或反對生物學自主性的一個重要原因是為自己從事的職業的重要性作辯護。
      3 爭論問題的展開
  圍繞“生物學和物理學是否不同和怎樣不同這個基本問題,自主論和分支論展開了一系列的爭論。從爭論問題的普遍性程度看,主要有以下幾個不同層次的問題:
  首先,最普遍的一個問題是生物學和物理學研究的目標或戰略是否相同的問題。自主論認為,在生物學和物理學的基本研究戰略中存在如下一個明顯的差別:物理科學的解釋框架是機械論的,而生物學的解釋框架則是有目的的、目的論的或功能的。這里所說的機械論廣義地說是指這樣一種觀點:一個系統的行為是通過它的組成部分的牛頓性質——位置和動量(或它們的其它替代量)決定的,一個機械(力學)系統的行為是該系統組成部分的位置和動量數值的數學函數。物理科學對其需要解釋的現象都是通過擴展這些力學概念及建立這種數學函數解釋的。生物學的解釋框架則與此不同,主要是目的論的。這里所說的目的論是指通過尋求系統的目標、功能、需要來解釋系統的行為。生物學在解釋生物現象時不是通過尋求構成生命系統的力學行為來完成,而是通過發現整個系統以及它的組成部分服務的目標、功能或需要來解釋。這就是說,生物學解釋主要依靠的是對生物系統服務目標的正確辯別,而在物理科學中,沒有目標、目的、功能、需要等概念的位置和空間。因此,生物學和物理科學研究的總體目標就不相同:一個通過把現象分解成它的組成部分的力學行為來解釋,另一個則通過在一個給定的現象中辯別出一個功能網絡來解釋。在這種情況下,兩個領域的基本研究戰略就必然不同。
  分支論者也承認物理科學與生物科學在解釋方式上存在這種差別,但與自主論者相反,他們認為這種差別是表面的,是可以排除的。
  爭論的第二層次的問題是關于生物學和物理科學中理論的本性、數目和關系問題。物理科學的研究對象可區分出不同的層次,對不同層次對象的研究可形成不同的理論,發展出不同的學科分支。這些不同的學科分支和理論可能是獨立研究、獨立建立的,然而,在物理科學中已達到這樣一種水平,不同層次的理論可以邏輯地、數學地整合在一起。力學、光學、熱學、電磁學、量子力學、相對論以及化學鍵理論、化學動力學理論、平衡常數理論等,都如此緊緊地連結在一起,以致于我們可以把這些理論從更基本的到派生的加以分類,然后用基本的解釋派生的,并且可以根據一個領域的理論新進展預測另一個領域理論發展的情況。相比之下,生物科學中的各種理論間的聯系就沒有這么緊密。進化論、遺傳學、生態學、古生物學、胚胎學、發育學、生理學等等學科都有其自身的理論,但這些理論之間的聯系,并不象物理科學那樣可以形成演繹關系,可以數學地整合在一起。舉例來說,進化論對生物學的地位,就象牛頓力學對物理學的地位一樣重要,然而,它們的理論結構卻大不一樣。牛頓力學本身的定律可用數學公式表示,其定律之間可形成嚴密的推理關系,其理論體系可用公理化方法建立,而進化論的理論內容只能定性描述而不能數學化,盡管有人試圖對進化論也作公理化處理。通過牛頓力學可以推演出物理科學其它領域的一系列理論,而通過自然選擇理論卻推不出比如分類學、古生物學、形態學、胚胎學、生態學、遺傳學中的有關理論,盡管有人說自然選擇理論統一了這些學科。面對生物科學與物理科學理論本性、數目和關系的這些差別,自主論認為,這反映了生物科學自身的獨特特點,說明生物學是一門自主的科學,而分支論則認為這種差別是暫性的,這表明生物學在目前還不是一門特別完善的科學,隨著生物學的發展,這種差別將最終消失。
  爭論的第三層次的問題是關于生物學中是否存在規律以及規律的形式問題。一般說來,物理科學的理論是由一系列規律或定律經整合或演繹構成的。因此,傳統科學哲學都把規律或定律看作是科學理論的象征,認為任何一門科學都應有自己獨特的規律或定律。生命科學理論范式的形成,使一些人對此發生了懷疑。生物科學的理論是由規律或定律構成的嗎?在當前的爭論中,一些自主論者提出了否定意見,認為在生命科學中并不存在規律,他們認為規律或定律的觀念是傳統科學哲學的偏見,新哲學應摒棄這種偏見。生物學若沒有規律,生物學如何存在和發展呢?這些人認為在生物科學的理論結構中概念起著中心地位,生物學的發展表現在概念含義的擴展和新概念的提出。不過,也有一些自主論者象分支論者一樣承認生物學中存在規律,但他們同時又認為,這種規律是獨特的,與物理科學的規律相比,不僅在內容上而且在形式上都是不同的。這些自主論者認為,物理科學的規律反映的是推挽式的(push—pull)因果機制一個在先的原因產生一個或多個結果,而生物學的規律描述的卻是生物目標、目的或功能與為了得到它們的生物系統之間的關系。目標和它解釋的行為之間的關系不是物理意義上的因果關系,因為在物理科學中,在后的目標不能解釋產生它的事件,但在生物學中,先在事件是由目標解釋的。因此,物理科學中的規律是因果性的,而生物科學中的規律則是功能性的或目的論的。反對這一點的分支論者長期以來一直試圖分析自主論者所說的規律的意義,以便它們也能在非目的論的概括下被表達。分支論者認為,生命現象不過是物理現象的一個復雜的種類,所以對生物學現象的描述與對物理現象的描述就沒有什么種類上或本質上的區別。對他們來說,目的論描述或者是物理規律的方便省略,或者是通向另外的用物理規律對生命現象作更精確的描述的中轉站。
  爭論的第四個層次的問題是關于一些只在生物學中出現而不在物理科學中出現的概念和語詞的含義的爭論。比如關于生物學和物理學研究戰略差別的重大爭論 目的論和因果關系的爭論必然要涉及到一些概念,象“適合”、“適應”、“競爭”、“掠奪”、“擬態”等。在分子生物學中,人們毫無顧忌地使用象“識別”、“密碼”、“錯誤”等概念。這些概念都是目的論的概念,在物理學中是不存在的。它們能被轉譯成沒有目的論的概念嗎?它們在生物學中的存在是否說明生物學有嚴重錯誤的內容?這些都是值得深入思考的問題。
  總之,圍繞生物學哲學的基本問題,哲學家們在從整體研究綱領、目標直到個體概念四個不同層面的具體問題展開自己的討論,這些問題即互相區別又互相聯系,使生物學哲學從總體上既表現出內容上的多樣性,又表現出統一性。
      參考文獻
  〔1〕邁爾著,劉jùn@①jùn@①等譯,《生物學思想的發展》,湖南教育出版社,1990年版。
  〔2〕邁爾著,涂長晟等譯,《生物學哲學》,遼寧教育出版社, 1993年版。
  〔3〕A. Roseberg, The Structure of Biological Science CambridgeUniversity Press, 1985
  〔4〕.F.Crick, Of Molecules and Men. Seattle:University ofWashington Press, 1966
  自然辯證法研究京39-44B2科學技術哲學李建會19961996李建會,1964年生,哲學碩士,現任北京師范大學哲學系講師。  郵編:100875       (本文責任編輯  王志康)*  字庫未存字注釋:  @①原字王右加君       作者:自然辯證法研究京39-44B2科學技術哲學李建會19961996
2013-09-10 21:37

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