从整体论、还原论到新的整体论——论生物学方法论的革命
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还原论方法由整体往下分解,研究得越来越细,这是它的优势方面,但由下往上回不来,回答不了高层次和整体问题,这又是它不足的一面,所以仅靠还原论方法还不够,还要解决由下往上的问题。
这也就是复杂性研究中所说的涌现问题。
较早意识到这一点的科学家是彼塔朗菲,他是位分子生物学家。
当生物学研究发展到分子生物学时,用他的话来说,对生物在分子层次上知道得越多,对生物整体反而认识得越模糊。
在这种情况下,他提出了整体论方法,强调还是要从生物整体上来研究问题,但限于当时的科学技术水平,整体论方法没有发展起来。
但整体论方法的提出,不失为对现代科技发展的重要贡献。
上世纪70年代末,钱学森明确提出把还原论方法和整体论方法结合起来,并形成了他的系统论方法,这是钱学森综合集成思想在方法论层次上的体现。
综合集成方法的科学价值到了80年代末90年代初,钱老又先后提出“从定性到定量综合集成方法”及其实践方式——“从定性到定量综合集成研讨厅体系”(两者简称为综合集成方法)。
这就将系统论方法具体化了,形成了一套可操作的、行之有效的方法体系和实践方法。
其实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机系统有机结合起来,构成一个高度智能化的人-机结合体系,这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势,它是人-机结合、人-网结合以及以人为主的信息、知识与智慧综合集成的方法与技术,它能把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧以及各种情报资料和信息统统集成起来,从多方面的定性认识上升到定量认识。
综合集成方法既超越了还原论方法又发展了整体论方法,它的技术基础是以计算机为主的现代信息技术,方法基础是系统科学与数学,理论基础是思维科学,哲学基础是马克思主义的实践论和认识论。
运用综合集成方法所形成的理论就是综合集成理论。
钱学森创建的系统学,特别是复杂巨系统学就是这方面理论的体现。
把综合集成方法应用到技术层次上,就是综合集成技术,系统工程就是用于系统管理的综合集成技术。
还原论和整体论“还原论和整体论”是一种学术术语,用于描述一种认识自然界的核心方法。
该术语由20世纪的哲学家、物理学家和生物学家联合提出,其理念是将不太复杂的事物拆分成更多的、更基本的组件,分析其工作原理,并从其中识别出更大的整体原理。
首先,要明确还原论和整体论所指代的意义。
还原论是有关将复杂事物划分为更简单的组成部分,以解释它们的行为和功能的学术理论。
还原论的基本原则是“从物质结构的简单的组成部分出发,解释其更复杂的性质”。
该理论的核心思想是利用精简的组件解释复杂事物的结构和功能。
另一方面,整体论是指从自然界中复杂系统或事物的总体水平上,探索其共性特征和基本原理的学术理论。
整体论的核心思想是,自然界中存在着某种内在机制,可以将单一部分组合起来组成更复杂的系统。
通过这种综合的观点,可以更好地理解生物系统和其他复杂的系统,从而提高我们的认知能力。
例如,在认识蛋白质的作用原理和功能过程中,科学家首先利用还原论,将蛋白质物质结构拆分为更基本的原子组件,从而探究蛋白质的作用机制;然后,再利用整体论,将原子组件组合在一起,从而更好地理解蛋白质性质及其在生物体中的作用。
还原论和整体论不仅在生物学中得到广泛应用,而且也在其他许多学科中广泛运用。
例如,在物理学中,还原论常常用于解释物质性质和结构,而整体论则常常用于解释复杂系统的行为. 例如,在研究太阳系中天体行为时,科学家会利用还原论去分析其中的物理系统,然后再利用整体论探索太阳系的总体特点和行为特征,从而加深我们对太阳系的认识。
总之,还原论和整体论是研究自然界复杂系统的重要手段。
它们提供了一种非常有益的视角和思路,帮助我们更好地理解自然界的基本原理,从而更好地利用它们。
整体论与还原论整体论与还原论是科研方法论的两大体系,还原论与整体论是科学和哲学中长期争论不休的一个古老论题。
还原论方法创造了近现代科学400多年发展的巨大成功。
它在发展科学理论和实现复杂技术项目中被证明是极为有用的。
直至今天仍然是现代科学的重要特点和基本原则。
要完整、准确地描述还原论和整体论并不是意见容易的事情,这里仅对它们的内涵和方法论做简单阐述。
还原论是把高级运动形式归结为低级运动形式,用研究低级运动形式所得出的结论去代替对高级运动形式的本质认识的哲学或科学哲学观点。
还原论认为复杂事物的本性,总是可以被简化变为更加简单,更加基本的想法或说要素。
每一种事物都是一些更为简单的或者更为基本的东西的集合体或者组合物;世界或系统的总体运动,是其中每一个局部或元素的运动的总和。
我们可以从三个方面具体说明还原论的含义:第一,从本体论层次说,是高级运动形式还原或者归结为低级运动形式,整体还原为部分,是自下而上的科学研究路线;第二,从认识论层次说,是一种只不过主义,不过是机器、本能和刺激的作用,或是一种简约的、有次序的编排我们的世界的方式;第三,从方法论层次说,认识事物的方法在于还原分析的方法,可能是实验的、测量的、统计的、归纳的、逻辑的方法,总的说来就是将整体打碎,以量、部分的规律揭示整体。
整体论立足于对经验、有机体乃至整个世界的整体的、功能的、能动的、动力学的、目的论的把握之上。
整体分析法实施的基本思路:从整体到部分,再由部分到整体;从质的分析到量的测定,再由量的测定到质的把握。
还原论方法采用由确知局部或部分特性,再通过求和来了解整体特性。
其基本假设是整体可以分割为多个部分,所有部分之总和等于整体。
手段就是对研究对象不断进行分析,恢复其最原始的状态,化复杂为简单。
笛卡尔提出的人类思维的四项原则在早期相当完整地描述了还原论的基本方法。
还原论的方法是我们所熟悉的,近世科学技术所应用的几乎全部方法都是还原论方法。
现代系统科学名词。
亦称“机体论”。
用系统的、整体的观点考察有机界的理论。
由贝塔朗菲所创立。
强调生命系统的组织化、目的性特征,反对机械论把世界图景归结为无机系统微观粒子无序的、盲目的运动,但忽略了偶然性、随机性在生命发展中的作用。
后来成为一般系统论的理论基础。
其基本观点:1.组织化观点。
2.自调节观点。
3.动态性观点。
4.开放性观点。
5.渐进性集中化的观点。
整体论holism是指一个系统(宇宙、人体等)中各部分为一有机之整,而不能割裂或分开来理解。
根据此一理论,分析整体时若将其视作部分的总和,或将整体化约为分离的元素,将难免疏漏。
最常被认为重视整体论的是中医学;它将人体各部份视为一有机整体,而不单是器官的整合。
要医治病人须保持整个人阴阳调和,而非单一器官的问题。
整体论不仅把对象当作一个整体看,并且认为它与其所处的环境也是和谐、统一的整体,从宏观、整体的角度来考察、认识它的本质;所用的基本思维形态主要是形象思维,而不是逻辑推演,因此,得到的结论虽然不是很准确,具有一定程度的模糊性、不确定性,但却比较接近事物的本来面目。
整体论的的主要特点与优势是:1,从整体的角度去把握整体的属性与功能,这种整体的属性与功能是只有整体才具有、其部分或成分所没有的。
2,经验(而非实验)在认识与处理问题时起重要作用,经验虽然不如实验那么清晰、准确,但是实验的使用却有很大的局限性,不是任何事物都能够进行实验,而经验却不受那么多条件限制地广泛应用:3,只为整体具有、不为部分具有的那些属性到底是怎么涌现出来的,还没有弄清楚,不是逻辑分析与推演解决得了的,只能凭借形象思维从宏观、整体的角度。
以经验为基础,运用体验、顿悟、直觉、灵感来认识,靠模拟、类比、象征、比喻来说明。
4.整体论所得的结论,一般情况下都属于定性结论,具有模糊性,不是定量结论,不具有精确性,但却应用广泛,因为有许多事物还难以甚至根本不能定量化。
众所周知,在生物学的发展中,曾一度出现过机械论(还原论)和活力论。
多选1、技术的特征:①技术是人类社会的需要与自然物质运动规律相结合的产物;②技术是客观的物质因素和主观的精神因素相作用的产物;③技术是生产力的构成要素,是生产力性质和水平的标志。
2、技术是人们为了实现特定目的而应用的手段和方法,包括物质手段(工具和设备等)、知识、经验和技能以及组织形式等。
3、技术具有自然属性和社会属性。
4、科学与技术的区别:①属于两类不同的范畴;②科遵循两条不同的创新路线;③具有不同的社会价值;④发展有不同的动力和机制。
5、科学与技术的联系:①科学理论的重大突破,日益成为技术进步的前提条件;②技术的进步日益成为科学的发展提供了强大的实验手段;③技术日益成为科学知识转化为为物质生产力的中介和桥梁。
6、科学共同体的形成是科学作为社会组织的基础和核心的结果,它由学有专长的实际工作者组成,是指科学工作者在科学活动中通过相对稳定的联系而形成科学劳动的一种组织形式,它能独立自主地承担与其相适应的学术活动,有自己的章程、宗旨、规章制度。
所以,科学共同体并非以科学为职业的科学工作者简单地、形式上的总和,而是有其深刻内容,即有着特殊的行为规范、精神气质和体制目标的组织,有共同的信念、共同的价值。
7、科学共同体作为科学家联系的非实际方式,具有多种表现形式,大体可分为社会内在形式和社会外在形式。
社会内在形式就是学派、“无形学院”等形态,社会外在形式就是学会和国家的。
社会的科学研究组织机构等形态。
8、科学学派组织的特点:①有以权威学者作为组织核心的内聚性;②有集体竞争力的整体性;③有学术思想历史继承关系的传统性;④有学术思想上党同伐异的排他性。
9、科学组织的社会外在形式:①学会;②国家和社会领导下的科研组织;③科研中心。
10、现代科学的精神气质:①普遍性②公有性③无私利性④有条理的怀疑主义。
11、科学技术知识不同的阶段性:①基础科学阶段②技术科学阶段③应用科学阶段。
12、现代科学的分类结构包括:①基础科学②技术科学③应用科学。
《第三代生命科学论》之——“整体论-还原论-系统论”螺旋发展作者:颜丙强张涛还原论是整体论的辩证否定,系统论又是对还原论的辩证否定,科学的思维方式出现了“整体论-还原论-系统论”的三段论螺旋发展,在前进、上升中表现出深刻的内在继承性和历史逻辑性。
1、正确认识整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的关系要正确地认识和理解整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的关系。
一方面,要认识从古代整体论到近代还原论,再到现代系统论,是思维方式发展的历史必然。
另一方面,又要正确认识整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的内在联系与原则差别。
在今天,要特别注意认清从还原论向系统论转变的必然性,以及系统论思想原则上区别于还原论思想的根本特征。
一种说法,系统论是整体论与还原论的相加或统一。
这种概括有一定道理,强调了系统论吸收了整体论和还原论的各种合理内核,是基于又高于整体论与还原论的。
但是,这样讲述抹杀了系统论的新发展及其与整体论、还原论的原则性区别。
系统论不但吸收了整体论和还原论的所有合理内核,而且克服了整体论和还原论的局限,更重要的是,它有了新的创造,提出了只属于系统论的全新的观点和方法,这主要体现在系统论所特有的基本原理中。
系统论是一种划时代的新发展,已经在螺旋式发展轨迹上进到了高一层次。
2、系统论与整体论的联系与区别系统论吸收并发展了整体论的整体观点,强调了整体与部分的原则性差别,把注意的重心放在系统整体上。
但是,整体论没有打开整体,不了解整体内部的复杂内容,更不了解整体性的根源。
系统论对整体的研究吸收了还原论的合理内核,打开了整体,认识了整体内的各种复杂情况,克服了整体论的局限。
同时,又克服了还原论在把整体分解为部分时,割断和破坏各种相互关系的局限,揭示了相互关系的存在及其重大意义,并从更深层次上揭示出相互关系的有序性机制和自组织机制,阐明了系统的整体性的根源和达到整体最佳的途径,因而具有更加完备的性质。
3、系统论与还原论的联系与区别系统论是在还原论思维方式的基础上发展而来的,它吸收了还原论的一切合理内核。
生物学还原论【原创版】目录1.生物学还原论的概述2.生物学还原论的基本原理3.生物学还原论的发展历程4.生物学还原论的应用实例5.生物学还原论的局限性和挑战正文1.生物学还原论的概述生物学还原论,又称为生物学降解论,是一种研究生物现象的科学方法。
它主张将复杂的生物现象分解为简单的组成部分,以便更好地理解生命的本质和生物过程的机制。
还原论认为,通过对生物现象的简化和分解,我们可以揭示生物现象背后的基本规律,从而为生物学的发展和应用提供理论支持。
2.生物学还原论的基本原理生物学还原论的基本原理可以概括为以下几点:(1) 整体大于部分的总和:生物现象具有层次性,由许多不同的组成部分构成。
这些组成部分相互作用,形成了复杂的生物现象。
因此,在研究生物现象时,需要关注这些组成部分以及它们之间的相互作用。
(2) 复杂现象源于简单规律:生物学还原论认为,复杂的生物现象可以归结为简单的自然规律。
通过对这些简单规律的研究,可以揭示生物现象的本质。
(3) 层层递进,逐步揭示:生物学还原论强调通过对生物现象的层层剖析,逐步揭示生物过程的机制。
这种逐步揭示的过程有助于我们更好地理解生命现象,并为生物学的发展提供理论支持。
3.生物学还原论的发展历程生物学还原论的发展历程可以追溯到几个阶段:(1) 古希腊时期:古希腊哲学家赫拉克利特提出了“万物皆流”的观点,主张一切事物都处在不断的变化之中。
这一观点为生物学还原论的发展奠定了基础。
(2) 17 世纪至 19 世纪:这一时期,科学家们开始运用实验方法研究生物现象。
英国科学家牛顿提出了万有引力定律,为生物学还原论的发展提供了重要启示。
(3) 20 世纪以来:随着科学技术的飞速发展,生物学还原论得到了广泛应用。
许多生物学家开始运用还原论的方法研究生物现象,揭示了生物过程的许多重要机制。
4.生物学还原论的应用实例生物学还原论在生物学研究中具有广泛的应用。
例如,分子生物学家詹姆斯·沃森和英国生物学家弗朗西斯·克里克通过研究 DNA 的结构,揭示了生物遗传的基本规律。
还原论和整体论还原论和整体论是哲学史上的两大著名的哲学学说,它们以不同的方式来探讨客观世界的真实性。
它们都是以近三个世纪前的德国哲学家瓦尔特康德的作品为基础,并在十九世纪初得以发展。
科学家和哲学家都一直在寻求能够解释客观世界的观点,因此,在研究这两种哲学学说时,要着重研究它们以不同的方式如何解释客观世界的真实性。
还原论是一种视客观世界为由元素组成的、独立的实体的哲学学说,它是由康德提出的,他认为,我们可以把客观世界视为由元素组成的独立存在。
这些元素和它们之间的关系也属于这个世界的本体。
为了理解这些元素,康德提出了还原论,它认为,我们可以把客观世界视为由某种本质关系组成的独立存在。
因此,这些元素之间的关系必须以真实的方式还原,这就是所谓的“还原”。
当这些元素被连接起来时,就会形成完整的客观世界,这就是还原论的基本观点。
整体论认为,客观世界不是由元素组成的独立实体,而是由一个统一的实体构成的。
整体论认为,一切存在都是整体,而元素和它们之间的关系则是整体的一部分。
这一论断意味着,一切现象都不仅仅是一种独立的存在,而是以一种特定的方式与其他一切存在组合在一起的。
这就是所谓的“整体”,它以一种特定的方式来反映客观世界的真实性。
整体论的基本观点是,客观世界是由一个统一的整体构成的,而不是由单独的元素构成的。
还原论与整体论是客观世界的真实性的两种不同视角。
还原论把客观世界视为由元素组成的独立实体,而整体论则认为客观世界是由一个统一的实体构成的。
这两种学说都有其独特的思想,只要人们掌握了它们,就可以更好地理解客观世界的真实性。
自瓦尔特康德发表还原论和整体论以来,这两种哲学学说一直在影响着哲学的发展。
哲学家们不仅对它们的理论进行了讨论,而且也运用它们来影响其他诸如物理学、化学、生物学等学科的发展。
此外,它们也对现代社会的发展有着重要的影响,可以说,它们是当今社会的指导原则。
总之,还原论和整体论是哲学史上最重要的两大哲学学说,它们以不同的方式来解释客观世界的真实性。
从整体论、还原论到新的整体论——论⽣物学⽅法论的⾰命从整体论、还原论到新的整体论——论⽣物学⽅法论的⾰命⽣物学⽅法论是⼈们从事⽣物学科研的系统⽅法的理论[1]。
迄今为⽌,⽣物学⼤致经历了三次重⼤的⽅法论的⾰命,它们分别是整体论、还原论和新的整体论。
事实上,每⼀次科学范式的转换过程中,相对科学技术进步⽽⾔,⼈们往往更加重视其⽅法论的⾰命。
这是因为⽅法论通常对⼀门学科如何进⾏具体实践乃⾄真正做到科学共同体的承认更具有关键意义。
那么,⽣物学的⽅法论究竟如何推动⽣物学的范式转换?每⼀次的⽅法论⾰命解决了哪些问题?存在哪些不⾜?⽣物学的⽅法论最终要向何处去?本⽂尝试以⽣物学⽅法论⾰命为主题,对⽣物学整体论、还原论和新的整体论⽅法论的⼀系列相关问题进⾏哲学思考。
⼀、整体论⽣物学第⼀个经典的整体论⽅法论⾰命兴起在⼗七世纪到⼗九世纪欧洲,也是使⽣物学成为⼀门科学的重要⽅法论。
所谓的⽣物学整体论是在近代的科学⽔平基础上发展出的⼀种把⽣物从整体⾓度研究的⽅法论[2],并在⽣物学史上开创性地把神学的⽣物学和科学的⽣物学划分开来,这充分体现在瑞典⼈林奈的《⾃然系统》论著中。
书中所提出的纲(class)、⽬(order)、属(genus)、种(species)的分类概念正是整体论⽣物学的⾸创。
它标志着⼈类开始第⼀次⾃主地和系统地对动植物进⾏命名和分类。
此时,上帝和诸神的作⽤已经开始被逐渐忽略。
另⼀⽅⾯,整体论还特别为⽣物学发展出两条研究进路。
⼀种是静态的,即把⼈和⽣物⽤简单、静⽌和机械的观点看成由各种零件构成的机器。
此理论以⽜顿的机械唯物主义为哲学依据,并以英国⼈哈维的⾎液循环学说为代表。
另⼀种是动态的,即把⽣物看作是漫长进化链条中⼀环的整体论,以英国⼈达尔⽂《物种起源》为代表学说。
此理论主要从物竞天择、适者⽣存的⾓度动态地研究⽣物的整体运动。
此时,⽣物已不再是神创造的产物,⽽是⾃然进化的结果。
在这⾥,创世说已经被彻底搁置在⼀边了。
二十世纪是分子生物学的世纪,在分子生物学研究范式的指引下,生命科学取得了巨大的进展。
然而,自上世纪末以来,生命科学领域开始经历一场深刻的革命。
基因组学、蛋白质组学、代谢组学、生物信息学相继兴起,在此基础上,系统生物学应运而生。
一些生物学家认为,“系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力”,[1]“生物学也将由分子生物学时代进入系统生物学时代。
”[2]与分子生物学相比,系统生物学的研究信念、思维方式、中心问题和研究模式都具有全新的特点,从还原论走向整体论是这次范式革命的重要内容。
整体论的研究理念与方式开始渗透到生命科学研究的各个领域,并对整个生命科学的发展起着重要的推动作用。
也正因如此,一些人认为整体论即将取代还原论,还原论也将退出生物学的舞台。
然而,整体论与还原论之间并不是一种完全相斥的关系,对这个问题我们需要采取一种辩证的态度加以对待。
1.系统生物学的兴起1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型,生命科学研究开始进入分子生物学时代。
分子生物学采取的是还原论的方法,它的基本模式是:首先将一个复杂的事物依据某种原则分成多个小的组成部分,然后进一步将这些组成部分分成更小的子组成部分,直到能对这些更小的组成部分进行严格而又透彻的分析,然后在对这些组成部分认识的基础上来了解整个系统。
在具体的研究中,就是将生命现象分解为一条条的代谢途径,一个个的生理周期,然后对它们进行单个的分析,落实到一个或几个基因,最后从具体的基因出发解释生命现象。
分子生物学上的还原论者认为了解生命之谜的钥匙就在于基因,几乎生命的每一种现象,比如遗传、发育、进化等,都可以从基因水平上得到解释。
分子生物学自其产生以来,就渗透到生命科学的各个领域,对生命科学的发展起了巨大的推动作用。
大量生物和人类的基因密码被破译,许多基因产物的功能得到揭示。
然而,随着研究的步步深入,基因到蛋白质再到表型路线的日益清晰,决定与还原的脉络及其限度的逐渐明朗化,人们却越来越发现从基因确定表型的路线是走不通的。
整体论 - 正文与生物学中的机械论相反的理论。
它强调系统的整体性,认为系统内部各部分之间的整合作用与相互联系规定系统的性质。
整体论作为一种理论,最初是由英国的J.C.斯穆茨(1870~1950)在其《整体论与进化》(1926)一书中提出的。
斯穆茨在书中系统地阐述了其整体论思想,并提出整体是自然的本质,进化是整体的创造过程。
他把整体夸大为宇宙的最终精神原则和进化的操纵因子,因而使“整体”带有神秘的色彩。
现代进化论者、胚胎学家、理论生物学家所支持的整体论与斯穆茨的整体论内容有所不同,他们强调:①生命系统是有机整体,其组成部分不是松散的联系和同质的单纯集合,整体的各部分之间存在相互联系、相互作用;②整体的性质多于各部分性质的总和,并有新性质出现;③离开整体的结构与活动不可能对其组成部分有完备的理解;④有机整体有历史性,它的现在包含过去与未来,未来和过去与现在相互作用。
整体论与还原论相反,认为高级层次不可还原为低级层次。
1967年英国学者A.凯斯特勒为了调和这一对立,提出一个新的观念,认为我们看到的是一系列复杂的、上升的有序层次的中间结构,其中每一个对下面的层次都是自主的整体,而对上面的层次,又是相对独立的从属部分。
因此,任何事物既是亚整体,又是整体。
在他看来,生物的这种阶序系统的特点在于它是自我调节的开放系统。
整体论肯定生物有机体是多层次的结构系统,坚持整体的规律不能归结为其组成部分的规律,强调由部分组成的整体有新性质出现,这正确地反映了事物的辩证法。
但有些整体论者片面强调整体,忽视对整体中各部分作必要的细致分析,这是不正确的。
他们的创始人宣扬的整体论也具有浓厚的神秘主义色彩。
还原论与整体论一、什么是还原论与整体论所谓还原,是一种把复杂的系统(或者现象、过程)层层分解为其组成部分的过程。
还原论认为,复杂系统可以通过它各个组成部分的行为及其相互作用来加以解释。
还原论方法是迄今为止自然科学研究的最基本的方法,人们习惯于以“静止的、孤立的”观点考察组成系统诸要素的行为和性质,然后将这些性质“组装”起来形成对整个系统的描述。
本体论的历史演进:从“实体论”、“关系论”到“深层生成论”摘要:本文从本体论角度回顾并考察哲学与科学的发展及其历史演进,并在此基础上评析鲁品越教授的力作——《深层生成论:自然科学的新哲学境界》一书的理论创新。
人类的哲学经历了三次大的转向:古代和中世纪侧重于本体论研究,近现代侧重于认识论和方法论研究,当下侧重价值论研究。
而就哲学的本体论而言,同样经历了三次大的转向:牛顿力学之前侧重"实体论"研究,爱因斯坦相对论及量子力学之后侧重于"关系论"研究,当代信息科学技术革命及人工智能高速发展之际侧重"生成论"研究。
这些研究的转向,意味着人类理性自觉程度的提高,更为自觉、合理地对人类自身与外部世界进行区分并加以联系,是当时人类思维水平的真实反映。
鲁品越教授《深层生成论》一书的理论创新主要体现在三个方面:一是提出了一种新的本体论——深层生成论,这是一个正在成长的新世界观。
二是提出了一种以实践过程为本体的认识论——实践生成论,一种彻底的实践唯物主义。
三是在解决上述两个问题的同时,发现两种秩序:隐秩序与显秩序;提出两种规律:表层"构成论规律"与"深层生成论规律"。
这是自然科学发展所呈现的新哲学境界。
关键词:本体论;实体论;关系论;深层生成论作者简介:高剑平(1964~),湖南祁东人,哲学博士,广西民族大学政治与公共管理学院教授,研究方向为马克思主义哲学、科学技术哲学;;文茂臣(1993~)男,湖南衡阳人,广西民族大学马克思主义学院2019级硕士研究生,研究方向为应用伦理学;;杨博(1997~),男,山西临汾人,广西民族大学马克思主义学院2019级硕士研究生,研究方向为应用伦理学。
基金:国家社会科学基金西部项目“中国特色社会主义利益机制研究”(项目号:14XKS002)的阶段性成果迄今为止,人类的哲学经历了三次大的转向:古代和中世纪侧重于本体论的研究,近现代侧重于认识论和方法论研究,当下则是侧重价值论的研究。
生物学是什么?生物学复杂而庞杂,大致可分为四大类——“宏微专交”:今天我们以中科院特聘教授吴家睿研究员的《生物学是什么》(14万字)为蓝本,系统而深入地理解生物学的核心思维与知识架构,全文5800字,强烈建议想要了解生物学的读者认真阅读。
思维方式之争:还原论与整体论生物学的发展史,可以说就是“还原论”与“整体论”之争的历史。
还原论(Reductionism),认为复杂系统可以通过拆解各部分来理解;整体论(Holism),主张一个系统为有机整体,不能割裂开理解。
上个世纪,还原论成为主流;而随着研究的深入,人们逐渐认识到,生物体是一个复杂系统,它由数量巨大种类繁多的生物大分子相互作用(“互作”)而成。
因此,“还原论”与“整体论”之间的关系并不是“非此即彼”,而是对立统一的。
生命中最重要的元素——碳以前人们认为,构成生命的物质与构成非生命的物质有着本质区别,因为分为命名为“有机物”和“无机物”。
1828年,维勒首次在实验室中用无机物合成了有机物,从此,人们认识到“两者并没有不可逾越的界限”。
我们知道,地球上所有生物都属于“碳基生物”;那么“碳原子”究竟有什么特殊性呢?碳原子外层有4个电子,因此得失电子均不容易,能形成最多4个共价键;同时,价电子离原子核很近,因此碳骨架既不会太活泼而容易分解,也不会太稳定而妨碍可塑性。
可以说,正是碳原子之“中庸”,带来了千姿百态的有机世界。
手性:镜像,却不同如果碳原子相连的4个部分不一样,则结构上,无论如何旋转,都是不完全一样的,就好像左手与右手,这种结构称为“手性结构”。
几乎所有的有机化合物是手性分子,分为L型与D型。
手性会强烈地影响分子功能!历史上出现过制药公司弄错手性,而导致1.2万个畸形婴儿的惊天大案。
有趣的是,生物体中手性分子高度均一,比如:几乎所有氨基酸都是L型,所有核糖和其它大多单糖都是D型。
镜像的分子似乎并没有什么不同或优势,地球上的生命对于分子手性的偏好,完全是随机的吗?非也。
整体论和还原论综述整体论和还原论,这两种思想一度成为认识论领域讨论的焦点。
在它们解释世界的方式上有明显区别,整体论认为世界是一个完整的整体,里面的部分是互不相依的,无法被拆分,其结构是本质不可改变的;而还原论则认为世界是由部分的元素组成的,它们可以由更小的元素构成,且这些元素可以重新组合来形成不同的结构。
一、整体论1、定义整体论是一种基于实体唯一性理论的思潮,认为整个世界是一个完整、相连的整体,所有部分均是其中不可分割的组成部分。
换言之,任何尝试从实体中剥离出去的研究均是无效的,因为其中的每一个部分都是不可分割的。
2、特点整体论的特点是实体唯一性,这表明世界中的所有实体都是不可分割的,相互之间也是相连的。
由于整体的概念,整体论可以用来解释世界的每一个细节,例如一个实体不能被拆解,其组成部分也不能改变,其结构本身也是不可变的。
3、举例整体论可以用来解释生活中各个领域的现象,以家庭生活来说,在家庭中每一个成员都是家庭的不可分割的部分,它们的关系也是一种不可变的关系。
一个家庭的结构是一个不可分割的整体,每一个成员都受到其他成员的影响,改变一个成员的行为会导致整个家庭的改变。
二、还原论1、定义还原论是一种基于总体和部分的概念的思想观点,它认为世界是由部分组成的,相互之间是可以分离出来的,这些部分可以由更小的元素构成,可以再次组合成更大的结构,不同结构表现出不同特性。
2、特点还原论的特点是集总体、部分为一体,它认为世界不是一个完整、不可分割的整体,而是由小部分可以相互分离并重新组合的一些元素组成的,每个部分也可以由更小的元素构成。
还原论的另一个优点在于它可以用来解释一个实体的各种性质,所以它可以是一个更为精确的解释来理解实体的运作方式。
3、举例例如,一个机器的运作可以被归结为更为基本的电子元素,而这些电子元素会受到外部因素的影响,从而使机器有了正常运行的能力。
再以社会举例,由各个个体组成的社会可以再细分为分类结构,这种结构可以有效地组织、管理以及控制个体。
从整体论、还原论到新的整体论——论生物学方法论的革命生物学方法论是人们从事生物学科研的系统方法的理论[1]。
迄今为止,生物学大致经历了三次重大的方法论的革命,它们分别是整体论、还原论和新的整体论。
事实上,每一次科学范式的转换过程中,相对科学技术进步而言,人们往往更加重视其方法论的革命。
这是因为方法论通常对一门学科如何进行具体实践乃至真正做到科学共同体的承认更具有关键意义。
那么,生物学的方法论究竟如何推动生物学的范式转换?每一次的方法论革命解决了哪些问题?存在哪些不足?生物学的方法论最终要向何处去?本文尝试以生物学方法论革命为主题,对生物学整体论、还原论和新的整体论方法论的一系列相关问题进行哲学思考。
一、整体论生物学第一个经典的整体论方法论革命兴起在十七世纪到十九世纪欧洲,也是使生物学成为一门科学的重要方法论。
所谓的生物学整体论是在近代的科学水平基础上发展出的一种把生物从整体角度研究的方法论[2],并在生物学史上开创性地把神学的生物学和科学的生物学划分开来,这充分体现在瑞典人林奈的《自然系统》论著中。
书中所提出的纲(class)、目(order)、属(genus)、种(species)的分类概念正是整体论生物学的首创。
它标志着人类开始第一次自主地和系统地对动植物进行命名和分类。
此时,上帝和诸神的作用已经开始被逐渐忽略。
另一方面,整体论还特别为生物学发展出两条研究进路。
一种是静态的,即把人和生物用简单、静止和机械的观点看成由各种零件构成的机器。
此理论以牛顿的机械唯物主义为哲学依据,并以英国人哈维的血液循环学说为代表。
另一种是动态的,即把生物看作是漫长进化链条中一环的整体论,以英国人达尔文《物种起源》为代表学说。
此理论主要从物竞天择、适者生存的角度动态地研究生物的整体运动。
此时,生物已不再是神创造的产物,而是自然进化的结果。
在这里,创世说已经被彻底搁置在一边了。
整体论生物学方法论的兴起本质上是近代科学的方法论在生物学领域的体现。
事实上,近代的科学方法论正是以整体的认识论为前提,以科学实验为依据,从而建立起来的一整套的科学研究方法体系。
近代的数学、物理学、化学、哲学、社会科学、历史等基础学科也均遵循整体方法论自觉和不自觉的指导。
整体论的科学方法论总的特征大致可以归纳为三重架构。
首先,事物是整体性的。
这是把事物作为整体研究的出发点。
即所谓整体大于部分之和。
其次,事物是运动性的。
这反映出整体论对事物存在方式的基本判断。
最后,作为整体的运动是符合因果律的。
譬如牛顿第一定律所阐述的,事物在未受外力作用时将始终保持静止或匀速直线运动,直到外力的破坏为止。
这为数学、逻辑和实证方法的应用提供了条件。
具体到法国人拉美特里的人是机器的观点,我们可以看到这样的描述。
人是一个机械的整体;这个人显然是活动的;而且人的活动具有因果性。
比如,人要举起杠铃,就必须消耗一定的能量。
另一方面,就达尔文的进化论而言,任何生物个体也被认为是一个整体。
生物是运动的,包括进化类型的运动。
而根据环境因的不同,生物可以进化出形态和种类的果的不同[3]。
从这个层面来看,整体论的确代表近代科学充分地回答了关于生物的许多问题。
整体论的确立反映了近代生物学方法论对神学方法论的革命。
神学的生物学方法论最终会被取代是由三个根源造成的。
首先,神学方法论自身的缺陷,这是本次方法论革命发生的内在根源。
简单地讲,系统的、精确的和能够被实证的生物学才是更容易被人们接受的。
因此,当具备先进思想的方法论出现时,旧的方法论必然要被取代。
其次,受十三世纪末至十六世纪出现的欧洲文艺复兴、宗教改革和启蒙运动兴起的文化背景所影响。
资产阶级的崛起,神权和王权的衰落,以及人性的自我觉醒都使得人们对原有的整个神学体系开始进行极大的反思。
这也构成了神学的生物学方法论遭到抛弃的原因之一。
最后,生物的神学方法论本质上是一种极其主观和强势的方法论。
譬如,当在解释人类的外形为什么与其他动物不同时,神学方法论会告诉我们,这是因为神依照自己的样子创造了人。
这使得人们想到一句古希腊人色诺芬尼的名言,如果牛也有上帝的话,它必然也是有角的。
这种讽刺体现了主观的、臆断的方法论相对客观的、逻辑的方法论的孱弱,从而反映出近代科学水平的整体论在生物学领域扮演了推翻神学方法论的角色的理由。
十分明显,整体论的意义正体现在相对神学方法论的先进性上。
不仅因为整体论符合近代科学的方法论和认识论,同时也因为整体论也符合近代科学进步的社会文化的需求,更因为整体论的客观和开放性。
然而考本究源,由于生物学的整体论是建立在近代科学理论基础之上的一种方法论,因而也就决定了其必然也只能是一种线性的、可积的和原始的方法论。
例如,整体论认为正常的心跳应该是规律的。
根据个体的体质差异,健康人的心跳每分钟应该在六十五次左右。
而事实上,即便是同一个健康人,其心跳次数也不可能是规律的。
不仅早晨、傍晚这样的生物钟因素会影响其心跳,冬天或夏天的温度因素以及饥饿和饱腹的新陈代谢状态等等因素也在影响着心跳的次数。
这一反差体现了整体论中的机械唯物主义的特点。
不仅如此,显然还打着博物学烙印的整体论,与其说是对生物本身进行研究,不如说是大量关于生物的博物学知识的梳理和近代科学方法的简单移植。
另一方面,对数学和物理学的生硬套用以及近代科学技术水平的限制,使得当时的生物学也只能采取整体论的方法论。
不得不说,生物是一种整体的观点固然正确,但缺乏更加精细的科技手段的生物学无法更多地解释生物的功能和机制,更不用说探讨生命的本质问题了。
这预示整体论势必被更加先进的力量所取代。
与此同时,我们发现整体论也并非经典科学范式中的方法论。
首先,我们并不能在那个时代找到具有真正现代科学意义上的科学共同体。
当时的一个从事生物学研究的群体可能同时是由博物学家、化学家、物理学家,甚至是政治家和有神论者所共同组成的。
例如,我们熟知的遗传学创始人孟德尔本身即是一位牧师;而牛顿坚称宇宙的第一推动来自上帝。
其次,整体论也并非是当时研究生物的学者们所共同遵循的方法论,比如细胞学说。
因此,我们只能说这是一种巧合的呈主流的方法论。
而真正意义的整体论观点的提出要推延至20世纪30年代。
由此我们可以判定,当时的生物学是萌芽阶段的科学,当时的整体论也是一种被动的后知后觉的方法论。
最后,此时的整体论也并非绝对意义上的整体论。
因为此时染色体学说已经诞生,这已经是明显的还原论的雏形。
唯一不能让整体论被取代的原因是此时的还原论还远远不能称之为一种成熟的方法论,或者说尚不能系统地指导生物学的实践。
那么,究竟是什么使得还原论终于摆脱整体论的束缚,进而成为一种现代主流的生物学方法论的呢?二、还原论还原论是生物学历史第二个重要的方法论,其萌芽于十九世纪整体论阶段的细胞学说和遗传学说,兴盛于分子生物学和基因组学,作用一直绵延至今。
当人们认识到整体论的生物学方法论并不能帮助人们进入到生物学的核心问题的时候,尤其是认识到过去的神学生物学方法论本身其实也带有某种整体论的影子以后,一般的本能反应是采取一个与整体论截然相反的理论。
这就是把整体分解为部分,乃至分解到不能再分为止的方法进路[4]。
我们称之为还原论的生物学方法论的革命。
其根本宗旨是把生物的功能和机制还原为物理运动和化学反应并进行研究。
还原论对生物学的作用主要体现在三个重要领域之中。
(1)生物物理学。
其作为物理学与生物学的交叉学科,主要是通过应用物理学的原理和方法来研究生物的结构、功能及其关系、生命活动的物理、化学过程和物质在生命活动过程中体现的物理特性等,从而阐明生物在特定的空间、时间内的物质、能量和信息的变化规律。
(2)生物化学。
一种采用化学的原理和方法对生命物质进行研究的学科。
其工作主要是为了探索生物的化学成分、构造及生命功能中的化学反应。
生物化学不仅涉及生物总体组成的化学,也对生物组织以及细胞的化学构成做精确解析。
譬如,通过对重要的生物大分子(如蛋白质、核酸等)进行生物化学研究,从而阐述此类大分子的多重功能和生物结构的关系。
(3)分子生物学。
这是一门从分子水平来研究生物的各种现象的分支生命科学。
分子生物学试图经由对生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面的研究来阐明其内在的机制。
其主要研究内容包括:光合作用、发育的分子机制、神经功能原理、癌的发生机制等。
以上现代生物学的成就中还原论的贡献居功至伟。
因为如果我们不把生物还原到物理学、化学乃至分子水平,就无法发现其中所蕴含的诸多规律和现象,比如:遗传和变异。
但是,与之前的整体论一样,采取这种方法论,与其说是生物学的科学共同体自发自觉所采取的策略,更不如说是整个科学界从物理学领域发端的还原论大潮的波及所致。
其暗示生物学和生物学研究的客体——生物本身仍然缺乏某种最为本质的联系,而并非生物学界的主观价值或集体愿望所致。
如果我们再进一步研究这些成果,就不难得出这样的结论:还原论的生物学方法论主要回答的是诸如怎么样的问题。
譬如,生物内物质的物理运动是怎么样的?生物内的化学反应是怎么样的?生物发育的分子机制是怎么样的?如果对这类问题反思,我们会意识到还原论的生物学方法论其实并没有更深入地回答为什么的问题。
比如,为什么生物会有这样的光合作用?为什么生物的神经功能要这样运作?生物为什么会产生癌症?这就导致一个很明显的反差,还原论生物学方法论对机制问题谈的很多,但是原理问题却谈得很少。
退一步讲,当人们声称一个方法论比前一个方法论更加先进是因为它能回答和解决更多问题的时候,我们也要反思好的方法论是不是应该能够回答更复杂的原理层面的问题。
因为机制问题是描述问题的表层特征,是可以通过大量的实验数据的搜集整理出来的。
而原理才是解决科学研究的核心问题的关键,是功能机制背后的根本原因。
这就好像神学方法论解释了上帝是如何造人的,比如,在一天的时间内,按照自己的形象造出来。
但是,这种方法论并没有真正解释为什么神要用一天的时间造人的问题,也没有回答为什么神要按自己的形象来造人的问题。
但我们发现神学方法论还是可以用神意不可测的理由挡住所有原理性的质疑。
相对而言,整体论中的达尔文的进化论反而能够给出答案,这就是物竞天择和用进废退。
至此,人们不禁会问,还原论是否仅仅体现了科技水平的进步,而在方法论的内核上却展示了某种倒退呢?不得不承认,还原论的生物学方法论在解决认识论原理层面问题的时候是无力的,而且不能帮助我们提出任何科学哲学意义上的关于生命的结论。
给人留下深刻印象的论著就是奥地利人薛定谔的《生命是什么》一书。
此书试图用物理和化学来解释一切生命现象[5]。
尽管这一基本思想极大地推动了20世纪分子生物学的发展,但是书中的很多观点,诸如基因属于一种非周期性的晶状体;突变是基因分子中的量子跃迁等等观点,本质就是我们今天看起来已经落后的还原论的一种体现。