生物学和物理学相通

物理学和生物学的关系,多数人只知道物理学和生物学有区别,不知道生物学其实是和物理学相通的

海云青飞:每个学科的研究人员都倾向于强调自己所研究的学科的独特性,而对于整体观者来说,首先考虑的是不同学科的共同性,为什么不同学科的共同性特别重要呢

人类对事物的探索一直有着一种不好倾向,就是重视短期的便利而忽略长期的效应,这就造成了三个结果:

  • 人类在技术上进步了
  • 人类的生活似乎越来越便利了
  • 人类的身体却越来越退化

现在是2019年5月28日,儿子 Don 即将参加高考,他的自述信中有一句话 不谋长远者不能谋全局,长远即整体的时间因素,全局即整体的空间因素,两者是可以互相换算的,其实是一回事。能谋长远者必能谋全局,能谋全局者必能谋长远

对于科学来说,什么是全局?

杰出的物理学家天然地是美学家,如果他们发现一个十分简明、优雅的物理公式,即使这个物理公式暂时没有得到证明,他们也会认为这个物理公式应该成立,因为它很美,在物理学家看来,简明、优雅就是美。这么说来,宇宙本身就是最大的艺术家,物理规律、公式就是宇宙的美学创作。物理学本身就有不同的研究分支,各个分支的一些公式目前还不能统一,物理学家相信有个终极的公式可以消除不同方向的分歧,从而把物理学的不同分支统一起来,理想中这个终极公式应该是极为简明、优雅,这应该是宇宙中最美的公式

把物理学的不同分支统一起来还不够,还要把不同的学科统一起来,这可能吗,比如升物学和物理学能统一吗?目前来说,科学界可能没有人相信升物学和物理学能统一起来,如果可以,那么就把物质界和升物界打通了,人类有了对宇宙的空间的全局的认识,空间的全局就是时间的长远,这时候技术的进步才能真正的反哺人类的进化,而不是象现在这样技术的进步反而导致人类退化

不同学科怎么统一?首先可以肯定一点,不同学科的统一肯定是宏观规律的统一,不同的事物在细节上肯定有不同之处,没必要也不可能所有事物完全整齐划一

海云青飞 https://www.tuenhai.com《悟道相对论》中已经作了打通物质界和升物界的探索,这里再简要叙述一下

  • 无论物质界还升物界,事物的运动是绝对的
  • 从事物外部看,运动是生命的特征,有运动的地方就有生命
  • 从事物内部看,运动必然伴随着画面,画面是生命的特征

画面是海云青飞提出的概念,物体对环境(包括自身)的一个感知就叫画面。物体,无论是物质界还是升物界,能持续运动的原因是物体有连续的画面作为后续运动的参照。原子为什么可以持续、精确地运动,是因为原子运动时有精确的画面可以参照,不同原子为什么看上去似乎一模一样是因为原子的画面是以光速扩散的画面,是以光速把不同原子联系在了一起的画面,也就是极大空间范围内的原子在光束互相通讯从而实现精密协动

有了画面的概念,就把物质界和升物界打通了,如果你还是坚持原子没有生命,也没有关系,我们有了画面的概念,生命这个概念弃之不用也是可以的,一切运动都是基于画面,这是一个十分简明、优雅的对宇宙本质规律的解释

如果你理解了画面以后,需要了解更多,那就是维度,我说的是空间维度,空间和时间是可以互相换算的,因此我们考虑空间维度就可以了,如果说成四维时空,把时间夹杂到空间里,反而是不伦不类。我目前认为,三维空间已经足够用来描述我们身自的这个宇宙,用不到四维空间和更高维的空间,不过要把目前科学界认为的三维空间概念改进一下,要把静止的空间改成运动空间

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2.4 升物学怎么不同和为什么不同

“升物学”这个词是在19世纪才有的。在此之前并没有这样一门科学。在培根、笛卡尔、莱布尼茨及康德的有关科学及其方法论的著述中,就只有医学(包括解剖学及生理学)、博物学和植物学(还包括其他内容),而没有提到升物学。解剖学(人体解剖)在18世纪就是医学的一个分支,植物学同样也主要是由一些对药用植物感兴趣的医生在实践中加以研究和运用的。动物的自然史当时主要作为自然神学的一部分而研究,用以对付设计论(design)提出的争议。物理科学的科学革命根本未触及升物科学。直到十九、二十世纪升物学思想才得到革新。因此,在十七、十八世纪建立的而又完全以物理科学为基础的科学哲学没有将升物学包括在内就毫不奇怪(而且在随后修订科学哲学时要再把升物科学包括进去又非常困难)。只是在近二三十年才有一些哲学家(如Scriven,Beckner,Hull,Campbell等)试图将升物学和物理科学之间的区别明确起来(Ayala 1968)。这种思想还很新频,只能作试探性的论述。以下讨论的目的只是阐述有关问题的性质,并不是作出明确的解答

物理科学和升物科学的定律(法则)

定律在物理科学中具有重要的解释作用。一件特定的事态只有当它能被证明是由符合于一般定律的特定原因引起的时候才被认为得到了解释。有些哲学家把定律的建立作为评价科学的依据。这样的一些定律被认为是决定论的,因而可以作出准确的预测

近年来又提出了这样的问题:定律在升物学中是否像在物理科学中那样重要。有些哲学家,如 Smart(1963;1968),就根本不承认在升物学中有普遍适用的定律(而这却是物理学的特征)。另一些哲学家,如Ruse(1973)以及(在一定程度上)Hull(1974)则坚持强调升物学也有自身的定律。升物学家们却几乎毫不重视这种争论,认为这个问题与从事实际工作的升物学家毫无关系

回顾历史就会发现,19世纪的拉马克、达尔文、梅克尔、阿伽西、科普以及许多和他们同时代的人经常提到(升物学)定律;而在升物学的各个学科的现代教科书中却可能一次也遇不到“定律”这个词。这并不是说升物学中不存在规律性,而只是指这些规律性是如此显而易见或如此平凡不值得一提。这可用壬席(Rensch,1968:109~114)所列出的一百条进化“定律”这件事作为例子很好地说明。这一百条“定律”所指的都是受自然选择影响的适应倾向;而且其中绝大多数又常有例外(偶然的或经常的)情况,所以只是“定则”(惯例,rules),而不是普遍的定律。它们只是对过去的事态具有解释意义而不是预测性的(除非是统计性或几率性预测)。当我说“一只占据有一定领域的雄鸟赶走侵犯者的机会是98.7%(或其它的任一正确数字)”,我就几乎不可能声称建立了一条定律。当分子升物学家称蛋白质不能将(遗传)信息重新转译入核酸时,他们认为这是事实而不是定律

升物学中的概括几乎完全是几率性的。有人曾作出这样的妙语:升物学中只有一条普遍定律,那就是一切升物学定律都有例外。这种几率性的概念化与在科学革命早期认为自然界事物的原因都由可以用数学形式表达的定律支配的看法相去甚远。实际上这种思想显然首先是由毕达哥拉斯提出的,它一直到现在,仍然是主导思想,特别是在物理科学中。它一再成为某些综合性哲学的基础,虽然不同的哲学家对之有很不相同的表述形式,如柏拉图的本质论、伽利略的机械论、笛卡尔的演绎法。这三种哲学对升物学都有重要影响

什么是本质论

柏拉图的思想是几何学家的思想:一个三角形不论它的三个角是怎样组合的,它总是三角形的形式,因而和四边形或其它任何多边形是不同的(不连续式不同)。就柏拉图看来,世间各种变化无常的现象不是别的,仅仅是数量有限的固定不变的形式的反映,这固定不变的形式相拉图称之为eide,中世纪托马斯主义者则称之为本质(essences)。本质是真实的,在世间是重要的;而作为思想,则本质可以不依赖实体而存在。本质论者特别着重恒定不变和不连续这两点。变化或变更被认为是作为基础的本质的不完善显示。这一概念化不仅是托马斯主义者的唯实论的基础,而且也是后来所谓的唯心主义或一直到20世纪的实证主义的基础。Whitehead是一个数学家和神秘主义者的奇怪混合型人物(也许应当称之为毕达哥拉斯学派人物),他曾经说过:“对欧洲哲学传统最保硷的一般描述是,它存在于对柏拉图的一连串注脚(footnotes)之中”。毫无疑问,这话如果是真的,则看来是赞扬而实质上却是贬低。这话真正指的是欧洲哲学经过了这么多世纪一直没有能摆脱柏拉图本质论的窠臼。本质论,连同它对恒定不变,不连续以及典型价值(模式概念,typology)的强调,一直支配着西方世界的思想,以致研究思想意识的历史学家到现在对之还没有充分认识。达尔文是首先反对本质论(至少是部分地反对)的思想家之一。他完全不被同时代的哲学家(他们全是本质论者)所理解,因而他的通过自然选择的进化概念就无从被人接受。按照本质论,真正的变更(变化)只能经由新本质的突然发生而实现。因为达尔文所解释的进化必然是渐进的,所以和本质论是完全不能和谐共存的。然而本质论哲学和物理科学家的思想却十分合拍,物理学家的“类别”(classes)是由完全相同的实体组成,不论是钠原子、质子、还是π-介子

就伽利略看来,几何同样是开启自然定律的钥匙。然而他和柏拉图比较起来却更多地以数学方式来运用它。他曾写道:“在宇宙(它永远让我们注视着)这本大书中写上了哲学。除非首先学会它的语言和构成这语言的文字,否则就无法理解这本书。这书是用数学语言写成的,它的文字是三角形、圆和其它几何图形;没有这些,人类就根本无法理解这本大书中的任何一个单词;没有这些人们就只能在漆黑的迷宫中徘徊”(《计量者》)。然而对伽利略来说,不仅几何而且数学的一切方面,特别是测量的任何计量都被他认为是最基本的

什么是机械世界观

*“世界观机械化”——这种信念认为,世界是由创世主按有限数量的永恒规律(定律)所设计的,因而井然有序,有条不紊(Maier,1938;Dijksterhuis,1961)——在随后的几个世纪中得到很大发展,直到牛顿将天体力学和大地力学融为一体时更取得了极大胜利。这些辉煌成就使得数学赢得了几乎无限的声誉。这具体地表现在康德的有名(或名誉极坏!)格言中:“在自然科学的各个领域中只有在包含有数学的那些领域才能找到真正的科学”如果这话是正确的,那末《物种起源》又怎么能算得上科学著作?毫无疑问,达尔文对数学的评价是很低的

对数字和数量的魔力的盲目迷信,在19世纪中叶或许已达到顶峰。即使是洞察入微的思想家Merz(1896:3O)也曾说过:“现代科学只规范它的方法而不阐释它的目的。现代科学奠基于数字和计算之上,简而言之,奠基于数学运算上;科学的进展既取决于将数学观念引进到显然不是数学的学科中去;又决定于数学方法和数学概念本身的拓展。”

尽管随后对此有不少强有力、甚至极尽挖苦能事的反驳(Ghiselin,1969:21),而具有数学或物理学背景的哲学家却仍然紧抱着数学是科学皇后的魔杖不放。例如数学家Jacob Bronowski(1960,P.218)就曾讲道:“时至今日,我们对任何科学的信赖程度大致和它运用数学的程度成正比。…我们认为物理学真正是一门科学,然而化学则多少沾染有烹调手册的怪味(和污名)。当我们进一步转向升物学,随后是经济学,最后到社会科学,我们就很快地滑落到偏离科学的泥坑中去。”关于定性科学和历史科学、或涉及到系统如此复杂无从用数学公式表达的科学门类的这样一些误解,最后归结为一句专横武断的宣告:升物学是一门劣等科学。这样就导致了在升物学的不同学科中滥用数学解释的现象

没有人比笛卡尔对数学的重要性更加感受深刻,然而对他的思想的这种赞扬的结果却和对伽利略或牛顿的赞扬结果十分不同。笛卡尔对数学证明的严密性以及针对某一问题所作结论的必然性具有极其深刻的印象,竟至于声称数学定律是由上帝授旨,正如皇帝在其帝国内颁布法律一样。笛卡尔拟定了一种运用数学方法(严格按演绎法)的逻辑以获取理性知识。这种逻辑采取了数学的思想结构而不是用数学公式或方程式作为语言,然而它赞同严格的决定论解释和本质论思想。采用笛卡尔的数学方法论的莱布尼茨则是数学逻辑的创始人

虽然数学挟其绝对优势支配科学达数百年之久,但是几乎从一开始就有人持不同意见。Pierre Bayle(1647—1706)似乎是不承认那种把数学知识看作是用科学方法所能取得的唯一知识的看法的第一个人。例如他断言历史的必然性并不比数学的必然性低劣而只是有所不同。历史的事实,如罗马帝国曾经一度存在过这一事实和数学中的任一事实都是一样确实可信的。升物学家同样可以坚持过去曾经有恐龙和三叶虫存在,这和数学定律是同样真实的。Giambattista Vico对笛卡尔以数学-几何解释世界的观点也给予了无情的抨击。他确信,观察、分类、假说的方法不容置疑地可以提供关于物质世界的真正而又质朴的“户外”知识

博物学是对伽利略关于科学的数学理想的第二个反叛根源。布丰特别致力于促进博物学的发展。他强调指出(《哲学著作集》Oeuvr.Phil.,:26)有些学科过于复杂不可能有效地运用数学,在这些学科中就包括博物学的各个部门。观察与比较是切合这些学科的科学方法。布丰的“博物学”(Histoire naturelle)对Herder产生了决定性的影响,后者又影响了浪漫主义派和自然哲学派。甚至康德也在179O年放弃了他对数学的崇拜。如果关于科学的数学理想的无效性在以前还并不明显,那末随着《物种起源》的出版这就肯定无疑了

顺便应当提到的是,将数学看作是“科学皇后”是多么容易引起误解。数学只是科学的一小部分,正像文法只是语言(如拉丁语或俄语)的一小部分一样;数学是和一切科学有关的一种语言(虽然程度极不一致),或者同什么也无关。有一些科学,如物理科学和大部分功能升物学,其中定量和其它数学处理具有重要的解释作用或启发作用。也有像系统学和大部分进化升物学这类的科学,其中数学的贡献就极其微小

实际上,在这些门类的升物学中考虑不周地运用数学有时会形成模式概念,从而形成错误观念。例如遗传学家约翰逊就经受不住这种诱惑将遗传上可变的种群“简化”为“纯系”,从而混淆了“种群”的确切涵义,在关于自然选择的重要性上就作出了错误的结论。同样,,数学种群遗传学的创导者为了使数学易于处理,将进入演算公式的各种因子加以过份简化。这样就对基因的绝对适合值(absolute fitness value)加大了胁强(stress),过份估价了累加基因效应( additive gene effects)并进而作出了自然选择的目标是基因而不是个体的假定。这就必然只能得到不切实际的结果

当达尔文根据地质学和种系发生现象计算地球年龄至少应当在十亿年以上时,物理学家凯尔文爵士(Lord Kelvin)断然宣称这是错误的,因为他根据与地球同样大小球体的热量散失计算,地球年龄至多只有二千四百万年(Burchfield,1975)。十分引人发笑的是凯尔文怎样能保证,他自己的计算结果是正确的而博物学家达尔文的是错误的。由于升物学是劣等科学,因而错误在何方是不言而喻的。凯尔文根本不承认可能有某种未知的物理因素存在,而这物理因素最终倒可能支持升物学家的计算。在当时的这种知识气氛下有些升物学家走迷了路,用浅近的物理学来解释他们的发现。例如魏斯曼在其早期工作中将遗传性归之于“分子运动”,贝特森则认为遗传性是由于“涡动”(旋涡运动)。这样的一些解释只能阻碍科学进展

在过去50年中这种情况发生了相当激剧的变化。绝大多数纯属升物学过程的不确定性和物理过程的严格确定性已不再呈现十分明显的差异。在研究银河和星云的涡流效应以及海洋和大气系统的湍流现象中,发现在非升物界中随机过程是多么经常,多么有影响。这一结论并没有被某些物理学家接受。例如爱因斯坦就曾大叫“上帝并不玩骰子!”然而在等级结构的每一个层次都有随机过程出现,小至原子核一直到宇宙起源的大爆炸(big bang)所产生的各种系统。随机过程虽然使得预测是机率性(或不可能)的而不是绝对性的,但随机过程本身和确定性过程一样,是有原因的。只是绝对性预测是不可能的,这是由于等级结构系统的复杂性,每一步有非常多的可能选择,以及同时发生的各种过程之间的无数相互作用。就这方面来说,气象系统与宇宙星云在原则上和生命系统就没有什么不同。在如此高度复杂的系统中可能发生的相互作用的数量是如此之多,根本无从预测哪一个将必然会实际发生。研究自然选择和其它进化过程的学者、量子力学和天体物理学学者在不同的时间而且或多或少是独立地作出了这种相同的结论

由于上述一切原因,物理学已不再被认为是科学的尺度。特别是涉及到研究人类时,是由升物学提供了方法论和概念。法国总统最近将这一信念用下面的活简洁地归纳了起来:“毫无疑问,被人们考虑不周地称为‘精密’科学的数学,物理学以及其它科学……将会继续提供惊人的发现,然而我却不能不感到未来的真正科学革命将必然来自升物学。”

升物科学中的一些概念

升物学家通常并不建立定律而是将他们的概括组织成概念结构(体系)。有人认为定律与概念的比较只是形式上的差异,因为每个概念都可以转化成为一个或几个定律。即使这种看法表面上是正确的(我对此却并无十分把握),这样的转化在实际的升物学研究工作中却并不见得有什么好处。定律不具备概念的灵活性和启发性

升物科学的进展大多是这些概念或原则发展的结果。系统学进展的标志是分类、种、类目、分类单位(分类群)等等这样一些概念的提炼和完善;进化升物学的进展则是由于世系、选择以及适合度等概念的发展与完善。升物学的每个部门都可列出一些类似的主要(或核心)概念

科学的进展在于新概念的开发(如选择、升物种)和用以阐明这些概念的定义的反复提炼与完善。尤其重要的是有时会偶然发现一个多少是专业性术语,过去认为所指的是某一特定概念,而实际上却被用来表示好几个概念,例如“隔离”既表示地理隔离,又表示生殖隔离。又如“变种”,达尔文既将它用于个体,又用于种群,而“目的性的”(teleological)这个术语所表示的却是四种现象

奇怪的是科学哲学对概念的极端重要性却很不注意,很不重视。由于这个原因,一直到现在还不可能对重要发现的过程和概念发展成熟的过程作详尽的阐述。然而非常明显的是,升物学思想的创导者的主要贡献就在于开发和提炼概念,偶尔还排弃错误的概念。进化升物学的大部分概念都应归功于达尔文,行为学概念则应归功于洛兰茨(Kongrad Lorenz)

直到现在一直被忽视的概念(历)史中有很多意外情况。“相似”(affinity)、“亲缘关系”(relationship)在进化论以前的系统学中被用来指简单的相似,1859年以后转变成“血缘相近”(Proximity of descent),并没有引起任何混乱或困难。而当亨尼克(Hennig)试图将“单元的”(单源的,monophyletic)这个词从鉴定分类群转变到鉴别世系途径时,在分类学中就产生了很多困难。有时在研究概念时还发现在某些语言中词汇非常贫乏。例如“资源”(resource)这个术语在生态学中非常重要(如资源分配,资源竞争等等)而在德文中却没有相应的词汇,后来才将原来的英文字德语化成 “Ressoureen”

概念的种类很多。例如升物学就认准哲学(quasi-phyilos-ophical)概念或方法论概念的完善化中得益不少;如近期原因与进化原因,比较法与实验法的明确划分。承认比较方法就在升物学中引进了一个新概念

当引进一个真正的新概念时在科学内部常常引起特别大的困难。例如引进种群思想代替柏拉图的本质论概念,引进选择概念或遗传学中的封闭程序及开放程序等概念时情况都是如此。这正是Kuhn在谈到科学革命时所指的(部分)情形

有的时候仅仅引进一个新术语,如“隔离机制”、“分类群”(分类单位)、“目的性”,就大大有利于澄清以前概念混乱的情况。更多的情形是必须首先排除概念上的混乱然后再引进新术语这才有利。约翰逊的“遗传型”和“表现型”这两个术语的情况就是这样(虽然约翰逊本人倒多少被它们弄糊涂了;参阅Roll-Hansen,1978a)

另一个困难是,同一个词在不同的科学中被用来表达不同的概念,或者甚至在同一门科学的不同学科中也有这种情况。例如18世纪的胚胎学家Bonnet或19世纪的动物学家阿伽西使用“进化”这个词其涵义就和达尔文学派大不相同;同样,这个词对人类学家(最低限度对那些直接或间接受斯宾塞影响的)和对选择论者来说涵义又有很大出入。科学史上的很多著名论战几乎完全是由对手双方采用同一个术语而表达的概念十分不同所引起

在升物学的历史上定义的措辞往往十分困难,而大多数定义又常被反复修订。这种情形并不奇怪,因为定义只是概念的暂时性文字表述,而概念——特别是难懂的概念——常常由于我们知识的增长或理解的深化而需要一再修订。这种情况可以用种、突变、领域、基因、个体、适应与适合度等这样一些概念的定义作为例子充分说明

科学的一个很重要的方法论方面常常被误解,从而成为对同源现象或分类这样一些概念引起争论的原因。这是定义与在特定场合与定义相符的证据之间的关系(Simnson,1961:68-70)。这最好用一个例子来说明:“同源”(homolosous)这个词在1859年以前就有了,然而一直到达尔文创立了共同祖先学说之后才赋予它以现代流行的意义。按照这一学说,“同源”这个词在升物学上最具有意义的定义是:“在两个或两个以上分类群中出现的某一特征,当这特征来自它们共同祖先的同一(或相应)特征时,这出现于两个或两个分类群的特征就是同源的。”在给定的情况下可以用来证明是否同源的证据应具备什么条件?有一整套这样的标准(例如某一结构相对于其它结构的位置),然而如果将某些学者在为“同源”下定义时所提到的证据也包括进去,那就会引起误解。定义及与定义相符的证据之间的关系同样存在于升物学所使用的几乎一切术语的定义中。例如某人如试图进行“系谱分类”而完全依赖形态学证据去推断彼此之间的关系。就是这样也并不能形成形态分类。目前普遍接受的种的定义包括生殖群落(“品种间杂交”)这一标准。古升物学家不能用化石来验证品种间杂交,但是通常可以把各种不同的其它证据(群聚,相似等等)综合起来以强化同(一)种(类)的可能性。定义阐明概念,但是并不要求包括与定义相符的证据

下面讨论升物学中一些特别重要的概念

种群思想与本质论

西方思想自柏拉图以后两千多年来一直受本质论支配。直到19世纪一种新的和不同的关于自然界的思想开始传播,即所谓的种群思想。

什么是种群思想?它和本质论有什么不同?

种群思想家强调升物界每一事物的独特性。对他们来说重要的是个体而不是模式。他们强调有性繁殖物种中的每个个体和一切其它个体都不相同,即使单亲生殖的个体同样也具有特异性。没有模式的或“典型的”个体,平均值只是抽象概念。过去在升物学中所指的“纲”( classes)大多数是由独特的个体所组成的不同种群(Ghiselin,1974b;Hull,1976)

在莱布尼茨关于单胞虫(monads)的学说中就有种群思想的苗头,因为他提出每个单胞虫和其它的每个单胞虫都不相同,这和本质论思想截然相反。然而德国当时是本质论的顽固堡垒,所以莱布尼茨的意见也不可能形成种群思想。种群思想最后在其它地方得到发展,源流有二

  • 头一个来自英国动物育种学家(Bakewall,Sebright等人),他们发现在他们的畜群中每一个个体具有不同的遗传性状,在这个基础上他们选育了下一代的种畜和母畜
  • 另一个来源是系统学 所有从事实际工作的博物学家都发现在就一个单独的物种收集标本时,虽然收集了“一系列”标本,但从来没有两个标本是完全一样的。这种观察结果使博物学家产生了深刻印象。不仅达尔文在研究甲壳动物时强调了这一点,甚至批评达尔文的人也承认这个事实。例如 Wollaston(1860)就曾写道:“在世间的千百万人之中,我们确信无疑地认为从来没有两个人在各方面丝毫不差地完全相似;同样的道理,我们断言曾经存在过的一切升物都是如此(尽管由我们未经训练的眼睛看来它们在某些方面多么相同)也不为过”。19世纪中叶的很多分类学者也发表过类似的议论。这样的独特性不仅表现于个体;而且也表现在任何个体生活史的发育阶段上,并且还表现在个体的群集上,不论群集是属于同类群(demes)、种,还是植物和动物的群聚。考虑到在某个细胞中大量的基因时或开启,时或关闭的情形,身体中从来不会有两个细胞完全相同的论断就完全可能。升物个体的这种独特性就意味着我们在研究升物的集群时,就必须采取完全不同于我们在研究个体完全相似的无机物集群时的方法和态度。这就是种群思想的基本意义。升物个体之间的差异是真实的,而在比较个体的集群(例如物种)时可以计算出的平均值只是人为的结论。物理科学家的种类和升物学家的种群之间的根本差异产生了不同的结果。例如,若不懂得个体的独特性就无法理解自然选择的作用

本质论者的统计与种群论者的统计截然不同。当我们测定一个物理常数,例如光的速度时,我们知道在相同的情况下它是一个常数,而且观测结果如有任何变化,那就是由于测量不准,统计只表示我们的结果的可靠程度。从 Petty和Graunt到Quete-let的早期统计学(Hilts,1973)是本质论统计学,它试图求得真值以便克服因变易而引起的混乱状况。Quetelet是数学家兼天文学家拉普拉斯的信徒,对决定论定律深感兴趣。他希望通过他的方法能够计算出“普通人”(averase man)的特征,也就是说,发现人的“本质”。变易(变化)不是别的,只是围绕平均值的“误差”

高尔敦(Francis Galton)可能是首先充分认识到易变的升物种群的平均值只是一个抽象观念。在一群人之中身高的差异是真实的,并不是由于测量不准。自然种群统计中最重要的参数是实际变异,它的量和它的性质。变异量因性状和物种的不同而有异。达尔文如果没有采取种群思想就不可能创立自然选择学说。另一方面,充斥在种族主义文献中的言论则几乎完全是基于本质论(类型学)思想

与引进新概念(如种群思想)同等重要的是排弃或修正错误概念。这可以用目的论这个概念来充分说明

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),目的论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,以及升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,这种力量对升物器官的起源负责

    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升物进化的发生从来也不是以任何程序为基础。如果在升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,这种力量推动升物界日臻完善(定向进化,直生论)。对于唯物论的升物学家来说,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“升物的进化……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。”升物学家当然会排斥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升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

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