数理化之于生物学——昌增益讲座感想

今天昌增益老师讲了“在物理学和化学推动下的生物学”,讲了物理学和化学给生命科学带来的概念和技术,以及介绍了历史中许多物理、化学背景的科学家对生命科学的贡献。

昌老师的讲述是比较表面的,没有突显数理化与生命科学学科发展之间的更内在的关联。事实上,生命科学之所以受物理和化学的推动下如此发展起来,并不是因为偶然地历史上出现了一些跨学科的科学家,恰巧引入了一些物理和化学的成果而造成了推动。而是不如说,在现代科学发展逻辑下——还原论的、数理实验传统的——生物学要成为“科学”,就势必要受到物理学和化学的推动,也只有在生物学能够受到数学、物理和化学的直接推动之时,它才成为现代意义上的生命“科学”。

生物学的科学化并不是在达尔文那里完成的,作为现代科学的生物学家的第一个代表大概是孟德尔。孟德尔的超越时代的论文是一部典型的现代科学论文,而达尔文仍然代表着古老的自然史传统和自然哲学传统的最后辉煌。

孟德尔接受了数学和物理学的训练,他把定量分析的实验方法引入生物研究中来。达尔文等同时代的生物学家也做实验,但他们对实验的设计、预期和解读都与孟德尔有所不同,这种差别恰恰象征着古典科学传统(自然哲学+自然史)与现代科学(数理+实验)之间的差异。达尔文虽然做了与孟德尔类似的杂交实践,但他得出的是一个定性的和思辨的结论,也没有把实践往下推进。

在孟德尔那里,数理科学对生物学的推动既不是体现为概念、定律的运用,也不是体现为所谓的跨学科交流,而是体现为某种更根本的东西,即某种“数学的筹划”。人们并不是完全盲目地观察现象,当我们去观察现象,或者设计实验以便观察到现象时,我们总已经以某种方式对事物做出了某种先行的安排。孟德尔关注了豌豆的七种性质,这些性质本身,乃至于这些性质在子代中的变化情况,人们早就“观察”到了,但只有孟德尔“看出”了其中的定律。他把这些性质看作是分离的元素,把杂交的结果看作是数值的关系,而之前的植物学家眼中只有“豌豆”这样的实体,各种特征被看作是整种植物的附属,而不是可提取出来的独立元素;他们眼中也只有均一、返祖、多或少等定性的结果,而看不到6022/2001=3.01:1这样的结果。让孟德尔看到他的现象的正是现代科学的数学的筹划,这种先行的筹划在设计实验之前,在获取结果之前,就预订了事物的秩序。在生命科学发展起来之前,数理化科学就已经先行地引领着它了。

2010年11月25日

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胡翌霖,清华大学科学史系助理教授。本站文章在未注明转载的情况下均为我的原创文章。原则上允许任何媒体引用和转载,但必须注明作者并标注出处(原文链接),详情参考版权说明。本站为非营利性个人网站,欢迎比特币打赏:1YiLinDDwvBLT19CTUsNHdiQhXBENwURb

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