二十一世纪是生物学的世纪吗？，本文主要内容关键词为：生物学论文,二十一世纪论文,世纪论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
二十一世纪是生物学的世纪，这个命题，生物学者们是非常熟悉的，在某种程度上也是该学科的一种骄傲，并为一些从事化学、地理等学科的人所羡慕。可是这个命题是否正确呢？是谁第一个把这个命题提出的呢？它是否经过严密的论证呢？我查阅了许多资料，但却找不到一个确切的出处和严格的论证，而现在和以往的许多教科书却把它作为一个实然的结论推给学生。在回答诸如“为什么说二十一世纪是生物学的世纪”这样的问题时，我陷入了某种困窘，确实，按照教材上所列出的关于生物科学进展以及它在社会生活中的广泛应用，在逻辑上根本说明不了这个“为什么”。
但是这句话的传播却是非常广，不仅现在的生物教师耳熟能详，甚至于作家林语堂在其三四十年代的文学作品中都有对这方面的认同（《生活的艺术》）。而在最近几十年，生物科学的发展更引人注目，虽然诺贝尔奖项中没有生物学奖，但现在物理、化学、医学上奖项的获得有许多是与该学科交叉发展的结果。人们希望现在和未来的许多问题，诸如粮食、人口、环境等能够依靠生物学的发展来解决。对于普通大众来说，媒体对于“克隆羊”等生物技术的渲染更使人们对于生物科学的未来充满了敬畏之情。
但是作为一个生物学者，我觉得仍然需要对这个命题作一番确切的论证，因为它是否成立需要我们对整个生物科学的发展过程及其影响有充分的了解，并且要关注自然科学、社会科学、人文学科的整体发展状况，然后的评价才是真正有说服力的。
1 生物科学的发展历史
虽然亚里斯多德很早就有《动物学》著作问世，显示生物学有一个漫长的过去，但真正具有独立形态的统一的生物学却也不过是一百多年的事。可以套用心理学史的一个说法，即生物学也是“有一个漫长的过去，短暂的历史”。独立形态生物学的形成大多数人都认为应当以达尔文1859年《物种起源》的问世作为一个重要的标志，因为此前的生物学都是与博物学、医学混杂在一起的。
尽管生物学的分支学科很多，且往往各有不同的起点和发展道路，但总的生物学发展仍可以用这样一个粗线条来作简单的概括，即从达尔文的《物种起源》——孟德尔的遗传定律——现代分子生物学和生态学的兴起。
应该注意的是，生物科学一百多年的发展，都是在经典物理学占统治地位的自然科学背景下发展起来的，从历史的角度看，我们可以说十九世纪和二十世纪是物理学的世纪（尽管没有物理学家这样宣称）。但在一些人想把生物学的研究也全部归纳到经典物理学思维的大框架时，他们感到十分困难，因为尽管一些物理定律对于生物有机体的生理运行机制能够给予适当的解释，但生物学研究整体的思维方式却与经典物理学还原论、本质论、决定论的模式有很大不同，因而有些早期的物理学家认为侧重形态描述、比较的生物学不能单独被称之为“科学”。
事实上从生物学诞生起，它就是一门独特的学科，对于它与经典物理学的这种差异，生物哲学家迈尔把生物学划分为两个领域，即功能生物学和进化生物学。功能生物学要回答的是“怎么样”的问题，它的主要方法是实验，基本上采用的是等同于物理学、化学的还原论的研究方法，在这个领域产生了分子细胞生物学，它也与物理、化学相互渗透，形成生物化学、生物物理学等重要的交叉学科。但在另一个领域，即进化生物学，要回答的是“为什么”的问题，它需要追寻生物进化的原因，也就是“怎么来”的问题，对于这个领域，物理学以其传统的方式根本无法介入，因为这里体现了一种非牛顿—笛卡尔式的思维方式，突变、随机、偶然、多样性的因素被强调。在这一点上，倒是量子物理学的最新进展体现了两者之间的某些协同之处，人们希望在这方面，物理学、生物学能够形成某种形式的统一，从而完成自然科学的综合。
从以上的回顾我们看出，生物学从诞生起，就以其独特的非决定论的思维方式对传统的物理学发起了挑战，并且促进了物理学的革命，问题是它虽然推翻了物理学一统天下的地位，但并未有明显证据表明它将取而代之成为下一世纪的新的统治者。
2 生物科学发展的现状及进展
毫无疑问，生物科学在当代已呈现其强劲的发展势头，一般科普读物和教材最常提到的是它在微观和宏观两个方向的进展，特别是在微观层次，分子生物学为解决生命的本质问题，提供了重要的线索和探索途径。自从沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构以后， 人们对于基因的本质、基因的结构、基因的种类及调控方式、蛋白质合成等方面都取得了一系列重大的成果，使人们有希望通过这一层面，更深入地了解生命的奥秘，而同时建立在分子细胞生物学和遗传学基础上的生物技术产业，更是蓬勃发展起来，被人们称之为“绿色的技术革命”。这种革命不仅将引起农业、工业等产业结构的变化，也会引起人们生活方式、伦理态度的变化，所以克隆技术、基因重组技术才引起了科学界和非科学界广泛的关注。尽管并不是很多人对这些进展的真正意义有所了解，但从美国总统到普通老百姓都对它议论纷纷，并对它可能的影响作出各种不同的评价。
值得注意的是，现在很多人在作有关自然科学的进展方面的综述时，对于生物科学，主要侧重于上述微观方面的发展，并以此来推测它未来的发展状况及地位。但我们从分子生物学的研究方式看，它主要采用的仍然是经典物理学的还原论的思维模式，因而属于迈尔所谓的“功能生物学”领域。可以这么认为，即使在未来的二十一世纪，关于生命的遗传机制取得了更重大的突破，这种突破也应该承认它依赖于物理学、化学的贡献。事实上如果没有物理学、化学进步所提供的精密的仪器和检测方法、分子生物学根本取不了任何进展，就是发现DNA 结构的沃森等人也都是半个物理学家。
在生物科学宏观的发展方向上，令人瞩目的是生态学的发展，该学科的快速发展完全得益于人们越来越头疼于自己所造成的环境问题。生态学从个体——种群——群落——生态系统这样的角度入手研究，这样的思维是真正系统论的思维方式，从它所研究的内容诸如种群的变化、群落的演替等方面看，它应从属于“进化生物学”领域。人们试图从该领域中找出协调人与自然的最佳的生存方式，该学科的发展尽管很有前途，但单纯靠其本身的发展无助于问题的解决，人们一般把它归入于广义的环境科学领域。
生命科学这两个方向的进展都是引人注目的，但真正生物科学的核心却是生物进化论，这一点常被生物学科界内和界外人士所忽略。
达尔文的进化论被称之为人类历史上最重要的思想上的革命，它不仅推翻了一直占统治地位的神创论，另一方面重要的意义还在于，从达尔文到现代综合进化论者通过对物种的形成和灭绝、适应性、遗传和变异的普遍性等方面的研究中，看到了不确定性、偶然性、随机性和程序目的性的重要影响，从而克服了经典物理学中本质论、决定论的思维模式，并形成了他们对于这个世界的新的看法。
正是在对生物世界的物理性与生物性解释比较的基础上，才有人提出这样的观点：“问题的关键是一切已知的物质过程和解释原则都适用于生物系统，而它们之中只有少数适用于非生物系统。因此生物学是居于一切科学之中心的科学，正是在生物学中，在一切科学的原理包罗在其中的这一领域内，科学才能真正统一起来。”〔1〕
以上的引述明确了生物学与物理学的关系，但他的生物中心论是值得商榷的。因为他们的物理学指的是经典物理学，而现代的物理学以量子物理学、耗散结构理论为主导。在新的方法论指导下来观察，生命系统和非生命系统有了更广泛的统一性。因此享普尔以为：“在未来的假定过程中，生物学和物理学、化学的界限可能变得模糊不清，一如今天的物理学和化学一样，将来的理论很可能用新型的术语来表达，这种术语既可为现在称之为生物学现象，也为今天称之为物理现象和化学现象提供解释和综合性理论中起作用。”〔2〕如果这样的话， 讲谁在未来占中心地位并无任何的实际意义。
3 学科交叉与融合中的生物学
当代学科发展的一个明显特征是一方面该学科被倾向于愈分愈细，另一方面它又向各个方向扩展，与其它学科交叉和融合并形成新的交叉学科。生物学由于其本身涵盖的领域非常广泛，因而其交叉学科也就更多，并且触及社会生活的各个层面。
生物学与其它自然科学的交叉是大家熟悉的，生物化学、生物物理学的研究对生物学发展有很大的推动作用，植物地理、动物地理是地理学科的人必修的课程，而生物进化论者与地质学家大都是横跨两个领域的通才，对地质学、古生物学了如指掌。关于生物进化的灾变论、间断平衡理论正是受地质学的研究启发而产生的。
生物学被视作心理学大厦的基础，他们之间的关系多少有点类似于物理学与生物学的关系，不过更加密切，比较心理学、神经心理学等都是两者交叉的产物，现在建立在生物科学、社会科学、思维科学基础上的认知科学正显示其强劲的发展势头。
与物理学不同，生物学一直被一些人文、社会学科主动引人作为其重要的理论基础，从斯宾塞到朗格的社会达尔文主义是生物学与社会学两者之间从粗陋到严密的结合的产物。伦理学则受生物学发展的影响更大，因为生物学的研究与应用比其它自然科学似乎更具伦理价值，事实上正是达尔文的进化论彻底破坏了西方建立在神创论基础上的伦理学体系，从而引起西方思想长久的波动。现在有些人认为：“生物学不应当仅仅是传统价值的破坏者，而且也是新的价值体系的缔造者。”〔3 〕正是这样，传统的伦理学才逐渐过渡到现代伦理学，即生命伦理学和生态伦理学。这样的学科“既包括科学，又包含信仰、因为它是作为科学的伦理学体系的一部分，但又包含着崇拜生命的信仰，它的对生命的赞美，对生命本质力量的信赖，是关于人与自然的真、善、美的赞歌”〔4〕（余谋昌语）。
人类学是生物学与人文学科最完美的结合，在这一门研究我们自身的学科中，我们既需要来自自然科学清醒冷静的头脑，又需要人文学科浪漫创造的气氛。人是什么样的动物？对这个问题，我最少见过几十种不同的回答，但我想只有人类学才能给出一个最趋于完满的答案。我最近正在感觉到，人类学强调的某些理论（如幼态持续），正在给生物进化论注入一种新鲜的空气，以使它能够对人类的未来有一种更加乐观的瞻望。
从以上我们可以看出，作为一门自然科学，生物学与人文学科有更密切的关系，在今天我们这个科学与人文相对分裂的时代，这种关系值得我们充分重视。彭纪南教授最近指出：“本世纪兴起的来势凶猛的从哲学、社会、文化等方面对科学技术的批判唤起了人们对科学局限性和技术负面效应的关注。为科学精神与人文精神的融汇奠定了一定的思想基础。”〔5〕应该可以看到， 科学与人文的融汇必然通过生物学这一个必不可少的桥梁，只有在这样一种融汇的基础上，才能建立起下一世纪的涵盖科学与人文的崭新的哲学体系，而这可能是生物学在下一世纪的最大贡献。
4 多元化的新世纪
从以上的纵观中我们确实感觉到，生物科学具有旺盛的生命力，它确乎已经在本世纪产生重要的影响，而且这种影响也必将带入二十一世纪。所以法国总统才有这样的看法：“毫无疑问，被人们考虑不周的称为‘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生物学。”〔6〕
但是否这样我们就可以肯定回答一开始的那个问题了呢？我觉得还不行，我们还必须考虑到未来一世纪学科发展的全面状况。
第一，未来的一世纪是一个学科多元化发展的世纪，考虑到我们正处于一种知识大爆炸的信息时代，各种学科的交叉与融合是一个必然的趋势，而且未来的一些重要进展也往往出现在学科交叉领域，学科与学科之间形成一种网络化的群体结构。因而在这种情况下，单独强调某学科的统治地位是不合理的。如现代物理学并未因为经典思维模式被突破而衰落，它反而在新的革命后取得了进一步的发展，许多新的学科也不断涌现并逐渐发展成熟，如信息科学、认识科学、系统科学等。路甬祥教授就预测：“认知科学有可能成为21世纪的带头科学，并可能继生命科学之后成为另一个新崛起的高峰，以至成为新的科学革命的中心。”〔7〕
第二，新的因素不可预料，人们越来越感觉到科学技术发展的速度正日益加快，在现在的十几年往往能够完成以往几十年、几百年的技术革命，因而以未来一百年的历史间距看，新的因素将会层出不穷，日新月异。想一想，有谁曾经在十九世纪预测到二十世纪会有那么多新的学科出现，会在二十世纪下半叶出现一个崭新的信息时代。每一时代的人都有其历史的局限性，认识的局限性，这种局限性往往只有在未来才能被人们认识到。从这个角度看，任何预测或展望都是只具有可能性，而不具有现实性，所以肯定地说二十一世纪是生物学的世纪或必将是生物学的世纪，这种表述方式是值得推敲的。
第三，一统天下的说法不可靠。也许有的人会争论说，对于“二十一世纪是生物学的世纪”这句话可以有不同的理解，但不管怎么理解，隐含于其中的盛气凌人的语气仍然是很明显的。不管在什么时代，哪一个世纪，科学、艺术、人文的发展都是多方面的、多层次的发展，单纯强调某学科的决定性地位必然失之偏颇。我们不能说美国在二十世纪对世界有重要的影响，就称二十世纪为美国人的世纪，也难以预测说未来的一世纪将是中国人或者是什么国家的人的世纪，历史的评价从来就应该是客观的、全面的，对未来的预测也应是如此。生物学者在以该学科良好的发展前景为骄傲的同时，也应该看到其它学科的发展态势，以更全面、更广阔的视野去关注未来的科学发展和社会发展。从各种迹象都可以看出，未来学科发展是以综合作为其主导方向的，特别是这种综合在自然科学领域已取得了一定的成绩，但要完成自然学科与人文学科的综合还要走很长的一段路程。生物学在这种综合中将起着非常重要的作用，这需要生物学者们具有更广阔的胸怀去吸纳百川，放眼全局，如果只去斤斤计较自己的学科地位，片面强调自己的研究价值，那么生物科学也不能在未来得到更全面、健康的发展。
从以上的分析我们可以看出，尽管生物科学的发展非常迅速，在人类社会的发展中也将起着越来越重要的作用，但主观或武断地说二十一世纪是生物学的世纪仍然是不合适的。这并不是给生物科学的发展泼一盆冷水，而是看到对自己学科清醒而全面的认识是其进一步发展的基础。从我仔细查阅的许多资料看，尽管这句话流传非常广，但在一些严肃的生物哲学、自然科学论中根本找不到，常见到的是在一些生物教科书的绪论中，从我国目前生物基础教育严重滞后的情况看，这种强调的心情是可以理解的，但冷静客观的态度仍是我们更需要的。
在这里我再引述几种资料中的观点，以反映未来生物科学的发展态势以及人们的认识。“这个大综合的生物学将是二十一世纪的带头学科。”“二十一世纪将是生命科学兴盛的世纪。”“由于现代生物学是高度精密的、综合的、多学科相互渗透的，因此，在科学体系和科学方法上实已处于自然科学伟大变革的前锋。”“二十一世纪，生命科学将成为最活跃的学科，可能取得一系列重大突破，从而发展成为新的科学革命。”……以上的说法虽然各有不同，但从其语气、态度上看，应该说比二十一世纪是生物学的世纪这句话听起来更为妥贴和实在，确然，无论对于个人还是学科来说，谦虚的态度总是必要的。