小小衲 舊話新語（一）：蝸牛的殼

時間:12 20  2010 20:40   


作者：小小衲 在 蘆笛自治區 發貼, 來自 海納百川

金老說：還原論不是萬能的，但沒有還原論是萬萬不能的。這話我非常同意。只不過我強調的前半句，而金老強調的是後半句。其實我重複了幾十遍：現而今，如果有人還否定還原論，腦子肯定是被驢踢過。所以，我以及註冊與金老所爭論的關鍵，並不是「要不要還原論」，而是「從何入手，從哪個方向入手」。

很多支持還原論的人在辯論的時候都強調，不是一味的還原，還原之後還要綜合。其實真正的還原論（西方的科學家們自覺或不自覺地在使用的還原論），本身就包含了綜合。西方科學本身就是在分解/拆開/研究了之後，再融合，再綜合，這一個過程中發展的。

但是，我要強調的是，因為所感興趣的問題不同，所研究的系統不同，在很多時候，把東西拆散了進行研究以後，不可能把關於各個部分的知識再綜合起來得到關於整個系統的知識。所以，在很多情況下，從一開始就要從整體入手，忽略細節，在對整體有一定理解以後，再往下深入到細節。

金老認為所謂「自上而下實際上說的是形象思維、直覺判斷在科學中的作用。「

這是大大誤解了。一般的複雜系統都有由上而下的很多層面。我這裡說的「自上而下」，指的是從哪個層面開始進行研究。而這個研究，按老唐和阿越（這兩人真是好朋友）的說法，也是實證的，也是還原／分析／邏輯的。

這裡強調兩點：第一，這裡的討論沒有玄學的空間（雖然我不否認玄學，但是這裡不討論它。）。第二，雖然直覺判斷在科學研究中是很重要的，但是這些和我要談的問題一點點關係都沒有。我對「直覺判斷／形象思維「　沒有任何想法，沒有任何心得，沒有任何見解，也不發表任何言論。

從整體自上而下地入手，有兩種情況：

第一種情況：由於技術（或資源，比如研究經費）的限制，或實用的目的。

技術的限制就是說黑箱理論。既然打不開箱子，也就只好從整體入手，而忽略箱子里的細節。 批判整體論的人們，尤其是批判中國古代思維（尤其是中醫）的人們，在這個問題上已經說得很多了。僅就這一點來說，我並不反對這些人的批駁。中醫中的很多理論，確實是在技術很落後的情況下，根據直覺/猜測發展而來的。

實用的目的，也比較好理解。開車的，不需要知道汽車的各個部件是如何運轉的。

註冊曾舉過幾個相反的，「自下而上「的例子：1.發現細菌是致病的原因，就認為殺滅細菌就可以治癒疾病。2.發現激素有抑制炎症的作用，就廣泛使用激素來應對各種複雜的炎症反應。3.發現某種基因片段植入后可以抑制癌細胞，就對基因療法治癒癌症充滿幻想。他舉這幾個例子是想說明，在醫學中，很多情況下，應該使用自上而下的，從整體入手的思維。實際上這也是出於實用的目的。

老唐和南無在隔壁與註冊辯論，其實他們倆的論點歸納起來就是一句話：中醫是糊塗醫治糊塗病。病，確實能夠治好，但是並不明白是如何治的，病的機理，葯的機理，根本都沒搞清楚。　他們說的，我也不完全反對，但是也不完全同意。不過與老唐辯論的任務就交給註冊，他畢竟是學醫的。我在這裡就不多嘴了。

總之，出於上面這兩個原因而從整體出發「由上而下」的研究，不是我在這裡要談的。因為（１）隨著技術的發展，很多黑箱理論會被拋棄，很多黑箱會被打開；（２）我不搞實用科學，比如醫學，或某些工程學，比如吹肥皂盒子。（少正卯網友太幽默了，我一想起來就想笑）。

我要說的是第二種情況：在基礎科學研究當中，完全沒有實用的目的，也完全沒有技術（或資源，比如研究經費）的限制，完全是出自「理解機制」這個目的，而不得不「從整體出發，自上而下」進行研究。

以前舉過幾個例子，但是現在看來，都不是很恰當，或者不是很容易理解。 剛才想了兩個好例子，應該能夠說明問題。　

第一個例子：蝸牛的殼。

生態學家們發現，來自不同環境的同一種蝸牛的殼有不同的厚度和硬度。生活在某一種環境下的蝸牛，普遍／平均比生活在另一種環境的蝸牛的殼更厚，也更硬。即使它們的食物相同，殼的厚度還是不同。這種情況，在很多種子的殼，甲殼蟲的殼中也有體現。

分子／細胞生物學（典型的自下而上的科學）是如何研究這個問題的呢？從分子，細胞出發，研究內分泌的機制，研究蛋白質的合成，研究各種化學成分，研究物理－化學反應過程。現在是基因時代，所以還要研究不同殼厚的蝸牛中的不同的基因表達。

這個方法有沒有成績？當然有。分子／細胞生物家找到了很多分子／細胞／基因／信號通路等等這個層面的原因，來解釋為什麼殼的厚度會有不同。

但是，正如著名的生態進化學家Ｄ．Ｓ．Ｗｉｌｓｏｎ（這個威爾遜在紐約大學石溪分校，不是我以前提到過的哈佛大學的威爾遜，那個是Ｅ．Ｏ．Ｗｉｌｓｏｎ）所說：這些因素只是ｐｅｒｍｉｔ蝸牛可以有厚度不同的殼，但這些因素不是ｃａｕｓｅ　蝸牛殼厚度不同的原因。（Ｐｅｒｍｉｔ和ｃａｕｓｅ這兩個詞是他用的，不是我用的）。　即使把這些東西都搞清楚了，也只能解釋為什麼蝸牛「可以」有不同的殼，但解釋不了為什麼這些基因必須要這樣表達，這些蛋白必須要這樣摺疊，這些通路的形式必須是這樣的，這些化學反應必須有這樣的速率。也就是說，即使把這些東西都搞清楚了，也只能回答ｈｏｗ的問題，卻回答不了ｗｈｙ的問題。

要真正回答「為什麼／ｗｈｙ「，就必須運用整體的眼光，用整體的辦法（這也是威爾遜的原詞）把蝸牛／種子／甲殼蟲／放到它們所生存的環境中，放到它們和其他物種的相互作用，這樣一種更高的，宏觀的層面去考察。

在這樣一個層面，人們發現，厚殼的蝸牛都是來自捕食者眾多，或者捕食者有尖利的爪喙這種環境。所以，自然選擇就起作用了。殼薄的蝸牛抵擋不住捕食者的堅牙利齒，善良溫柔的中國人民抵擋不住帝國主義的堅船利炮，能夠生存下來的都是厚殼的蝸牛。一代一代下來，這堅牙利齒就把厚殼的蝸牛「選擇」出來了。種子和甲殼蟲的道理也是一樣。

我說起來很簡單，但是要真正考察蝸牛生存的整體環境，要考察蝸牛與其他物種的相互作用，也必須付出艱苦的勞動，細緻的觀察，也離不開還原／分析／邏輯，並不是某個網友昨天所說，耍小聰明就可以的。　

我講這個事兒，講的就是一個道理，科學研究離不開還原／分析／邏輯／艱苦的勞動，同時，由於所感興趣的問題不同，研究的方向，出發點，入手點也不同。

我以前說過，分子／細胞／基因／信號通路等等這個層面的東西，就像是孟姜女她老公，是修長城的，是具體執行命令的，具體執行計劃的。而制定計劃，發出命令的是秦始皇，是蒙天放，是更高層面的因素，有時候是生物個體，有時候是其生存的小環境，有時候是大的生物圈。

如果想知道，命令是如何執行的，計劃是如何實現的，那麼就需要考察分子／細胞／基因／信號通路等等這個層面的東西。

如果想知道，為什麼命令會這樣發出，為什麼要制定這樣的計劃，就需要從整體，從上往下入手。

下一個例子講衰老，這是一個我做了快兩年的題目。這個課題不像蝸牛的殼那麼簡單容易，更不容易耍小聰明。在這個課題上，由英國的Ｋｉｒｋｗｏｏｄ為首的科學家進行的，由上而下的整體觀的研究，取得了極大的成功。在很多國際會議上，完全可以與那些搞基因的，搞分子細胞的人分庭抗禮。

ZT