还原论与突现论之争.docx
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还原论与突现论之争
LiaoningNormalUniversity
（2012届）
本科生毕业论文（设计）
题目：
从现代生命科学的发展
看还原论与突现论之争
学院：
生命科学学院
专业：
生物科学（师范）
班级序号：
4班01号
学号：
20081811010075
学生姓名：
于洋
指导教师：
张剑锋
2012年5月
目录
中文摘要（关键词）1
关键词（Keywords）1
前言1
1还原论及其原则与纲领1
1.1还原与还原论的辨析1
1.2还原论的原则与纲领1
1.2.1还原论原则1
1.2.2还原纲领2
2突现论的提出及其历史演变2
2.1合成与突现的辨析2
2.2突现论的实质2
2.3突现论的发展2
3还原论与突现论之争3
3.1世界统一性和科学统一性3
3.2争论实质3
4现代生物学5
4.1分子生物学的发展5
4.2分子生物学中还原论与突现论6
参考文献7
致谢8
从现代生命科学的发展看还原论与突现论之争
中文摘要
突现论与还原论的关系问题是哲学领域的一个重要问题。
本文在还原论和突现论概念的提出及其历史演变的基础上，阐明其争论的实质。
进而从现代生命科学——分子生物学的发展思考还原论与突现论。
关键词：
分子生物学还原论突现论
UnderstandingtheRelationshipbetweenEmergenceandReduction
intheDevelopmentofContemporeryMordenLifeScience
Abstract
Therelationshipbetweenemergenceandreductionisaprimaryissueinthefieldofphilosophy.Onthebasisofconceptionandtheirhistorisalevolutionofemergenceandreductiontoclarifythedebate.ThenfromtheMordenLifeSciencethattheevelutionofmolecularbiologytodileberateemergenceandreduction.
Keywords:
MolecularBiologyReductionEmergence
前言
自从20世纪初著名哲学家奎因首次使用“还原论”一词并把它看作是逻辑经验主义的“第二个教条”后，还原论和突现论的争论就没有停止过，而且日趋激烈。
几乎所有的科学哲学家都对这个问题发表过自己的见解，有多次世界性的科学哲学大会都把这个问题作为会议的中心主题。
1还原论及其原则与纲领
1.1还原与还原论的辨析
“还原”很早就被使用，意思是“减少”、“化简”、“把一种形式变换为另一种更为简单的形式”和“把一种语言变换成另一种语言”等。
科学中运用是在18世纪，意思是指把化合物变化成相对简单的元素（其反义词是“氧化”）[1]。
还原论（Reduction）主张把高级运动形式还原为低级运动形式的一种哲学观点。
它认为现实生活中的每一种现象都可看成是更低级、更基本的现象的集合体或组成物，因而可以用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律。
[2]
1.2还原论的原则与纲领
1.2.1还原论原则
著名哲学家奥本海默和普特南的在题为《作为一个工作假设的科学的统一性》[3]论文中，提出了还原论纲领的四个原则：
（1）一个很好发展的还原概念，与部分——整体关系观念是不矛盾的；
（2）科学的有秩序的不同分支描述了实在的不同水平，特定水平上的事情是由属于较低水平上的简单元素所组成；
（3）科学统一性的方案是建立在科学的最基本的水平——物理学之上的；
（4）在宇宙的进化过程中，给定水平上的客体相互结合，构成属于较高水平上的整体，时间上较晚出现的事情可以根据时间上较早的事情和过程来解释。
1.2.2还原纲领
奥本海默和普特南的还原纲领实际上包含着三种意义上的还原：
（1）组成的还原论：
在自然系统中，高层次事物是由低层次的事物构成的；
（2）解释的还原论：
可以根据较低水平上事物的性质解释和预言较高层次事物的性质；
（3）理论的还原论：
不同科学分支描述的是实在的不同水平，但最终都可建立在关于实在的最基本水平的科学——物理科学之上。
后来的哲学家们，不论是支持或反对还原论纲领，他们基本上都是在这三种意义上提到“还原论”一词，对于第一种意义上的还原论，哲学家们由于反对活力论，几乎没有什么异议，但对第二种和第三种含义，争论却非常大。
突现论提出了完全相反的看法。
2突现论的提出及其历史演变
2.1合成与突现的辨析
从历史上看，最先使用“突现”词的是刘易斯（G.H.Lewes），但刘易斯使用这个概念又是依据逻辑学家穆勒（J.S.Mill）关于因果关系类型的区分。
在《逻辑的系统》[4]一书中，穆勒曾专门用了一章的内容讨论原因的组成问题。
穆勒认为，单一原因产生单一结果与许多这类单一原因一起相互作用产生一综合结果之间存在着以下两种不同的联结方式：
（1）在自然界的一些领域里，如果我们知道每个原因单独起作用时的结果，我们通常也能够逻辑地推导出这些原因联合在一起会产生什么样的结果。
即是说，如果我们知道原因C1产生结果E1，原因C2产生结果E2，……，原因Cn产生结果En，那么，我们就可逻辑地推导出C1，C2，……，Cn以某种方式互相结合时可能产生的综合结果E是什么。
比如力学中，我们如果知道几个力单独作用于某一物体会产生什么样的运动，我们就能逻辑地推导出这几个力以某种方式共同作用于这个物体会产生什么样的运动。
（2）在自然界的另外一些领域，比如化学领域则完全不同：
两种物质的化学合成，众所周知，产生出第三种物质，这种物质具有不同于前两种物质独立存在时的任何一种的性质，也不同于把它们放在一块的性质。
从氢和氧的性质中看不到任何它们化合在一起的水的性质。
在这种区分的基础上，刘易斯把第一种情况叫做“合成”把第二种情况称为“突现”。
2.2突现论的实质
突现进化论者所一再强调的“突现”，指的是，较低层次的事物组成较高层次的事物时，产生了不能用较低事物的性质解释的新特性；并且这种新特性的不可解释性，不仅仅是现象的，而且也是理论上的[5]。
布罗德（C.D.Broad）曾总结说，突现指的是整体的特征性行为，即使在理论上也不能从关于它的组成部分的最完全的知识中推导出来。
2.3突现论的发展
20世纪初，随着一场哲学运动——“突现进化论”思潮的兴起，突现概念成了哲学谈论的中心概念，特别是1923年，生物学家和哲学家摩尔根[6]（L.Morgan）《突现进化论》一书发表之后，更是如此。
突现进化论运动是在达尔文进化论的影响下兴起的，其目的是力求哲学地理解生物体结构（更一般地说是自然界中的新结构）的形成。
20世纪初，柏格森认为进化是一个自然界中的生命力或生命冲动指导下自发发展的创造性过程，它是新颖的和不可预见的。
到了20年代，亚里山大和摩尔根等人虽然抛弃了柏格森的十分模糊的“生命冲动”概念，但他们同样认为进化是突现的和新奇的。
对亚里山大来说，相继出现的层次——物质、生命和心理——的新性质是不可能从较低层次预见的；这种上升运动不是外加于物质的一种独立原则的结果，而不过是物质本身建构成为复杂的格局的结果。
宇宙体现了“一种向更高形态发展的趋势”。
摩尔根则认为，进化是一个不断产生的程，这些新特性是不能从较低水平的特性和关系预言的。
我们可以把这种新特性看作是某种“给定的”、需要解释的新属性。
简•斯玛茨也有类似的思想，他假定一种“整体原则”“整体形成趋势”原则和趋势，既定层次的实体以新的方式组成不可预见的综合体系；不存在任何固定的进化计划，内在于自然的整体趋势是自我进化的。
3还原论与突现论之争
3.1世界统一性和科学统一性
自古以来，哲学家和科学家们常常为追求世界的统一性而努力，他们相信，在我们观察到的现象世界的背后存在着一些不变的本质和规律。
然而遗憾的是，迄今为止，人们尚没有建立起一种可以统一地解释一切现象的科学理论，而是针对自然界的不同领域建立起适应这些领域内的现象的不同学科[7]。
更有甚者，即使在同一学科中也存在着针对不同现象的不同的学科分支，这些学科分支的理论之间的逻辑关系也并不十分明显。
每一学科及其子学科似乎都有自己的理论、概念和方法，而这些理论、概念和方法又似乎不能为其它学科的理论、概念和方法所代替。
在科学的发展过程中，尽管也曾不断地揭示出越来越多的理论、概念和方法之间的联系性，但科学的统一性以及由此必然涉及的世界的统一性问题仍是没有解决的问题。
面对这种情况，一些哲学家声称，科学目前的多元性只不过是暂时的，随着科学的发展，最终可以统一起来。
因此，从本世纪初掀起了一股用还原方法统一科学的哲学潮流，许多著名的哲学家和科学家象普特南、奥本海默、内格尔、沃森、克里克等，是这场运动的倡导者。
这些哲学家和科学家深信，所有学科最终都可以统一到物理科学，特别是关于原子、分子的物理科学中去。
与此同时，也有一些哲学家和科学家声称，科学的多元性是合理的，因为世界本身就是多元的。
世界在其发展过程中形成了不同的层次和组织，在不同的层次和组织中都突现出了一些新的性质，因此，在不同的层次和组织上就可以形成不同的学科，并且这些学科之间是不能还原的。
一些著名的哲学家和科学家象摩尔根、波普尔、邦格、阿亚拉、迈尔等是这种观点的支持者。
这样，在世界的统一性和科学的统一性问题上，就产生了两种互相对立的哲学派别：
还原论和突现论。
3.2争论实质
双方争论的焦点集中在能否用低层次的事物的性质和规律解释高层次事物的属性和规律？
能否用现有事物的结构、属性和规律预言自然界进化形成的新结构的属性和规律？
还原论和突现论的回答正相反对。
40年代后期，一些逻辑经验主义者试图用逻辑分析的方法解决二者之间的分歧。
比如，内格尔[8]（E.Nagel）就是如此，他用逻辑分析的方法得出结论：
严格的还原论和严格的突现论都是不能成立的。
因为单纯从低层次的事物的性质和规律出发而不加任何条件限制是什么也推不出来的，除非我们知道低层次事物的“构成规律”和层次间的联系。
而这种低层次事物之间的“构成规律”和层次与层次间的联系是不能从低层次的理论本身推导出来的。
因此，那种企图从低层次事物推论出一切的严格的还原论是不能成立的。
同时，这种分析也削弱了严格的突现论，严格的突现论否认联系不同层次的概念和规律的存在，把突现属性看作是“新的不能被解释的给定的事实”。
但在内格尔看来，只要我们知道低层次事物的属性和规律，同时又知道它们是以怎样的方式联系成高层系统，那么，高层次系统的性质和规律就可以被推导出来。
从内格尔的分析，我们必然会得出这样的结论：
（1）解释的和理论的还原是可能的，只要我们已知高低层次之间的联结方式，我们就可以用低层次事物的性质和规律解释高层次事物的性质和规律；
（2）从现有事物的属性和规律不可能预言自然界进化的未来，因为我们不可能知道现有事物会以怎样的方式联合构成怎样的新结构[9]。
内格尔的分析试图调合还原论和突现论的争论，但他同时受到双方的批评。
还原论认为，科学的功能不仅在于解释，而且更重要的在于预言。
如果一种科学理论只有解释功能而没有预言功能，那么这种科学是没有生命力的。
科学不仅要解释过去，而且要预言未来。
我们从现有事物的性质和规律已成功地创造出自然界所没有的新结构——越来越先进的人工自然，我们当然也可以从现有事物的性质和规律预言自然界的未来，即便不能做出百分之百的预言，也可做出概率性的预言。
突现论则指出，即便在现有事物的不同层次之间，我们也不可能做出真正的还原。
在突现论者看来，自然界并不象牛顿在他关于科学方法论的论述中所假设的那样相同的结果都是由相同的原因所造成，恰恰相反，随着层次复杂性的增高，同一类结果往往可以有无限多种原因造成。
比如同是适应自然界的水环境，自然界发明出了几乎是无限多的水生生物，它们的身体结构无限差异。
所以，自然界不是简单的而是复杂的。
在我们运用牛顿所说的分析方法——即从结果寻找原因的方法时[10]，就不可能把同一类结果尽可能归之于同一类原因，而应当尽量找出各种不同的原因。
我们能够完全描述出这些原因吗？
突现论者认为，很可能我们提出的解释高层次结果的低层次原因都是不完全的，有时甚至是虚构的。
对此，著名的生物学家迈尔说过：
自然界有那么多的反馈、自体调节方法和多种可能的途径，因此，完全的描述是不可能的。
解释的还原和理论的还原是不可能完全做出的。
再者，突现论者认为，自然界并不是严格决定论的，而是具有统计决定性这样一个特点，因此，原因和结果之间的联系就更加难以捉摸[11]。
比如，生物进化是通过基因的偶然变异及重组外加自然选择实现的。
变异和重组是一不可预见的事件，环境的异质性也使得自然选择的结果难以捉摸。
因此，进化了的新的生物的特点和活动规律就不可能从原来生物的特点和规律加以预言和解释。
所以，高层次事物的性质和规律不可能还原到低层次事物的性质和规律，也不可能从低层次事物的性质和规律来预言，高层次事物本身的性质和规律是自主的、基础性的。
当代突现论者这种诉诸认识论的策略比起早期突现论者诉诸本体论的策略高明了许多。
早期突现论者往往假设一种难以捉摸的实体作为高层次新性质的解释，比如柏格森的“生命冲动”、“生命力”，杜里舒的“隐得来希”、“活力”等等都是如此；现代突现论者反对这样的本体论假设，他们从自然界的复杂性及人类认识这些现象的复杂性和困难上论证他们的学说，这种论证的说服力大大增强。
但我们也总感到，突现论者由于过份地强调了系统的复杂性以及一些细节方面的内容而忽略了当代生物学、心理学、脑科学等学科的实践。
比如，当代生物学实践告诉我们，从分子水平研究生命取得了举世瞩目的科学成果。
孟德尔、摩尔根的宏观遗传学已能够从微观层次得到虽不完全但已足够令人信服的说明。
这些事实在告诉我们，高层次理论可以从低层次理论得到解释。
然而，我们也不能因此夸大这种说明，以致于否定高层次分析的重要性。
当一些冲昏头脑的生物学家声言：
“只有一门生物学，那就是分子生物学时”，他们就走了另一个极端，否认其它层次分析和理论的意义。
事实上，我们必须承认，对包含多层次事物进行研究时，我们必须对所有层次进行研究：
分子的、细胞的、组织的、系统的、个体的、群体的等等层次。
在每一层次，我们都看到了与其它层次不同的属性和规律。
不同的层次有不同的质，如果突现就是我们常说的质的差异的话，那么突现概念就是需要的。
如果没有它的话，发展的理论就是不完善的。
我们的任务不是回避这个概念，而是赋予这个概念以特定的和具体的意义。
不同层次的属性和规律我们使用适合于它们的概念加以概括。
还原论者假定较高层次的概念是暂时的表述，最终可以由低层次的更科学的概念所代替，但科学史上的事实常常是，较高层次的概念和理论先有一定程度的自主性发展之后，在这些概念和理论的指导下，低层次的理论才逐步发展起来，比如，遗传学从经典阶段到分子阶段的发展就是如此。
并且即使低层次的理论发展起来之后，高层次的理论并不因此而被代替或被抛弃。
相反，它们仍然是科学中的基本理论。
所以高层次分析具有重大的理论意义和方法论意义，高层次理论也并不是什么暂时的理论，它们在科学中的存在是持久的。
另外，承认高层次理论的自主性也是建立科学理论本身的需要[12]。
建立科学理论时，我们都希望理论表述要尽可能简单明了。
对不同层次的现象进行研究时，我们常常使用适合于不同层次的概念进行概括，这种概括往往简单明了。
但如果高层次的现象一定要用低层次的概念去描述，就可能出现非常复杂的局面。
比如，如果一定要根据细微的肌肉运动来描述动物的行为（象筑巢或逃避天敌），那么这种描述就几乎是无限复杂和多样化；但如果根据高层次发挥功能来描述它，那么规则性便显而易见，可验证的较简明的理论假说也可以提出。
当然我们也不否认细微分析的重要性，这种研究可以增强解释和预言力量。
理论的逻辑简明性与较强的解释和预言力量都是我们需要的，所以，两种描述和两种分析应当是相到并存、相互补充的。
4现代生物学
4.1分子生物学的发展
在还原论方法的解析下，世界图景展现为前所未有的简单性。
早在19世纪，德国物理学家亥姆霍兹（Helmholtz.Von）就曾认为一旦把一切自然现象都化成简单的力，而且证明自然现象只能这样来简化，那么科学的任务就算完成了。
现代物理学借助“还原”，把世界的存在归于基本粒子及其相互作用；生物学家开始相信分子水平的研究将揭开生命复杂性的全部奥秘[13]。
1945年奥地利物理学家，量子力学地创始人之一薛定谔的《生命是什么》一书出版。
倡导用物理学的思想和方法探讨生命的秘密。
20世纪前期，人们认为生命现象并不服从热力学定律，因而不能用物理学定律来解释。
根据热力学第二定律，自然界演化的方向是从有序到无序，而生命的发生，演化，分化，生长等过程，显然是从组织程度较低的无序到组织程度较高的有序。
生命使其内部的熵降低，这在无生命世界中是难以实现的。
在薛定谔的书中给了正确的解释：
一个有机体不断增加熵并趋于接近最大值就是死亡，要摆脱死亡或者说要正常的生长发育，唯一的办法就是从环境里汲取负熵。
生命的新陈代谢就是起消除熵的作用。
他还认为生命系统中可能还包含着迄今未知的其他物理学定律。
很多物理学家因此大受鼓舞，在整个40年代掀起一股热潮，新的物理学定律并未发现，但是信息论，量子论，氢键等概念把生物学推向的分子水平。
到50年代，1953年，Watson和Crick提出DNA分子的双螺旋模型，合理解释了DNA复制和转录过程，解决了DNA的自我复制问题，巩固了DNA作为遗传物质的地位。
1958年，FrancisCrick在“论蛋白质合成”一文中，以其远见卓识提出了中心法则。
在此基础上，他预见性的论述了mRNA、tRNA、三联体密码子，甚至细胞质中核糖体等的存在。
这些具有丰富想象力的科学预见，在10年左右的时间里都被一一证实，导致了分子生物学的崛起！
成为20世纪自然科学界令人瞩目与惊叹的时间之一。
于是，DNA双螺旋模型成了近代生物学的标志；遗传学已成为一部DNA纵横离合的故事；而分子生物学则是一部从DNA到蛋白质的中心法则的宏伟演绎。
成功的科学依赖于理论和实验的不断的相互作用。
一个具有远见的观点的提出，必然为科学研究提供了成功的理论框架，并对科学技术产生巨大的促进。
从中心法则的提出到分子生物学的诞生，以及DNA重组技术，基因工程的发展，正是这种相互作用的范例。
4.2分子生物学中还原论与突现论
生物学研究中的还原论表现最为明显，有人试图把生命运动形式归结为物理-化学运动形式，用物理-化学运动规律取代生物学规律。
20世纪初的还原论者把人类社会运动还原为低等动物的运动，把生物学规律还原为分子运动规律，再继续还原为物理-化学过程。
现代生物还原论借用分子生物学取得的成就，认为就像遗传过程可以还原为化学相互作用一样，所有生物现象都可归结为物理-化学运动。
生物学中的还原论还主张学科之间的还原，如果一门学科的理论、规律可以说明另一学科的理论、规律，则后一学科可以向前一学科还原。
从50年代起，DNA双螺旋的旋风高擎着中心法则的大旗席卷了古老的生物学的每一个角落。
在庆幸生物学获得新生与活力的同时，人们发现在现代科学中，生命与非生命的界限几乎已经消失了。
Commoner不无讽刺地说：
“生物学应当改造成为核酸及其创造物地化学[14]。
”诚然，从DNA的复制到蛋白质分子的合成，中心法则在分子水平上[15]，揭开了生物学新的一页。
但对于蛋白质以后，基因是怎样通过细胞的分化，发育过程而决定个体性状的？
中心法则的理论框架已显得过于简单而难以应付。
双螺旋得发现是我们在理解突变方面的巨大飞跃；但这既不是突变研究的开始，也不是突变研究的终结。
我们知道许多现象不能用DNA的简单化学反应来说明。
性状的突变是在活细胞内发生的一种过程，这样的过程不能用单纯的物理或化学模式进行充分的描述。
DNA重组技术对生物学研究的渗透已经是无孔不入；从形态学的研究到遗传学的分析以至神经活动无一例外的都是DNA分析！
但是，在人们对它的成功与效率惊叹之余，发现这种极端分子化的研究技术，似乎已把生物学引入了还原论的死胡同。
许多科学家已经变成了木鸡似的，他们不再去考虑重大的生物学问题，而只是单纯的到实验室去利用此类技术的效能来收集大量资料。
所展示的实验技巧是值得赞美的，所获得的结果是可以发表的，但是研究的策略却压根没有了。
实质上，只是科学的培根哲学的翻版。
它坚持归纳法，亦即，事实与信息的收集本身就会不可避免地导向普遍原理地建立与开展。
Nature杂志的主编Maddox说：
“现在有那么一群叫做分子生物学家的人，他们的文章无视整体的植物与动物，也很少言及生理学。
对于这些人来说，实验资料大部分来自所谓凝胶。
”
要真正的在分子水平上了解遗传变异的本质[15]，仅仅研究核酸或蛋白质的生物化学是远远不够的。
对于那些从活细胞分离出来的，干燥的生物大分子的化学研究是必要的，但决不是分子生物学研究的中心内容，更不是它的全部。
分子生物学所研究的应该是细胞中的动态的遗传变异过程，以及与此相关的所有分子事件，很显然，这些事件决不限于中心法则，也不限于核酸和蛋白质。
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