近年來,,隨著“人類基因組計劃”的實施,,生命科學(xué)進入了一個“后基因組”(post-genome)時代。在這樣一個時代,,生命科學(xué)關(guān)注的范圍越來越廣,,涉及的問題越來越復(fù)雜,采用的技術(shù)也越來越先進,。這一切使得科學(xué)界興起了一個潮流——數(shù)學(xué),、物理學(xué)、化學(xué),、工程學(xué),、計算機科學(xué)等非生物學(xué)科與生命科學(xué)相互交叉的潮流;出現(xiàn)了一批新型的多學(xué)科交叉的研究機構(gòu),,如美國斯坦福大學(xué)的Bio-X中心,。同時,在這個過程中誕生了許多新的交叉學(xué)科,。
無獨有偶,,這種非生物學(xué)與生物學(xué)交叉的潮流在上個世紀(jì)初也出現(xiàn)過,。19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,物理學(xué)和化學(xué)有了很大的發(fā)展和完善,。那時的科學(xué)家相信,,自然界存在著統(tǒng)一的規(guī)律,一切事物都應(yīng)該遵循,,生命也不例外,。在這些物理學(xué)家和化學(xué)家的眼里,生命和非生命一樣,,都可以通過物理學(xué)和化學(xué)的定律來研究和解釋,;生物體不存在什么不能被還原為物理化學(xué)描述的屬性或特征。
1940年代,,奧地利物理學(xué)家薛定諤寫下了《生命是什么》一書,,從物理學(xué)的角度對生命現(xiàn)象進行了詳細的闡述。今天生命科學(xué)中的許多重要概念如“遺傳密碼”,,就是在那本書中首次提出的,。在那段時間里,許多著名物理學(xué)家,、化學(xué)家和數(shù)學(xué)家紛紛轉(zhuǎn)入生命科學(xué)研究領(lǐng)域,,如美國化學(xué)家鮑林(L. Pauling)和物理學(xué)家德爾布呂克(M. Delbrück)。這種不同學(xué)科的交叉融合結(jié)出了許多碩果,,其中最重要的也許是德爾布呂克的學(xué)生沃森(J. Watson)和英國晶體學(xué)家克里克(F. Crick)在1953年提出的DNA雙螺旋模型,。從此生命科學(xué)由過去的描述性學(xué)科轉(zhuǎn)變成為實驗科學(xué),并形成了許多新的分支學(xué)科,。
比較兩次圍繞著生命科學(xué)興起的多學(xué)科交叉潮流,,可以看到許多相似之處,也可以發(fā)現(xiàn)明顯的不同,。也許一個最重要的區(qū)別,,便體現(xiàn)在對新興學(xué)科的命名上。在前基因組時代,,圍繞生命科學(xué)的交叉學(xué)科是以表示數(shù)學(xué),、物理、化學(xué)等學(xué)科的名詞作為詞干“X”,,結(jié)合上一個代表生命的前綴“bio-”(源于希臘語bios)而成,,即“Bio-X”。而在后基因組時代誕生的新學(xué)科,,則是以生物學(xué)作為詞干,,以其他非生物學(xué)科作為形容詞來組成一個復(fù)合名詞,即“X Biology”。
上述討論并非咬文嚼字,,而是希望人們不僅要知其然,,還要知其所以然。否則,,就有可能陷入16世紀(jì)英國思想家培根所指出過的一種阻礙人類思考的“市場偶像”(這是哲學(xué)史上的一個標(biāo)準(zhǔn)漢譯術(shù)語,,當(dāng)時培根在《新工具》一書中指出有四種阻礙人類思考的“偶像”)——人是通過議論而聯(lián)結(jié)的,語詞按照常人的理解使用,,因此選詞錯誤或不當(dāng)會嚴(yán)重妨礙理解,。20世紀(jì)的邏輯實證主義和語言哲學(xué),也對語言在人類認知中的作用和影響給予了充分的注意,。英國哲學(xué)家維特根斯坦(L. Wittgenstein)在《哲學(xué)研究》一書中說過,,“每個詞都有一種意義,這種意義和詞相互關(guān)聯(lián),,意義就是詞所代表的對象”,。
因此,這兩種命名系統(tǒng)的不同值得我們深究,。對于Bio-X而言,,我們可以從分析“biochemistry”入手。根據(jù)《大英百科全書》上的定義,,生物化學(xué)是“涉及發(fā)生在植物,、動物和微生物的化學(xué)物質(zhì)和過程的科學(xué)研究領(lǐng)域”。由此可見,,生物化學(xué)被理解為化學(xué)的一個分支,,如同無機化學(xué)一樣,都是研究化學(xué)物質(zhì)和過程,,只不過前者是以生物體為研究材料,,后者是以無機物為研究對象。這里要補充一點,,在出現(xiàn)biochemistry之前,,早已有了“biology”這一術(shù)語1,。所以可以推論,,科學(xué)家在給這門新學(xué)科命名時,是有意不采用biology,,而是把“bio-”和“chemistry”結(jié)合在一起,,組成biochemistry這個新詞,其中chemistry是本體,。
實際上,,biochemistry這類術(shù)語的形成正是20世紀(jì)初還原論思想的一個具體體現(xiàn)。這種還原論思想有兩個方面的涵義。首先是認識論方面,,在還原論者看來,,生命是一種復(fù)合體,可以通過分析的方法分解為各元素(成分)和各元素間的聯(lián)系,。生命被認為是一個線性系統(tǒng),,對低層次事物的理解和基本規(guī)律的闡述可以被遞推到高層次的事物和活動;也就是說,,如果揭示了生物體的組成分子如蛋白質(zhì),、核酸的結(jié)構(gòu)與功能,就能夠了解細胞的活動規(guī)律,,最終就能在個體水平上解釋生命現(xiàn)象,。還原論的另一層涵義是本體論方面:生命與非生命沒有本質(zhì)上的不同,它們都遵循著統(tǒng)一的物理化學(xué)規(guī)律,;生命從根本上說只是一架精密的機器而已,。按照這樣的觀點,生命體和非生命體的差別只是體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度上,。
在20世紀(jì)的下半葉,,生命科學(xué)研究在還原論的指導(dǎo)下,取得了驚人的成績,,成為自然科學(xué)發(fā)展最快,、影響最大的領(lǐng)域。但是,,隨著對生命的認識的推進,,尤其是基因組計劃開展以后,科學(xué)家的視野已逐漸擴展到生物體內(nèi)成千上萬基因或蛋白質(zhì)間的相互作用及活動網(wǎng)絡(luò),。越來越多的科學(xué)家認識到,,生命并非過去還原論者所想象的那種圖像。相反,,它是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng),,其系統(tǒng)行為是生物體內(nèi)各種分子相互作用“突生”的一種新屬性,是無法從系統(tǒng)的各個組成部分的孤立行為中預(yù)測出來的,;在生物體不同層次之間的行為,,不能進行簡單的線性遞推。也就是說,,整體大于部分之和,。
在科學(xué)家認識發(fā)展的基礎(chǔ)上,在20世紀(jì)末又一次興起了與生命科學(xué)相關(guān)的多學(xué)科交叉的潮流,。但這一次唱主角的不再是物理學(xué)或化學(xué),,而是生物學(xué)。一種新的命名方式隨即出現(xiàn),即“X Biology”——“biology”成了詞干,,而其他學(xué)科都成了“形容詞”,。
這一表達方式一方面強調(diào)生命是一個特定的研究對象,不再是物理學(xué)或化學(xué)等學(xué)科的附屬品,;另一方面,,它也強調(diào)了非生命學(xué)科對生命科學(xué)研究的重要性。當(dāng)前的生物學(xué)研究越來越定量化,,需要的技術(shù)也越來越復(fù)雜,。由于新技術(shù)的引進常常會帶來研究上巨大的突破,所以目前這些新興的交叉學(xué)科,,其核心是從技術(shù)的層面引入非生物學(xué)學(xué)科,。例如,過去的遺傳學(xué)研究依賴于對單個基因突變的分析,,而今天的化學(xué)遺傳學(xué)(chemical genetics),,則試圖利用組合化學(xué)產(chǎn)生的巨量小分子化合物去研究基因的功能。這門學(xué)科的創(chuàng)始人之一,、美國哈佛大學(xué)教授斯耐伯(S. Schreiber)曾這樣說過:“我們的目標(biāo)是為每一個基因找到相應(yīng)的小分子化合物,,用它們來分析細胞和有機體的功能。”
有意思的是,,在這一次生命科學(xué)與其他學(xué)科交叉的潮流中,,許多重要角色都是從事生命科學(xué)的研究人員。他們推動了生命科學(xué)的進步,,也深切感受到了20世紀(jì)實驗生物科學(xué)的局限性,。正如美國科學(xué)院院長、生物學(xué)家阿爾伯特(B. Albert)在一篇評述文章中所說:“對控制生命系統(tǒng)的熱力學(xué)和動力學(xué)因子的深刻理解,,以及把化學(xué)和物理學(xué)的最新發(fā)展作為恰當(dāng)工具的能力,,將是成功的關(guān)鍵。”
由此可以斷言,,這兩種對生命科學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科的命名方式,,體現(xiàn)出了人們對生命現(xiàn)象的不同理解,也體現(xiàn)出了對研究生命的方法的不同要求,。
1 據(jù)筆者考證,,“biology”一詞的首次使用大約是在19世紀(jì)初,而“biochemistry”則可能出現(xiàn)于20世紀(jì)初,。