人类在一个无迹可寻的物质世界里诞生,并永无止境挣扎着想要对它有进一步的理解,而阿里阿德涅之线的迷宫恰好反应出这个世界的神话象征。
把一个现象分解成元素(例如把细胞分解成细胞器和分子),是经由归纳法而达成的融通。重新组合元素,则是经由综合法达成的融通,尤其是再利用由归纳法获得的知识来预测自然界当初是如何构成的。这两个步骤组成的程序,是自然界科学家做研究时一般采用的运作方法:由上而下用分析法跨越两三个组织层次,之后再由下而上用综合法跨越相同的层次。
文中用蚂蚁沟通方式举例,通过解答蚂蚁紧急传信的问题,先采用归纳法,把生物体这个特殊的层次,化为一般的简单层次逐一解决(如信号传递的化学层次、分子扩散的数学计算层次、物质扩散的物理模型),然后再综合法达到融通解释生物现象。很幸运,解释成功了。
但是,生物学家仍然无法单凭物理学和化学方法来推测费信号分子的结构,或确认制造的腺体以及担保这个信号会不会被采用,要达到目的,我们还是要从有关蚂蚁社会的入口走到它生活的终点,即需要对蚂蚁种类的进化史以及蚂蚁所居住的环境,具备详尽综合的了解。所以从另一方面看,作者相信从相反方向利用归纳法做解释,在某些情况下可以贯穿所有的层次,从而包含所有的学术分支。为了阐述这个想法,作者举例做梦的例子。
解释魔术师梦中出现的巨蛇,神秘主义和科学在梦境中交会,从佛洛依德的精神分析理论,到现代科学生物学上的活化综合模型,不断拆分到细胞及分子层次的主要事件,也试图解释生物科学到生物心灵或意识上的连接。
例如--我们对梦中巨蛇图像的了解,可以用生物学上的两种主要分析方法来说明,第一种方法会显露出近因,即回答这个现象“如何”作用(产生机制);二种方法是探讨现象为什么作用,也就是生物体因为进化过程创造出这些机制而享有的利益。解释了这两个问题,大概解释了生物机制及自然界事物如何转换成文化象征的符号。
换句话说,我们可以把了解“它如何由地面上的爬行动物转变为我们梦境”的过程,视为穿过科学和人文边界地带的多种途径之一。
生物学各个领域之间是密切相关的,当更多关联建立起来时,各学科也就能更圆满的由上贯通到下,由实体中最特殊的部位一路贯通都最普遍的分子和原子。但是,想象一下,以相反的方向来建立融通性,也就是由最普遍的原子到特殊的情境,相形之下却困难很多。
例如,一个典型的栖息地上包含有数千种生物体,但是大多数的生态研究只针对其中的一两种,不过他们心中却很清楚,每一种生物的命运是由其他几百种或者更多的因素决定,比如光合作用、食叶、吃草、分解、狩猎等等,生态学家对这个原则十分明了,但仍然无法推测出特定的事件。相较于把大型分子中的原子重新排列的生化学家,生态学家所面临的是无法测量的动态关系,而组成这些动态关系的物种组合多半仍属未知。
科学家已经将许多系统拆开来研究,他们认为自己对大多数的因素和作用力已经有所了解,下一项任务就是将它们重新组合,至少是在描述整个系统主要特性的数学模型中重组。这方面会有多少成果,要看研究人员由普遍的组织层次进入较复杂的层次时,对突生现象的预测能力有多高。这是对科学整体论的极大挑战。至少,他们目前就面临生物学的混沌理论。
混沌理论:系统内部虽然有秩序,但是各部分之间的关联很松散,很轻易就能以单一或一小组的方式改变。比如,单基因决定的生物即会产生全或无效应,要不隐形要不显性,概率固定。但多基因决定且基因之间存有少量的关联时,也就是位于混沌边缘时,进化中的生物群就能在一个适应性的高峰安顿下来,同时能够相当轻易的随环境朝着临近的另一个高峰演进。混沌边缘提供了最佳的进化能力,也许物种会自动调节内部关联关系,以继续停留在最易变的适应区内。混沌理论为自然界的运作提供了深奥的原理,他指出,有些极为复杂且看似无法理解的现象,可以轻易的由系统中微小而可测量的变化来决定。
最后,重要的问题是,第一,是不是有一般性的组织原理,可以用来完整的重组出有生命的生物体,而且不需要以强硬刻板的方式来模拟其中所有的分子和原子?第二,同样的原理可不可以用到心灵、行为和生态系统上?第三,有没有一套数学能够作为生物学的自然语言,而带来曾在物理上造成的良好功效?第四,即使发生正确的原理,真实资料必须多么详细,才能把这些原理用到期望的模型上?
《知识大融通》--阿里阿德涅之线 读后书摘
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