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生物学

2018年11月25日  来源:壹学者 作者: 提供人:hanfeifei119......

生物学

1、生物学的复杂性在于其层次非常多

就物理学的话,大的钢体,一直到小的粒子,它都符合牛顿力学。但是在生物学,从基因层次、细胞层次、器官层次、个体层次、种群层次、群落层次,一直到整个生态系统,每一个层次都有自己的规律

比如在生态系统里面,水会循环的,氮气会循环的,二氧化碳会循环的,随着蒸汽上去,又下雨下来,这是整个循环。但这个循环只不过在生态系统里的规律。

再下一层是没有这个问题的。在基因层面,每个层次都有自己的规律,都有自己的机制。就在细胞层面上,有几百、几千个f=ma这样的规律,而这些规律是互不隶属的

不像在物理学。物理学里面好多公式,都是牛顿定律,是隶属于牛顿定律的一些亚定律而已。但生物学,它互相的关系是互不隶属的、不相干的,每个层次都有自己的规律。

2、还原主义不行

在物理学里面,基本上什么东西可以还原。什么叫还原主义?比如,我们人类身体的所有行为,都可以还原成基因行为,是基因的表达。这就是还原主义。

这个(在生物学)肯定是不行的,为什么呢?有些东西可以还原成基因。比如,生物学的“21-三体”。我们人一共是22对半染色体,有的23对。但第21对染色体经常会出现三体,这种病就叫Down Syndrome(唐氏综合症)。

我前几年得了一个很重的眼病,那个眼病叫Ciliary Body Periostitis,就是睫状体骨膜炎。它就是我基因的某个缺陷导致的。所以某些生物学现象能够还原成基因现象,但并不是所有的。比如说,马尔萨斯方程,就是这个公式Nt=Noexp[r(tn-to)]。

大家可能知道马尔萨斯人口论。他在19世纪提出,任何物种如果在没有外在的影响下,是个intrinsic(内禀的)指数增长。但是这个指数增长方式,只在种群层面起作用,它在基因上不能起作用。又例如,竞争排斥法则。

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这个机制基本上是在种群关系层面上才起作用。这个法则就是任何两个物种不可能占据同一个生态位。如果两个物种占据的生态位越近,讲的简单点——它们吃的东西越接近,它们住的地方越近,那它们的竞争越强。

而在演化过程中它们往往竞争过程中互相排斥,而这排斥的结局是两个物种至少在一个纬度上的生态位会彻底不一样。我原来研究昆虫,就发觉好多昆虫吃的东西都一样,后来再仔细研究就会发现一个白天吃,一个晚上吃。

在时间这个位点上,它们区别开了,它们的生存就区别开了。这个法则只是在种群之间的关系上才起作用的。

我再举个还原论的例子。比如在解释性别关系上,为什么男女不平等?有多人就还原为生物现象。他们举出很多道理。有一个比较好玩的道理,说这实际上是人站起来的后遗症。

因为女人和男人站起来最大的一个后果是骨盆变窄。走路,越锻炼身体骨盆越窄。你看动物趴着,骨盆很大、松松的,所以生马啦、牛啦、羊啦,“扑通”一下,掉下来,就可以走路了。

猩猩、猴子的孩子,“吧嗒”一下,就能走。但人生下来是个软蛋,“嗙噔”一声下来。什么用也没有,就像软体动物一样,要一年后才能走路。在这种情况下,母亲照顾小孩就很重要。这样一来,进入文明社会,女的就没办法和男的竞争。

还原论并不是完全没道理,但它不能解释现代的性别平等,为什么?现在女人的骨盆肯定比古代还小,现代女人要锻炼身体,要站起来、要跑步,身体活动越大,骨盆也越小。

但为什么现在男女地位平等呢?所以你会发觉,还原论不行。还原到基因、到生物学层面上,它解释自变量和因变量的距离大了。它的自变量已经是外生变量,不是内生变量,它就解释不通了。

人类好多现象的动态远远超过生物学的可能动态。性别地位在不同社会、不同环境变化非常大,显然不能用骨盆大小来解释。就必须要从文化层面上,在社会别的层面上来解释性别关系。这就是还原论的局限。

3、生物学的复杂性

生物学的复杂性在于每个层次背后都有大量的机制。这些机制在逻辑关系上都必须符合进化论。不符合进化论的机制不可能存在的。因为不进化,它就走进死胡同了。

只有人的好多社会机制是可以违反进化论的。实际上,如果人的这个物种还能存在一千年,我估计是危险的。比如说,进化论有一个机制就是任何物种都不会浪费食物。

为了不浪费食物,甚至爸爸和儿子吃的不一样,甚至幼虫和成虫吃的不一样,甚至种群密度过高的会直接自杀。但这个机制,在人身上不存在。人到处浪费食物、大吃大喝、一塌糊涂。为什么社会机制可以违反进化论法则?这我待会儿会说。

生物机制是不会违反进化论的。这样一来,生物学虽然没有牛顿定律这种东西,但它有一“阳伞”。这“阳伞”我们把它叫做“覆盖性法则”。“覆盖性法则”就是进化论。

每个机制可以互不隶属,但是必须符合进化论。还有,生物机制只在有限的领域和多重的限制下才起作用。它起作用很明显。所以我把生物科学叫做“课程科学”,非常机械的。

比如说,我今天要给你们做报告,我午饭得尽量少吃点,为什么要尽量少吃?如果我饭吃多了就会打瞌睡。午饭吃多了为什么会打瞌睡呢?我们的能量从血糖中来,吃东西越多,血糖浓度越高。血糖浓度高到一定程度的话,眼睛会瞎掉,人会死。

这就是糖尿病的问题。为了解决这个问题,人从基因层面上逐渐演化出一个负反馈机制。就是吃多了,它放出一种酶来。这个酶就是胰岛素。吃得越多,血糖可能越高,胰岛素就放得越多,于是血糖浓度就降得越低。

我身体里有这个机制,所以我一吃多就要打瞌睡。打瞌睡的话,作报告就做不好了。所以我吃得相对比较少,差不多就可以了。这个机制,是在我吃多的时候运作的,平时不用的。就是出了这件事情,它从哪个抽屉、哪个孔,找到文件拿出来用。

生物学虽然那么复杂,它还有很大的自然科学性质。主要表现在两个层面。

第一,生物行为是由本能决定的。比如说老虎吃羊,它不会吃之前讲道德,它饿了就会吃。

它的结构和功能是统一的。不像研究社会学,最重要一点要破除结构功能统一论。有结构功能统一论,你就会变保守,会对权威、对现成的东西给予合理性。现成的东西,它总是有合理性。

但好多现成的东西,是剥削和强权的结果。生物学里面现成的东西,基本都是功能和结构是统一的。功能主义理论在社会科学领域是受到大量的批判。在生物学里面,基本上都是功能主义者。

比如说,我们大学像你们一两年级时就会钻牛角尖,问怎么定义动物和植物?有同学说凡是动物都得有嘴巴。因为动物不能光合作用,它得有嘴巴。

变形虫没有嘴巴,它吃东西呢都是“卟”把东西卷进来,实际上它细胞本身就是一个嘴巴,对吧?当然,这个定义也不是没问题。草履虫有嘴巴,能吃东西,又能进行光合作用。怎么办?这个结构的背后,肯定有特殊功能。

第二,生物学还是能进行控制实验的。比如说,马尔萨斯方程,你在自然界是观察不到的。自然界具体一个物种的生长,生长到一定程度会碰到像资源不够一类的问题。

种类竞争就厉害了,就会打仗。当这个种群发展得太多,就出现第二个问题——就成为人家的食物。物种多到一定程度,占据资源就太多,人家资源就少。那人家就和你竞争了。

当然,人这种动物很奇怪。谁和人竞争都会输掉。为什么我们要保护动物?就是因为好多动物在和人的竞争中大败而溃,彻底输掉了。人太厉害了!到最后人都开始有同情心,要去保护保护弱小群体。马尔萨斯方程在自然现象是观察不到的。

因为没有物种会指数增长的。到一定程度,别的因子就会把它限制住。但是在实验室,把大肠杆菌放在培养皿里面。假设能数的话,数它是怎么发展的,前半个小时它肯定是指数增长的。

等大肠杆菌长满了,种类竞争就厉害了,它的生长就慢慢缓慢了。生物学的每个机制,自然现实没有控制实验,所以都是观察不到的。但在实验的条件下,它是能观察得到。所以控制实验是有可能的。

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