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分子生物学论文【五篇】(完整)

时间:2023-06-29 09:45:05 来源:晨阳文秘网

生物化学与分子生物学其教学内容相对深奥抽象,而且理论概念较多,以往的教学方式不利于理解和记忆。实验教学采用教师课前讲解、现场演示、巡回指导学生动手这一模式。学生在实验操作过程中缺乏独立思考,只是按部就下面是小编为大家整理的分子生物学论文【五篇】(完整),供大家参考。

分子生物学论文【五篇】

分子生物学论文范文第1篇

关键词:创新能力;
生物化学与分子生物学;
教学改革;
实践教学

1以往生物化学与分子生物学教学过程中存在的不足

1.1学生主动学习兴致不高

生物化学与分子生物学其教学内容相对深奥抽象,而且理论概念较多,以往的教学方式不利于理解和记忆。实验教学采用教师课前讲解、现场演示、巡回指导学生动手这一模式。学生在实验操作过程中缺乏独立思考,只是按部就班的机械操作,影响了学生的探索精神和潜能的释放,致使学生主动学习的兴趣不大,最终导致课堂教学效果不佳。

1.2教学模式创新性不够

传统教学方式是以教师为主的单调的“填鸭式”方式传授知识。伴随生命科学研究领域的飞跃发展,新方法、新技术、新思路不断涌现,以往的教学模式彰显出不足。在实验课程设置上,往往以验证性实验为主;
实验教学内容创新不够;
综合应用性、创新设计性实验内容占总实验课时的比例较低。这都导致学生的创新及探索意识欠缺,难以调动学生参与实践操作的积极主观意愿。

1.3教学考核评价体系单一

生物化学与分子生物学理论教学考核以期末测试总结性评价为主,以及实验教学考核还是以学生的实验报告批改为主。学生期末临时抱佛脚,集中短时复习,理解和掌握不到位。学生重理论轻实验,书写实验报告不认真甚至存在抄袭现象。这种考核体系存在单一性和片面性,不能真实反映学生学习掌握程度。

1.4实验室开放程度不够

现有的实验室仅能满足正常的实验教学运转,一些实验只能以多人小组为单位完成,并不能使得每个学生都能够亲自动手操作;
仪器设备更新较落后;
存在“重临床,轻基础”的情况,生物化学与分子生物学实验室对学生的开放程度不够,对学生的科研兴趣及创新性思维的培养匮乏,难以实现人才培养目标。综上,要培养高质量医学人才,就必须以新时代教育思想和教育观念为指导,对以往的教学弊端进行优化与改革,培养学生的创新思维和实践能力。

2新型生物化学与分子生物学的教学策略

2.1联合应用多元教学,激发学生学习兴趣

结合医学院校基础课普遍采用大班授课的特点,在生物化学与分子生物学理论教学中,坚持联合运用形式多样的教学方法,能够很好地扬长避短,彼此促进,加深学生对理论知识的理解和掌握。

2.1.1坚持多媒体传授式教学

生物化学与分子生物学理论抽象、内容深奥、章节之间极具连贯性。多媒体传授式教学法是首选的教学方法。围绕课程教学目标和成果,充分发挥任课教师在教学活动中的主导作用,辅以多媒体技术传授教学,结合板书,使抽象知识通俗化、形象化,进而使学生能快速、准确地掌握课程内容,减轻学生负担,同时也能活跃课堂气氛。

2.1.2建设在线网络教学资源

为深入推进信息技术与教育教学融合,促进在线课程建设与课堂教学模式创新,可以设计制作生物化学与分子生物学在线开放课程,再结合蓝墨云班课应用。云班课是以电子设备为前提基础的教学班,脱离黑板粉笔的结合技术的教学,利用高科技教学工具,使教学效果外化,实现网络教育资源相互共享。一方面,可以建立班课,包括消息、上传研究热点、前沿资讯等资源;
另一方面,也可以组织班课,包含作业活动、答疑讨论、头脑风暴、在线测试。充分利用网络教学资源可以提高学生学习课程的自主性,培养学生创新意识和创造能力。

2.1.3引入临床案例丰富教学

培养和锻炼医学生的临床思维能力是医学生教育重要目标之一[2],教学全程要重视医学理论知识与实际生活、生产、临床实践的内在关联。在处理抽象的理论知识与临床实际病例结合时,要由表及里、循序渐进地讲解疾病相关的生物化学与分子生物学机理与机制,可以极大地激发学生的思维,让学生早期接触临床,提高生物化学与分子生物学授课质量。

2.2加强创新性、综合性实践教学,提高实验教学质量

生物化学与分子生物学具有实践性和应用性很强的特点,学生通过多观察、多思考、多动手、勤记录,才能在实践中,锻炼学生的创新思维[3],全面分析和解决问题的综合能力。要培养学生的创新能力,须删减部分陈旧验证性实验内容,将部分具有关联性独立实验整合为综合性实验,还可以增加一系列科研性的深度综合性实验项目,并结合专业特点和培养目标,分层次分阶段选择性增设。这些综合应用性实验的开设有助于学生对理论知识和操作实践的系统性掌握,切实促进实验教学质量提升。同时,分层次有针对性地开设综合性实验项目,更有利于满足当今基础医学多层次人才培养需要[4],极大地调动了学生的科研兴趣和创新能力。

分子生物学论文范文第2篇

本教材适合七年制和长学制临床医学专业学生用,也可作为医学各专业研究生的选用教材。分子生物学的理论与技术已在医学领域广泛应用。学习医学分子生物学这门课程,既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识,同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。本书介绍的医学分子生物学知识包括5个方面的内容。第2章至第10章介绍与医学密切相关的分子生物学基本知识,主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点,基因组核酸的复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白质的形成与降解、基因表达的调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论,细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。第11章至第13章介绍基因操作的基本知识,主要介绍基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的有关基本知识和研究策略,这些知识是从事医学科学研究、掌握医学各学科研究进展、了解分子生物学在临床医学中的应用所必备的基础知识。第14章至第18章介绍疾病相关的分子生物学机制,主要介绍基因和基因组、细胞间通讯和信号转导与人类健康和疾病之间的关系。

【医学分子生物学主要栏目】专家述评、论著、综述、研究快报。

获奖情况:1990年《国外医学》系列第一次质量评比中获三等奖

国外数据库收录:中国科学引文数据库、《化学文摘(网络版)》、《剑桥科学文摘》、剑桥科学文摘社ProQeust数据库、本刊MARC数据、本刊DC数据、国家图书馆馆藏、上海图书馆馆藏。

分子生物学论文范文第3篇

现代等离子体物理第一卷,湍流等离子体物理动理学

数值相对论计算机求解爱因斯坦方程

物理学家的随机过程理解噪声系统

量子信息和纠缠性的哲理

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聚合物的粘弹性力学基础分子理论、实验和模拟,第2版

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2008年Isehia群论会议文集

应用数学和计算数学的前沿

计算科学的最近进展

超流宏观理论

高等凝聚态物理

量子杂谈 微观世界的魅力

从π介子到夸克 20世纪50年代的粒子物理学

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时间序列分析 社会科学家用的全面介绍

时间,空间,星系与人类 关于宇宙大爆炸的故事

彗星和生命起源

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环境科学中的机器学习方法 神经网络与核方法

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有害污染物的科学管理

达尔文的短篇出版物1829—1883

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达尔文笔记1836—1844

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传感器与微系统 第12届意大利学术报告会论文集基本泛函分析

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量子位势论

导电物质量子理论 超导

自旋 Poincare研讨会2007

结构系统的现代试验技术

结构力学中的混沌

物质结构

激光材料加工原理 现代传热与传质技术

超快强激光科学的进展 第四卷

相变材料 科学和应用

分析系统动力学 建模与仿真

微极亚塑性颗粒状物体中的剪切局部化

天线和望远镜的建模与控制

将无人飞机系统集成到国家空域系统

动力学系统中的模型提取 用于移动机器人控制

临床核磁共振成像及其物理学 指南

胶原蛋白 结构和力学

大型涡流模拟的质量及可靠性

信息系统开发、

移动多媒体广播标准 技术与实践

计算系统中的安全性

分子生物学论文范文第4篇

关键词:《分子生药学》;
教学内容;
教材

分子生药学是将生药学与分子生物学有机融合而成的新兴交叉学科,不仅继承了传统生药学的内容,更赋予生药学新的任务和挑战,是利用分子生物学技术研究药用动植物的系统进化和鉴定、种质资源评价与保护、道地药材形成机制和活性成分合成与调控的一门学科[1]。1995年中国中医科学院院士黄璐琦发表在《中国中药杂志》的《展望分子生物技术在生药学中的应用》一文中首次提到分子生药学的概念[2]。这个学科创新性地将分子生物学理论知识应用于中药研究中,是生药学的一个新兴分支,具有显著的学科交叉属性。该学科的分子生物学技术在中药资源和中药鉴定等领域中的应用越来越普遍。目前,已有近30所高等院校针对本科或研究生开设了分子生药学课程及对应的实验课[3]。从2008年新世纪全国高等中医药院校创新教材《分子生药学》出版[4],到2017年全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《分子生药学》[5]及国家卫生和计划生育委员会“十三五”规划教材《分子生药学专论》出版[6],到2019年国家卫生健康委员会“十三五”规划教材《分子生药学》出版[7],再到全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材的编写,标志着分子生药学教育体系已经建成,分子生药学教学体系建设日渐完善[8]。开设此学科既为中药鉴定提供了新的思路方法,也有助于学生更好地利用综合知识解决在中药鉴定及中药资源研究上遇到的问题。2001年,北京中医药大学在全国领衔开设分子生药学本科课程[9],经过近二十年的教学实践,培养应用型人才,公开出版分子生药学配套教材3部,其中“十三五”规划教材两部。

1不同版本《分子生药学》整体结构内容对比

我国分子生药学二十多年来经历了从无到有的变迁,虽然分子生药学理论研究起步晚,但是经过不断更新先进的理论知识,再加上不断补充前沿的研究成果,近年来分子生药学研究有了质的飞跃。《分子生药学》3个不同版本教材的编排目的和适用对象不同。2017年国家卫生和计划生育委员会“十三五”规划教材《分子生药学专论》是针对中药学、中药资源与开发、中药制药和药学等专业的研究生所用。2017年全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《分子生药学》是针对中药学、中药资源与开发、中药制药和药学等专业的本科生所用。《分子生药学》(中国中医药出版社)绪论部分概述了分子生药学起源、含义、任务及学习方法等内容,具有整体导读作用。本书正文部分较其他两个版本而言更加凝练,介绍了分子生药学的基本原理、中药分子鉴定技术、中药活性成分生物合成与生长和道地药材形成的遗传机理四部分内容,将重点置于培养学生的分子鉴定技术理论基础和操作能力上。虽然全书内容较少,但具有极强的实用性和概括性,有利于学生学习掌握。《分子生药学》(人民卫生出版社)绪论部分总结性地介绍了分子生药学的定义、形成与发展以及研究内容,并在章节末提出关于本学科发展前景的开放式讨论,为全书做了有深度的铺垫。正文部分将条理清楚的理论知识与简洁易懂的彩图相结合,图文并茂,详略有序。全书重点阐述中药分子鉴定、中药种质资源、中药资源功能基因组和中药资源活性成分的生物合成与调控。在此基础上拓展了药用植物生长、道地药材及其品质的形成机制以及中药活性成分的生物技术生产等内容。本书突出介绍通过获取中药DNA条形码序列对中药进行快速准确鉴别的理论知识及实际操作步骤,结合前沿理论研究案例及开放性的复习思考题,有利于加深学生对分子生药学学科内涵的理解并提高其分子鉴定技术操作水平。《分子生药学专论》(人民卫生出版社),概论部分分为5个小节,分别介绍了生药及其研究历史以及分子生药学的含义、形成背景、研究内容及任务,并在最后提出对本学科的几点展望,对学生具有重要的启示作用。正文内容包括分子生物学基础、药用植物分子系统学研究与应用、中药的分子鉴定、道地药材及品质形成机制、药用植物功能基因组学与系统生物学、药用植物种质资源保护、次生代谢产物的生物生产以及中药合成生物学的研究与应用,正文部分着重介绍中药分子鉴定以及道地药材形成机制,学生通过学习本书能够较好地掌握分子鉴定技术的理论基础和操作方法。

2不同版本《分子生药学》

编排方式对比(见表1~2)《分子生药学》(中国中医药出版社)全书分为5个章节,包括1章绪论及4章正文内容。全书按照分章分节分点的布局方式进行编排,概括性较强,有助于学生快速掌握学习重点。《分子生药学》(人民卫生出版社)全书分为8个章节,包括1章绪论及7章正文内容。除绪论外,每一章都下分多个小节,每个小节按照“学习目的—基础性名词—案例导入—正文”的结构编排,全书编排顺序富有逻辑性和层次感,清晰的框架让学生能够通过目录就快速抓住学习重点。每个章节后都附有复习讨论题,有助于学生巩固所学内容。《分子生药学专论》(人民卫生出版社)全书分为9个章节,包括1章概论及8章正文内容。每一章节都下分多个小节,每小节内容又被细分为几大点,结构清晰,一目了然。每一章章首附有导读,导读部分通过对本章内容进行高度概括来指导学生迅速抓住重点并掌握其内在逻辑,起到了引导作用。

3不同版本《分子生药学》

内容体系对比(见表3)3种不同版本《分子生药学》教材基本都包括了分子生药学的含义、内容和任务,DNA、RNA和蛋白质的基本技术原理,中药分子鉴定的概念、研究方法、研究进展,药用植物种质资源遗传多样性及分子评价,中药活性成分的生物合成途径及其中的结构基因和调控基因,中药活性成分的体外培养和异源生产等内容。从3种不同版本《分子生药学》的内容体系中可发现,各个版本教材之间是相互制约、相互依存和相互促进的。黄璐琦院士提出现阶段《分子生药学》是以中药分子鉴定为基础、道地药材形成分子机制为特色、应用合成生物学生产活性成分为前沿,密切结合中药生产和科研实践,具有综合性与创新性结合、可读性与实用性统一的特色。

4对《分子生药学》教材的展望

4.1结合各个版本优势,增强结构的完整性

以上3个版本教材在编排上均具有突出优势,期望未来新版本的《分子生药学》教材能够结合以上各版本的优势,如分章分节分点作目录、章节前附导读以及案例、章节末附复习思考题等,进一步增强其结构的完整及严谨性。

4.2加快版本更新速度,确保内容的创新性

近年来,分子生药学已发展成为热门学科,具有一定的研究热度,因此,教材的更新速度应该紧跟其研究进度,结合最新研究,及时纠正原教材中的一些错误内容,并对新的研究成果进行补充,以确保教材内容的准确性和创新性。

4.3适当进行图文扩展,增强学习的趣味性

传统的教材大多具有趣味性不够的弊病,纯粹的理论知识会让教材略显枯燥。因此,可适当插入一些图片及趣味性的案例,提高学生的学习兴趣,图文并茂的内容也会加深学生的形象记忆,从而有利于其掌握所学知识。随着分子生物技术发展,分子生药学在现代中医药研究中的作用越来越突出,教材是学科知识的载体,也是学科知识体系的浓缩和体现。因此,应及时优化教材内容体系,从而提高教学质量和教学效率,提高学生对该学科的兴趣。

参考文献:

[1]黄璐琦,肖培根,郭兰萍,等.分子生药学:一门新兴的边缘学科[J].中国科学,2009,39(12):1101-1110.

[2]黄璐琦.展望分子生物技术在生药学中的应用[J].中国中药杂志,1995(11):643-645.

[3]徐娇,欧小宏,肖承鸿,等.中医药院校开设分子生药学课程的现状与建议[J].中国中医药现代远程教育,2020,18(14):3-5.

[4]黄璐琦,肖培根.分子生药学[M].北京:中国中医药出版社,2008.

[5]刘春生,袁媛.分子生药学[M].北京:中国中医药出版社,2017.

[6]贾景明,刘春生.分子生药学专论[M].北京:人民卫生出版社,2017.

[7]袁媛,刘春生.分子生药学[M].北京:人民卫生出版社,2019.

[8]黄璐琦.分子生药学栏目编者按[J].中国中药杂志,2017,42(2):203-204.

分子生物学论文范文第5篇

困扰笔者的一个问题是生命现象或生物学陈述是否会对物理学定律发生证伪事件,引起物理学理论的修正?无论是证实,还是证伪,理论陈述与观察陈述之间必须存在着可能的演绎关系,而生物学陈述中的一些成分与物理学陈述在演绎关系上的不相关,似乎是当前对生物学自主性认识的根本所在。这种认识基本是这样的:①生命科学具有独立于物理科学(包括化学)的规律或定律;
②生命科学的解释框架不同物理科学的演绎解释框架。本文试图对生物学自主性提出一个新的理解,它与物理科学的理论构建密切相关,并由此解决演绎逻辑上相关与否的问题。

1 生物学自主性在以往理论结构上的表现

(1)生物学理论的公理化尝试

生物学具有独特的内容,可建立一个与物理科学并行的演绎体系,这种观念导致了对生物学进行公理化处理的尝试。伍德格尔(J.H.Woodger)早在1937年就试图对孟德尔遗传学定律进行公理化处理,但未引起人们的注意、到七十年代,在生物哲学界发生了达尔文进化论是否属于科学理论的争论。在这种背景下,威廉斯(M.B.Williams)在1970年给出了关于达尔文进化论的完整公理化模型理论〔1〕,它包括两个初始概念、进化的两个公理、有关适应和选择的五个公理、适应度的操作定义,由这些可推导出达尔文理论的一切概念和关系或定理〔2〕。

威廉斯的体系只是直接从宏观上对进化的原始概念和公理的认定,脱离了微观的遗传学机制。还原论者认为,仅仅将进化论改造为演绎体系是不够的,还应当在物理科学与这个演绎体系之间建立起逻辑演绎关系。因此,鲁斯(M.Ruse)建议,群体遗传学应是进化论的演绎基础〔3〕,首先应阐明从群体遗传学到进化论的演绎关系,而公理化处理后的群体遗传学体系,其逻辑公理则是孟德尔遗传定律。然后,再将孟德尔定律作为演绎结果从分子生物学中导出。

在下文的分析中将会看到,分子生物学本身就不是一个纯粹的演绎体系,并且它与经典遗传学之间存在着逻辑蕴涵上的脱节。这是生物学自主性的一种表现,其根源来之于演绎体系的构建之始,即演绎的公理和原始概念直接来之于生命界,从而独立于或自主于以无机界为研究对象和直观经验来源的物理科学。这种构建过程的合理性在于,人类的直观经验有两大类或两个来源,除了无机界之外,还有生命世界的生命现象。人们无法漠视生命这一独立于无机界的现象或实体的存在,因而它们也成为人类直观经验的基础。

(2)分子生物学中的功能性解释

事实上,在诸如分子遗传对经典遗传学的还原,那一部分不能还原的独特内容,以功能预设或目的性预设的形式出现。

对孟德尔遗传学稍加考察,便可发现,它首先直接从遗传现象和数据中设定了一个生命实体即遗传因子(后来称为“基因”),接着给予了这一实体两个承诺:第一,它们既可以彼此分离,又可以再组合;
第二,它们自身带有某种生物学性质,这种性质是使生物体显示某种性状的原因。在孟德尔遗传学或以此为基础的公理化体系中,不必给予这两个承诺以解释,因为遗传因子在此是最基本的实体。但是,当分子遗传学从实体上将基因与DNA片段相对应,或者说将前者还原为后者,随之而来的则必须从DNA分子行为上给予这两个承诺以解释,并且只有演绎的解释,才能达到理论还原的要求。

然而,分子生物学对经典遗传学的所谓还原,只达到了对第一个承诺的还原,可以从DNA分子的性质和行为来解释遗传因子或基因的分离与组合。而关键是第二个承诺,无法对此给予从DNA分子到遗传性状的上行演绎解释,例如,在将性性状与蛋白质相对应的解释中,DNA碱基顺序代表了基因即遗传信息,而遗传信息是从生物学功能角度来定义(而不是从DNA分子的性质及行为来定义),涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系,涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系,涉及到转录、合成、生长、发育等一系列过程,即它是从生命整体角度来定义的。DNA分子的行为与性质并没有蕴涵遗传信息的概念,因此,DNA决不等于基因。在这里,体现了功能性解释的特点;
基因的含义有一部分是从这一实体或DNA分子在生命整体中所具有的功能这一方面来定义的。人类直观经验之一的生命现象在此以功能预设的方式参预了理论的构建,所以,生物学在理论上的自主性,并没有由于分子生物学所谓的还原而消失。内格尔(E.Nagel)、罗森伯格(A.Rosenberg)等人把功能(或目的性)解释看成生物学自主性的依据和根源。

2功能性(目的性)、演绎性和理论构建

由于功能预设的存在,使得生物学解释框架不同于物理科学。那么,在生物学理论中,是否能实现一种从功能解释模式框架向演绎解释框架的模式转换,在消除功能预设的同时,又不破坏分子与生命之间的联系呢?模式的建立与科学理论的构建过程相关,通过其构建过程的分析,对于模式转换问题有着莫大的启示。

演绎性解释框架模式如下:

(1)L1,L2,……,Lr

解释性陈述或前提

(2)C1,C2,……,Ck

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

(3)E

解释对象

其中,L1……Lr是规律般的全称陈述,C1………Ck是关于初始条件的特称陈述,E是描述单个事件的特称陈述,也就是对要给予解释的现象的陈述。如果E能够作(1)中的全称陈述和(2)中的初始条件的特称陈述的演绎结果,则它就得到了解释〔4〕。这种解释框架实际上就是要对自然现象寻求一种因果性解释:如果条件C1、C2…Ck存在,则必有现象E出现。

一个严密的、完美的科学理论体系必须使用这种解释框架,这已成为一种模式。从物理学到化学,基本上已达到了这种要求。而生命现象的特殊性,如趋目的性,使我们在传统的生物学理论中仍到处采用目的性或功能性解释,特征是以未来的一种既定状态作为当下行为的依据,或以生命现象为整体背景,以组成部分(如分子)对整体所具有的功能作为组成部分的行为依据,因而我们常采用这样的语句:“为了达到某种目的而如何”,或“……具有使达到某种目的功能或作用”。功能的依据不能仅仅从组成部分本身的性质给出,必须依据整体的状态才能得以解释。〔5〕因此,这一框架与人们寻求自然界因果关系的精神不相吻合。

演绎体系的建立,主要在于规律性全称陈述的建立,即定律、原理建立。在这个过程中,解释的对象先是作为经验基础参预了定律的构建,例如,对无机界实体及其性质的认定,依据于宏观的经验现象和数据,然后,回过头来演绎解释其他现象。既使遇到新的观察事实,它与规律性的全称陈述的演绎结果不符甚至相反,也可以通过修正或证伪的途径,或修改、或重建规律性的全称陈述。证伪,也是“解释对象”参预构建“解释前提”的途径之一。由此保证了演绎性解释框架在物理科学中的有效性。

解释对象,将其看成一个集合,其中某些“元素”作为经验基础参预了理论构建,从而内化于解释的前提。这样的解释前提,再去解释其他“元素”时,可能会发生以下三种情况。第一,演绎的结果与新的解释对象相符,从而得以证实和支持;
第二,演绎结果与新的解释对象不符,发生证伪,因而要对理论进行修正,新的解释对象就此参预了理论构建;
第三,解释前提的演绎结果,与新的解释对象无关,既不证伪,也不证实。

第三种情况对于我们非常重要。在这种情况下,我们需要以此为经验基础,构建新的解释前提。这是物理科学体系中并非存在唯一的解释前提的原因。重要的是,生命现象对于物理科学中的解释前提来说,也正是处于既不证实、也不证伪的境遇。但,第一,它没有参预构建新的解释前提,第二,它也没有作为解释对象:生物大分子行为的结果,只局限于物理、化学领域内,生命的特性似乎游离于分子行为之外。作为解释对象和参预解释前提的构建,二方面具有潜在的统一性,而生命现象以另一种形式出现,即在解释之先作为一个其作用类似于解释前提的目的性或功能性预设。当然,它并不与解释前提等同。事实上,正是由于它的存在,才代表了与演绎框架不同的目的性或功能性解释框架。下图表示出分子生物学理论中同时采用的两种框架之间的关系:

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃ 解

┃ 释 ━━━━━━━━ 物 ━━━━━━━━ 释

┃ 前 演绎或因果关系

大 演绎或因果关系

┃ 提

┃ C1

E

C2

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃赋予生物学意义

整体的生命现象(目的性或功能预设)

方框内是演绎解释的框架,解释前提C1是指以微观实体为起点构成的物理科学解释前提,它来之于物理科学的理论构建过程;
解释对象E是指用物理和化学手段将生物体进行处理后,形成的无机环境背景下所显示出的现象,如DNA晶体的X射线衍射图、试管中的化学现象;
生物大分子行为C2是指诸如DNA、蛋白质等行为过程;
目的性或功能性预设来之于对宏观生命现象的认定,它不是作为解释的对象,而是赋予生物大分子行为以生物学意义,赋予DNA碱基变化以“变异”的意义,赋予血红蛋白与O2、CO2的结合与分离以“呼吸”的意义,即生物大分子的活动或行为都必须指向生命整体,以其为最终目标。在这种框架中,生物大分子的行为只是一种形式或“载体”,负载着生命现象所赋予的意义,这是分子本身并不逻辑地蕴涵着有关生命特征的概念的原因。

人类对于生命现象的直观经验,在此以目的性或功能性预设的形式出现,这提示我们,生命现象要融于物理科学的演绎体系,其本身要参预物理科学的解释前提的构建,从而使其从这种预设的形式转换为某种内化于解释前提中的成分。

我们从化学还原为物理学的历程中受到一种虚幻的鼓舞,从而忙于将生命还原为已有的物理科学定律,这是一种狭隘的还原主义。化学现象之所以可以成为物理学解释前提的演绎结果,是因为物理学的解释前提不仅仅属于物理学,而是二门学科共同享有。

量子化学的诞生与发展,是化学从理论上成为物理学演绎体系的一部分的标志。这一度使人相信在生物学中也可以发生类似事件。但是,从理论构建历史中可以发现,生物学与化学,二者在同物理学的“亲缘”关系上存在着巨大差异。用来作为化学现象的解释前提的微观物理学同化学本身有着极深的渊源关系。只要罗列一下原子结构、量子力学的形成历史就足以说明这一点。

早期化学

原子论

元素论

量子化学 ──

元素周期律─电子运动理论

原子结构论─ 量子力学 ───

①道尔顿所创立的原子论,首先是化学理论,为近代化学奠定了理论基础,其动机则是期望用经典力学的观念来解释化学;

②元素及原子一开始是化学研究的对象,也是一个化学概念,以后成为物理学研究的对象;
元素周期律是化学体系中举足轻重的理论;

③原子论、元素周期律导致了原子结构理论的诞生,以及成为电子运动理论诞生的契机;

④玻尔创立量子理论的基础是原子结构模型、氢光谱及巴尔末公式;
而量子力学首先对分子最成功的解释正是对氢分子的说明,因而诞生了最子化学;

⑤量子力学、电子运动理论是量子化学的理论基础。

因此,用来演绎解释化学的那部分物理学理论,首先是从化学走出来的,微观物理学便“天生”具有了解释化学的胎记。这种历史性的构建过程,保证了它们的概念、命题、现象之间存在着天然的逻辑蕴涵关系和证伪、修正关系。

对于生物学来说,只需指出下面一点就足够了;
物理学、化学的理论构没有采纳生命界的任何生命现象的特征,或者说生命现象没有参预物理学、化学的理论构建。至少在系统理论、耗散结构理论或自组织理论建立之前是这样的。

3广义还原与生物学自主性的新含义

在狭隘的还原主义看来,仅从无机界现象中构建起来的理论诸如实体的性质、行为、运动规律等,相对于生命世界来说,无可怀疑地有着先天的真理性,是永恒的基石,对它的证伪、修正或完备性的补充,只能在对无机界的研究中进行,而生物学、生命现象只能动地等待着解释和还原。针对于此,我们应持有一种广义的还原主义,将物理学理论或演绎的解释前提体系看成一个对生物学、生命现象开放的理论体系。系统理论的奠基人贝塔朗菲、控制论的创立者维纳无不受到生命现象的启迪。正如贝塔朗菲所建议:考虑到有机体具有整体性,会发育、变异、生长,为了描述它们,我们必须运用调节、控制、竞争这些传统自然科学(主要指物理学、化学)没有的新概念。〔6〕另一个著名事例是耗散结构理论诞生于热力学理论对于生命自组织性的不完备性。

生命界的各种现象中,是否存在着对现有物理学、化学定律证伪的事件,是否能象黑体辐射现象对经典物理学进行证伪从而赋予基本粒子以一种全新的行为和性质,到现在为止还不得而知。现在的情况是生命现象对正统的物理学既不证实也不证伪,而系统理论、耗散结构论、超循环论等新兴学科,正在吸收生命现象的特征,并与正统物理学相联系。

对于这个问题,如果认为“生物学能否还原为物理科学与能否用物质的原因阐释生命现象”是两个问题〔7〕,那是不妥的。将两个问题截然分开的根源在于把物理科学所研究的物质运动规律封闭于无机界,同时认为生物界中的物质运动规律独立于物理、化学规律,也就是独立于无机界。但是,只要承认生命来之于无机界,就无法把无机界的运动规律与生命界运动规律绝对地划界,因而也就不应在物理、化学与生物学理论之间人为地划出一条不可通约的鸿沟。物理学的还原地位是先天的,这是它所研究的对象决定的。即使生命界存在许多现有物理学所不能解释的现象,甚至出现与现有物理学规律相悖的现象,也不应成为生命运动规律独立于物理规律、生物学独立于物理学的理由。生命界存在物理学不能解释的现象(或与物理学定律无关),说明物理学的内容还不完备,有待于充实、丰富和发展;
如果相悖,说明二者至少有一方是错误的,要么修正物理学,要么修正生物学规律,要么二都有待于修正,以达到逻辑上的统一。辩证唯物主义认为,物理学和化学规律在生命体中的作用的“范围被限制”了,物理和化学规律在生命体中并不具备发挥作用的充分条件。我们必须深化这一观念,对此做出更清晰的解释和理解,而不能在此止步不前,更不能将这种“范围被限制”作为生物学规律与物理学规律之间存在一条天然的逻辑鸿沟的理由。只要我们追究这种“限制”(即生命的有序性、组织性)是如何从无机界产生的,并将封闭于无机界领域的物理科学解放出来,那么生物学就可以广义地还原为物理科学。耗散结构论、协同学、超循环论等都是在这种背景下产生的新物理科学,所取得的成果使我们看到将生命现象纳入演绎框架体系的希望。这虽然只是初步,但科学的生命力在于不断引进新概念来解释不曾解释的现象。

在此,可以提出生物学自主性的新含义,这种自主性并非表现为生物学必须具有独立于物理学和化学、并且不能从后者获昨解释的规律,而是表现为生物学及生命现象作为物理科学的构建基础之一,参预物理科学的理论构建;
物理科学自身也不应拘泥于无机界之中,只有如此,才能构建一个对于整个自然界是完备的物理科学体系。反过来说,仅将无机界作为理论构建的经验来源的物理学,其对于生命现象的不完备性,体现了生物学对这种物理学理论的那种过去所理解的自主性。

4 非线性还原

将物理科学与生命科学统一于一个演绎解释的框架之中,是还原的需要,因而也是广义还原的需要,以反映从分子到生命的逻辑过程。不过,这是一个非线性的逻辑过程。

辩证唯物主义所认为的“不能把高级运动形式归结为低级运动形式”中的“归结”一词,其意义是模糊的,含有“演绎解释、还原、简单地组合或机械地相加”等诸多含义。我们认为,“不能归结”的提出,有着历史背景,是针对十八、十九世纪机械的、线性的还原论进行的批判。机械自然观认为,生命运动是低级运动形式的机械组合,相应地,生命体是一种机械装置,用今天的术语说,生命是生物大分子及其行为的线性迭加,二者之间是一个线性的逻辑关系。现代自组织理论已揭示出,生命的自组织过程是一个从分子到生命的非线性动力过程。与理论之间的广义还原相应,本文提出实体上或本体论上的非线性还原。现代物理学发现,自然界普遍存在的是非线性关系,而线性关系极为少见。无机界同样存在着非线性的自组织过程,这说明自组织性并非为生命界所独有,而是生命界与无机界的桥梁,而物理学所研究的就是这种发展过程的动力学原因,描述它们的逻辑过程,无论是线性还是非线性的。这是物理学处于先天的还原地位的理由。如果说物理学内的演绎框架体系是由于对无机界运动或现象的统一解释的需要,那么,在物理科学与生命科学之间建立一种非线性逻辑演绎关系,则是对无机界与生命界统一解释的需要。因此,演绎框架的合理性并非只存在于物理科学与无机界之间的关系中,并不仅仅是建立物理科学体系的标准。这种合理性同样存在于物理科学、生命科学、无机界、生命界之间的关系中。

5 总结

生物学自主性的根源在于:生命现象是人类直观经验来源之一。它以不同的方式参预了理论的构建:在威廉斯、鲁斯那里,直接针对着生命世界构建一个公理化体系,如果将理论封闭于生命世界中而不向无机界拓展,可建立一个自足的演绎体系,与物理科学演绎体系相并列,这是自主性的一种表现;
在以分子生物学还原经典遗传学的过程中,它以解释之先的目的性或功能预设的形式参预了生物学理论的构建;
本文受到新兴学科的启示,提出生物学自主性表现为这种经验来源及理论(或陈述)直接参预物理科学的构建过程。

阿亚拉(F.J.Ayala)曾提出,可以把还原论区分为三个层次:本体论还原、方法论还原,理论的还原。对此,本文提出了在理论之间的广义还原,本体上的非线性还原;
方法论上,物理科学应是对生物学、生命现象开放的体系,生物学、生命现象应直接参预物理科学的理论构建,这并不是指利用物理、化学手段将生物体破坏,在试管中还原为无机背景,因为这已推动了生命现象作为直观经验的价值。生命现象参予物理科学理论构建的价值体现,离不开生物学理论作为必要的中介作用。

参考文献

〔1〕Wiliams,M.B.(1970).Deducing the Consequence of Evolution: A Mathmatical Model.Journal of Theoretical Biology, 29:343-385。

〔2〕Rosenberg.A.(1985)).The Structure of Biological Science.(Cambridge: Cambrideg University Press)

〔3〕董国安:论生物学自主性,《自然辩证法研究》,1992年第10期,第48页。

〔4〕〔5〕李建会:功能解释与生物学自主性,《自然辩证法研究》,1991年第9期。