群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)范文

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篇1

【關(guān)鍵詞】： 植物分子；群體；遺傳學(xué)；研究

中圖分類號(hào)：Q37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：E文章編號(hào)：1006-0510(2008)09091-04

分子群體遺傳學(xué)是在經(jīng)典群體遺傳的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它利用大分子主要是DNA序列的變異式樣來(lái)研究群體的遺傳結(jié)構(gòu)及引起群體遺傳變化的因素與群體遺傳結(jié)構(gòu)的關(guān)系，從而使得遺傳學(xué)家能夠從數(shù)量上精確地推知群體的進(jìn)化演變，不僅克服了經(jīng)典的群體遺傳學(xué)通常只能研究群體遺傳結(jié)構(gòu)短期變化的局限性，而且可檢驗(yàn)以往關(guān)于長(zhǎng)期進(jìn)化或遺傳系統(tǒng)穩(wěn)定性推論的可靠程度。同時(shí)，對(duì)群體中分子序列變異式樣的研究也使人們開始重新審視達(dá)爾文的以"自然選擇"為核心的進(jìn)化學(xué)說(shuō)。到目前為止，分子群體遺傳學(xué)已經(jīng)取得長(zhǎng)足的發(fā)展，闡明了許多重要的科學(xué)問題，如一些重要農(nóng)作物的DNA多態(tài)性式樣、連鎖不平衡水平及其影響因素、種群的變遷歷史、基因進(jìn)化的遺傳學(xué)動(dòng)力等，更為重要的是，在分子群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的新興的學(xué)科如分子系統(tǒng)地理學(xué)等也得到了迅速的發(fā)展。文中綜述了植物分子群體遺傳研究的內(nèi)容及最新成果。

1. 理論分子群體遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

經(jīng)典群體遺傳學(xué)最早起源于英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)學(xué)家溫伯格于1908年提出的遺傳平衡定律。以后，英國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)希爾、遺傳學(xué)家霍爾丹(Haldane JBS)和美國(guó)遺傳學(xué)家賴特(Wright S)等建立了群體遺傳學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及相關(guān)計(jì)算方法，從而初步形成了群體遺傳學(xué)理論體系，群體遺傳學(xué)也逐步發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。群體遺傳學(xué)是研究生物群體的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的科學(xué)，它應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法研究生物群體中基因頻率和基因型頻率的變化，以及影響這些變化的環(huán)境選擇效應(yīng)、遺傳突變作用、遷移及遺傳漂變等因素與遺傳結(jié)構(gòu)的關(guān)系，由此來(lái)探討生物進(jìn)化的機(jī)制并為育種工作提供理論基礎(chǔ)。從某種意義上來(lái)說(shuō)， 生物進(jìn)化就是群體遺傳結(jié)構(gòu)持續(xù)變化和演變的過程， 因此群體遺傳學(xué)理論在生物進(jìn)化機(jī)制特別是種內(nèi)進(jìn)化機(jī)制的研究中有著重要作用。

在20世紀(jì)60年代以前， 群體遺傳學(xué)主要還只涉及到群體遺傳結(jié)構(gòu)短期的變化，這是由于人們的壽命與進(jìn)化時(shí)間相比極為短暫，以至于沒有辦法探測(cè)經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化后群體遺傳的遺傳變化或者基因的進(jìn)化變異，只好簡(jiǎn)單地用短期變化的延續(xù)來(lái)推測(cè)長(zhǎng)期進(jìn)化的過程。而利用大分子序列特別是DNA序列變異來(lái)進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究后，人們可以從數(shù)量上精確地推知群體的進(jìn)化演變， 并可檢驗(yàn)以往關(guān)于長(zhǎng)期進(jìn)化或遺傳系統(tǒng)穩(wěn)定性推論的可靠程度。同時(shí)， 對(duì)生物群體中同源大分子序列變異式樣的研究也使人們開始重新審視達(dá)爾文的以"自然選擇"為核心的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)。20世紀(jì)60年代末、70年代初，Kimura、King和Jukes相繼提出了中性突變的隨機(jī)漂變學(xué)說(shuō): 認(rèn)為多數(shù)大分子的進(jìn)化變異是選擇性中性突變隨機(jī)固定的結(jié)果。此后，分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)得到進(jìn)一步完善，如Ohno關(guān)于復(fù)制在進(jìn)化中的作用假說(shuō): 認(rèn)為進(jìn)化的發(fā)生主要是重復(fù)基因獲得了新的功能，自然選擇只不過是保持基因原有功能的機(jī)制；最近Britten甚至推斷幾乎所有的人類基因都來(lái)自于古老的復(fù)制事件。盡管中性學(xué)說(shuō)也存在理論和實(shí)驗(yàn)方法的缺陷， 但是它為分子進(jìn)化的非中性檢測(cè)提供了必要的理論基礎(chǔ)。目前， "選擇學(xué)說(shuō)"和"中性進(jìn)化學(xué)說(shuō)"仍然是分子群體遺傳學(xué)界討論的焦點(diǎn)。

1971年，Kimura最先明確地提出了分子群體遺傳學(xué)這一新的學(xué)說(shuō)。其后， Nei從理論上對(duì)分子群體遺傳學(xué)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的闡述。1975年， Watterson估算了基于替代模型下的DNA多態(tài)性的參數(shù)Theta(θ)值和期望方差。1982年， 英國(guó)數(shù)學(xué)家Kingman構(gòu)建了"溯祖"原理的基本框架， 從而使得以少量的樣本來(lái)代表整個(gè)群體進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)的研究成為可能， 并可以進(jìn)一步推斷影響遺傳結(jié)構(gòu)形成的各種演化因素。溯祖原理的"回溯"分析使得對(duì)群體進(jìn)化歷史的推測(cè)更加合理和可信。1983年， Tajima推導(dǎo)了核甘酸多樣度參數(shù)Pi(π)的數(shù)學(xué)期望值和方差值。此后， 隨著中性平衡的相關(guān)測(cè)驗(yàn)方法等的相繼提出， 分子群體遺傳學(xué)的理論及分析方法日趨完善。

近20年來(lái)， 在分子群體遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上， 又衍生出一些新興學(xué)科分支， 如分子系統(tǒng)地理學(xué)(molecular phylogeography)等。系統(tǒng)地理學(xué)的概念于1987年由Avise提出， 其強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)物種的基因系譜當(dāng)前地理分布方式的歷史成因， 同時(shí)對(duì)物種擴(kuò)散、遷移等微進(jìn)化歷史等進(jìn)行有效的推測(cè)。

2. 實(shí)驗(yàn)植物分子群體遺傳研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展

基于DNA序列變異檢測(cè)手段的實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)研究始于1983年， 以Kreitman發(fā)表的"黑腹果蠅的乙醇脫氫酶基因位點(diǎn)的核苷酸多態(tài)性"一文為標(biāo)志。以植物為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)論文最早發(fā)表于20世紀(jì)90年代初期， 但是由于當(dāng)時(shí)DNA測(cè)序費(fèi)用昂貴等原因， 植物分子群體遺傳學(xué)最初發(fā)展比較緩慢， 隨著DNA測(cè)序逐漸成為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一以及基于溯祖理論的各種計(jì)算機(jī)軟件分析程序的開發(fā)和應(yīng)用， 實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)近10年來(lái)得到了迅速的發(fā)展， 相關(guān)研究論文逐年增多， 研究的植物對(duì)象主要集中在模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)及重要的農(nóng)作物如玉米(Zea mays L.)、大麥(Hordeum vulgare L.)， 水稻(Orazy sativa L.)、高粱(Sorghum bicolor L.)、向日葵(Helianthus annuus L.)等上。其研究?jī)?nèi)容涵蓋了群體遺傳結(jié)構(gòu)(同源DNA分化式樣)、各種進(jìn)化力量如突變， 重組， 連鎖不平衡、選擇等對(duì)遺傳結(jié)構(gòu)的影響、群體內(nèi)基因進(jìn)化方式(中性或者適應(yīng)性進(jìn)化)、群體間的遺傳分化及基因流等。同時(shí)， 通過對(duì)栽培物種與野生祖先種或野生近緣種的DNA多態(tài)性比較研究， 分子群體遺傳學(xué)在研究作物馴化的遺傳學(xué)原因及結(jié)果等也取得了重要的進(jìn)展， 如作物馴化的遺傳瓶頸， 人工選擇對(duì)"馴化基因"核苷酸多態(tài)性的選擇性清除(selective sweep)作用等等。

2.1 植物基因或基因組DNA多態(tài)性

分子群體遺傳學(xué)的研究基礎(chǔ)是DNA序列變異。同源DNA序列的遺傳分化程度是衡量群體遺傳結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)， 其分化式樣則是理解群體遺傳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和維持的進(jìn)化內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力諸如遺傳突變、重組、基因轉(zhuǎn)換的前提。隨著DNA測(cè)序越來(lái)越快捷便利及分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展， 越來(lái)越多的全基因組序列或者基因序列的測(cè)序結(jié)果被發(fā)表， 基因在物種或群體中的DNA多態(tài)性式樣也越來(lái)越多地被闡明。

植物中， 對(duì)擬南芥和玉米基因組的DNA多態(tài)性的調(diào)查最為系統(tǒng)， 研究報(bào)道也較多。例如， Nordborg等對(duì)96個(gè)樣本組成的擬南芥群體中的876個(gè)同源基因片段(0.48 Mbp)的序列單核苷酸多態(tài)性進(jìn)行了調(diào)查， 共檢測(cè)到17 000多個(gè)SNP， 大約平均每30 bp就存在1個(gè)SNP位點(diǎn)。而Schmid等的研究結(jié)果顯示: 擬南芥基因組核甘酸多態(tài)性平均為0.007( W)。Tenaillon等對(duì)22個(gè)玉米植株的1號(hào)染色體上21個(gè)基因共14 420 bp序列的分析結(jié)果顯示玉米具有較高的DNA多態(tài)性(1SNP/27.6 bp、 =0.0096)。Ching等研究顯示: 36份玉米優(yōu)系的18個(gè)基因位點(diǎn)的非編碼區(qū)平均核苷酸多態(tài)性為1SNP/31 bp， 編碼區(qū)平均為1SNP/124 bp， 位點(diǎn)缺矢和插入則主要出現(xiàn)在非編碼區(qū)。此外， 其他物種如向日葵、馬鈴薯(Solanum tuberosum)、高粱、火矩松(Pinus taeda L.)、花旗松(Douglas fir)等中部分基因位點(diǎn)的DNA多態(tài)性也得到調(diào)查， 結(jié)果表明不同的物種的DNA多態(tài)性存在較大的差異。

繁育方式是顯著影響植物基因組的DNA多態(tài)性重要因素之一。通常來(lái)說(shuō)， 自交物種往往比異交物種的遺傳多態(tài)性低， 這已經(jīng)被一些親緣關(guān)系相近但繁育方式不同的物種如Lycopersicon屬植物和Leavenworthia屬植物的種間比較研究所證實(shí)。但是在擬南芥屬中則不然， Savolainen等比較了不同繁育方式的兩個(gè)近緣種Arabidopsis thaliana(自交種)和Arabidopsis lyrata(異交種)的乙醇脫氫酶基因(Alcohol Dehydrogenase)的核苷酸多態(tài)性， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)A. thaliana的核苷酸多態(tài)性參數(shù)Pi值為0.0069， 遠(yuǎn)高于A. lyrata的核苷酸多態(tài)性(Pi=0.0038)。

2.2 連鎖不平衡

不同位點(diǎn)的等位基因在遺傳上不總是獨(dú)立的， 其連鎖不平衡程度在構(gòu)建遺傳圖譜進(jìn)行分子育種及圖位克隆等方面具有重要的參考價(jià)值。Rafalski和Morgante等在比較玉米和人類群體的連鎖不平衡和重組的異同時(shí)對(duì)連鎖不平衡的影響因素做了全面的闡述， 這些因素包括繁育系統(tǒng)、重組率、群體遺傳隔離、居群亞結(jié)構(gòu)、選擇作用、群體大小、遺傳突變率、基因組重排以及其他隨機(jī)因素等。物種的繁育系統(tǒng)對(duì)連鎖不平衡程度具有決定性的影響， 通常來(lái)說(shuō)， 自交物種的連鎖不平衡水平較高， 而異交物種的連鎖不平衡水平相對(duì)較低。但是也有例外， 如野生大麥屬于自交物種， 然而它的連鎖不平衡水平極低。

擬南芥是典型的自交植物， 研究表明: 擬南芥組基因大多數(shù)位點(diǎn)的連鎖不平衡存在于15～25 kb左右的基因組距離內(nèi)， 但是在特定位點(diǎn)如控制開花時(shí)間的基因及鄰接區(qū)域， 連鎖不平衡達(dá)到250 kb的距離。擬南芥基因組高度變異區(qū)段同樣具有較強(qiáng)的連鎖不平衡。這些研究結(jié)果說(shuō)明擬南芥非常適合構(gòu)建連鎖圖譜， 因?yàn)橛蒙倭康臉颖揪涂梢越M成一個(gè)有效的作圖群體。除擬南芥外， 其它自交物種大多表現(xiàn)出較高的連鎖不平衡水平， 如大豆的連鎖不平衡大于50 kb； 栽培高粱的連鎖不平衡大于15 kb； 水稻的Xa位點(diǎn)連鎖不平衡可以達(dá)到100 kb以上。

與大多數(shù)自交物種相比， 異交物種的連鎖不平衡程度則要低得多。例如， 玉米的1號(hào)染色體的體連鎖不平衡衰退十分迅速，大約200 bp距離就變得十分微弱， 但是在特定的玉米群體如遺傳狹窄的群體或者特定基因位點(diǎn)如受到人工選擇的位點(diǎn)， 連鎖不平衡水平會(huì)有所增強(qiáng)。野生向日葵中， 連鎖不平衡超過200 bp的距離就很難檢測(cè)到(r=0.10)， 而栽培向日葵群體連鎖不平衡程度則可能夠達(dá)到約1 100 bp的距離(r=0.10)。馬鈴薯的連鎖不平衡在短距離內(nèi)下降迅速(1 kb降到r2=0.2左右)， 但在1Kb以外下降卻十分緩慢(10 cM降到r2=0.1)。此外， 異交繁育類型的森林樹種如火矩松、花旗松等同樣顯示出低水平的連鎖不平衡。

2.3 基因組重組對(duì)DNA多態(tài)性的影響

基因組的遺傳重組是指二倍體或者多倍體植物或者動(dòng)物減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的同源染色體之間的交換或者轉(zhuǎn)換。它通過打破遺傳連鎖而影響群體的DNA多態(tài)性式樣， 其在基因組具點(diǎn)發(fā)生的概率與該位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系， 基因組上往往存在重組熱點(diǎn)區(qū)域， 如玉米的bronze(bz)位點(diǎn)， 其重組率高于基因組平均水平100倍以上； 并且重組主要發(fā)生在染色體上的基因區(qū)域， 而不是基因間隔區(qū)。同時(shí)， 在基因密度高的染色體區(qū)段比基因密度低的染色體區(qū)段發(fā)生重組的頻率也要高得多； 在不同的物種中， 基因組重組率平均水平也有很大的差異。如大麥群體基因組的重組率為 =7～8×10-3，高于擬南芥( =2×10-4)40倍， 但只有玉米( =12～14×10-3)的一半左右。

目前有很多關(guān)于重組和DNA多態(tài)性之間的相關(guān)關(guān)系的研究， 但是沒有得到一致的結(jié)論。部分研究顯示重組對(duì)DNA多態(tài)性具有較強(qiáng)的影響。如Tenaillon等研究顯示玉米1號(hào)染色體的DNA多態(tài)性高低與重組率具有較高的相關(guān)性(r=0.65， P=0.007)， 野生玉米群體、大麥及野生番茄也都存在同樣的現(xiàn)象。而在擬南芥中， 重組對(duì)DNA多態(tài)性的貢獻(xiàn)率就非常低。Schmid等用大量的基因位點(diǎn)對(duì)擬南芥群體的核苷酸多態(tài)性進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn): 重組率與核苷酸多態(tài)性相關(guān)關(guān)系不顯著； Wright等調(diào)查了擬南芥1號(hào)和2號(hào)染色體的6個(gè)自然群體序列變異式樣， 結(jié)果顯示， 在著絲粒附近重組被抑制的染色體區(qū)域， 核苷酸多態(tài)性并沒有隨之降低。說(shuō)明了擬南芥基因組的重組率與DNA多態(tài)性并沒有必然的相關(guān)關(guān)系。Baudry等對(duì)番茄屬內(nèi)5個(gè)種進(jìn)行了比較研究， 結(jié)果也顯示重組對(duì)種群間的DNA多態(tài)性的影響也不明顯。

2.4 基因進(jìn)化方式(中性進(jìn)化或適應(yīng)性進(jìn)化)

分子群體遺傳學(xué)有兩種關(guān)于分子進(jìn)化的觀點(diǎn): 一種是新達(dá)爾文主義的自然選擇學(xué)說(shuō)， 認(rèn)為在適應(yīng)性進(jìn)化過程中， 自然選擇在分子進(jìn)化起重要作用， 突變起著次要的作用。新達(dá)爾文主義的主要觀點(diǎn)包括: 任何自然群體中經(jīng)常均存在足夠的遺傳變異， 以對(duì)付任何選擇壓力； 就功能來(lái)說(shuō)， 突變是隨機(jī)的； 進(jìn)化幾乎完全取決于環(huán)境變化和自然選擇； 一個(gè)自然群體的遺傳結(jié)構(gòu)往往對(duì)它生存的環(huán)境處于或者接近于最適合狀態(tài)； 在環(huán)境沒有發(fā)生改變的情況下， 新突變均是有害的。另一種是日本學(xué)者Kimura為代表的中性學(xué)說(shuō)， 認(rèn)為在分子水平上， 種內(nèi)的遺傳變異(蛋白質(zhì)或者DNA序列多態(tài)性)為選擇中性或者近中性， 種內(nèi)的遺傳結(jié)構(gòu)通過注入突變和隨機(jī)漂變之間的平衡來(lái)維持， 生物的進(jìn)化則是通過選擇性突變的隨機(jī)固定(有限群體的隨機(jī)樣本漂移)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 即認(rèn)為遺傳漂變是進(jìn)化的主要原因， 選擇不占主導(dǎo)地位。這兩種學(xué)說(shuō)， 在實(shí)驗(yàn)植物分子群體遺傳學(xué)的研究中都能得到一定的支持。

對(duì)植物基因在種內(nèi)進(jìn)化方式的研究主要集中在擬南芥菜、玉米、大麥等農(nóng)作物及少數(shù)森林樹種。Wright和Gaut對(duì)2005以前發(fā)表的相關(guān)文章進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)， 結(jié)果顯示: 擬南芥中大約有30%的基因表現(xiàn)為適應(yīng)性進(jìn)化； 玉米中大約有24%的基因表現(xiàn)為非中性進(jìn)化； 大麥的9個(gè)基因中， 有4個(gè)受到了選擇作用的影響。

選擇作用主要包括正向選擇、平衡選擇、背景選擇及穩(wěn)定選擇， 它們單獨(dú)或者聯(lián)合對(duì)特定基因的進(jìn)化方式產(chǎn)生影響。如花旗松中的控制木材質(zhì)量和冷硬性狀的基因、火炬松的耐旱基因、歐洲山楊(European aspen)的食草動(dòng)物誘導(dǎo)的蛋白酶抑制基因(Herbivore-induced Protease Inhibitor)等， 經(jīng)檢測(cè)在各自的群體受到了正向選擇、平衡選擇、背景選擇單獨(dú)或者多重影響。植物抗性基因(R基因)是研究得比較深入的一類基因， 大部分研究結(jié)果顯示抗性基因具有高度的多態(tài)性， 并經(jīng)受了復(fù)雜的選擇作用。Liu和Burke對(duì)栽培大麥和野生大麥群體中9個(gè)基因在調(diào)查顯示其中的8個(gè)基因受到穩(wěn)定選擇。Simko等對(duì)47份馬鈴薯66個(gè)基因位點(diǎn)調(diào)查表明， 大部分基因位點(diǎn)在馬鈴薯群體進(jìn)化過程中受到了直接選擇或者分化選擇作用。以上對(duì)不同物種的不同基因位點(diǎn)的研究都強(qiáng)調(diào)了分子進(jìn)化的非中性的結(jié)果， 這說(shuō)明選擇在基因的進(jìn)化過程中具有非常重要的作用； 另一方面， 中性進(jìn)化的結(jié)果報(bào)道較少， 或被有意或者無(wú)意地忽略， 事實(shí)上即使在強(qiáng)調(diào)選擇作用的研究文獻(xiàn)中， 仍然有相當(dāng)一部分基因表現(xiàn)為中性進(jìn)化， 說(shuō)明在種內(nèi)微觀進(jìn)化的過程中， 選擇作用和中性漂變作用可能單獨(dú)或者聯(lián)合影響了物種內(nèi)不同的基因位點(diǎn)， 共同促進(jìn)了物種的進(jìn)化。

2.5 群體遺傳分化

分子群體遺傳學(xué)一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容是闡明物種不同群體之間甚至不同物種群體之間(通常近緣種， 如栽培種及其近緣種或祖先野生種)遺傳結(jié)構(gòu)的差異即遺傳分化， 并推測(cè)形成這種差異的原因， 從而使人能夠更好地理解種群動(dòng)態(tài)。

篇2

進(jìn)入21世紀(jì)后，遺傳學(xué)知識(shí)得到了一定程度的普及。如果父母均為健康人，而（外）祖父母與孫輩有同樣的疾病，人們也認(rèn)為這是一種“遺傳”。實(shí)際上，一個(gè)家族中，兩系(指父系、母系)三代內(nèi)只要有兩位成員患同一種病，人們都能聯(lián)想到“遺傳”。可見，人們心中“遺傳”的概念已在不斷擴(kuò)展。

許多傳統(tǒng)的遺傳病可以遺傳，這已勿庸置疑，比如先天性智能發(fā)育不全、家族性偏頭痛等。但是，隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們概念中的“非遺傳病”也加入了遺傳的行列。醫(yī)學(xué)家在很多“非遺傳病”中發(fā)現(xiàn)了致病基因，如糖尿病基因、白血病基因、精神分裂癥基因、肥胖基因等，大大突破了人們的傳統(tǒng)觀念。再發(fā)展下去，會(huì)不會(huì)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)壽基因、智能基因、幸福基因、感冒基因、成癮基因呢？甚至最終發(fā)現(xiàn)所有疾病均與基因，也就是遺傳有關(guān)？

其實(shí)，當(dāng)代遺傳學(xué)中許多超乎常人想象的突破性發(fā)現(xiàn)，正是源于遺傳學(xué)家持有“所有疾病都可能與遺傳有關(guān)”的觀念！比如，在鴉片濫用、酒精依賴、海洛因成癮、老年性癡呆、神經(jīng)性厭食、失眠癥和人格障礙等中都找到了相應(yīng)的致病基因。人們不禁要問:這種觀念會(huì)不會(huì)太極端、太離譜呢？對(duì)此，醫(yī)學(xué)家們肯定地說(shuō):這是科學(xué)的！

實(shí)際上，所有的疾病都是由內(nèi)部的遺傳因素和外部的環(huán)境因素結(jié)合所致，只是兩種因素在不同疾病中所占的分量各不相同。如果遺傳因素占主導(dǎo)地位（遺傳相關(guān)性大于60%），這種疾病就是人們常見的遺傳病;如果遺傳因素不占主導(dǎo)地位，人們很難聯(lián)想到遺傳，但在遺傳學(xué)家的眼中，它們還是與“遺傳”有關(guān)，即使其遺傳相關(guān)性不到1%，這種認(rèn)識(shí)上的差異是遺傳學(xué)的發(fā)展所致。

遺傳學(xué)一般可分為傳統(tǒng)的群體遺傳學(xué)和現(xiàn)代的分子遺傳學(xué)，前者以病癥為研究對(duì)象，其“遺傳”概念通常指病癥遺傳。如果某種癥狀具有以下三個(gè)特點(diǎn)，就可認(rèn)為有遺傳傾向:①該癥狀具有家族聚集現(xiàn)象，即在同一家族成員中發(fā)生率比普通人群發(fā)生率高;②該癥狀發(fā)生率在單卵雙生子中比雙卵雙生子中高;③高發(fā)家系中的子女，即使從小寄養(yǎng)在正常家庭中，該癥狀的發(fā)生率仍比普通人群高。分子遺傳學(xué)則以基因?yàn)檠芯繉?duì)象，其“遺傳”概念是指基因遺傳，認(rèn)為所有的遺傳是通過基因傳遞來(lái)進(jìn)行的。分子生物學(xué)的研究目的主要是尋找與疾病相關(guān)的致病基因，而研究的前提假設(shè)就是“所有疾病都可能與遺傳有關(guān)”。由于許多疾病的癥狀并非與生俱來(lái)，但其致病基因則在出生時(shí)就已攜帶，所以，分子遺傳學(xué)的觀點(diǎn)比傳統(tǒng)的群體遺傳學(xué)更精確、客觀和科學(xué)。比如，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了老年性癡呆的致病基因，但病人的癥狀直到老年才出現(xiàn)，有的人甚至在癥狀還未出現(xiàn)時(shí)就過世了，可見依癥狀判斷疾病是否有遺傳傾向，總體上就會(huì)縮小發(fā)現(xiàn)疾病遺傳性的可能性。許多人身上攜帶致病基因，但不一定出現(xiàn)病癥，因?yàn)檫@還受到環(huán)境因素的影響。有些在祖輩中從未出現(xiàn)過的病癥，在子孫中出現(xiàn)，也被稱為遺傳病，因?yàn)槠渲虏』蚴沁z傳的。

篇3

遺傳病以及和遺傳有密切關(guān)系的常見病、多發(fā)病，如高血壓、糖尿病、精神發(fā)育不全、癌癥等已成為人類健康和生命的主要威脅。這些疾病也會(huì)發(fā)生流行，但它們的流行方式，流行因素和傳染病等的流行有很大不同。對(duì)這些新問題的探索就是遺傳病流行病學(xué)的探究?jī)?nèi)容。

遺傳病流行病學(xué)是人類群體遺傳學(xué)的一個(gè)新分支，它是在人類群體遺傳學(xué)和流行病學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。它探索的是和遺傳有關(guān)的疾病的流行規(guī)律。它已經(jīng)而且還將進(jìn)一步闡明單基因遺傳病和染色體病的傳遞規(guī)律和發(fā)病原因，這是優(yōu)生學(xué)的重要依據(jù)之一。它目前的主要任務(wù)在于探索復(fù)雜性遺傳疾病（包括高血壓、糖尿病、精神失常和腫瘤）的遺傳原因和環(huán)境因子，還可尋找其在中老年發(fā)病的復(fù)雜疾病的時(shí)態(tài)特征。

1遺傳病的流行方式

遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體遺傳病3大類。不同類型的遺傳病在家系或由家系組成的群體中表現(xiàn)出各自不同的傳遞方式，此外某些遺傳病的發(fā)生，還需環(huán)境定因子的誘發(fā)。遺傳病是遵循一定的規(guī)律或條件而發(fā)生流行的。

1.1單基因病的流行方式

1.1.1常染色體顯性遺傳病（AD）其流行特征是摘要:（1）患者的雙親中，往往只有1個(gè)患病，且大多數(shù)是雜合子;（2）患者的同胞中，發(fā)病患者的數(shù)量約占1/2，且男女發(fā)病機(jī)會(huì)均等;（3）系譜中，連續(xù)幾代都可看到發(fā)病的患者，但是，有時(shí)由于內(nèi)、外環(huán)境的改變，致病基因的功能不一定表現(xiàn)（外顯不全）。

1.1.2常染色體隱性遺傳病（AR）其流行特征是摘要:（1）患者的雙親往往都是無(wú)病的，但他們都是攜帶者;（2）患者的同胞中，發(fā)病患者的數(shù)量約占1/4，且男女發(fā)病的機(jī)會(huì)均等;（3）系譜中看不到連續(xù)幾代的常染色體隱性遺傳病，往往表現(xiàn)為散發(fā);（4）隱性基因的頻率很低，為0.01～0.001。因此一個(gè)攜帶者或患者隨機(jī)地和群體中一個(gè)成員結(jié)婚時(shí)，生出患兒的機(jī)會(huì)很小;但是若實(shí)行近親結(jié)婚，則比例就會(huì)大大提高。

1.1.3X連鎖隱性遺傳病其流行特征是摘要:（1）人群中男性患者遠(yuǎn)多于女性患者，家系中往往只有男性患者;（2）雙親都無(wú)病時(shí)，兒子可能發(fā)病，女兒則不會(huì)發(fā)病，兒子假如發(fā)病，其致病基因是從攜帶者的母親傳來(lái);（3）由于交叉遺傳，男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孫等可能是發(fā)病的患者，其他的親屬不可能是患者。

1.1.4X連鎖顯性遺傳病其特征是摘要:（1）此病代代相傳，故患者的雙親一般有1人是本病患者;（2）致病的顯性基因位于X染色體上，所以，女性患者和正常男性婚配所生子女中，女兒和兒子發(fā)病的機(jī)會(huì)都為1/2，男性患者和正常女性婚配，女兒全部發(fā)病，兒子都正常;（3）女性患者多于男性患者，但癥狀上男重于女;（4）連續(xù)幾代相傳。

1.1.5Y連鎖遺傳病其特征是摘要:父子、兄弟、祖孫、遠(yuǎn)祖遠(yuǎn)孫、叔侄、堂兄弟、遠(yuǎn)房叔侄或兄弟的相關(guān)都是1，而祖母孫、母子、外祖外孫、舅甥和兄妹的相關(guān)都是零。當(dāng)在Y染色體上存在致病基因時(shí)，從優(yōu)生角度考慮，此類家系應(yīng)只生女孩，這樣就杜絕了該有害基因在家系中的蔓延。

1.2染色體病的流行方式

1.2.1染色體數(shù)目異常導(dǎo)致的遺傳病（1）性染色體數(shù)異常摘要:如45，X;47，XXX;47，XXY;47，XYY等。對(duì)于45，X的由來(lái)尚未弄清，也就是XO核型的遺傳病流行學(xué)有待探索。47，XXY即為小癥，其母親生育年齡過大或許是一個(gè)因素，是該病流行的一個(gè)原因。（2）常染色體數(shù)目異常摘要:包括十幾種綜合征，在此僅舉幾例，從中我們可以窺見它們?cè)谶z傳病流行學(xué)上的意義。①先天愚型摘要:患兒的核型有以下幾型摘要:21-三體型摘要:母親年齡過大是本病一個(gè)重要的流行因素，21-三體型先天愚型偶有能生育的，后代中約有1/2將發(fā)育成先天愚型兒，這是21-三體型先天愚型遺傳流行的一個(gè)特征。嵌合型摘要:有的細(xì)胞核型正常，有的細(xì)胞核型為21-3體型。易位型摘要:其中較常見的有D/G易位，也就是14/21易位，患兒母親核型常為D/G的平衡易位攜帶者，經(jīng)常有自然流產(chǎn)史，所生小兒中約有1/3為先天愚型患兒，1/3為平衡易位攜帶者。G/G型易位，即21/22易位，頻率比D/G易位低，這種易位型核型的產(chǎn)生，基本上也可經(jīng)突變或遺傳而來(lái)，和D/G易位型者基本相同。②18-三體綜合征摘要:這種病也較為常見，新生兒中發(fā)病率為1/4500，即0.02%。③13-三體綜合征摘要:這種病少見，新生兒中發(fā)病率為1/25000，即0.004%。

此外，尚發(fā)現(xiàn)過22-三體綜合征等。常染色體三體綜合征除21-三體征外，對(duì)其遺傳病流行病學(xué)特征還很少探究，原因是病例罕見，患兒受到嚴(yán)重影響，經(jīng)常過早夭折，因此難以進(jìn)一步觀察。

1.2.2染色體結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致的遺傳病染色體結(jié)構(gòu)異常分為缺失、重復(fù)、倒位、易位、環(huán)形染色體和等臂染色體等。平衡易位除了能從祖代往下代傳遞外，可能還是造成重復(fù)和缺失的原因之一。除平衡易位外，其他類型染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)個(gè)體的影響則較大，經(jīng)常引起流產(chǎn)等現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道，有自然流產(chǎn)史、死產(chǎn)史或有畸形生產(chǎn)史的夫婦（一般僅其中之一有畸變），染色單體畸變（包括斷裂、碎片）和染色體畸變（包括斷片、雙著絲粒染色體、微小體等）數(shù)均較對(duì)照顯著為高，可見有染色體結(jié)構(gòu)畸變的雙親在遺傳病流行中有著相當(dāng)重要的意義。

1.3多基因病的流行方式在多基因遺傳病中，當(dāng)一對(duì)夫婦生出了第2個(gè)該病患兒，表明他們帶有更多的和易患性有關(guān)的基因，其一級(jí)親屬患該病的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)增加。病情嚴(yán)重的患者，其一級(jí)親屬的患病風(fēng)險(xiǎn)性比病情輕的要高。當(dāng)一種多基因遺傳病的一般群體發(fā)病率有性別差異時(shí)，發(fā)病率低的某一性別患者的一級(jí)親屬發(fā)病率高。假如已發(fā)病，其一級(jí)親屬的發(fā)病率將比發(fā)病率高的另一性別患者的一級(jí)親屬為高。

2影響遺傳病流行的幾個(gè)因素

2.1突變突變?cè)斐傻淖畲笪：π允鞘谷后w的遺傳負(fù)荷增加。除少數(shù)突變外，對(duì)生物自身來(lái)說(shuō)，大多數(shù)突變都是有害的。由于突變?cè)斐赡承┬誀钍箓€(gè)體在成熟前過早夭折，某些性狀降低了結(jié)婚的機(jī)會(huì)，以及另一些性狀使個(gè)體的平均產(chǎn)子數(shù)較群體為低。由此，突變產(chǎn)生的不正常基因比正常個(gè)體傳給后代的機(jī)會(huì)要小，致使代代相傳時(shí)突變基因的頻率降低。突變新問題使人類處于非常危險(xiǎn)的境地，之所以如此，還有一個(gè)原因，就是環(huán)境的污染、生態(tài)平衡的破壞，致使人類基因突變率有增無(wú)減。

2.2隔離隔離的后果使遺傳病的發(fā)病率顯著提高，原因是隔離有類似于近親婚配的效應(yīng)。由于隔離，使純合子的比例增加，而使雜合子的比例下降。假如在隔離人群內(nèi)不實(shí)行隨機(jī)婚配而實(shí)行近親婚配，則遺傳后果更為嚴(yán)重，實(shí)行近親婚配隔離人群內(nèi)的多種遺傳病尤其是智力低下極為普遍。

2.3遷移遷移帶來(lái)種群的混雜，遷移使大群體中的基因流向隔離群，從而打破了隔離的屏障，對(duì)抗隔離的有害影響。因此，遷移和混雜具有優(yōu)生的功能。

篇4

關(guān)鍵詞： 遺傳與優(yōu)生學(xué)基礎(chǔ) 綜合素質(zhì) 培養(yǎng)方法

遺傳與優(yōu)生學(xué)基礎(chǔ)是中等衛(wèi)生職業(yè)學(xué)校助產(chǎn)專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。助產(chǎn)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有綜合職業(yè)能力，從事臨床助產(chǎn)及母嬰保健工作的中等醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用型人才。畢業(yè)后主要面向城鎮(zhèn)社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、農(nóng)村各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、婦幼保健機(jī)構(gòu)、計(jì)生站、城鄉(xiāng)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，從事臨床助產(chǎn)、婦產(chǎn)科護(hù)理或婦幼保健工作。這就要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握助產(chǎn)工作所必需的遺傳學(xué)和優(yōu)生學(xué)的知識(shí)與技能，更要具備較強(qiáng)的繼續(xù)學(xué)習(xí)能力、良好的人際溝通與合作能力，以及良好的醫(yī)德醫(yī)風(fēng)等，并對(duì)相應(yīng)的法律法規(guī)有一定的了解。筆者在遺傳與優(yōu)生學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)進(jìn)行了一些嘗試和探索。

1.滲透愛國(guó)主義教育，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的世界觀。

愛國(guó)主義教育是提高全民族整體素質(zhì)的基礎(chǔ)性工程，是引導(dǎo)人們特別是廣大青少年樹立正確理想、信念、人生觀、價(jià)值觀，促進(jìn)中華民族振興的一項(xiàng)重要工作。在教學(xué)過程中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，挖掘教材中的愛國(guó)主義素材，使學(xué)生了解我國(guó)科學(xué)家在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究中作出的重大貢獻(xiàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。例如在講到醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的發(fā)展史時(shí)，向?qū)W生介紹我國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究工作開始于20世紀(jì)60年代。1962年項(xiàng)維、吳旻等首先報(bào)告了中國(guó)人的染色體組型，標(biāo)志著我國(guó)人類細(xì)胞遺傳學(xué)的開始。杜傳書（1963）發(fā)表對(duì)葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）缺陷的研究，標(biāo)志著我國(guó)生化遺傳學(xué)的開始。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)有關(guān)PTC嘗味能力的調(diào)查標(biāo)志著我國(guó)群體遺傳學(xué)的萌芽。80年代后期，我國(guó)處于前沿的細(xì)胞遺傳學(xué)，引進(jìn)了先進(jìn)的高分辨顯帶技術(shù)、顯微切割及微克隆技術(shù)，大步地跨入了分子遺傳學(xué)行列。在分子代謝病的突變性質(zhì)、產(chǎn)前基因診斷、癌基因和腫瘤抑制基因的研究、分子生物學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以至基因治療等方面都取得可喜的成果。1999年9月中國(guó)作為唯一的發(fā)展中國(guó)家加入人類基因組計(jì)劃并承擔(dān)了1％的測(cè)序任務(wù)。2003年4月15日美、英、日、法、德、中聯(lián)合發(fā)表聲明，人類基因組全序列圖已繪制成功。通過這些事例，增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)了學(xué)生的愛國(guó)主義熱情，從而引導(dǎo)他們樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。

2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生綜合素質(zhì)的一部分。教育家托夫勒說(shuō)過：“未來(lái)的文盲不是那些目不識(shí)丁的人，而是那些沒有學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的人。”我國(guó)著名的教育家葉圣陶先生也說(shuō)過：“一個(gè)人有了自學(xué)能力，不管知識(shí)更新周期如何縮短，社會(huì)發(fā)展的速度如何迅速，他都會(huì)通過自學(xué)趕上時(shí)代的步伐。”因此，在課堂上，我們不僅僅是教給學(xué)生書本的知識(shí)，更重要的是要教會(huì)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者主要從以下幾方面入手，對(duì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

2.1轉(zhuǎn)變觀念，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生養(yǎng)成了很強(qiáng)的依賴性，遇到問題，總要等著別人來(lái)解決，學(xué)習(xí)上缺乏主動(dòng)性。因此，在教學(xué)過程中，教師和學(xué)生首先都要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)觀念，樹立“以學(xué)生為主體”的教學(xué)觀念，教師不再是知識(shí)的灌輸者，而是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、促進(jìn)者、組織者和協(xié)助者。學(xué)生也不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。

2.2指導(dǎo)學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃。

中職衛(wèi)校的大部分學(xué)生，他們的文化基礎(chǔ)都比較差，在初中階段基本上都屬于后進(jìn)生，受到的批評(píng)比較多，自信心不足，對(duì)前途感到迷茫。因此，我們要幫助學(xué)生正確分析當(dāng)前助產(chǎn)專業(yè)的就業(yè)前景，使他們對(duì)前途充滿信心，從而樹立起自己的人生目標(biāo)，進(jìn)而指導(dǎo)學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，自覺地制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃。

2.3培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性；有利于形成學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效率；有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生以下習(xí)慣：①課前預(yù)習(xí)、利用圖書館及網(wǎng)絡(luò)查找資料的習(xí)慣；②上課認(rèn)真聽課、記筆記、主動(dòng)回答問題的習(xí)慣；③多思、善問、大膽質(zhì)疑的習(xí)慣；④課后復(fù)習(xí)、及時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)的習(xí)慣。

2.4提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自我監(jiān)控能力。

提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自我監(jiān)控能力，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于教學(xué)起著至關(guān)重要的作用。［1］針對(duì)中職衛(wèi)校學(xué)生的特點(diǎn)，剛開始時(shí)我們給學(xué)生設(shè)計(jì)了一些“提問單”，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行自我監(jiān)控，“提問單”主要包括學(xué)習(xí)活動(dòng)前的計(jì)劃、對(duì)自己實(shí)際學(xué)習(xí)活動(dòng)的監(jiān)察、評(píng)價(jià)、反饋，以及對(duì)自己學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行修正和調(diào)控等方面。通過一段時(shí)間訓(xùn)練后，由學(xué)生“自我提問”，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自我監(jiān)控能力。

篇5

[關(guān)鍵詞] 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)；優(yōu)化整合；教學(xué)方法；成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)；實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2016） 07-0089-02 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是遺傳學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)相互滲透形成的一門邊緣學(xué)科，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域，是臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究人類疾病和遺傳的關(guān)系，即研究遺傳病的形成機(jī)理、傳遞方式、診斷、治療、愈后、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)防措施。它是一門發(fā)展十分迅速的新興學(xué)科，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，處于日益重要的地位。

該課程的教學(xué)內(nèi)容包括緒論、基因、染色體、單基因病、線粒體遺傳病、多基因病、染色體病、群體遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)、人類基因組、藥物遺傳學(xué)、腫瘤遺傳學(xué)、遺傳病診斷與遺傳病治療、遺傳病預(yù)防等。在以往的教學(xué)中由于時(shí)間緊、內(nèi)容多，往往形成了滿堂灌式的教學(xué)方法，在有限的時(shí)間內(nèi)，交給了學(xué)生大量的內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生不能有效“吸收、消化”，形成了學(xué)生“囫圇吞棗”的現(xiàn)象。通過改革，我們?cè)诰w論一章中布置作業(yè)，讓學(xué)生自查相關(guān)資料，開展自主學(xué)習(xí)。整合教學(xué)內(nèi)容“基因、染色體”等 。在“單基因遺傳病”中開展PBL、CBL、啟發(fā)式和討論式教學(xué)。在“腫瘤遺傳學(xué)”等章節(jié)中結(jié)合科研開展教學(xué)改革。教學(xué)和考試時(shí)，充分利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化手段。

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)作為遺傳與臨床疾病之間的銜接，作為生命科學(xué)這個(gè)科學(xué)體系的一個(gè)方面統(tǒng)一把握，做到結(jié)構(gòu)合理、減少重復(fù)。真正體現(xiàn)“以學(xué)生為中心，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生素質(zhì)”的目標(biāo)。

一 教學(xué)內(nèi)容改革

優(yōu)化整合課程內(nèi)容，減少授課學(xué)時(shí)。因?yàn)獒t(yī)學(xué)遺傳學(xué)既是一門重要的醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁課程。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是培養(yǎng)高級(jí)醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成成分，其任務(wù)是通過教學(xué)使學(xué)生掌握分析和解決未來(lái)在基礎(chǔ)和臨床實(shí)踐工作中所面臨問題的知識(shí)和能力。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與其他課程有些是重疊的，在教學(xué)學(xué)時(shí)減少的情況下，將醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的有關(guān)內(nèi)容整合到相關(guān)課程完成。如：“基因的表達(dá)”在細(xì)胞生物學(xué)的“細(xì)胞核的功能”中完成，或者在分子生物學(xué)的“中心法則”中完成。“減數(shù)分裂”在實(shí)驗(yàn)課上完成等。

二 教學(xué)方法改革

第一，理論課教學(xué)采用講授式、啟發(fā)式、歸納式、討論式等教學(xué)方法。例如在理論課上，以提問方式引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想思考，一方面開拓學(xué)生視野，了解本學(xué)科發(fā)展的新趨勢(shì)、新成就，另一方面也幫助同學(xué)加深對(duì)一些重要內(nèi)容的理解和記憶。這樣能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

第二，實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生為中心，以動(dòng)手操作、動(dòng)眼觀察為主，輔以示教。在實(shí)驗(yàn)過程中，老師高度重視培養(yǎng)學(xué)生正確的思維能力和分析、解決問題的能力，讓學(xué)生在“動(dòng)手做”“眼睛看”和“腦子想”三者結(jié)合中，加深對(duì)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)掌握醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，熟悉本學(xué)科的實(shí)驗(yàn)方法和手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革：本門課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生加深對(duì)遺傳基本規(guī)律的理解，掌握遺傳學(xué)研究的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，不但培養(yǎng)學(xué)生觀察事物、發(fā)現(xiàn)問題并著手分析問題和解決問題的能力，而且培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。更重要的是通過完整的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和責(zé)任心及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，要使用“人類外周血細(xì)胞的培養(yǎng)及染色體的制備”“遺傳病”等錄像、光盤，在教學(xué)過程中進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的演示，使課程內(nèi)容的展示更為直觀、具體，提高教學(xué)質(zhì)量。此外，還應(yīng)采用顯微電視系統(tǒng)，將教師的某些示教內(nèi)容呈現(xiàn)在熒光屏上，大大方便了學(xué)生觀看和教師的講解。這樣，激發(fā)了學(xué)生的興趣，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了實(shí)驗(yàn)課整個(gè)過程的質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中使用多媒體授課方式，以提高教與學(xué)互動(dòng)的機(jī)會(huì)。

第三，使用案例式教學(xué)。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)過程中，堅(jiān)持以遺傳為基礎(chǔ)、疾病為中心，有助于深刻理解遺傳與疾病的內(nèi)在聯(lián)系。在講授各類遺傳病時(shí)，引入臨床病例，使學(xué)生在分析討論過程中理解和鞏固基本概念、基礎(chǔ)理論，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這有助于加深學(xué)生對(duì)疾病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。通過具體遺傳病家系的分析，使學(xué)生加深理解和掌握了延遲顯性、遺傳印記、遺傳早現(xiàn)、動(dòng)態(tài)突變等重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。同傳統(tǒng)的直接給出基本概念相比，這種方法學(xué)生更容易接受、理解。

第四，理論與實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)課上把相關(guān)的理論內(nèi)容先進(jìn)行講解，然后接上相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。使得理論知識(shí)得以及時(shí)檢驗(yàn)和鞏固，學(xué)生印象深刻。如：性染色質(zhì)的內(nèi)容，先對(duì)假說(shuō)進(jìn)行講解，接著進(jìn)行“X染色質(zhì)的制備和觀察”實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更加易于理解相關(guān)內(nèi)容。

第五，改革教學(xué)手段。應(yīng)用多媒體教學(xué)使抽象的知識(shí)直觀化、具體化、形象化，突出了形象化教學(xué)，使學(xué)生們?cè)谏鷦?dòng)、充滿樂趣的過程中獲得感性知識(shí)。例如，減數(shù)分裂的教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法采用口述結(jié)合掛圖或幻燈的方式講解，學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂過程中重要的遺傳事件難以全面、準(zhǔn)確地理解。采用多媒體教學(xué)方法后，摻入了形象生動(dòng)的Flas，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，有利于學(xué)生從整體上把握知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，并從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。近年來(lái)，隨著各種現(xiàn)代化手段的應(yīng)用，通過網(wǎng)上下載相關(guān)內(nèi)容、在已有工作基礎(chǔ)上，制作針對(duì)新版教材的“醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)”多媒體課件，100%多媒體授課 。教學(xué)結(jié)束后，針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的新情況及學(xué)生對(duì)教學(xué)的反饋意見，及時(shí)修改課件內(nèi)容。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的措施：醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程上要及時(shí)更新教學(xué)日歷、多媒體課件等內(nèi)容，結(jié)合醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課堂教學(xué)開展“課程教學(xué)互動(dòng)”“課程教學(xué)輔助”“網(wǎng)上考試”等。

三 成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)

遵循科學(xué)性原則、導(dǎo)向性原則、激勵(lì)性原則、多元化原則、可行性原則，采用形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。形成性評(píng)價(jià)側(cè)重于學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)，終結(jié)性評(píng)價(jià)則側(cè)重于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，兩者互相補(bǔ)充、相輔相成。形成性評(píng)價(jià)分為教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)和學(xué)生相互評(píng)價(jià)等，包括以下內(nèi)容。

第一，教師通過批改學(xué)生作業(yè)、階段測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，給出具有針對(duì)性和指導(dǎo)性的意見，使學(xué)生及時(shí)獲取診斷性信息和相應(yīng)的指導(dǎo)。

第二，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下反思在課堂內(nèi)外的表現(xiàn)，彌補(bǔ)不足，積極地設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)和成長(zhǎng)方向，不斷調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略和方法，成為一個(gè)自主學(xué)習(xí)者。學(xué)生通過有效的自我評(píng)價(jià)，培養(yǎng)自己對(duì)學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)的態(tài)度，激發(fā)自尊心、自信心。

第三，同學(xué)間對(duì)彼此的到課率、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)時(shí)間投入等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生相互督促、相互鼓勵(lì)、共同進(jìn)步，幫助學(xué)生培養(yǎng)客觀、公正地評(píng)價(jià)他人的能力，并學(xué)會(huì)聽取他人的意見，提高自己的溝通協(xié)調(diào)能力。

期末考試形式為閉卷。課程總成績(jī)由3部分組成：平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末成績(jī)。平時(shí)成績(jī)由4階段性成績(jī)組成：自我評(píng)價(jià)占10%，小組討論與課堂討論學(xué)習(xí)占10%，課外作業(yè)占40%，課堂小測(cè)驗(yàn)占40%。

四 結(jié)果及分析

2012級(jí)臨床醫(yī)學(xué)教改班對(duì)以上內(nèi)容和環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，隨機(jī)抽取一個(gè)教改班和一個(gè)普通班的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)成績(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，教改班的期末成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、總評(píng)成績(jī)與普通班的比較，通過office EXSELL T檢驗(yàn)，P

效果分析，通過對(duì)形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)（及格率、優(yōu)秀率、平均分及標(biāo)準(zhǔn)差、各題型的平均難度和區(qū)分度等）反映出來(lái)的信息進(jìn)行綜合分析，建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

五 討論

經(jīng)過改革，在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中貫徹了“以學(xué)生為中心”的教育理念，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的綜合思維能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、批判性思維和人文素養(yǎng)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。達(dá)到了建立全面“以學(xué)生為中心”的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程教學(xué)，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、綜合思維能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力等得到全方面鍛煉，學(xué)生綜合素質(zhì)得到全方位提高。根據(jù)以上結(jié)果，還應(yīng)該采用以下措施進(jìn)行整改：一是抓住課堂教學(xué)核心，加強(qiáng)遺傳學(xué)基本原理、實(shí)驗(yàn)研究方法的教學(xué)。二是利用案例式等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生為主、主動(dòng)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的理念。三是轉(zhuǎn)變教育觀念，努力實(shí)施“啟發(fā)式”現(xiàn)代教育理念。四是不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)的現(xiàn)代科技含量，利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段開展教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性。通過教研室教學(xué)討論會(huì)、集體備課等途徑，實(shí)施在教改班實(shí)際授課過程積累的寶貴教改經(jīng)驗(yàn)，以便得到及時(shí)的交流和推廣。同時(shí)，鼓勵(lì)教師在其它平行授課班中，積極推廣和實(shí)行教改班的最新教改成果，對(duì)其中一些創(chuàng)新型較強(qiáng)的理論成果及時(shí)整理并以論文形式發(fā)表。或參加各級(jí)各類教學(xué)研討會(huì)，及時(shí)推廣成果，擴(kuò)大影響。

參考文獻(xiàn)

[1]趙俊云，楊向竹，胡秀華，郭 健.PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與優(yōu)化[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2014，22（4）.

篇6

關(guān)鍵詞：規(guī)律　生物學(xué)　歷史性　特異性

一、引言

規(guī)律或定律（law）觀念是傳統(tǒng)科學(xué)和哲學(xué)的基本信念。 這種觀念的本質(zhì)就是亨普爾概括的“演繹—規(guī)律論”解釋模型。根據(jù)這一模型，科學(xué)的本質(zhì)就是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后不變的聯(lián)系，并把它們建立成規(guī)律體系。對(duì)單個(gè)事件的解釋就是要把這個(gè)事件從這些規(guī)律和初始條件中演繹出來(lái)。這就是說(shuō)，如果要對(duì)一個(gè)事件的發(fā)生做出科學(xué)的解釋，就必須把這一事件歸并到已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一條或幾條定律之下。否則，這一事件就是不可理解的。

“演繹—規(guī)律論”解釋模型把規(guī)律看作是科學(xué)最本質(zhì)的東西。那么什么是規(guī)律呢？一般人們認(rèn)為一個(gè)陳述如果滿足如下條件就是一個(gè)規(guī)律或定律：（1）普遍性標(biāo)準(zhǔn)，即該陳述必須包含普遍限定詞， 不涉及任何具體的個(gè)體、時(shí)間和空間地點(diǎn)；（2）可檢驗(yàn)性標(biāo)準(zhǔn)， 即該陳述必須具有經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容，并已得到確證；然而滿足這兩個(gè)條件還不能說(shuō)是一條定律，它還必須滿足第三個(gè)往往被大多數(shù)人忽略的標(biāo)準(zhǔn)，即（3 ）連貫性標(biāo)準(zhǔn)，就是說(shuō)這個(gè)陳述必須能夠整合到一個(gè)更大的理論體系之內(nèi)，或者說(shuō)它必須從屬于一個(gè)更大的理論，因而有理論上的根據(jù)和保證。

“演繹—規(guī)律論”解釋模型既說(shuō)明了科學(xué)的本質(zhì)，又指出了科學(xué)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)作過程。這種解釋模型，其主要依據(jù)是物理科學(xué)，不論是經(jīng)典物理、經(jīng)典化學(xué)還是現(xiàn)代物理和現(xiàn)代化學(xué)，都采取的是這種演繹規(guī)律論的方法或覆蓋定律的方法進(jìn)行運(yùn)作的。這種解釋模型適合與物理科學(xué)之外的其他學(xué)科嗎？或者說(shuō)其他學(xué)科是否也要把它們的理論建立成規(guī)律性的理論體系？是否也要把它們要解釋的事件歸并到規(guī)律之下？

本世紀(jì)中期，生物學(xué)日益成為可以與物理科學(xué)相抗衡的新學(xué)科，生物科學(xué)因此成為檢驗(yàn)傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)普適性的一個(gè)新標(biāo)本。所以從六十年代開始，大量的思想家開始從生物科學(xué)出發(fā)研究哲學(xué)，他們或者用生物科學(xué)檢驗(yàn)已有的哲學(xué)理論，或者從生物科學(xué)中概括出新的哲學(xué)思想。這里，規(guī)律問題自然成為新的科學(xué)哲學(xué)家們重新思考的一個(gè)重要問題。

1963年，著名的科學(xué)哲學(xué)家斯瑪特（J.J.C.Smart ）通過對(duì)生物科學(xué)的考察認(rèn)為，嚴(yán)格意義上講，只有物理學(xué)和化學(xué)才具有規(guī)律，生物學(xué)中并不存在規(guī)律。因?yàn)槲锢韺W(xué)和化學(xué)中概括具有普遍性，“它們可以適合于時(shí)空中的任何地方，”“并且可以用非常完美的普遍概念來(lái)表達(dá)而不使用專有名詞或暗中提到專有名詞。”（〔1〕，p.53 ）然而生物學(xué)就不同，生物學(xué)中的陳述，比如“所有的天鵝都是白的”，在斯瑪特看來(lái)就不是規(guī)律性的陳述。因?yàn)樘禊Z是根據(jù)它們?cè)谶M(jìn)化樹中的位置定義的。這樣的定義隱含著一個(gè)特殊的指稱——我們的地球。這個(gè)特殊的指稱使該命題不符合前述的標(biāo)準(zhǔn)（1）。當(dāng)然， 人們可以用不同的方式來(lái)定義天鵝，比如通過提到天鵝所擁有的特性來(lái)定義，但是，這樣做的話，我們就沒有理由認(rèn)定那種陳述在整個(gè)宇宙中都是成立的，因?yàn)槠渌乔蚩赡苡胁皇前椎奶禊Z，盡管它們有我們所定義的特性（即與標(biāo)準(zhǔn)（2 ）不符）。另外，它也不符合標(biāo)準(zhǔn)（3）。 因?yàn)檫@樣的陳述并不能整合到更廣的生物學(xué)理論中去，也不能從其它生物學(xué)理論中推導(dǎo)出來(lái)。

為什么物理學(xué)和化學(xué)與生物學(xué)相比在規(guī)律上有較優(yōu)越的地位呢？斯瑪特認(rèn)為這與它們研究的客體的性質(zhì)有關(guān)。物理學(xué)和化學(xué)研究的客體是相對(duì)簡(jiǎn)單和均一的系統(tǒng)，其組成成分比如基本粒子被認(rèn)為在宇宙中是無(wú)所不在的。而生物客體則不同，它們相對(duì)來(lái)說(shuō)是復(fù)雜的，并且具有特異性，它們是自然史中一定階段的產(chǎn)物或客體，所以在宇宙中是受時(shí)空限制的。貝爾納也曾這樣說(shuō)過：“我認(rèn)為生物學(xué)和所謂精確的或無(wú)機(jī)的科學(xué)、特別是物理學(xué)之間有一個(gè)根本的不同。在無(wú)機(jī)科學(xué)里，我們假定宇宙結(jié)構(gòu)所必須的基本粒子以及支配它們運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化的定律都是必不可少的，并且一般都適合于整個(gè)宇宙。另一方面，生物學(xué)則涉及對(duì)宇宙中那些極其特殊的部分，即對(duì)我們所謂生命的描述和有序化。當(dāng)前，說(shuō)得更具體些，就是地球上的生命。它象地理學(xué)一樣，主要是一門描述性的科學(xué)，它所涉及的是在特定的時(shí)間內(nèi)、特定行星上一批特別有組織的實(shí)物的結(jié)構(gòu)和作用。”所以，貝爾納說(shuō)，目前的生物學(xué)不具有普遍性，但貝爾納認(rèn)為應(yīng)當(dāng)有一門真正普遍的生物學(xué)。

著名的生物進(jìn)化論專家恩斯特·邁爾進(jìn)一步論證并發(fā)揮了斯瑪特等人的觀點(diǎn)，認(rèn)為規(guī)律的觀念是物理主義、本質(zhì)主義觀念的必然結(jié)果，在生物學(xué)中必須擯棄。（[2]，p.41）邁爾認(rèn)為，生物學(xué)是19 世紀(jì)的產(chǎn)物。在19世紀(jì)以前，作為獨(dú)立的生物學(xué)并不存在，存在的只是一些零散的與生物學(xué)有關(guān)的研究傳統(tǒng)。但那時(shí)物理科學(xué)已經(jīng)比較發(fā)達(dá)，所以當(dāng)17世紀(jì)和18世紀(jì)科學(xué)哲學(xué)家們發(fā)展他們哲學(xué)思想時(shí)，完全是以物理科學(xué)為基礎(chǔ)的。物理科學(xué)的規(guī)律，特別是牛頓力學(xué)規(guī)律的解釋和預(yù)言作用給哲學(xué)家們以深刻的影響，以致于這個(gè)時(shí)代的哲學(xué)家都把建立規(guī)律作為科學(xué)的決定性標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)的生物學(xué)家也不例外。早期的生物學(xué)家象拉馬克、達(dá)爾文等就都以揭示生物界的規(guī)律為己任。然而100多年過去了， 生物科學(xué)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在涉及生命現(xiàn)象的各個(gè)領(lǐng)域都建立起了生物學(xué)分支。然而，奇怪的是；各生物學(xué)分支中都很少提到“規(guī)律”二字。邁爾認(rèn)為，這不是偶然的，因?yàn)樯飳W(xué)中并不存在普遍定律，生物學(xué)中的概括一律具有例外。他說(shuō)：“生物學(xué)中只有一條規(guī)律，那就是所有的概括都有例外。”（[2]，p.41）與斯瑪特類似，邁爾認(rèn)為生物學(xué)概括具有例外的原因是，生物學(xué)努力描述的事件是歷史的、特異的事件。任何生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，都與歷史相關(guān)，都具有獨(dú)特性。這就要求我們，對(duì)生命現(xiàn)象的解釋不能象物理科學(xué)那樣是由規(guī)律提供的。事實(shí)上，邁爾把規(guī)律觀念看作是本質(zhì)主義的錯(cuò)誤結(jié)果。本質(zhì)主義是由柏拉圖發(fā)展起來(lái)并一直支配西方思想界的哲學(xué)思潮。在本質(zhì)主義看來(lái)，可變化的現(xiàn)象世界只不過是固定不變的本質(zhì)的反映。世界上真實(shí)和重要的東西就是這些本質(zhì)，現(xiàn)實(shí)世界的變異只是內(nèi)在本質(zhì)的不完備的表現(xiàn)。因此，不變性和不連續(xù)性是本質(zhì)主義特別強(qiáng)調(diào)的論點(diǎn)。邁爾認(rèn)為，這種思想在今天是有其局限性的，它必須被新的群體思想所代替。群體思想與本質(zhì)主義相反，它認(rèn)為，重要的東西不是本質(zhì)而是個(gè)體。許多生命現(xiàn)象，特別是種群現(xiàn)象是以高度的變化為特征的，進(jìn)化的速率或物種形成的速率彼此的差別有三到五個(gè)數(shù)量級(jí)，這種變化程度在物理現(xiàn)象中是很少有記錄的。物理世界的實(shí)體具有不變性的特征，而生物實(shí)體卻以可變性為特征。生物實(shí)體的這種特異性告訴我們，必須用與研究完全均一的無(wú)生命的東西完全不同的精神來(lái)研究生命現(xiàn)象。這種新精神就是要擺脫規(guī)律思想的影響，充分考慮到生物體的歷史特異性。

與斯瑪特、邁爾等人類似，著名科學(xué)哲學(xué)家波普爾也斷言進(jìn)化生物學(xué)中沒有規(guī)律。他認(rèn)為，由于地球上的生命進(jìn)化或者人類社會(huì)的進(jìn)化只是一個(gè)單獨(dú)的歷史進(jìn)程，因此，對(duì)進(jìn)化過程的描述就不是規(guī)律性的描述，而只是一個(gè)單純的歷史陳述。所以，波普爾認(rèn)為，探索進(jìn)化的“不變秩序”和“規(guī)律”是不可能的。（[3]，pp.85—86）

這么多的思想家否定生物學(xué)中存在規(guī)律，是不是生物學(xué)中真的沒有規(guī)律？這些思想家的觀點(diǎn)一經(jīng)提出，就有其他思想家從不同側(cè)面提出自己的否定意見。

二、例外的出現(xiàn)與連貫性標(biāo)準(zhǔn)的作用

斯瑪特、邁爾等人的觀點(diǎn)，概括起來(lái)可以歸結(jié)為：（1 ）生物學(xué)中的概括一律具有例外，不是全稱普遍陳述，原因是（2 ）生物客體具有歷史性、特異性、非均一性。針對(duì)第一點(diǎn)，魯斯（M.Ruse）認(rèn)為，生物學(xué)中的概括比如孟德爾定律有例外，但這不損壞它作為一條定律。事實(shí)上，它是一條真正的規(guī)律，因?yàn)槔饪梢杂缮飳W(xué)家作出合理的闡釋。只要我們考慮到生物的較低水平及適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，發(fā)生在表型水平的例外可以根據(jù)細(xì)胞水平和分子水平上的變化得到說(shuō)明。比如孟德爾自由組合定律的一些例外就可以根據(jù)亞細(xì)胞水平的基因連鎖與互換得到解釋。〔4〕魯斯的這種論證表明，連貫性（coherence）在討論“普遍性”時(shí)將起重要作用。在經(jīng)典遺傳學(xué)中，對(duì)孟德爾定律的連貫論解釋采取的是縱向整合的形式（vertical integration），即對(duì)組織不同層次的整合。通過這種整合，宏觀層次（或表型層次）的規(guī)律及其例外，可由微觀層次（基因?qū)哟紊踔练肿訉哟危┑囊?guī)律推導(dǎo)出來(lái)。

哈爾（D.Hull）也認(rèn)為，通過不同層次之間的理論整合，是建立生物學(xué)規(guī)律的唯一可能。在《生物學(xué)的哲學(xué)》一書中，哈爾曾舉出個(gè)體發(fā)育的例子。他認(rèn)為，個(gè)體發(fā)育階段的順序性是受規(guī)律控制的，但在我們把描述這種發(fā)育順序的陳述看作規(guī)律之前，我們需要找到能把它們從中推導(dǎo)出來(lái)的有關(guān)系統(tǒng)的規(guī)律。這樣做，我們就不能局限在表型層次，而必須深入到生物體的基因型中，看這些基因型是如何起作用而控制這種特殊的發(fā)育過程的。對(duì)于系統(tǒng)發(fā)育，哈爾給出了相似的論證。他認(rèn)為，生物表型特征關(guān)系的陳述可以被看作是規(guī)律，只要我們的認(rèn)識(shí)已擴(kuò)展到指出有機(jī)體的遺傳構(gòu)造以及產(chǎn)生這些表型特征的生化反應(yīng)。[5]不過， 哈爾不象魯斯那樣樂觀。魯斯認(rèn)為經(jīng)典遺傳學(xué)已經(jīng)基本整合到分子遺傳學(xué)中，而哈爾認(rèn)為這種整合仍存在許多障礙。

列旺汀（R.C.Lewontin）也有類似的思想，他認(rèn)為，在群體遺傳學(xué)中有許多假定的一般規(guī)律，但很難檢驗(yàn)它們。所以，群體遺傳學(xué)要想成為一門成熟的科學(xué)，人們必須建立起一種聯(lián)結(jié)基因型和表現(xiàn)型水平的整合理論，有了這種整合理論，群體遺傳學(xué)中規(guī)律才能真正成為規(guī)律。[6]

可以看出，魯斯、哈爾、列旺汀等人對(duì)生物學(xué)規(guī)律的連貫性辯護(hù)實(shí)際上就是要把高層次的概括還原到低層次的理論。由于這種辯護(hù)采取的是理論還原的策略，所以，關(guān)于這種辯護(hù)的反對(duì)意見自然也就從反駁理論還原的可能性入手。因?yàn)椋绻碚撨€原或縱向整合存在困難或者是不可能，那么，采用這種方式為生物學(xué)規(guī)律辯護(hù)，說(shuō)服力就會(huì)大大降低。魯斯曾竭力論證經(jīng)典遺傳學(xué)可還原為分子遺傳學(xué)。哈爾承認(rèn)這種縱向整合的可能性，但也看到這種整合的困難，看到目前人們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未做出這種整合。今天，雖然生物學(xué)的快速發(fā)展已使我們能從基因水平解釋越來(lái)越多的表型層次的特征及其關(guān)系，但畢竟我們尚不能解釋許多事情。所以，魯斯和哈爾等人的結(jié)論是建立在未經(jīng)證實(shí)的哲學(xué)假設(shè)之上的。也許這種假設(shè)是正確的，但這畢竟是一個(gè)假說(shuō)而已。

斯蒂因（W.J.Van der Steen）看到縱向整合的困難，所以， 他采取一種新的連貫論策略為生物學(xué)規(guī)律辯護(hù)—橫向整合或水平整合（horizonal integration）。他認(rèn)為， 人們不應(yīng)當(dāng)把縱向整合看作是為生物學(xué)規(guī)律辯護(hù)的唯一途徑。同一組織層次上的理論整合也可以使我們?cè)谏飳W(xué)中建立普遍規(guī)律。比如說(shuō)，孟德爾的分離律具有例外，像透明金魚與不透明金魚雜交，子一代是半透明金魚，而不像顯性規(guī)則所說(shuō)的那樣只呈現(xiàn)一種性狀，即顯性性狀。子一代的金魚互相，子二代不是呈現(xiàn)3:1的比例，而是1:2:1的性狀比，即透明金魚和不透明金魚各占一份，半透明金魚占兩份。對(duì)此，生物學(xué)家解釋說(shuō)，顯性具有相對(duì)性，即對(duì)有些相對(duì)性狀來(lái)說(shuō)，并沒有哪個(gè)性狀占絕對(duì)顯性，哪個(gè)性狀占絕對(duì)隱性，所以，透明金魚和不透明金魚雜交，子代有半透明金魚。另外，遺傳上的并顯性，互換等都可以通過引進(jìn)補(bǔ)充性假設(shè)來(lái)解釋，而不必采取縱向整合的形式。這種解釋例外的方式，斯蒂因稱之為水平整合，即在同一組織層次上的整合。所以，斯蒂因說(shuō)，連貫性不必采用縱向整合或還原論的形式，水平整合也是確保生物學(xué)規(guī)律存在的理論根據(jù)。（〔7〕，p.450）

三、物種特異性能否定規(guī)律的存在嗎？

斯瑪特和邁爾等人否定生物學(xué)規(guī)律的存在，一個(gè)重要的根據(jù)是生物客體的獨(dú)特性、變異性和歷史性。確實(shí)，與物理實(shí)體比如原子、分子相比，生物實(shí)體物種具有高度的變異性和獨(dú)特性，但變異性、獨(dú)特性能成為否定生物規(guī)律的可靠依據(jù)嗎？

哈爾和邁爾一樣反對(duì)本質(zhì)主義，承認(rèn)生物實(shí)體與物理實(shí)體的不同，但哈爾并沒有因此走上否定生物學(xué)規(guī)律的道路，而是努力尋求為生物學(xué)規(guī)律辯護(hù)的新的方法。

哈爾認(rèn)為，對(duì)生物學(xué)沒有普遍規(guī)律的指責(zé)源于對(duì)種的類別的本體論地位的誤解。生物的物種是歷史進(jìn)化的實(shí)體，這種歷史性使物種不具有某種特殊的本質(zhì)。 所以， 哈爾認(rèn)為， 物種不是某種自然類（naturalkinds）。物種不是自然類，那么物種是什么呢？ 對(duì)物種獨(dú)特性的強(qiáng)調(diào)使哈爾提出了一條令西方思想界廣泛討論的命題：物種是自然個(gè)體（natural inpiduals）或自然特殊物（natural particulars）。在哈爾看來(lái)，物種類似于一個(gè)特殊的有機(jī)體。有機(jī)體由許多部分組成，但不包含成員，并且，特殊有機(jī)體的部分之所以是這個(gè)有機(jī)體的部分，是因?yàn)檫@些部分之間具有時(shí)空的和因果的聯(lián)系。這一點(diǎn)與類中的成員要求具有某類性質(zhì)相反。金中的成員都具有共同的原子結(jié)構(gòu)這一特性，這些成員并不依賴與其他金塊的特殊的時(shí)空關(guān)系和因果關(guān)系。物種的個(gè)體與個(gè)體之間就不同，它們彼此之間都有著特殊的時(shí)空關(guān)系和因果關(guān)系，因?yàn)槲锓N是在一定區(qū)域內(nèi)聚合在一起連續(xù)的聯(lián)合性實(shí)體（或歷史實(shí)體）。物種之所以是時(shí)空上連續(xù)性的實(shí)體是因?yàn)槲锓N是進(jìn)化的單位，即能夠通過自然選擇進(jìn)化的實(shí)體。物種通過自然選擇進(jìn)化，必須滿足三個(gè)條件：（1）變異，即有機(jī)體的性狀與親代相比具有差異性；（2）不同的適應(yīng)力，即有機(jī)體性狀的變異使它們各自具有不同的適應(yīng)能力；（3）遺傳， 即變異的性狀必須是可遺傳的。其中，條件（3）非常關(guān)鍵。 一個(gè)性狀當(dāng)它通過繁殖被忠實(shí)地傳遞給下一代就是遺傳，而繁殖是一個(gè)時(shí)空上特化的過程一雙親和胚胎必須具有時(shí)空上的連續(xù)性。所以，性狀傳遞給物種的后代，條件是那些后代必須通過繁殖關(guān)系在時(shí)空上互相連接。因而，唯有形成時(shí)空上連續(xù)的實(shí)體，物種才可能通過自然選擇進(jìn)化。由于物種的個(gè)體與個(gè)體之間具有時(shí)空上的連續(xù)性和因果關(guān)系，所以物種不是有機(jī)體的種類，它的成員不是它的特例；相反，每一個(gè)物種都是個(gè)體，一種時(shí)空上受限制的特殊客體，其成員是它的部分和組成，不是它的例子。

轉(zhuǎn)貼于 哈爾認(rèn)為，如果物種是個(gè)體，進(jìn)化生物學(xué)就不應(yīng)當(dāng)被指責(zé)沒有自然定律。考慮到氣象學(xué)和地理學(xué)中的一個(gè)類似情況。在氣象學(xué)和地理學(xué)中，沒有關(guān)于特殊氣象現(xiàn)象和特殊巖石的組成部分的規(guī)律，但并沒有人指責(zé)氣象學(xué)和地理學(xué)中沒有規(guī)律。氣象學(xué)和地理學(xué)的規(guī)律存在于不同的本體論水平之上，這些規(guī)律涉及是一般的氣象現(xiàn)象、一類巖石（比如大理石）、以及組成那些巖石的一類元素（比如金和鐵）。同樣的考慮也適用于進(jìn)化理論和物種。也許并沒有涉及某一特殊物種所有成員的規(guī)律，但這并不表示進(jìn)化理論沒有普遍規(guī)律。在進(jìn)化理論中，物種是個(gè)體，不是類，所以，如果進(jìn)化理論中有規(guī)律，這些規(guī)律將存在于其他本體論水平之上。哈爾認(rèn)為存在關(guān)于一類物種的規(guī)律，比如群體生態(tài)學(xué)家談到的K—選擇物種和R—選擇物種——生活在穩(wěn)定環(huán)境和非穩(wěn)定環(huán)境中的物種，對(duì)它們的共同特性的概括就可以看成是規(guī)律。另外，也存在關(guān)于一類群體的規(guī)律。比如邁爾的地理成種概念詳述了弧立種群何時(shí)變?yōu)樾路N，哈代一溫伯格定律預(yù)言在一定種類的隨機(jī)群體中發(fā)現(xiàn)的基因的頻率。[8]

與哈爾類似，羅森伯格也認(rèn)為，物種的個(gè)體性并不影響在生物學(xué)中建立規(guī)律，因?yàn)椋吧飳W(xué)中的一般發(fā)現(xiàn)并不建立在有關(guān)特殊物種的規(guī)則之上”，而是“建立在所有物種都與之適合的規(guī)則之上”的（[9]，p.205）。在羅森伯格看來(lái)， 生物學(xué)中關(guān)于所有物種的經(jīng)驗(yàn)概括有兩類：一類是最低水平的概括，比如：“非特化物種比特化物種趨于滅絕的時(shí)間要長(zhǎng)”，“物種在進(jìn)化過程中體形趨于增加”，“生活在相同環(huán)境中的現(xiàn)代物種趨于以相同的方式變化”等等。這類概括與其他經(jīng)驗(yàn)概括一樣有例外，但是這些例外可通過訴諸于第二類更普遍的經(jīng)驗(yàn)概括來(lái)解釋。這些較高水平的概括就是生命科學(xué)中的規(guī)律。羅森伯格認(rèn)為，這種經(jīng)驗(yàn)概括與比如“所有的天鵝都是白的”等陳述不同，如若其他條件保持不變，在其他有生命的星球上也是可以期望獲得的。這樣的規(guī)律有哪些呢？羅森伯格列出了以下五條：

（1）物種是在有機(jī)體中傳遞下來(lái)的宗譜分支（lineage of decent a-mong organisms）。

（2）任何一個(gè)物種后代的生物體數(shù)有一個(gè)上限。

（3）每一個(gè)有機(jī)體與它的環(huán)境之間都有一定程度的適應(yīng)性。

（4）在一個(gè)物種中，如果D是一個(gè)在生理上和行為上都相似的亞族（subclass），且D 比該物種的其他成員在適應(yīng)性上許多世代都足夠優(yōu)越，那么在該物種中D的比例將增加。

（5）在一個(gè)不是處于滅絕邊緣的物種的每一個(gè)世代中， 都有一個(gè)亞族D，它比該物種的其他成員更優(yōu)越，且有足夠長(zhǎng)的時(shí)間確保D相對(duì)于該物種成比例增多，并將獲得充分的優(yōu)越性繼續(xù)增加，直至在某一時(shí)間達(dá)到構(gòu)成整個(gè)物種的活的成員。（[9]，p.212）

羅森伯格認(rèn)為，這些定律與前面第一類經(jīng)驗(yàn)概括不同，它們沒有例外。這些生物學(xué)定律沒有提到特殊的物種，并且它們把物種看作是特殊進(jìn)化的宗譜分支，而不是有機(jī)體的類型、集體或種類。

魯斯也捍衛(wèi)生物學(xué)規(guī)律。但在處理物種的特異性問題上，他與哈爾有著完全不同的看法，盡管在處理生物學(xué)概括例外問題上他們有著相同的思維方式（即他們都采取連貫論的思維）。哈爾和羅森伯格等人把物種看作是個(gè)體而不是自然類，魯斯等人則認(rèn)為物種是自然類而不是個(gè)體；哈爾和羅森伯格等人把生物學(xué)規(guī)律看作是超越物種層次之上的普遍概括，否定關(guān)于個(gè)體物種規(guī)律的存在，魯斯等人則認(rèn)為關(guān)于物種成員的規(guī)律是存在的。

魯斯指出，如果象哈爾所說(shuō)的那樣沒有關(guān)于特殊物種規(guī)律的話，那么，任何關(guān)于人類自身的特有主張就都不是規(guī)律，因?yàn)樗鼈兌际顷P(guān)于單一物種—人類屬性的研究。因此，我們通常所說(shuō)的社會(huì)科學(xué)、歷史科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等都不是真正意義上的科學(xué)。事實(shí)上，由于物種不是個(gè)體，而是自然類—即同一物種之所以是同一物種，就是因?yàn)樗鼈兊某蓡T共有某一性質(zhì)，因此，關(guān)于某一特殊物種的所有成員的普遍陳述是可能的。（[10]，p.225）凱切爾（Kitcher，P.）也認(rèn)為存在關(guān)于具體物種的生物學(xué)規(guī)律，因?yàn)槲覀兡苷业竭@樣的性質(zhì)P，它們與物種S特有的遺傳組成的關(guān)系非常密切，以致于P的不存在就意味著這種遺傳組成的變化， 并導(dǎo)致新種的出現(xiàn)或不能存活的個(gè)體出現(xiàn)，這樣“凡S必有P”這類陳述就是可以得到的。（[11]，p.312）

四、歷史敘述可以代替規(guī)律解釋嗎？

“演繹—規(guī)律論”的科學(xué)解釋理論把科學(xué)看作是由各種互相關(guān)聯(lián)的定律組成的規(guī)律體系。如果生物學(xué)不存在規(guī)律，那么生物學(xué)還是不是科學(xué)，特別是與功能生物學(xué)相差較遠(yuǎn)的進(jìn)化生物學(xué)還是不是科學(xué)？一些人走得很遠(yuǎn)，他們認(rèn)為進(jìn)化論不是科學(xué)的理論。斯瑪特、波普爾等人都是如此。邁爾也否認(rèn)生物學(xué)定律的存在，但他并沒有因此否定進(jìn)化理論的科學(xué)性，相反他認(rèn)為，人們應(yīng)當(dāng)改變對(duì)科學(xué)的傳統(tǒng)觀念。他說(shuō)：“有一些科學(xué)并沒有運(yùn)用無(wú)可爭(zhēng)辯的被稱為定律的表達(dá)方式也運(yùn)行得非常順利。”（[12]，p.20）邁爾所說(shuō)的“有些學(xué)科”最主要指的就是生物學(xué)。

既然生物學(xué)中沒有定律，那么生物學(xué)中的解釋是如何進(jìn)行的呢？邁爾認(rèn)為，生物學(xué)的解釋方式采取的是不同于物理學(xué)的歷史敘述的方式。他說(shuō)：“規(guī)律觀念遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有歷史敘述的觀念那樣有助于進(jìn)化生物學(xué)。”（[2]，p.140）這就是說(shuō)，在生物學(xué)中歷史敘述比規(guī)律解釋更重要。

岡奇（T.A.Gondge）也有類似思想。岡奇曾經(jīng)指出：“在討論生命歷史上具有重大意義的單個(gè)事件的時(shí)候，敘述性解釋進(jìn)入了進(jìn)化生物學(xué)……敘述性解釋的建構(gòu)一點(diǎn)也沒有提到一般規(guī)律，……進(jìn)化過程中的事件不是某種事件的例子，而是單獨(dú)發(fā)生的事，是某種只發(fā)生一次，不能〔以同一方式〕再發(fā)生的事情，這時(shí)候要求敘述性解釋……歷史性解釋構(gòu)成進(jìn)化理論的基本部分。”（[2]，p.77）

在邁爾等人看來(lái)，歷史敘述具有解釋價(jià)值，是因?yàn)樯飳W(xué)的對(duì)象—生命客體是歷史客體，在歷史過程中，早先的生命事件通常對(duì)后來(lái)的事件起到一定的作用。例如，白堊紀(jì)末期恐龍的滅絕留下了許許多多的生態(tài)小生境，為哺乳動(dòng)物在古新世和始新世向四面八方的驚人發(fā)展提供了空間，因此，歷史敘述的目標(biāo)之一就是發(fā)現(xiàn)后繼事件的原因。然而，在邁爾看來(lái)，“那些由基本邏輯公理系統(tǒng)訓(xùn)練出來(lái)的哲學(xué)家，看來(lái)是很難理解特異性和事件歷史序列的特殊性的。他們想要否認(rèn)歷史敘述的重要性，并想用結(jié)構(gòu)性法則把它們公理化，但他們的想法并沒有說(shuō)服人。”（[2]，p.77）

確實(shí)有許多人指出，歷史敘述并不能否定規(guī)律解釋。比如魯斯就認(rèn)為，敘述性解釋的推理過程或者總體上不能令人滿意，或者在解釋過程中或明或暗地運(yùn)用到規(guī)律。舉例來(lái)說(shuō)，描述到生物演化史上的歷史事件時(shí)，經(jīng)常要運(yùn)用“適應(yīng)”、“優(yōu)越性”等概念，然而這些概念只能在自然選擇和群體遺傳學(xué)的背景中才能被理解。所以，歷史敘述具有解釋價(jià)值，必須有理論上的保證。這些理論雖然在具體敘述時(shí)未提及，但它們卻在知識(shí)背景中起作用。所以，魯斯認(rèn)為，不是贊成規(guī)律解釋的人的思想沒有說(shuō)服人，而是否定規(guī)律解釋的人的觀點(diǎn)沒有說(shuō)服人。

在我看來(lái)，魯斯說(shuō)的不無(wú)道理，然而，我們也應(yīng)看到，在生物學(xué)中，獨(dú)特性確實(shí)比物理學(xué)和化學(xué)更普遍，因?yàn)樯矬w在結(jié)構(gòu)上是如此的復(fù)雜，以致于它們顯示出更多的變異和個(gè)性。邁爾等人希望人們關(guān)注到這一點(diǎn)，希望人們用特殊的詞恰當(dāng)?shù)孛枋錾锸录舨皇亲叩锰h(yuǎn)的話，是包含有合理因素的。因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，生物事件是如此的復(fù)雜，以致于完全的解釋需要訴諸于許許多多的規(guī)律和初始條件，這時(shí)，人們?cè)趯?shí)踐上就不得不滿足于描述性工作或者“大略解釋”工作。在作大略解釋時(shí)，人們可能要用到規(guī)律，但這些規(guī)律可以不表現(xiàn)出來(lái)，而只是停留在背景知識(shí)中。我們不必用非常精確的形式把它們表達(dá)出來(lái)。所以，在生物學(xué)中，歷史敘述的解釋形式很普遍，但我們應(yīng)知道，歷史敘述并不否認(rèn)規(guī)律解釋。

五、結(jié)論：走向新的解釋

規(guī)律觀念的本質(zhì)涉及的是科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)及科學(xué)的運(yùn)作方式。傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)認(rèn)為科學(xué)是通過建立越來(lái)越普遍的規(guī)律向前發(fā)展的，規(guī)律或定律的建立，既是科學(xué)理論成熟的標(biāo)志，又是科學(xué)解釋和預(yù)言的依據(jù)。我國(guó)的科學(xué)哲學(xué)研究幾乎無(wú)例外地都認(rèn)為科學(xué)是由規(guī)律經(jīng)演繹形成的理論體系。如果我們忽視了科學(xué)的具體實(shí)際，這種觀點(diǎn)仿佛很是圓滿。但當(dāng)我們面對(duì)具體的各門科學(xué)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的理論圖景其實(shí)是依據(jù)物理科學(xué)得出的，并主要適合于物理科學(xué)。當(dāng)代生命科學(xué)正如邁爾所說(shuō)，幾乎很少用到規(guī)律或定律一詞（只有遺傳學(xué)中有所謂的三定律和哈代—溫伯格定律等少數(shù)例外）。達(dá)爾文進(jìn)化論對(duì)生物學(xué)就象牛頓力學(xué)對(duì)經(jīng)典物理一樣重要，然而達(dá)爾文進(jìn)化論并不象牛頓力學(xué)那樣由幾條規(guī)律經(jīng)數(shù)學(xué)演繹形成理論。生命科學(xué)理論在實(shí)踐上缺乏定律或規(guī)律！

生命科學(xué)在規(guī)律或定律上的缺乏說(shuō)明了什么？是傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)有問題？還是生物學(xué)迄今還不是一門成熟的科學(xué)？如果生物學(xué)存在規(guī)律，生物學(xué)是否也應(yīng)當(dāng)建立成類似牛頓力學(xué)、愛因斯坦相對(duì)論那樣的規(guī)律體系？

依我看，傳統(tǒng)規(guī)律觀念有其深厚的理論基礎(chǔ)，從生物客體的歷史性、特異性出發(fā)，從概念上否定生物學(xué)中存在規(guī)律，尚缺乏較堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，所以我們必須從另外的角度尋求生物學(xué)缺乏規(guī)律的原因。實(shí)際上，生物學(xué)理論在規(guī)律上的缺乏完全是由生物學(xué)所面對(duì)的問題與物理科學(xué)不同所造成的。物理學(xué)最關(guān)心的問題是物質(zhì)本身所內(nèi)涵的性質(zhì)，所以必須借助大量抽象的符號(hào)來(lái)描述，因此，物理學(xué)很容易就走入數(shù)學(xué)的世界，建立數(shù)學(xué)的邏輯工具。但是，生物學(xué)的重心一開始就落在結(jié)構(gòu)上面，諸如什么動(dòng)物長(zhǎng)什么樣子，擁有什么樣的器官，長(zhǎng)在什么位置，構(gòu)造和功能有什么關(guān)系等等。即使是最近的生物學(xué)進(jìn)展，其重心依然在結(jié)構(gòu)上面，從細(xì)胞的各種顯微構(gòu)造到基因的構(gòu)筑及表現(xiàn)，還有各種生物大分子的三維空間的立體結(jié)構(gòu)等等，生物學(xué)家們一直致力的，是如何將各種生命現(xiàn)象在實(shí)體形象上求得解釋。所以，生物學(xué)家最常用的表達(dá)方式便是“看圖講故事”，亦即對(duì)于已知的構(gòu)造經(jīng)由類比聯(lián)想去闡釋其功能。在生物學(xué)中敘述性解釋成為主要的解釋方式，物理科學(xué)中那種從規(guī)律（由數(shù)學(xué)公式表示）出發(fā)，經(jīng)由嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推理的解釋方式很少出現(xiàn)在生物學(xué)里。從早期孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)，到摩爾根對(duì)染色體的解釋，直到近期分子生物學(xué)的發(fā)展，實(shí)際存在的構(gòu)造成了理論好壞的依據(jù)。一個(gè)理論成功與否完全依賴其是否能將所觀察到的現(xiàn)象嵌附到已知的結(jié)構(gòu)上去。于是，結(jié)構(gòu)變成了所有解釋的出發(fā)點(diǎn)。染色體也好，DNA雙螺旋也好， 都是如此，在這里，數(shù)學(xué)形式的邏輯推理派不上用場(chǎng)，結(jié)構(gòu)的合理性才是最好的解釋手段。另外，由于生物系統(tǒng)及其環(huán)境的復(fù)雜性，也必須限制在該領(lǐng)域建立一般視律或定律來(lái)解釋詳細(xì)細(xì)節(jié)，所以，生物學(xué)家在建立他們的理論體系時(shí)，通常更強(qiáng)調(diào)先在條件而不是一般規(guī)律。

從本世紀(jì)五十年代起，許多哲學(xué)家從不同方面對(duì)邏輯實(shí)證主義發(fā)起了進(jìn)攻，出現(xiàn)了一系列新的科學(xué)哲學(xué)思潮。然而，實(shí)際上邏輯實(shí)證主義思想仍然在背后支配著許多人的行動(dòng)。許多人仍然認(rèn)為一般定律的多少是“好科學(xué)”的標(biāo)志就是一例。然而，我認(rèn)為，在科學(xué)中，除了普遍性推理之外，人們也需要結(jié)構(gòu)性描述，并且在一定的背景中，結(jié)構(gòu)性描述可能是非常重要的。所以，生物學(xué)中缺少定律而有更多的敘述性解釋，并不一定是生物學(xué)的消極特征。生物學(xué)不但是一門真正的科學(xué)，而且其成就及其思維方式必然要引起哲學(xué)的新的變革。

參考文獻(xiàn)

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[10]Ruse，M.，Biological Species:Natural　Kinds， Inpiduals or What?Bri.J.Phil.Sci，1987(38).

篇7

仍將是法醫(yī)應(yīng)用的重要遺傳標(biāo)記。等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物是str檢測(cè)試劑盒的組成部分，能夠保證各等位基因分型的準(zhǔn)確性。本文對(duì)

等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的出現(xiàn)、在法庭科學(xué)上的應(yīng)用以及目前制備方法進(jìn)行了綜述，并對(duì)各種制備方法進(jìn)行比較，以期對(duì)各實(shí)驗(yàn)室按

照實(shí)際需要自行制備相關(guān)str的等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物在方法選擇上有所幫助，從而更好地進(jìn)行法醫(yī)物證鑒定。

【關(guān)鍵詞】短串聯(lián)重復(fù)序列；等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物；法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】q78

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】a

【文章編號(hào)】1007—9297(20__ j03—0231—04

study on the forensic applications and the construction of allehc ladder．yuan li，lu di．(beijing institute offorensic medicine and

science，beijing]ooo4o,china)

【abstact】 shoa tandem repeats (strs)ale important genetic markers and widely used in forensic community because of theirs

characteristics and advanced examine techniques． allelic ladder is importan t part of str kit and ensure the precise genotype of allelic．

this article states the appearance an d forensic application of allelic ladder， and also study on the methods of construction of allelic ladder

currently、through the comparisons of those construction methods，this issue to be solved the laboratory to select which method to construc—

tion allelic ladder according its needs and condition and to make the most of the forensic judge．

【keywords l short tandem repeats；allelic ladder；forensic application

一

、等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的出現(xiàn)

pcr—str分型技術(shù)具有高效、快速、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，

在個(gè)人識(shí)別、親子鑒定、基因繪圖上發(fā)揮了重要作

用．【l】已經(jīng)成為法醫(yī)物證鑒定的主流技術(shù)。雖然單核苷

酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，即snp)

被廣泛稱為第三代dna遺傳標(biāo)記，但由于其成本高，

實(shí)際操作困難等．推廣使用還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。目

前和今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)str仍是主要使用的遺傳

標(biāo)記。

當(dāng)使用以pcr為基礎(chǔ)的str多態(tài)性的分析技術(shù)

時(shí)。為了各基因座的等位基因命名，需要一個(gè)能比對(duì)

的標(biāo)準(zhǔn)物。早先測(cè)試str的等位基因命名曾采用片斷

長(zhǎng)度bp值方法，是與已知分子量標(biāo)準(zhǔn)物同步電泳并

進(jìn)行比較。這種分子量標(biāo)準(zhǔn)物雖然在本質(zhì)上也是

dna 但經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種方法存在較嚴(yán)重的缺

陷：相同分子量的dna片段和分子量標(biāo)準(zhǔn)在同一介

質(zhì)電泳時(shí)會(huì)出截然不同遷移率的條帶。【31 dna在介質(zhì)

中的電泳遷移率在其他條件相同的情況下不僅與其

分子量有關(guān)，還受dna 自身的序列結(jié)構(gòu)影響。序列不

同的dna片斷在電泳動(dòng)力學(xué)上存在差異，即使片斷

長(zhǎng)度相同．它們的電泳遷移率卻不一致。這樣就不能

準(zhǔn)確進(jìn)行str分型。

最早記載有等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的是budowle

等[41建立的。他們從100名無(wú)關(guān)個(gè)體中找出d1s80的

16個(gè)等位基因．經(jīng)測(cè)序命名后把它們混合作為“l(fā)ad．

der”．檢測(cè)未知樣品時(shí)．只需與該基因座的“l(fā)adder”比

較即可得出這個(gè)基因座的基因型．當(dāng)時(shí)用的是聚丙烯

酰胺凝膠電泳分離和銀染顯色。這種檢測(cè)方法與在此

之前的斑點(diǎn)雜交和southeyn印跡技術(shù)來(lái)檢測(cè)限制性

片段長(zhǎng)度多態(tài)性方法相比有很多優(yōu)點(diǎn)。在節(jié)約時(shí)間和

降低錯(cuò)誤率上尤為明顯。margaret c等在1996年通過

不同分型標(biāo)準(zhǔn)物的比較．進(jìn)一步證明使用等位基因分

型標(biāo)準(zhǔn)物(allelie ladders)才能對(duì)等位基因進(jìn)行正確分

型，其數(shù)據(jù)才可以在實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行交換。圈

二、等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的概念及法醫(yī)學(xué)

應(yīng)用

等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物(allelie ladder)是人群中常

見的等位基因混合物，用來(lái)與未知樣品比對(duì)確定基因

【作者簡(jiǎn)介】袁麗(1971一)，女，碩士研究生，江西九江人，主要從事法醫(yī)dna檢驗(yàn)工作。tel：+86—10-68621174；e—mail：yuanliw—

cy@yahoo．com．cn

· 232·

型。同一檢材用不同的引物序列進(jìn)行擴(kuò)增(不同作者

設(shè)計(jì)的引物、退火位置不同，可能會(huì)出現(xiàn)同一靶座位

上相同等位基因長(zhǎng)度不同)或者用不同的探測(cè)平臺(tái)來(lái)

分析，那么出現(xiàn)的結(jié)果可能不一致。這時(shí)我們可以將

該結(jié)果與對(duì)應(yīng)的allelic ladder相比較，等位基因峰值

就可以準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成基因分型。而后者是最廣泛地進(jìn)

行str圖譜比較的表達(dá)方式，基因分型結(jié)果可在實(shí)驗(yàn)

室內(nèi)部及實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行比較。

為了保證實(shí)驗(yàn)室之間的數(shù)據(jù)重復(fù)性和可比性．國(guó)

際法醫(yī)血液遺傳學(xué)會(huì)(international society of forensic

haemogenetics，isfh )在1994年【6】和1997年 對(duì)等

位基因提出了命名原則．一般是根據(jù)它的重復(fù)單位的

重復(fù)次數(shù)來(lái)命名的。[81 1997年會(huì)議針對(duì)等位基因分型

標(biāo)準(zhǔn)物的應(yīng)用提出具體要求：等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物中

的所有等位基因應(yīng)按規(guī)則進(jìn)行測(cè)序和命名；無(wú)論是購(gòu)

買商業(yè)化試劑盒還是實(shí)驗(yàn)室自己制備，等位基因分型

標(biāo)準(zhǔn)物應(yīng)涵蓋所有常見的等位基因，并盡可能擁有罕

見的等位基因，以便可以得到未知樣品準(zhǔn)確的基因分

型。

str遺傳標(biāo)記的地位決定了allelic ladder在法庭

科學(xué)中的重要作用。allelic ladder保證了對(duì)應(yīng)str基

因座的等位基因正確命名。由于str位點(diǎn)的某一等位

基因在片段大小及序列上是惟一的，其在同等條件下

電泳的遷移率也是一致的。對(duì)未知樣本進(jìn)行基因分型

有人工和自動(dòng)化方式兩種：用銀染顯色方法檢測(cè)未知

樣品的dna時(shí)，與其旁邊泳道的allelic ladder比對(duì)即

可進(jìn)行基因分型；如用毛細(xì)管電泳(capillary elec—

trophoresis，簡(jiǎn)稱ce)檢測(cè)，將結(jié)果與該特異基因座的

等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物相比較，等位基因峰值就可 以自

動(dòng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成基因分型。

三、等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的制備

雖然市場(chǎng)上有商品化的str試劑及其對(duì)應(yīng)的al—

lelic ladder可供選擇，但很多情況下實(shí)驗(yàn)室需要自己

制備。目前分型標(biāo)準(zhǔn)物主要依靠外國(guó)幾家大公司進(jìn)

口，其制備技術(shù)保密，價(jià)格昂貴，并且提供的str基因

座有限，有些在中國(guó)群體中識(shí)別率和非父排除率高的

str基因座沒有納入商品化試劑盒。

篩選等位基因是制備ladder的首要步驟．通過群

體調(diào)查，篩選、分離出所有目的str基因座的等位基

因dna。然后對(duì)靶座位等位基因片段進(jìn)行測(cè)序，根據(jù)

str等位基因命名原則，確定每個(gè)樣品基因型后．選

取純合子；在有相應(yīng)基因座的商品化的ladder或標(biāo)準(zhǔn)

片段長(zhǎng)度后，則用標(biāo)準(zhǔn)物從人群中篩選相應(yīng)的等位基

因。如果遇見罕見基因只有雜合子時(shí)．可用分辨率高

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第l2卷(第3期)

的聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，【91選取含有目的基因的

凝膠進(jìn)行膠回收以獲得單個(gè)的罕見等位基因。制備

allelic ladder方法如下

(一)混合各dna，pcr 擴(kuò)增，產(chǎn)物為allelic lad—

der

篩選出所有等位基因片段的dna，調(diào)整各dna

終濃度達(dá)到一致，取等體積混合，擴(kuò)增混合物，其產(chǎn)物

作為allelic ladder。 這種方法優(yōu)點(diǎn)是作為模板的

dna混合物易保存，缺點(diǎn)是不適合于大量生產(chǎn)，一旦

模板dna用完，需再次調(diào)配混合dna。

(二)單個(gè)擴(kuò)增dna．混合pcr 擴(kuò)增產(chǎn)物作為

allelic ladder

單個(gè)擴(kuò)增各等位基因dna，pcr擴(kuò)增，產(chǎn)物混合

濃度調(diào)平衡后直接作為allelic ladder。該方法特點(diǎn)是

可通過單個(gè)的擴(kuò)增，增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度、擴(kuò)大體積，將所有

等位基因混合基因座ladder時(shí)．如同調(diào)制“雞尾酒”一

樣來(lái)達(dá)到各成分之間的平衡。該方法與上述方法有同

樣的缺點(diǎn)

(三)以混合好的等位基因擴(kuò)增產(chǎn)物為模板．再擴(kuò)

增制備allelic ladder

將含有str基因座上的各個(gè)等位基因的樣品單

個(gè)進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物按比例混合，當(dāng)達(dá)到各等位基

因之間平衡后利用混合物作為模板，稀釋1／1000—1／

1000 000倍后再次擴(kuò)增。將再次擴(kuò)增的產(chǎn)物作為等位

基因分型標(biāo)準(zhǔn)物。?l該方法操作簡(jiǎn)便，只需一次性調(diào)

平衡，是一種常用的制備方法，但也有諸多缺點(diǎn)：作為

模板的擴(kuò)增產(chǎn)物容易降解，不如以dna為模板能長(zhǎng)

期保存穩(wěn)定；其次，再次擴(kuò)增產(chǎn)物中非特異帶增多，影

響ladder的判讀；再者，當(dāng)稀釋倍數(shù)不夠高時(shí)，可能會(huì)

出現(xiàn)優(yōu)先擴(kuò)增現(xiàn)象，等位基因峰值呈現(xiàn)梯度下降趨

勢(shì)，這樣就難以達(dá)到等位基因之間的最終平衡。

(四)采用克隆技術(shù)大量制備str 基因座的allehc

ladder

中國(guó)學(xué)者張林等率先在國(guó)內(nèi)外報(bào)道采用分子克

隆技術(shù)制備str基因座的allelic ladder．㈣目前，在國(guó)

內(nèi)有幾家實(shí)驗(yàn)室開展了這項(xiàng)工作，均采用t—a連接、

藍(lán)白斑挑選方法。[13．14]首先對(duì)篩選出的純合子進(jìn)行

pcr擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行聚丙烯酰氨凝膠電泳分離，

銀染或eb顯色，回收膠dna，稀釋后再次pcr擴(kuò)增，

產(chǎn)物純化后將其插入質(zhì)粒載體中。將重組質(zhì)粒導(dǎo)人大

腸桿菌，培養(yǎng)大腸桿菌，從而獲得單一dna分子的大

量拷貝。篩選正確的陽(yáng)性克隆并用質(zhì)粒通用引物對(duì)重

組質(zhì)粒進(jìn)行dna測(cè)序分析證實(shí)插入片段的結(jié)構(gòu)大

小，按重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)對(duì)插入的等位基因片段進(jìn)

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第l2卷(第3期)

行命名。需要制備等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物時(shí)，提取質(zhì)粒，

進(jìn)行pcr擴(kuò)增。混合并調(diào)平衡所有的等位基因即可。

挑選正確克隆的大腸桿菌。其培養(yǎng)液與甘油混合后一

70℃保存。

allelic ladder的制備是試劑制備工作的難點(diǎn)，綜

觀上述方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)。前3種方法操作相對(duì)簡(jiǎn)便，

對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求不高，制備量一般能滿足實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部需

求。適合于普通實(shí)驗(yàn)室的制備。在保質(zhì)、保量、長(zhǎng)期供

應(yīng)方面，顯然前3種方法有缺陷。長(zhǎng)期保存pcr產(chǎn)物

容易降解，穩(wěn)定性差；需要大量制備時(shí)，如果用于制備

等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的模板用完．由于每個(gè)樣品dna

的濃度和含量不同，那就必須從頭開始尋找模板。再

次優(yōu)化反應(yīng)條件，這樣既費(fèi)時(shí)又增加了工作量。而克

隆方法在克隆成功后。可以通過培養(yǎng)細(xì)菌來(lái)大量制備

等位基因，對(duì)保留罕見等位基因尤為方便。而且，可以

長(zhǎng)期冷凍保存細(xì)菌，隨時(shí)制備等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物。

但困擾大家的是該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室裝備要求高。前期實(shí)

驗(yàn)費(fèi)用大，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程操作和防污染更加嚴(yán)格。

無(wú)論哪種方法制備。等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物中的等

位基因一般要經(jīng)dna測(cè)序確定這些等位基因的片段

長(zhǎng)度與序列(重復(fù)序列重復(fù)次數(shù))，明確等位基因分

型。在這點(diǎn)上，克隆方法有優(yōu)勢(shì)。利用克隆的方法制備

allelic ladder．對(duì)重組質(zhì)粒進(jìn)行測(cè)序，用的是質(zhì)粒通用

引物，測(cè)序的片段延長(zhǎng)，按國(guó)際命名原則進(jìn)行命名，有

效解決了統(tǒng)一命名的問題。而前3種制備方法，各實(shí)

驗(yàn)室對(duì)同一個(gè)基因座進(jìn)行測(cè)序的引物可能不同．再者

目前對(duì)小片段的等位基因進(jìn)行測(cè)序比較困難。這就有

可能導(dǎo)致命名混亂的問題。

目前制備好的allelic ladder的保存是個(gè)難點(diǎn)。等

位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物作為dna的擴(kuò)增產(chǎn)物，其本身不

易于長(zhǎng)期保存，而且標(biāo)記的熒光染料基團(tuán)隨時(shí)間的推

移與dna片段結(jié)合力下降， 以致熒光檢測(cè)信號(hào)降低

而影響基因分型，而成熟的試劑公司技術(shù)保密，目前

尚未見到有良好的方法來(lái)穩(wěn)定ladder。

四、制備等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物的質(zhì)控

試劑的質(zhì)量控制是基因正確分型的關(guān)鍵。等位基

因分型標(biāo)準(zhǔn)物的質(zhì)控占有舉足輕重的地位。首先在標(biāo)

準(zhǔn)對(duì)照體系的構(gòu)建上，應(yīng)當(dāng)包含該基因座所有常見等

位基因，并且每一等位基因均經(jīng)序列測(cè)定準(zhǔn)確無(wú)誤。

對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照的電泳遷移率應(yīng)作充分的研究．最終確

定其自動(dòng)分析所需數(shù)據(jù)。其次，在如何控制質(zhì)量方面。

應(yīng)當(dāng)貫徹分批生產(chǎn)、分批控制、抽樣檢測(cè)的原則。由于

熒光標(biāo)記str復(fù)合擴(kuò)增檢驗(yàn)試劑有一定的有效期．現(xiàn)

實(shí)可行的是分批生產(chǎn)，同時(shí)分批控制其質(zhì)量．并且進(jìn)

· 233·

行抽樣檢測(cè)和出廠前檢測(cè)。每批試劑的質(zhì)量必須均

一

，并且留樣可查。對(duì)于整個(gè)試劑制備流程來(lái)說(shuō)，分步

驟、分組地細(xì)化進(jìn)行質(zhì)量控制是有效的方法。并對(duì)整

個(gè)制備的流程進(jìn)行了功能分區(qū)。再者，要建立嚴(yán)格的

質(zhì)量責(zé)任制度。從程序和制度上來(lái)保證熒光標(biāo)記str

復(fù)合擴(kuò)增檢驗(yàn)系統(tǒng)的質(zhì)量。對(duì)質(zhì)控檢測(cè)全過程具有完

整的實(shí)驗(yàn)記錄。

等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物是str試劑盒中的重要成

分，其大規(guī)模制備是實(shí)現(xiàn)str試劑國(guó)產(chǎn)化的前 提和條

件，對(duì)打破進(jìn)口試劑的壟斷、制備適合中國(guó)人群的

str試劑、降低辦案科研以及建立dna數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)費(fèi)

大有意義。

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篇8

關(guān)鍵詞：入侵檢測(cè)，否定選擇，克隆選擇

 

1.引言

克隆選擇是基于人工免疫機(jī)制的入侵檢測(cè)系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分。Forrest小組提出的靜態(tài)克隆選擇算法能夠在一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)集上建立一個(gè)有效的誤用檢測(cè)器，但它最大的缺點(diǎn)是不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流的變化，即不具有自適應(yīng)性[1]。在Forrest的靜態(tài)克隆選擇算法中，首先產(chǎn)生隨機(jī)檢測(cè)器集合D，D中的檢測(cè)器都是經(jīng)過隨機(jī)產(chǎn)生器產(chǎn)生，再經(jīng)否定選擇后送到集合D中，D中的檢測(cè)器初始適應(yīng)度值為0。否定選擇的目的，是為了排除和“自體”匹配的無(wú)效檢測(cè)器，使隨機(jī)產(chǎn)生的檢測(cè)器，先和“自體”數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有記錄進(jìn)行比較，若匹配，則丟棄；否則，送入檢測(cè)器集合D。由于“自體”數(shù)據(jù)庫(kù)非常大，因此進(jìn)行否定選擇的時(shí)間很長(zhǎng)。

J. Kim此此算法略作改進(jìn)[2]，使否定選擇函數(shù)返回一個(gè)特定的值，作為檢測(cè)器的初始適應(yīng)度值，檢測(cè)器的優(yōu)劣由適應(yīng)度值的大小來(lái)衡量。可以把適應(yīng)度值限制在0和1之間，在進(jìn)行否定選擇時(shí)，計(jì)算產(chǎn)生的每個(gè)隨機(jī)檢測(cè)器和“自體”數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)“自體”模式匹配的相異度值，否定選擇函數(shù)返回這些相異度的平均值，并把這個(gè)返回值作為這個(gè)檢測(cè)器的初始適應(yīng)度值。即

其中：fitness(i)為隨機(jī)產(chǎn)生的第i個(gè)隨機(jī)檢測(cè)器；N為自體數(shù)據(jù)庫(kù)中“自體”模式的個(gè)數(shù)；dissimilarity(antibody(i),self (j))為產(chǎn)生的第i個(gè)隨機(jī)檢測(cè)器和“自體”數(shù)據(jù)庫(kù)中第j個(gè)“自體”模式匹配的相異度值。論文格式，否定選擇。

靜態(tài)克隆選擇算法在一定程度上改進(jìn)了否定選擇算法。但是，傳統(tǒng)的克隆選擇算法是在靜態(tài)的抗原數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)上進(jìn)行模式識(shí)別的，這種方法對(duì)先前已經(jīng)收集到的數(shù)據(jù)具有較好的效果[3]。不過，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中(比如網(wǎng)絡(luò)中的入侵檢測(cè))，不停的有新的入侵模式, 也就是說(shuō)AIS每天面對(duì)的可能是各種不同的抗原。更重要的是, 現(xiàn)實(shí)中某時(shí)刻被認(rèn)為Self(正常行為模式)，到了下一時(shí)刻可能就成了Nonself(異形模式)。因此，我們要求AIS除了具備先前已經(jīng)描述的具有識(shí)別新的未知模式的能力外，當(dāng)識(shí)別器的識(shí)別能力不再正確的時(shí)候，它應(yīng)該隨時(shí)被替換[4]。

2.否定選擇算子

檢測(cè)系統(tǒng)選擇兩個(gè)雙親檢測(cè)器，采用交叉、變異的方法去產(chǎn)生后代檢測(cè)器，并用后代檢測(cè)器中更優(yōu)的子檢測(cè)器去代替父檢測(cè)器中檢測(cè)效果較差的檢測(cè)器。由于兩個(gè)父檢測(cè)器隨機(jī)選取，交叉、變異的過程中可能產(chǎn)生無(wú)效的檢測(cè)器，所以有必要用否定選擇算法對(duì)新生成的子檢測(cè)器做一個(gè)判定，當(dāng)后代檢測(cè)器與任一自體抗原匹配時(shí)，這個(gè)后代檢測(cè)器就被淘汰。當(dāng)一個(gè)無(wú)效后代檢測(cè)器產(chǎn)生時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)就用同一對(duì)雙親檢測(cè)器基因算子產(chǎn)生一個(gè)新的后代檢測(cè)器。當(dāng)產(chǎn)生有效后代檢測(cè)器失敗次數(shù)超過T時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)就選擇一對(duì)新的雙親檢測(cè)器產(chǎn)生新的后代檢測(cè)器。論文格式，否定選擇。

3.遺傳選擇算子

遺傳算法是克隆選擇算法的核心。遺傳算法的基本原理是直接由自然行為類推而來(lái)。每個(gè)個(gè)體根據(jù)問題的好壞被賦予一個(gè)適應(yīng)度。適應(yīng)度越高的個(gè)體有更高的機(jī)會(huì)與其他個(gè)體交叉繁殖進(jìn)行再生，新產(chǎn)的個(gè)體被稱為后代，它們共享一些來(lái)自于它們雙親的特征。那些適應(yīng)度較低的個(gè)體因?yàn)椴惶赡鼙贿x出來(lái)，最后都會(huì)滅亡。克隆選擇算法用遺傳算法作為遺傳算子，隨機(jī)選擇成熟的檢測(cè)器，這樣能產(chǎn)生更新更優(yōu)的子檢測(cè)器。用遺傳算法產(chǎn)生的新的子檢測(cè)器中，有更優(yōu)的，但也有更不合格的，所以需要用否定選擇算法對(duì)他們作一個(gè)選擇。遺傳算法是建立在自然選擇和群體遺傳學(xué)機(jī)理基礎(chǔ)上的隨機(jī)、迭代、進(jìn)化，具有廣泛適用性的搜索方法。所有自然種類都是適應(yīng)環(huán)境而得以生存，這一自然適應(yīng)性是遺傳算法的主旋律。論文格式，否定選擇。遺傳算法搜索結(jié)合了達(dá)爾文適者生存和隨機(jī)信息交換，前者消除了解中不適應(yīng)因素，后者利用原有解中己有知識(shí)，從而有力地加快了抽索討程。

下面舉例說(shuō)明基本方法。對(duì)于一個(gè)給定的優(yōu)化問題，設(shè)目標(biāo)函數(shù)

F=(x,y,z), (x,y,z),FR

要求(x0,y0,z0)使得

F=f(x0,y0,z0)=max(f(x,y,z))

其中 (x,y,z)為自變量，是(x,y,z)的定義域，(x,y,z) 可以是數(shù)值，也可以是符號(hào)；F為實(shí)數(shù)，是解的優(yōu)劣程度或適應(yīng)度的一種度量；f 為解空間(x,y,z) 到實(shí)數(shù)域FR的一種映射，那么遺傳算法的求解步驟如下:

（1）編碼

用一定比特?cái)?shù)的0,1二進(jìn)制碼對(duì)自變量x,y,z進(jìn)行編碼形成基因碼鏈，每一碼鏈代表一個(gè)個(gè)體，表示優(yōu)化問題的一個(gè)解。如x有16種可能取值x0,x1，…x15，則可以用4bit的二進(jìn)制碼0000-1111來(lái)表示。將x,y,z的基因碼組合在一起則形成碼鏈。

（2）產(chǎn)生群體

t=0，隨機(jī)產(chǎn)生n個(gè)個(gè)體組成一個(gè)群體P(t)，該群體代表優(yōu)化問題的一些可能解的集合。當(dāng)然，一般來(lái)說(shuō)，它們的素質(zhì)都很差，遺傳算法的任務(wù)是要從這些群體出發(fā)，模擬進(jìn)化過程，擇優(yōu)汰劣，最后得出非常優(yōu)秀的群體和個(gè)體，滿足優(yōu)化的要求。

（3）評(píng)價(jià)

按編碼規(guī)則，將群體P(t)中的每一個(gè)體的基因碼所對(duì)應(yīng)的自變量取值(xi,yi,zi)代入(4-l)式，算出其函數(shù)值Fi ,i=1,2,…,N。Fi越大，表示該個(gè)體有較高的適應(yīng)度，更適應(yīng)于f所定義的生存環(huán)境，適應(yīng)度F為群體進(jìn)化時(shí)的選擇提供了依據(jù)。

（4）選擇(復(fù)制)

按一定概率從群體P(t)中選取M對(duì)個(gè)體，作為雙親用于繁殖后代，產(chǎn)生新的個(gè)體加入下一代群體P(t+1) 中。一般P,與F,成正比，就是說(shuō)，適合于生存環(huán)境的優(yōu)良個(gè)體將有更多的繁殖后代的機(jī)會(huì)，從而使優(yōu)良特性得以遺傳。選擇是遺傳算法的關(guān)鍵，它體現(xiàn)了自然界中適者生存的思想。

（5）交叉

對(duì)于選中的用于繁殖的每一對(duì)個(gè)體，隨機(jī)地選擇同一整數(shù)n，將雙親的基因碼鏈在此位置相互交換，如個(gè)體x,y在位置3經(jīng)交叉產(chǎn)生新個(gè)體x’,y’，它們組合了父輩個(gè)體x,y的特征，即

x=x1x2x3x4x5[00011]

y=y1y2y3y4y5[11100]

x’=x1x2x3x4x5[00000]

y’=y1y2y3y4y5[11100]

交叉體現(xiàn)了自然界中信息交換的思想。論文格式，否定選擇。

（6）變異

以一定概率凡從群體P(t+1)中隨機(jī)選取若干個(gè)體，對(duì)于選中的個(gè)體，隨機(jī)選取某一位進(jìn)行取反運(yùn)算，即由10或由01。同自然界一樣，每一位發(fā)生變異的概率是很小的。變異模擬了生物進(jìn)化過程中的偶然基因突變現(xiàn)象。遺傳算法的搜索能力主要是由選擇和交叉賦予的，變異算子則保證了算法能搜索到問題解空間的每一點(diǎn)，從而使算法具有全局最優(yōu)，它進(jìn)一步增強(qiáng)了遺傳算法的能力。

對(duì)產(chǎn)生的新一代群體進(jìn)行重新評(píng)價(jià)選擇、交叉、變異，如此循環(huán)往復(fù)，使群體中最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度和平均適應(yīng)度不斷提高，直至最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度達(dá)到某一限值或最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度和群體的平均適應(yīng)度值不再提高，則迭代過程收斂，算法結(jié)束。

4.多層動(dòng)態(tài)克隆選擇算法

為了有效解決上面的問題，對(duì)靜態(tài)克隆選擇算法進(jìn)行改進(jìn)。引入幾個(gè)重要的參數(shù)和與先前有所不同的新的免疫細(xì)胞，稱為記憶識(shí)別器。即成熟識(shí)別器集中除了一般的經(jīng)過克隆選擇生成的成熟識(shí)別器之外，還包括記憶識(shí)別器。一個(gè)參數(shù)是生命期限，指的是成熟識(shí)別器參與模式識(shí)別的期限，當(dāng)一個(gè)成熟識(shí)別器不能在規(guī)定的期限內(nèi)識(shí)別出Nonself，說(shuō)明該識(shí)別器并不是理想的識(shí)別器，應(yīng)該被去掉；另一個(gè)參數(shù)是記憶計(jì)數(shù)器，每當(dāng)成熟識(shí)別器識(shí)別出一個(gè)異形模式，則該計(jì)數(shù)器自動(dòng)增加，當(dāng)超過預(yù)先設(shè)定好的閥值時(shí)，說(shuō)明該成熟識(shí)別器具有較高的識(shí)別效率，因此將其作為記憶識(shí)別器加入到成熟識(shí)別器集合中。這樣，識(shí)別器集合具有了多層次性。同時(shí)，為了適應(yīng)Self和Nonself的動(dòng)態(tài)變化，用新增的抗原對(duì)成熟識(shí)別器進(jìn)行再選擇，去掉那些不再有用的識(shí)別器，以降低偽肯定率(誤判)。

算法描述：首先初始化識(shí)別器種群，計(jì)算種群中每個(gè)檢測(cè)器的適應(yīng)值，在適應(yīng)值高的檢測(cè)器中隨便選擇兩個(gè)檢測(cè)器進(jìn)行克隆繁殖產(chǎn)生子檢測(cè)器，讓子檢測(cè)器通過一個(gè)否定選擇過程去掉那些能夠識(shí)別自體的檢測(cè)器，這樣就得到了成熟的檢測(cè)器集合。下面是另一個(gè)再選擇過程，因?yàn)槲覀儎?dòng)態(tài)的增加了自體或非自體，所以有必要對(duì)成熟的檢測(cè)器進(jìn)行一次再選擇過程，通過再選擇過程的檢測(cè)器經(jīng)過監(jiān)測(cè)而達(dá)到激活閥值的就激活，而沒達(dá)到激活閥值的就等待或者死亡。論文格式，否定選擇。

算法分析：算法能動(dòng)態(tài)的適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠根據(jù)環(huán)境的要求動(dòng)態(tài)的優(yōu)化檢測(cè)器。而在檢測(cè)器通過初次選擇成為成熟檢測(cè)器后又通過一個(gè)再選擇過程，這個(gè)過程能很好的配合動(dòng)態(tài)新增自體或非自體，因?yàn)槊看蝿?dòng)態(tài)新增加了自體或者非自體后原來(lái)的一些檢測(cè)器可能會(huì)改變它的屬性，如原來(lái)合格的成熟檢測(cè)器可能因?yàn)樾略鲎泽w而變?yōu)闊o(wú)效檢測(cè)器，這個(gè)在選擇過程就能夠把它過濾掉，從而能在保持誤報(bào)率不變的基礎(chǔ)上提高檢測(cè)率。論文格式，否定選擇。

結(jié)束語(yǔ)

由于遺傳算法的特點(diǎn)，靜態(tài)克隆選擇算法產(chǎn)生的檢測(cè)器有可能是無(wú)效檢測(cè)器，所以本文提出了一種多層動(dòng)態(tài)克隆選擇算法，對(duì)每次動(dòng)態(tài)克隆的新檢測(cè)器再次檢測(cè)，判斷其有效性，從而過濾掉無(wú)效低檢測(cè)器但是本算法也增加了算法的復(fù)雜度，這也是日后需要改進(jìn)的地方。

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篇9

1　生物學(xué)哲學(xué)的再定位

費(fèi)爾巴哈在談到哲學(xué)的改造時(shí)說(shuō)過：“哲學(xué)必須重新與自然科學(xué)結(jié)合，自然科學(xué)必須重新與哲學(xué)結(jié)合”。這是一種“建立在相互需要和內(nèi)在必然性上面的結(jié)合”。〔1〕自然科學(xué)構(gòu)成了哲學(xué)的基礎(chǔ)， 生物科學(xué)是這個(gè)基礎(chǔ)中不可或缺的組成部分。如同所有其他科學(xué)一樣，生物科學(xué)也深深受到哲學(xué)的理論思維和方法的影響。生物學(xué)哲學(xué)作為連結(jié)哲學(xué)與生物學(xué)的橋梁和中介，對(duì)二者的重新結(jié)合起著十分重要的作用。從學(xué)科建設(shè)的角度看，這門學(xué)科的存在和發(fā)展，既須以實(shí)證科學(xué)知識(shí)特別是生物科學(xué)的知識(shí)材料為基礎(chǔ)，跟上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐；又要汲取哲學(xué)研究的積極成果，適應(yīng)當(dāng)代哲學(xué)變革的需要。

就學(xué)科性質(zhì)而言，一般認(rèn)為生物學(xué)哲學(xué)屬于科學(xué)哲學(xué)體系中的一個(gè)分支學(xué)科。《大英百科全書》第15版所列《自然哲學(xué)》條目將關(guān)于自然的實(shí)際特征問題作為實(shí)在來(lái)進(jìn)行考察，并分為物理學(xué)哲學(xué)和生物學(xué)哲學(xué)兩個(gè)部門。不過這里對(duì)“自然哲學(xué)”一詞的使用，有別于以往的傳統(tǒng)自然哲學(xué)，而是“作為對(duì)科學(xué)哲學(xué)的補(bǔ)充”。如所周知，西方科學(xué)哲學(xué)是以科學(xué)為研究對(duì)象，主要論述科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論問題。維也納學(xué)派的創(chuàng)立者M(jìn).石里克的自然哲學(xué)也是作為一種科學(xué)哲學(xué)，一種探討哲理的科學(xué)方法。他申明自然哲學(xué)的任務(wù)在于解釋自然科學(xué)命題的意義，自然哲學(xué)是一種旨在考察自然定律的意義的活動(dòng)。在其自然哲學(xué)講稿中關(guān)于生物哲學(xué)的分析，便是從有機(jī)自然現(xiàn)象也一定要由定律來(lái)描述這一點(diǎn)出發(fā)，來(lái)討論生物學(xué)中的機(jī)械論與活力論問題。

在科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中，除了一般科學(xué)哲學(xué)，還興起了特定學(xué)科的科學(xué)哲學(xué)，自本世紀(jì)初以來(lái)主要是物理科學(xué)哲學(xué)。傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)帶有片面的物理主義傾向，認(rèn)為運(yùn)用物理方法能夠?qū)@個(gè)世界作出絕對(duì)完全的描述，世界上發(fā)生的每一事件均可用物理語(yǔ)言來(lái)描述。物理主義最熱烈的倡導(dǎo)者、分析哲學(xué)的主要代表人物之一的R.卡爾納普聲言：“如果根據(jù)物理語(yǔ)言的普遍性，把物理語(yǔ)言用作科學(xué)的系統(tǒng)語(yǔ)言，那么，所有的科學(xué)都會(huì)成為物理學(xué)。……實(shí)際上只有一種客體，那就是物理事件。在這物理事件范圍內(nèi)，規(guī)律是無(wú)所不包的”。〔2 〕石里克也同意物理主義的觀點(diǎn)，他僅僅基于量的方面的考慮而得出結(jié)論：“對(duì)于自然哲學(xué)而言，有機(jī)體不過就是一些特殊的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，它們被包含在物理世界圖像的完美和諧的秩序之中”。〔3〕

傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)把研究重點(diǎn)放在物理學(xué)的定律和理論上，把它們看作科學(xué)的結(jié)構(gòu)和邏輯的范例。之所以這樣是有其深遠(yuǎn)的科學(xué)背景的。自牛頓實(shí)現(xiàn)了力學(xué)中第一次偉大綜合，此后，經(jīng)典物理學(xué)的各個(gè)分支日趨完善，牛頓的機(jī)械綱領(lǐng)左右了近代科學(xué)和哲學(xué)的發(fā)展。本世紀(jì)初以相對(duì)論和量子力學(xué)的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，是物理學(xué)發(fā)展中的重大突破，也是對(duì)科學(xué)哲學(xué)的有力推動(dòng)。邏輯經(jīng)驗(yàn)主義的主要代表H.萊辛巴赫所著《量子力學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)》一書，就是通過對(duì)量子力學(xué)的科學(xué)成果的分析，闡釋了他關(guān)于知識(shí)的性質(zhì)、客觀實(shí)在以及因果性等問題的見解。多年來(lái)，科學(xué)哲學(xué)的研究植根于邏輯學(xué)、數(shù)學(xué)及物理學(xué)定律，重視對(duì)物理理論的分析而忽略了生物學(xué)。正如在科學(xué)哲學(xué)家的視野內(nèi)，有機(jī)生命及其進(jìn)化只不過是世界科學(xué)圖景中的一個(gè)次要因素；在科學(xué)哲學(xué)的殿堂中，生物學(xué)哲學(xué)也是處于比較次要的從屬的地位。這種狀況只是到本世紀(jì)中葉以后才開始改觀。隨著分子生物學(xué)所取得一系列新進(jìn)展，導(dǎo)致了生物學(xué)的革命，生命科學(xué)作為最激動(dòng)人心的科學(xué)領(lǐng)域躍居到自然科學(xué)的前沿，對(duì)現(xiàn)代整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)的影響也日益顯著。由于引入數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的理論、方法和新的技術(shù)手段，現(xiàn)代生物學(xué)的研究領(lǐng)域得以向微觀和宏觀層次不斷延伸擴(kuò)大，并愈來(lái)愈趨向系統(tǒng)的復(fù)雜性，向揭開物質(zhì)世界最復(fù)雜最高級(jí)的系統(tǒng)——大腦的奧秘進(jìn)軍。生物學(xué)研究的課題愈來(lái)愈帶有根本性，當(dāng)今自然科學(xué)的研究重點(diǎn)正在轉(zhuǎn)向研究生命本身。對(duì)生命現(xiàn)象的深入探索，增強(qiáng)了人們對(duì)生物學(xué)的哲學(xué)興趣，并促使科學(xué)哲學(xué)向新的研究方向轉(zhuǎn)變。在這方面，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的主要建筑師之一E.邁爾作出了開創(chuàng)性的工作，他致力于建立生物學(xué)的新哲學(xué)，強(qiáng)調(diào)這樣一種新的科學(xué)哲學(xué)必須放棄對(duì)僵化的本質(zhì)論和決定論的依附，必須將科學(xué)概念加以擴(kuò)展、不僅包括物理科學(xué)的而且還包括生物科學(xué)的原理和概念。

傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)還帶有專注于純科學(xué)領(lǐng)域的局限。國(guó)外學(xué)術(shù)界在討論醫(yī)學(xué)哲學(xué)與科學(xué)哲學(xué)的關(guān)系這一論題時(shí)，已有學(xué)者指出，從歷史上看，科學(xué)哲學(xué)家往往不到自然科學(xué)領(lǐng)域外面去尋找對(duì)科學(xué)的定律、解釋和理論的洞察力以確定理論演變的進(jìn)程，而是將自己限制于純科學(xué)形式中，一直忽視和輕視象工程學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)這樣的應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)由于傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)僅僅局限于從“內(nèi)部”考察科學(xué)，忽視了科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間的互動(dòng)關(guān)系，這種狹窄的科學(xué)觀不可能得出真正有洞察力的答案。傳統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)在研究視野上的這些缺陷，對(duì)后來(lái)興起的生物學(xué)哲學(xué)也產(chǎn)生了某種程度的影響。

固然，科學(xué)哲學(xué)主要是把科學(xué)作為知識(shí)體系，對(duì)之進(jìn)行認(rèn)識(shí)論和方法論的研究，但是認(rèn)識(shí)的最終目的不是知識(shí)本身，而是改造世界的實(shí)踐活動(dòng)。對(duì)科學(xué)的哲學(xué)反思也不能脫離它所固有的實(shí)踐本性。在科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)走向一體化的現(xiàn)時(shí)代，尤有必要拓寬科學(xué)哲學(xué)的領(lǐng)域，開展實(shí)用性的或應(yīng)用性的研究，并將科學(xué)哲學(xué)研究同科技發(fā)展的社會(huì)研究結(jié)合起來(lái)。作為實(shí)用科學(xué)的農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)與作為基礎(chǔ)科學(xué)的生物學(xué)之間的聯(lián)系極其密切，它們都屬于生命科學(xué)的范疇。在生命科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，理應(yīng)包括對(duì)這些應(yīng)用學(xué)科的理論和實(shí)踐的哲學(xué)研究。以分子生物學(xué)為依托的生物技術(shù)，將成為醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的主導(dǎo)技術(shù)，并將引起醫(yī)學(xué)革命和第三次農(nóng)業(yè)革命。生物技術(shù)的“每一個(gè)創(chuàng)新，每一個(gè)技術(shù)妙舉，每一個(gè)概念上的困難的解決，都使得需要一種確定的生物學(xué)哲學(xué)變得更加顯著，并且目前正在朝向這個(gè)目標(biāo)發(fā)展”。〔4〕

21世紀(jì)將是生物學(xué)世紀(jì)。可以預(yù)期，未來(lái)世紀(jì)生命科學(xué)的巨大進(jìn)展及其革命性變化，必然要求生物學(xué)哲學(xué)在已有研究基礎(chǔ)上，無(wú)論從理論框架到研究?jī)?nèi)容到論題范圍都要有所突破。要盡力吸收、消化生命科學(xué)的最新成就，以正確的世界觀和方法論為指導(dǎo)作出新的哲學(xué)概括，提出新的理論觀點(diǎn)及發(fā)展生物科學(xué)技術(shù)的戰(zhàn)略選擇，這些可謂生物學(xué)哲學(xué)學(xué)科建設(shè)的題中應(yīng)有之義。

2　拓展和深化生物學(xué)發(fā)展新形勢(shì)下的生物學(xué)哲學(xué)研究

以下試從生物科學(xué)發(fā)展的規(guī)律性、生物學(xué)規(guī)律與物理規(guī)律的關(guān)系以及生物學(xué)規(guī)律與社會(huì)規(guī)律的關(guān)系三方面談點(diǎn)淺見。

（1）“自然科學(xué)現(xiàn)在已發(fā)展到如此程度， 以致它再也不能逃避辯證的綜合了”。〔5〕恩格斯在上個(gè)世紀(jì)80年代作出的這一論斷， 揭示了辯證思維對(duì)于了解科學(xué)事實(shí)的辯證性質(zhì)的必要性，這也為后來(lái)自然科學(xué)本身的發(fā)展所證實(shí)。

近現(xiàn)代自然科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)是由經(jīng)驗(yàn)分析進(jìn)到辯證綜合，這在生物學(xué)的發(fā)展中表現(xiàn)得十分明顯。自本世紀(jì)二、三十年代起，在生物學(xué)范圍內(nèi)開始出現(xiàn)一些學(xué)科的綜合趨勢(shì)。早期的兩大綜合，一個(gè)是以胚胎學(xué)為中心，將之與細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)綜合起來(lái)，形成統(tǒng)一的發(fā)育觀點(diǎn)；另一個(gè)是以進(jìn)化論為中心，將達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)與群體遺傳學(xué)相結(jié)合，發(fā)展為一個(gè)有巨大闡明力的學(xué)說(shuō)，即現(xiàn)代綜合進(jìn)化論。進(jìn)化的綜合范式取得了富有建設(shè)性的成果，如邁爾所說(shuō)，是在有關(guān)的學(xué)科之間找到了一種共同語(yǔ)言并澄清了許多進(jìn)化問題和作為其基礎(chǔ)的各種概念。但是這一范式仍是不完善的，還有不少尚未解決的問題。它不僅受到一些批評(píng)家的非難和質(zhì)疑，就是在達(dá)爾文主義者之間也依然存在某些意見分歧。更完全的綜合始于本世紀(jì)50年代中后期誕生的分子生物學(xué)，它是生物化學(xué)、微生物學(xué)和遺傳學(xué)等學(xué)科相互融合的產(chǎn)物，其主要目標(biāo)之一是試圖將大量的生物功能與分子水平上發(fā)生的事件聯(lián)系起來(lái)。分子生物學(xué)的核心——分子遺傳學(xué)，在信息大分子的結(jié)構(gòu)、功能及相互關(guān)系的基礎(chǔ)上來(lái)研究生物的遺傳與變異。按照生物學(xué)史家G.E.艾倫的說(shuō)法，J.沃森和F.克里克的工作，把信息學(xué)派、結(jié)構(gòu)學(xué)派和生化學(xué)派對(duì)遺傳（甚至擴(kuò)展到整個(gè)生物學(xué)）的問題的研究統(tǒng)一起來(lái)了。作為一個(gè)新的遺傳學(xué)范式，分子遺傳學(xué)的范式補(bǔ)充和修正了（不是取代）進(jìn)化綜合范式，推動(dòng)了關(guān)于進(jìn)化過程中基因的變化和調(diào)節(jié)機(jī)制等問題的研究。著眼于分子水平上的進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)同著眼于表型進(jìn)化的自然選擇學(xué)說(shuō)，也應(yīng)看作是一種互補(bǔ)關(guān)系而非互相否定。現(xiàn)代分子生物學(xué)在進(jìn)化研究方面的認(rèn)識(shí)成果向人們昭示，一種完整的進(jìn)化理論的建立，期待著傳統(tǒng)的進(jìn)化生物學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)現(xiàn)新的綜合。更進(jìn)一步看，生物進(jìn)化是種系發(fā)生和個(gè)體發(fā)育的辯證統(tǒng)一過程，對(duì)進(jìn)化的深層認(rèn)識(shí)，必須解開發(fā)育之謎這個(gè)世紀(jì)難題，以闡明個(gè)體發(fā)育中基因在多層次水平上的程序控制機(jī)理。由于分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)的結(jié)合，把發(fā)育生物學(xué)推向前臺(tái)，將成為21世紀(jì)生命科學(xué)的新主角。據(jù)中科院未來(lái)生物學(xué)預(yù)測(cè)研究組預(yù)測(cè)，在分子水平上使遺傳、發(fā)育和進(jìn)化的統(tǒng)一成為可能，這將是未來(lái)生物學(xué)的主要理論任務(wù)之一。由這三者統(tǒng)一所導(dǎo)致的理論大綜合，蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想。從哲學(xué)認(rèn)識(shí)論和方法論上對(duì)之進(jìn)行理論概括，也應(yīng)成為未來(lái)生物學(xué)哲學(xué)的主要理論任務(wù)之一。

“分久必合”。生物學(xué)中的這種綜合趨勢(shì)還在繼續(xù)。一些生物學(xué)家預(yù)言，面向21世紀(jì)的生命科學(xué)，必然是各學(xué)科相互滲透與相互交融的“大生物學(xué)”時(shí)代。“大生物學(xué)”要求辯證地綜合與不同組織水平相關(guān)的各門學(xué)科所積累的科學(xué)事實(shí)，建立起一般的生命理論，發(fā)展統(tǒng)一的生物學(xué)原理。多種學(xué)科的綜合，反映了生物現(xiàn)象的相互聯(lián)系和科學(xué)概念、方法論準(zhǔn)則的統(tǒng)一。結(jié)合生物學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展的內(nèi)在邏輯的考察，對(duì)生物學(xué)理論的相互關(guān)系（特別是理論的概念結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換、理論范式的確立和更替）進(jìn)行哲學(xué)分析，能為我們提供有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展規(guī)律性的新的認(rèn)識(shí)。

（2）在生物學(xué)哲學(xué)的討論中， 爭(zhēng)議較多而且也是懸而未決的一個(gè)理論問題是關(guān)于生物學(xué)的自主性問題。具體言之，生物學(xué)的概念與規(guī)律能否在某種意義上“還原”為物理學(xué)和化學(xué)的概念與規(guī)律？生物學(xué)家運(yùn)用的解釋型式（例如歷史的解釋或目的論的解釋）在物理科學(xué)中是否相宜？在生物系統(tǒng)中顯示的某些現(xiàn)象是否也在無(wú)機(jī)系統(tǒng)中顯現(xiàn)或有重大差異？等等這樣一些有關(guān)生物學(xué)和物理學(xué)的聯(lián)系究竟是什么的問題， 被A. 羅森伯格稱之為“生物學(xué)哲學(xué)的中心問題”（《生物科學(xué)的結(jié)構(gòu)》）。根據(jù)對(duì)這個(gè)問題的不同回答而形成了“自主論”與“分支論”兩派涇渭分明的理論觀點(diǎn)。這種分野在歷史上的表現(xiàn)形式是活力論與機(jī)械論的對(duì)立，在現(xiàn)代則主要是所謂反還原論與還原論的爭(zhēng)論。

從本體論方面說(shuō)，討論物理化學(xué)的實(shí)體和過程是否構(gòu)成所有生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)，這實(shí)質(zhì)上就是高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式與低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的相互關(guān)系問題。如果把生命運(yùn)動(dòng)形式同物理化學(xué)的運(yùn)動(dòng)形式混同起來(lái)，甚至完全否定生命運(yùn)動(dòng)在質(zhì)上的特殊性，這種本體論上的極端還原論傾向在哲學(xué)上和生物學(xué)上都是不可取的。相反，如果把生命運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特性絕對(duì)化，忽視其與其他運(yùn)動(dòng)形式之間的包容關(guān)系和發(fā)生學(xué)聯(lián)系，這種傾向同樣是不可取的。以辯證唯物主義的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式觀為指南，依據(jù)科學(xué)認(rèn)識(shí)的新成果，將能通過闡明生命運(yùn)動(dòng)和低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式存在的聯(lián)系和連續(xù)性而更深入地揭示其本質(zhì)。

從方法論方面說(shuō)，在生物學(xué)中通過把復(fù)雜現(xiàn)象分解為更為簡(jiǎn)單的組成部分進(jìn)行研究，最終在物理化學(xué)層次上——分子層次上——作出說(shuō)明，這也即還原論作為方法論的功能。分子生物學(xué)正是運(yùn)用物理化學(xué)的還原方法來(lái)分析生命活動(dòng)的基本過程，才獲得了劃時(shí)代的成就。這被譽(yù)為還原論的勝利。但是也要看到，生物學(xué)中還原方法的應(yīng)用是有其局限性的。研究表明，生物體是一個(gè)多層次的、有組織的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中各個(gè)組成部分和整體具有多方面的相互作用。生物體的整體性不能建筑在來(lái)自于各個(gè)部分的分子碎片之上，分子參與組織的整體，它們的轉(zhuǎn)移和復(fù)制是整體的全部功能的結(jié)果。本世紀(jì)下半葉以來(lái)系統(tǒng)科學(xué)和非線性科學(xué)的發(fā)展，為探索生命系統(tǒng)的復(fù)雜性提供了新的科學(xué)思想和科學(xué)方法。還原論方式的自下而上的決定原則即較低層次決定較高層次的原則，同系統(tǒng)整體思維方式的自上而下的決定原則即較高層次決定較低層次的原則，二者既相互對(duì)立又相互依賴，它反映了部分與整體的辯證法。合理地結(jié)合這兩種決定原則，應(yīng)是生物學(xué)進(jìn)一步闡明生命機(jī)制及其規(guī)律性的研究戰(zhàn)略。

（3）在當(dāng)代， 從自然科學(xué)奔向社會(huì)科學(xué)的強(qiáng)大潮流已成為不可遏止之勢(shì)。由于生物學(xué)革命對(duì)自然和人類社會(huì)生活產(chǎn)生的廣泛影響，凸顯了人的自然基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ)的統(tǒng)一問題。與此相應(yīng)，生物科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的綜合性研究也成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。加拿大哲學(xué)家M.魯斯在其《生物學(xué)哲學(xué)》一書中宣稱，未來(lái)的社會(huì)科學(xué)將和生物學(xué)結(jié)合起來(lái)，社會(huì)學(xué)將把生物學(xué)的成果包括在自己的理論中，研究這種結(jié)合會(huì)提供許多有意義的東西。從現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展可以看到，生物科學(xué)領(lǐng)域的一些學(xué)科（如遺傳學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)、生態(tài)學(xué)等）與社會(huì)學(xué)、人類學(xué)、倫理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及政治學(xué)等學(xué)科的滲透、融合，不僅加深了人們對(duì)自然界和人類自身的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也啟迪了對(duì)生物學(xué)規(guī)律和社會(huì)規(guī)律二者相互關(guān)系的哲學(xué)思考。如生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)作為生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)交叉發(fā)展起來(lái)的一門邊緣學(xué)科，主要是闡明生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互作用所形成的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和發(fā)展的客觀規(guī)律。而生物政治學(xué)則旨在用生物學(xué)的概念、原理和方法來(lái)研究政治行為，借以探索社會(huì)政治生活的本質(zhì)及其規(guī)律。在橫跨生物科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的眾多交叉學(xué)科中，1975年由美國(guó)動(dòng)物學(xué)家E.威爾遜在其巨著《社會(huì)生物學(xué)：新的綜合》中所倡導(dǎo)并加以重新解釋的社會(huì)生物學(xué)引起了很大反響。這是一門系統(tǒng)研究一切動(dòng)物（包括人類在內(nèi)）的社會(huì)行為的生物學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)科，其核心在于承認(rèn)基因是遺傳和自然選擇的基本單位，一切社會(huì)行為均有其特殊的遺傳結(jié)構(gòu)。威爾遜和C.拉姆斯登還進(jìn)行了更為廣泛的概括，在他們所著《基因、理性和變化》（1981）中提出基因—文化互作進(jìn)化論，認(rèn)為整個(gè)人類文化領(lǐng)域在一定程度上依賴于遺傳控制。學(xué)術(shù)界對(duì)社會(huì)生物學(xué)褒貶不一，圍繞它所提出的人類行為的遺傳決定問題展開了激烈的爭(zhēng)論。這場(chǎng)爭(zhēng)論遠(yuǎn)未完結(jié)，它所涉及的生物進(jìn)化與文化進(jìn)化的關(guān)系、社會(huì)生物學(xué)的哲學(xué)意義以及如何正確評(píng)價(jià)這一學(xué)說(shuō)等問題也是生物學(xué)哲學(xué)研究的課題。

生物學(xué)與社會(huì)相互作用的一個(gè)引人注目的方面，表現(xiàn)為生物技術(shù)研究對(duì)倫理觀的沖擊和基因工程的社會(huì)控制及其倫理調(diào)節(jié)。生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在造福人類的同時(shí)也引發(fā)出許多社會(huì)倫理問題，向傳統(tǒng)的倫理道德觀念提出了新的挑戰(zhàn)。舉醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，由于醫(yī)學(xué)技術(shù)以人作為直接作用對(duì)象，它所引發(fā)的倫理問題更為突出。自本世紀(jì)六、七十年代以來(lái)，國(guó)外醫(yī)學(xué)界關(guān)于死亡標(biāo)準(zhǔn)、器官移植、安樂死、重組DNA 技術(shù)以及人工生育技術(shù)種種問題的倫理學(xué)爭(zhēng)論，無(wú)不反映了傳統(tǒng)倫理觀的困惑和人類面臨的倫理學(xué)上的選擇。在當(dāng)代新科技革命條件下，隨著生物高技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的倫理道德難題。被稱為生物學(xué)領(lǐng)域的第一“大科學(xué)”的人類基因組工程，無(wú)疑會(huì)深化人類對(duì)自身結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，但這項(xiàng)研究也將面臨與倫理觀念相悖的嚴(yán)峻形勢(shì)。例如，由檢測(cè)基因產(chǎn)生的侵犯?jìng)€(gè)人健康隱私權(quán)問題。當(dāng)今在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注的克隆綿羊“多利”的出世，更是激起了一場(chǎng)有關(guān)其應(yīng)用前景和倫理意義的大爭(zhēng)論。人能否克隆？在人身上重現(xiàn)這一成就或者創(chuàng)造新的生命形式（如人獸混合體）是否合乎倫理？未來(lái)的生命科學(xué)技術(shù)怎樣與社會(huì)協(xié)調(diào)？是否應(yīng)該著手進(jìn)行人種改造的選擇？站在生物學(xué)哲學(xué)的高度，我們將如何回答這些問題？

參考文獻(xiàn)

[1]費(fèi)爾巴哈：《費(fèi)爾巴哈哲學(xué)著作選集》，上卷，商務(wù)印書館， 1984，第118頁(yè)。

[2]洪謙主編：《邏輯經(jīng)驗(yàn)主義》，下卷，商務(wù)印書館，1984， 第476頁(yè)。

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[4]金吾侖選編：《自然觀與科學(xué)觀》，知識(shí)出版社，1985， 第30頁(yè)。

篇10

【關(guān)鍵詞】自主論/還原論/生命現(xiàn)象/解釋/遺傳信息

【正文】

1．目的性解釋或功能解釋的方式是概念自主性的邏輯延伸

如果承認(rèn)生物學(xué)理論具有自主性，那么理論自主性的根本在于概念的自主性，即存在所謂不能用物理——化學(xué)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行描述和定義的概念。生物學(xué)理論自主性的另一表現(xiàn)——理論體系的目的性解釋或功能解釋方式，是概念自主性的邏輯延伸。另一方面，生物學(xué)理論中僅存在自主性概念并不必然導(dǎo)致目的性解釋或功能解釋，例如，孟德爾遺傳學(xué)、公里化處理后的群體遺傳學(xué)和進(jìn)化論的演繹體系(1)，其中所有的概念都沒有與物理——化學(xué)發(fā)生關(guān)聯(lián)，都是自主的，只有在一個(gè)體系中，例如，以分子生物學(xué)為主體的現(xiàn)代生物學(xué)，存在自主性概念的同時(shí)，又存在物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念，并且，二者都處于解釋起點(diǎn)的位置，才必然導(dǎo)致目的性解釋或功能解釋的理論結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)成為融合自主性概念與物理——化學(xué)概念為一體的方案。就現(xiàn)代分子生物學(xué)來(lái)說(shuō)，其中的物理——化學(xué)概念所描述的是生命現(xiàn)象中的分子及其行為，而自主性概念所描述和推演的是我們宏觀經(jīng)驗(yàn)的生命現(xiàn)象本身，這二者之間，從概念的構(gòu)造和體系的建立的過程來(lái)說(shuō)，分屬兩套邏輯體系，因而它們之間沒有邏輯演繹的導(dǎo)出關(guān)系(2)，同時(shí)，由于生命現(xiàn)象的復(fù)雜性（即使假定把它描述成所謂的因果反饋網(wǎng)絡(luò)是可行的方案），難于形成一個(gè)由前者到后者的歷史演化的因果決定性的理論描述，剩下來(lái)將二者結(jié)合在一個(gè)理論中的唯一方案就是目的性解釋或功能性解釋的方式。由此形成的體系中，自主性概念（如遺傳信息）處于核心地位，物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念（如DNA，蛋白質(zhì)）是附屬的。現(xiàn)代還原論（或稱分支論，企圖將生物學(xué)作為物理科學(xué)的一個(gè)分支）對(duì)生物學(xué)理論的目的性解釋或功能解釋方式的一切責(zé)難，以及將其變換為演繹解釋方式的企圖，如果不首先化解概念的自主性問題，將是徒勞的。

從生物學(xué)理論的客觀構(gòu)建過程來(lái)說(shuō)，這些“自主性概念”是直接從生命現(xiàn)象中認(rèn)定的，因而也是無(wú)機(jī)世界所沒有的。在自主論看來(lái)，無(wú)論站在什么角度或立場(chǎng)上，“自主性概念”是理論中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解說(shuō)其它現(xiàn)象的起點(diǎn)；而在還原論看來(lái)，從物理——化學(xué)的立場(chǎng)或從無(wú)機(jī)界與生命界的關(guān)系的角度來(lái)看，“自主性概念”是復(fù)合的，應(yīng)由物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念復(fù)合而成，因而它們就不應(yīng)是理論中最基本的元素。我們順著還原論的思路思考下去，還原，就是最終由物理學(xué)中的概念邏輯地演繹“自主性概念”的內(nèi)涵。物理學(xué)中所有概念都終究歸結(jié)為可感知、可操作的三個(gè)量綱：質(zhì)量、空間、時(shí)間。物理科學(xué)內(nèi)部的還原都是這種歸結(jié)：對(duì)熱質(zhì)的否定并把熱現(xiàn)象歸結(jié)為能、溫度歸結(jié)為分子的平均動(dòng)能，從化學(xué)到量子力學(xué)等等，著名的“熵”，則以熱量與溫度的關(guān)系來(lái)表示，在申農(nóng)創(chuàng)立了信息論之后，人們便千方百計(jì)地尋找“信息”與物理學(xué)的關(guān)系，勉強(qiáng)將其與“熵”聯(lián)系起來(lái)。從有限的意義上說(shuō)，分子生物學(xué)還原了經(jīng)典遺傳學(xué)，將基因還原為DNA和“遺傳信息”，而“遺傳信息”如何進(jìn)一步歸結(jié)為物理學(xué)的量綱呢？“遺傳信息”是一系列生命過程的整體賦予DNA等生物大分子行為以生物學(xué)意義的概念，也就是說(shuō)在解釋的邏輯次序上整體在先，元素在后，這是“遺傳信息”這一概念的自主性的來(lái)源。因此，分子生物學(xué)的還原僅是有限意義上的還原，甚至不能說(shuō)是還原，因?yàn)樗鼉H僅是以一個(gè)自主性概念（遺傳信息）解說(shuō)了另一個(gè)自主性概念（基因），而“遺傳信息”已成為現(xiàn)代生物學(xué)的研究范式或綱領(lǐng)的核心。因此，現(xiàn)代分子生物學(xué)并沒有給還原論以支持，而且具有反作用，因?yàn)椋绻f(shuō)經(jīng)典遺傳學(xué)是一個(gè)演繹體系因而在這一點(diǎn)符合還原論的要求，那么分子生物學(xué)由于“自主性概念”與物理——化學(xué)概念的混合而具有了目的性解釋和功能解釋框架的特征，這成為生物學(xué)理論自主性的表現(xiàn)特征之一。

現(xiàn)代自主論正是從分子生物學(xué)的這些自主性特征出發(fā)，聲明了自己的原則和立場(chǎng)。

2．現(xiàn)代自主論的原則及其本體論基礎(chǔ)

從活生生的生命現(xiàn)象中直接認(rèn)定一些概念，從而它們獨(dú)立于無(wú)機(jī)界，有別于物理——化學(xué)語(yǔ)言，使建立在這樣的概念之上的理論具有自主性，最極端的例子是本世紀(jì)初的生理學(xué)家杜里舒（H·Driesch）將“活力”概念科學(xué)化和理論化，使它成為邏輯解釋的起點(diǎn)；孟德爾到摩爾根所構(gòu)造的經(jīng)典遺傳學(xué)中的“基因”，也是直接以生命現(xiàn)象以及從中所獲得的數(shù)據(jù)為根據(jù)認(rèn)定的有別于物理——化學(xué)的概念。本世紀(jì)六十年代，分子遺傳學(xué)將“基因”用DNA分子片段代替，使人們一度認(rèn)為生物學(xué)的自主性是一種虛幻的認(rèn)識(shí)，遲早會(huì)消失的。但是，并非DNA分子片段唯一地代替了基因，而是DNA分子與“遺傳信息”二者一起來(lái)解釋基因。“遺傳信息”又是直接來(lái)源于生命現(xiàn)象的概念，僅就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，分子生物學(xué)仍然具有自主性。這是現(xiàn)代生物學(xué)自主論的根據(jù)。

現(xiàn)代自主論的主要論點(diǎn)是生物學(xué)完全有根據(jù)形成自主的概念，“自主”意味著不能由物理——化學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)分解或描述或定義。為了區(qū)別于分子生物學(xué)誕生之前的生機(jī)論或活力論，現(xiàn)代自主論提出以下原則：將生物學(xué)能否還原為物理科學(xué)與能否用物質(zhì)原因闡釋生命現(xiàn)象嚴(yán)格區(qū)分為兩個(gè)問題。(3)這個(gè)原則所要強(qiáng)調(diào)的是，物理——化學(xué)并不是對(duì)物質(zhì)世界的唯一表述方式，關(guān)于生命有機(jī)體自身的物質(zhì)原因的表述（生物學(xué)理論）則是另一種關(guān)于物質(zhì)世界的理論表述方式，二者之間不存在邏輯蘊(yùn)涵或邏輯導(dǎo)出關(guān)系。生物學(xué)還原為物理科學(xué)，其嚴(yán)格意義是以物理——化學(xué)的概念和定律來(lái)解釋生命現(xiàn)象，從而推演生物學(xué)理論。僅從概念的層次來(lái)說(shuō)，完全用物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)描述或定義生物學(xué)概念，已經(jīng)非常苛刻而至今遠(yuǎn)未做到。現(xiàn)代自主論“用物質(zhì)的原因闡釋生命現(xiàn)象”則寬松得多，實(shí)際上，分子生物學(xué)就是這樣，以生命大分子組成，再加上遺傳信息、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及選擇、穩(wěn)定等諸多生物學(xué)獨(dú)有的自主性概念，成功地闡釋了從功能到進(jìn)化的許多生命現(xiàn)象和活動(dòng)。這是一個(gè)非常實(shí)際的原則，既可以擺脫科學(xué)史上令人厭惡的“活力”糾纏，又沒有象還原論那樣自套枷鎖。

雖然如此，如果深究這一原則，則存在以下問題：

第一，現(xiàn)代自主論所稱的具有自主性的生物學(xué)概念的認(rèn)知來(lái)源無(wú)疑仍是對(duì)生命現(xiàn)象的直接認(rèn)定，因此，在還原論或分支論那里應(yīng)該是純粹的解釋對(duì)象的生命現(xiàn)象，在此成為認(rèn)知和解釋的起點(diǎn)。至少在這一點(diǎn)上與“活力”概念是相同的；

第二，現(xiàn)代自主論的本意是，生命現(xiàn)象中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式為無(wú)機(jī)界所沒有，因而對(duì)這些運(yùn)動(dòng)方式、關(guān)系等可形成獨(dú)立于或自主于描述無(wú)機(jī)界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式的物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)、概念乃至規(guī)律、理論，作為解說(shuō)生命現(xiàn)象的前提。這種主張或可與當(dāng)下的生命現(xiàn)象或“功能生物學(xué)”(4)相諧調(diào)，但與科學(xué)界的一個(gè)基本承諾（也是一個(gè)從未被證實(shí)過的預(yù)設(shè)）相抵觸：生命來(lái)自于無(wú)機(jī)界。這意味著生命現(xiàn)象中的運(yùn)動(dòng)方式與無(wú)機(jī)界的運(yùn)動(dòng)方式有—個(gè)邏輯與歷史相統(tǒng)一的關(guān)系，描述它們的理論也應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的邏輯關(guān)系，因而自主性不應(yīng)該是必然的。

第三，在解釋上，“物質(zhì)的原因”中的“物質(zhì)”是指生命體組成，主要是生物大分子，因此在現(xiàn)代自主論看來(lái)，分子生物學(xué)在具有了自主性的同時(shí)，又具有了物質(zhì)性。而具體體現(xiàn)這種主張的分子生物學(xué)必然是自主性概念與物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念相“混合”的理論，其中，直接以生命現(xiàn)象作為實(shí)在性基礎(chǔ)的自主性概念占有主導(dǎo)地位，是理論的核心。“遺傳信息”規(guī)定了未來(lái)的藍(lán)圖，成為生物大分子所有行為的目的性基礎(chǔ)與源泉，(5)它以生物大分子自身的邏輯內(nèi)涵所沒有包容的、因而是外在的東西，來(lái)賦予生物大分子行為以生物學(xué)意義。這就使得DNA等生物大分子成為遺傳信息等概念的附庸，導(dǎo)致了目的性解釋或功能解釋方式(2)。這實(shí)際上僅僅一半是物質(zhì)的，而另一半?yún)s仍舊是“生機(jī)”的。這樣，與其說(shuō)是解釋生命現(xiàn)象，不如說(shuō)是在闡釋生命形式下的分子及行為。這樣的理論之所以被人們接受，其原因之一是人們接受了“生命來(lái)自于無(wú)機(jī)界”這個(gè)科學(xué)界中最基本的承諾之一，它已成為一種指導(dǎo)思想，給人們帶來(lái)了希望：遲早有一天我們可以使理論上的從無(wú)機(jī)到生命的邏輯與歷史上的從無(wú)機(jī)到生命的演化過程統(tǒng)一起來(lái)。因此，現(xiàn)代自主論的原則盡管與現(xiàn)代生物學(xué)相一致，但是，它卻與這樣一個(gè)重大的承諾不諧調(diào)。

第四，由此，我們可以做這樣的一個(gè)回顧：生機(jī)論以從生命現(xiàn)象中認(rèn)定的概念作為解釋的起點(diǎn)，可簡(jiǎn)略稱為“以‘生命’解釋生命”；還原論則基于近現(xiàn)代科學(xué)精神的要求，以描述無(wú)機(jī)界的概念為起點(diǎn)來(lái)解釋生命現(xiàn)象（即“以‘物質(zhì)’解釋生命”）；而現(xiàn)代自主論的原則和主張，在分子生物學(xué)的具體體現(xiàn)中，卻付出了這樣的代價(jià)：以自主性概念為核心規(guī)范了物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念，以此為解釋起點(diǎn)，但所解釋的并非是生命現(xiàn)象本身，而是分子的行為（盡管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解釋的是生物大分子的（物質(zhì)的）行為（即“以‘生命’解釋物質(zhì)”），“物質(zhì)原因”那部分所解釋的也仍是物質(zhì)，而非生命。

以上幾點(diǎn)，既是現(xiàn)代分子生物學(xué)理論體系中存在的哲學(xué)疑難，又是現(xiàn)代自主論的主張所存在的問題。現(xiàn)代自主論的原則是以現(xiàn)代生物學(xué)為其合理性依據(jù)的，它之所以堅(jiān)持這一原則，一方面是由于現(xiàn)代分子生物學(xué)的內(nèi)容的確如此，另一方面又企圖把這一原則固定為今后理論生物學(xué)構(gòu)建的指導(dǎo)性原則。這不由得使人想起了二千多年前亞里士多德的技巧，他不滿意柏拉圖在靈魂（生命）與肉體（物質(zhì)）之間設(shè)置的鴻溝，企圖找出生命過程與物理過程的密切聯(lián)系，同時(shí)又要界說(shuō)生命過程以表明與物理過程的區(qū)別，他構(gòu)造了“形式因”和“目的因”的概念來(lái)解決這一問題：一件東西賴以構(gòu)成的原料或物質(zhì)并沒有告訴我們它是什么，但賦予它以形式或目的，我們就可以根據(jù)它能做什么來(lái)說(shuō)明它。

進(jìn)一步的問題是本體論問題。現(xiàn)代自主論的優(yōu)勢(shì)在于現(xiàn)代生物學(xué)理論的形態(tài)和內(nèi)容確以一些自主的概念作為理論根基的，但它的本體論基礎(chǔ)卻不令人信服：“生物學(xué)自主性的本體論根據(jù)在于生命有機(jī)體這種體系中的因果關(guān)系是復(fù)雜的，其中，生命整體行為對(duì)部分的制約是無(wú)機(jī)界所沒有的。”(3)在此，存在著這樣的悖論：因果關(guān)系是對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)自主性的否定，而這里卻以因果關(guān)系（盡管是復(fù)雜的，但仍是因果關(guān)系）作為自主性的本體論基礎(chǔ)——前文分析了“一個(gè)理論體系中自主性概念與物理——化學(xué)概念同存并列作為解釋的最基本元素，必然導(dǎo)致目的性解釋或功能解釋的方式”，它的逆否命題便是“非目的性解釋（演繹的或因果關(guān)系的）體系不允許兩種概念混合并列為解釋的起點(diǎn)”，只能由一方還原另一方。那么，理論出現(xiàn)了“自主性”，到底是由于生命現(xiàn)象太復(fù)雜、純粹以無(wú)機(jī)界為起點(diǎn)因果地或演繹地解釋生命現(xiàn)象太困難而采取的權(quán)宜之計(jì)；還是由于存在著無(wú)機(jī)界所沒有的“制約”，因而生命現(xiàn)象在本體上具有“自主性”（自主于無(wú)機(jī)界、確切地說(shuō)自主于物理——化學(xué)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制），使生物學(xué)也具有了“自主性”？接下來(lái)就發(fā)生這樣的重大問題：本體上的自主性是什么？它與“活力”“生命力”的本質(zhì)區(qū)別是什么？現(xiàn)代自主論可以爭(zhēng)辯：生物學(xué)理論的自主性并不等同于生命現(xiàn)象具有自主性。但是，“整體對(duì)部分的制約”等諸如此類的現(xiàn)象如果在本體上不是自主的，而是與無(wú)機(jī)界有演化機(jī)制的因果關(guān)聯(lián)，又為何不能為物理——化學(xué)（包括未來(lái)的物理科學(xué)）所描述？除非承認(rèn)“科學(xué)的認(rèn)識(shí)方法是有限的和不完備的”以及進(jìn)一步承認(rèn)“人的認(rèn)知能力是極為有限的”這樣令人氣餒的命題，這又回到了“太困難而采取的權(quán)宜之計(jì)”上來(lái)。

因此，現(xiàn)代還原論固執(zhí)地堅(jiān)持以下兩點(diǎn)與現(xiàn)代自主論的原則以及生物學(xué)理論現(xiàn)實(shí)作對(duì)：第一，生命必須純粹地作為解釋對(duì)象，而不能在解釋之先從生命現(xiàn)象中預(yù)設(shè)某些概念作為解釋的起點(diǎn)，如果生物學(xué)理論中有這樣的概念，則它應(yīng)被分解為物理——化學(xué)的語(yǔ)言；由此，第二，用演繹的解釋方式轉(zhuǎn)換由于存在自主性概念而采用的目的性解釋或功能解釋方式。堅(jiān)持以上兩點(diǎn)，也即將生命現(xiàn)象作為純粹的解釋對(duì)象而從無(wú)機(jī)界來(lái)演繹，就意味著用“物質(zhì)的原因解釋生命”與“生物學(xué)還原”是同一個(gè)問題。由于這種理想主義的固執(zhí)，還原論所遭遇的困境甚于現(xiàn)代自主論。

3．現(xiàn)代還原論的困境

還原論的致命之處，主要不在于它反對(duì)現(xiàn)代自主論的原則，而在于反對(duì)現(xiàn)實(shí)的生物學(xué)理論的形式和內(nèi)容去追求一種不太切合實(shí)際的理想。對(duì)生物學(xué)理論中的目的性解釋和功能解釋的諸多責(zé)難及演繹還原的要求所依賴的合理性依據(jù)——解釋預(yù)言的檢驗(yàn)是經(jīng)驗(yàn)上可操作的，已隨著現(xiàn)代生物學(xué)的成功而煙消云散，因?yàn)槟康男越忉尰蚬δ芙忉尫绞酵瑯釉谠囼?yàn)上可檢驗(yàn)。面對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)的成功，以及還原所難以克服的諸多困難，再加上現(xiàn)代自主論強(qiáng)有力的批判和否定，現(xiàn)代還原論發(fā)現(xiàn)，剩下來(lái)可依賴的唯一合理性是哲學(xué)意義上的依據(jù)，即“生命來(lái)自于無(wú)機(jī)界”這一預(yù)設(shè)性和承諾性命題，我們不應(yīng)“以‘生命’解釋生命”，也不應(yīng)“以‘生命’解釋物質(zhì)”，合理的“解釋矢量”的方向應(yīng)是“以‘物質(zhì)’解釋生命現(xiàn)象”。在這里，“生命現(xiàn)象”是一個(gè)很不具體的抽象概念，實(shí)際上可具體為被“約束”或“規(guī)范”的物質(zhì)行為表現(xiàn)和“約束”或“規(guī)范”機(jī)制本身，這是真正的解釋對(duì)象，也是理論自主性的實(shí)在性基礎(chǔ)。因而，對(duì)于還原論來(lái)說(shuō)，追究“基因”或“遺傳信息”的起源和分子進(jìn)化機(jī)制已成為其最后的堅(jiān)守陣地，并且，當(dāng)代自組織理論和超循環(huán)理論的盛行，似乎為還原論帶來(lái)了令人振奮的希望。

邁爾曾將生物學(xué)理論劃分為功能生物學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)，(4)在功能生物學(xué)中，基因所攜帶的遺傳信息是生物學(xué)一切功能和目的的基礎(chǔ)和源泉，只要突破這一點(diǎn)，即能夠用物理——化學(xué)的語(yǔ)言演繹地描述形成遺傳信息的分子進(jìn)化機(jī)制，那么，還原論至少在原則上取得了勝利。但是，通過以下分析，這種希望似乎又是水中之月。

前面說(shuō)過，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接對(duì)應(yīng)于生命現(xiàn)象或認(rèn)定“生命的實(shí)在”，它反映了生命特有的本質(zhì)，因此，它作為理論的起點(diǎn)，不必給予也不可能進(jìn)行物理——化學(xué)的描述。還原論否認(rèn)存在生命的特質(zhì)，把所謂“自主性概念”或直接來(lái)自生命現(xiàn)象的概念看成是“復(fù)合性”的，可分解為諸多物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念，與此相應(yīng)的試驗(yàn)上可操作性依據(jù)是生物化學(xué)對(duì)生命有機(jī)體的組成還原。但是，組成上的還原雖然可作為生命與無(wú)機(jī)界密切聯(lián)系的依據(jù)，但也沒有否定現(xiàn)代自主論的“用物質(zhì)的原因解釋生命不等于還原”的命題及所堅(jiān)持的原則。否定“自主性概念”的充分條件不僅僅是把它看成“復(fù)合性”的，而且要以物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念邏輯地導(dǎo)出它的內(nèi)涵。如果只滿足于組成上的還原，結(jié)果只能是以“自主性概念”為核心來(lái)賦予生物大分子及其行為以生命意義(2)。與邏輯導(dǎo)出相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)依據(jù)不是組成上的分解還原，而是與邏輯導(dǎo)出同向的試驗(yàn)可操作性，說(shuō)白了，就是由無(wú)機(jī)要素合成生命，哪怕是最簡(jiǎn)單的生命現(xiàn)象。例如，對(duì)于超循環(huán)論來(lái)說(shuō)，就是生物大分子超循環(huán)耦合能否在試驗(yàn)條件下發(fā)生，這涉及到“生命來(lái)自無(wú)機(jī)界”這一命題由哲學(xué)化向具體的科學(xué)化的過渡，關(guān)系到還原論在科學(xué)上能否真正站穩(wěn)。但是：

第一，由無(wú)機(jī)到生命，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)時(shí)間，并且，生命的產(chǎn)生和演化是在十分優(yōu)越的條件下選擇了唯一快捷的途徑而發(fā)生的。以人類的有限生命和歷史是否有能力進(jìn)行這種操作呢？這就象大海里的沙子，原則上是有限的，如果想數(shù)清楚有多少粒，則在實(shí)踐上是一個(gè)無(wú)限的問題。退一步說(shuō)，僅理論上的操作，即以物理——化學(xué)諸要素，通過在無(wú)機(jī)背景下取得的參數(shù)，進(jìn)行自組織理論的非線性過程計(jì)算，來(lái)描述無(wú)機(jī)與生命之間的邏輯關(guān)系，這種非線性理論的計(jì)算操作也同樣是事實(shí)上的無(wú)限復(fù)雜。這種原則上的有限而實(shí)踐上的無(wú)限，直接沖擊還原論的哲學(xué)基礎(chǔ)：決定論。只有決定論成立，由無(wú)機(jī)到生命的邏輯演繹方式才是理論上可操作的，才具有進(jìn)行預(yù)測(cè)和試驗(yàn)上可操作的價(jià)值和意義；決定論的前提又是自然有限論，而無(wú)限性就意味著不確定性，也就意味著邏輯演繹的理論之路是不通暢的、實(shí)踐之路是不可操作的。

第二，自組織理論本身的結(jié)論——非線性過程的不可逆性，使這種操作不可能。從無(wú)機(jī)到生命的歷史過程，其中有許多偶然性或隨機(jī)因素起了決定作用并已作為“信息”儲(chǔ)存于生物大分子的結(jié)構(gòu)中。由于偶然性或隨機(jī)因素的不可重復(fù)，使時(shí)間不可反演，因而整個(gè)過程無(wú)法進(jìn)行重復(fù)操作。

第三，自組織理論和超循環(huán)論的非線性動(dòng)力學(xué)過程的不確定性，使從無(wú)機(jī)到生命的演繹過程不可能。在此，應(yīng)對(duì)“因果決定論”與“演繹解釋方式”作出區(qū)分，一般來(lái)說(shuō)，這二者被合二為一地用來(lái)與目的性解釋或功能解釋方式相對(duì)立，但它們之間是有區(qū)別的。因果決定論是用來(lái)表述定律或原理的方式，而演繹解釋的方式是解釋體系乃至理論體系的構(gòu)成框架，即因果決定論形式的定律或原理是作為演繹框架的解釋前提而出現(xiàn)的。這就可以提出這樣的問題：否定了因果決定論的自組織理論的非線性過程的定律、原理是否可以作為從無(wú)機(jī)到生命演繹解釋框架的解釋前提呢？按照還原論解釋的要求，如果中間環(huán)節(jié)有不確定因素，將阻礙這種演繹解釋的邏輯通道的暢通。只有解釋前提的因果決定論形式才與整體的演繹解釋框架相諧調(diào)。盡管自組織理論及超循環(huán)論這一新物理科學(xué)曾經(jīng)被討論的熱火朝天，由于它在分子自組織領(lǐng)域內(nèi)就已經(jīng)在邏輯上不確定了，因而，至今為止它對(duì)生物學(xué)的影響只限于描述性地說(shuō)說(shuō)而已，至多提供一個(gè)框架式的思想啟示。

4．結(jié)語(yǔ)

還原論所遭遇的困境，是由于堅(jiān)守著理想主義的科學(xué)信仰而不顧生物學(xué)現(xiàn)實(shí)。但是，無(wú)論是同情還原論而提出的帶有折衷性的整體還原，還是反對(duì)還原論的自主論，在其構(gòu)建生物學(xué)理論的建議中，只要還主張保存直接來(lái)自于生命現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)和概念，并且不可被物理——化學(xué)的術(shù)語(yǔ)和概念、也即描述無(wú)機(jī)世界的術(shù)語(yǔ)和概念所代替，都是在認(rèn)識(shí)論上允許預(yù)先設(shè)定生命現(xiàn)象作為解釋的起點(diǎn)，從而在本體論上承諾了存在著一種生命特質(zhì)，也就有違于“從無(wú)機(jī)到生命的歷史走向和邏輯走向相一致”這一基本的科學(xué)承諾。

在現(xiàn)代生物學(xué)面前，還原論成為固執(zhí)地堅(jiān)守理想和信仰的犧牲者而在所不惜，自主論由于切合生物學(xué)理論的現(xiàn)實(shí)而取得了優(yōu)勢(shì)，并以能夠指導(dǎo)未來(lái)生物學(xué)理論的構(gòu)建為最大的價(jià)值所在。但是，筆者認(rèn)為，一門學(xué)科，特別是具有哲學(xué)色彩的學(xué)科，其意義和價(jià)值不應(yīng)僅僅依賴于其他學(xué)科，更不能以其可否“指導(dǎo)”自然科學(xué)的發(fā)展為其價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。邏輯實(shí)證主義起始的現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)的歷史已證明這種“指導(dǎo)”是虛妄和徒勞的，科學(xué)往往自我發(fā)展而不聽命于哲學(xué)家的“指導(dǎo)”。在這方面，還原論也并不是無(wú)可厚非。無(wú)論是還原論還是自主論，它們的目的都是企圖指導(dǎo)生物學(xué)理論按照它們指定的框架來(lái)運(yùn)行，結(jié)果使我們處于這樣一個(gè)悖論之中：如果信守“生命來(lái)自無(wú)機(jī)界”這一命題，則應(yīng)否定“不能用描述無(wú)機(jī)界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的概念、規(guī)律即物理科學(xué)進(jìn)行還原”；而堅(jiān)持還原論，則遇到操作上包括不確定性對(duì)演繹過程的否定的阻礙。這是否值得我們反思一下過于功利主義傾向的行為，以修正我們對(duì)科學(xué)的哲學(xué)探討的目的？科學(xué)哲學(xué)的真正意義和價(jià)值在于自身，在于對(duì)科學(xué)及其與自然的關(guān)系的理解，在于它自身體系的建立，這個(gè)體系體現(xiàn)了人類的心智對(duì)完美的追求和向往。這一點(diǎn)，特別是在一個(gè)人欲橫流的社會(huì)里，是極為可貴和重要的。

【參考文獻(xiàn)】

(1)Rosenberg.A.(1985).The Structure of Biological Science．(Cambridge：cambridge University Press）．

(2)郭壘：“生物學(xué)自主性與物理科學(xué)的理論構(gòu)建”，《自然辯證法研究》，1995年第3期。

(3)董國(guó)安、呂國(guó)輝：“生物學(xué)自主性與廣義還原”，《自然辯證法研究》，1996年第3期。