生物学自主性与物理科学的理论构建(一)
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将自然界划分为无机界与生命界，是人类认识的最基本划分。生命现象是人类最基本的直观经验之一。这是解释生命界的生物学理论自主于解释无机界的物理科学的原因。这种自主性的形式表现在：①直接针对生命现象建立一个独立于物理科学的演绎体系；②生命现象以功能或目的性预设形式出现在生物学中，使其具有了功能或目的性解释的成分；③生物学及生命现象参预物理科学的理论构建。因此，生物学自主性并非必须表现具有独立于物理科学的规律或定律，而物理科学在其构建中过程中也应是对生物学及生命现象开放的体系。
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
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（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：
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┃ 解 生 解 ┃
┃ 释 ━━━━━━━━→ 物 ━━━━━━━━→ 释 ┃
┃ 前 演绎或因果关系 大 演绎或因果关系 对 ┃
┃ 提 分 象 ┃
┃ Ｃ１ 子 Ｅ ┃
┃ 行 ┃
┃ 为 ┃
┃ 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。