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生物学分类方法的哲学思考

作　者: 吕晓钰
导　师: 马来平
学　校: 山东大学
专　业: 科学技术哲学
关键词: 分类学还原方法论整体方法论系统生物学和而不同
分类号: Q19
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分类学作为生物科学的基础性学科,实质是选取生物体的特征,并在比较中找出共性,进而确定生物在系统发育中的位置。其导向是如何更好地反映系统发育关系,最大程度地重建物种进化发展过程,为生物科学做好基础性服务。对于国内生物分类学研究薄弱的问题,本文拟从全新的视角切入,加强哲学层面的思考,力争为生物分类学家提供一种新的思路。本文的结构如下：第一章首先介绍了论文写作的缘起和意义,指出文章的主要目的是对国家自然科学基金委主任陈宜瑜所提出的分类学问题进行哲学层面的分析,进而为生物学家提供有益的思考。本部分对生物分类学的重要性及其所遇到的外部困难进行了扼要总结,同时将重点放在国内分类学家和生物学哲学界的研究上,指出这方而的研究较为匮乏。第二章围绕分类的重要基础——进化与物种展开论述。主要结合分类学对进化的动力、速率和方向以及物种的概念与形成进行了探讨,并指出一旦基础概念的确定性存在较大的争论,势必对分类学的发展存在消极的影响。因此在分类的过程中,把握好基础性问题、综合考虑各方面因素显得尤为重要。第三章考察了生物学、生物学哲学研究中存在的还原论与整体论之争。通过对生物学研究从博物学传统到数理传统变化的分析,指出生物学家内部出现了两种观点分歧：一种观点是，生物学研究的根本方法是数理研究方法,完全可以用物理、化学等学科的内容解释生物科学；另一种观点认为生命体是具有涌现性和整体性的,绝不只是物理学家们所说的只是一堆分子之和。从而形成了两个阵营,即坚持将生物科学还原为物理科学分支的还原论阵营和强调生物体自主性、涌现性和整体性的整体论阵营。通过对这种争论的分析指出,如果只剩下“物自体”,物理学规律虽然有效但已失去了存在的意义。物理学与生物学在本体论上虽有差别,但在认识论上应平等对待。虽然极端的还原主义者和整体论者并不多见,但澄清二者关系,解决二者之间的矛盾仍然是十分必要的。指出还原论可以有两种理解方式,一种是本体论的还原,另一种是方法论的还原。在生物学研究中理应规避本体论还原的思想，坚持还原方法的运用。第四章重新回到分类学的哲学思考上。在简要介绍分类学及各学派的基础L结合还原发生的过程,指出分类学本质上具有还原性特征。分类就是把特征还原为物种(即用特征解释物种),在此基础上把特征对比还原为系统发育。如果将还原坚持到底,就容易转化为本体的还原论。分析得出各分类学派因自身方法的不同,坚持还原的程度不同。同时指出,要克服分类学的还原论倾向,应该充分考虑整体性特征。第五章围绕系统生物学的哲学基础以及操作方法,指出它在一定程度上弥合了还原论和整体论之间的分歧,分类学所需要的正是这样一种兼顾二者的研究方法。文章进一步分析了分类学与系统生物学的结合如何可能,希望生物分类学走出一条新的道路。同时指出,这种方法是一种哲学上的思考和进路上的启示,需要在实践中加以验证完善。最后,根据分类学当前的任务,强调了其他的分类方法在不同的分类领域仍起着至关重要的作用。本文的创新点主要表现在以下三个方面,分别为文章的第三、第四、第五章的核心内容。一、通过分析生物学传统的演化过渡到分析两种理论的争论,将迈尔的结构还原论、解释性还原论、理论还原论分别归结为两种意义上的还原——本体论还原和方法论还原。指出在生物学中更应该坚持方法论的运用,对待各种行之有效方法,应该以一种“拿来主义”的态度对待它们,让他们服务于生物学的研究。二、指出分类方法的两个基本步骤,先是用归纳的方法找出相似性特征,然后从特征中推导出物种概念并使概念尽可能接近进化过程中的物种自身。这两个步骤对应分类学的两个任务,即回答同一物种的共同特征是什么和该物种在系统发育系统中的位置。指出这个过程的缺陷与波普尔所批评的逻辑实证主义归纳方法的缺陷在本质上是相同的。根据“理论还原就是理论解释,一个理论(T2)被还原为另一个理论(T1),意味着T2能从Tl中推导出来”这一论断,结合图表,指出分类过程本身其实是通过某些代表性特征去推导出某物种的概念陈述,在具体的分类过程中物种的概念陈述需要还原到特征才可以进行操作。因此生物分类学在本质是还原性的。同时指出,这种还原如果仅仅是一种方法论上的还原是没有问题的,切忌误入本体论还原的泥沼(本体论的还原就是彻底还原论),从而影响分类方法的使用和分类学科的发展。接下来指出,支序分类学派还原论倾向性较强；进化分类学派是一个杂糅了整体和还原思路的学派；数值分类学派从整体论出发,但因分类学本质所决定仍难以避免还原论的倾向。分子水平分类方法同样具有还原论的倾向,缺少了整体性思想。分类学派的还原论倾向性因其还原性的本质所决定是不可避免的。但就生命科学研究而言,我们必须摒弃部分可以完全解释整体,整体能够完全还原到部分的错误思想。但就生物体的复杂程度来看,分类学所能选择的特征只能是部分代表性的特征。目前的现状是这部分特征很少包含有整体性的因素。要解决这个问题就必须找到能够兼顾还原和整体的方法,用于分类特征的选择。三、对国外功能性系统生物学的研究进行了论述,指出这种生物学研究方法在哲学基础上摒弃了还原论与整体论之间的争论,将基因组学作为技术工具,用还原的策略来体现系统的功能；在操作方法上将有生命的初始单元——细胞作为初级研究对象,采用自上而下或自下而上的方式利用计算机建模这种“硅细胞策略”,计算出分子间的相互作用关系,重现分子之间的涌现性。指出系统生物学的研究和合了分类学方法的要求,为分类学发展指出一条道路。另外,简要分析了这种方法的不足之处。总之,本文结合分类学的发展分析了物种和进化概念的变化,对不同分类学派的分类方法尤其生物学中存在的还原论与整体论之争进行深入探析。在此基础上,指出还原论可以分为本体论和方法论上的还原两种形式,在方法论意义上使用的还原性方法和整体性方法,是完全可行的。本文经过分析得出,分类方法在分类的过程中必然要使用还原方法,其本质是自身具有还原性。即用所选择的重要特征来解释物种,以特征的对比来解释重建系统发育关系,进而将这种原则应用于具体的分类方法。文章将主要的分类学派一一进行了分析,指出不同学派的本体论还原倾向或整体论倾向各不相同,重要的是在方法的运用过程中不可偏执一端。提出在分类方法操作中兼顾整体方法和还原方法的思想,结合国际上系统生物学的发展,试就两种方法在分类学中的结合以及系统生物学给予分类学的启示进行了论述,希望分类学能够走向和而不同的道路。

全文目录

摘要  8-11
ABSTRACT  11-15
第1章绪论  15-24
  1.1 研究缘起及意义  15-17
  1.2 生物分类学  17-19
    1.2.1 生物分类学及其重要性  17-18
    1.2.2 分类学发展遇到的外部困难  18-19
  1.3 研究综述  19-24
    1.3.1. 国内生物学家的分类学研究  19-22
    1.3.2 国内生物学哲学界的研究  22-24
第2章分类的两块基石——进化与物种  24-36
  2.1 进化  24-30
    2.1.1 进化的动力  26-27
    2.1.2 进化的速率  27-28
    2.1.3 进化的方向  28-30
  2.2 物种  30-36
    2.2.1 物种概念之争  30-33
    2.2.2 物种形成  33-34
    2.2.3 物种与分类  34-36
第3章还原论与整体论之争  36-45
  3.1 生物研究传统的演变与争论  36-38
  3.2 还原论与整体论的争论  38-42
  3.3 还原论的两种倾向  42-45
第4章回到分类学——分类学方法倾向性讨论  45-60
  4.1 分类学及分类学派  45-51
    4.1.1 任务和实质  46
    4.1.2 分类学派  46-51
      支序分类学派与进化分类学派  47-49
      数值分类学派  49-50
      分子系统学  50-51
  4.2 认识论上的倾向性  51-60
    4.2.1 分类学的还原方法论倾向  51-56
    4.2.2 各学派倾向性分析  56-60
第5章独辟蹊径——和而不同  60-75
  5.1 路在何方  60-62
  5.2 独辟蹊径:功能系统生物学基础上的分类学  62-72
    5.2.1 功能系统生物学  62-68
      "生物学的顶点"  63-64
      产生背景及哲学基础  64-66
      方法学  66-67
      生命是什么  67-68
    5.2.2 新的分类学方向  68-72
  5.3 和而不同  72-75
结语  75-78
附图表  78-79
参考文献  79-83
致谢  83-86
攻读硕士研究生期间发表的论文  86-87
学位论文评阅及答辩情况表  87

生物学分类方法的哲学思考

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