與不確定性共舞
—讀《生物學(xué)是什么》有感

白書(shū)農(nóng)

《生物學(xué)是什么》吳家睿著北京大學(xué)出版社出版

近日，收到中科院上海生化所吳家睿教授簽名贈(zèng)送的大作《生物學(xué)是什么》。之前，看到他在朋友圈介紹此書(shū)的出版：“幾十年的感悟、近十年的打磨，終于出了個(gè)細(xì)活了。”欣慰與欣喜之情躍然屏上。看到他的大作真身，的確讓人眼前一亮——全書(shū)五部分，每一部分都指向當(dāng)下生物學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：解析生命的有序性、破譯生命的信息流、建立生命的統(tǒng)一性、揭示生命的區(qū)域化、重構(gòu)生命的復(fù)雜觀。的確有高屋建瓴之勢(shì)。

說(shuō)來(lái)慚愧，我迄今與吳教授還無(wú)緣謀面。但多年前就從芝加哥大學(xué)龍漫遠(yuǎn)教授那里聽(tīng)到對(duì)他的激賞之詞。后來(lái)，因?yàn)辇埥淌诩s我為吳教授作為副主編的《新生物學(xué)年鑒2015》寫(xiě)一篇稿子，承蒙該書(shū)編輯、科學(xué)出版社的王靜把我拉到一個(gè)微信群中，我得以和吳教授有了微信交流的渠道。從吳教授在朋友圈所發(fā)布信息中，我知道他對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)有系統(tǒng)的思考。他在其公眾號(hào)《吾家睿見(jiàn)》發(fā)布的“后基因組時(shí)代的生命觀”一文中還引用過(guò)我和葛顥、錢(qián)纮2018年發(fā)表在Science China Life Science上的有關(guān)“活”是“結(jié)構(gòu)換能量循環(huán)”的觀點(diǎn)，表明他也在關(guān)注我的一些研究工作。從這個(gè)意義上，雖然他研究人類(lèi)疾病，我研究植物形態(tài)建成，從各自研究領(lǐng)域來(lái)說(shuō)不在一個(gè)圈子，但在對(duì)生命現(xiàn)象的深層次思考中多少有些交集。這使得我可以不揣冒昧地對(duì)他的大作表達(dá)一些我粗淺的感受。

坊間提到生物學(xué)問(wèn)題，大家都會(huì)條件反射式地想到“生命是什么”。在亞馬遜網(wǎng)站上，我查到的以“What Is Life”為書(shū)名的名家著作起碼有6本。但以“生物學(xué)是什么”為書(shū)名的書(shū)，我還是第一次看到。當(dāng)然之前曾經(jīng)看到過(guò)著名的演化生物學(xué)家和生物學(xué)史家恩斯特·邁爾（Ernst Mayr）用霸氣側(cè)漏的“This Is Biology”為書(shū)名的書(shū)。用一個(gè)在飛速發(fā)展的研究領(lǐng)域（生物學(xué)）為書(shū)名來(lái)寫(xiě)書(shū)，是非常需要勇氣的。從書(shū)的出版信息頁(yè)我得知，這是北京大學(xué)出版社策劃的《未名·自然科學(xué)是什么》叢書(shū)中的一本。通過(guò)向該叢書(shū)的策劃編輯楊書(shū)瀾老師請(qǐng)教，得知她策劃此套叢書(shū)的初衷，是為希望了解這個(gè)世界的人提供一個(gè)高品質(zhì)的入口。為此，她經(jīng)過(guò)精心權(quán)衡，請(qǐng)到業(yè)內(nèi)高水平專家，希望他們從“是什么、為什么、如何做”這些涉及學(xué)科本質(zhì)的方面，為讀者勾勒出一個(gè)學(xué)科的基本框架。這個(gè)要求是非常高的。吳教授非常巧妙地以不厚的篇幅，寫(xiě)出這樣一本如他自己所說(shuō)的“供外行看熱鬧、供內(nèi)行看門(mén)道”，又能表達(dá)自己對(duì)生物學(xué)理解的書(shū)。足見(jiàn)作者的學(xué)養(yǎng)深厚。

在他書(shū)中探討的五個(gè)問(wèn)題中，我最喜歡的是他對(duì)生命系統(tǒng)不確定性的討論。他在書(shū)中指出：“生物學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)，是來(lái)自研究者的決定論思維與生命的偶然性特征之間的沖突。”他所提出的這個(gè)命題，其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出生物學(xué)的范疇。

決定論思維由來(lái)已久。在與人類(lèi)具有共同祖先的黑猩猩中，就可以發(fā)現(xiàn)對(duì)確定性的追求。從珍·古道爾（Jane Goodell）拍攝的《黑猩猩》視頻中可以發(fā)現(xiàn)，黑猩猩居群會(huì)為保衛(wèi)它們的無(wú)花果樹(shù)而與入侵者殊死搏斗。為什么？無(wú)非因?yàn)闊o(wú)花果樹(shù)是它們確定的食物來(lái)源。它們需要確定性來(lái)滿足自身對(duì)安全感的需求。人類(lèi)有更高的認(rèn)知能力，于是把對(duì)確定性的追求上升為決定論思維。

人類(lèi)有史（無(wú)論是口述的還是文字記載的）以來(lái)，以決定論形式表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)確定性的追求一直是認(rèn)知能力發(fā)展的一個(gè)主題——從自然崇拜到祖先崇拜到上帝崇拜。各種星象占卜，無(wú)非都是希望窺視冥冥之中決定人生的“命運(yùn)”。即使是始自伽利略時(shí)代的自然科學(xué)，最初的訴求也是希望以探索上帝創(chuàng)世的奧秘來(lái)理解上帝的偉大，順便掌控人類(lèi)的未來(lái)。這種思潮的代表性表述，就是吳教授在他的書(shū)中引用的“拉普拉斯妖”。

盡管在19世紀(jì)與20世紀(jì)之交，從量子力學(xué)到生物統(tǒng)計(jì)的不同時(shí)空尺度的自然科學(xué)研究中，人們已經(jīng)意識(shí)到，人類(lèi)生存的大爆炸宇宙，不過(guò)是一系列隨機(jī)事件的結(jié)果。令人遺憾的是，以牛頓力學(xué)為代表的決定論思維因?yàn)槠淠軌蛟谔囟〞r(shí)空尺度內(nèi)提供可預(yù)測(cè)性，并因此極大地改變了人類(lèi)生存方式、沖擊了之前長(zhǎng)達(dá)上千年的傳統(tǒng)神創(chuàng)論版本而深入人心，甚至被長(zhǎng)期地誤認(rèn)為是“科學(xué)”的代表?；蛟S對(duì)于改變?nèi)祟?lèi)認(rèn)知中已經(jīng)存在了上萬(wàn)年的決定論思維偏見(jiàn)而言，對(duì)隨機(jī)性認(rèn)知的一百多年的歷史還是太短了。

講到把牛頓力學(xué)誤以為是“科學(xué)”的典范或者代表，就不免回到本書(shū)所屬叢書(shū)的主題“自然科學(xué)是什么”的問(wèn)題，再講幾句與“科學(xué)是什么”有關(guān)的話。我在為李峰、王東輝的譯著《生命的歷程》（Scientif i c Process and Social Issues in Biology Education）——這本書(shū)的作者是美國(guó)著名生物科學(xué)史家和普通生物學(xué)著名教授加蘭·艾倫（Garland Allen）和他的朋友杰弗里·貝克（Jeffery Baker）——所寫(xiě)的序中曾經(jīng)提出一個(gè)觀點(diǎn)，即“科學(xué)”本質(zhì)上是一種認(rèn)知形式。與其他認(rèn)知形式相同之處，在于科學(xué)認(rèn)知也是一種對(duì)周邊自然的解釋，因此也要追求合理性（即合邏輯性）。不同之處，在于科學(xué)認(rèn)知能夠以實(shí)驗(yàn)為工具，為合理認(rèn)知提供客觀性基礎(chǔ)（追求客觀性）。這使得科學(xué)認(rèn)知可以幫助人類(lèi)更接近和理解不依賴于人類(lèi)解釋而存在的自然，從而更好地與之共存。在那個(gè)序中我沒(méi)有提到的另外一個(gè)不同之處，是科學(xué)認(rèn)知還具有開(kāi)放性——因?yàn)樗詫?shí)驗(yàn)為工具所檢驗(yàn)的是“無(wú)效假設(shè)”（null hypothesis）。科學(xué)研究的過(guò)程，就是證否所能檢驗(yàn)的無(wú)效假設(shè)，然后不得不接受把“備選假設(shè)”（alternative hypothesis）作為暫時(shí)的結(jié)論；一旦新方法和新信息出現(xiàn)、之前接受的暫時(shí)結(jié)論被證否，人們又不得不放棄這些結(jié)論（雖然常常會(huì)經(jīng)歷各種掙扎），接受以新的備選假設(shè)作為新的暫時(shí)結(jié)論。正是這種開(kāi)放性，使得科學(xué)認(rèn)知可以在探索未知自然的過(guò)程中，不斷突破既存觀念體系（解釋）的束縛而獲得新的認(rèn)知空間。如果我們承認(rèn)科學(xué)認(rèn)知具有開(kāi)放性，那么就不得不接受一個(gè)現(xiàn)實(shí)，即在對(duì)未知的探索過(guò)程中存在多種可能性，于是就不得不面對(duì)不確定性。從這個(gè)意義上，決定性思維從邏輯上看，是一種違反科學(xué)認(rèn)知基本特征的非理性思維。

我不知道吳教授是不是認(rèn)同我對(duì)決定性思維的解讀和科學(xué)認(rèn)知三個(gè)特點(diǎn)的看法。如果讀者撥冗去讀我在睿n公眾號(hào)上發(fā)布的“白話”專欄，會(huì)發(fā)現(xiàn)我對(duì)生命系統(tǒng)有與吳教授書(shū)中所述略有不同的解讀。這種不同，不正反映了科學(xué)作為一種認(rèn)知形式的開(kāi)放性嗎？人類(lèi)的認(rèn)知，不就是在開(kāi)放的過(guò)程中才得到不斷拓展的嗎？去讀讀吳教授的《生物學(xué)是什么》，開(kāi)卷有益！