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對談嘉賓
Daniel J Nicholson
喬治梅森大學哲學系助理教授
他擁有埃克塞特大學哲學博士學位、利茲大學科學史與哲學碩士學位,以及巴斯大學分子與細胞生物學碩士學位。尼科爾森博士的研究以跨學科方式深入探討生命科學的概念基礎,融合歷史、哲學與理論方法。其核心研究主題聚焦生命系統的本體論,尤其關注有機體與機器等復雜組織系統的差異及其認知意義。
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主持人
Paul Middlebrooks
卡內基梅隆大學的特聘助理研究員
卡內基梅隆大學的特聘助理研究員,同時是播客“Brain Inspired”的主持人。他主要研究運動皮層和基底神經節神經群體活動如何在自由行為的小鼠中支持自然行為,致力于揭示神經活動與復雜行為之間的關系。
目錄:
01 薛定諤《生命是什么》的歷史定位與爭議
02 薛定諤如何重新定義細胞?
03 分子生物學革命的思想根源:從“機器隱喻”到基因中心主義
04 當代視角的反思:對機械論與決定論的挑戰
05 科學史與科學哲學的啟示:隱喻、權威與學科發展
尼科爾森通過梳理大量歷史檔案,發現薛定諤寫下那本著名小書《生命是什么》背后有更深的擔憂:他擔心,量子物理的新發現,尤其是不確定性這一點,可能會動搖人們對自由意志的理解。
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《生命是什么》的歷史定位與爭議
保羅:今天我們將與喬治梅森大學哲學系助理教授丹·尼科爾森(Dan Nicholson)對談,聊一聊他的新書《重新審視〈生命是什么〉》(What is Life? Revisited)。埃爾溫·薛定諤(Erwin Schr?dinger)的《生命是什么》(What is Life? )可是本出了名的小書,人們常常認為它預見了DNA的存在,它也確實影響了不少后來非常重要的生物學家,并在分子生物學興起的過程中扮演了關鍵角色,甚至常被視作那場“分子生物學革命”的序章。
但別忘了,薛定諤是個物理學家,不是生物學家。他其實沒花什么心思去真正搞懂生物學。那他到底在做什么?為什么要寫這本“著名的小書”?正如尼科爾森在書中所說,薛定諤寫作的背后其實有一套物理學理論議程:他希望為量子物理中那種更古典、更偏決定論的理解爭取空間,抵抗當時逐漸占上風的那種“非決定論/不確定性”的解釋。
幾年前,我們聊過生物系統的“機器觀”,這種觀點把生命體理解為:由各種機制構成的機器式系統。如今,這種視角幾乎成為主流,但它卻難以解釋現代科學所揭示的事實:生命體在一些非常關鍵、非常具體的地方,并不像機器。尼科爾森認為,《生命是什么》正是促成這一機器隱喻在當代生物學中廣泛流行的重要推手之一。
我對這個話題特別感興趣,有個原因就是認知科學(包括神經科學和人工智能)把這套“機制論”全盤接收了,而且吃得死死的,而且幾乎把它奉為圭臬。以至于如果你的論文里不寫上“機制”(mechanism)這個詞,發表的概率都會下降。可事實上,盡管機制論確實有用,只是它終究是眾多研究路徑中的一種,好用但不唯一。總之,這些以及更多相關的話題,我們接下來都會展開聊聊。
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?What Is Life? Revisited (Elements in the Philosophy of Biology)
丹:我想如果這本書能夠按照我所期望的方式被閱讀,它將會激發人們圍繞這些問題去做些不一樣的事情。這本書在研究范圍上,看起來其實“窄得有些騙人”,乍一看,就像是我寫了本小書,去分析另一本小書。但實際上,我分析的是過去半個世紀分子生物學和細胞生物學的大半段研究史。我在書里提出了一串判斷:我們為什么會走到今天這一步,接下來又可能往哪里走。
保羅:從某種意義上說,這也是一本關于物理學的書,與你之前的研究一脈相承。感覺就像是,你一路越挖越深,最終就挖到了薛定諤這里。你現在正在做什么研究?我們也許稍后可以聊一聊。
丹:我現在同時在推進幾個項目。其中有一個算是這本“小書”的直接續篇:我想更系統地梳理生物學和物理學之間的關系,關注這種關系在整個20世紀是如何展開、如何演變的。薛定諤只是其中一個案例,它很典型地展示了20世紀里生物學家和物理學家如何彼此對話、互相借用對方的概念和想法。
這事兒特別有意思。你看,物理學在20世紀初經歷了一場大革命,然后不少生物學家就激動了,心想:“咱們是不是也能借著新物理學的東風,在生物學里也搞一場類似的革命?”結果呢?當這場革命最終以“分子生物學”的形式降臨到生物學時,它居然是建立在“舊物理學”的基礎上的!
保羅:舊物理學,對。
丹:就是19世紀維多利亞時期那種決定論的、機械論的物理學,只是稍微摻雜了一點控制論(cybernetics)。這種情況非常耐人尋味,它其實揭示了一種“拉扯”:我們到底該怎么理解生物學和物理學之間的關系?這大概就是我接下來最直接想追問下去的方向。另外,這本書也為我之前的研究提供了基礎,也就是我對細胞生物學和分子生物學中“機器隱喻”的研究。我當時試圖回答的問題是:我們為何會走到今天這樣的理論位置?正因如此,我才會對這次深入科學史的探究感到特別興奮。
保羅:所以,這全怪薛定諤咯。
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薛定諤
Erwin Schr?dinger
奧地利理論物理學家,量子力學奠基人之一
1926年提出薛定諤方程,提供計算波函數及其演化的方法,為量子力學奠定堅實的基礎。提出薛定諤貓思想實驗,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性,探討量子力學中的測量和疊加態的概念。1933年,因為“發現了在原子理論里很有用的新形式”,薛定諤和英國物理學家保羅·狄拉克共同獲得諾貝爾物理學獎,以表彰他們發現薛定諤方程和狄拉克方程。薛定諤于1935年創造了“量子糾纏”一詞。
此外,薛定諤還撰寫了許多物理學多個方面的著作:統計力學、熱力學、電介質物理學、顏色理論、電動力學、廣義相對論和宇宙學,并多次嘗試構建一個統一場論。薛定諤在其著作《生命是什么?》中探討遺傳學問題,從物理學的角度看待生命現象;他還非常關注科學的哲學方面、古代和東方的哲學概念、倫理學和宗教,撰寫了哲學和理論生物學方面的文章。在流行文化中,他最出名的是“薛定諤貓”思想實驗。
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研究愿景的誕生:
薛定諤如何重新定義細胞
丹:我只是提出一種可能性。歷史學家通常非常反感這種過于簡單化的概括。我想,確實不能這樣一概而論;也許并不完全是他的錯。但我想說的是,薛定諤的影響后來其實被低估了。反過來說,在一段時間里,生物學家又把他捧得過高。他們認為“薛定諤太了不起了,我們也想成為生物學領域的薛定諤”,于是試圖在生物學中復制他在物理學中所做的事情。然而,在過去三四十年里,科學史學家基本形成了一種共識,那就是:當科學家說自己受了某本名著影響時,我們可千萬別輕信。
所以我的這本書,其實就是在回應這種共識。我想說:你們指出這本書在某種程度上被當成了政治宣傳工具,用來蹭薛定諤的名氣給新生的分子生物學貼金,這沒錯。但因此就把它整個當成“只有名氣、沒有科學內容”的東西來否定,那就大錯特錯了。
薛定諤在里面提出了一個論證,我認為,正是這個論證,真實地影響并塑造了我們理解細胞的方式。這正是我在書中所要做的事情,我幾乎是在與所有人抬杠辯論。不過說實話,歷史學家的那套說法,我一直很難完全認同。
保羅:你剛才提到了“政治”這個詞,我不確定你是否在書中也真的使用了這個詞。順便說一句,我非常喜歡書中的這些內容。閱讀體驗就像是在讀一個非常長的章節,但每一節又足夠短,讓人能夠真正讀進去。信息量很大,但讀著又不累,真的很厲害。我想這也跟你的文筆有關:文字清晰、流暢、讓人讀起來毫不費力。當然,我本身也對這個主題非常感興趣,不確定是不是也因此而讀得更加投入了。
我正好想追問一下。書中反復出現、幾乎可以說構成核心結論的一點是:薛定諤其實帶著某種明確的“議程”,而且幾乎可以說帶有某種政治意味,他厭惡新物理學,迫切希望舊物理學依然成立。因此,《生命是什么》在某種程度上,是否可以理解為他試圖借此強勢推動研究方向的一種方式?當然,“強勢推動”這個說法也許有點重,不過從某種意義上,這確實是一種政治性的行動,對嗎?
丹:是的,確實有這種成分。但這并不是說他憎恨新物理學,而是他認為,新物理學并不會看起來與舊物理學有如此激進的差異。你可以把他理解為更偏保守的一方。有人把他稱為“最后一位經典物理學家”,舊一代的最后代表之一。雖然他比普朗克(Planck)等人年輕,但普朗克他們雖然推動了那場量子變革,但同樣對哥本哈根詮釋*(Copenhagen interpretation)感到不滿意。
*譯者注:哥本哈根詮釋,是量子力學的一類主流解釋(玻爾、海森堡等),強調量子層面的不確定性是“基本事實”,并把“測量”看作得到確定結果的關鍵環節(常用“波函數坍縮/狀態約化”來描述)。
薛定諤與馬克斯·玻恩(Max Born)等人屬于同一代人,而玻恩等人當時正積極推動物理學朝新的方向發展。所以,你可以把薛定諤在這本書中做的事情理解為一種“抗議”:不僅針對新物理學本身,更針對新物理學被以一種在他看來難以接受的方式加以運用,也就是把量子物理所蘊含的某些立場直接應用到生物學,尤其是心理學領域。
我得說,這完全是我在研究過程中沒預料到的發現,對我來說是全新的。查了大量檔案之后,證據越堆越多,我反而越來越確信:這本書中最重要的部分,恰恰是那一段幾乎所有人都嘲笑的內容,因為它一直被當成全書“最差”的部分。
保羅:后記。
丹:是的,我自己都很驚訝,最后居然會走到“為后記辯護”這一步。
保羅:展開說說。他在后記里到底寫了什么?為什么大家會嘲笑它?又為什么它看起來這么格格不入?
丹:因為后記是他后來加進去的。它并不屬于最初那幾場講座的內容,是在撰寫書稿時才補充的。這個后記與全書其余部分幾乎沒有關聯。書名是《生命是什么》,副標題是《活細胞的物理面貌》(The Physical Aspect of the Living Cell)。在我看來,我覺得如果你想知道這本書到底在講什么,這個副標題比主標題有用多了,因為這本書根本不是在定義生命或者探討生命的本質,它講的就是活細胞的物理學面貌。
結果呢,書末的后記卻轉向了自由意志與決定論的問題。他在那里引入了吠檀多(Vedanta)哲學,試圖論證:決定論與自由意志這一問題無法通過物理學加以解決,我們必須求助于哲學,并最終回歸到東方宗教思想中去尋找答案。這件事本身頗具戲劇性,因為他是在完成書稿時才加上這部分內容的,而當時他已經與一家愛爾蘭出版社( Cahill and Co. )簽訂了出版合同。出版社收到書稿后,讀到結尾時就立刻明確表示,他們不會出版這本書。
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?生命是什么
保羅:因為它和前面的內容完全不相干?
丹:不僅僅是不相干,而且在1944年的愛爾蘭天主教社會語境中,它甚至會被認為很冒犯。出版社表示:“如果不刪除這一部分,我們就不會出版這本書。”實際上,當時書稿已經排版完成,隨時可以付印。薛定諤被迫面對這一最后通牒,他必須做出選擇。而他選擇了堅持保留后記,出版社因此拒絕出版,出版計劃被取消,他不得不另尋出版社。
后來他向自己的朋友唐南(Donnan)求助。唐南自身也是一位重要人物,對薛定諤關于細胞和熱力學的看法產生了影響。此前,唐南曾協助玻恩在劍橋大學出版社出版著作,那是一家遠比原先愛爾蘭出版社更具聲譽的出版機構。事情就這樣發展下去,這也導致了出版時間的推遲:因為薛定諤堅持保留那段后記,他認為那部分內容至關重要。
保羅:為什么?他為什么認為那部分至關重要?
丹:如果我的判斷沒錯,那么之所以重要,是因為他正是在這里指出:如果細胞是決定論的,那么我們就不能再從量子力學直接跳到心智問題上。正如達林頓(Darlington)所說,“有機體在其中擁有發言權。”他是在切斷量子世界與心理世界之間的聯系。
但在當時,其他人,比如玻恩,特別是帕斯夸萊·喬爾達諾(Pasquale Giordano)——他是玻恩的學生或者同事,玻恩是哥廷根學派搞矩陣力學的核心人物嘛。喬爾達諾后來名聲不太好,因為他成了納粹,所以現在沒那么出名。但他當時對一個想法特別上頭,那就是:哥本哈根詮釋里提到的量子不確定性,會在細胞里被放大,最終造就了有機體的創造力和自由。
保羅:自由意志。
丹:是的。這正是薛定諤撰寫那篇后記的原因,他想說明:如果接受我在本書中提出的觀點,那么在哲學上,你就再也無法采取那種立場了。這也是他堅持保留這篇后記的原因。同時,他還堅持把它作為封面的重要標識。我之前也提到,新版重印中這一副標題已經不再出現。薛定諤當年堅持將書名呈現為:《生命是什么?附論決定論與自由意志》。
這很有意思,你要是去讀讀當時那些資深科學家寫的書評,他們前面都激動得不行,說這書寫得太好了,結果到了結尾,全都在調侃那篇后記。霍爾丹(Haldane)說:“一個機械論者要么必須為心智理論給出一種機械論式的解釋,要么就只能來個后空翻。”而在那篇后記中,薛定諤顯然選擇了后者,把這個后空翻翻得非常優雅。
保羅:非常優雅。是的,你在書里也引用了這句話。讀你這本《重新審視〈生命是什么〉》的時候,有一陣子我開始把薛定諤想象成那種老派周六早晨動畫片里的反派人物,一個有點古怪、試圖操縱局勢的反派。當然,這是非常簡單化的看法,但這種想象有助于理解當時發生的事情。我認為,《生命是什么》大概是有史以來最重要的書之一。我還沒讀過它,不,我開玩笑的。
我確實還沒讀過。不過看了你的書之后,我不覺得它是“最重要”的,但它絕對是“超級有影響力”的。這也是你在書中花費大量篇幅討論的內容。你在書中直接引用了許多分子生物學家和其他生物學領域學者的原話,他們都提到薛定諤。有些人可能讀過這本書,有些人可能沒有,但他們往往會反復提到幾點內容,我記得好像是三條,并認為這些觀點對他們的思想產生了深遠影響,并聲稱這就是薛定諤對該領域的影響所在。
丹:是的,就是那三點。第一點是非周期晶體(aperiodic crystal),也就是遺傳物質。要知道,薛定諤寫這本書的時候,大家甚至還沒確認DNA就是遺傳物質的載體呢。當時大多數人認為——
保羅:不過那時候已經有“基因”的概念了吧。
丹:是的,基因這一概念當然早已存在。證明DNA是遺傳物質載體的研究,恰好與薛定諤的這本書在同一年發表的。當然,那距離雙螺旋結構的發現還有整整十年,“信息”這個詞也還沒在生物學里流行起來。薛定諤當時完全是坐在扶手椅上腦補推理出來的:如果要從物理學角度解釋遺傳物質,唯一說得通的辦法,就是把它看作一種非周期晶體。后來很多人就揪住他書里的那句話,說這種結構里藏著一套用于發育的密碼腳本(code script)。而且,他也是第一個把代碼/密碼(code)這個詞引入生物學的人。這是第一點。
保羅:這里涉及兩件事。關于薛定諤,人們最常提到的一點大概就是:他在沒有任何直接證據的情況下,幾乎預言了DNA,結果后來真的被證實了。還有你剛才提到的代碼。不過他所說的代碼并不是我們今天通常理解的那種密碼意義上的代碼,而更接近于程序的意思,而不是“密碼”。你能展開講講嗎?我們不會逐條討論你書中的所有細節,但有幾處我覺得特別值得停下來談一談。
丹:關于非周期晶體這一觀點,他的洞察力確實非常敏銳。因為他當時完全是在紙上推理。整本書實際上是薛定諤試圖解決一個悖論:像基因這么微小的東西,怎么可能在布朗運動和熱擾動這種隨機效應的沖擊下,依然保持足夠的穩定性?
這就是他試圖在書中解決的核心悖論。他的解決方式是提出:這種遺傳物質的結構必須是晶體,因為只有晶體才足夠堅固( solid,他確實使用了“堅固”這個詞)才能抵抗這些效應,保持足夠的穩定性。但它不能是任意一種晶體,而必須是非周期的。他將其與化學家所熟悉的大多數周期晶體區分開來。
它必須是非周期的,這樣才能在其中包含代碼腳本。按照我剛才的描述來看,這一整套論述可以被理解為薛定諤在某種意義上是說對了。當DNA的結構被識別之后,我們確實可以將其描述為一種非周期晶體。他還說,這種晶體包含一個代碼腳本。正如你所指出的,這一點后來引發了許多混淆,因為“代碼”(code)這個詞本身具有多重含義。
并不是只有我注意到這一點,問題在于所謂遺傳密碼是一種密碼系統(cipher),這意味著必須存在某種對應規則,使人們能夠從一種序列轉換到另一種序列。在遺傳密碼的情形中,就是從DNA堿基轉換為氨基酸。可《生命是什么》里并沒有任何關于這種對應規則的討論或暗示。
他真正想講的,是發育過程中會被讀取的一份說明書/腳本:有機體的秩序以某種方式寫在遺傳物質里,但他并沒有提出那種“像語言一樣被轉錄、再被翻譯”的遺傳密碼模型。相反,他對“密碼”的理解,更接近于我們今天所說的交通法規或行為準則中的規范。那是一套規則,使你能夠理解自己應當做什么。
我認為,用這種方式去理解薛定諤說的密碼腳本要貼切得多。事實上,正是這個想法,后來引出了遺傳程序(genetic program)的概念。該概念由恩斯特·邁爾(Ernst Mayr)和雅克·莫諾(Jacques Monod)于1961年在同一年分別獨立提出,距離薛定諤的著作發表已過去17年。作為一種關于發育的隱喻,它最終產生了與遺傳密碼這一概念同樣重要的影響,即把發育理解為對編碼在基因組中的一組算法指令進行程序化執行的過程。
我在書中提出,這是一種理解薛定諤在此問題上的遺產更恰當的方式。他讓大家覺得,把發育看作是一個決定論的、甚至有點預成論的過程是完全合理的,同時也讓人們開始用可計算性來思考發育。他甚至在書中提到拉普拉斯妖(Laplace's Demon),指出:“如果你能拿到并讀懂這份密碼腳本,你就能把整個胚胎給算出來。”有意思的是,到了上世紀70和80年代,發育遺傳學家們還真就是這么說的。這就是我想表達的:你必須用正確的方式去理解他的密碼腳本,才能真正看清他的影響力。
*譯者注:拉普拉斯妖,是法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的科學假設。該假想生物知曉宇宙中每個原子的位置和動量,可通過牛頓定律推演宇宙所有事件的過去與未來,用以闡釋決定論思想。
保羅:然后你也特別強調,發育過程不能被簡單理解成預成論那樣,好像一切都早就寫死、只是按圖紙展開。但你并沒有對發育的全部過程作出確定性的界定,因為發育過程中存在大量的隨機性和隨機波動。或許我們稍后可以討論一下組織性(organization)這一概念本身的重要性,還包括自組織(self-organization),以及作為一種原則的組織性,也就是說明這些過程并非預先決定的。
丹:沒錯,正是這樣。
保羅:我們稍后會談到另外兩個要點,不過在這里再多停留一下。這里涉及“有序來自無序”(order from disorder)和“有序來自有序”(order from order)這兩個原則。薛定諤在這里聲稱,生命是“從有序到有序”,也就是那種晶體般的結構;而當時的物理學,也許正是他極力反對或者不愿接受的,也就是統計力學,已經證明了你可以“從無序中產生有序”。
像原子這樣的大量個體集合,其統計性質可以產生有序結構;你可以根據其平均值及其整體統計特征,對整體進行有序性的描述,盡管在最微觀的尺度上,它們本身是無序的。正如你之前提到的,薛定諤正是在尋找某種不同于這種解釋的機制。
他大意是在說:遺傳物質小得離譜,小到統計力學那種靠大量粒子平均出來的方式在這里不太好用。這么小的東西會被熱噪聲、布朗運動這種隨機擾動攪得很厲害。所以它必須是某種晶體式的穩固結構,對嗎?
丹:是的,這正是問題所在。他說:“作為一名物理學家,這說不通。這不應該發生。”因此他提出了非周期晶體的概念,這種結構由穩定化的固結力維持。他借鑒了海特勒-倫敦(Heitler-London)共價鍵理論。他其實是在用“新的量子力學”來為生命的確定性背書,這很諷刺,因為在今天我們往往把量子力學和“不確定性”聯系在一起。
他認為,新的量子力學將為生命的確定性提供基礎,而不是生命的不確定性。然而,以玻恩為代表的許多學者卻將量子力學對生物學的意義解釋為增強了不確定性。這里其實牽涉到一個更大的問題:我們到底該怎么理解量子力學對生物學的影響,以及它在歷史上到底塑造了什么。
在這一點上,薛定諤幾乎是孤立的。他是在反對一種共識觀點,即量子力學為生物學帶來了更多不確定性,而這種不確定性是許多生物學家相對能夠接受的。但薛定諤偏要反著來,他說:“不不不,遺傳學給了我們充分的理由相信,量子力學能解釋這種確定性,因為基因決定表型,這就要求必須有確定性。”為使這一論證成立,他不得不依賴一種高度基因中心主義(genocentric)的生命觀,以及一種高度決定論、帶有本質主義色彩的基因功能理解。
這一切都是他精心炮制出來的,就為了說出他真正想說的話:“別聽那些物理學家瞎扯量子力學對生物學和心理學有什么影響。我在這本書里證明了,不管你們怎么聊量子力學,細胞就是一個決定論的實體,發育就是一個決定論的過程。所以,你們休想從物理學一路推導到心理學、推導到大腦,然后去證明什么自由意志。”這基本上就是他在書里想干的事。
保羅:你的書引用了保羅·尤瓦爾德(Paul Ewald)的一段話。他指出,薛定諤似乎對全面梳理生物學文獻毫無興趣,他只是想找那么幾篇能印證他自己觀點的文章就行了。這可不是做科學研究該有的態度。但同時你也說了,這對他來說幾乎就是個業余項目,他就是想在這事兒上蓋個戳,然后就拍拍屁股走人了。
丹:絕對是這樣。大家總愿意相信他對生物學的命運傾注了心血,但他根本沒有。對他來說,琢磨這些想法在生物學里的意義,純粹是個業余愛好。其實,我書里還有個腳注提到了沃倫·韋弗(Warren Weaver)。這位物理學家后來對分子生物學簡直太重要了,因為他是洛克菲勒基金會的主管,也就是那個到處撒錢的金主。
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?Warren Weaver,美國數學家,為機器翻譯的早期研究者之一,是美國許多科學研究的推動者。劃時代的《通信的數學原理》是克勞德·香農和Warren Weaver共同署名的。瓦倫·韋弗深入研究了信息理論的哲學內涵,將于信息相關的問題分成三個層次:1,技術層面:通訊中怎樣準確地傳送符號?2,語義學層面:被傳送的符號怎樣精確地承載所需要的信息?3,影響力層面:接收到的信息怎樣有效地發揮作用?
早期促成分子生物學誕生的很多研究,都是他掏錢資助的。他對薛定諤的論證激動得不行,于是在1950年專門跑去都柏林見薛定諤,滿心以為薛定諤會很樂意拿一筆經費,繼續研究理論物理怎么解決生物學問題。結果薛定諤直接說:聽著,我已經搞定了。我翻篇了。對此我沒什么可說的了。
保羅:他覺得自己已經把問題解決了。
丹:他不僅認為自己解決了這個問題,而且已經轉向了其他研究方向。我覺得這也解釋了為什么他沒有回弗朗西斯·克里克(Francis Crick)的信。1953年,克里克和沃森在《自然》雜志上發表了那兩篇改變生物學歷史的論文之后,立馬就給薛定諤寫了封信,說:“親愛的薛定諤教授,我想讓您知道,沃森和我深受您那本書的啟發。請您看看這兩篇論文,我希望它們能向您證明……您的‘非周期晶體’的想法對生物學的未來將非常重要。”結果呢?薛定諤根本沒回信。
保羅:石沉大海啊。
丹:石沉大海。我認為那是因為他當時已經轉向了其他研究方向,也同時在推進各種不同的項目。作為都柏林高等研究院理論物理部主任,他的職責之一是每年圍繞不同主題舉辦一系列公開講座。他曾開設過多套講座,主題范圍十分廣泛,從古希臘到心智問題都有涉及。
他有《心智與物質》這樣的講座,也有關于科學哲學問題的系列。這本書只是他參與的眾多“小項目”之一。當然,對他而言這仍是一個重要項目。正如我在書中所說明的,他早在20世紀30年代初、也就是這些講座之前大約十年,就已經開始思考相關問題。我通過檔案材料表明,他之所以對這一主題產生興趣,正是因為他發現,一些物理學同事正以一種在他看來極其冒犯、難以接受的方式進軍生物學領域。
有充分證據表明,在那些講座前十年,他之所以決定最終投入這一研究,就是因為他想對物理學同行們喊話:咱們到底該怎么看待物理和生物的關系?你們把物理學里那套吃香的觀點直接強加給生物學,這真的合理嗎?
保羅:這太有意思了。或許我們稍后可以討論這一點。我在神經科學和人工智能研究中也一直在思考類似的問題。在我的播客里邀請過很多人。神經科學領域中有很多人來自物理學背景。有時候你真想吐槽:“拜托,難道什么事都得靠物理學家嗎?他們非得去把其他領域的問題都解決了嗎?”你從來見不到一個生物學家跑去搞物理,但你總能看到物理學家跑去搞別的領域。
這似乎是一條單行道。不知怎的,我對此感到有些失望,盡管他們確實擁有很強大的思維工具。就我們討論的這件事而言,你說薛定諤幾乎是在孤軍奮戰。某種意義上,當時其他那些涉足生物學的物理學家,走的可能是你認為更正確的那條路。可以這么說嗎?
丹:這取決于我們從什么視角來評價這些問題。我們需要謹慎。對于20世紀下半葉的大部分時間來說,人們或許會認為薛定諤走在正確的道路上,因為分子生物學并未表現出對量子現象影響分子過程的興趣,也缺乏探討這種可能性的意愿。
保羅:我并不在乎人們對什么感興趣,我更關心哪種說法是準確的。
丹:我想澄清一下,不是說“準確性本身會變”,而是我們對“什么是準確的”理解會隨時間變化。現在人們更愿意認真對待這些問題了,所以——
保羅:我們眼中的準確,其實很大程度上受這話是誰說的影響。在這個案例中是薛定諤。你指出,許多分子生物學家會引用薛定諤來強化自己的立場。這種做法在各個領域都讓我感到困擾,包括我自己的領域。只要點名權威人物,就能讓自己的觀點顯得更有分量。這本不應如此。
丹:完全同意。我認為這正是20世紀80年代的科學史學家開始指出的問題。不過也不必夸大其詞。這些人確實熱衷于引用薛定諤的名號。有意思的是,這種現象出現得相當晚。往往是等到他們開始拿諾貝爾獎了,比如莫里斯·威爾金斯(Maurice Wilkins)在1962年第一個這么干,然后幾年后其他人也開始跟風,他們才開始說:“我當年深受偉大的物理學家薛定諤那本小書的啟發。”
你說得對。科學史學家指出,僅僅引用名人,并假定某位在其他領域做出重大貢獻的人物的權威性可以為你的工作背書,是不充分的,盡管某種程度上這確實發生過。分子生物學之所以與生物化學以及更早期的生物學傳統區分開來,是因為它在某種意義上是不同的。它并不關注復雜而瑣碎的生物化學細節或代謝過程,相反,它把核心問題改寫成信息的問題。
它所提出的問題完全不同。不再是關于能量的問題,而是關于信息的問題,甚至物質都不再那么重要。胚胎的材料是什么并不關鍵。重要的是你有一段信息需要被有效地轉錄和翻譯。這是一種截然不同的圖景。我認為這種說法有一定道理,確實發生了這樣的轉變。
在這一問題上,我的書同樣是在逆潮流而行,因為我主張,真正發揮影響力的是薛定諤的論證本身,而非他作為杰出物理學家的名望。他所提出的思想為分子生物學提供了一種研究圖景與方法論,并引導研究者預期在細胞內部發現一種鐘表機械式的確定性結構。
我認為,完全可以說,分子生物學家確實發現了那種確定性。從這個意義上講,薛定諤是成功的。這也是我剛才問你的原因:我們該如何判斷誰是對的?在很長一段時間里,人們大概都會樂于接受這樣的說法:“是的,尼科爾森的這種歷史解釋是成立的,薛定諤是對的。”但過去二三十年來,科學從未停下腳步。新的研究方法讓我們能夠以全新的方式觀察對象,也不斷帶來新的發現。
令我感興趣的是,如今我們正處在這樣一種情形:越來越多的證據迫使我們開始質疑那個在過去半個世紀里占據主導地位的觀點。于是,整個故事獲得了新的意義:現在的問題不再是我們當年是怎么找到正確答案的,而是我們在蛋白質如何運作這些問題上,怎么會被誤導得這么深。這個問題依然重要,但其重要性體現在不同的層面。
保羅:你剛才提到,所謂“真理會改變”,其實更準確地說,是我們對什么算作正確的理解在不斷變化。我們現在只是認為在目前看來我們理解得是對的。我之后還想回到這個問題。但我之所以覺得你的工作如此有價值,也覺得科學史與科學哲學如此重要,是因為我們常常繼承一些被傳下來的故事,它們幾乎變成了傳奇,比如整個薛定諤的故事,人們會說:“薛定諤做了這件事,對吧?”
但當你真正走進檔案館,吹掉書上的灰塵,翻看他們當年寫給彼此的信件時,真相就大白了。就像你在書里指出的,哪怕是那些諾貝爾獎得主在引用薛定諤、說他影響深遠的時候,他們引用的東西,其實往往是對薛定諤原意的誤解,或者根本沒搞懂他書里到底主張了什么。他們其實是帶著現代語境的濾鏡,把自己理解的東西,強行套到了薛定諤的話上。
當你真正深入當時的語言語境,考察人們當時如何表達、當時究竟知道什么、又不知道什么。比如你對“code(代碼)”這一術語使用方式的研究,那問題就會變得完全不同。如果我們今天隨意賦予這個詞各種現代含義,就很容易說:“哦,我受到了他的影響。”但一旦回到他當時實際使用這一概念的方式,這些細節就變得至關重要。我覺得你們這一類研究者所做的這種工作非常有價值。
丹:我認為這里確實存在一種張力。我想主動為自己的立場提出一個挑戰:按照你剛才的說法,如果人們確實以曲解原意的方式閱讀薛定諤,那么我又如何能夠主張他產生了真正的影響呢?對此的回應,也是人們對我研究提出的一種完全合理的質疑都在于:并不是所有人都誤解了薛定諤。
如果你去看他們的實際工作,而不是他們說了什么,你會發現這些思想的影響。我還專門深挖了一個人:雅克·莫諾(Jacques Monod)。一位極具影響力的法國分子生物學家,也是機械論細胞觀的重要倡導者。他寫過那本非常著名的《偶然與必然》。如果追溯他的思想發展軌跡,你會發現他確實受到了薛定諤的影響。雖然他從未公開這樣說,但在未發表的講義中,他提到自己曾有過一次思想上的頓悟:他意識到,生物學真正需要的不是統計式解釋,而是機械論式解釋。
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?Chance and Necessity
在他看來,真正關鍵的是調控機制,但不是統計力學意義上的那種調控,而是工程學中的調控,也就是機器所體現的那種控制機制。由此可以清楚地看到薛定諤思想的影響。不過,我更感興趣的是那些評論者。這本書被引用得幾乎到了泛濫的程度;無數論文、短評都在稱贊它多么偉大。我幾乎把這些材料全都讀了一遍,因為我多少有點強迫癥——
保羅:你現在居然還沒翻白眼。你應該翻個白眼的。
丹:我得小心點說:我確實幾乎都看了。結果出現一個讓我有點看膩了的現象,大家說來說去,最后提的都是我在書里列出的那三點。但我覺得,這對這本書來說太不公平了。這本書比那三點有意思多了。所以我在書的開頭就擺明了態度:“聽著,你可能只知道那三點。”
我認為,這并不是對《生命是什么》的公平理解。這本書遠比那三點有趣得多。因此,我在書的開頭特意從這里切入,對讀者說:“你或許只知道這三點。”
而我想在書中展示的是:薛定諤真正的核心主張,其實并沒有被那三點所捕捉。更具悖論意味的是,他的影響反而遠遠超出了那三點本身——因為他為我們提供了一種關于細胞是什么、以及細胞如何運作的整體圖景。這種圖景至今仍在塑造我們的思考方式,它甚至規定了什么才算是正當的科學解釋;換句話說,如果你想挑戰這種圖景,舉證責任反而落在你身上。
保羅:這個整體圖景具體是什么?
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分子生物學革命的思想根源:
從“機器隱喻”到基因中心主義
丹:細胞是一臺機器。它就像一套鐘表般精密運轉的機械系統,由基因以決定論的方式加以控制,其中所有組成部分都按照機械規則運行。一切都被理解為單個分子的作用。因此,我們真正需要關注的是分子的結構,因為結構是剛性的,而功能具有明確而特定的方式。換言之,一切都建立在“結構決定功能”這一原則之上。
這基本上,就是我所說的貫穿20世紀下半葉蛋白質科學的研究綱領。這也解釋了為什么大家這么長時間以來,一直用那種老眼光去看待蛋白質,而沒有把它們看作是那種高度動態的分子。直到現在,我們才開始意識到,蛋白質其實是內在無序的(intrinsically disordered),它們甚至表現得像液體一樣,會根據能結合到什么底物上,在不同的環境里干不同的事。
保羅:非常統計性、非常隨機、也非常依賴環境。
丹:是的,正是如此,依賴環境。諷刺的是,保羅,這恰恰是一個物理學家本來能告訴你的事。
保羅:某些物理學家吧,或者說大多數物理學家。
丹:你隨便找個不懂生物學的物理學家,跑去問他:“嘿,你能不能給我解釋一下,在這么微觀的物理尺度上,分子之間會怎么相互作用?”你大概率會得到一個把隨機性考慮在內的答案。但你去翻翻那些教科書里關于分子相互作用的描述,恰恰找不到這種隨機性。對我來說,這簡直是終極諷刺:居然是一個物理學家,憑一己之力讓整整一代生物學家忘了去考慮物理規律對他們研究對象的影響。
保羅:有這么一句話:基因并不決定生物體的組織方式,或者說,DNA不決定生物組織。你同意這個觀點,對吧?
丹:是的。我認為最好的理解方式是:如果我們非得沿用某個工程學隱喻之類的話,那么把DNA看作數據庫比看作程序更合適。DNA里確實包含某種信息,這點毫無爭議。從DNA序列確實能推導出蛋白質的一級結構,這是個經驗事實。但是,想從一條多肽鏈的氨基酸序列直接推導出它的功能,更別提推導出細胞在干什么、發育過程中會發生什么了,這就是大錯特錯了。不過,單說DNA里有信息,從經驗上講,我覺得這沒毛病。
你說我帶著私心或者議程。我確實有,但保羅,我的這種形而上學立場,是被科學本身推著走的。我努力跟著科學證據走,而科學把我引向了一種過程論(processual)的視角。這都是基于幾十年來我們觀察這些現象得出的經驗發現。想要理解細胞里或者生物發育中到底發生了什么,最好的方式是把它們看作穩定下來的過程,而不是某種固定的物質或實體。
這是一種好得多的方式,盡管它違背直覺。我認為這是理解和思考正在發生的事情的更優路徑。一切都是動態的。動態才是常態,變化才是常態。我們需要搞清楚的是為什么事物看起來是穩定的;這正是你之前問我的問題:如果一切真的都是動態的,那為什么事物看起來是穩定的?
保羅:回到這句話,我把它記下來了,現在念一下:“基因不決定生物組織”,這正是你剛才在談的。
丹:確實不決定。它們只提供了一種資源,但并不決定組織本身。沒錯。
保羅:那基因到底決定了什么?我們能說它們決定了什么嗎?
丹:氨基酸的一級序列,也就是蛋白質的一級結構。早在1957年,克里克就提出了這一點,他稱之為序列假說(sequence hypothesis)。他認為:DNA的序列很可能作為RNA的模板,而RNA又很可能作為蛋白質的模板。這一點后來被證明是正確的,這一關系確實由基因所決定。
保羅:但這并不是我們理解生命本質的核心。
丹:光靠這個,你沒法理解生物組織,甚至連蛋白質到底在干什么都搞不清楚。打個比方,就算你拿到了構成蛋白質的氨基酸序列,也就是它的建筑模塊,你依然不知道這個蛋白質在特定時刻到底在干嘛。正是在這種知識的空白地帶,我們往往會用自己的意識形態去腦補。
如果你把整個系統看作一臺發條機器,你就會說:“它大概就是臺分子機器。既然是機器,一旦結構定下來了,結構就決定了它怎么運轉。而且它會以一種規律的、決定論的方式運轉,完全可以預測。”你其實是在用你希望成真的東西,去填補那幅圖景。
我想說的是,薛定諤恰恰就提供了這樣一幅圖景。這當然不是唯一的圖景,但他借用物理學,給了我們一套解釋,讓這幅圖景顯得極其合理、極其可信。那就是:鐘表式運轉、固定性、剛性。于是分子生物學家就不必在解釋層面糾結太久,可以直接展開研究,并認為:“顯然,事情就是這樣運作的。”
保羅:我想到的是斯圖爾特·考夫曼(Stuart Kauffman)提出的相鄰可能*(adjacent possible)概念。事實上,你根本沒法只看蛋白質的序列就斷定它會干什么。因為就像你剛才說的,在不同的環境里,甚至就在同一個細胞的不同語境下,它干的活兒都不一樣。它確實在干不同的事。它會在不同的構象之間隨機地來回切換。如果它剛好切到了這個構象,它可能就在幾納秒內發揮一下這個功能,然后又切回去了。這整個過程是非常非常流動、非常隨機的。
*譯者注:“相鄰可能”,由生物學家斯圖亞特·考夫曼提出,指系統在當前狀態下可自然邁向的下一步可能空間,強調創新與演化是在既有條件邊界上逐步展開,而非憑空產生。
丹:我還想指出,你剛才說的這些現象之所以讓我們覺得驚訝,并不是因為它本身有多離奇,而是因為絕大多數人根本不是這么看待生命的。這些觀點之所以聽起來新穎、古怪甚至讓人興奮,是因為我們早就被訓練成用另一套框架去思考這些過程了。
這也正是我所說的:一個沒有被這些舊觀念污染或洗腦的物理學家,可能會覺得蛋白質在不同構象間隨機切換簡直是天經地義的事,因為物理學本來就是這么告訴你的。在那種微觀尺度下,物理學告訴你,分子最有可能就是這么運動的。
保羅:咱們再來聊聊大家常提到的、薛定諤對這個領域產生巨大影響的另外兩點吧。
丹:第二點就是那個著名的觀點:有機體通過攝取負熵(negative entropy)來符合熱力學第二定律。這個點被大家瘋狂引用,很多人記住薛定諤這本書,主要就是因為這個。他試圖把生命和熱力學第二定律調和起來:既然根據熱力學第二定律,宇宙的熵在不斷增加,那生命怎么還能存在呢?
*譯者注:負熵是薛定諤在1944年提出的概念,指生命體通過攝取環境中的有序性(如低熵物質與能量)來維持自身結構穩定的能力。
怎么會存在這種沒有走向無序退化的物理系統呢?薛定諤給出的答案是:有機體在攝取他所謂的“負熵”,也就是自由能,然后通過新陳代謝把這些能量用來自我更新,在物質層面上重構自己。我覺得特別離譜的是,大家幾乎每次都會把這點拿出來大書特書,但如果你真去翻翻《生命是什么》這本書,你會發現他講這個總共也就寫了大概六頁紙!
不僅如此,這其實只是他隨口插的一句閑話。他在倒數第二章的時候,好像想喘口氣,于是說:“咱們先停一下,把前面講的基因和染色體都忘了吧。咱們來聊會兒熱力學。”然后他就給出了這段非常優雅的關于負熵的論述。就這么點東西。結果大家把它捧上了天。
事實上,我在書中指出,那些熱衷于非平衡熱力學與自組織理論的人,往往試圖把薛定諤塑造成某種“先知式人物”,覺得他是第一個高瞻遠矚、要把生物學完全建立在非平衡態熱力學之上的人。這純屬瞎扯,因為他根本沒那個意思。我還在書里找了一堆引用,都是那些希望他這么說的人寫的話。我把它們一一拆解,說:“從歷史角度看,這簡直錯得離譜。”
薛定諤根本不是第一個討論這些問題的人。他說的東西其實沒什么原創性,只不過他表達得太優雅了,所以才產生了那么大的影響。但他說的,根本不是你們想讓他說的那套。你們希望他說生命的秩序建立在自組織上,但他刻意表達的恰恰相反,他說的是“生命的秩序建立在基因上”。
從某種意義上說,這也挺諷刺的。我之前不是跟你說,歷史學家總在抱怨生物學家蹭薛定諤的名氣,好給分子生物學貼金嘛。我覺得搞非平衡態熱力學的那幫人干了同樣的事。他們也是借薛定諤的名字,來給“把物理學應用到生物學”這個新領域撐場面。但這個案子更讓人頭疼,因為他們徹徹底底地扭曲了薛定諤在書里的真實意思。
他們幾乎是在替他說話,賦予他從未表達、甚至不可能表達的觀點。因為他在書里壓根就沒提過自組織,沒提過開放系統,也沒提過什么遠離平衡態。他僅僅是想說明一點:沒有任何理由認為生命體不能遵守熱力學第二定律。
而這一點,早在他之前好幾年,就已經被生化學家和物理化學家提出來了。其中就包括咱們前面提到的那個唐南(Donnan),就是幫他跟劍橋大學出版社談出版的那位。唐南是個物理化學家,他寫過幾篇影響了薛定諤的論文,其中一篇就在論證這個觀點。
我在書里引用了唐南1928年那篇論文里的一段話,基本上跟薛定諤1944年說的那段被所有人記住的話一模一樣。所以這真沒啥新意。不過,有一點確實無可爭議:大家確實受了那段話的啟發。像考夫曼(Kauffman)、特里·迪肯(Terry Deacon)、弗里曼·戴森(Freeman Dyson)這些極其杰出的理論家,都受了那個想法的影響。只不過,要是薛定諤本人看到自己的書被用來證明一個跟自己南轅北轍的觀點,估計是高興不起來的。
這也是《生命是什么》被嚴重誤讀的原因之一。這本書本質上是在為一種你所能想象到的最死板、最決定論、最機械論、最還原論、最以基因為中心的分子生物學視角做辯護。然而,它卻活出了好幾副面孔。它在今天的化身之一,居然成了支持遠離平衡態熱力學的理論大旗。
保羅:是的。人們需要它是什么,它就是什么。
丹:是的。就像《圣經》一樣,你想在里面找什么都能找得到。你帶著你的意識形態,或者用你的話說,帶著你的“私心”去讀這本書,你總能摳出點你需要的東西,來給自己的論點站臺。
保羅:哎喲,丹。《圣經》當然是真的,這還用說。說回這本書,它里面到底有什么是原創的?非周期性晶體我們已經聊過了。
丹:是的。非周期性晶體是原創的。另外,把“從有序到有序”和“從無序到有序”區分開來,這也是一個思考組織和秩序的絕佳視角。我們到底應該從統計學的角度,把秩序看作是大量個體聚集時才涌現出的規律?還是應該從單個實體的結構本身去理解規律?這種對比,雖然未必完全是他第一個提出來的——事實上,他引用了普朗克的一篇論文。
普朗克在物理學里區分了動力學定律(dynamical laws)和統計學定律(statistical laws)。這個區分其實就是薛定諤說的那個區分。像牛頓引力定律就是動力學的,但絕大多數定律其實是統計學的。動理學(kinetics)也是統計學的,因為它們的規律性和可靠性,只有在你考察大量個體的時候才會顯現出來。我覺得這種對比的影響力是非常大的。
這也是像莫諾這樣的人理解生物化學和分子生物學差異的方式。保羅,莫諾其實就是想告訴你:“我們搞分子生物學的,跟那幫老派生化學家有什么區別?區別就在于,他們覺得歸根結底一切都是統計、是隨機、是動力學和動理學。而我們認為,核心在于編碼在單個分子里的信息,在于結構、剛性和特異性。這才是我們的新范式。”
書里的這種對比,我不敢說百分之百是全新的,但我覺得這是薛定諤在這本書里做出的非常重要的一部分貢獻。說到底,什么東西是絕對原創的,什么不是,可能也沒那么重要。重要的是他怎么把當時已有的這些想法給揉在一起。我費了很大力氣去證明,他對基因的看法其實深受穆勒(Muller)等遺傳學家的影響。穆勒是個極端的還原論者,跟他一比,理查德·道金斯(Richard Dawkins)簡直都算是個整體論者了。穆勒在20世紀20年代就已經在寫“基因是生命的基礎”了。
在當時的遺傳學界,這些其實并不是主流觀點。薛定諤之所以挑中它們,是因為這些觀點能幫他說出他真正想說的話:有機體和發育完全是由基因決定的,這種決定性絲毫不受什么量子效應的影響。壓根就不存在什么“不確定性”。那玩意兒毫無意義。所有這些對理解生物學都沒用。他說,我們在生物學里期望找到的,是更多類似的確定性規律。事實上,這就引出了大家常提的第三點。
保羅:我正要問。我都不記得我們有沒有說過這個。
丹:第三點就是:我們應該期待新的物理學定律會出現。在研究細胞時,我們應該期待揭示出新的物理學定律。同樣,這點也被大家嚴重誤讀了。這里頭能聊的太多了,我不想太摳細節,就簡單說一句:德爾布呂克(Delbruck)確實受了玻恩的啟發,他也確實認為,只要我們越來越深入地研究遺傳機制,最終肯定會撞上一個悖論。
他當時是在找一個悖論,一個能跟當年物理學里催生出量子力學的那個悖論相媲美的悖論。當然,這個悖論最后也沒找到,因為DNA的復制機制根本不需要什么新的物理學。但有些人因為看到薛定諤在書里大談特談德爾布呂克,特別是提到了他1935年寫的那篇論文,就想當然地以為,薛定諤說的“新的物理學定律”,指的就是德爾布呂克在找的那個悖論。于是他們就推斷,薛定諤其實是個反還原論者,他骨子里是支持不確定性的。這文本確實很容易讓人這么誤解。
但如果你真正花時間去閱讀這本小書,就會發現,他所謂的新的物理學定律,指的其實是從有序到有序的定律。是那種能解釋基因里的秩序,如何被成功、有效地放大到整個有機體的定律。從今天的視角來看,我們該怎么理解這個想法?像遺傳程序的概念、中心法則(central dogma)、還有信息和結構的特異性這些觀念,其實都完全符合薛定諤當年期待我們能找到的那些“新定律”。
如果這么看的話,那他的研究綱領可以說是大獲成功。他做了一個大膽的預測,結果證明他是對的。我們確實找到了這些“從有序到有序”的機制和原理,讓我們搞懂了細胞為什么會這么運作。只不過,現在這套圖景開始有點搖搖欲墜了。這就又回到了咱們前面說的,當代新科學帶來的那種興奮感。如果咱們這場對話是發生在1990年,那我的結論只能是:沒錯,薛定諤全說對了。
保羅:你剛才說,如果你真的去讀那本書,你就會得出一個完全不同的解讀。但是,讀者是不是必須得像你丹·尼科爾森一樣,去翻閱各種歷史通信、去回溯歷史才行?你到底得做多少偵探工作?這些真相是直接寫在書里的,還是你真的必須結合歷史背景才能看懂?
丹:這個問題問得很公允,很公允。你大概確實得做點書本之外的功課。事實上,書里的論證寫得并不怎么清晰,他繞了個很大的圈子。薛定諤甚至在書里向讀者道了歉,他說:“聽著,我之所以這么寫——”
保羅:(潛臺詞)各位,這對我來說只是個業余項目啊。
丹:他說:“我之所以這么寫,是因為……我要呈現給你們的邏輯,就是我自己當初學習和推導它的過程。”
保羅:不過,原則上我喜歡這種方式。
丹:這本書講的其實是秩序。第一章拋出的問題是:生物秩序的源頭是什么?他問的不是“生命是什么”,而是“生物秩序的源頭是什么”。第一章的邏輯是:如果你是個物理學家,你對秩序了解多少?于是他用了整整一章來講統計力學。這就是全書的第一章,從無序到有序。這也是物理學家理解秩序的典型方式。
到了第二章,畫風一轉:嘿,新興的遺傳學似乎表明,這事兒不太對勁,因為生物體里的一切似乎都是由基因決定的。也就是說,物理學家現有的知識,根本不足以解釋生物學里正在發生的事。這就是第二章。接著他問:“我們該怎么解開這個悖論?”然后他才引出了“密碼腳本”和“非周期性晶體”的概念。
我在自己的書里花了整整一章,盡可能清晰地把他的論證重新梳理了一遍,好讓讀者能看懂他的邏輯鏈條是怎么運作的,以及能從中推導出什么結論。你說得對,保羅,也許光讀原著確實不夠。因為這本書寫得相當含糊,你完全可以從各個角度去解讀它。
保羅:這讓我想起前陣子文森特·拉哈(Vincente Raja)來上節目時聊到的“(motif)”概念。他正在科學界推廣這個想法。我剛才其實想說的是,沒錯,盡管大家經常曲解薛定諤的意圖或者他到底說了什么,但這本書依然產生了巨大的影響,科學也依然在往前走。不管你是怎么受到啟發的,只要你還在做研究,新的答案總會出現。你剛才提到“現在這些舊觀念開始崩塌了”,我想回到這個話題上。
總之,文森特的母題概念探討的是:為什么在同一個領域里,那么多不同的科學家用著同一個術語,但心里想的根本不是一回事,卻還能相安無事地繼續用?文森特的態度是:我就管這叫母題,我覺得這挺好的。只要我們在討論同一個對象,整個領域就能繼續進步。他很歡迎這種狀態,而不是像傳統的哲學家那樣,非得對定義吹毛求疵,然后給出——
丹:在這個問題上,我可能沒文森特那么樂觀。因為我覺得,這恰恰是很多混亂的源頭。當你這么說的時候,我腦子里蹦出來的詞就是“信息”。
保羅:那我們再深入探討一下這一點。因為你說過,這本書幾乎把我們帶到了今天這套“萬物皆信息”的框架里,好像什么都能用信息來解釋。
丹:我不想把話說得太絕對,但它確實鞏固、并且正當化了那種極度強調“信息”重要性的觀點。沒錯。基本上,最核心的轉變就是:“從有序到有序”變成了“組織來源于信息”。這就是所謂的分子生物學革命。1944年提出的“從有序到有序”,變成了后來我們學分子生物學時奉為圭臬的“組織來源于信息”。我認為這其實就是薛定諤觀點的一種變體推論。
保羅:我對這些話題特別感興趣,因為我只是個普普通通搞神經科學的。但讀了你還有其他生物學哲學家的著作后,你會恍然大悟:原來是分子生物學革命把這些觀念走私進了神經科學!我們現在思考大腦運作的方式,簡直跟它是一脈相承的。只不過我得像你一樣去做一番檔案偵探工作,才能把這條線徹底捋清楚。
說真的,等我以后有了自己的跨學科實驗室,我一定要把你外聘過來——或者你雇我也行,反正你在學術圈混得比我靠前。這也是為什么我這么喜歡跟你聊天,我腦子里總在琢磨:我們現在用的這些概念到底是從哪兒冒出來的?我覺得你完全可以畫出一條直線,從薛定諤出發,穿過分子生物學,一直連到神經科學里把“信息”當作核心工具和概念的現狀。
丹:作為神經科學家,你所關心的那些過程,都有分子基礎、細胞基礎。許多——
保羅:一切都發生在細胞和神經元里。
丹:那么它必然會影響我們對神經過程的理解。我們認為在細胞層面或分子層面上什么是真的,就會如何影響我們對神經過程的看法。是的,我也這么認為。
保羅:至于你剛才提到的“現在這些東西開始動搖”,從這個角度來看,我不太確定分子生物學的現狀如何。你一開始是在分子生物學里做的,后來才轉向哲學、科學史/科學哲學這一路。從某種意義上說,神經科學界現在也有很多人在質疑那些基本原則或假設,也就是那種機械論的視角。盡管主流依然是:如果你在論文摘要里不加上“機制”這個詞,你可能連文章都發不了,對吧?
丹:順便說一句,分子生物學這邊也是一樣的。
保羅:仍然是這樣。
丹:說“正在崩塌”也許有點過于樂觀了,但我確實覺得,我們正在朝那個方向走。你剛才說的,其實同樣適用于分子生物學。雖然目前主流觀點仍然占據主導地位。
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?Nydia Lilian
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當代視角的反思:
對機械論與決定論的挑戰
保羅:那我們正朝著什么方向前進呢?
丹:其實,我在那篇討論機器觀的論文里就提到了:我們過去理解分子和細胞運作方式的那套框架,正在受到實證結果的正面沖擊,而且是非常直接、明確的挑戰。這種挑戰一開始并不是概念上的,而是因為我們有了新方法、新技術,能看到研究對象以前不為人知的一面。
這些新的發現,也讓科學家在挑戰正統觀點時沒那么畏手畏腳。這場轉變,本質上是由方法推動的。其實,相關的理論批評早在幾十年前就有人提出過,我在那篇論文里也提到過這一點,但當時缺乏足夠的證據支撐。直到現在,我們才真正掌握了能夠支撐這些批評的實證材料。科學家在乎的是證據,而不是概念本身。他們不是哲學家。
光有一個很酷的想法是不夠的,必須有數據和實驗來支撐。直到現在,我們才終于拿到了證據。這也是為什么這些觀點現在才被當回事。我們已經沒法再對蛋白質相互作用的新發現視而不見——咱們剛才也聊過這個。我們同樣沒法忽視在基因表達、發育和細胞分化上學到的新東西。
這就是眼下正在發生的事。所以我覺得,我們正朝著這樣一個方向前進:我們不再把“萬物皆信息”當成理所當然的事。我們把生命的“物質實在性”重新拉回了圖景中——生命是具身于物質之中的。要理解細胞為什么這么運作、發育為什么這么進行,物質本身的物理屬性,可能跟基因里編碼的信息一樣重要,甚至更重要。
保羅:你可真是個如假包換的純粹主義者。把“信息”或者“機制”當成一個好用的隱喻、一個有用的模型,到底有什么問題呢?地圖不等于疆域(The map is not the territory)。雖然我想,這大概就是懷特海(Whitehead)說的錯置具體性的謬誤(fallacy of misplaced concreteness)吧,就是你把地圖當成了疆域本身。如果我們理解事物需要多種視角,那也不是所有模型都是錯的,有些確實很有用。天哪,我剛才簡直像報菜名一樣,把這些哲學金句全禿嚕出來了。抱歉啊。
丹:那都是你的一部分,已經刻進你的靈魂了。
保羅:我看過你講約翰·杜普雷(John Dupré)對你影響的那場講座。你提到過,你們當時經常開會,約翰從來不做筆記。他告訴你,只要你在這些問題上花足夠的時間去思考,它們自然會在你腦子里成型,根本不需要寫下來。我想我現在大概就是這種狀態。不過話說回來,也許我剛才只是在“甩大佬名字”或者“掉書袋”,這好像有點——
丹:我當時真的被震撼到了。約翰就那么坐著,聽我們每周長達一個小時的討論。我在那兒瘋狂地記筆記,一頁接一頁地寫,而約翰根本不需要。然后他就能直接寫出東西來。就那么坐下開寫。我可做不到,我就是沒那個本事。
他就是有那種能力,保羅,能直接坐在一張白紙前,然后“嘩嘩嘩”地把腦子里發酵了很久的東西全寫下來。而我呢,我必須得把東西寫下來,反復琢磨。
保羅:列出提綱之類的東西。他就是這么做的嗎?等東西醞釀好了,自然就流淌出來了?
丹:我想是的。
保羅:好吧,我們聊天就是這樣。你剛才就看到了一個活生生的例子。我簡直就是約翰·杜普雷。(大笑)
說正經的,我們就不能把“信息”純粹當個隱喻留著用嗎?
丹:當然可以。
保羅:完全沒問題。只是它在本體論上不是那個東西。是不是這個意思?
丹:不,這事兒其實比表面看起來要微妙得多。事實上,我認為如果沒有隱喻,我們根本沒法搞科學。那種非要把“隱喻性”和“字面意思”徹底撇清的想法,本身就該被拋棄。歸根結底,一切都是隱喻,而且隱喻極其寶貴、極其有用。
保羅:除了你正在研究的那個東西本身,比如那塊“肉”,那才是真實的東西。
丹:是的,但我們概念化那塊“肉”、那個真實事物的方式,本身就是模糊不清的。
保羅:它必然是這樣的——
丹:甚至我們使用的概念本身就在遮蔽它。科學發現是一個極其復雜的過程,我們不斷發現新現象,然后得找個詞去描述這些新玩意兒。這時候隱喻就派上用場了。透過你熟悉的某種東西的棱鏡,去觀察一個新事物,這非常順手,因為它給了你一個理解新事物的抓手。
但問題在于,天底下沒有兩片完全相同的樹葉。所以在這種隱喻式的重新描述中,總會有一些東西被漏掉。那些不相似的部分被推到了背景里,只有相似的部分被放大了。當這種隱喻極其成功的時候,我們就會忘了自己其實是在打比方,隱喻就變成了你剛才說的疆域本身。這才是問題所在。當然,機器隱喻、信息話語這些東西,在幫助我們理解所關心的現象上,依然有著極其巨大的價值。
保羅:當然,它們是必要的,也是有價值的。
丹:是的。即使當它們失效時,它們也是有價值的。當它們失效時,我們就了解到這個現象不是什么。如果細胞不是機器,我們就了解了細胞像什么,即它不像機器。這都是積極的。我們仍在學習。正如我在論文中所說,細胞的某些行為和結構方面,可以被理解為機器。這從來不是非黑即白的,不是二元的。
比如ATP合酶的旋轉結構,它看起來確實像一臺馬達。用“馬達”來理解它,本身沒有任何問題。問題在于,不要因為這個概念工具很好用、看起來很漂亮,就誤以為它可以解釋一切。不要因為找到了一把鋒利的工具,就覺得所有問題都能用它來解決。如果你愿意用一種更純粹主義的說法來看待這件事,正如你剛才調侃我的。那么科學史,其實就是在不斷探索:某個隱喻究竟能被推到多遠。
20世紀下半葉,就是我們在試探關于蛋白質和蛋白質功能的某些隱喻到底能被推到多遠的時代。而現在,我們也許正處在一個轉折點上,這些隱喻正在發生改變,或者說,其他的替代隱喻開始變得更有影響力了。接下來,我們就要去試探這些新隱喻能帶我們走多遠。你剛才說我是個如假包換的純粹主義者。我都不確定我是不是。如果你真的是個純粹主義者,那意味著你不愿意做任何理論承諾,也不想對真實的現實發表任何看法。
保羅:那可不是“純粹主義者”的意思吧?
丹:嗯?
保羅:不,我覺得那也不是“多元主義”的含義。
丹:如果你說的是“本體論上的純粹主義”,那確實可能意味著——
保羅:不不,多元主義也不等于“怎么都行”,對吧?
丹:這得看我們說的是哪種多元主義了。你可以是一個方法論上的多元主義者,我完全贊同這種立場。我們確實需要用不同的視角去看待同一個東西。但在這些視角之下,依然存在一個底層的現實。我們在努力揭示它。我不想說因為我們可能永遠無法完全觸及真理,就要把“真理”扔出窗外。真理依然在那兒,它不是被建構出來的。
當然,在這個問題上,人們可以采取許多不同的立場。我并不是說你正在主張其中某一種。但在我看來,你可以把科學史理解為這樣一個過程,而且我認為這適用于任何學科:科學就是在不斷測試:某個框架、某個模型、某個隱喻,究竟能帶我們走多遠。我們會盡可能榨干它的解釋力,把它的潛能發揮到極致。等到它真的不夠用了,我們才會尋找新的工具。
然后最終,如果你是庫恩(Kuhn)的信徒,你會認為這個范式最終會陷入危機,我們需要一個新的——但不管怎樣,我們最終肯定需要一套不同的工具,去重新審視同樣的現象。我們甚至可能會重新發現一些我們其實一直都知道、卻從未認真對待過的東西。為什么沒認真對待?因為當時占主導地位的隱喻暗示我們:這些東西不重要。
沒有哪個分子生物學家會不知道“隨機性”的存在。只是它沒被當回事。沒有哪個進化生物學家會不知道“約束”和“發育”的存在,但如果你是個死硬的適應論者,你就不會把它們當回事。這取決于你所在的領域。每個人都標榜自己是個多元主義者,但一旦動真格的了(笑),大家最終還是會不自覺地滑向自己偏好的那套解釋框架。
保羅:萬物流變,對吧?
丹:是的。
保羅:咱們來說說機制這個概念吧。待會兒我們還會回到文森特的母題概念上。不過說到新機制論者……我知道你本來不想碰這個,但讀博期間又不得不大量研究機制。這條路可真夠長的。但我感覺,機制的定義好像總是在移動:一開始大家說“機制是這樣的”,十年后又變成了“好吧,現在機制是那樣的了”,它又多了一些新特征。我知道這個概念確實變了。我的意思是,從歷史上看,概念的演變往往是為了迎合那些使用它的人——他們想把某種現象硬塞進“機制”這個詞里,于是概念的邊界也就跟著擴寬了。
我不是故意要針對搞機制論的那幫人。在威廉·貝赫特爾(William Bechtel)那里,機制大致就是:幾個部分協同運作,從而產生某種功能。當然,這說得非常簡略。但像你這樣的人就會跳出來反駁:“其實根本不是這么運作的。”然后機制論者就會回擊:“行吧,那我們把你提的問題也稍微吸收進來,重新定義一下什么叫機制。”歷史上確實有這種來回拉扯的過程。我不知道你怎么看。也許我真正想問的是,文森特的母題概念到底有什么問題?我不確定你想先聊哪個。
丹:其實我還沒讀過
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保羅:他還在寫呢,是個進行中的項目。要是有人批評,他還能改。(笑)
丹:那我只能就著你剛才說的來聊了。同一個群體對同一個概念有各種不同的解讀,這事兒聽起來……我不覺得一定是什么好事。
保羅:好吧,也許確實不是好事。我舉個具體的例子,表征(representation)這個詞。你知道的,這個詞在哲學里背著一噸重的歷史包袱;在神經科學里,包袱也一樣重。根本沒人真正知道它到底是什么意思,大家為它吵得不可開交。再比如,文森特是搞生態心理學的,可供性(affordance)這個詞也被不同的人拿來為自己的目的服務。他的意思大概是:好吧,我們沒必要把一個詞在操作層面上定義得死死的,哪怕模糊一點,領域也照樣能取得進展。
丹:從這個意義上說,我同意。事實上,我覺得這套邏輯對“機制”和“信息”這兩個概念都適用。你完全可以這么說:在20世紀下半葉,“信息”這個概念之所以變得如此不可抗拒,恰恰是因為大家都在用不同的方式使用它。我們根本不需要把它死死綁定在某一個特定的定義上。我在書里也論證了這點。我聊到了“信息”是怎么被引入生物學的,我說這事兒其實發生過兩次。第一次是一場徹頭徹尾的災難,第二次卻取得了巨大的成功。
第一次之所以是災難,是因為一開始大家是想通過嚴格的“信息論”來引入它的。當時有人想把香農(Shannon)的信息概念直接套用到生物學里;還有維納(Wiener)在《控制論》里提出的觀點,以及布里淵(Brillouin)關于熵的理論。結果全軍覆沒。因為它們導出的那些對生物學數據的理論解釋,根本沒有生物學家當真。于是這條路就被放棄了。
后來,信息這個詞以一種松散得多的方式被重新引入了。事實上,就是在1953年沃森和克里克的第二篇論文里。當他們提到遺傳信息時,這個詞開始變成了一種便捷表達(shorthand),用來指代人們過去常說的特異性(specificity)。你會看到,發育生物學家嘴里的“信息”是一個意思,細胞生物學家嘴里的“信息”又是另一個意思,它們根本不是一回事。但這似乎沒什么大礙,因為只要在你們那個小圈子里,大家都懂你在說什么。它就像一種“說話的套路”。
我認為“機制”也是如此,甚至蛋白質合成的機制這個例子更能說明問題。如果你非要把“機制”定義得極其具體狹窄,那你就根本沒法解釋為什么“自然選擇”也能叫一種機制。如果你用分子生物學里的定義,它的力量恰恰就在于此——它以一種“富有生產力”的方式變得模糊了。
當你用“機制”來思考一個現象時,大家腦子里大概會有一些共同的預期,覺得這現象應該是什么樣的。但你不會看到它被嚴格定義。它不是那種需要寫在教科書詞匯表里、非得定義清楚才能發揮作用的詞。從這個意義上說,我完全同意你剛才的話。
保羅:但情況可能比這更糟。因為那些定義得太死、太窄的概念,大家用著用著就不想用了,最后就銷聲匿跡了。說白了,它們在科學界的“自然選擇”中被淘汰了。相反,如果一個詞足夠模糊,它反而能活下來,因為每個人都能拿它來表達自己想表達的意思。然后它就火了,接著你就會把它塞進你寫的每一篇論文摘要里。
丹:這就回到了我一開始說的問題,保羅,這也就是你真正該擔心的地方。如果一個詞真的在不同語境下意思都不一樣,那就很容易造成混亂,大家就會過度推論。我覺得信息就遭遇了這種事,機制也是。
一個概念在某個語境下好用,并不代表你能順理成章地推斷它在所有語境下都好用。從“這東西很有用”直接滑向“這東西就是真理”,這才是最讓人擔憂的。一個概念好用,并不意味著它揭示了事物真正的底層運作方式。
保羅:還有兩個話題我想談。退一步說,作為科學家,或者更廣泛地說,作為思考者,我們能從你對薛定諤歷史工作的研究中學到什么?
丹:我想,得到的收獲會因人而異。生物學家、哲學家、歷史學家,各自的關注點都會有所不同。
保羅:如果是神經科學家呢?也算生物學家的一種,只是處理的可能是更抽象、偏“信息處理”那類過程——也許我這么說不準確,我也不確定。
丹:如果你是個科學家,我希望這本書能讓你明白一件事:你今天對細胞或者大腦的這套看法,并不是命中注定的。你不是從大自然那里直接讀出了這些答案,大自然也沒有給你發一份什么真理簡報,告訴你:“嘿,大腦就是這么運作的,細胞就是長這樣的。”
保羅:你說的自然,是《自然》雜志,還是自然本身?
丹:是自然本身,現實意義上的那個自然。
保羅:現實,懂了。謝謝。看來你《自然》雜志讀得還不夠多啊。(笑)
丹:哈哈,不,你澄清得很好。不是那本期刊,而是現實本身,并沒有告訴你該怎么去概念化它。是我們這些能力有限的人類,在拼盡全力去搞懂它的一點點皮毛。我們太深陷于這些現有的觀念里了,以至于有時候會忘了:這只不過是理解現實的其中一種方式而已,根本沒有什么“非如此不可”。看問題的方式永遠不止一種。我們今天之所以這么看待大腦、看待細胞,其實是一系列歷史決策的產物。其中很多決策充滿了偶然性和投機性,取決于當時有什么技術,甚至取決于那些作者的性格——他們只是恰好用了一種最有影響力的方式把這些寫了出來。
明白這點,應該能給你一些探索其他想法的自由。如果你不再覺得我只能用這一種方式來理解大腦,那歷史突然就變得有意義了。因為當你回看歷史,看到人們曾經提出過那么多不同的觀點時,它們就不再顯得那么幼稚或荒唐了。歷史真正告訴我們的,不僅是我們現在的想法有多偶然,而且我們其實一直在重新發明輪子。日光之下并無新事。我們總是在不斷地重新發現幾十年前、甚至幾個世紀前別人早就說過的話。
保羅:問題在于,這反倒證明我沒什么好點子,因為好像全都早就被人翻來覆去講過了。
丹:我覺得我們把“新”看得太重了,“新點子”這件事本身被高估了。真正重要的是:你能拿一個舊想法做出什么來。
保羅:哦,我喜歡這個說法。
丹:對于讀這本書的科學家來說,這可能就是一個教訓:“你看,這本書人盡皆知,結果居然有幾百萬種不同的解讀。這本書本身,只不過是某個人在特定的歷史語境下想表達點什么而已。”如果你知道這些,你就能更客觀看待它。這本書里描繪的細胞圖景,根本不是什么唯一真理。如果新的證據引導我們偏離了那幅圖景,我們完全沒必要覺得天塌了。這大概就是能得出的一個教訓。
保羅:我自己也有一個與此相關的體會。很具體的例子,前幾天我看一個講座。我就不說是誰講的、關于什么的了。整場演講幾乎就是“報人名”大全:各種歷史人物、各種名言觀點,密度高到像“某某說過這個、某某說過那個”的金曲串燒。有個說法叫偽深刻的廢話:就是說,只要你說的話聽起來很深奧,對錯都不重要了,大家自然會覺得它很重要、很正確。
在科學界,做報告時引用歷史觀點、歷史人物和研究,這當然很好。但我總覺得,這種引用往往是為了夾帶私貨,演講者根本不在乎他們引用的東西,到底是不是人家當年真正想傳達的意思。而這恰恰是你深入研究后揭示的問題:人家當年根本不是那個意思,或者在當時,大家明明知道還有其他正確的理論,等等。
總之,當我看到那樣的演講,即演講者不斷拋出一些零散的思想金句時,我會本能地保持懷疑。因為那看起來更像是在借這些材料為自己的立場背書、強化自己的議程。我得到的一個教訓是:當我看到對“重要人物”的頻繁引用時,我會想:在某些情況下,這是不是在借權威來提升自己的分量?當然,這之間存在一條微妙的界線。我也說不清那條界線在哪里。用歷史語境來呈現思想本身是有價值的,它能幫助我們理解多年來已經被認識到、被證明過的內容。但關鍵在于:引用歷史,是為了澄清問題,還是為了裝飾論點?這就是我從中得到的體會。
丹:我們在談話一開始就提到過這個問題。生物學史學家曾抱怨說:有些分子生物學家,甚至包括諾貝爾獎得主會這樣說——
保羅:看,薛定諤當年就是這么做的,他就是這么說的。
丹:所以我們肯定走對路了,因為偉大的薛定諤最早就這么說過。
保羅:沒錯。
丹:這把歷史學家們氣得夠嗆。
保羅:這就是那種偶像崇拜,我討厭科學中的偶像崇拜。
丹:而且,這純粹是糟糕的推理。從哲學的角度看,這是在訴諸權威,而不是通過論證。
保羅:這就是我討厭這種做法的原因。它就是被這樣利用的。所謂“偶像崇拜”也是這樣運作的。
丹:對,完全沒錯。我之所以覺得這是個非常有意思的研究項目,我指的不是我的書,而是薛定諤的那本書,原因在于,一方面,它其實充滿了矛盾。在我的書接受同行評審的時候,有個審稿人就非常困惑,他不確定——
保羅:你的書也要經過同行評審嗎?哦,我不知道。是這套“元素(elements)”系列特有的嗎?
丹:不是。我想大多數學術專著都會經過同行評審。
保羅:哦,好吧。抱歉,我太外行了。
丹:沒事沒事。那個審稿人大概是說:“你到底在干嘛?書里有些地方,你把薛定諤批得體無完膚。可到了后面,他又好像成了你的大英雄,因為你一直在替他解釋。這到底是怎么回事?”這個問題提得很公允。因為在書的前半部分,當我用當代的眼光去審視那本書,討論今天我們該怎么讀它時,我確實非常具有批判性。畢竟80年過去了,就像你預期的那樣,我們學到了很多新東西,我們有充分的理由去批評薛定諤當年的很多說法。但到了后面,我又是在為薛定諤辯護,我的意思是,他的思想其實比大家說的更有價值,尤其是在反駁那些歷史學家的時候——
保羅:那些批評者。
丹:那些仔細研究過的人得出結論,說這本書根本沒有科學價值,它只是個政治工具。我批評的正是這幫人。從這個意義上說,我是在為薛定諤辯護。所以那個審稿人就會覺得:“嗯,看起來你好像——”
保羅:你倒是選個邊站啊。
丹:我不知道你讀的時候有沒有這種感覺,但我不覺得這有什么自相矛盾的。因為在書的后半部分,我是在努力認真對待他的思想。我的意思是,如果你去看看他到底論證了什么,再看看我們現在對細胞的了解,以及20世紀下半葉發展起來的那些知識,你會發現這兩者之間有極強的連續性,你完全可以理直氣壯地說:他確實產生了深遠的影響。
保羅:我覺得這會讓人產生一種認知失調,因為你非常明確、毫不掩飾地指出,你認為薛定諤在這些事情上是正確的。你沒有花大把時間去為這個觀點辯護,你就是把證據擺在那兒,然后直接說了出來。
丹:是的。我也許會稍微調整一下措辭,我會說,我展示了薛定諤是如何發揮影響力的。我不會用“正確”這個詞來指代真理,因為他塞給我們的那幅細胞圖景,我并不認為是對的。但他確實有影響力。他真真切切地影響了我們,塑造了那幅我在之前的研究中一直批評的圖景。但這個過程,是在為薛定諤辯護,為他的影響力辯護,而不是為他說的每一句話辯護。他說的話,有些有價值,有些沒價值,但關鍵是它產生了影響,被大家當真了。然后在最后——
保羅:它的價值在于推動了領域向前發展。也許方向未必完全正確,但至少提供了一個方向。
丹:對。而且它的寶貴之處還在于,它讓你知道你現在面對的到底是個什么東西,知道它是怎么來的。如果你是個科學家,你處理著當下的問題,你根本不關心歷史。你對歷史毫無興趣。但我的書想說的是:“嘿,你應該關心一下,因為你現在腦子里的這套觀念,是有歷史淵源的,是有起點的。”我們知道這些想法是從哪兒冒出來的。我覺得了解這些很重要,因為就像我剛才說的,它能時刻提醒你:這一切都不是命中注定的。
然后,就像我說的,書的最后一部分,也就是第三部分,我試圖搞清楚薛定諤為什么會說出那些話。這就把你拉回了物理學。里面討論了量子力學,以及怎么解釋量子力學等等。這就變得非常哲學化了,因為你得去聊自由意志,聊各種誤讀,甚至聊他們私人之間的恩怨。
讀他們互相罵街的信件簡直太搞笑了。薛定諤把哥本哈根詮釋叫作胡言亂語(twaddle),說玻爾的哲學是偽哲學(sham philosophy)。罵得非常、非常難聽。海森堡在描述薛定諤的演講時,直接說那是垃圾(crap)。他說:“他搞的這些全都是垃圾。”薛定諤則抱怨說:“玻爾居然用我那優美無比的波動方程,去算那些破爛不堪的小矩陣(shitty little matrices)!”
這些臟話全都在檔案里。這讓整個科學史變得充滿了人情味。你看到了性格的碰撞、私人恩怨,這些才是最終驅使他們說出那些話的真正動機。你在正式發表的論文里是絕對看不到這些的。如果你真的鉆進檔案館,你會發現,原來這些科學巨匠也會覺得被冒犯,也會被情緒左右,也會為了賭一口氣而發表某些言論。
保羅:也許這正是你的書讀起來這么過癮的原因,因為它講了一個好故事,而我們都愛聽故事。那你后來是怎么回復那個審稿人的?結果怎么樣了?
丹:我試著向他解釋,這兩件事是可以同時成立的。這是一種細微的差別。抱歉。有些地方我確實對薛定諤非常嚴厲。作為科學家,你當然可以批判。科學家會說:“我才不管什么歷史背景,把這些觀點給我,我只根據今天的證據來評估它們。”這是一項任務。但作為歷史學家,你會問:“這些觀點到底是從哪兒來的?”
然后你就會得出一個完全不同的結論。你會說:“我想為薛定諤辯護,因為他確實塑造了我們今天習以為常的這些觀念。”這跨度確實很大。你完全可以在前一個層面上否定他、批評他,同時在后一個層面上肯定他。這就是我試圖解釋的。這兩者之間并沒有必然的沖突。
保羅:好吧。上次我跟你喝咖啡的時候,你就像剛才描述的那樣,正泡在檔案館里挖材料。我想多了解一下,那個過程到底是什么樣的?你剛才隨口爆出的那些關于“破爛矩陣”的臟話,你都是在紙質檔案上讀到的嗎?你平時的一天大概是什么樣的?聽起來你好像每天都在興高采烈地翻閱這些勁爆的八卦,但現實中大部分時間肯定不是這樣的吧?
丹:不是的。大部分時間其實極其枯燥,因為你得翻閱海量的材料。這感覺就像……怎么說呢,就像19世紀中葉在美國淘金一樣,你得篩掉成噸的泥沙,才能淘出那么一丁點金子。歷史研究也是一樣。你得翻過無數的廢紙,才能找到一點有價值的東西。有時候,你會看到其他歷史學家引用過某段話,他們可能是為了別的目的引用的。你會覺得:“嗯,這句不錯,我也可以用。”
但我總是喜歡親自去查原始檔案,因為你會驚訝地發現,人們誤引原話的情況有多嚴重。我不知道他們是故意的還是無意的。你誰也不能信。對我來說,如果我要引用一句話,我一定要去檔案館找到出處,確保我沒有曲解它,確保我懂它當時的語境——搞清楚那個人為什么會在那個時候說出那句話。這跟做科學研究或者搞哲學完全不同。這是非常硬核的歷史學苦力活。
保羅:這一定很難。因為你不僅要讀材料,還需要知道我該去哪里找與我剛剛發現的內容相關的東西?這聽起來幾乎不可能。
丹:確實很難。其實我曾經在長島的冷泉港實驗室待過好幾個星期。他們那兒有個檔案館。我花了好幾周時間,翻閱了穆勒(Muller)、布倫納(Brenner)等一大幫人的檔案。結果呢?保羅,我真的一無所獲。
保羅:有時候確實是一片空白。
丹:我學到了很多東西,但我真的沒找到任何直接相關的材料。我的書里根本沒用到那段時間查的東西。我大概不該公開說這個,畢竟我當時是拿著經費去的。(笑)但研究就是這樣——
保羅:你當時一定得心里有數吧。
丹:有時候你就是什么也找不到。我沒有找到我以為會找到的東西,我當時在尋找更多像莫諾那樣的例子,比如在20世紀50年代,有科學家在他們的科學論證中明確提到薛定諤的影響。但我找不到這樣的證據。然后我就——
保羅:當你花了好幾個星期卻一無所獲的時候,這對你的心理會產生什么影響?
丹:哎,你只能努力說服自己:至少你發現了其他有趣的東西,沒準以后在別的項目里能派上用場。我被迫去了解了很多我以前不知道的人和事。這就像是在建立一個資源庫、一個彈藥庫,等以后需要的時候你就能隨時調用。
這就是為什么人家常說:“哲學家像牛奶,越放越酸;歷史學家像紅酒,越陳越香。”一個年長的歷史學家比年輕的要有價值得多。因為老歷史學家的腦子里有太多的上下文背景。你給一個30歲的歷史學家和70歲的歷史學家同一條新信息,70歲的那位能把它用得漂亮得多,因為他能把這條信息和無數已知的東西聯系起來。而你年輕的時候,知道的底牌還不夠多。
歷史學家其實是在不斷地為新信息搭建越來越厚的腳手架。而在哲學或者數學這些領域,如果一切都只關乎論證和推理,那你年輕時腦子肯定比你80多歲時轉得快。
保羅:每一步似乎都是同樣的過程。
丹:在哲學里,關鍵在于你腦子轉得多快,能不能迅速把各種概念連起來,理清里面的邏輯。但做歷史研究完全是另一碼事。我覺得這里頭其實跟做科學有點像,而跟哲學不同。
在哲學里(當然,這個說法可能有爭議),你其實很少真正改變自己的立場。你有一個想法,然后你拼盡全力去捍衛它。別人對你提出反駁,你就進一步打磨你的觀點,讓它變得無懈可擊,讓那個反駁你的人無話可說。但在歷史學里,這事兒由不得你。如果你在檔案館里找到了一份證據,而它剛好跟你一直主張的觀點相悖,那它就是對你的直接反駁。
我就遇到過這種事。我在一篇論文里提出了一個論斷,然后一位審稿人說:“這不是真的。”如果是哲學上的反駁,那會非常難以回應,因為哲學爭論往往沒有終局裁決。但這是一個歷史論斷,他們說不是真的。我所要做的就是拿出證據。“請看某年發表的這篇論文,它證明我說的是對的。”故事結束。
保羅:太棒了。但在你這個項目中,你提出了一個關于“這本書為什么會被寫出來”的解釋。那并不是直接證據能夠給出的。那必須通過溯因推理得出。我本來以為你會提到這個,因為歷史研究的魅力之一,不就是這種“哇,看吶,我居然發現了新東西”的頓悟時刻嗎?
丹:其實我剛才想說的是,科學和歷史在這里有一個相通之處。我雖然在實驗室待的時間不長,但從那點有限的經驗里我也知道:做科學同樣是極其枯燥的。大多數時候實驗就是跑不出來,你也找不到什么有意思的結果。如果你運氣好,也許十年才碰上一次,甚至一輩子才碰上一次——你在實證上真的發現了點什么,或者撞見了一個意料之外的、突破性的結果。
而那一刻的興奮感,足以“喂飽”你此后漫長歲月里的失望,支撐你度過那些毫無建樹的日子。我雖然沒有一輩子的實驗室經驗,但很多人都這么跟我說過。當年我因為覺得做實驗太枯燥,決定不再當科學家的時候,他們就是這么勸我的。
他們說:“99%的時間都會極其無聊。但如果運氣好,總有一天,你會發現某個東西,那種腎上腺素飆升的感覺,將是你這輩子體驗過的最極致的智力愉悅。它足以支撐你熬過那些在沒有窗戶的房間里聞化學試劑的黑暗日子。”作為歷史學家,你在浩如煙海的檔案里翻找時,其實也是一樣的。
保羅:所以你才在歷史研究這條路上堅持了下來。
丹:只要你心懷希望,最終你總會找到點什么——雖然我也說不好到底是什么。
保羅:對你個人來說,這種時刻確實發生過。你一定有過那種瞬間,讓那99%的付出都變得值得。
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科學史與科學哲學的啟示:
隱喻、權威與學科發展
丹:是的。我在書里引用了達爾靈頓(Darlington)的一段話,我覺得那是我最接近這種“尤里卡時刻”的經歷了。達爾靈頓是英國非常有名的遺傳學家。薛定諤在《生命是什么》里其實用了幾張達爾靈頓教科書里的技術插圖。所以他們之間是有通信的。
我本來沒指望能從里面找到什么猛料。結果,達爾靈頓在信里特別逗地說:“我很高興像你這樣級別的物理學家開始對遺傳學感興趣了。我最近一直在跟一幫物理學家討論這事兒。”這是在1940年代初。“他們全都對非確定性(indeterminacy)走火入魔了。說實話,我覺得這特別煩人。”這是達爾靈頓的原話。
然后薛定諤回信說:“感謝你允許我使用這張圖。順便說一句,你跟那些物理學家的爭論,我向你保證,我絕對沒跟他們站在一起。”緊接著,他就解釋了自己為什么要寫這本書。我把這段直接寫進了我的書里,因為薛定諤的意思就是:在細胞這個問題上,我們真正需要考慮的是確定性,而不是像那些物理學家以為的,能從中讀出什么非確定性,甚至妄圖借此解決自由意志的問題。所有我原本想替他論證、想替他表達的觀點,他在這封信里幾乎一字不差地全說出來了!我根本不需要再去費力建構什么論證了。保羅,這里根本不需要什么溯因推理。
保羅:確實。
丹:他已經親口說出來了,我只要把它原樣端出來就行。從這個角度看,歷史比哲學要容易得多。在哲學里,你得自己去建構論證、提供理由。但在歷史里,如果你足夠走運,當事人直接把你想讓他說的話給說出來了,那段話本身就是鐵證。
保羅:不過在現代社會,一個人就算說了什么,哪怕你拍下了視頻,可能也說明不了什么。你嘴上說的未必是你心里想的。人會撒謊啊,你可能會為了施加影響、為了討好某人而故意在信里寫一些違心的話。我的意思是,人們在溝通時并不總是百分之百誠實的。
丹:這倒是真的。這是個很公允的觀點。沒錯。那么問題就變成了:薛定諤說真話的可能性有多大?
保羅:你看,你還是得做點推斷吧。(笑)
丹:是的,你說得對。這是一個非常微妙且精彩的反駁。確實,孤立的一段引文永遠無法自己證明自己,解釋和推斷總是必不可少的。但如果薛定諤自己都說:“我寫這本書,就是因為我被那幫拿量子力學瞎扯的物理學家給惹毛了。”那這簡直太棒了。
保羅:對你來說就足夠了。
丹:關鍵是,如果你看到他在不同的語境下、在回應不同的人時,都說了類似的話——這就是為什么我要跑去查閱不同的檔案。我看到他對不同的人表達了同樣的立場。這種“交叉印證(convergence)”就為他這番話的真實性提供了強有力的支撐。
保羅:確實如此。
丹:我確實找到了這種交叉印證。他跟唐南通信時,在抱怨玻爾;跟達爾靈頓通信時,又在抱怨玻爾;在他寫的另一本書里,他還在抱怨玻爾和約爾丹(Jordan)。所以,我非常有信心,我已經揪出了他真正的寫作動機。這跟以前歷史學家們提出的那些假設完全不同。這其實是我這本書里一個非常新穎的觀點。你剛才一直問我薛定諤那本書有什么新意,但你沒問我這本新書有什么新意啊。(笑)
我這本書的一大創新,就是對“薛定諤為什么要跨界寫生物學”提出了一個全新的解釋。過去有很多老掉牙的假說:比如他小時候讀過達爾文啦,他爸爸是個植物學家啦;或者像你前面提到的,他對時間中的記憶——也就是某種能在時間長河中保持穩定的東西——感興趣,從而被引向了遺傳學。還有人說他就是個文藝復興式的全才,在不同時期對各種東西都感興趣。
但在這件事上,我覺得我們可以明確地談論對錯了。根據歷史證據——其中有些就是在這個研究過程中剛被挖出來的——薛定諤最核心的動機,其實是對那幫物理學家的反擊。那幫人試圖用量子的非確定性來解釋目的論、解釋細胞,并最終試圖解釋自由意志。歸根結底,一切都是為了自由意志。這也解釋了為什么他在書的最后,非要硬塞進一段長達五頁、看起來極其突兀的關于自由意志的后記,那部分跟全書前面的內容簡直八竿子打不著。如果這真的是他的核心動機,那80年后居然幾乎沒人看出來,我覺得這多少有點可悲。
如果這真的是他的主要動機,而除了達爾靈頓之外幾乎無人察覺——我之所以能引用達爾靈頓,是因為薛定諤親自向他解釋過。達爾靈頓說:“沒錯,現在有機體在這個問題上自己說了算了。你們不能再從物理學的非確定性,直接跳躍到心理學的非確定性上了。”除了極少數人,絕大多數讀者其實根本沒看懂這本書。這很可悲,但另一方面,這本書卻產生了極其巨大的影響。我覺得,這是一個非常、非常迷人的歷史故事。
保羅:最后一個問題,我保證。你提到過,在你讀博期間,生物學哲學的狀況是:幾乎所有人都在寫進化論。進化論徹底統治了生物學哲學。那是好些年前的事了。你說后來風向變了,部分原因是你所在的機構做的一些工作。是在埃克塞特大學對吧?
丹:是的。
保羅:如今生物學的整體狀況如何?如果我想對這個領域有一個宏觀了解,現在應該看什么資源?
丹:你是指生物學哲學的狀況?
保羅:對,我剛才說成生物學了嗎?那你就給我講講生物學的狀況吧,丹。
丹:那估計得再錄個三小時的播客才行了。我覺得現在的狀況非常健康。因為生物學遠不止是進化論,而現在的生物學哲學也更加準確地反映了生命科學里那種多樣化的興趣、問題和挑戰。所以,這是件大好事。
保羅:那當年它被進化論一家獨大,是不是跟分子生物學革命有關?而這又是不是跟薛定諤的影響有關?
丹:我覺得這跟薛定諤或者分子生物學都沒什么直接關系。不過保羅,這背后確實有另一段歷史故事,我也非常感興趣。我還專門寫過幾篇論文,探討為什么生物學哲學最后會被一個極其狹窄的議程給徹底壟斷了。
保羅:因為有機論者——
丹:這得從60年代末、70年代初開創“生物學哲學”的那幫人說起。他們當時竭盡全力地想要“清理門戶”,結果就是,早期的有機論傳統基本上被從集體記憶里徹底抹除了。
咱們上次聊天時我提到過,我在匹茲堡其實就是在查閱現代生物學哲學的奠基人之一——大衛·赫爾(David Hull)的檔案和通信,因為他的信件都保存在匹茲堡。看他在60、70年代建立這個領域時寫了什么、跟誰通信,對我來說簡直太有意思了。看他讀了誰的書,非常有啟發。然后你會發現,他在公開發表的文章里絕口不提,但在私信里卻承認:他跟薛定諤、跟其他人一樣,帶著自己的“私心”和議程。他想推行一種非常具體、特定的觀點,來定義到底怎樣才算“正確地”搞生物學哲學。
舉個例子,他1969年的那篇著名論文題為《生物學哲學不是什么》(What the Philosophy of Biology Is Not)。他基本上給你舉個例子。他 1969年寫過一篇很有名的論文,題目居然叫《生物學哲學“不是”什么》(What the Philosophy of Biology Is Not)。他基本上是在給這個領域立規矩,告訴大家不該怎么做。特別搞笑的是,這篇本來是用來批判前人工作的綜述文章,現在居然成了我們這個領域的“奠基性文獻”。為什么?因為它傳遞了一個明確的信號:“讓我們把過去的黑板擦干凈,從頭開始。我們要搞點嚴肅的東西了。”
因為大衛·赫爾、邁克爾·魯斯(Michael Ruse)這幫人,對進化生物學的興趣和了解遠超過生物學的其他分支,于是進化論就順理成章地成了絕對的主流。然后他們帶學生,學生們自然也就跟著導師,在自己熟悉的領域寫論文。這就形成了一種代代相傳的“瓶頸效應”。這種局面持續了非常、非常長的時間,尤其是在美國。歐洲的情況稍微好一點。
在英語世界(英國、澳大利亞、美國),生物學哲學被定義得極其狹隘。生物學哲學幾乎就等于“進化論哲學”。我記得90年代初艾略特·索伯(Elliott Sober)出過一本教科書,名字就叫《生物學哲學》。你翻開一看,里面全都是進化論。他們甚至都沒意識到自己有多狹隘,完全把“生物學”和“進化生物學”當成了同義詞。如果今天誰再敢這么寫教科書,絕對會被罵慘的。
保羅:所以你看到了大量尚未被哲學觸及的生物學領域。
丹:我接受的訓練,并不是那種主修哲學,順便學點生物學皮毛的路子,我本身就是正兒八經搞分子生物學出身的。我后來對概念性問題產生了興趣,開始接觸生物學哲學,然后我就跑去問我的老師:“分子生物學的東西在哪兒?發育生物學的東西在哪兒?”哦,對了,等我入行的時候,情況其實已經好轉了。如果我是90 年代入行的,那我估計連一點能參考的文獻都找不到。
那個年代,就算偶爾提到分子生物學,也全都是在討論“理論還原(theory reduction)”這種科學家根本不感興趣的哲學問題。比如,“孟德爾遺傳學能不能還原為分子遺傳學?”這種問題,跟科學家在實際研究中面臨的還原論問題根本八竿子打不著。科學家關心的是:“你能不能用系統的組成部分來解釋整個系統,同時不丟失任何信息?”
這類問題,現在的哲學家當然非常當回事了,但在30年前,根本沒人理你。這就是為什么,當你翻開七八十年代的那些書,看看他們眼中的生物學哲學到底是個什么鬼樣子時,你會覺得特別不可思議。這也解釋了為什么當時大多數生物學家都覺得哲學毫無用處。后來是靠著我前面那幾代人的努力,才慢慢把議程拓寬,讓大家開始討論免疫學、生物化學、植物學、微生物學等等。
保羅:終于不用只談“拱肩*(spandrels)”了。
*譯者注:“拱肩”來自古爾德與列文廷關于適應主義批判的經典論文,用來諷刺過度適應主義解釋。
丹:沒錯,不用天天只聊拱肩、選擇的物理學這些老掉牙的議題了。當然,它們是很重要的問題,但絕不是唯一的問題。這種轉變有一部分確實是在埃克塞特大學發生的。這就是為什么我剛才提到它。你說的那個講座,其實是我在試著回顧我剛開始讀博時,埃克塞特的生物學哲學是個什么氛圍。那次是為了紀念埃克塞特Egenis(生命科學研究中心)成立20周年,同時也是為了慶祝約翰·杜普雷退休。我在講座里說,我當時在那邊接觸到的很多東西,在其他大多數地方根本連個影兒都沒有。
我們讀的那些文獻,別的地方根本不討論,因為大多數地方的哲學家對科學的涉獵實在太窄了。今天,如果你對生物學哲學感興趣,那你的處境可比當年好太多了,因為你能找到大把的好書。比如劍橋的這套“Elements(元素)”系列就是一個極好的例子。你看,現在已經出了44卷了,涵蓋了各種各樣的主題。這簡直太棒了。各種問題都有所體現。這是一個非常好的信號,說明這個領域現在處于一個健康得多的狀態。
讓我覺得有意思的是,你同樣可以用歷史的眼光來看待這件事——這種轉變也根本不是什么“歷史的必然”。千萬別誤會,以前確實有人想把它包裝成一種必然。有人曾經說:“只有進化理論里才有真正有趣的哲學問題,我怎么可能對魚的內臟感興趣?”邁克爾·魯斯(Michael Ruse)真的說過這種話!我手頭就有他的原話引文。他說:“我怎么可能對魚類解剖學感興趣?簡直是胡扯。”
當年的人確實覺得那種狹隘是理所當然的。但我認為,歷史的洞見能把你從這種必然性神話里解放出來。這也是為什么早期的有機論傳統現在重新變得重要了。因為兩代人之前,在兩次世界大戰之間的那個時期,那幫學者其實就已經在做我們今天所謂的生物學哲學了。只不過他們討論的是發育、是細胞,而且諷刺的是,他們的視野比50年后成為主流的那套東西要寬廣得多。從這個意義上說,我們現在算是繞了一大圈,又回到了原點。
保羅:這種是繞了一圈,也許更像螺旋上升。
丹:對,是螺旋。
保羅:也謝謝你為這個領域發展作出的貢獻。我非常推薦你的書和研究工作。我也特別欣賞你這種近乎小說般的寫作風格,很契合元素系列的表達氣質。尤其難得的是,這本書不像某些大部頭著作那樣需要花上幾個月才能讀完。
丹:你可以一口氣讀完。
保羅:是的,一口氣讀完。非常感謝你,丹。希望我們保持聯系,也期待你將來的工作。
對談鏈接:
https://www.thetransmitter.org/brain-inspired/daniel-nicholson-discusses-how-schrodingers-book-what-is-life-shaped-years-of-biology-research/
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