第六部分 贝塔朗菲谈整体及其部分

杨鸿智

第六部分  贝塔朗菲谈整体及其部分



说明：

这里转贴贝塔朗菲的书《生命问题》中第五章第1小节：

整体及其部分　　断言“整体大于其部分之总和”即整体与其组成部分相比较，它具有“新”的性质和活动方式，以及事物的高层次可否“还原”为低层次的问题，是每个“综合整体的”理论或“统一整体的概念”的实质。显然，这里所包括的两个陈述就其本身而言是正确的，但它们是对立的。
　　
一方面，等级秩序中的每一个系统，从基本的物理单位到原子、分子、细胞和有机体，都显示出新的性质和活动方式，它们不能仅仅根据从属系统的性质和活动方式的累加来理解。例如，当金属钠和氯气化合形成氯化钠时，后者的性质就不同于这两个组分元素的性质；相似地，活细胞的性质完全不同于组分蛋白质的性质，等等。
　　
另一方面，根据低层次解释高层次，这正是物理学的任务。因此，化合价是由原子而产生的，随后，化合物是由不同的原子的结合而产生的，同样地，不同的化学性质是由原子外层电子壳的有效电子数产生的。相似地，分子内部原子的空间排列解释了由化合物形成的晶体的构型。化学结构式在很大程度上解释了被认为是“非累加”的典型事物的真正性质，例如，碳氢化合物特有的颜色（化合物由本身无颜色的元素组成），它们的味道、药效作用，等等。由此而出现了被设想的高层次相对于低层次的“非累加性”真正意味着什么的问题，以及在多大程度上高层次可以根据低层次得以解释的问题。
　　
对这些问题的回答是简单的。高层次的性质和活动方式是不能根据孤立所得的它们组分的性质和活动方式的累加作出解释的。可是，如果我们知道这些组分的集合和各个组分之间存在的关系，那么高层次是可以从这些组分中推导出来的。
　　
当然，纯粹的累加，比如说许多C、H、O和N原子的累加，并不能提供有关化合物分子的足够知识。这是显而易见的，例如，同分异构现象，当化合物由相同的原子以不同的排列方式构成时，会产生不同的性质。相反地，如果我们知道了结构式，那么分子的性质是可以从它的部分即组成的原子得到理解的。这同样适用于每个“整体”。即使我们把电导体各个部分中的电荷加合起来，也并不能发现整个导体中的电荷分布，因为电荷分布依赖于整个系统的构型。如果我们已知各部分的参量和整个系统的边界条件，那么，电荷在整个系统中的分布状况就可以“从各部分”中推导出来。
　　
这些陈述是浅显的。为了认识某个给定的系统，不仅必须了解它的各个“部分”，而且必须了解各个部分之间的“关系”，每个系统表现为一个“整体”或格式塔（p.192），这些自明之理，只是因为机械论假设在生物学中的滥用而成为问题和争论的触发点：机械论只考虑“部分”，忽略了“各部分之间的关系”（pp 10ff．）。
　　
然而，这里仍有一个问题。这个问题最好用一些例子来说明。理想单原子气体的原子，起初被机械的热理论看作服从力学定律的物质微粒。后来，在卢瑟福（Rutherford）的模型中，原子仿佛是一个行星系统，在这个系统中，带着正电荷的原子核像太阳居于中央，负电子像行星围绕原子核旋转，这个系统受电力控制而存在，符合质子数等于电子数的定律。玻尔（Bohr）以后的原子模型表明，解释放射现象还需要引进量子条件。最后，当我们转到原子核时，电力就不够了。作为自由粒子的质子带有正电荷。然而，原子核由质子和中子结合而构成，虽然质子在原子核中由于它们带有（同种）电荷而相互排斥。因此，如果一个质子处于原子核中，会受到核力的作用，这种核力被解释为交换力，而为了要理解原子核，就必须考虑这些核力。另一个例子是：经典化学赋予每个原子以一个确定数目的化学价，用图示符号表示为H－，－O－，，等等。当一个原子与另一个原子化合时，化合价就达到饱和。实际上，这些基本的化合伙在传统意义上对有关化学的化合物已经足够了。然而，它们还不足以解释诸如结晶、大分子化合物、内聚性，等等；更确切地说，原子确实显示出另外一些力，人们称之为第二类化合价、晶格力或范德瓦耳斯力。随后，人们用现代电子理论和量子理论解释这些力。就所有这些事例而言，要把新的现象包括到物理学理论中去，就必须对原有的物理学图像进行修改和精炼，正是这些工作构成了物理学的进展。
　　
物理学和生物学中所谓机械论概念的基本假定是，所有现象都可以用一套预先确立的定律加以解释。这是拉普拉斯（Laplace）精神的理想，按照这种理想，所有事件都可以还原为“原子的运动”，即还原为力学定律，而定律又被看作是终极的定律；因此，科学的演进只是在于将这些基本的定律应用到所有现象领域中去。但是，事实上物理学的进展却向人们讲述了不同于上述观念的、更加激动人心的故事。电动力学决不能还原为力学，量子物理学也决不能还原为经典物理学。要概括诸现象的新领域，尤其是组织化现象的新领域，就得运用综合的方法，这种方法能使原先分离的领域融合为一个整合的领域。但是，如果仅仅应用本段开始所说的原理和简单地从低层次推导出高层次，往往是做不到这点的。相反地，只有当这些原理和推导方式包括进普遍化的理论中时，它们才会获得新的面貌。
　　
以上所说的可以在实在论或认识论意义上加以解释。按照实在论的解释，可以说，在每个系统中，更高层次的力是潜在地存在的，可是只有当该系统变成更高层次结构的组成部分时，例如，如果质子成为原子核的部分，如果共价键链靠“经典”的化合价结合在一起参入多糖类胶粒，如果一个蛋白质分子成为具有自我复制功能的基本生物单位的部分，等等，这种潜在的力才会显示出来。
　　
但是，这种实在论的或形而上学的解释弄错了科学的含义。“力”并不是某些物理结构中固有的形而上学的属性，物理学引进“力”的概念是出于说明和计算现象的需要。“力”的含义具有直观模型的性质。真正重要的事情，是形式关系，是自然定律的系统。然而，自然定律系统是趋向统一的，即从尽可能最少的基本假设出发推导出许多特殊的定律。为了达到这个目标，必须在科学演进的历程中不断地改变和重新形成基本的假定。
　　
当我们思考有关物理学定律与生物学定律之间关系的许多有争论的问题时，必须记住以上这些论述。