诺贝尔奖和诺贝尔奖学-生命科学诺贝尔奖50年评价与思考 节选

bsp; 生物是生命的存在形态。对于生命的兴趣，可能在人
类远古时期，尤其是进入文明时期之后就产生了，并且一
直是宗教和哲学的势力范围。只是到了近代，科学才涉足
这一领域。近年来，几乎自然科学的所有学科都参与了与
生物、生命有关的课题研究，其中不乏一些很有前景的
“理论”。
    生命系统比物理系统、化学系统更复杂，虽然人类对
它的认识有了飞速的进步，但总体来说，我们现有的知识
还是相当有限的，距离认识大到生命起源小到生理过程的
机制还十分遥远。然而，由于人类的好奇心、认识自身的
强烈欲望和功利主义的推动，这一研究的投入越来越大，
研究人员越来越多，其成果也越来越受到人们的关注。
    由于生物的复杂性，目前对它进行定量研究很困难，
因此，现有的生物学的理论基本都是定性的，其中*有名
的当属达尔文的“进化论”和沃森一克里克的“DNA双螺
旋”模型。“进化论”提出的“物竞天择”，指出了生物形态
变化产生的原因(环境适应)，属于个体层次的研究；
“DNA双螺旋”模型揭示了生物遗传的机理，属于分子层
次的研究。
 20世纪50年代以后，人们企图通过生物大分子层面
的研究，对生命的奥秘进行探索，这一趋势在诺贝尔生理
学或医学奖中得到了充分的体现。这些研究成果包括：
DNA、分子生物学与分子遗传学研究；免疫学及分子机理
研究；细胞生物学、细胞信号转导研究；新陈代谢产物分子
的发现及其调节机制研究和与人类疾病有关的仪器、药
物、机制的研究。本书在总结50年来诺贝尔生理学或医
学奖成果及有关生命科学化学奖的基础上，对其方法论也
进行了探讨。
    本书作者的专业是分子生物学、生物物理和生物化
学，理解专业内的成果不很困难，然而要把这些内容组织
起来，并挖掘其中的联系和方法论在研究中的作用，也费
了很大气力。对于书中的错误和不足，希望得到广大读者
的批评、赐教。
    本书可以作为高等院校相关专业教学的辅助读物，也
可以作为相关研究人员和工程技术人员的参考书。对于生
命科学有兴趣的读者也可以从中得到很多有价值的信息。
    本书由中国医学科学院放射医学研究所资助出版，作
者在此表示诚挚的感谢。
    作者，2008年2月于上海

第6章生命科学诺贝尔奖的
    研究层次
  §6．1科学、技术与科学方法
  6．1．1科学和技术[1，2]
  科学和技术是两个不同层面的事物。“科学”一词的本意是
指揭示一一般真理和必然真理的经过逻辑证明的结论，现在这种
证明更多的是与数学和几何学联系在一起，因此属于社会的意
识形态和精神文化。“科学”含有客观性、实在性之意，而“科学
性”已经成为客观性、普遍性、非主观性、非个人性甚至公正性的
统称。我们必须认识到，科学并不是一系列试验，无论这些试验
设计得多么精巧；同样，科学也不是一系列由试验或理论推导出
来的事实。一门科学的真正内容，就是一个理论体系，这个体系
以首尾连贯的一致形式包含、组织、叙述、阐明一系列看起来似
乎互不相关的事实，而且这个理论体系能推导出关于未知世界
的新结仑。单个的事实或试验本身几乎没有价值，其价值在于
把它们连接起来的理论。牛顿力学把苹果落地与地球绕太阳旋
转两个毫不相关的事物，用万有引力理论把它们联系到一起；电
和磁也是两不相关的事物，法拉第定律和麦克斯韦定律把它们
联系到一起；生物的遗传性状和DNA的半保留复制则与遗传
学联系剑一起；等等。把这些事实连接起来的理论就是科学。
    而技术是人类操纵、利用和改造自然的实践手段，本身就是
直接的生产力元素。近代科学技术的发展规律表明：理论科学
往往走在技术发明前面，甚至创造技术发明。科学技术发明(简
称科技发明)表面看来是科学研究的物化形态，事实上，在“物
 化”之前，很多“概念”首先被人们创造出来：在蒸汽机、望远镜、
飞机、电脑、宇宙飞船、基因工程还没有问世之前，它们的概念就
被发明出来了。“科学发现”是一种探索，这种探索行为称为“科
学研究”。科学的探索开始可能毫无目的，直到有了清楚的目
的，即利用已知的原理、事实，针对某一个具体目标、问题进行研
究和应用，这就是技术范畴的问题了。科学的原动力或目标完
全是求知，就好像在没有边界的空间里进行可能什么结果也没
有的探索，这种探索代表一种求知的欲望，我们又叫它纯粹
科学。
    6．1．2  科学方法
    (1)理性主义和经验主义
    中世纪西方思想界占统治地位的理性主义产生于古希腊哲
学家亚里士多德(公元前384—322)的一元论的世界观。这种
世界观认为人的理智和思想可以洞察宇宙万物的奥秘，是衡量
一切真理的标准。人可以通过自己的默想，在理智中设立大前
提，然后以此推演下去，得出规律，并用以解释各种事物，这种方
法称为“演绎法”。从古希腊到中世纪，“演绎法”是科学研究的
主要方法，那时候，人们仅注重理性思维，却忽略或反对对于事
物的观察分析。在理性主义的束缚下，以实验、观察为主的现代
科学不可能得到发展。亚里士多德及其追随者，利用一些诸如
起源、本质、形式、因果性、目的之类的概念研究自然界，这些概
念本身不能定量化。近代科学技术从伽利略开始，逐步建立起
以实验、观察为主的研究方法。伽利略首先着手将运动中能够
测量的物质特性分离出来，然后将它们与数学定律联系上。通
过分析和思考自然现象，他提出这样一些概念，如空间、时间、质
量、速度、加速度、惯性、力和动量，后来的科学家又补充了能量
 和其他概念，所有这些概念均能测量和定量。因此，近代自然科
学在某种意义上又称为“测量科学”。历史证明，这些概念的提
出和应川在认识自然界、使自然界理性化的过程中，具有伟大的
意义。
    1543年，波兰天文学家哥白尼提出“日心说”，并得到伽利
略和开普勒从观察中得到的资料的支持，推翻了“地心说”，从
此，经验主义的治学方法开始抬头。经验主义强调观察的重要
性，在观察的基础上思考、分析、发现规律，这种方法称为“归
纳法”。经验主义哲学的兴起拉开了现代科学的序幕。但与
此同时，也带来了怀疑主义，只相信经验过的东西，不承认因
果关系的存在，认为科学只是经验的归纳，无法预测将要发
生的事件。
    近代科学、现代科学都脱胎于科学实验。16世纪下半叶，
近代科学开始兴起，力学、物理学、化学、生物学等学科都发展出
自己独特的研究方法，这些方法包括实验、解剖和观察等，统称
为科学实验。经过3O0多年实验资料的积累、各学派的自由争
论、资判的去伪存真，使人类对于自然界的认识不断深化，至19
世纪上半叶，自然科学取得了一系列伟大成果，人类对自然过程
相互联系的认识有了很大的提高。20世纪中叶后，电子计算机
的出现，使各学科研究结果的定量处理成为可能，科学实验的对
象也从“单一目标”发展到“系统目标”，即研究对象的组成元素
更多，元素之间的相互关系更复杂。
    (2)科学的本质是模型
    科学研究方法的另一个要素是建立模型。在认知领域，
任何我们称为“技术”或“知识”的事物，都是一种内含的模
型。在我们的头脑里存在着各种各样的模型。模型是一组

诺贝尔奖和诺贝尔奖学-生命科学诺贝尔奖50年评价与思考 作者简介

p>李雨民
  中国医学科学院放射医学研究所研究员。
北京医学院基础医学系本科(1961 1967)毕
业，北京医学院研究生院生物物理专业硕士研
究生(1978-1981)毕业。曾在美国宾夕法尼
亚大学(Univ．Penn．)，La Jolla癌症基金会
(La Jolla Cancer Fund．)，杜克大学(Duke
Univ．)，罗格斯大学(Rutgers Univ．)任访
问学者、博士后研究员。主要从事氟化物研究
(曾任ISFR理事)、酪氨酸激酶、～氧化氮细胞
信号转导、骨代谢的细胞分子生物学研究，已
发表学术论文50余篇、专著1部。
陈洪
    1943年生于北京。美国杜克大学(Duke
Univ．)分子生物学、生物化学博士，北卡罗
来纳州立大学教授。主要从事基因突变、抗肿
瘤药物、极端菌和极端酶、超临界流体的研