斯特格曼(Ulrich stegmann)长期以来一直尝试从分子遗传领域的视角来解决生物哲学中面临的难题。在研究中,他大量结合现代信息学、语义学、符号学的最新研究成果,通过这些理论成果的应用来揭示目前生物学研究所面临的一系列前沿问题的实质,并发表了许多相关学术论文。同时,他在这方面具有前沿性的研究尝试也得到了不少学者的关注与赞许。作者于2007年10月至2008年4月在英国剑桥留学期间,有幸就分子遗传领域内的生物哲学研究话题对斯特格曼博士进行了专访。
问:我发现您发表的多数论文都基于遗传学,为什么您选择基因学作为您的研究焦点?
答:因为这与很多事实相关,我选择了更具本质魅力的遗传学以及更为宽泛的分子生物学,我认为我早期的工作更像是一名生物学家。从1950年以来,我们对生命体如何运作的理解被不断地革新,在这一领域中令人惊叹的、具有重大意义的飞跃持续发生着。例如RNA在基因规则中所扮演的角色、“垃圾DNA”所具有的潜在功能、外遗传性遗传的冲击等方面的热点研究。但其对于哲学界来说同样也是一块充满了魅力的科学领地。比如对于遗传信息的观念就涉及到心灵哲学中意向性以及精神实质的争论。可以说从多个方面、多种因素,基因引发了许多具有不同意义的、充满激辩的广泛议题。同样的,分子生物学也涉及到还原论的问题,因为它看起来似乎很好印证了还原论者的观点。
问:我在您的文章中经常能看到“semantic”一词,那么可否谈谈究竟语义学在您的研究工作中有多大的影响?
答:由于遗传信息的前理论从概念实质上看是相应意义下的语义学概念,因而语义学在我研究中的意义凸显出来。遗传信息常常被理解为DNA描绘生命体组织特征的能力体现,很像是用于描绘市区特征的城市地图或者说明如何制作蛋糕的方法说明书。虽然有许多像地图或者说明书这样的与DNA相似的类似体,但是通常意义上DNA、地图以及说明书中所承载的信息是可错的,其描绘的信息不是不存在就是成为缺乏事实依据的道具,仅仅作为一个语义上信息蕴涵体(但强于纯粹的信息载体)。简而言之,如果不把“语义学”仅仅当做一个语言学的分支,而是详细说明一个客体如何描绘另一个客体的哲学上的尝试,那样的话,语义学在我对遗传信息的研究工作中起着核心作用。
问:我们都知道语义学的研究是作为语言学的一个分支,那么您又如何看待语言学在整个生物哲学研究中所起到的作用?
答:据我所知,语言学并没有对生物哲学研究产生太大的影响力。推测原因大概是因为生物哲学更关注的是整个有机生物界,并不只是人类或者其他很少一类动物(如果这些非人动物具有与人类似的语言的话)。另一方面,语言学思想以及方法被运用于生物学的某些领域甚至分子生物学中,例如DNA中基于碱基序列模型的研究。
问:对于遗传信息这一概念的理解您能表达一下自己的看法吗?
答:对于遗传信息这一概念一直以来饱受争议,因为它将通常的生物化学实体通过语义道具来表现。我认为核苷酸在语义意义上可以包含信息,但它的作用仅仅被局限于一个有限的范围之内。对比近来的一些提法,我分析遗传信息并不是通过采纳生物学功能论据的形式,而是通过在相应过程中分子决定它们产物的方式,可被理解为定向综合的模板(template-directed synthesis)。我认为通过某一方式来决定一项结果是一种说明的待定。基于这个观点,遗传信息的内容是以特定模板道具为前提的,而这一模板道具正是如何决定产物的说明方式。
遗传信息的指导性观点产生了还原的问题,即被说明的事物的本体是什么:这一说明包括对性质的进一步解释以及已展开的步骤产生特定结果的规则。更进一步地讲,分子模板通过这种方式产生它们的产物。对于类似像复制这样的过程,一个分子的所指优先于合成、性质以及决定产物构成的线性规则和性质的化学交互式作用规则。如果这一点可被接受,那么对模板属性的描述就是合理的。并通过其来决定产物,作为产物合成的指导性内容(或信息)。这一理由并不能应用于类似分子遗传的信息化过程这样的范例。转译和运输的开始信号是一个很好的例子,转译发出的开始信号同样可被作为遗传信息开始运输的信号,但它并不基于定向综合的模板。说明性的理由并不意味着可以涵盖所有范例。对于“遗传信息”的概念在不同语境中其表达也有所不同,在所有这些语境中,对于这一概念的应用是否具有合法性的问题则是另外一个话题。我的主要目的是揭示至少有一类分子过程,它们展现出了相关性、可错的以及信息存储的语义学特征。
问:之前提到的定向综合的模板是指什么?
答:像DNA、 mRNA以及由特殊的、抽象的基本构成次序组成的蛋白质,它们的成分是由分子组成的(部分组成的)化学构成物,通过“有续集”(ordered sets)或“有续n元”(N. tuples)来表达。例如DNA片段ACCTG是一个有续集,其中A是腺嘌呤、T是脲嘧啶、C是胞嘧啶、G是鸟嘌呤。有三个要点对有续集做出了限定:数量、种类以及其自身组成的线性规则。正是这些要点对所提出的模板做出了综合性的限定。
问:您曾经在—篇论文中论述过遗传代码的专断性(arbitrariness)问题,其中涉及到了与化学法则的关系问题,您能就此简要谈一下吗?
答:通常认为密码子-氨基酸分配的实际情况可以与我们对其的描述有所不同,因而在这个意义上遗传密码被认为是专断的。这个思想在之前曾被多次不同地说明,他们运用意外冻结理论、偶然性进化、选择性因果路径理论的同时并没有直接引入立体化学来说明密码子与氨基酸之间的交互式影响。进而认为遗传密码的专断性证明了语义信息之于高分子尤其是DNA的意义。我认为这些有关专断性的论点并不让人满意。在莫诺(JacquesMonod)的化学专断性的观点基础之上,我对遗传密码子专断性提出了这样的设想:当密码子需要某些化学的、结构的模型来详细说明其氨基酸的情况,而这些模型又不需要用到化学法则表述中的优点时,遗传密码是专断的。这一专断性的概念某种程度上与最近的几个关于代码进化的假说相一致。因此我主张,对于核苷酸的语义信息专断来说,相应的化学专断既不充分也不必要。
因为研究中对于一些过程的推测涉及了语义信息而并不需要运用化学的决断,所以可以说化学的专断性并不是阐明语义上关系的必要条件,同时也很难说这种专断性具有充分的内涵。对于那些具有化学专断性的生物化学关系的论述并没有被认为是符号化的。例如,血红蛋白与氧的绑定。像一些酶一样,血红蛋白是一种变构的蛋白质,每四个构成一个亚铁血红素组绑定一个氧分子。绑定形成一个亚铁血红导致了分子组构象的变化,从而其他的氧分子可以较容易地与三个亚铁血红素绑定。两种亚铁血红素对氧分子绑定方式的关系是化学专断的,表现为以下意义:一个氧分子需要特定的结构以及化学模型才能诱使其绑定于另一个氧分子,但这一需要并不受化学法则的约束,对于立体化学意义上的蛋白质(或亚铁血红素组)绑定位置并不依赖于同样条件下化学法则的规定。尽管整个过程化学专断,但其中并没有包含任何符号化的关系。氧分子并没有作为一个符号区和其他氧分子绑定。其他一些变构蛋白质,例如阻凝蛋白以及热休克蛋白(HSP70),它们同样基于化学专断但并没有表现出符号关系。通过这些实例说明在解释核酸具有的意义时,遗传代码的化学专断性既不充分也不必要。因此说莫诺化学专断性的观点并不支持语义化的分子模型思想。
问:长期以来,在生物哲学领域一直存在着有关目的论的争论。有关目的论解释的话题是最富争议性的,尤其是将其应用于生物学中,因为评判在这些议题中格外重要。对此您有何看法?
答:在我看来,生物学中一切有关目的、意图或是结果的诉求是可以被完全归纳的。我们所理解的目的论语言完全是就各种原因的解释而言的,不包含任何不可还原的标准化概念。但我并不认为对生物学中“功能”的多种多样的使用仅仅是基于纯自然主义的理由。在这一方面我是一个多元论者。大概来说,我认为“功能”的概念在一些语境中扮演原因的角色,而在其他一些地方它用来指在进化历史中曾具有的功能。除此之外,对我来说如果生物哲学中有一个“成功故事”的话,那就是目的论语言的分析:在这里,哲学家们从概念上以及本体论上澄清生物学的基础问题并做出了极大贡献。
问:近来涉及进化理论的统计学特征的讨论主要围绕两点展开:一种是结合了声称统计学特征是可消除的、主观或然性解释的、工具主义的观点的决定论;另外一种是结合了声称统计学特征是不可消除的、倾向于或然性解释的、实在论的观点的非决定论。我想知道您是如何看待这一问题的?
答:对于决定论与非决定论的关系涉及到科学实在论与或然性。比方说,在看待选择与随机漂移间的关系以及进化生物学的理论结构等方面。在这方面我并没有很强的观点,不仅是因为在这一方面存在着大量语言上的混淆。幸运的是,我并没有必要在进化生物学的工作中对这些议题做出选择,因为它们各有着相应的合理性。我的工作集中在自然选择理论的解释角色的扮演上,其议题是:如果最初的生命体起源具有适应性特征,那么自然选择学说可以被用来解释为什么一个特殊个体具有此特征(而不是其他的特征)。毕竟,如果这是一种适应性,那么自然选择可以作为进化的动因。但是,一些哲学家认为这是错误的。因为虽然自然选择学说可以解释许多事情,然而这并不能用来解释其自身的合理性。我认为这种批评是对的。
问:生物哲学研究中的另一个核心问题是经典遗传学与分子遗传学之间的关系问题。大部分还原论者认为经典遗传学可以用相似的方法还原为分子遗传学。而大部分反还原论者认为生物学中研究的结果、状态乃至过程是由一系列复杂的物理的结果、状态以及过程所造成,经典的遗传学很难被简单还原为分子遗传学。对于此方面的争论您有何看法?
答:反实在论者认为理论的还原观点实际上是实证主义的思想延续(如耐格尔(Nagel)和沙夫纳(Schaffner)的观点),我也认同这一观点。经典的概念与分子遗传学之间的关系表现为面对面,而不是点对点(甚至点对面),这是一种很强烈、很普遍的有关还原的争论。但这种有关还原的争论已经从理论还原逐渐演化到其他概念的还原观点上,尤其是从高层次实体向较低层次实体所进行的解释性还原,我就属于倾向于后者的还原论者。我相信我们可以在形式上将作为较高层次实体的经典遗传学知识还原为分子遗传学知识,这种还原至少在原则上是成立的,其方法同样也可应用于分子生物学本身。然而从方法论的观点来看,这种还原是否总是恰当这一命题本身是十分值得进一步探讨的,因为它们全部都依赖于研究和解释的语境。
问:众所周知,在科学哲学领域充斥着有关实在论与反实在论的争执,虽然这是个难以说清的问题,但我还是十分好奇您对此的看法,尤其是在您的工作中,它们哪一个对您的影响更强一些?
答:我是一个科学实在论者。那些异议对实在论者来说就像是一种悲观的形而上学归纳,认为科学成果的数量从古至今基本不会改变。但这显而易见是错误的,例如自亚里士多德之后,出于意识形态的原因,解剖学与生理学研究几乎在欧洲中断了几个世纪。虽然几乎可以说大部分科学研究大约是在至今百年前才展开的,但众所周知的科学革命的发生却可追溯到更早之前。至少在生物学领域内,自20世纪初以来研究的指数增长并没有引发这一领域内科学革命性的指数增长(当然,我将科学的发展表述为通俗意义上的“革命”并用其来回答头一个问题)。这些观察资料是对那些悲观形而上学归纳的辩驳。
问:基于之前的问题,您能否谈一下在您的研究工作中所要面对的本体论难题?
答:实在论观点对我的研究存在着影响。例如在有关遗传信息的争论中,我首先要面对的就是如何去应对信息的本体性(以及其表象的内涵等等)的质疑以及我们是否有理由相信DNA具有这样的一种属性(无论它到底是什么)。证明遗传信息观念实质上就是要确认是否DNA具有这种属性。关于这个议题的其他研究途径又着眼于另一个角度,它们对这一观念所扮演的理论角色更感兴趣,将对遗传信息的观念诠释成为了一种概念上的实用工具。现在可以肯定的是,无论这种观念(实在论/反实在论)在遗传学中扮演哪一种角色都是一个十分重要的问题,但作为回答,我在这个古老的形而上学问题上保持中立。某种意义上,在关于信息的观念上你可以是一个反实在论者,但并不妨碍你把它当做从方法论层面上被证明了的理论去使用。
问:SSK起源于英国并且成为一项很流行的研究,您认为它们的思想会对您的工作产生影响吗?如果有的话,您如何评价它们在生物哲学研究中所起到的作用?
答:知识社会学的强纲领并没有对我的工作造成冲击,我也看不到任何将之运用到研究生物哲学中形而上学问题的合理性。知识社会学声称社会背景的因素在理论的变迁中起到至关重要的作用,而这一点或许并不为许多科学哲学家所完全接受。我认为它可能是真实的,至少是在短期或者中期的时段内。我倾向于把它当做一个相对主义者的观点而不是SSK的观点。SSK作为社会学研究的方法论纲领本身是有缺陷的:我找不到任何对或错的评判标准,因为科学信念必须用相同类型的原因来解释(对称论题)。这或许是历史学或社会学的研究结论,但不会是科学的前提。