科学理论的结构（五）
5.人口遗传学
作为对比三个观点的最终方法，我们返回人口遗传学，特别是哈迪 - Weinberg原则（HWP）。 Woodger（1937,1959）和威廉姆斯（1970年，1973年）都提供了某些生物学，尤其是遗传学，发育生物学和系统发育的详细的公理化。 例如，伍德|配子）和Genet¶（遗传物业）（参见Nicholson和Gawne 2014）。 Woodger（1959）详细阐述了这些逻辑谓词或关系，以产生谨慎的孟德尔遗传学的重建。 以下是他的系统中的两个公理（在当代符号中被重写，自从树林用过的russell和Whitehead的Principia Mathematica符号：
（m∧f）=∅（�∧�）=∅∀x，y，z，u，v（dlzxyz∧dlzuvz）→（x = u）∧（y = z）∀�，�，�，�，�（������∧������）→（�=�）∧（�=�）
因此，应该阅读第一个公理：“没有配子是男性和女性”（1959,416）。 在第二个公理中，鉴于DLZXYZ‖是一个原始关系定义为“x�，在环境中在环境中发展到寿命中的Zz�”（1959,415），翻译是“每一个生命在一个和唯一一个环境中发展一个且只有一个zygote”（416）。 Woodger声称“可以通过该公理系统表示”整个孟德尔的工作......“。 Woodger简要提及，如果一个人假设整个系统或人口对于配子融合是随机的，“那么Pearson-Hardy法是衍生的”（1959,427）。 这是对HWP的提及。 在她对达尔文血统和“亚洲人”的各种公务化的探索和“雄鹿的扩张”的过程中，威廉姆斯（1970年，1973年）也仔细定义了概念，并公开了基本生物学再现，自然选择，健身等原则。 但是，她没有讲述HWP。 兴趣是伍德和威廉姆斯的工作中缺乏HWP或其他数学原理的公理化或其他数学原理。 是否被伍德林和威廉姆斯考虑过中学或不感兴趣的原则？ 可能伍德林和威廉姆斯的各自的公理系统只是缺乏在概率理论方面公正地重建的权力和概念资源，以便在概率理论方面实际上施放数学大厦？ 最后，句法视图的其他朋友，如早期的迈克尔鲁默，不提供HWP的公理化（瑞利1975,241）。
语义的支持者声称它们对科学理论的看法准确地描绘了人口遗传学的理论结构。 Thompson（2007）提供了孟德尔遗传学的设定理论和国家空间再现。 第一个涉及定义系统，viz的设定理论谓词，{p，a，f，g} {�，�，�，�}，其中p�和a�分别是表示的总额和群体中的基因座，而f�和g�分别为单个或单倍体谱系细胞的二倍体细胞分配给特定位置的等位基因。 该设定理论形式化中的公理包括“集合p�和a�是有限的和非空”（2007,498）。 相反，语义视图的状态空间方法阐述了具有代表等位基因（或基因型）频率的每个维度的相位空间（例如，Lloyd 1994的封面和第3章[1988]）。 作为一个例子，“对于人口遗传理论，继承中央法则是哈迪 - 韦伯格法”（汤普森2007,499）。 数学上，HWP的二倍体版本是：
（p + q）2par =（p2的+ 2pq +第2季度）关闭（�+�）par2 =（�2+2��+�2）关闭
这里，p�和q�是双弦轨迹处的两个不同等位基因的频率。 左侧表示父母生成和随机交配模式中的等位基因频率，而右侧侧侧捕获后代生成中的基因型频率，则从父母生成中预测。 这是一个零理论模型 - 后代生成的实际基因型和等位基因频率通常偏离预测的频率（例如，致死的纯合子隐性将使q2off�off2术语= 0）。 实际上，HWP仅限于具有非常具体的性质的抽象和理想化的人群（例如，无限大，随机繁殖），并且只有在没有在人口中运行的进化力（例如，没有选择，突变，迁移或漂移）（例如，Hartl和Clark 1989; Winther等，2015）。 HWP也很有用，也可以在与选择，突变等继承法律相互作用的方式（例如，Okasha 2012）。 这种强大的人口遗传原则是语义观看群体遗传学理论结构的数学阐述的核心，（参见Lorenzano 2014，Ginnobili 2016）。
回想一下，务实的视图突出了内部和外部多元化 - 以及模型和理论结构的目的。 考虑最近人口遗传理论的用途，指定Homo Sapiens中存在的人口结构的种类和数量。 特别地，在研究人类基因组多样性方面采用不同的措施和数学建模方法（例如，Jobling等，2004; Barbujani等，2013; Kaplan和Winther 2013）。 可以区分至少两个不同的研究项目，每个研究项目具有独特的语用内容（例如，目标，值和方法）。 多样性分区评估使用方差分析的预定组内和预先确定的群体中的遗传变异（对估算遗传性也至关重要，2014年拖欠期）。 聚类分析使用贝叶斯建模技术同时产生群集并将个人分配给这些“无监督”的集群分类。 第一个建模项目的稳健结果是（大约）所有遗传方差的85％都发现在人类群中（例如，汉族或萨米），在大陆地区的群体中10％，只有5％的群体（即，“非洲”，“亚洲，”和“欧洲” - Lewontin 1972,1974）。 （也召回所有在1000个核苷酸中的999次相同的情况。）为了计算这三个嵌套水平的分集分区，Lewontin（1972）使用与缝合赖特密切相关的香农信息定理措施f�统计：
fst = ht-¯hsht���=��-�¯���
这里HT1是评估人口的总杂合子，¯hs�¯�是相关人群的每个亚潜水病（组）的杂合子，平均在所有群体上。 fst���界定为0和1，并且是群体结构的衡量标准，具有较高的fst���值，表明更多结构，VIZ，更多的组分化。 HWP在ht��和¯hs�¯�中含有隐含物质，其杂合子（2pq22pq2��）呈HWP下的预期比例，而不是杂合子的实际频率。 通过使用p�和Q的大人口平均值来计算HT1，而计算¯hs�¯�涉及对每个亚贫困的预期杂合性进行平均。 如果发生随机交配 - 因此，在不尊重子迁移边框的情况下，HWP适用于整个群体，那么ht��和¯hs�¯�将是相等的（即，总人口的P1和每个亚贫困的P1将是相同的;同样对于q�）。 如果代替，HWP仅在群中适用，但没有整体跨越人口，那么¯hs�¯�将小于HT1，而fst���将是阳性的（即，在群体中，将有“过量纯合子”，被称为人口遗传学中的“华丽原则”）。 这是许多人中的一种方式来部署HWP的人口遗传原则。 因此，LeWontin式的分集分区结果只有大约5％的遗传方差中的种族中的比赛相当于说，Lewontin三级模型中的三个大陆群体中的fst���是0.05（例如，Barbujani等。1997）。 基本哲学倾向是将多样性分区研究项目（大约）与生物学的反现实主义解释联系起来的85％-10％-5％。
相比之下，聚类分析（例如，Pritchard等，2000; Rosenberg等人2002; CF.Edware 2003）即使在同性恋中的少量遗传方差中也可以容易地进行。 例如，当被要求生产贝叶斯建模计算机程序结构时，欧洲，美洲印第安人，亚洲，欧洲和太平洋岛民出现了5个集群，欧式“比赛”。 有趣的是，这种建模技术也与HWP相关联：“我们的主要建模假设是普拉斯 - Weinberg均衡在人口中的群体和完全联系均衡”（Pritchard等，2000,946）。 也就是说，对于群集最终在建模运行中具有稳健性，它应该满足HWP期望。 聚类分析有时被解释为对生物种族的真实姿态的理由（参见2013年的Hochman; Winther和Kaplan 2013; Edge和Rosenberg 2015; Spencer 2015）。
这种人类基因组多样性的数学建模的例子教导了基本和简单的正式组件可以以不同的方式使用，以开发和应用理论，无论是科学的内外。 与句法和语义观点相比，务实的观点前景张力与在多样性分区之间存在（Lewontin 1972）之间存在（Lewontin 1972）之间存在（或不）的本体假设和政治后果。聚类分析（Pritchard等，2000）研究包。 尽管研究项目两种研究项目通过检查HWP的偏差（即，它们测量过量的纯合子），并且完全一致（例如，Winther 2014; Ludwig 2015; Ludwig 2015; Ludwig 2015; Ludwig 2015的Winther 2015; Ludwig 2015; Ludqig 2015; Edge和Rosenberg 2015）。
这探讨了如何对科学理论地址群体遗传学结构的三个观点，特别是HWP，邀请了一定的荟萃复数。 也就是说，句法视图仔细分解了遗传和人口遗传学，铰接定义和关系中的基本概念和原则。 语义观点有内容分解并交织于群体遗传学的复杂数学大厦。 务实的观点揭示了模拟选择和不同理论或模型的不同解释和应用，无论是在没有科学的情况下。 三个观点几乎没有互斥。 （N.B.，两种跑步示例涉及牛顿力学和人口遗传学的理论结构，独立考虑。虽然有趣，关于“进化力”的辩论超出了当前条目的范围;例如，赫奇克和Velasco 2014。）
6.结论
科学理论的结构是丰富的主题。 理论和建模是整个科学的核心活动，无论是旧的（例如，相对论理论，进化理论）还是新的（例如，气候建模，认知科学和系统生物学）。 此外，理论仍然是开发多用途工具，例如统计模型和程序（例如，用于数据分析的贝叶斯模型，基于代理的模拟模型，系统分析的网络理论）。 鉴于理论和理论化对自然科学的力量和相关性，甚至是社会科学（例如，微观经济学，物理，如果不是文化，人类学），哲学关注科学理论的结构可以，也应该增加。 这件作品集中于三个主要观点的比较：句法视图，语义视图和务实的观点。 为了有效处理这些复杂的辩论，我们已经留下了某些关键哲学问题，包括关于科学现实主义的问题; 科学解释和预测; 理论和本体论还原学; 知识 - 生产和认知推理; 科学技术的区别; 以及科学与社会的关系。 鉴于此探索的三个角度，这些主题中的每一个都进一步哲学调查。
一张表有助于总结三个观点的一般方面的科学理论结构的结构：
句法视图emanticy查看处的视图理论structionunInterpreted公理系统（i）状态空间，
（ii）模型/集 - 理论间隔和外部多体职解解释可审议规则（i）模型的层次结构，
（ii）相似性，
（iii）成像（i）结构已经通过实践，功能和应用程序进行了变化
（ii）务实的实质性理论解释理论结构的一个方面？是的，但虽然区分很难制造。
表2.每次视图对科学理论结构分析的一般方面。
句法，语义和务实的观点通常被认为是互斥的，因此，彼此竞争。 他们确实对科学理论的解剖学进行了明确的责任。 但人们还可以想象他们要互补，重点关注科学理论结构的不同方面和问题和科学理论化的过程。 例如，在探索理论的非格式和隐式组分中，务实的观点接受了科学理论通常包括数学部分，但往往对这些组件的感兴趣不太感兴趣。 此外，问题中存在重叠-e.g。，句法和语义观点共享对形式化理论的兴趣; 语义和务实的观点都表现出对科学实践的关注。
这三种意见如何最终相关？ 标准哲学举措是概括和抽象，了解从更高水平的情况。 一个“元”假设是，理论结构的给定哲学分析往往与这里的三种观点之间的感知关系有关。 句法视图倾向于将语义视图的正式机器解释为与自己的概括公理策略连续，因此诊断了许多标准语义视图批评（第3节），因为缺少它们的标记（身份策略;例如，弗里德曼1982; Worrall 1984; 2013年Halvorson 2019,2019; Lutz 2012,2017; CF.Chakravartty 2001）。 语义观察其对理论结构的表征与句法视图的“语言”或“元素”装置（战略;例如，Suppe 1977; Van Fraassen 1980,1989; Lloyd 1994 [1988]）。 最后，务实的观点，它不存在于相对近期的视角，将理论视为多元化，因此可以接受整体哲学调查。 它设想了一种元多元，其中重建的公理化和数学建模仍然很重要，但所有理论都没有必要。 第三种视图赞同理论结构和理论风格的概要，在科学理论结构（互补战略）之间以及“实验生命”之间的哲学分析（互补策略;例如，黑客1983年，2009年;加拉森1988年，1997年;蔓越，2002年;苏瑞斯和咖啡架2008; Griesemer 2013）。 有趣的是，苏拉斯和佩罗（2019年）明确地同意了本文中所述的务实观点，但相信“其裸露最小表达的语义观念”与捕获“涉及的务实和主题”是兼容的以一种更灵活和开放的科学理论方法“（Suárez和Pero 2019,348）。 通过设计，由务实的观点批准的常规荟萃复数并不完全抵消身份和战斗策略。 此外，只有相应视图的“部分接受”可能最终可能是可能的。 即便如此，互补策略可能会进一步发展。 与身份和战斗元视角相比，它为科学理论的结构提供了更广泛或至少不同的洞察力。 更一般地说，探索这些观点之间的关系本身是未来哲学工作的丰富议题，调查其在进一步哲学分析中的积极科学领域成熟的作用，解释，如气候变化（例如，Winsberg 2018），模型有机体（例如，踝关节和Leonelli 2020），以及制图和GIS（例如，Winter 2020）。
