生物学组织水平(二)
机制水平的标准示例是空间记忆和长期增强(LTP;蔓越2007:165-170)的情况。 在空间记忆机制中,可以识别四个级别的机构:空间存储器水平,空间地图形成,细胞电生理学水平,以及最终分子水平。 每个较低级别的实体是更高级别机制中的组件。 例如,在分子水平下的NMDA受体是细胞水平的LTP机制的组分,并且LTP机构反过来的存储器固结的半球机构(在空间地图形成的水平)。 然后,存储器固结的海马机制有助于空间存储器水平的整体机制,这是最高水平并且涉及例如行为任务(例如,导航迷宫)。
机制水平与组织水平的传统概念分享了一些关键特征:它们是定义组成的,更高水平的实体通常大于较低水平的实体,并且机制水平可能达到局部规律性和可预测性的峰值(蔓越2007:190;见下一个部分)。 然而,机制水平比组织水平的任何其他现存方法更有限,更密切。 首先,如已经提到的,只能在逐个案例的基础上识别机制水平,并且不同的机制可以完全不同。 例如,蛋白质折叠机制中的一组水平与空间存储器机构中的水平非常不同。
此外,即使在一个机制内,两个项目是否处于相同或不同级别的问题通常也没有明确定义的答案。 这是由于水平仅仅根据直接部分整体(或组件机制)关系来定义。 例如,NMDA受体和突触囊泡是细胞LTP机构的组分,因此可以说在相同的水平。 NMDA受体的组分反过来包括诸如谷氨酸结合位点和谷氨酸离子的物质,而突触囊泡的组分包括诸如运输蛋白质的物质。 然而,随着谷氨酸结合位点和转运蛋白既不是彼此的组分也不是相同(亚)机制的直接组分,它们既不是同一水平,也不是不同的水平(Bechtel 2008:147)。 问题如何相关水平 - 明智的机械框架没有答案。 这意味着即使在特定机制内,机构的水平也不会形成跨越机制的水平层,而是由(子)机构的工作部件形成的小岛屿。 另一种含义是相同总机制内的甚至相同的东西(例如,NMDA分子)通常不在相同的水平(Eronen 2013)。 蔓越手(2015)建议,在机制水平的背景下,“在同一水平”的整个想法实际上是不重要的,甚至毫无意义; 存在明显的意义上,其中机制相对于它们的组件处于更高的水平(并且部件相对于整体机构处于较低水平),并且这不要求组件或机制也形成水平水平。
另一个问题是,与图层蛋糕账户的机制账户共享是它嵌入在概念框架内,其中在该框架中更加基础的其他技术术语(布鲁克斯2017)方面定义了“级别”的概念框架。 图层蛋糕账户最初嵌入在OppeNheim和Putnam的争论的总体项目,争论科学的统一,他们对“水平”的理解是有意思的,以阐明微电有务如何工作。 其部分的机制账户嵌入在新机制的解释机制解释和机制方案中; 由于“机制水平”很大程度上与技术术语重叠,这些术语定义了机制的内容,它是一个合法的问题,这些问题是什么明显的“水平”结果中的所有概念,这些问题并非直接导出机制的概念(CF.ERONEN 2013)。
在这种光明中,很明显,根据阐明生命科学的阐释水平,并且具有许多功能,我们直观地与水平的想法(Eronen 2015)有许多功能。 然而,这与机械组合物的关系的想法兼容,即机构轨道的水平对理解和解释生物组织来说至关重要。
若干作者最近捍卫了机制水平的“平面”观点(Bechtel 2017; Bickle,de Sousa,&Silva 2022;蔓越,格伦班和Povich 2021; Fazekas 2022)。 例如,Peter Fazekas(2022)表明我们称之为机械师“级别”只是识别因果网络内的模块或相互作用单元的组。 在此视图中,根本没有机制的无论如何,机制只是一个“级别”的相互作用部分的极其复杂的系统。 Bechtel(2017)和Craver等人。 (2021)提出了类似的改造水平的平面解释,但争论这与机械方法的原始非重新承诺兼容(另见第4节)。 进一步尝试扩大或发展机制水平的概念,参见Bertolaso&Buzzoni(2017),Harbecke(2015)和Kaiser(2015)。
2.3 WiMSATT的“本地最大值”帐户
层蛋糕和机械方法都旨在瞄准在为构成水平的至少必要条件的意义上定义水平。 William Wimsatt(1976A; 1994)采用不同的方法,并列出了特征,以表征组织级别(但不一定)横跨不同实例的关键特征。 最初,WiMSATT的重要背景动机是理解和特征在于生物学和社会科学中普遍存在的“更高级别”实体和现象的主张(WiMSATT 2021)。 20世纪70年代的哲学讨论专注于强烈的减少主义或消除主义(参见生物学中的还原能力),这似乎不足以捕捉许多科学家感知自然组织的方式(WiMSATT 2021)。 灵感来自西蒙的工作(1962年[1996]),WiMSATT与奎黑的“沙漠本体论”形成了“热带雨林本体论”,并在奎黑的“沙漠本体论”,水平在这个账户中发挥了核心作用。 首先,根据WiMSATT,水平是组成的,形成嵌套的层次结构,使得较低水平的鞋子在更高水平处函数。 其次,组织水平是一个
我们自然世界的本体论建筑的深度,非任意,以及极其重要的特征,以及任何可能产生的世界,以及私智生物的世界居住或理解的世界。 (Wimsatt 1994 [2007:203])
组织水平的另一个特征是它们
由实体的家庭构成,通常具有可比大小和动态性质,其特征性地相互作用。 (Wimsatt 1994 [2007:204])
WiMSATT用于说明这一点的有用的隐喻是我们可以将特定水平的理论或模型视为不同尺寸的筛子,以适当的尺寸和动态特性(WiMSATT 1976A:237)。 因此,有机体水平的理论筛选出能够再现的大致生物体大小的东西,并且主要与彼此相互作用。
最后,也许最重要的是,
[l]组织的evels可以被认为是作为物质组织组织的替代模式的相位空间中的定期规律性和可预测性的局部最大值。 (1976A:209;另见1976A:238)
这一点是“最接近的[WiMSATT]将定义”(1976A:209),需要一些解释。 该想法大致是,可以用作预测和解释基础的模式和规则在某些规模周围聚集,并且这种集群表示组织的水平。 因此,如果我们绘制规则性和预测性(大小)缩放,则组织的水平将显示为绘图中的峰值(见图)。 我们在这些“局部最大值”中找到的实体将透露稳定的规律,因为它们被分组为水平的标准(大小,速率,动态属性等),而这些规则也可以作为可靠可预测性的基础。 此外,组织的水平包括“最可能的物质状态”(1976A:239),这意味着如果我们可以改变初始条件,在一系列条件下,自然选择或其他选择过程将导致相同的水平(WiMSATT 1976A:238-239)。 例如,如果分子的水平是WiMSATT的感觉中的组织水平,那么应在定位分子所定位的规模中具有规律性和可预测性的峰值,并且分子应该是在一系列条件下的最可能组织物体组织模式。
一个图:链接到下面的扩展说明
图1. WiMSATT的组织级别。 基于WiMSATT(1976A:240),于1973年创建; 与许可一起使用。 [图1的扩展描述在补充中。]
WiMSATT指出了许多水平可能具有的特征:例如,较高级别的过程倾向于以较低的速率发生在较慢的速率下,比较低级别的过程,较高的级别属性通常通过较低级别的特性来实现,并且在很大程度上是较高级别的因果关系的动态自主。独立于较低级别发生的事情。 区分水平的情况也将在实例之间变化,并且可以包括部分整体区别,事物相互作用的力的大小,或者务实地,考虑不同成分的大小。
重要的是,WiMSATT还认为,在部分整体关系变得过于复杂的情况下,如在许多生物系统中,组织水平分解,并且在这些情况下,更合适的组织概念是透视(WiMSatt 1994 [2007,227])。 透视图是(不完整的)基于一组变量的系统,而与级别相比,不需要具有任何整体结构。 例如,我们可以从解剖学,生理学或遗传角度接近生物,每个角度都有一组专有变量。 甚至观点的界限开始分解,并且不再清楚的角度属于哪个角度,我们面临着WiMsatt调用因果丛林的原因。 根据WiMsatt,
神经生理学,心理和社会领域大多是灌木丛,这只是偶尔令人愉快地订购,因为当地问题被视为透视或水平相对问题。 (Wimsatt 1994 [2007:239])
Griesemer(2021)提出了更多的认识阅读这些概念:当科学家首次接近一个复杂的系统时,他们遇到它作为一个因果丛林,但他们先进入“修剪”它,首先要观看,然后(可能)到水平。
通过包括这么多的警告和可能但没有必要的水平特征,Wimsatt使他的账户非常多样化,范围宽,但同时为模糊或不一致的指控开放(参见蔓越,2007:182-183)。 它包含多种标准,即水平可以但不一定必须满足,从而可以说可以彼此类似于彼此类似的任何一组实体来形成一个水平。 此外,个人标准也提出了许多问题。 例如,我们应该如何理解“定期规律性和可预测性的最大值”? 我们应该仅包括仅包括因果概念的哪些规则,或描述关联或组成关系的规律(蔓越2007:182-183)? 我们如何计算或估计给定规模的规律数量? 这些峰值如何与其他提出的标准匹配,例如整个整体组织的水平?
这些担忧在一定程度上通过考虑到WiMSATT方法中的重要背景思想:组织水平和占据它们的实体应该是强大的,这意味着它们应该以各种独立方式可检测,可测量,可导向,可定义等,以各种独立方式(1981 [2007:63-4]; 1994年[2007年:210])。 换句话说,它们应该在访问,检测或定义它们的独立手段之间表现出冗余,因此不应依赖于任何单一标准或定义功能。 因此,如果组织的水平是强大的,则标准的选择或某些个人标准的问题将不是至关重要的。 但是,在大自然中存在如此强大的组织级别的程度仍然是一个开放的问题。 清楚的是,WiMSATT对组织水平的账户仍然高度相关,并继续作为水平讨论的背景(参见,例如,收集Brooks中的文章,Difrisco&WiMsatt 2021b;和DIFRISCO 2021用于基于过程的级别,其在字符中明确的Wimsattian)。
2.4水平怀疑和排气账户
尽管熟悉科学家和哲学家的水平概念,但在科学词典中呼吁解雇或解除重点越来越普遍(Eronen 2013; Guttman 1976; Ladyman&Ross 2007; Potochnik 2017; 2021; Potochnik&McGill 2012; Rueger&McGivern 2010; Thalos 2013)。 有一件事,性质可能只是太乱,以适应任何层蛋糕样式图片。 考虑作为插图的推定水平“有机体”。 蓝色鲸鱼和酵母细胞都是显而易见的生物,因此应该名义上位于该水平,但各自包括具有完全不同的性质(Potochnik&McGill 2012)的不同种类的实体。 此外,但是当我们考虑下一个较低水平时,即由这些生物的组分指示的那个,水平水平层的图像的图片完全分解。 蓝鲸的组分包括诸如器官,组织和细胞的物质,而酵母细胞由细胞膜,细胞核和线粒体(Cf.Potochnik&McGill 2012)组成。 此外,鲸鱼部分由各种共生组成,包括在鲸鱼和生物体的同时组分的肠细菌。 因此,不同种类生物的组分不会形成任何均匀的“水平”。
这些问题不仅是因为定义有机体的困难。 当我们考虑细胞的组分,例如细胞膜和线粒体,特别是它们的子组件(例如,分别为脂质分子和外部线粒体膜)时,出现了类似的问题:它们表现出过多的异质性以形成整洁的水平(Eronen 2021)。 此外,相同种类的东西可以是非常不同的更高级别的批量的部分:例如,氢离子是构成细胞膜的脂质分子的组分,但它们也可以是涉及细胞膜的氧化磷酸化机制中的独立组分作为另一个组件(Bechtel 2008:147)。
更一般地说,Potochnik和McGill(2012年)争辩说“水平”对自然施加了根本性的假,刚性均匀性,并确定了水平概念本身的基本思想的这些问题:
实际上,分层水平的非常概念不仅取决于泛足,而且还取决于部分整体组成的均匀性。 对于出现的地层,原子必须始终撰写分子,人口必须始终撰写社区,等等。 但是分层水平所需的组合物的均匀性根本不存在。 (2012年:126;重点补充;另见Guttman 1976:113; Thalos 2013:10)
这种全面,均匀的刚性反过来破坏了组织水平的其他特征。 这些特征之一是由于其在特定水平的位置(Potochnik&Mcgill 2012:129-30; Potochnik 2021)所谓的自然成分所谓的认证史目史(或故障)。 例如,还原剂经常认为,分子水平解释通常更安全,更基本的或以其他方式优于引用染色体或细胞等更高水平结构的解释(并且相反地,抗还原剂声称通常需要更高级别的成分来生产足够的解释)。 然而,正如许多作者所指出的那样,如这些作者的毯子归属是深刻的误导性(参见第4节)。 其中一个原因是特定水平只表现出在调查的内容方面表现出困境的优点。 因此,所认为的相关水平将根据科学家调查任务的重点而转移,因此没有水平将具有内在的或原则性的认知优势。 此外,像生物学中的解释和理论等认知产品很少表现出单一结构,而是同时包括多个层次(例如,Schaffner 1993:97-8,387; Mitchell 2003:147;蔓越2007)。
Potochnik和其他级别怀疑论者的基本结论是以下情况。 通过对科学和自然的过度简单的说法施加过于简单的表现,水平概念可以妨碍了对哲学和科学问题的复杂讨论。 因此,尽管也许没有人会否认“水平”在寻求复杂的自然系统中的吸引力,但描绘了使用这些概念的这些系统似乎比良好更弊。 Burton S. Guttman对此非常明确,争论“如果它在任何但最贫穷和最普遍的术语中陈述,[级别的概念]是无用甚至误导的概念”(Guttman 1976:112)。 同样地,Miriam Thalos在说明“水平概念没有任何哲学想法的情况下,米里亚姆Thalos颜色名称”水平概念“(Thalos 2013:13)。
这种级别 - 怀疑主义也具有更具建设性的一面。 若干作者建议在其他概念(Eronen 2015;贵族2012; Potochnik&McGill 2012中建议替换或重新解释水平谈话;另见P.S. Churchland&Sejnowski 1992; McCauley 2009; Rueger和McGivern 2010)。 这种“放气”方法背后的动机(Eronen 2013)是,如果应用更明确的概念,则可以避免与组织水平相关的问题。 例如,规模的概念可以说可以导致与组织水平的概念相同的问题。 在规模上安排事物所需的一切都是测量这些东西的一些定量性质。 鳞片还具有完全连续的优点,而水平则需要在层次结构(Potochnik&McGill 2012)中以不同的和离散位置的职位放置东西。 这种情况下最明显相关的规模是尺寸规模,这是基于大小的尺寸:有机体通常(虽然并不总是)大于细胞,其比分子大于原子,等等。
然而,时间尺度对于了解生物组织来说也是至关重要的(Simon 1962; Difrisco 2017)。 时间尺度可以参考进程发生的速率,而且还可以是进程的频率,或者进程或实体之间的交互速率,所有这些都是生物学上下文中的相关尺度(Baedke 2021)。 例如,生物(例如,性繁殖)之间的相互作用比细胞(例如,突触通信)之间的相互作用更慢,其再次比分子之间的相互作用慢(例如,受体结合)。 根据时间尺度订购生物过程的想法具有悠久的历史,至少返回有机性(参见第1节; Baedke 2021)。 在尺度方面的理解水平也与某些尺度的想法一致,我们可能会发现规律性或可预测性的峰值(Wimsatt 1994 [2007])或因果关系集群(Potochnik&McGill 2012)。 除了秤之外,还提出了其他概念来替换级别,如网络(Potochnik 2021;另见Bechtel 2017)或解释式风格(Potochnik&Sanches Oliveira 2020)。
虽然这些持怀疑态度和通缩方法,但在水平的概念减少或放气到更明确定义的概念,表面上增加了概念清晰度,但它们可能不足以核算生物理论和实践中组织水平的作用(另见第6节)。 例如,蜂窝水平是规范级组织,但是单元格以许多不同的尺寸,并且很难识别将与蜂窝级别的概念发挥类似作用的大小(或时间)比例。 此外,关于水平的具体哲学概念的怀疑论,如层蛋糕式水平或机制水平,留下了更多零碎或上下文的水平方法的可能性仍然有用。
3.作为零碎和启发式概念的水平
在对概念持怀疑态度的持怀疑态度之后,最近对概念的工作试图通过恢复讨论周围的讨论来解决前一节中概述的悲观评估。 重新建立哲学洞察水平潜力的一个关键组成部分已经解决了在持怀疑治疗中概念的哲学期望之间的差距,以及信息动态通知科学应用的概念(布鲁克斯2021B;另见Difrisco 2017年和布鲁克斯,Difrisco&WiMsatt 2021a)。
特别是,在层次上估算的哲学期望往往会在特征中涉及该概念的科学应用,这些应用在表征如何使用水平概念以及在科学环境中应用概念的动机。 这在批评者概念化的方式中特别可见。 例如,Potochnik表征了水平概念的令人反感的后果,因为从水平(2017:170)的“非常想法”中,这是“非常想法”的概念,其中概念施加(i)构图的普遍性,(ii)推定水平之间的统一关系,和(iii)水平束缚单位的总离防性(2017:170;另见Potochnik&McGill 2012:126)。 类似地,泰诺斯声称甚至假设一个平整的本体学院将致力于将还原剂的“硕士本体论”致力于物理学接地,所有其他更高级别的衍生(2013:7)。