分子遗传学（二）

反还原论者认为，某些现象，包括基因的传递，某些现象最好用基于细胞学层面的理论来解释，而其他现象，包括基因表达，最好用基于分子层面的理论来解释。尽管Kitcher认为经典遗传学在客观意义上提供了最佳解释，但一些反还原论者（例如Rosenberg，1985，1994）认为，还原论的障碍仅仅是实践层面的。Rosenberg（1985，1994）援引了“随附性”的概念，认为原则上分子遗传学可以提供最佳解释。但他认为，在实践中，经典遗传学对传播现象提供了“最佳”解释，因为对于我们这种认知有限的生物来说，这是最佳解释。然而，Rosenberg后来改变了他在这个问题上的立场，主要理由是信息存储和处理技术的进步“可能显著增强我们理解大分子过程及其组合的能力”（Rosenberg，2006，第14页）。

尽管反还原论者在关于经典遗传学不可还原性的最终基础的观点上存在着哲学上的显著差异，但他们著作中所呈现的生物学知识图景却是相似的。生物世界由不同的现象领域组成，每个领域在特定的理论论述层面上都能得到最好的解释。因此，生物学的理想结构就像一块千层蛋糕，层层叠加，每一层理论都为其现象领域提供了最佳的解释。像经典遗传学这样以更高层次的组织形式表述的生物科学应该能够持续存在，并免受分子科学的还原性束缚。因为它们的核心理论（或推理模式）解释了在高于分子水平的层面上才能得到最佳解释的现象领域。

3.3 对反还原论共识的挑战

反还原论共识并非没有受到挑战（参见Sarkar 1989、1992和1998、Schaffner 1993以及Waters 1990和2000）。批评者认为，支持该共识的主要反对意见是错误的。“不可连接性”的反对意见基于这样的假设：经典遗传学将基因与表型性状之间的关系视为简单的一对一关系。但经典遗传学家更了解情况。不妨想想摩尔根的得意门生兼合作者Sturtevant对基因和眼睛颜色的看法：

果蝇正常的红眼睛和无色（白色）眼睛之间的差异源于单个基因的差异。然而，红色是一种非常复杂的颜色，需要至少五种（甚至可能更多）不同基因的相互作用才能产生。这些基因彼此独立，每条染色体都携带一些基因。此外，眼睛的颜色间接依赖于大量其他基因，例如苍蝇赖以生存的基因。因此，我们绝不能将某个特定基因与眼睛的红色联系起来，即使只有一个基因将其与无色眼睛区分开来。所有性状都是如此……（重点是我加的，引自 Carlson 1988，第 69 页）

这段引文表明，经典遗传学中基因与眼睛颜色的关系展现出与罗森伯格在分子层面上讨论的相同的复杂性（请将此引文与 3.2 节中引用的罗森伯格 1985 年的段落进行比较）。根据对不可连接性异议的批判，基因型-表型关系并非在经典遗传学层面上显得简单统一，而在分子层面上却显得复杂不统一。在这两个分析层面上，情况似乎同样复杂（Waters 1990）。

然而，经典遗传学通过诉诸差异原理找到了一种解释遗传现象的简单方法，该原理认为特定基因的特定差异会导致特定情境下表型特征的特定差异（见2.1节）。Sturtevant在上述引文的第一句中提到了这一原理，并在强调的从句中再次提到了这一原理。那么问题来了：这种关系能在分子层面上捕捉到吗？答案是肯定的。经典遗传学家用来解释遗传模式的差异，当代遗传学家已经在分子层面上例行公事地识别出来了。

根据这一批评，血腥细节的反对意见也站不住脚。该反对意见认为，生物学家无法通过引用分子细节来改进对遗传现象的经典解释。据称，细胞学层面提供了最佳的解释，因为这一层面的解释能够统一地解释从分子角度看来可能存在差异的各类情况。不妨考虑一下 Kitcher 对这一反对意见的表述。Kitcher 认为，解释就是统一（1989）。由此可见，对一类现象的最佳解释是能够以统一的方式解释该类现象的解释。Kitcher 认为减数分裂就是这种情况的典型例子。配对分离过程的一致性在细胞学层面上显而易见。但在分子层面的血腥细节中却迷失了方向，因为这一过程“可能是由于电磁力甚至核力的作用而发生的……”（Kitcher 1984，第350页）。但Kitcher究竟在想什么尚不清楚。从酵母到人类，染色体配对和分离的分子机制在各种生物中都非常一致；并非有些涉及电磁力，而另一些涉及核力。Kitcher声称“很容易想到分离受重力作用影响的例子”，这与分子生物学家对染色体配对和分离的了解毫无关联。

减数分裂不太可能解释在经典遗传学层面看似一致的东西在分子层面上却可能是异质的。但其他遗传现象也证明了这一观点。以遗传显性现象为例。在经典遗传学中，所有完全显性的例子都被同等对待，以解释遗传现象。但当代遗传学揭示，不同的显性现象背后隐藏着几种截然不同的机制。根据基彻的统一主义科学解释理论，经典的显性解释客观上为解释遗传现象提供了更完善的基础，因为它提供了更统一的组织结构。但这意味着经典遗传学的浅显解释客观上比分子理论提供的深层解释更可取 (Waters 1990)。

3.4 超越理论还原论和层层递进的反还原论

尽管纳格尔的理论还原论概念标志着关于经典遗传学表面还原论讨论的共同起点，但许多关于还原论的文献旨在通过用更具启发性的概念取代纳格尔的概念来更好地理解还原论的本质。反还原论者也是如此，他们试图阐明分子遗传学为何无法还原经典遗传学，而那些对还原论抱有更多同情的人也是如此。因此，在探讨分子遗传学是否正在还原经典遗传学的文献中，存在两个层面的讨论。一个层面关注遗传学科学中正在发生的事情。另一个层面关注（认识论）还原论的本质的更抽象的问题。

抽象层面的讨论始于沙夫纳的观点，即被还原的不是原始理论，而是原始理论的修正版本。维姆萨特（Wimsatt，1976a）提出了一个更具雄心的修正。他拒绝接受这样的假设：科学理论是一系列类似定律的陈述，而解释则是论证，在这些论证中，待解释的现象源于定律。维姆萨特没有依赖这些假设，而是运用萨蒙的解释论述（Salmon 1971）来检验分子遗传学提供还原性解释的说法。基彻（Kitcher，1984）也拒绝接受内格尔还原概念背后的理论化论述。他基于自己对科学理论有效构成要素的理解，以及他对科学解释的统一论证（1989），构建了一个新的还原性解释概念。同样，Sarkar (1998) 拒绝了 Nagel 还原概念中预设的理论和解释。事实上，他明确避免依赖任何特定的科学理论或理论解释。相反，他假设还原性解释是一种解释，但并未明确解释本身，然后试图识别还原性解释区别于其他解释的特征。

Wimsatt、Kitcher 和 Sarkar 试图用一种不假设科学解释包含普遍规律的概念来取代 Nagel 的还原概念。然而，Weber (2005) 试图用一种保留还原性解释包含还原科学规律的概念来取代 Nagel 的概念。Weber 拒绝的是生物学中的还原论涉及解释更高层次的生物学规律的观点。他认为，除了少数例外，生物科学本身并不存在规律。他认为，生物学中的还原论直接用物理规律来解释生物现象。因此，他拒绝了内格尔论述中隐含的“千层蛋糕”式还原概念。

关于还原和分子遗传学的文献影响了哲学家们对其他科学中还原的思考。例如，基彻（Kitcher）用他的还原概念来解释为什么分子遗传学不能还原经典遗传学，后来哈德卡斯尔（Hardcastle，1992）在考察心理学与神经科学的关系时也运用了这一概念。另一方面，索伯通过重新审视普特南（Putnam，1967，1975）和福多尔（Fodor，1968，1975）关于多重可实现性的论证，发展并扩展了对基彻血腥细节反对意见（第3.3节）的批评。Sober (1999) 认为，高阶科学能够描述低阶科学无法观察到的模式，因此或许能够提供更普遍的解释。但他坚持认为，描述不应与解释相混淆。他认为，尽管物理学或许无法描述所有模式，但它仍然可以解释任何高阶科学能够解释的单一事件。高阶科学或许能够提供更“普遍”的解释，而物理学则能够提供“更深层次”的解释。他认为，哪种解释更好，取决于观察者的看法。他总结道：

……还原论者或许希望在这个好坏问题上保持谨慎，并试图建立这样一个基本命题：物理学原则上可以解释任何高阶科学能够解释的单一事件。 …对于还原论者来说，对社会、心理和生物现象的物理解释的一个有趣特征是，它们使用与解释非社会、非心理和非生物现象相同的基本理论机制（Sober 1999，第560-561页）。

讨论已经绕了一圈。Sober所批评的多重可实现性论证是基于心灵哲学背景下的抽象思考。生物哲学家借鉴了这些文献，构建了“血淋淋的细节”反驳，以反对分子遗传学正在还原经典遗传学的观点。其他哲学家则认为，这种反驳经不起对遗传学具体情况的仔细分析。Sober从遗传学讨论中汲取经验教训，批判了最初的反可实现性论证，并得出了关于还原论的普遍结论。

Wimsatt关于还原论的著作（1976a、1976b，维姆萨特（Wimsatt）等人（1979年）强调，即使未能实现还原，尝试进行还原也卓有成效。例如，他认为，即使无法找到不同层次之间的同一性，努力发现在更高层次上识别的实体的分子组成也常常卓有成效。此外，维姆萨特指出，对许多已在更高层次上得到解释的细节进行还原性解释的“成本”与为什么没有用低层次解释全面取代高层次解释的问题相关。分子遗传学未能取代经典遗传学，或许可以用高成本而非缺乏认识论价值来解释。

虽然沙夫纳仍然坚持认为分子遗传学原则上可以还原经典遗传学，但他承认，进行这种还原的尝试对于分子遗传学的进步而言是“边缘”的。人们可能会像赫尔（1977）那样回应，认为分子遗传学的成功似乎在某种重要意义上具有还原性。因此，未能从还原论的角度阐明这一成功，揭示了概念上的缺陷。也就是说，有人可能会认为，沙夫纳的边缘性论题表明，他的还原论概念并非具有认识论相关性，因为它无法阐明还原研究在分子遗传学中的成果。

事实上，关于古典遗传学还原论的争论普遍存在的一个缺陷是，它只涉及科学推理的片断。它几乎完全基于对解释性或理论性推理的分析，而很大程度上忽略了调查性推理。关于所谓经典遗传学还原论的哲学文献关注的是遗传学家如何解释或试图解释现象，而不是他们如何操纵或研究现象。Wimsatt (1976a) 对启发式方法的论述也是如此，他强调启发式方法用于解释。

Vance (1996) 更彻底地将关注点从理论转向了研究实践。他断言当代遗传学只有一门科学，并描述了经典遗传学的研究方法如何成为所谓分子遗传学方法论的重要组成部分。他得出结论，还原论失败了，因为当代遗传学仍然依赖于涉及育种实验的经典遗传学方法。Vance 对遗传学的描述令人信服。经典遗传学的实验室方法确实仍然存在，即使它们被大大扩展、增强，甚至经常被直接干预 DNA 的技术所取代。但 Vance 的描述与反还原论者对双层科学的描绘以及经典遗传学将远离分子生物学还原性理解的论点并不相符。

将遗传学视为一门涉及方法论和解释性推理相互作用的研究科学，会形成一种不同的形象（Waters 2004a）。这种形象并非一门双重科学：一门（经典遗传学）旨在研究和解释遗传现象，另一门（分子遗传学）旨在研究和解释发育现象。相反，有一门科学保留了古典遗传学的许多研究和解释推理，它以分子为视角重新概念化了其理论基础，并通过将古典遗传学的方法论与基于物理的生物化学方法以及基于重组DNA和RNA干扰技术的新方法相结合，重新调整了其基本研究方法。

4. 什么是基因？

在关于分子遗传学的哲学文献中，一个普遍的观点是，基因无法在分子水平上被理解。当然，哲学家并不否认生物学家使用“基因”一词，但许多哲学家认为“基因”是一个虚词，是许多不同概念的占位符。对基因怀疑论的不同回应体现了各种哲学目标和方法。一种回应是分析与实验实践紧密相关的解释（而非对基础理论的笼统概括），以确定是否存在关于基因的统一推理模式，这些模式可以 (a) 被整理成清晰的概念，和/或 (b) 用于确定该术语的指称。另一种回应是提出新的基因概念，以更好地服务于实践生物学家所表达的目标。第三种回应是进行调查分析，而不是采用传统的哲学分析方法。第四种回应是接受基因概念（据称）必要的模糊性，并探究使用“基因”一词为何如此有用。

4.1 基因怀疑论

基因怀疑论者声称，基因在分子层面的使用方式缺乏一致性，并且该术语并非指代自然种类；相反，据称基因被用来识别 DNA 中许多不同类型的单元。DNA由转录成RNA的“编码”区、不同类型的调控区以及高等生物中的一些功能尚不明确、甚至可能不存在的区域组成。对基因的怀疑部分基于这样的观点：该术语有时仅适用于编码区的部分，有时适用于整个编码区，有时适用于编码区的部分以及调控该编码区的区域，有时适用于整个编码区以及影响或可能影响该编码区转录的调控区。怀疑论者（例如，Burian 1986、Portin 1993和Kitcher 1992）得出了Kitcher简洁的结论：“基因就是一个称职的生物学家选择称之为基因的东西”（Kitcher 1992，第131页）。

生物学教科书包含基因的定义，思考其中的一个定义有助于说明这一概念的现状确实令人不安。当代最流行的定义是，基因是编码多肽的基本单位。该定义的一个问题是，它排除了许多通常被称为基因的片段。一些DNA片段编码的功能性RNA分子永远不会翻译成多肽。这些RNA分子包括转移RNA、核糖体RNA以及发挥调控和催化作用的RNA分子。因此，该定义过于狭隘。

该常见定义的另一个问题是，它基于对DNA表达过于简单的描述。根据这种简单的描述，基因是DNA中的核苷酸序列，它被转录成构成信使RNA分子的核苷酸序列，而信使RNA分子又被翻译成形成多肽的氨基酸序列。（生物学家们的论述仿佛基因“产生多肽分子”或“为多肽提供信息”。）然而，DNA表达的实际情况往往要复杂得多。例如，在植物和动物中，许多mRNA分子在翻译成多肽之前会经过加工。在这种情况下，RNA分子的一部分（称为内含子）会被剪掉，剩余的片段（称为外显子）会在RNA分子离开细胞核之前拼接在一起。有时，生物学家将整个DNA区域（即同时对应内含子和外显子的区域）称为基因。有时，他们只将与外显子对应的DNA片段称为基因。（这意味着，一些被遗传学家称为基因的DNA片段并非连续的DNA片段；它们是不连续外显子的集合。遗传学家将这些称为分裂基因。）由于外显子的剪接在某些情况下在不同组织类型和不同发育阶段的执行方式不同，因此情况变得更加复杂。 （这意味着存在重叠的基因。）基因是“编码多肽”的DNA片段这一常见定义的问题在于，当涉及到DNA表达的实际复杂性时，“编码多肽”的概念就显得模糊不清了。基因怀疑论者认为，这个定义极其模糊（Burian 1986，Fogle 1990和2000，Kitcher 1992，以及Portin 1993）。

显然，这个定义，也就是最常见、最突出的教科书定义，过于狭窄，无法应用于遗传学家通常称之为基因的片段范围，也过于模糊，无法提供单一、精确的DNA划分，从而形成独立的基因。教科书中对基因有很多定义。事实上，哲学家们常常对生物学家在同一本教科书中以多种相互矛盾的方式定义和使用“基因”一词感到沮丧。在对这些替代定义进行哲学审视后，基因怀疑论者得出结论，问题不仅仅是缺乏分析的严谨性。问题在于，在分子层面上根本不存在“基因”。也就是说，没有单一、统一且无歧义的方法将DNA分子划分为不同的基因。基因怀疑论者经常主张，生物学家应该用DNA片段（例如外显子、内含子、启动子区等）来表达他们的科学研究，而应该完全摒弃“基因”一词（Fogle 2000 对此进行了最有力的论证）。

4.2 实践中的概念分析：经典基因概念与分子基因概念

有人反对基因怀疑论，认为生物学家在分子层面上拥有一种连贯、精确且统一的基因构想方法。这一论点背后的分析首先要区分当代遗传学家对基因的两种不同思考方式。经典遗传学家通常将基因构想为染色体中的功能单位，其差异会导致表型的差异。如今，在通过观察到的表型差异来识别基因的背景下，遗传学家仍然以这种经典的方式构想基因，即DNA中的功能单位，其差异导致了观察到的表型差异。这种构想基因的方式被称为经典基因概念（Waters 1994）。但当代遗传学家也通过援引分子水平的概念，以不同的方式思考基因。分子基因的概念源于这样一种观点：基因是DNA中的单位，其功能是确定通过DNA表达合成的分子中的线性序列。根据这一分析，这两个概念在当代遗传学家中都存在。Moss（2003）还区分了两个当代基因概念，他称之为“基因-P（预成论者）”和“基因-D（发育论者）”。他认为，混淆这两个概念会导致遗传学思维错误。

关于基因的经典思考方式的许多混淆，源于遗传学家有时会将经典的基因理解为决定总体表型性状（表型）的基因，或将单个基因理解为产生表型的基因。这种说法在古典遗传学家中极具误导性，并且在当代遗传学的语境中仍然具有误导性。诸如紫色眼睛之类的宏观表型性状的产生涉及各种遗传和非遗传因素，包括各种细胞酶和结构、组织结构以及环境因素。此外，尚不清楚哪些（如果有的话）宏观表型功能可以归因于单个基因。例如，今天并不比摩尔根时代更清楚，2.1 节中讨论的紫色基因的功能是促成眼睛颜色的产生。该基因的突变会影响许多宏观表型性状。援引经典基因概念的合理解释性推理并不依赖于任何关于基因的作用或基因在发育过程中可能发挥的功能的包袱。解释性推理所依赖的是差异原则，即基因中的某些差异会导致特定遗传和环境背景下的某些表型差异（2.1节）的原理。当代生物学中许多基于基因的解释，最好用经典基因概念和差异原理来理解。