生物学中的功能定义问题
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2012年11月山西大学学报(哲学社会科学版)Nov.,2012第35卷第6期Journal of Shanxi University(Philosophy&Social Science)Vol.35No.6·科技哲学与科技史研究·
生物学中的功能定义问题研究
赵斌
(山西大学科学技术哲学研究中心,山西太原030006)
摘要:功能是生物学理论所依赖的概念基础,也是其学科异质性的源头。文章从生物学的功能定义入手,先介绍了病因学的、倾向性的以及关系的功能理论,再通过对几种功能评判标准的讨论,从而对这些理论的漏洞进行分析,进而引入一种模态的功能理论,并对这一功能理论进行深入的分析。
关键词:生物学功能;功能评判标准;模态功能理论
中图分类号:B028文献标识码:A文章编号:1000-5935(2012)06-0008-06
对于物理以及化学等科学来说,生物学使用功能概念进行解释使得它相比其他自然科学显得十分另类。比方说,在达尔文的性选择理论中,孔雀开屏是为了吸引异性从而有利于交配进行,最终完成增殖。在这里,这一解释在一定程度上提供了孔雀为何会拥有这一习性的原因,这与化学以及物理学中偶尔会使用的功能说明不同,因为在后两者中,功能仅仅作为辅助性的描述,其说明形式并不会在整个原因链上发挥主导作用,但在生物学中,功能解释几乎是作为具体的原因说明在使用,它支撑起了原因性解释的重任。对于生物学中的功能解释来说,从一般意义上可以分为四种态度:第一种认为生物学家根本不应使用“重度功能解释”,或许对于功能解释的使用仅仅是为了普及他们的工作,但认为这些解释在科学实践中发挥作用的观点明显带有夸大成分;
第二种态度是,承认生物学家们对于“强功能解释”的使用犯了一个小小的错误,但这一类的话题并不会对学科成长带来影响;
第三种态度是,认为“强功能解释”是合理的,更是有用的,但这并不是出于官能系统的事实,而是关于功能的话题是隐喻性质的,或者说,它的使用依赖于官能系统与其他系统(人工制品或行为)之间的类比,在这一层面上,“强功能解释”可以被定义为是正确的;
第四种态度认为“强功能解释”在生物学中是合理的,并且凭借可被例证的纯粹生物学属性,这种合理性在生物学系统中是真正可断言的。[1]
其中,无疑第四种态度受到了普遍的拥护,而为了论证这种态度的合理性,许多有关功能解释的理论都是基于这种倾向而展开。因此,有必要就生物学中功能解释的合理性问题进行一番探讨。
一具有代表性的三种生物学功能定义理论
作为一个特征所表征的功能通常是通过一些其他相似特征类型的(过去、现在或是将来所使用的)表征属性作为定义。但是,这种定义方式无疑存在着重大的问题,因为这会导致解释循环。而这一问题的存在也逐渐导致许多人开始思考将功能解释应用于生物学的合理性。因此,要探讨功能解释的问题,就必须先就功能解释的类型与不足进行探讨。
对于生物学来说,功能可以粗略地分为两种类型,一种是人工功能(artifact),比如说酒瓶起子可以开瓶盖或是螺丝刀可以拧螺丝;另一种则是生物学功能,比方说心脏可以通过跳动产生的泵压将血液泵至全身各处的毛细血管。而要对两者之间做出区分,最直接的判断标准是,前者存在设计者,而后者不存在任何设计因素。但是,这种区分仅仅是概念上的,任何解释上的评判标准在生物学案例中都不能发挥作用。也就是说,在实际的生物学功能解释中,设计者问题是不好排除的,至少是在概念上我们依然会使用人工功能的概念定义。正如前面提到的,这就会导致解释循环,从而使得生物学中的功能解释无法满足科学解释的基本要求。
那么,对于合理的功能解释理论来说,其所需的必要条件是什么?针对这一问题,纳奈(Bence Nanay)提出了三方面:首先,一个特征可以拥有两个或更多的功能,就像人的嘴既能吃饭又能说话一样。因此,对于一个功能理论来说,其应当容许一个特征存在两个或者更多功能的可能性;
其次,对于功能的归因应当依赖于正在处理的解释项。比如我的左眼的功能是眨眼,但是其功能还包括保持左眼湿
收稿日期:2012-07-12
基金项目:教育部人文社会科学研究基金项目“生物学理论结构的语义研究”(09YJC720028);
山西大学校人文社科研究项目(1009027)
作者简介:赵斌(1981-),男,山西临汾人,山西大学科学技术哲学研究中心讲师,哲学博士,主要从事科学哲学、生物学哲学研究。
润。我们将会选择哪项功能归因依赖于正在处理的解释项。设想我们关注于对眼睑的解剖,而不关心它与眼睛的关系,那么,在这个解释项里,功能归因将会与眼睛是否湿润无关。在这里,眼睑的功能通过特定的方式进行约定和拓展,这种特定方式就是眨眼。不过,在其他的解释项中,我们分析眼睛的湿润程度而不关注于眼睑的解剖,那么在这一解释尺度中,眼睑的功能将会是保持眼睛湿润。因此,认为对于功能的归因应当依赖于正在处理的解释项的观点同时也主张一个特征的功能解释了这一特征为什么是这种方式。不过,当解释被看做是针对为什么的问题以及它们由此依赖于解释项的回应时,作为我们对于特征归因的功能也同样依赖于解释项;
第三,任何功能理论都必须能够对功能障碍提供解释。即一个特征拥有某一功能却无法行使这一功能。如果心脏少跳了一下,它仍然会发挥泵血的功能,但是在那一刻它没能行使它的功能,即功能障碍。[2]
从纳奈的总结中可以发现,最重要的是第二点,实际上对于纳奈在这里提到的解释项依赖,我们直接将之理解为语境依赖更为贴切,即功能归因最终依赖的问题语境。而第一个问题实际上是一个基本前提,也就是说存在多个功能说明项,而关于功能说明项的选择实际上依赖于语境。而第三点则是关于功能说明项的解释的合理性条件,即能够为功能反常提供必要的说明。
1.病因学的(etiological)功能理论
在布勒(David J.Buller)看来,关于功能的哲学分析的主要目标是通过不涉及反向原因关系或神的设计的方式来对生物学中功能概念的全貌进行理解。[3]而针对这些诉求,目前比较流行的功能解释框架是病因学的功能理论。这一理论弥合了生物学的功能与人工功能之间的裂痕,比如说,酒瓶起子可以被用来开酒瓶是因为它就是被设计来开酒瓶的,而心脏能够泵血是因为它是被选择来进行泵血的。这种理论形式通过与自然选择模型的结合,似乎巧妙地消弭了生物功能与人工功能间的障碍。但另一方面,病因学的功能理论对于功能的定义也发生了变化,也就是说,过去的设计或过去的选择构成了对功能的定义。戈弗雷-史密斯(Peter Godfrey-Smith)将这种功能解释理论类型称为“功能的现代历史理论”,按照这种理论,如果一个特征具有某项功能,那么这一特征必须在最近的历史中对拥有它的有机体祖先的存活具有贡献。[4]按照这种定义,如果一个特征在久远的过去对于有机体祖先的存活具有贡献,但在那之后距今的时期内,其不再对该有机体具有贡献,那么这一特征就不具有功能。比方说人类的阑尾就对人类来说不再具有功能①,因为在最近的历史时期内它对于人类的存活来说不发生任何作用。总之,在病因学的功能观点看来,一个特征的功能是通过其最近的历史来决定的。
2.倾向性(propensity)的功能理论
尽管流行,但是病因学的功能定义无疑也存在着致命的缺陷。对于这种定义来说,对一个特征的功能产生决定影响的是它的过去而不是现在。最为著名的反例是戴维森(Don-ald Davidson)的“沼泽人(Swampman)”②假设。在不考虑戴维森原先所想表达思想的前提下,按照这个假设,如果一个有机体与我在分子上是完全同一的,是由于机遇事件而形成的,那么它的器官将不会拥有任何功能,因为它缺少能为其器官提供定义的进化历史。这种依赖于过去的功能定义显然不符合实际情况,因此,作为备选方案,比奇洛(J.Bige-low)等人很早就提出了倾向性的功能理论的方案,与病因学的功能理论相反,他们认为,一个特征的功能并不是通过过去的历史来决定的,而是通过拥有该特征的有机体的未来决定。[5]也就是说,一个特征的功能应归因于拥有它的有机体在未来(可能)的生存。按照比奇洛所给出的定义,当一个特征赋予了拥有它的生物体以生存能力加强的倾向,这个特征才被定义为具有功能。当我们谈论一个特征的功能时,这就意味着这一特征能够对拥有它的生物在其所栖息的自然环境中产生生存能力加强的效果。[5]也就是说,比奇洛通过这一表述,将功能与拥有它们的生物体的适合度联系在了一起,在这一意义上,那些对于适合度增加具有贡献倾向的特征才能被定义为功能。
3.关系的(relational)功能理论
当然,倾向性的功能理论也遭到了一些反驳,格弗雷-史密斯、[4]尼安德、[6]密立根、[7]沃尔什[8]都加入到反对者的行列中。虽然反对的理由各式各样,但是,关键的问题集中于一点,倾向性的功能理论对于功能特化的说明同样存在问题。正如格弗雷-史密斯所指出的,倾向性理论的问题在于比奇洛的特征表征的倾向性与特征类型之间的倾向性定
第35卷第6期赵斌:生物学中的功能定义问题研究
①②当然,最近也有研究显示,人类的阑尾依然对人体发挥着某些作用。但就这里的议题而言,仅仅将之作为一个例子而不去探讨这一案例的真假。
该假设出自戴维森1987年的论文“Knowing One’s Own Mind”。他假设自己走入一片沼泽,由于被什么东西迷惑,一个闪电将他杀死。与此同时,附近的沼泽中另一束闪电自发的通过分子构建形成一个与之前戴维森肉身完全同一的物体,并且这一事件完全出自偶然,发生于真正的戴维森死亡的同一时刻。这一人体就是以戴维森形式出现的“沼泽人”,它的大脑构造也与真正的戴维森的完全一致,并且可能因此拥有与戴维森完全一样的行为。它将会返回戴维森在伯克利的办公室,并撰写着真正戴维森也会撰写的文章,他也会与戴维森的朋友以及家人友好相处下去。戴维森认为这里(沼泽人与真实的自己之间)依然会存在差别,只不过没人会注意到这点。沼泽人似乎能够认出戴维森的朋友,但是它从来没有见过他们(戴维森的朋友),因此,他不可能真正地认识他们。正如戴维森自己所指出的,“它无法认出任何东西,因为他从一开始就没有认出任何东西”。