這就是生物學

作者序　請赴一場生物學的盛宴

麥爾（本書作者）

法國前總統季斯卡曾宣布：「二十世紀是生物學的世紀。」如果說整個二十世紀都是生物學的世紀並不盡然正確的話，至少就二十世紀後半期來說是肯定的事實。今日生物學是一門蓬勃發展的領域，我們目睹了遺傳學、細胞生物學、神經科學驚人的突破；演化生物學、體質人類學、生態學也有長足的進展；由分子生物學的研究更是萌生出一整套新產業。我們在各個領域中都可輕易見到生物學豐碩的成果，而醫學、農業、動物養殖業和人類營養學，只不過是少數較常提及的範疇而已。

但生物學的前景並非始終如此光明。從十七世紀時科學革命以降，至第二次世界大戰結束後，對大多數人而言，所謂的科學，是像物理、化學、力學、天文學等需大量仰賴數學，並強調共通定律重要性的學科。在這段期間，物理被奉為科學的圭臬；相對的，探究生物世界的努力則被貶謫為低等的工作。及至今日仍有許多人對生命科學持有嚴重偏差的看法，譬如當媒體在介紹演化的觀念、智力的高低、探測外星生物的可能、種屬的滅絕、吸煙的危險等，都常出現有誤解生物學的情形。

遺憾的是，許多生物學家本身對生命科學也帶有一些迂腐的成見。現代生物學家傾向極度的專業化，他們對特定鳥類、某種性激素、育幼行為、神經解剖、或是基因的分子結構所知甚詳，但對自己專業領域之外的進展則經常是一無所悉。很少生物學家能有時間跳脫出自己的專業，而以開放寬廣的角度環視整個生命科學的發展。遺傳學家、胚胎學家、分類學家或生態學家都自稱為生物學家，但多數對「各生物學科之間的共通性」，或是「生物與物質科學（即天文、物理、化學等）之間的基本差異為何」，則缺乏清晰深入的認知。這些議題正是本書想要揭露與探討的主要目標。

從醫科學生到哲學博士

幾乎從學會走路以來，我就愛上了觀察大自然，並由於對植物與動物的熱愛，使我能以整體的角度來接近生物世界。很幸運的是，當我大約在 1920 年就讀德國的高中時，當時生物的教學著重整個生物體的概況，以及生物與其他生物之間、生物與無生命環境間互動的介紹；若套用今日的術語，也就是生活史、生物行為和生態學。雖然在高中課程中我也修習了物理和化學，但這兩門學科是與植物或動物毫不相干的領域。

及至我當醫科學生的那幾年間，我太著迷也太汲汲投身於醫學，更是無暇思索「什麼是生物學？」或是「哪些因素使生物學成為一門科學？」之類的基本問題。事實上，當時也沒有任何課程傳授有關「構成生物學要素」的資訊，起碼在德國大學的情形是如此。而我們現今稱之為生物學的知識，則是在植物系或動物系中教授，這兩系所都非常強調生物體結構與形態的研究，以及生物的譜系發育史（親源關係）。雖然也有其他如生理、遺傳、或與實驗多少相關的課程，但彼此的研究主題少有交集和整合。再者，當時實驗學者的觀念架構，也和動植物學家建立在自然史上的理念架構，扞格不容。

就在我完成臨床前基礎學科的檢定考之後，我決定放棄醫學轉攻動物學，尤其專注在鳥類的研究，並在柏林大學選修了哲學課程。然而讓我大失所望的是，雖然在1920和30年代間，科學哲學已儼然發展成一研究學門，但在生物與哲學所探討的議題中，完全沒有任何溝通、銜接的橋樑。

及至1950年代，在我熟諳哲學領域的所有思想後，更是感到強烈的失望，科學哲學根本不存在！在哲學的範疇中雖有邏輯、數學和物理，但卻幾乎沒有任何生物學家所關心的主題。大約也在同一時候，我靜坐下來，詳列一張名單，寫下在演化生物學的書籍或已發表文獻中（其中有少數是我撰寫的）提到的主要通則概論，並發現這些通則沒有任何一條能在哲學的論文中受到充分討論，大部分根本連提都不曾被提過。

生物學：一門截然獨立的科學

老實說，我各篇關於「生命科學和物質科學之差異」的論文，主要是訴諸生物界的同儕，而不是專寫給哲學家及物理學家看的；在生物學的文章中常會不自覺引用物理論者的觀點，像是「構成複雜生命系統的每一屬性，都可透過對更小組成（如分子、基因等等）的研究來了解」，這樣的陳述讓我感到荒謬悖理。在生命世界中，從分子、細胞、組織，到整個生物、族群、甚至物種，生命個體不斷向上發展出層級更高也更複雜的系統，而每一層系統都會有一些新的特質出現，那些是即使透徹探討過組成份子後也無法預測得知的。

起初我以為這種「突現」僅存於生物世界，因此在 1950 年代一次於哥本哈根舉行的演講中，宣稱「突現是檢測生物世界的特徵之一」。當時認為突現現象是相當抽象模糊的觀念，因此原本坐在聽眾席中的波耳，於討論期間起立發言時，我心裡已準備好將要面對嚴苛無情的辯駁。但出乎意料，波耳完全沒有反對突現的觀念，只是提醒我用突現現象來劃分物理和生物科學的論點還有待商榷；他當時舉水為例，說明水分子的性質也無法由組成水的氫原子和氧原子的特性中看出，波耳認為無生命世界的突現現象也是無所不在的。

我開始愈來愈能看清生物和物質科學是兩門截然不同的科學，兩者所探討的主題、歷史、方法和哲學，都有基本的差異。雖然所有生物的運轉符合物理和化學的定律，但生物體卻不能完全切割化約成物理化學法則，物質科學也無法解答許多生物世界所獨有的性質。傳統的物質科學和依據物質科學所建立的傳統科學哲學，全都由一些不適用於生物研究的觀念所主導，其中包括了本質主義、決定論、普遍論和化約主義。而生物學則是由族群思考方式、機率、機會、多元論、突現和歷史敘述所組成。如今我們需要一個融合所有科學研究方法的全新科學哲學。

明心見性的科學

當我計劃撰寫此書時，腦海中浮現的是一部生物學的生命史，可讓讀者充分了解生物學的重要與豐富，同時也能幫助生物學家解決資訊爆炸的問題。在這領域中，每年都有新兵加入研究的陣容，成果也像雪崩一般來勢洶洶、一瀉千里的發表、刊印。事實上，幾乎所有和我聊過天的生物學家，都曾抱怨他們連自己專門領域的論文都讀不完，就遑論其他鄰近學科的資訊了。然而科學觀念的躍進，決定性因素往往來自自己狹小領域之外的意見，新的研究方向也常需要生物學家稍微跳出自己的範疇，將問題視為解釋生命世界大方向的一小部分後，才能浮現出來。我希望本書能提供一理念架構，使汲汲於研究的生物學家，能由此獲得較寬闊的視野，並運用在自己專門的研究議題上。

如果生物學家、物質科學家、哲學家、史學家和其他對生命科學有專門興趣的人士，能從後面的章節挖掘出實用的觀點，那麼本書就達到主要目標之一。但是我深刻以為，每位受過教育的人士，都應該對演化、生物多樣性、競爭、滅絕種、適應、天擇、生殖、發生等基本生物學觀念有所認識，因為人口過剩、環境破壞、都市貧民窟的問題，是科技進展或文學歷史均無法舒緩的，最終唯有透過了解這些問題的生物學根源才能解決。

最後，要做到古希臘智者所說的「明心見性」，也得先知道我們的生物起源。幫助讀者進一步了解人類在生物世界中的地位，以及我們對自然界的責任，是本書的主要目標。

1996年9月於麻州劍橋

★名人推薦

以睿智的精湛觀點，縱觀生物學的大問題，文筆清晰且充滿熱忱。

——華森（James D. Watson），1962年諾貝爾生理醫學獎得主

這本精鍊又具可讀性的書，是二十世紀生物學大師長達七十年的研究與深思的累積。

——威爾森（Edward O. Wilson），社會生物學家，普利茲獎得主

麥爾是……最偉大的演化生物學家，也是有高明洞見和清晰文筆的作者，在其豐富一生的九十多歲高齡時，把自己投注於摯愛主題的思索與研究淬鍊成精華，提供給我們。

——古爾德（Stephen Jay Gould），《達爾文大震撼》作者

《這就是生物學》無疑是麥爾這位二十世紀偉大的生物學巨人，獻給世人的另一顆面面發光的鑽石。這本包括了科學哲學及生物史的著作，結合了麥爾的真知與灼見，把書中探討的主題照耀得通體透明清澈，同時也一手捏碎「科學之終結」的傳說。

——默頓（Robert K. Merton），美國社會學家

1904年出生於德國的醫生世家，從小熱愛大自然，就讀醫學院時毅然轉讀生物學。他在研究鳥類時，覺得「就像是有人給了我開啟天堂的鑰匙」。1931年到美國自然科學博物館工作，後來在哈佛大學任教直到退休，也曾擔任該校的比較動物學博物館館長。2005年逝世於美國麻州貝德福，享年一百歲。

他除了是名聲卓著的鳥類學家、動物學家，還開創系統分類學，建立現代演化綜合理論，提出當前最廣為接受的物種觀，被譽為達爾文以來最偉大的演化生物學家。

他的著作豐富，包括《生物學思發展的歷史》（Growth of Biological Thought）、《系統分類學與物種原始》（Systematics and the Origin of Species），以及獲得Phi Beta Kappa美國大學優等生榮譽學會「1992年最佳科學圖書獎」的《長篇大論：達爾文與現代演化思潮之誕生》（One Long Argument：Charles Darwin and the Genesis of Modern Evolutionary Thought）。

麥爾一生獲頒許多國際知名獎項與榮譽頭銜，例如美國的國家科學獎章、巴仁獎、達爾文獎章、國際生物學賞、克拉福德獎，不愧是深受全球學術界尊敬的學者。

台灣大學農化系畢業，陽明大學神經科學研究所碩士，曾經於美國伊利諾大學遺傳研究所進行博士研究。目前致力於科普書籍與科普雜誌文章的翻譯和寫作，期待能為建構科學界與大眾間的橋梁貢獻一分心力。

譯有《一粒細胞見世界》、《這就是生物學》、《免疫兵團》等書，科普文章散見於《科學人》雜誌。

出生於高雄，成長於花蓮。少年時代即著迷於分子生物學之重大發現，憧憬能對生命科學有所貢獻。台灣大學動物系畢業後，即負笈美國哈佛大學，獲細胞及發展生物學博士學位；並曾任麻省理工學院博士後研究員，波士頓生物醫學研究所研究員。專研分子遺傳學及演化生物學，現已從陽明大學微生物及免疫學研究所退休。

業餘嗜好為教育改革及創作，譯作有《達爾文大震撼》、《貓熊的大拇指》及《科學革命的結構》（與傅大為等合譯）等。

倫敦帝國理工學院博士，目前為國立中山大學生物科學系副教授。研究領域包含昆蟲系統分類學、演化生態學、昆蟲與植物之交互關係、生物擬態與警戒性，以及野生動物貿易管理政策。

除了學術研究之外，他也積極關心公眾科普教育、資優教育、教育改革與許多社會公義事務。除了經常受邀演講之外，他也在許多媒體撰寫評論專欄，評論時事。