为什么环境被看作是生物的生存条件而不是生物的构成要素？

我们前面对亚里士多德式的“生物—环境”二元化分类模式的依据有过一个揣测，那就是基于感官经验对周边实体存在的辨识。我们人类视觉分辨力的极限为100微米，即0. 1毫米。一般动物细胞的大小在直径10~20微米（也有说3~30微米）之间，细菌则在0. 1~1微米之间。水分子的大小是0. 4纳米左右，相当于0. 0004微米。最简单的碳骨架分子甲烷，即碳的4个外层电子各自与一个氢原子以共价键连接而形成的分子，其大小是0. 414纳米，稍大于水分子。显然，小于100微米的实体，比如细胞或者分子，人类的视觉是无法分辨的。虽然肉眼无法分辨的东西倒是可以想象，但人类的生存经验传承下来的是“眼见为实”。这就决定了传统上，活下来的人们对世界的解读不可避免地要建立在对实体存在辨识的基础之上。从现有的生物学知识，我们知道，所有的人类肉眼可辨的生物都是由肉眼不可辨的细胞构成的——但借助显微镜却可以确定它们也是实体存在。细胞是有边界的（有关细胞，我们将在第九章详细讨论），因此由多个细胞构成的生物体也是有边界的。既然有边界，就自然产生了边界的内外之别。当我们借助基于反差而获得信号的视觉，辨识出边界并将被勾勒出的实体存在定义为“生物”的时候，那么边界外的其他存在自然就变成了“环境”。从这个意义上，亚里士多德式的“生物—环境”的二元化分类模式是基于我们人类视觉分辨力的极限而形成的。

在17世纪后期，A. Leeuwenhoek利用他自制的显微镜观察到微生物，R. Hooke发现植物组织由被他称为“cell”（细胞）的小格子构成之后，人们对生物的了解开始突破肉眼分辨力的局限。可是这又向人们提出了另外的不同方向的两类问题：一类是细胞是如何构成的——向微观的方向进一步细分；另外一类则是生物是如何从一个细胞（合子）形成的——向宏观方向以细胞为起点去解释生物属性。这两类问题虽然突破了人类肉眼在分辨力上的局限，但问题的本质仍然是对生物这种实体存在的辨识，只不过在这个阶段，辨识的主体从肉眼可见的实体存在转变为肉眼不可见、但借助工具可见的这些实体存在的构成单元。因此，这两类探索在逻辑上都没有跳出亚里士多德式的“生物—环境”的二元化分类模式。后来大家对生命大分子的寻找乃至当下占据解读生命主流的基因中心论，其内在逻辑一直是承袭了从实体存在中辨识出具有生物特征的更小/基本的实体存在的亚里士多德模式，因此也无法跳出“生物—环境”的二元化分类模式。

其实，到了19世纪上半叶，F. Wohler的实验打破有机物和无机物之间的人为界限之后，应该已经从逻辑上打破了“生物—环境”的二元化分类模式。19世纪末20世纪初兴起的生物化学代表了人们对区别生物和非生物的属性探索的一个全新的角度：不再是关注生物区别于非生物的实体存在形式，而是关注生物所具有的一些特别的过程。这一角度追根溯源其实还是亚里士多德式的。因为在亚里士多德对周边实体存在的分类中，生物，即植物、动物、人类与非生物的区别在于生物有灵魂（见第三章）。历史上各种形式的“活力论”，究其源头，无非是亚里士多德式二元化分类模式的窠臼——先确定一个实体存在为对象，然后探究其属性。所谓的“活力”不过是亚里士多德“灵魂”或者“因”的代名词。

进入19世纪之后，人们逐步发现生物所特有的一些过程，比如动物的呼吸作用和植物的光合作用，本质上都是化学反应。生物化学所研究的，只不过是生物体内进行的化学反应（在研究各种中一般需要将体内的反应设法弄到体外的试管中来重现）。按理说，作为化学反应，无论发生在哪里，本质上无非是原子怎么组合成为不同的分子。过程本身无所谓生物和非生物的区别，因此到了这个层面上，也就无所谓生物和环境的区别了。可是，由于“生物化学”的研究对象被限定为“生物体内进行的化学反应”（尽管大部分实验都不得不在体外的试管中进行），其定义的方式仍然依附于生物这个概念，因此，生物化学这种对生命属性的全新的探索，并没有帮助人们跳出亚里士多德式的“生物—环境”二元化分类模式。

实际上，类似中国春秋战国时代的诸子百家，在古希腊，对自然的解释也是多种多样的，不只是亚里士多德一家。只不过因为中世纪的知识界即教廷独尊亚里士多德，他的观点也就对后世产生了更大的影响——无论是坚持还是反对，都反映了他的观点的影响。在亚里士多德出生前一百多年，古希腊Heraclitus曾提出过另一种自然观：每一种东西都是在变动中存在，不断产生的同时不断消失，在变动过程中还会出现性质或形式的转变。在这种观念中，显然没有生物与环境的区分，甚至也不会去强调生物与非生物的区分。

可是，Heraclitus的这种观点很难与人类的感官经验兼容。而且，根据我们在第一章中提到的有关科学认知的本质，即以实验为工具对推论的步骤逐步进行可重复检验的双向认知，没有稳定的具象的实验对象，就没有科学认知。这大概可以部分解释为什么Heraclitus的自然观长期以来只是在哲学范畴内被讨论，而在科学范畴内基本上无人问津。

到了20世纪，出现了一些新的认知世界的视角。先有法国的H. Bergeson提出了有机论的观念，后有南非的J. Smuts在二十年代提出了整体论（Holism）的观念，再后有奥地利的L. von Bertalanffy在三十年代提出了系统论（System Theory）的观念。这些新的观念表明，人们开始尝试在作为研究对象的实体存在越分越细的大趋势中，反思是不是仅仅通过对研究对象构成要素的细分就足以揭示研究对象的本质和运行机制，或者整体是不是其组分的简单加合。与传统的生物学研究中以实体存在为主要关注对象相比较而言，这些观念侧重于组分之间关系的探索，而且超越了化学（分子）的层面，希望在更为复杂的层面上探讨具有普适性的“关系”的属性。如果说在整体论的观念中，其讨论的对象还是有比较明确的边界的，即整体，考虑的重点是构成整体的各个局部组分之间相互作用的效应的话，到了系统论的观念中，强调的则是构成系统的各个要素在变化过程中的相互作用。构成系统的要素是变化的，这就有一点Heraclitus思想的味道了。但这两种观念本质上并没有跳出“生物—环境”二元化分类模式，因为大家讨论的生物都是基于感官分辨的实体。就算系统论强调构成系统要素的变化性，可是对系统的边界在哪里，却很少给出清晰的界定。包括对生物感兴趣的物理学家、化学家们在讨论包括生命系统的复杂系统时所讨论的涌现性（emergent property），侧重点还是系统本身新属性的产生，而不是有序的主体和无序的组分之间的边界该如何界定，以及如果有边界的话，在有序主体，即系统的变化中这种边界会出现什么改变。

但是到了二十世纪六十年代，英国大气学家J. Lovelock提出的盖亚假说（Gaia hypothe-sis），却开始直接挑战传承自亚里士多德的生物和环境二元化的分类模式。这种观念认为，生物体与环境之间存在复杂连贯（注意，在这里的重点是“连贯”）的相互作用，是动态的环境要素在决定生命系统的存在，因此整个地球或者整个生物圈是一个自我调节的巨大的超有机体（superorganism）。在已故北大生命科学学院张昀教授编写的《生物进化》一书中有这样的数据。另外，对人体细胞寿命的研究也表明，不同的人体细胞的寿命是不同的（表5-1）。换言之，虽然一个人的所有细胞追溯起来都来源于同一个细胞，但一个人身上的每一个细胞在人的一生中都经过不同速率的更替。这就如同希腊人Plutarchus借用古希腊传说所提出的忒修斯之船（The ship of Thesues）所表达的逻辑困境一样。所有的组件都被替换了，所形成的船还是原来那艘船吗？这些数据都是实验检测的结果，但却很难用亚里士多德式的“生物—环境”二元化分类模式来解释，反而可以很好地用来支持Heraclitus的观点。

基于以上简略的分析可以看出，历史上亚里士多德式的“生物—环境”的二元化分类模式不仅有其感官认知层面上的合理性，也有科学认知层面上的必要性。可是，随着人们对生命系统了解的深入，这种二元化分类模式也出现了在解释功能上的局限性。历史上有很多例子显示，随着认知的发展，原来占据主导地位的传统观念体系被新兴的观念体系替代。如天文学上的地心说被日心说替代，日心说又被大爆炸理论替代；物理学上的牛顿式时空不变的观念被相对论所替代；化学上燃素说被氧化说所替代；生物学上物种不变的观念被物种之间有共同祖先，在演化过程中改变的观念替代等等。所有曾经占据主导地位的观念在特定的时代都有其符合当时人类认知能力发展水平的合理性。可是，当人类认知能力发展带来的新发现无法被传统观念所解释的时候，人们不得不去构建新的观念体系来替代旧的观念体系。这在T. Kuhn那里被称为“科学革命”。其实做一个简单的比喻，就是孩子长大了，该为他（她）做一身新衣服了。

必须承认的是，从本章开头部分的回溯大家可以看到，在这里提出对“生物—环境”二元化分类模式的质疑，并不是因为实验上出现了传统观念无法解释的现象，而只是基于结构换能量循环和对生命系统基本特征分析过程中所发现的新的推理与传统观念在逻辑上不兼容。再进一步追溯起来，实际上相对于从感官认知为起点的“对周围世界的实体存在辨识和实体存在之间相互关系的想象”这种所有动物共有的、对其生存而言不可或缺的与周边实体互动的方式而言，结构换能量理想实验完全是一种一时兴起或者说是灵光乍现的、换一种方式的、从作为生命系统演化源头的最初的“活”、而不是从作为演化结果的人类与生俱来的生命系统实体存在的角度试着思考的冲动。说逆向思维现在看来都有点儿过誉。但恰恰是这种偶然的尝试，却经过一步步的逻辑推论，衍生出了对本来似乎是不言自明的“生物—环境”二元化分类模式的质疑。那么，这种缺乏实验证据支持的新的视角，即把特殊环境因子作为“活”的结构换能量循环和可迭代的正反馈自组织的构成要素，对理解生命系统的本质和解释生命现象能带来什么新的帮助吗？ 04hJaaXoslnAlI9DBDY+AbWe9RsL8/ricwhQ2z5Xoynm/2N44nWqb1yXZTmfBVKU