生物学定律

生物学中的科学定律?阅读材料1.J.Carrolled.:ReadingsonLawsofNature,Pittsburgh:UniversityofPittsburghPress,20042.R.Giere:SciencewithoutLaws,Chicago:theUniversityofChicagoPress,19993.E.Sober:PhilosophyofBiology,WestviewPress,2nded.,20004.S.Mitchell:“DimensionsofScientificLaw”,PhilosophyofScience,67(June2000)5.王巍：“生物学哲学的前沿问题”，《哲学动态》，2008(11)自然定律与全称真理自然定律都是全称真理，可写成逻辑形式：x(Fx→Gx)。但不是所有的全称真理都是自然定律。1.所有三角形的内角和等于180°。2.所有金属都导电。3.所有我口袋中的钞票都是纸制的。如何区分自然定律(lawofnature)与偶适概括(accidentalgeneralization)?自然定律与偶适概括赖欣巴哈(H.Reichenbach)例子所有金块的直径都不超过一英里所有铀块的直径都不超过一英里规则性进路(MRL观点)J.S.Mill：“什么是自然定律”的问题，一种可能的表达可能这样说：“如果要表明自然界的整体存在秩序，什么是最少最简的假定？”另一种表述认为：“什么是最少的普遍命题，宇宙中存在的全部划一性能够通过它们演绎地得出？”FrankRamsey：定律是“如果我们知道一切而又把它们尽可能简单地组织成一个演绎系统的逻辑后项，那些我们应该当作公理的命题的逻辑后继”就是定律。DavidLewis：一个或然为真(contingent)概括是自然定律，当且仅当“一个能够实现简单性与有力性最佳组合的演绎系统中的定理(或公理)”。必然性进路阿姆斯特朗(D.M.Armstrong)、德雷兹克(F.Dreske)和图莱(M.Tooley)和强调自然定律中有必然性，主张对自然定律采取“必然性进路”(necessitarianapproach)。德雷兹克主张“自然定律的陈述不是关于殊相的全称概括，而是关于共相的单称陈述。”似律陈述是描述属性或量值之间的关系的单称事实陈述。……定律是由描述存在于普遍属性和数量之间的关系的单称陈述来表达的；它们不是关于体现这些属性和数量的特珠物体或情境的全称陈述。共相理论(universalstheory)F性→G性(F-ness→G-ness)这里F性和G性都是共相(universals)，如所有金属都具有“金属性”的共相，所有导体都具有“导电性”的共相。“→”并非命题中逻辑中的逻辑连词“则”，而是读作“产生”或“带来”。读作“成为F的属性必然化了(necessitate)成为G的属性。”因此“所有金属都导电”这一自然定律，应该表述为“金属性必然化了导电性”(或“金属性带来了导电性”)。类比论证美国宪法规定了总统作为行政机构的首脑，必须执行参众两院作为立法机构通过的法案。这是由法律规定了的机构性质，无论谁做美国总统，都必然对参众两院负责。自然定律中的F性和G性就好比是机构，无论哪个东西具有F性质(进入F机构)，那么它就必然具有G性质(对G机构负责)。生物学有无定律?科学定律的四大特征：1.逻辑或然性，即有经验内容；2.普遍性，适用于所有时空；3.真理，没有例外；4.自然必然性，并非偶适概括。生物学概括(generalization)至少很难满足2和3本质主义与群体主义达尔文学说在哲学上带来了本质主义与群体主义之争。本质主义认为所有自然类都有本质，这些本质属性往往构成了某个体是否属于该类的充分必要条件。因此在生物学中，也有相应的物种本质主义(speciesessentialist)，认为每个物种都具有某些本质属性，而个体是否拥有这些属性决定了它是否属于这一物种。物种本质主义还提出生物的类型相似性(typesimilarity)是真实的，变异(偏离类型)往往要用干扰因素来说明。群体主义(populationism)主张“群体思考”，认为那些从同一先祖逐渐进化而来，并且自然选择作用于变异，从而形成的群体，就是物种；群体中的变异说明了后代的变异。因为群体主义认为，每一个生物个体的变异才是真实的，而个体之间的相似性需要用自然选择或适应环境等因素来说明。自然类与家族相似维特根斯坦：家族相似(familyresemblance)1.ABCD2.BCDE3.CDEF4.DEFG5.EFGH……“游戏”的本质是什么？自然类的本质(如“水是H2O”)生物学的非本质主义SandraMitchell：在其它学科(如物理学、化学)中，本质主义仍然是对的；但是在生物学中，还是群体主义更能解释物种的多样性和变异。世界上的生物个体千差万别，就好像连续的光谱，什么是变异什么构成物种，其定义有较大的随意性。因此生物物种没有本质，只有持续的变异，但由于自然选择或适应环境的作用，这些个体体现了类型相似性，我们因而将这些相似的个体归为同一物种。自然类与自然定律：如果生物学的概念不是自然类(其本质特征通常用结构来定义)，如何有生物学定律？生物学哲学界的三种反应生物学没有定律，如J.Beatty、R.Brandon与J.Woodward等；生物学有定律，但我们需要改变对定律的理解，如S.Mitchell；生物学有定律，主要是其它情况均同(ceterisparibus)定律或抽象(数学)定律，如E.SoberJohnBeatty英属哥伦比亚大学(UBC)哲学教授“说生物学概括是进化偶然的，就是说它们并非自然定律——它们并不表现出任何自然必然性；它们可能为真，但是没有什么能在本性上保证其必然为真。”进化偶然性弱进化偶然性(EvolutionaryContingency)–进化所依赖的因果结构等条件可能随时间而变化强进化偶然性–同样的条件(环境与选择压力)可能产生不同(但功能等价)的结果15SandraMitchell：科学定律的维度匹兹堡大学科学史与科学哲学系主任首届“清华-匹大科学哲学暑期学院”做“生物学哲学”系列讲座“DimensionsofScientificLaw”,PhilosophyofScience,67(June2000)自然定律的三大进路规范进路(normativeapproach)范例进路(paradigmaticapproach)实效进路(pragmaticapproach)米切尔主张从功能的角度来认识定律：定律是科学想要发现的；定律说明什么会发生，为什么会发生；定律能帮助我们预测；定律提供我们干预世界的工具。生物学中也能实现这些功能，因此生物学概括也是定律。连续性(从理想定律到偶适概括)质能守恒定律质量守恒定律热力学第二定律元素周期律铀235的直径不超过100米伽利略自由落体定律金块的直径不超过100米孟德尔定律口袋中的硬币都是铜做的科学定律的维度本体论维度1.稳定性2.力度表征维度1.抽象程度2.简单性3.认知科学定律的三维度(稳定性、力度、抽象程度)科学定律的多维概念空间ElliottSoberWisconsin–Madison大学讲座教授科学哲学协会(PSA)主席(2003-2005)美国艺术与科学院院士历史细节与普遍定律Historicalparticularsandgenerallaws律则科学(nomotheticscience)与历史科学(historicalscience)：粒子物理学家与天文学家的区别。生物学中更多用模型(model)而非定律，例如Fisher模型，Hardy-Weinberg定律。只有结合定律与历史，我们才能理解进化。如何理解自然选择原理？自然选择原理(PrincipleofNaturalSelection)：适者生存如何定义“适者”(fitness)？1.用现实的繁殖成功来定义，实际存活下来的就是适者。问题：同义反复(tautology)生存者生存？2.用某些物理属性来定义，如能量效率。问题：经常出错。适者的倾向解释Brandon(1978)andMillsandBeatty(1979)提出“倾向解释”(Propensityinterpretationsoffitness)G1G2第一代nn第二代3n2n第三代3n4n第四代9n8n第五代9n16n第十代243n512n自然选择原理就像热力学的熵增定律一样。