在我们的这个世纪中,全新的普通物理学的世界图景,已经代替了旧物理学所描述的、可表示为康德决定论样式的世界图景。这个新的世界图景,暂时还没有正式的名称,因而它可以假定地称为量子——相对论的世界。因为这个世界建筑在现代量子物理学理论和相对论理论之上。
新的世界图景,原则上不同于旧的世界图景。旧物理学的世界图景认为:每个最小的运动都含有整个世界的公式,我们此刻不能利用,只是不知道,或所知不足。没有信仰的自由和见解的自由:任何可以说出的见解,已经包含在这个优越的公式中了。因此,比方说,写这篇文章也是没有意义的,大家不必有什么追求,所有的一切已经由那个公式预见和预定了。人们在这个世界中,什么作用也没有。
新物理学的世界图景正是在这种关系中,原则上不同于旧的物理学图景。它使得我们能够生活,它对我们执行特殊的、公共的、集体的、社会的、政治的、经济的计划给予自由,特别是给予信仰自由,没有它,我们便不能生活。这是本世纪自然科学的主要成就。可惜,却并非全世界都能理解。在我们这一百年中,还有别的自然科学成果,主要是在生物学中,创立了遗传学。
二
遗传学在我们这个世纪,是作为耽误了的学科而出现的。但是,在这之前的机械进化论是完全必要的环节。一百多年前,天才的达尔文已经意识到了这一点。达尔文实际上已经意识到,自然界中的选择原理可以成为建立进化论的基础。达尔文给自己的重要著作写上标题《关于利用自然选择方法的物种起源》,这本身,最明显地提出了这样的概念:进化论应该建立在利用自然选择原理的基础上。并且,他称之为《非确定的变异性》——非方向的、统计的变异性。无论涉及到特征方面的最大规模的变异,还是最微不足道的变异,情况都是如此。
在自然界中,他处处看到了这种非确定的变异性在自然选择原理上的应用(可是,他有本事注意并看到了非常之多,他几乎什么都看见了),并且建立了进化论。
遗憾的是,在达尔文时期,对基本的进化材料,什么也不知道。当时,细胞学实际上还不存在;关于染色体,谁也不知道;孟德尔的工作则发表在达尔文的主要著作之后。所有这一切,使达尔文的巨大工作成为某种无根据的东西:进化的基础是《不确定的变异性》,当时,这是谁都不能自己弄明白的。
最后,在十九世纪末至二十世纪初,孟德尔原理在五个地区的十九个不同对象中被重新发现。这使关于这种现象的偶然性或独特性的争辩从一开始便得以停止,并且马上指出了孟德尔的遗传法则在生动的自然界中的普遍性。只是那时,才有可能开始认真谈论在遗传学基础上建立进化论的问题。
必须提醒这一工作与卓越的美国E,Wilson细胞学派的关系。当时,这个学派在德国、英国和美国的最优秀者之间、正结束了关于细胞减数分裂的第一阶段的研究,即完成了细胞单倍体成熟和受精细胞学的研究。
孟德尔的命运与达尔文的命运相似。因为,正如一些通俗作家那样,他们毫无根据地认为,达尔文并没有周密地创立进化学说。实际上,天才的达尔文是这样,他第一次意识到自然界中的自然选择原则,看到了本质上是活的机械进化的自然史。天才的孟德尔则并非像通常毫无根据的人那样,认为他发现了遗传定律。其实,孟德尔是这样,他第一次在实验生物学中提供了确切的、深思熟虑的、可以精确地计算所得结果的实验,以及简明地陈述了纯配子假说,因而对自己的豌豆实验所得的结果,给出了清楚的、无可争议的解释。
孟德尔,并且尤其是达尔文的工作,看来,会成为暂时还不存在的、未来理论生物学大厦的基础。
三
现代的任何生物学理论,都不能与物理学的理论相比较。因此现在,有时称从十九世纪起的生物学为理论生物学,这自然是指普通生物学。在我们这个世纪开始时,普通生物学(在古典生物学之后提出的)已经写出了一些卓越的著作。这些著作,直到目前还未过时。好的书是不会过时的,认为达尔文已经过时,那是想错了。任何生物学家,今天再一次读达尔文本人的书,比起读半年之前装订的关于达尔文的出版物,还是更有益得多。
理论生物学今天还没有出现——或者,在最近之前还不会出现——因为还没有(或者说,在最近之前还不会有)生物学的自然历史的普遍原理。这只要比较一下,甚至早在十八世纪已存在于物理学中的情形便可知。现在,暂时可以这样说:在生物学中,大概只有两条这样的普遍原理。
四
第一条这样的普遍原理,无疑是自然选择原理。这已经知道一百多年了。达尔文的自然选择原理适用吗?或者,因为它经不起认真的批评而必须以另外的某种原理来代替?关于这一点,有时会发生争论。
生物学中的第二条普遍原理,就是自然历史的总原理。虽然关于它的本质,比起自然选择原理来,暂时还不那么知道。
在二十年代末——三十年代初,我们首先从染色体和染色体组的物理——化学模型中,看到了某种用同样的排列来构造自己的基本的繁殖本质一一处处都是分子的重复。这不同于晶体的生长,在那里是分子的简单重复,我们这里则是固有的、活的、重叠的重复过程。生命的重要表现之一,并不存在于生长的数量,而在于基本特殊个体数量的增加。在这种情况下,某种与自己同样的或与自己排斥的构造的基本本质,提供了新的个体的起点。这个过程,可以合理地称为非简单的繁殖,即复制。
遗传学在二十世纪问世之后,逐渐地弄明白,所有的活组织,存在着突变遗传和用复制方法遗传到下一代的自生的突变过程。
我们想出了一种方式,可用以表达与普通生物学历史原理的这些现象相关的形式。称为——变态范围的复制(Конвариантная Редупликация),即加入遗传变异的活的部分的重复。在议论和争辩中弄明白了,变态范围复制的、间断的遗传信息密码构造,看来会成为普通生物学的第二条自然历史原理。
我们认为,第二条普通生物学原理的这一形式,还不够严格和完备,应该再有一点争论和思考。不过,目前已经清楚,我们现在毕竟有了两条普通生物学的自然历史原理:自然选择原理和暂时可初步地称为,间断的遗传信息密码从一代遗传到另一代的变态范围的复制原理。
五
现在看来,我们可以建议:再次讨论自然历史的一个生物学现象,非常有希望把第三条生物学原理表示出来。这个现象——所谓渐进进化问题,涉及生物学的所有方面。
暂时还没有严格的或者精确的、甚至于稍微可以接受的、合理的、逻辑上的渐进进化概念。直到目前为止,生物学一直未给出那样的渐进进化概念。在这个问题上——什么在进化:鼠疫患者的杆状菌还是人——直到目前为止,还没有令人信服的回答。
在我看来,问题应这样提出:在自然选择的长期作用下,渐进进化是必须的吗?换句话说,自然选择的长期作用必定会引到渐进进化吗?就在这里,马上产生了现代科学的生物数学问题。暂时,大多数数学的生物学或生物学的数学,对发展生物学的贡献是不大的,我们多数的数学和生物学家,熟知利用数学公式的分析和反演方法。但是,一般地说,用这些方法是不可能深刻地理解生物学过程的本质的。
看来,卓越的数学家或者甚至于成群卓越的数学家同时是深刻的思想家是必须的。一定要找到某种数学方法,利用它,或多或少地可以最终和精确地解决问题。
我积极参加了建立第二原理表述形式的活动。但是,现在不仅是我认为,自然选择是否会自动地导致渐进进化的问题,目前谁也不可能认真地回答。
六
在问题转到数学家手里解决之前,我们生物学家,将需要首先解释渐进进化是怎么一回事。其次要说明,不同种的渐进进化是可能的吗?
我们生物学家,应该严格和准确地陈述那些在阐明普遍自然历史原理时将要使用的一系列概念(如果从定义上给予可能的话)。那些原理对于建立理论生物学是必要的。之后,这样的思考时期将开始,如果那种普通生物学不是简单的话,将会得到极不相同的、可以用来构造理论生物学的一般图景。现在已经可以预科,理论生物学的第一个任务是着手评价进化的理论。生物学那时将会出现研究概念的可能性,不论什么样的条件,不管如何加入关于未来渐进进化性质的指示和陈述的补充说明,都可以进行研究,我们将创造自然选择。
〔摘译自Прuроòα,1980年9月〕
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* 作者为生物学博士、教授、苏联卫生部明斯克医学-生物学问题研究所科学顾问。