实验是近代科学产生的基础。在科学史研究中有重要地位。这篇文章论述了生物学中实验概念产生的内部规律。有一定的参考价值。但文章忽视了更早开始的其他学科（主要是物理学）实验研究对生物学的影响（外部原因），以及实验概念产生的哲学根源（主要是人摆脱了对自然处于无力的、被动的描述状态，对自然进行积极的控制）。另外文章疏漏了实验医学之父，克劳 · 伯纳。本刊欢迎这类有思想性：的科学史译文或论著。

——编注

十九世纪的最后25年标志着生物学史上的一个转折点。随着生物学家更集中于对有机体功能的研究，他们将注意力从历史性解释转移到了对生命过程的实验研究。在十九世纪，胚胎学、自然史、进化论，甚至细胞解剖学，基本上都是些历史性的实践活动，历史性解释都被认为是终极解释。

在从一预先存在的细胞了解一个新细胞形成的过程中，生物学家必须亲眼目睹细胞产生的真实过程；同样，当他仔细检查胚胎发育事件的完整序列时也可能直接目睹发育或历史过程。在上述两种情况中；观察者获得了一个具体而且似乎是无可争辩的印象，即子细胞或胚胎的次级阶段不仅在时间上紧跟祖细胞或祖阶段，而且能够由其先前的细胞或阶段引起产生，且这一前细胞和阶段文是子细胞或胚胎的次级阶段的原因。因此在这儿所使用的因果关系显然是“从此以后并由此而产生”的。

进化生物学家还面临着另一个困难：地球上生命历史的真实记录不够完整。他只敢在极少的例子中进行推测，并且这也带有极大的不确定性，一种特定的灭绝物种在一确定时间世代中产生另一种特定的物种。生命形式的时间连续性在最广泛的意义上得到了确认，但当他想在进化记录中比较物种或有机体形成的任意两个连续阶段时，却又不那么确定了。十九世纪的生物学家意识到了这一问题并试图去解决它，在今天看来，他们的解答仅仅是理论性的，但在那时则被认为是因果关系的解释。进化的事实需要一些繁殖个体之间的联系，大部分是物质间联系，需要由这些个体所组成的物种间通过遗传产生的联系。

“进化发展是通过物质传播媒介力量和祖先世代而产生并得以保持下去的，而且遵从改变遗传学的遗传、变异和适应法则。”E · 海克尔又说（1866年），“所有的生命形式，甚至它们中最高级和最复杂的形式，也只能通过这一意义而产生——通过现存最简单和最低级的生命形式逐渐分化和演化。”

遗传力量和遗传规律的真正本质，假如确实存在的话，对早期进化生物学家来说，其中最大的秘密就是支配遗传的力量。但是，需要一种遗传力量对作为因果关系解释的历史性解释课题来说极为重要。用遗传学的术语——至少可以定义为两个相继产生的个体间的基本的（物理的）联系物——进化生物学家确信他可能同样体验到随着某一时间过程的连续阶段随之而来的同样而直接的对抗，这种对抗绝大多数为细胞解剖学家或胚胎学家所理解。公认遗传学能详细地填满不够完整的历史记录，而且，这样可以结束大量有关进化事件的历史性解释。

那些应用历史性解释的人基本上是这样一些学者，他们使用有机体各部分及其产物（组织、器官）及在成体中的最终分布，研究一个物种（一个相似形式的共同整体），演化为另一个物种等术语来描述有机体形式、组分（细胞）和繁殖。然而，生物学所关心的远远不止这些。十九世纪有机体功能的研究愈趋重要，这儿包含着重新确定生物学思想、解释性概念和实验室仪器。这些思想标志于十九世纪的结束。

功能作为生物学所需求的目标取代了形式，一个来自形态学的反抗出现了；一个反对描述和比较的行动开始了。生理学所长期拥有而富于价值的观念——对有机现象的精确、一定意义上的定量描述；对这些现象的实验控制，对预言这些现象的渴望一正扩大到绝大多数或许是整个生物学领域之中。正是这些贯穿生理学家的观察及实践的许多生物学特性的广泛扩展，十九世纪八十年代至九十年代生物学转移了其研究重点，并为训练信心十足的、获得空前良好训练的年轻一代研究者展示了美好的未来。T · H · 赫胥黎在1874年说：“时间的视差帮助我们到达一个概念的真实位置，正如空间的视差帮助我们了解了一颗星的真实位置一样”。这句话讲出了一个比较深刻的真理。然而仅仅在30年后，赫胥黎思想直接的继承者T · H · 摩尔根，这样讲述一种新生物学：

“只有利用实验方法，我们才有希望将动物学置于与化学科学和物理科学有联系的地位这一想法，相比较而言，是一种新颖的概念……我想，以后会普遍认为现时对实验工作的需求大于描述和观察研究。”

由认识基本的呼吸过程所获得的进展代表着十九世纪生理学上实验手段的进步和概念上的成熟，着重于神经生理学或心血管方面的生理学发展也有同样的问题。生理学的成功似乎是实验需求思想的结果。首先，实验意味着对相关环境条件的控制，而且也包括对精确记录有机体反应确切意义的措施，实验是一种发现工具，是一种证实的方法，而且通常是实践性实验室指导的基础。实验学家了解了人体生理条件的秘密，他们总是多次重申自然是有规律的，自然的行为不是变化无常的，他能任意改变这些条件并记下有机体所发生的各种反应。

对有机体功能进行实验分析的最大吸引力实验是明显的。仔细操纵实验，并由系统阐述的问题所指导，实验能提供可靠的、确实的知识，而这种确实性中的大部分是仪器的功能，同时还承认它不够完善，这些确切性，比起那些受到传统生物学家影响的观察和比较中的明显的主观性更为可取。另外，生理学仪器可以了解许多到目前为止仍受到忽视的有机体研究方面，或可以有效地接近独立的检验，甚至连尸体解剖，也能获得可靠的数据，并能在生理学研究中再次证明它的作用。

没有一位生物学家能够抵挡这样一种富有前途的诱惑。威廉 · 希斯和威廉 · 鲁提供了一个重新确定生物研究方面（胚胎学）的杰出例子。他们对操纵胚胎发育条件的可能性和意义的兴趣，创造了实验胚胎学中绝大部分至今仍充满活力的领域。希斯并未看到单反对由早期渐成论者和著名的冯 · 贝尔完成的观察和比较领域的价值何在，然而，他意识到他们工作的不完全性，因此认为“一般的决定体积、称重量、测量的科学方法在胚胎学研究中不可忽视”。

另外一些意见发出相似的呼吁，在十九世纪八十年代各种达尔文主义中得到训练的年轻人不久就表达了对他所面临的主要研究对象的不满，表达了利用比较解剖学、胚胎学和动植物进化史的古生物学来重新构建新的研究对象的愿望。他们认为，试图分析变化过程比寻求可能与变化产物有关但却找不到的细节要重要得多，适于这一新目标的唯一正确方法是对动、植物饲养行为及其遗传特性在后代中分布的实验分析，这类工作能够回答进化论中长期未解决的问题。H · 德 · 瓦里格耐在其《实验进化》（1892）中写道，“在实验进北论（基本上是对杂交和环境影响的研究）中，唯一存在着一个我们能应用于进化理论的试验。”可是，不久人们就知道了孟德尔的发现，而且遗传和变异的实验研究也成为新遗传学的核心。现在，在十九世纪进化思想最少的领域，又一次出现了实验，并带来了学科的清晰度和（统计上的）精确性。新的方向从威廉 · 约翰逊的巨著《精确遗传学原理》（1909）的书中就能得到有说服力的描述。

实验的观念还出现于其它方面。1870年后，细胞研究，主要是研究膜行为和渗透现象，日益受到物理条件的影响，这些物理条件确定了结构的化学作用。受精过程能通过化学和物理刺激的人工控制而获得，分离组织的培养得到准备并被保留下来。这儿是展示一种繁殖和生长关键过程的无限的实验操纵和评价前景的有力技术。R · 科赫的卓越的实验室操纵与实验规则最终在1880年保证了医学和预防健康标准需要一种新的基础以便只能在实验室中获得成功。科赫和巴斯德是科学的细菌学以及疾病粒子论创立中的领导人。1870年始，实验室成为心理学家的训练场所，新的生理心理学家用精确的仪器寻找并适当地应用刺激以创造一个充满活力的心理科学，从而取代了对大脑的描述。

历史性观念并未被生物学家所抛弃，相反，它却得到了补充，但这种补充是如此有说服力以至于它被置于一个比较次要的地位。在1900年的生物学书籍中写进了一个有力的词：实验。年龄大的一代人，即伟大的进化论者一代，正迅速变少，生物学中的新兵倾向于成为生物学思想中生理学观点的昌言无忌的支持者。功能，现在正在物理和化学水平上并借助于它们的概念和实验室工具进行研究，意识着生命过程，那些积累为整体的日常而微小的事件是生命。实验生理学对这样的事件已建立了一个典型领域，而且那一领域一一实验一对传统的生命的历史学家并未提供多大帮助，但对其他人，对胚胎学家、细菌学说或研究遗传变异的学生来说，这一典型的确是新观念。在其名称中，实验是在改革生物学方法和目标的运动中建立的。

[Biology in the 19th Century第7章]