“生命起源與生物進化”中蘊含的科學世界觀

韓 宇

(貴州省體育運動學校 貴陽 550002)

生命起源和生物進化是中學生物學教材中的一個章節，所占篇幅不多，但卻是一個觸及到世界觀核心信念的章節，回答的是一個重要的問題，即人類是從哪里來的問題。所以，對于這一章的講授,不應該僅僅局限于講述生物學的假說和理論本身,而應該進一步了解假說和理論背后的價值與意義,并順勢引入對世界觀內涵的介紹，引導學生建立起一個科學地看待世界的方法。基于科學哲學的復雜性，在有限的教學時間內將目標定在向學生勾勒出科學世界觀的大致輪廓及其簡要的發展軌跡。

1 關于科學世界觀的基本知識

1.1 什么是世界觀 一般來說，世界觀是指一套信念體系，是由很多信念緊密結合在一起，環環相扣、連貫一致的體系[1]。這套體系幫助人們解釋看到的、聽到的和感知到的一切現象，回答心中的疑問。

世界觀的建立,來源于人的天性。人類具有解釋問題的本能沖動，并且一定要得到一個答案，如果沒有，那么這個問題所引起的心理沖突就始終不能平復。例如，人為什么會生病？現在這個問題已不再是個困擾，常見的導致人生病的原因包括：細菌感染、病毒入侵、基因遺傳等(姑且稱之為答案A)。但是在遠古，人們卻無法客觀地去理解這個現象，于是就有了各種主觀的想象，如鬼怪上身之類的超自然解釋(姑且稱為答案B)。正是這些一個又一個的解釋，累積起來形成一個完整的拼圖，并擁有一個共同的核心信念，這就是世界觀。很顯然，上面這個問題的答案中，答案A和答案B分別屬于兩個不同的世界觀，其中答案A是科學的，答案B是非科學的。

1.2 科學是什么 簡單地說，科學是依靠科學方法建立起來的知識體系。而科學方法是指一種解釋現象的方法，這個方法一般包括三個步驟：搜集相關的事實，創造一個假說去解釋這些事實，驗證假說[1]。其中最關鍵的是第三步——可驗證性。也就是說，一個解釋是否是科學的，關鍵看它是否能被驗證，這個驗證包括證實或證偽。以人為什么會生病為例，答案B顯然是無法被驗證的，因為鬼怪無法被感知，也就談不上驗證；而答案A則是可以被驗證的，細菌、病毒、基因都可以通過各種手段被觀察到，并通過各種實驗去發現它們與疾病之間的關聯。

1.3 現代科學世界觀的基礎是什么 現代科學世界觀形成于17世紀，這其中以牛頓的貢獻最大，被稱為牛頓世界觀，而之前古代的科學世界觀可稱為亞里士多德世界觀。

在亞里士多德的世界觀里，宇宙是有意志的，正是受這樣的世界觀影響，催生了代表這種宇宙意志的擬人化的上帝，并逐漸形成后來的西方宗教。考慮到當時的技術水平，這樣的世界觀是合理的，否則無法解釋是什么力量在驅動著包括星球在內的世間萬物的運動。而牛頓在1687年出版的《基本原理》所闡述的理論，則明確地推翻了已延續兩千年的阿基米德世界觀,形成現代科學世界觀，其基礎觀念即牛頓提出的:宇宙沒有意志,一切的運動均來自于力的(各對象間的)相互作用。

2 關于生命起源與生物進化

2.1 達爾文《物種起源》的意義 達爾文的《物種起源》是牛頓世界觀在生命領域的延伸，是現代生命科學觀的基石。

在達爾文出版《物種起源》之前，受到亞里士多德世界觀的影響，人們認為世間萬物都是有自己存在的本質和目的的，而且是永恒不變的。因此,各種生物從被創造出來的那一天起，就一直是這個樣子，沒有任何變化，而且將來也不會有變化。而達爾文在長期的旅行考察中積累了大量的資料，從中發現物種是在變化的這一事實，并且總結出物種變化的兩個基本原理：變異與生存競爭。簡言之，就是物種是會隨機產生遺傳變異的，同時生物之間為爭奪有限的生存資源存在著激烈的生存競爭。如果變異是有利于生存的，那么這種變異就會保存下來，在累積到一定程度時就會產生新的物種。達爾文的物種進化理論，在生命科學領域有力地支持了牛頓世界觀，即生物物種不是按照某種意志被設計創造出來的，而是通過自然界各種力量的復雜的相互作用逐漸形成并發展變化的。

2.2 生物進化理論的發展 1859年，達爾文出版《物種起源》時，很多生物學概念還沒有產生，如基因、染色體、DNA等。所以達爾文的《物種起源》雖然指明了正確的方向，但是在遺傳變異等很多細節方面還無法給出令人信服的解釋。不過這并不影響達爾文關于物種進化的核心概念。在后來的科學研究中，越來越多的新發現都是支持這一理論的，并且不斷對其進行充實和完善。首先，1865年孟德爾發現并系統地闡述了遺傳的規律；隨后在19世紀末期，染色體及其在細胞分裂時的分布方式被發現；20世紀30年代發現染色體包含著DNA；20世紀40年代意識到基因以某種方式為蛋白質提供編碼；20世紀50年代生命科學進入一個新的騰飛階段，因為DNA分子結構的發現，使生物學研究從此進入了分子領域，并且在分子層面上很快搞清DNA如何為蛋白質提供遺傳編碼等一系列遺傳學問題；20世紀60年代末，人們開始利用限制性內切酶等工具剪切和重組DNA，并在此基礎上發明了一系列研究基因的方法；20世紀90年代，通過人類基因組計劃，基本搞清人類的基因結構；隨著基因編輯技術的出現和發展，21世紀的生命科學已經具備人工創造新物種的能力。

2.3 關于生命起源的假說 關于生命的起源，目前還處于有待驗證的假說階段。但假說不是憑空想象出來的，相對于神創論，目前的生命起源假說無疑有著更多的科學依據和更嚴密的邏輯推理。可以順著生物進化論的線索向起點追溯，既然生物進化是從簡單到復雜的演化過程，那么第一個單細胞生物，有沒有可能是由沒有生命的物質在偶然間形成的呢？應該說，可能性很大。現在人們已經通過模擬早期地球環境由簡單的無機物制造出了復雜的有機物，并且發現這些物質能夠自動地聚集為一個一個的球狀小滴并產生類似膜那樣的邊界，而且還能夠從外界吸收物質，發生特定的化學反應，某些反應產物也能從小滴中釋放出去[2]。當然，盡管這已經是一個很復雜的結構，但畢竟還沒有產生出生命。所以，這個假說還需要進一步的驗證。學習這些假說更大的意義在于：幫助學生了解研究問題的科學方法，學會科學的思維方式。

3 教學建議

對于科學世界觀的討論和介紹特別適合在生命起源和生物進化這一章的教學中，結合教材內容進行。通過對科學世界觀的討論，可以為學生勾勒出一個科學的藍圖，搭建起一個邏輯的框架，便于他們將已經學到的和將要學習的知識進行歸納與整理，還可以啟發他們對問題進行科學的思考，幫助他們了解科學世界觀的含義。并且，這不需要花費很多時間，大約一個課時就夠了。當然，在討論時一定要把握好程度，不能過于深入。否則，一是課時不夠，二是深入討論會引發很多哲學上的困惑不容易被中學生理解和接受。