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中心法则的理论特异性 张昱 (南开大学哲学系，天津 300071) 摘 要：分子生物学作为新兴学科在当代生物学研究中起到主导作用，而中 心法则是分子生物学中的基础理论。文章详尽地剖析了中心法则的理论结构，指 明了中心法则受物理与化学定律制约、具有否定性的理论结构以及难以存在判决 性实验等三种理论特异性。中心法则的这些理论特异性形象地反映出了当代生物 学研究中的一些基本特点：首先，中心法则受物理与化学定律制约反映出了现时 代科学研究中的各种学科相互交叉、相互渗透的发展趋势，这也需要研究者具备 跨学科的知识储备以及开阔的思维方式。其次，中心法则具有否定性的理论结构 清楚地表明了它对确定实验方向所起到的必不可少的指导作用，同时对于生物学 家而言，怎样练就从纷杂的经验事实中“去伪存真”的能力将显得极为重要。从 另一方面来看，否定性假说指称的信息量是如此之广，即对一个未知的事物说“它 不是什么”比论断“它是什么”要容易地多，中心法则中的否定性假说还表明了 人类刚刚踏步于探索生物学的旅程，人类从经验事实中归纳获得的生物学知识极 为有限，而且生物学研究的对象仅仅局限于我们生存的地球上的生物体。最后， 中心法则难以存在判决性实验则从侧面表明了分子生物学在其发展过程中遭遇 到的尴尬——实验事实相当丰富，基本理论却数量匮乏以及缺少统一的假说。 关键词：中心法则； 特异性； 分子生物学 自20 世纪50 年代兴起的分子生物学在当代生物学研究中起到主导作用，克 里克（Francis Crick ）在1958 年首次提出的中心法则在分子生物学理论中具有里 程碑意义，中心法则准确预测了“信息”（指核酸中的碱基序列或者蛋白质中的 作者简介：张昱，男，1982 年出生，安徽无为人。工学学士、工学硕士，原为南开大学化学系物理化学专 业博士生，现为南开大学哲学系科技哲学专业博士生，目前主要从事自然科学哲学研究。 联系方式：Email:zhang_yu@mail.nankai.edu.cn；电 氨基酸残基序列）在核酸和蛋白质之间的转移关系。1970 年，克里克在《自然》 杂志上发表论文《分子生物学的中心法则》①，着重论述了中心法则的形成过程 与理论内容，明确指出中心法则的重大理论意义，并且澄清了人们由特明 （Howard Martin Temin ）等发现RNA 病毒而以为“中心法则”不再适用的错误 [1] 观念。 这些都是中心法则对生物学作出的贡献，除此之外，中心法则还准确揭 示了一般分子生物学理论的基本特征，提供了进行分子生物学研究必备的科学方 法论，这主要体现在中心法则具有一般科学理论所不具备的特异性方面，它的特 异性分别表现在科学理论的理论起点、理论结构以及理论与实验的关系等三个基 本方面，我们将依次进行论述。 一、受物理与化学定律制约 分子生物学一般是从已知的生命基本物理和化学机制出发，说明遗传怎样发 挥其作用、细胞怎样制造蛋白质、蛋白质怎样调节新陈代谢、肌肉收缩何以成为 可能等基本生物学问题。我们可以说，分子生物学正是由物理学、化学和生物学 三者融合而成；分子生物学的显著特征就是其理论受已经成熟发展的物理和化学 定律所支配。生物过程的分子生物学理论伴随着物理与化学理论的发展而不断成 [2] 熟。 1910 年，生物学家德佛里斯（H. De Vries ）就曾经力劝当时的科学家们要 把注意力集中于遗传因子（一种化学实体）上，他写道：“物理学和化学能最后 归结到分子和原子一样，生物科学必需通过把物理学和化学结合起来的方法，并 一直深入到分子原子这样的单位上，才能解释生命世界的种种现象”[3]。我们先 来了解中心法则是如何以物理与定律为其理论起点，论述信息如何在 DNA （脱 氧核糖核酸）、RNA （核糖核酸）以及蛋白质中转移的。 首先，从化学研究的视角来看，蛋白质和核酸都具有确定的分子结构，这些 分子一般具有较大的分子量，占据较大的空间，蛋白质的体积一般看上去比 DNA 、RNA 等长带状分子大，可是它们的化学组成以及可能发生的化学反应均 须遵守一定的化学定律。如“核酸碱基的细