宗教和科學的根本區別是，宗教一般都有一套教條（多半是「天啟」教條），對這些教條沒有任何其它可供選擇或通融解釋的餘地。反之，科學則實際鼓勵有可供選擇的其它解釋並樂於用一個學說來取代另一個學說。發現一個可供選擇的解釋方案往往是興高采烈洋洋得意的根源。科學思想（觀念）之是否完善只在很少程度上由科學以外的標準來評價，因為它在總體上完全是由對問題或現象作出解釋（有時還有預測）的效能來鑒定。

在萊布尼茨關於單胞蟲（monads）的學說中就有種群思想的苗頭，因為他提出每個單胞蟲和其它的每個單胞蟲都不相同，這和本質論思想截然相反。然而德國當時是本質論的頑固堡壘，所以萊布尼茨的意見也不可能形成種群思想。種群思想最後在其它地方得到發展，」源流有二；頭一個來自英國動物育種學家（Bakewall，Sebright等人），他們發現在他們的畜群中每一個個體具有不同的遺傳性狀，在這個基礎上他們選育了下一代的種畜和母畜。另一個來源是系統學。所有從事實際工作的博物學家都發現在就一個單獨的物種收集標本時，雖然收集了「一系列」標本，但從來沒有兩個標本是完全一樣的。這種觀察結果使博物學家產生了深刻印象。不僅達爾文在研究甲殼動物時強調了這一點，甚至批評達爾文的人也承認這個事實。例如 Wollaston（1860）就曾寫道：「在世間的千百萬人之中，我們確信無疑地認為從來沒有兩個人在各方面絲毫不差地完全相似；同樣的道理，我們斷言曾經存在過的一切生物都是如此（儘管由我們未經訓練的眼睛看來它們在某些方面多麼相同）也不為過」。19世紀中葉的很多分類學者也發表過類似的議論。這樣的獨特性不僅表現於個體；而且也表現在任何個體生活史的發育階段上，並且還表現在個體的群集上，不論群集是屬於同類群（demes）、種，還是植物和動物的群聚。考慮到在某個細胞中大量的基因時或開啟，時或關閉的情形，身體中從來不會有兩個細胞完全相同的論斷就完全可能。生物個體的這種獨特性就意味著我們在研究生物的集群時，就必須採取完全不同於我們在研究個體完全相似的無機物集群時的方法和態度。這就是種群思想的基本意義。生物個體之間的差異是真實的，而在比較個體的集群（例如物種）時可以計算出的平均值只是人為的結論。物理科學家的種類和生物學家的種群之間的根本差異產生了不同的結果。例如，若不懂得個體的獨特性就無法理解自然選擇的作用。

由於這種情況往往就得出這樣的結論：對某一門（例如物理學）科學來說是正確的，那就必然對一切科學也是同樣正確的。舉個例子，在我的書架上恰好有六七本關干科學哲學的書，而實際上都只是關於物理科學的哲學。科學的哲學家絕大多數具有物理學的知識背景，在論述科學的哲學和方法論時幾乎完全以物理科學為根據。這些論述都是很不完全的，因為沒有把生物界豐富多採的現象和過程包羅進去。哲學家和人文學者在敘述或評論「科學」時，頭腦中幾乎從來只有物理科學（以至技術）。當歷史學家談到科學革命（這主要是一次機械科學的革命）時常常暗示這也是同樣適用於生物科學的革命。

實驗法與比較法之間的差別並不像初看起來那樣大。兩種方法都要收集資料，而且觀察在兩種方法中都具有關鍵作用（雖然實驗科學家通常並不提起他所取得的結果是由觀察所進行的實驗得到的）。在所謂的觀察性科學中，觀察者所研究的是自然界的實驗。這兩類觀察之間的主要區別是，在人為的實驗中可以選擇條件從而可以檢驗有哪些因素決定實驗結果。在自然界的實驗中，不論是地震還是某種海島動物的出現，我們的主要任務是推論或重新建立這一自然界實驗所由以發出的條件。通過尋求一群正確配合的因素，有時幾乎可以在「對照「觀察中求得對照實驗的可靠性。正如 Pantin（ 1968：17）曾經指出的，「在天文學、地質學以及生物學中，在選定的時間和地點觀察自然事件有時可以提供完全足以作出結論的信息，正如可以由實驗得到信息一樣。」

關於歸納法和演繹法孰優孰劣的爭論已持續了好幾個世紀。現在已弄清楚這是一樁相對說來是風馬牛不相及的爭論。歸納論一（inductivism）聲稱一個科學家用不著事先有任何假說或事前的期望，只要通過記錄，測量和描述他所遇見的事物就能作出客觀不具偏見的結論。 F．培根（ 1561～1626）是歸納論的主要創導人，雖然他在自己的研究工作中從來也沒有前後一貫地採用過這種方法。達爾文曾自誇繼承了「真正的培根方法」，他卻不是一個歸納論者。他的確還嘲弄過這一方法，說如果有誰真正相信這種方法，「他還是去碎石場的好，並在那裡數一數圓石片，描繪它們的顏色」。但是在一些哲學文獻中達爾文卻往往被劃在歸納論者之中。歸納論在18世紀和19世紀早期曾風行一時，現在則已認清純粹的歸納法處理是全然無用的。這種情況可用植物育種者Gaertner的例子來說明，他曾耐心地進行和記錄了成千上萬的雜交試驗卻毫無所獲，作不出任何概括性結論。李比希（1863）是第一位站出來反對培根的歸納論的著名科學家，他很有說服力地論證了從來沒有哪位科學家曾經或能夠遵循《新工具》（NovumOrganum）中所闡述的方法。李比希尖刻鋒利的批判結束了歸納論的統治。

伽利略對這種見解的說明是眾所周知的：「我認為在討論自然界的現象時不應當從聖經的權威地位出發，而應當從明智有理性的實驗和必要的演示開始。因為無論是聖經還是自然界都同樣地是出自神旨。」他接著還說，「在自然界的行動中和在聖經的神聖詞藻中，上帝同樣值得讚美地將自己啟示給我們。」伽利略認為，藉助于永恆法則治理凡世的神靈最低限度和始終干預事態進展的神靈能一樣地啟發信念和信仰。正是這種思想促成了我們現在所理解的科學的誕生。對伽利略來說，科學與宗教並不是兩不相容的，而是宗教的不可分割的一部分。同樣，17世紀到19世紀的一些著名哲學家——例如康德——都把上帝引進到他們的哲學解說格式中。所謂的自然神學，不管它的名稱如何，實際是科學與神學參半的混合體。科學和神學發生衝突是後來的事，是在科學運用「自然規律（法則）」解釋了越來越多的自然現象和自然過程時才發生的，在此之前這些現象和過程只有經由造物主或神授的特殊法則的干預才能得到解釋。

西方思想自柏拉圖以後兩千多年來一直受本質論支配。直到19世紀一種新的和不同的關於自然界的思想開始傳播，即所謂的種群思想。什麼是種群思想？它和本質論有什麼不同？種群思想家強調生物界每一事物的獨特性。對他們來說重要的是個體而不是模式。他們強調有性繁殖物種中的每個個體和一切其它個體都不相同，即使單親生殖的個體同樣也具有特異性。沒有模式的或「典型的」個體，平均值只是抽象概念。過去在生物學中所指的「綱」（ classes）大多數是由獨特的個體所組成的不同種群（Ghiselin，1974b；Hull，1976）。

什麼是科學？生物學在科學中佔有什麼地位？什麼是生物學的概念結構？人們必須首先自己回答這些問題才能設法去理解生物學歷史中的任何一個特殊概念或問題的發展演變。對所有的這三個問題有些人曾作出全然令人誤解的回答，特別是一些哲學家和非生物學者。這就嚴重妨礙了對生物學思想發展史的了解。我在本章中的第一個任務就是力圖正確地回答這些基本問題。這將為研究特殊概念的歷史發展奠定牢固的基礎。

（1）程序目的性活動（Teleonomic activities）。遺傳程序的發現為一類目的性現象提供了機械論解釋。某一生理過程或行為之所以有目的性是由於某種程序的運行而引起的就可以稱之為程序目的性活動（Pittendrish，1958）。個體發育（ontogeny）的全部過程以及個體的外觀上有目的的行為都屬於這一範疇。它們的特點是都具有兩個組成部分：它們是由某種程序導向的，而且它們依賴於某種終點或目標的存在，這終點或目標又是調整該行為或活動的程序已預知的。終點可以是某種結構，某種生理功能或穩定狀態，到達某一新的地理位置，或者是某種完結行為的動作。每一特定程序都是自然選擇的結果，並且不斷地被已經到達的終點的選擇值加以調整（Mayr，1974d）。亞里斯多德稱這種原因是「為了哪一個的原因」（ for－the－sake－of－which causes）（Gotthelf，1976）。從原因的角度來看，重要的是講明白程序以及誘發尋求目標行為的刺|激在時間上先於意向性行為。通常有許多反饋機制來改善程序目的性活動的精確性，然而程序目的性行為的真正特徵是引發或「引起」這尋求目標行為的機制存在。程序目的性過程在個體發生，生理學和行為學中特別重要。它們屬於近期原因的領域，雖然程序是在進化歷史過程中獲得的。遺傳程序的歷史性形成則是由於選擇壓力，而這壓力又由目的性活動的終點或目標產生。 （2）規律目的性過程（Teleomatic Processes）。任何過程，特別是與無生命物體有關的過程，其目的或結局是嚴格按照物理定律而活動的結果；這樣的過程可以稱為規律目的性過程（Mars，1974d）。一塊下墜的岩石到達終點（地面）就不涉及尋求目標的或有意的或者程序化的行為，這隻不過是符合引力定律而已。江河一瀉千里地流向海洋也是如此。當一片赤熱的鐵塊到達它的溫度和周圍環境溫度相等的終了狀態時，它之所以達到這一終點也是嚴格遵從物理定律——熱力學第一定律。宇宙進化的全過程，從第一次大爆炸一直到現在是由於一系列的規律目的性過程加上幾率性攝動或動蕩的結果。自然規律中的引力定律和熱力學定律是最經常左右規律目的性過程的兩個定律。亞里斯多德早就覺察到這一類過程獨立存在，並將之歸因於「必然」。

生物學家通常並不建立定律而是將他們的概括組織成概念結構（體系）。有人認為定律與概念的比較只是形式上的差異，因為每個概念都可以轉化成為一個或幾個定律。即使這種看法表面上是正確的（我對此卻並無十分把握），這樣的轉化在實際的生物學研究工作中卻並不見得有什麼好處。定律不具備概念的靈活性和啟發性。

當然，反對演繹法的人九*九*藏*書會提出這些事物本身決不會形成學說，這完全正確。只有當一個愛追根究底的人提出一個重要問題時這些事物才有意義。叔本華曾經說過，具有創造性思維的人才會「想到人從未想過的事，注視著每個人都看到了的事」。因此歸根到底想象力才是科學進步的最重要前提。

概念的種類很多。例如生物學就認準哲學（quasi－phyilos－ophical）概念或方法論概念的完善化中得益不少；如近期原因與進化原因，比較法與實驗法的明確劃分。承認比較方法就在生物學中引進了一個新概念。

科學有很多目的。Ayala（1968）是這樣表述的：（l）科學企圖把知識組織成為系統的知識，力求發現現象和過程之間的關係格式（patterns of relationship）．（2）科學力圖為事態的出現提供說明。（3）科學提出的解釋性假說必須是可以檢驗的，也就是說這些假說是可以被拋棄的。更概括地說，科學試圖將自然界極其多樣的現象和過程包羅在數量很少的解釋性原則之中去。

值得注意的是，達爾文的看法和現代的學說完全一致。他認識到他絕不可能按數學證明那樣的確定性來闡釋進化結果。他在《物種起源。中大約二十幾個不同的地方提到；「這一特殊發現——不論是分佈格局還是解剖結構——是用特創論還是由進化機會主義來解釋更容易？」。他一直堅持後者更有可能。達爾文早已預見到了現代科學哲學的許多重要原則。雖然科學家們現在已普遍對科學真理採取概率（論）解釋——事實上為絕大多數科學結論提出數學證明那種確定性的解釋也完全不可能——但是這種新見解仍然沒有被許多非科學家所賞識。把關於科學真理的這一新概念作為更廣泛的科學教育的部分內容是值得的。

柏拉圖的思想是幾何學家的思想：一個三角形不論它的三個角是怎樣組合的，它總是三角形的形式，因而和四邊形或其它任何多邊形是不同的（不連續式不同）。就相拉圖看來，世間各種變化無常的現象不是別的，僅僅是數量有限的固定不變的形式的反映，這固定不變的形式相拉圖稱之為eide，中世紀托馬斯主義者則稱之為本質（essences）。本質是真實的，在世間是重要的；而作為思想，則本質可以不依賴實體而存在。本質論者特別著重恆定不變和不連續這兩點。變化或變更被認為是作為基礎的本質的不完善顯示。這一概念化不僅是托馬斯主義者的唯實論的基礎，而且也是後來所謂的唯心主義或一直到20世紀的實證主義的基礎。Whitehead是一個數學家和神秘主義者的奇怪混合型人物（也許應當稱之為畢達哥拉斯學派人物），他曾經說過：「對歐洲哲學傳統最保礆的一般描述是，它存在於對柏拉圖的一連串註腳（footnotes）之中」。毫無疑問，這話如果是真的，則看來是讚揚而實質上卻是貶低。這話真正指的是歐洲哲學經過了這麼多世紀一直沒有能擺脫柏拉圖本質論的窠臼。本質論，連同它對恆定不變，不連續以及典型價值（模式概念，typology）的強調，一直支配著西方世界的思想，以致研究思想意識的歷史學家到現在對之還沒有充分認識。達爾文是首先反對本質論（至少是部分地反對）的思想家之一。他完全不被同時代的哲學家（他們全是本質論者）所理解，因而他的通過自然選擇的進化概念就無從被人接受。按照本質論，真正的變更（變化）只能經由新本質的突然發生而實現。因為達爾文所解釋的進化必然是漸進的，所以和本質論是完全不能和諧共存的。然而本質論哲學和物理科學家的思想卻十分合拍，物理學家的「類別」（classes）是由完全相同的實體組成，不論是鈉原子、質子、還是π-介子。

定向遺傳學說近年來又被一些頑固不化的物理學家重新提出。Eigen（1971）在其超級循環學說（theory of hypercycle）中力圖說明「生物的進化…必須被認為是一個不可避免的過程，儘管其途徑是非確定性的。」莫羅（Monod，1974a：22）將Eigen（和Prigogine）看作是「萬物有靈論者」（animists），因為他們力圖「說明：第一，生命不能不在地球上開始出現，第二，進化不可能不發生。」生物學家當然會排斥Eigen學說中的決定論方面，然而根據由自然選擇不斷「指示」的隨機過程也可得到相同的結論。Monod在其推理中竟然對自然選擇沒有予以足夠重視，這不能不說是一件怪事。

歸納論是被人們越來越有意識地用所謂假說-演繹法取代的。這個方法的第一步是「推測」（達爾文語），也就是說建立一個假說。第二步是進行實驗或積累觀察以便檢驗假說。Ghiselin（1969）， Hull（ 1973a），Ruse（ 1975b）曾就達爾文運用這一方法的情況作過非常精採的闡述。這一方法具有強烈的常識氣息，人們也可以議論這方法早已暗含在亞里斯多德的方法中，笛卡爾學派的演繹論（deductivism）很大一部分也確實包含了這一方法。雖然當十八世紀歸納論盛極一時的時候演繹法的光彩一度被掩蓋，但在十九世紀時它已成為佔優勢的方法。

回顧歷史就會發現，19世紀的拉馬克、達爾文、梅克爾、阿伽西、科普以及許多和他們同時代的人經常提到（生物學）定律；而在生物學的各個學科的現代教科書中卻可能一次也遇不到「定律」這個詞。這並不是說生物學中不存在規律性，而只是指這些規律性是如此顯而易見或如此平凡不值得一提。這可用壬席（Rensch， 1968：109～114）所列出的一百條進化「定律」這件事作為例子很好地說明。這一百條「定律」所指的都是受自然選擇影響的適應傾向；而且其中絕大多數又常有例外（偶然的或經常的）情況，所以只是「定則」（慣例，rules），而不是普遍的定律。它們只是對過去的事態具有解釋意義而不是預測性的（除非是統計性或幾率性預測）。當我說「一隻佔據有一定領域的雄鳥趕走侵犯者的機會是98．7％（或其它的任一正確數字）」，我就幾乎不可能聲稱建立了一條定律。當分子生物學家稱蛋白質不能將（遺傳）信息重新轉譯入核酸時，他們認為這是事實而不是定律。

然而僅只是觀察也是不夠的。直到18世紀晚期才有一種特別適用於研究多樣性的方法初次被認真地加以運用，這就是比較法。雖然在居維葉之前已有一些先行者，他卻無疑是比較法的偉大創始人（見第四章）。人們往往忽略了在運用比較法之前必須把要比較的項目加以分類。確實，比較分析的成功與否在很大程度上由事前的分類是否完善來決定。同時，進行比較時顯露出的分歧往往使現象的分類得到改進。這樣在兩種方法之間往返進行（不是圓周運行）是很多學科的特點（ Hull， 1967）。

在自然選擇還未被人們充分理解之前，很多進化論者，從拉馬克到 H.F.Osborn和Teilhard de Chardin，曾經假設有一種非物理（甚至非物質）的力量存在，這種力量推動生物界日臻完善（定向進化，直生論）。對於唯物論的生物學家來說，要說明沒有這種力量、說明進化很少能達到盡善盡美、說明外觀上的日臻完善進程可以用B然選擇來很好地加以論證等等都是不太困難的。很多進化趨向的直線性是由於遺傳型及後生系統（epigenetic system）對選擇壓力的反應施加多種限制的結果。

接踵而來的歸納法論者及實驗主義者對笛卡爾主義的責難，非常清楚地表明在科學中方法被認為是很重要的。這在今天也正和在17世紀時一樣是完全正確的。遺憾的是還有很多哲學家一直到19世紀仍然相信只要通過推理或哲學化（philosophizing）就能解開宇宙之謎。當他們的結論和科學的發現互相衝突時，他們之中的某些人則堅持自己是正確的，科學是錯誤的。就是這種態度惹得Helmholtz對哲學家的專橫強烈不滿。哲學家們對自然選擇學說、相對論、量子力學的反應說明他們的這種態度並沒有完全轉變。

很多物理學家認為生物學的全部知識可以還原為物理學定律的意見使不少生物學家出於自衛提出生物學自主的問題。雖然生物學家的這一解放運動很自然地遇到相當大的阻力；這阻力不僅來自物理學家，而且也來自具有本質論思想的哲學家，並且在最近幾十年來日益得勢。究竟物理科學的原則、學說是否能解釋生物科學中的每一樣事物，究竟生物學（至少部分地）是不是獨立自主的科學，冷靜地討論這些問題也有很大困難。這是因為科學之間的競爭，甚至互相敵視所致。而這種情況在物理科學和生物科學內部以及這兩個陣營之間都存在，有不少人（例如Comte）企圖將科學分成等級，並把數學（特別是幾何）冊封為科學皇后。在為榮譽（加諾貝爾獎）而競爭，在為大學中與政府部門中的預算撥款，為職位而競爭，以及在一般群眾中的社會聲譽方面這種競爭就更明顯。

科學家實際運用假說-演繹法究竟到甚麼程度是有爭議的。Collingwood（1939）講得很好，他認為假說總是對一個問題所作的試深性回答，而提出問題才真正是走向建立學說的第一步。科學史上不乏這樣的例子，即一位研究人員掌握了建立一個新學說所必需的一切重要事實，但就是提不出正確確切的問題。如果承認提出問題的重要性，那末緊接著就引出了新的疑問：首先，為什麼提出這個問題，回答必定是因為一位科學家觀察到了一些他所不了解的事情，或者這些事情的原因不清楚，或者是他遇到了一些表面看來是矛盾的現象而他又想去排除這矛盾。換句話說，對事物的觀察引出了問題。

科學的一個很重要的方法論方面常常被誤解，從而成為對同源現象或分類這樣一些概念引起爭論的原因。這是定義與在特定場合與定義相符的證據之間的關係（Simnson，1961：68－70）。這最好用一個例子來說明：「同源」（homolosous）這個詞在1859年以前就有了，然而一直到達爾文創立了共同祖先學說之後才賦予它以現代流行的意義。按照這一學說，「同源」這個詞在生物學上最具有意義的定義是：「在兩個或兩個以上分類群中出現的某一特徵，當這特徵來自它們共同祖先的同一（或相應）特徵時，這出現於兩個或兩個分類群的特徵就是同源的。」在給定的情況下可九-九-藏-書以用來證明是否同源的證據應具備什麼條件？有一整套這樣的標準（例如某一結構相對於其它結構的位置），然而如果將某些學者在為「同源」下定義時所提到的證據也包括進去，那就會引起誤解。定義及與定義相符的證據之間的關係同樣存在於生物學所使用的幾乎一切術語的定義中。例如某人如試圖進行「系譜分類」而完全依賴形態學證據去推斷彼此之間的關係。就是這樣也並不能形成形態分類。目前普遍接受的種的定義包括生殖群落（「品種間雜交」）這一標準。古生物學家不能用化石來驗證品種間雜交，但是通常可以把各種不同的其它證據（群聚，相似等等）綜合起來以強化同（一）種（類）的可能性。定義闡明概念，但是並不要求包括與定義相符的證據。

就伽利略看來，幾何同樣是開啟自然定律的鑰匙。然而他和柏拉圖比較起來卻更多地以數學方式來運用它。他曾寫道：「在宇宙（它永遠讓我們注視著）這本大書中寫上了哲學。除非首先學會它的語言和構成這語言的文字，否則就無法理解這本書。這書是用數學語言寫成的，它的文字是三角形、圓和其它幾何圖形；沒有這些，人類就根本無法理解這本大書中的任何一個單詞；沒有這些人們就只能在漆黑的迷宮中徘徊」（《計量者》）。然而對伽利略來說，不僅幾何而且數學的一切方面，特別是測量的任何計量都被他認為是最基本的。

博物學是對伽利略關於科學的數學理想的第二個反叛根源。布豐特別緻力于促進博物學的發展。他強調指出（《哲學著作集》oeuvr．Phil.,：26）有些學科過於複雜不可能有效地運用數學，在這些學科中就包括博物學的各個部門。觀察與比較是切合這些學科的科學方法。布豐的「博物學」（Histoire naturelle）對Herder產生了決定性的影響，後者又影響了浪漫主義派和自然哲學派。甚至康德也在179O年放棄了他對數學的崇拜。如果關於科學的數學理想的無效性在以前還並不明顯，那末隨著《物種起源》的出版這就肯定無疑了。

近年來又提出了這樣的問題：定律在生物學中是否像在物理科學中那樣重要。有些哲學家，如 Smart（1963；1968），就根本不承認在生物學中有普遍適用的定律（而這卻是物理學的特徵）。另一些哲學家，如Ruse（1973）以及（在一定程度上）Hull（1974）則堅持強調生物學也有自身的定律。生物學家們卻幾乎毫不重視這種爭論，認為這個問題與從事實際工作的生物學家毫無關係。

「生物學」這個詞是在19世紀才有的。在此之前並沒有這樣一門科學。在培根、笛卡爾、萊布尼茨及康德的有關科學及其方法論的著述中，就只有醫學（包括解剖學及生理學）、博物學和植物學（還包括其他內容），而沒有提到生物學。解剖學（人體解剖）在18世紀就是醫學的一個分支，植物學同樣也主要是由一些對藥用植物感興趣的醫生在實踐中加以研究和運用的。動物的自然史當時主要作為自然神學的一部分而研究，用以對付設計論（design）提出的爭議。物理科學的科學革命根本未觸及生物科學。直到十九、二十世紀生物學思想才得到革新。因此，在十七、十八世紀建立的而又完全以物理科學為基礎的科學哲學沒有將生物學包括在內就毫不奇怪（而且在隨後修訂科學哲學時要再把生物科學包括進去又非常困難）。只是在近二三十年才有一些哲學家（如Scriven，Beckner，Hull，Campbell等）試圖將生物學和物理科學之間的區別明確起來（Ayala 1968）。這種思想還很新頻，只能作試探性的論述。以下討論的目的只是闡述有關問題的性質，並不是作出明確的解答。

哲學，隨後是科學，則是人們對待世界的奧秘的另一方式，雖然科學在其早期的歷史上和宗教並不能嚴格地劃分。科學用疑問、懷疑、好奇和尋求解釋的努力來對待這些奧秘，因此它所採取的態度和宗教返然不同。蘇格拉底以前（愛奧尼亞時代）的哲學家們按可觀察到的自然力（如火、水、空氣）對這些奧秘尋求「自然」的解釋，從而為這一不同的方式開拓了途徑（參閱第三章）。這種力求了解自然現象的原因的努力就是科學的發端。羅馬帝國衰亡之後的幾個世紀，這種傳統實際上已被淡忘，在中世紀後期的科學革命時才重新復甦。神的真理不僅顯示在聖經中而且也表現幹上帝的創造之中的這一信念也得到了發展。

讓我舉一兩個例子來說明。1：3這個比率在孟德爾之前被植物育種人員發現過許多次，甚至達爾文在他的植物育種試驗中也曾很多次發現這一比率。然而所有這些都毫無價值。直到孟德爾引進了適當的概念並等到魏斯曼引入了補充概念之後才使得孟德爾的分離現象具有更大意義。與此相仿，現在已由自然選擇學說所解釋的現象早在達爾文以前就是人們所熟知的，但並不被人了解，直到引進種群含有獨特個體的概念后自然選擇才具有強大的說服力。種群思想和地理變異的概念聯同隔離概念依次成為地理性物種形成學說發展的先決條件。對生殖隔離是物種形成過程中的關鍵組成部分的認識直到隔離機制這一概念得到澄清后才完成。只要把地理障礙仍然包含在隔離機制之中（Dobzhansky）仍然如此，1937），隔離機制的真正作用就沒有被理解。

「世界觀機械化」——這種信念認為，世界是由創世主按有限數量的永恆規律（定律）所設計的，因而井然有序，有條不紊（Maier，1938；Dijksterhuis，1961）——在隨後的幾個世紀中得到很大發展，直到牛頓將天體力學和大地力學融為一體時更取得了極大勝利。這些輝煌成就使得數學贏得了幾乎無限的聲譽。這具體地表現在康德的有名（或名譽極壞！）格言中：「在自然科學的各個領域中只有在包含有數學的那些領域才能找到真正的科學」如果這話是正確的，那末《物種起源》又怎麼能算得上科學著作？毫無疑問，達爾文對數學的評價是很低的。

（3）業已適應的系統（Adapted systems）。自然神學家對於與生理功能直接有關的一切結構的設計特別注意：心臟是造來把血液抽送到全身，腎是造來排除蛋白質代謝的副產物，胃腸道執行消化功能使營養物質能被身體利用等等。達爾文最具有決定性意義的貢獻之一就是指明這些器官的起源與逐步完善可以通過自然選擇來解釋。因此最好不用「目的性」（尋求目的）來標示器官，它們的業已適應的性能（adaptedness）是來自過去的選擇過程。在這裏使用適應性的或自然選擇學者的語言比用目的性語言更為合適（Munson，1971；Wimsatt，1972），因為後者暗示了有定向進化力量（orthogenetic force）存在，這種力量對生一物器官的起源負責。

人們在研究業已適應的系統時要提出為什麼的問題，如在靜脈中為什麼有辯膜？英國生理學家Sherrington（1906：235）在研究反射時很有分寸地強調了這一點：「除非我們將之看作是業已適應的動作而能討論其直接目的，我們就不可能從研究任何特殊的類型反射中得到任何教益…在探索自然界的奧秘中研究反射的目的是理由充分而又迫切需要的，正如研究昆蟲或花朵顏色的目的一樣。研究反射目的對生理學之所以重要就在於如果不了解它生理學家對反射就不可能真正理解。」

在一般人的心目中發現就是科學的標誌。新事實的發現一般是容易報導的，因而新聞媒介也以新發現為依據來看待科學。諾貝爾當年提出諾貝爾獎條件時，他想到的完全是按照新發現，特別是有益於人類的新發現。然而把科學僅僅看作是搜集事實則是很大的誤解。在生物科學中，絕大多數的重要進展是由引入新概念或改善現存的概念而取得的；這一點可能對進化生物學校之對功能生物學來說更為真切。通過概念的改善比經由新事實的發現能更有效地推進我們對世界的了解，雖然這兩者並不是互相排斥的。

不同的科學之間的區別再也沒有什麼比其哲學應用之間的不同更明顯。很多哲學家曾指出在物理科學和倫理學之間沒有什麼可想像得到的聯繫。然而同樣明顯的是在生物科學和倫理學之間一種表面上可能具有的聯繫：例如社會斯賓塞主義（SocialSpencerism）」，優生學等等。物理學家聲稱在物理科學和倫理學之間沒有聯繫確實是不無道理的（可以想一想原子核物理）。但是他如果正式聲明（很多物理學家就是這樣做的）「科學」和倫理學沒有聯繫，他就暴露了部門狹隘性。政治意識形態一直對生物科學比對物理科學更感興趣。李森科主義（Lysenkoism）和行為主義的白紙狀態（tabula rasa）說教僅僅是兩個例子。根據上述理由，當論及科學哲學而實際指的是物理科學哲學就是錯誤的。

當面對神話或宗教的時候，科學形成了聯合陣線。一切科學一（儘管各門學科，各有不同）的共同目的是努力了解世界。科學要求解釋，要求概括，要求確定事物與過程的原因。至少在這些。方面科學是一致的（ Cansey,1977）。

然而也有跡象表明對方法加以選擇的重要性曾經被過分誇大。對此我同意 Koyre（1965）的意見，他認為：「抽象的方法論在科學思想的具體實際發展上只佔有相當小的地位。」Goodfield（1974）在生理學家中的還原論者與反還原論者之間沒有發現他們在科學成就和創立學說上有什麼差別。庫恩（Kuhn）以及其它的人同樣也對方法的選擇的重要性看得很低。科學家在實際研究工作中往往在不同階段之間來回徘徊，在一個階段里他們收一集資料或進行純描述性或分類研究，在另一階段則建立概念或檢驗各種學說。

物理學家最終也認識到他們並不能總是提出絕對證明（Lakatos，1976），而且科學的新學說也不再需要絕對證明。科學家現在已滿足於將下述情況看作是真實可靠的：即在現有證據的基礎上看來可能性最大的事態，或者與更多的事實或更令人信服的事實相一致（而不是與相互競爭的學說相一致）的事態。由於認識到對很多科九_九_藏_書學結論不可能提出絕對證明，於是哲學家卡爾·波普爾（ Karl Popper）建議用反證性（falsifiability）來檢驗這些結論的正確性。這樣一來引起爭議的責任就轉移到科學學說反對者的一方。按這種辦法凡是能經受住最大多數和各式各樣企圖否定它的那種學說，就會被人們接受。波普爾的這一建議還能十分乾淨利落地劃清科學與非科學的界限：凡是理論上不能被反證的主張就不是科學。因此，仙女座上有人類存在的主張就不是一個科學的假說。

在生物科學中我們所研究的現象是無生命物體所沒有的，這種認識並不是新的。科學史，自亞里斯多德開始，就是力求表述生物學自主的歷史，是試圖抵制機械-定量式解釋的歷史。然而每當博物學家和其它生物學家以及某些哲學家強調性質、特殊以及歷史在生物學中的重要性時，他們的這種努力往往遭到譏諷並簡單地被視為「劣等科學」加以排斥。甚至康德也逃不脫這種命運，他在所寫的《判斷力批判》（ Kritik der Urteilskraft，1790）中十分令人信服地爭辯說生物學和物理科學不同，生物有機體與無生物不同。遺憾的是這些努力被貼上了活力論的標籤因而被排斥在科學之外。嚴肅地對待生物學自主的要求還只是上一代左右的事，也就是說在各種形式的活力論消亡了之後。 只有首先將各種不同的科學彼此加以比較並明確了它們有哪一些共同點，有哪些區別之後才能對科學作出普遍公認的論述，這種看法正在越來越清楚地被人們所認識。下面我們就來討論生物學有些什麼特殊的地方。

重要的是必須強調觀察-比較法的科學合法性，因為實驗法對很多科學問題並不適用。但是，和有些物理學家的看法相反，那些仰仗比較法的科學門類決不是劣等的。正如一位明智的科學家，E．B．威爾遜，在很早以前說過：「在我們研究室里完成的實驗補充了在自然界中曾經發生並一直發生的實驗，它們的結果必須織進同一織物之中。」威爾遜（ E．B．Wilson）一貫反對那種認為生物學的進展「只能由實驗」取得的觀點，通過觀察發現異種動植物就構成了生物地理學的基礎；觀察顯示了有機界的多樣性，從而導致了林奈等級結構的建立和共同起源學說；觀察導致了行為學和生態學的誕生。在生物學中由觀察所產生的見識可一能比所有的實驗加起來還要多。

將術語「目的論的」所表示的籠統混合概念分解成四個部分應當能消除由於對目的論的不同理解引起爭論的根源。然而我更希望這種概念方面的新進展能在非生物學家之中得到更廣泛的理解。例如許多心理學家在他們討論有目的的行為時仍然使用像「意圖」、「意識」這樣一些難於下定義的詞，這樣就無法作客觀性的分析。由於我們無從確定動物（和植物）中究竟哪一些有意圖或意識，因而使用這些詞並無助於分析，說實在的，卻只能使分析更加困難。為了解決這一類的心理學問題有賴於按我們對進化的新理解對意圖或意識重新制定概念。

假說一演繹法，就其本質來說是發現新事物的現代科學方法，雖然在建立試探性假說之前必須先有觀察並提出問題。

在物理學家寫的科學哲學中往往把實驗看作是科學的獨特方法。這是不正確的，因為在進化生物學和海洋學這樣一些科學中，其它的嚴密科學方法非常重要。每門科學都要求有自己專有的合適方法。對伽利略（力學）來說，機械學、測量與計量就非常重要；就亞里斯多德（生物學）而言，則生物有機體、多樣性、目的性過程的分析以及分類是偏重的方法。在生理學和其它功能生物學中，實驗性方法不僅是合適的而且幾乎是唯一能取得結果的方法。

沒有人比笛卡爾對數學的重要性更加感受深刻，然而對他的思想的這種讚揚的結果卻和對伽利略或牛頓的讚揚結果十分不同。笛卡爾對數學證明的嚴密性以及針對某一問題所作結論的必然性具有極其深刻的印象，竟至於聲稱數學定律是由上帝授旨，正如皇帝在其帝國內頒布法律一樣。笛卡爾擬定了一種運用數學方法（嚴格按演繹法）的邏輯以獲取理性知識。這種邏輯採取了數學的思想結構而不是用數學公式或方程式作為語言，然而它贊同嚴格的決定論解釋和本質論思想。採用笛卡爾的數學方法論的萊布尼茨則是數學邏輯的創始人。

生物科學的進展大多是這些概念或原則發展的結果。系統學進展的標誌是分類、種、類目、分類單位（分類群）等等這樣一些概念的提煉和完善；進化生物學的進展則是由於世系、選擇以及適合度等概念的發展與完善。生物學的每個部門都可列出一些類似的主要（或核心）概念。

然而有時提供反證和提供正面的證據同樣困難。因此不能認為反證是獲取科學可接受性（scientific acceptability）的唯一手段。正如科學史所反映的那樣，一些科學學說之被否定往往並不是由於被徹底地駁倒；而是由於新的學說看來似乎更可能，更簡單，或者格調更高。此外，有些被否定了的學說往往被一小批信徒緊緊抱住不放而不顧別人的有力批駁。

實際上，在這些門類的生物學中考慮不周地運用數學有時會形成模式概念，從而形成錯誤觀念。例如遺傳學家約翰遜就經受不住這種誘惑將遺傳上可變的種群「簡化」為「純系」，從而混淆了「種群」的確切涵義，在關於自然選擇的重要性上就作出了錯誤的結論。同樣，，數學種群遺傳學的創導者為了使數學易於處理，將進人演算公式的各種因子加以過份簡化。這樣就對基因的絕對適合值（absolute fitness value）加大了脅強（stress），過份估價了累加基因效應（ additive gene effects）並進而作出了自然選擇的目標是基因而不是個體的假定。這就必然只能得到不切實際的結果。

自從遠古以來人們就提出關於世界的起源、意義和目的的問題。對這些問題的試探性回答可以在表徵每種文化，甚至最原始文化的神話中找到。自此以後就沿著十分不同的兩個方向前進。一個方向是人們的思想觀念定形於宗教之中，表現為通常以（上）天啟（示）為基礎的—套教條。例如西方世界在中世紀末葉就完全被對聖經教旨的堅定信仰所支配，在西方世界以外是由對超自然力量的普遍信奉所把持。

科學的進展在於新概念的開發（如選擇、生物種）和用以闡明這些概念的定義的反覆提煉與完善。尤其重要的是有時會偶然發現一個多少是專業性術語，過去認為所指的是某一特定概念，而實際上卻被用來表示好幾個概念，例如「隔離」既表示地理隔離，又表示生殖隔離。又如「變種」，達爾文既將它用於個體，又用於種群，而「目的性的」（teleological）這個術語所表示的卻是四種現象。

當達爾文根據地質學和種系發生現象計算地球年齡至少應當在十億年以上時，物理學家凱爾文爵士（Lord Kelvin）斷然宣稱這是錯誤的，因為他根據與地球同樣大小球體的熱量散失計算，地球年齡至多隻有二千四百萬年（Burchfield，1975）。十分引人發笑的是凱爾文怎樣能保證，他自己的計算結果是正確的而博物學家達爾文的是錯誤的。由於生物學是劣等科學，因而錯誤在何方是不言而喻的。凱爾文根本不承認可能有某種未知的物理因素存在，而這物理因素最終倒可能支持生物學家的計算。在當時的這種知識氣氛下有些生物學家走迷了路，用淺近的物理學來解釋他們的發現。例如魏斯曼在其早期工作中將遺傳性歸之於「分子運動」，貝特森則認為遺傳性是由於「渦動」（旋渦運動）。這樣的一些解釋只能阻礙科學進展。

實際工作的科學家則與之不同，他永遠是講求實用的。他總是對某個學說感到心滿意足直到提出了新的更好的學說為止。難於解釋的因素就被看作是黑箱（黑匣子），就像達爾文對待遺傳變異性的來源（這是他的自然選擇學說的一個重要組成部分）那樣。一個科學家過去或現在從來也不會因為自己的很多概括僅僅是概率性的而且在許多自然過程中都具有極高的隨機成分而過份苦惱。承認科學學說具有很大的伸縮性，科學家就會樂於檢驗各種學說，將不同學說的組成要素結合起來，有時甚至還會同時考慮幾個備選學說（複式工作假說，multiple working hypotheses），在尋求證據時他就可以有所選擇（Chamberlin，1890）。然而也不應當有所隱諱的是，科學家的開通豁達也並不是沒有限度的。當科學學說，對於流行的理智背景來說是「新奇的」或完全不同時，它們就會被忽視或被壓制。我們在後面還將介紹，這種情況確實存在，例如突現論概念（Concept Of emergentism）和等級結構的層次性（levelspecific pronerties of hierarchies）就是如此。

奠基於對科學結論作概率解釋的科學新學說，使得把真理或證明看作是某種絕對的東西的觀點站不住腳。這一點對於生物學。的某些部門較之其它部門更顯得重要。每一位進化論學者在和一般外行談論時常被問及：「進化論是不是已被證明？」或者「你怎樣去證明人是由猴子變的？」 因而他就不得不首先來討論「科學證明」的性質。

高爾敦（Francis Galton）可能是首先充分認識到易變的生物種群的平均值只是一個抽象觀念。在一群人之中身高的差異是真實的，並不是由於測量不準。自然種群統計中最重要的參數是實際變異，它的量和它的性質。變異量因性狀和物種的不同而有異。達爾文如果沒有採取種群思想就不可能創立自然選擇學說。另一方面，充斥在種族主義文獻中的言論則幾乎完全是基於本質論（類型學）思想。

只是在過去25年左右解決問題的端倪才明顯可見。現在已弄清楚自然界中那些外觀上有目的的進程和嚴格的物理化學解釋絲毫也沒有抵觸。和科學歷史上經常發生的那樣，問題的解決是由於把一個複雜的問題分解成了它的幾個組成部分而完成的。已經分析清楚（Mayr， 1974d）「目的性」這個術語過去曾用於四個不同的概念或過程。

在過去50年中這種情況發生了相當激劇的變化。絕大多數純屬生物學過程的不確定性和物理過程的嚴格確定性已不再呈現十分明顯的差異。在研究銀河和星雲的渦流效應以及海洋和大氣系統的湍流現象中，發現在非九_九_藏_書生物界中隨機過程是多麼經常，多麼有影響。這一結論並沒有被某些物理學家接受。例如愛因斯坦就曾大叫「上帝並不玩骰子!」然而在等級結構的每一個層次都有隨機過程出現，小至原子核一直到宇宙起源的大爆炸（big bang）所產生的各種系統。隨機過程雖然使得預測是機率性（或不可能）的而不是絕對性的，但隨機過程本身和確定性過程一樣，是有原因的。只是絕對性預測是不可能的，這是由於等級結構系統的複雜性，每一步有非常多的可能選擇，以及同時發生的各種過程之間的無數相互作用。就這方面來說，氣象系統與宇宙星雲在原則上和生命系統就沒有什麼不同。在如此高度複雜的系統中可能發生的相互作用的數量是如此之多，根本無從預測哪一個將必然會實際發生。研究自然選擇和其它進化過程的學者、量子力學和天體物理學學者在不同的時間而且或多或少是獨立地作出了這種相同的結論。

自從柏拉圖、亞里斯多德以及斯多噶學派以後，廣泛流行著一種信念（但遭到伊壁鳩魯學派反對），認為自然界及自然過程都有意向，都有預先決定的目的。十七、十八世紀中具有這種觀點的人（目的論者）不僅在自然界階梯（頂端是人類）中，而且在自然界的統一與和諧以及多種多樣的適應中都覺察到某種目的（意向）的鮮明表現。目的論者的對立面是嚴格的機械論者，後者把宇宙看作是按照自然規律運行的某種機械裝置。然而宇宙的表面目的性，個體發育中的有目的的進程，以及生物器官的適應性能等等外觀上的目的性是如此明顯以至機械論者也不能忽視。一種具有上述全部性能的機械裝置怎麼可能純粹是自然規律的結果而不涉及最終原因？誰也沒有康德那樣敏銳地察覺到這種兩難偽困境。整個19世紀一直到現在，支持和反對目的論的論戰喧鬧延綿不已。

由於上述一切原因，物理學已不再被認為是科學的尺度。特別是涉及到研究人類時，是由生物學提供了方法論和概念。法國總統最近將這一信念用下面的活簡潔地歸納了起來：「毫無疑問，被人們考慮不周地稱為『精密』科學的數學，物理學以及其它科學…將會繼續提供驚人的發現，然而我卻不能不感到未來的真正科學革命將必然來自生物學。」

奇怪的是，科學家們對科學究竟是怎麼一回事總是有點說不清楚。在經驗主義和歸納法盛行的時代，科學的目的最經常地被描述為搜集新知識。與此相反，當人們閱讀科學哲學家的著作時得到的印象是，就這些哲學家來說，科學是方法學。雖然從沒有人會懷疑方法的重要性，然而某些科學哲學家幾乎完全專註于方法則使注意力偏離了科學的更基本目的，那就是增進我們對我們所生活的世界以及我們本身的了解。

生物學中的概括幾乎完全是幾率性的。有人曾作出這樣的妙語：生物學中只有一條普遍定律，那就是一切生物學定律都有例外。」這種幾率性的概念化與在科學革命早期認為自然界事物的原因都由可以用數學形式表達的定律支配的看法相去甚遠。實際上這種思想顯然首先是由畢達哥拉斯提出的，它一直到現在，仍然是主導思想，特別是在物理科學中。它一再成為某些綜合性哲學的基礎，雖然不同的哲學家對之有很不相同的表述形式，如柏拉圖的本質論、伽利略的機械論、笛卡爾的演繹法。這三種哲學對生物學都有重要影響。

儘管隨後對此有不少強有力、甚至極盡挖苦能事的反駁（Ghiselin，1969：21），而具有數學或物理學背景的哲學家卻仍然緊抱著數學是科學皇后的魔杖不放。例如數學家Jacob Bronowski（1960，P．218）就曾講道：「時至今日，我們對任何科學的信賴程度大致和它運用數學的程度成正比。…我們認為物理學真正是一門科學，然而化學則多少沾染有烹調手冊的怪味（和污名）。當我們進一步轉向生物學，隨後是經濟學，最後到社會科學，我們就很快地滑落到偏離科學的泥坑中去。」關於定性科學和歷史科學、或涉及到系統如此複雜無從用數學公式表達的科學門類的這樣一些誤解，最後歸結為一句專橫武斷的宣告：生物學是一門劣等科學。這樣就導致了在生物學的不同學科中濫用數學解釋的現象。

前面的討論可能給人這樣的印象，即我也要求生物科學完全自主，換句話說，我要徹底放棄科學統一的概念並用物理科學和生物科學這兩門分開的科學來代替。但是這並不是我的觀點。我希望說明的是物理科學作為科學的尺度是不適當的。物理學完全不能擔任這一角色，因為正如物理學家Eugene Wigner說得好：「目前物理學研究的是極限狀態（limiting case）。」用一個類似的比喻，物理學相當於歐氏幾何，後者是所有幾何（包括非歐氏幾何）的極限狀態。關於這種情況G· G·辛普森（ 1964b：106～107）闡述得最清楚：「堅持研究有機體需要除物理科學以外的原理並不是對自然的二元論或活力論觀點。生命…因此便不會必然被認為是非物理的或非物質的。正是生物受到了千百萬年歷史過程的影響。……這些過程的結果是和任何非生命系統在種類上不相同的系統，而且幾乎是不可比擬的更加複雜。生物並不是由於這個原因在本質上便必然較少物質性或較少物理性。問題的關鍵是，一切已知的物質過程和解釋原則對生物有機體都是適用的，而只有有限的物質過程和解釋原則適用於非生命系統…因此生物學是站在一切科學的中心的科學……正是在這個地方、在一切科學的所有原則都被包羅進去的領域之中，科學才能真正的統一起來。」

有的時候僅僅引進一個新術語，如「隔離機制」、「分類群」（分類單位）、「目的性」，就大大有利於澄清以前概念混亂的情況。更多的情形是必須首先排除概念上的混亂然後再引進新術語這才有利。約翰遜的「遺傳型」和「表現型」這兩個術語的情況就是這樣（雖然約翰遜本人倒多少被它們弄糊塗了；參閱Roll－Hansen，1978a）。

笛卡爾要求只提出像數學證明那樣毫無疑問的結論和學說。雖然不斷地有人反對，但是直到現在認為一位科學家對他的發現和學說必須提供絕對證明的意見仍然很普遍。這種看法不僅支配了物理科學界（在物理科學中具有數學證明性質的證明常常是可能做到的）而且也左右了生物科學，即便在生物科學中有些推論往往毫無爭論餘地因而可以當作是證明，例如血液循環運行或某種毛蟲是特種蝴蝶的幼蟲期；對地球各個角落的最詳盡探察沒有發現恐龍這一事實可以被認為是恐龍已經滅絕的證明。我在上面一指出了一些事實並表明符合事實的肯定性論斷一般究竟能否可以作出。但是在多數情況下，或許就生物學家所作出的大多數結論來說，就不可能提供如此確鑿無疑的證明（Hume，1738）。我們怎樣能「證明」自然選擇是支配有機體進化的定向因素？

與引進新概念（如種群思想）同等重要的是排棄或修正錯誤概念。這可以用目的論這個概念來充分說明。

另一個困難是，同一個詞在不同的科學中被用來表達不同的概念，或者甚至在同一門科學的不同學科中也有這種情況。例如18世紀的胚胎學家Bonnet或19世紀的動物學家阿伽西使用「進化」這個詞其涵義就和達爾文學派大不相同；同樣，這個詞對人類學家（最低限度對那些直接或間接受斯賓塞影響的）和對選擇論者來說涵義又有很大出入。科學史上的很多著名論戰幾乎完全是由對手雙方採用同一個術語而表達的概念十分不同所引起。

生物學和物理科學之間有重大的不同，這一點往往完全被忽視。大多數物理學家似乎認為物理學理所當然地是科學的模範，而且只要了解物理學就可以了解其它科學，包括生物學。在科學家之間「物理學家的傲慢」（Hull，1973）已經成為諺語。例如，物理學家 Ernest Rutherford認為生物學是「集郵」（Postage stamp collecting）。甚至素來沒有物理學家一般傲氣的V．WeisskoPf最近也忘乎所以地聲稱「科學的世界觀是奠基於19世紀關於電和熱的性質以及原子和分子的存在的偉大發現之上的」（1977：405），似乎達爾文、伯納德、孟德爾以及弗洛伊德（還不算其它成百上千的生物學家）對我們的科學世界觀沒有作出巨大的貢獻。說真的，他們所作的貢獻可能比物理學家還要大。

只是近年來才認識到將物理科學和生物科學等同起來的看法是多麼幼稚和引人誤解。物理學家C．F．von Weizsaecker（1971）承認傳統的物理學解釋和「它的抽象數學形式外衣並不能滿足我們真正理解自然的需要。而且統一的世界觀也不再能把各種各樣的科學聯合在一起…物理學家們發現了一個獨立自主的生物學。」

定律在物理科學中具有重要的解釋作用。一件特定的事態只有當它能被證明是由符合於一般定律的特定原因引起的時候才被認為得到了解釋。有些哲學家把定律的建立作為評價科學的依據。這樣的一些定律被認為是決定論的，因而可以作出準確的預測。

因而研究生物學現象就會引出這樣一個合乎情理的問題：物理科學的方法論和概念結構在多大程度上能作為生物科學的範例？這個問題不僅和一些特殊問題如「知覺」或「意志」等有關，並且涉及任何生物學現象或概念，如種群、種、適應、消化、選擇、競爭等等。這些生物學現象或概念難道在物理科學中就沒有相對應的？

本質論者的統計與種群論者的統計截然不同。當我們測定一個物理常數，例如光的速度時，我們知道在相同的情況下它是一個常數，而且觀測結果如有任何變化，那就是由於測量不準，統計只表示我們的結果的可靠程度。從 Petty和Graunt到Quete－let的早期統計學（Hilts，1973）是本質論統計學，它試圖求得真值以便克服因變易而引起的混亂狀況。Quetelet是數學家兼天文學家拉普拉斯的信徒，對決定論定律深感興趣。他希望通過他的方法能夠計算出「普通人」（averase man）的特徵，也就是說，發現人的「本質」。變易（變化）不是別的，只是圍繞平均值的「誤差」。

（4）宇宙目的論（Cosmic teleology ）。雖然亞里斯多德是在研究個體發育的基礎上提出並發展了他的目的論概念（這是完全合理的），後來他卻將之運用到作為一個整體的宇宙。這是在自然選擇學說提出之前兩千多年的事，因而亞里斯多德在涉及到適應現象時就只能想到二者之中擇其一的解釋：巧合（機遇）或九_九_藏_書者具有目的。因為臼齒是平的而門牙是尖的這種情況決不可能是巧合，這種差別就只能歸之於目的（性）。「大自然中有什麼，發生了什麼，都是有目的的」確實，宇宙間的絕大多數事物都反映了似乎有目的，因而就必然要提出終極原因。』

在生物學的歷史上定義的措辭往往十分困難，而大多數定義又常被反覆修訂。這種情形並不奇怪，因為定義只是概念的暫時性文字表述，而概念——特別是難懂的概念——常常由於我們知識的增長或理解的深化而需要一再修訂。這種情況可以用種、突變、領域、基因、個體、適應與適合度等這樣一些概念的定義作為例子充分說明。

絕大多數物理科學史家在討論實驗性方法以外的方法時常表現得極其無知。摩根（Morgan，1926）在其著作中如實地描繪了實驗科學家的傲慢態度。他根本否認一位化石學家的學說構思才能：「我的化石學家朋友（他所指的無疑是H．F．osborn）在放棄描述工作而企圖轉向現象的解釋時，他的處境就比他所了解到的更危險。他沒有辦法去驗證自己的設想…[當看到化石記錄中的空檔時] 我對化石學家說：因為你不知道，而且就你的情況來說也決不可能知道差異究竟是由一個變化（單一突變）還是一千個變化引起的，所以關於進化過程的遺傳單位問題你就無法肯定地告訴我們任何東西。」就好象化石學家從自己所搜集的資料中無法作出有價值的推斷似的，而推斷則是可以通過多種辦法加以驗證的。認為實驗工作絕不是描述性的看法也能引起誤解。當實驗方法的操作人員報告實驗結果時就象博物學家報導觀察所得時一樣，都是描述性的。與實驗相補充的就是觀察。科學領域中很多部門的進展取決於觀察，即為了回答精心提出的問題所作的觀察。現代的進化生物學、行為生物學以及生態生物學都已肯定地證實這些現實性科學不是別的，主要就是描述性（敘述性）科學。事實上，許多基幹實驗而又沒有提出恰當問題的文章（這樣的文章太多太多：）和進化生物學中大多數非實驗性著作比較起來其敘述性更強。

為了抗衡這種態度，強調科學的多元性（Plurality ofscience）有時是有利的甚至是必要的。很早以來就常常將牛頓和自然法則看作是在時間和空間上與科學是同樣擴展的。然而，看一看十六、十七和十八世紀的理智環境，就會發現當時有幾種其它的文化傳統同時存在，這些傳統彼此之間或與力學之間基本上無關。草藥醫生的植物學，Vesalius的解剖學，博物學家獨特的採集箱，科學航行，植物展覽和巡迴動物展覽等等，所有這些和牛頓有什麼關係！然而正是這些科學激發了盧梭的浪漫主義以及塑造了高貴的野蠻人的信條。

希臘人對大量的現象總是尋求合（乎）理（性）的解釋。例如希波克拉底學派在探索疾病的原因時並不是從神靈的影響中去尋找病源，而是歸之干諸如氣候，營養等等自然原因。同樣，愛奧尼亞的哲學家們對有生界及無生界的現象也試圖作出合理的解釋。亞里斯多德這位舉世公認的科學方法論的創始人在其《分析後篇》（ Posterior analytics）一文中非常出色地談到應當怎樣對事物作出科學的解釋，它的影響幾乎一直延續到19世紀，正如Laudan（ 1977：13）不無偏激地指出：「科學哲學家們大多仍然囿於亞里斯多德及其註釋者所提出的方法論。」包括亞里斯多德在內的希臘哲學家主要都是唯理論者（rationalist，或理性主義者）。他們（Empedocles是典型例子）認為只需通過準確清晰的推理，包括我們現在一般所說的演繹法，就能解決科學問題。這些古代醫生和哲學家在對事態的解釋上所取得的不容置疑的成就導致了過份高估純理性方法的作用，笛卡爾在這方面達到了頂峰。雖然他也作過一些實驗研究（例如解剖），但是這位哲學家的許多著作令人讀後覺得好像他認為任何事情只需經過專註的思考就都能解決。

當引進一個真正的新概念時在科學內部常常引起特別大的困難。例如引進種群思想代替柏拉圖的本質論概念，引進選擇概念或遺傳學中的封閉程序及開放程序等概念時情況都是如此。這正是Kuhn在談到科學革命時所指的（部分）情形。

當然，概念的運用並不限於科學，因為在藝術、歷史（以及人文科學的其它領域）、哲學和人類的任何思想活動中都有其本身的概念。那麼，除了運用概念而外，用什麼標準來劃分科學和上述人類的其它成就呢？對這個問題的回答並不是想像的那樣簡單，就正像常被引用的問題：社會科學在多大程度上是科學？可以試試看地提出以下幾方面來說明科學的特點，即方法論上的嚴密性；檢驗或反證其結論的可能性，建立不相矛盾的學說體系（Paradigms）的可能性。方法雖然並不是科學的全部，卻是它的重要方面，特別是由於在科學的不同學科中，方法也不盡相同。

對數字和數量的魔力的盲目迷信，在19世紀中葉或許已達到頂峰。即使是洞察入微的思想家Merz（1896：3O）也曾說過：「現代科學只規範它的方法而不闡釋它的目的。現代科學奠基於數字和計算之上，簡而言之，奠基於數學運算上；科學的進展既取決於將數學觀念引進到顯然不是數學的學科中去；又決定於數學方法和數學概念本身的拓展。」

無論是在進化生物學還是系統學中幾乎都可以任意列出一些進展的例子並證明它們主要是依靠引進了改進過的概念的結果而不是依賴於新發現。科學史家早已認識到這一點，然而遺憾的是在非生物學家中很少人了解這種情況。的確，發現是科學進步的一個必要組成部分，而且生物學中當前的一些薄弱環節也主要是由於缺乏某些基本事實所造成的。例如生命起源問題，中樞神經系統時組織結構問題。但是，由新概念或者經過或多或少徹底改變了的舊概念所作的貢獻也和新事實及其發現的貢獻同等重要，有時還更重要。在進化生物學中，像進化、共同起源、地理性物種形成、隔離機制或自然選擇等概念已經使生物學中以前亂成一團的領域發生了激劇的轉向，促進了新學說的形成和數不盡的研究工作的出現。那些堅持認為科學的進展主要在於科學概念的進步的人們並沒有錯。

直到現在一直被忽視的概念（歷）史中有很多意外情況。「相似」（affinity）、「親緣關係」（relationship）在進化論以前的系統學中被用來指簡單的相似，1859年以後轉變成「血緣相近」（Proximity of descent），並沒有引起任何混亂或困難。而當亨尼克（Hennig）試圖將「單元的」（單源的，monophyletic）這個詞從鑒定分類群轉變到鑒別世系途徑時，在分類學中就產生了很多困難。有時在研究概念時還發現在某些語言中詞彙非常貧乏。例如「資源」（resource）這個術語在生態學中非常重要（如資源分配，資源競爭等等）而在德文中卻沒有相應的詞彙，後來才將原來的英文字德語化成 「Ressoureen」。

物理學研究和生物學研究的區別並不像一般認為的是由於方法論的差異。作為研究方法，實驗並不限於物理科學，而且也是生物學的主要方法，特別是在功能生物學中（見后）。觀察和分類顯然在生物科學中比在物理科學中更為重要，然而在像地質學、氣象學和天文學這樣一些物理科學中它們顯然也是主要方法。分析在物理科學和生物科學中則同等重要，這在下面還要談到。

假說-演繹法之所以被廣泛採用是因為它具有兩大優點。首先，它和當時日益增強的信念非常合拍。這信念就是：沒有絕對真理以及所有的結論和學說要不斷地被檢驗。其次，與新的相對主義（relativism）相關聯，它鼓勵不斷地建立新學說並尋求新的實驗和觀察用來證實或否定新假說。它使科學具有更大的伸縮性和進取精神，並使得某些科學爭論不如前此激烈，因為這些爭論已不再涉及為終極真理而鬥爭的勝負成敗問題。

奇怪的是科學哲學對概念的極端重要性卻很不注意，很不重視。由於這個原因，一直到現在還不可能對重要發現的過程和概念發展成熟的過程作詳盡的闡述。然而非常明顯的是，生物學思想的創導者的主要貢獻就在於開發和提煉概念，偶爾還排棄錯誤的概念。進化生物學的大部分概念都應歸功於達爾文，行為學概念則應歸功於洛蘭茨（Kongrad Lorenz）。

在適當的時機、特別是當它和基督教的教條結合時，這種宇宙目的論概念曾經一度成為目的論的流行概念。正是這種目的論被現代科學毫無保留地加以排棄。無論是宇宙進化還是生物進化的發生從來也不是以任何程序為基礎。如果在生物進化中有一種外觀進程，從二、三十億年以前的原核細胞到高等動植物，這完全可以用個體和物種之間的競爭所產生的選擇壓力以及新適應帶移殖（colonlzation of new adaptive zones）的結果來解釋。

下面討論生物學中一些特別重要的概念。

雖然數學挾其絕對優勢支配科學達數百年之久，但是幾乎從一開始就有人持不同意見。Pierre Bayle（1647—1706）似乎是不承認那種把數學知識看作是用科學方法所能取得的唯一知識的看法的第一個人。例如他斷言歷史的必然性並不比數學的必然性低劣而只是有所不同。歷史的事實，如羅馬帝國曾經一度存在過這一事實和數學中的任一事實都是一樣確實可信的。生物學家同樣可以堅持過去曾經有恐龍和三葉蟲存在，這和數學定律是同樣真實的。Giambattista Vico對笛卡爾以數學-幾何解釋世界的觀點也給予了無情的抨擊。他確信、觀察、分類、假說的方法不容置疑地可以提供關於物質世界的真正而又質樸的「戶外」知識。

順便應當提到的是，將數學看作是「科學皇后」是多麼容易引起誤解。數學只是科學的一小部分，正像文法只是語言（如拉丁語或俄語）的一小部分一樣；數學是和一切科學有關的一種語言（雖然程度極不一致），或者同什麼也無關。有一些科學，如物理科學和大部分功能生物學，其中定量和其它數學處理具有重要的解釋作用或啟發作用。也有像系統學和大部分進化生物學這類的科學，其中數學的貢獻就極其微小。