科学的发现

莫诺

 莫诺(1910——1976),法国生物化学家。生于巴黎。1941年获理学博士学位,1957年任巴黎大学理学院教授。莫诺与雅各布合作,1961年提出了“信使核糖核酸”与细胞核内“转录”机理,使人们加深对分子遗传学的理解。1965年二人与利沃夫同获诺贝尔生理学和医学奖。莫诺还从1946年开始对细菌酶诱导合成进行了深入研究。 

  我首先给你们讲一个爱因斯坦和法国诗人瓦莱里谈话的真实故事,也许你们中有些人已听过了这个故事。当爱因斯坦第一次来到巴黎时,一个有名的女主人把爱因斯坦和瓦莱里荣幸地请到她的客厅,安排他俩进行了一次谈话。在场的任何人都可以听他们的谈话。你们知道,瓦莱里相当狂热,他认为创造过程比创造过程产生的作品更令人感兴趣。无疑,瓦莱里是个非常伟大的诗人,但跟写诗比起来,他对哲学就不像写诗那么通了。他没有读过卡尔·波普尔的《世界》的著作。简言之,他对创造过程感兴趣,并且他开始问爱因斯坦他自己如何工作的问题。 
  “你如何工作?你能向我谈谈这个问题吗?” 
  爱因斯坦含糊其词,他说:“嗯,我不知道……在早晨,我出去散步。” 
  瓦莱里说:“嗬,有趣,当然你有一个笔记本。任何时候你有了一个思想,你就把它写在本子上。” 
  爱因斯坦说:“哦,不,我不这样。” 
  “你真不?” 
  “你不知道,产生思想的时候很稀少。” 
  真的,我想堪称为真正的大的创造的也就是这么一点儿。 
  既然我是这里第一个发言者,我愿提一下人们可能认为进入创造过程的几个要素。我认为不能把它归结为任何简单的过程或创造者大脑中的相对应的简单的物质。由于我们正在谈论科学中的创造性,我必须首先弄清什么是科学发现。换句话说,我们必须考察科学发现过程的逻辑。虽然,过程的逻辑不是我们眼下讨论的主题,但我们必须认识到没有逻辑就没有创造。 
  在某种意义上我们的任务是简单的,因为我们所有的人都得按波普尔在其名著《科学发现的逻辑》以及其他著作中阐明的原则去做。如果我可以过分简化,那么科学发现由遵循波普尔的分界原则的陈述猜测或假说组成,即猜测建立在假说的基础上,而假说根据其结构甚至可以被一个想象实验证伪。因此不存在纯粹经验的发现。科学发现的过程总是包含着先干事实的经验实验的猜测,在这一点上,波普尔是完全对的,根本不存在纯经验的发现。我将以此作为定义的基础。 
  在科学发现的要素中,或许最重要的一个是我称之为主观仿真的过程。依靠这个过程,我们主观地模仿我们周围的事情。基本说来,这是一种预期的态度(当我们希望度假时,我们实际上想象地体验着我们可能从这假期得到的愉悦)。当一个科学家对一个特定的现象感兴趣时,他所做的只是力图主观仿造现象的情形,以达到内心表述的外在形式。首先,现象本身和有关根源等的内心表述,这点也许他没有意识到。我已经和物理学家们包括高度抽象的理论物理学家讨论过这点。他们告诉我,在思考感兴趣的现象时,他们或多或少地将自身比作电子或粒子,并且问,假如我是粒子。我会干什么。这样一个假设性仿真的过程可以用语词来表达。两者相比,用符号更好,因为语词化一般非常困难。最后阶段是以纯逻辑的或数学的严密术语表述猜测。举一个自己工作的例子来说明这种创造过程总是令人感到窘迫的。不过,有各种程度的创造,因而即使是非经典性的例子也还是有用的。 
  大约在10年前,我已对在细胞新陈代谢中起一种特殊调节作用的某些酶的特性发生了兴趣。在第一次尝试分析这些调节作用的机制时,我们用文献资料表明这种调节相互作用依据酶活性的经典理论很难理解。现在的文献资料表明,这种理论无法解释调节酶。在某种意义上,我们当时所做的只是提出这样一个事实:在调节酶的特例中,实验事实否证了经典理论。在试图提出另一种解释代替它时,我们指出调节相互作用具有非重叠的不同位点。因此调节有赖于作为一个整体的酶分子的构象转换。这似乎是一个非常可能而又合理的猜测。但是我们不得不承认用任何简单的或系统的实验来确证或否定这个猜测都是困难的,尤其是否定这个猜测更加困难一筹。 
  当我们再来考察积累起来的文献资料时,我们就进入了创造过程的第二步。我们意识到,当底物、激活剂、抑制剂浓度确定时,在几乎所有的研究例子中,酶活性的变化是非线性的。对比与众所周知的“经典酶”理论一致的线性关系,就显现了酶活力非线性的奇异之处。这一点当然没有逃脱人们的注意。但是,还没有人把这种奇怪的特性同调节系统的机制联系起来进行研究。 
  我们绝不能忽视可以用来辨识一个系统的这种奇异特性,特别是当这种奇异性似乎不仅是一个单独的系统,而且实际上是一类系统的特征时,更要对此加以考虑。我要指出,注意研究这种特性十分重要,活性酶的非线性奇异特性的研究是体现这种重要性的又一个例证。下一步的工作是按照我们的猜测解释这种特性。即将它和这些酶的调节功能联系起来。根据这些动力学资料,既然酶和底物、激活剂和抑制剂的联系似乎是多分子的相互作用(事实上是协同相互作用),那么酶分子表面就有与底物,效应物一一对应的假设的连接位点。而且根据几何学原理,单个多肽链组成的酶不能承受一系列同一位点,因此,我们不得不假设,这些调节酶由亚单位组成,每一个亚单位有一个结合位点。 
  很抱歉,我冗长地讲个人的工作。我不想为这个理论本身辩护,而只想说明一个人要把看起来极其复杂的特性概括为简明的可检验的理论所经过的全部步骤。让我再次指出,关键的步骤是首先认识到经典的酶活性理论在调节酶的特例中可以被证伪,正如我试图表明的。当我们玩弄符号,以表述做出的猜测时,我们就达到了第二步。事实上,通过书写这些符号,这种内在的对称性就自然而然的呈现出来了,因为这些书写符号反映了有关现象和分子本身的对称要素之间相关联系的基本思想。我也许可以指出在这进展中,画出“图象”(符号)是极其重要的,否则根据词汇的通常意思,我们很难看出哪里产生“想象力”。 
  当然创造性过程还有其他要素,例如具有注意到在实验中发生的奇怪现象和小事的能力,因为许多小事是发现的来源,有时甚至是非常重要的发现的来源。 
  在创造过程中,我所称的“技术的胆量”是有关实验者的要素。对一个以某种方法培养起来的科学家来说,放弃那些训练他成长起来的方法,接受全新的他从未接触过的方法是困难的。当然,有许许多多非常优秀的科学家,在他们的领域用培养起他们的那种方法和技术取得了极大的成功。但是一旦他们所习惯的方法和技术的效能或多或少地被穷尽,他们便鼓不起勇气放下那种方法和技术,学习使用新的技术,以便在他们的领域里继续他们的研究。这使我想到,一些出色的遗传学家,当遗传学的很大部分牵涉到化学,当基因研究不再依靠杂交而转向研究分析DNA的片段时,他们就茫然无措了,就掉队了。因为他们没有勇气学习用新的技术、新的方法继续研究。 
  然而,我称之为“好的鉴赏力”大概是创造过程中最重要的因素,因为,选择题目需要它,选择研究对象,即选择需要进行或加以考虑的实验系统更需要它。那些在实验中很有经济观念的人,那些从不滥用技术的人,那些知道一位数足够,就绝不在四位数上费心的人,那些简化实验,使之高效的人,他们能够把别人两年才能完成的实验在一周或者有时在一天内完成。 
  此外,理论的漂亮是至关重要的因素。在生物学中,我认为说明这一点的最好例子是DNA的发现过程。顺便提一下沃森的书,这本书没有写真正的智慧的来源,也没有写下猜测的动机,而这些猜测是发现的真正来源。沃森没有把最有趣的东西写进去。 
  另外,缺乏谦虚,我认为是我们科学家最致命的一个罪过。他们不能在顺利和取得成就时思难思危。然而,思考是创造过程中一个非常重要的因素。 
  最后,我回到我开始所讲的。我们必须首先接受关于真正科学发现的逻辑的一个相当精确的框架。我认为波普尔的原则是这个框架的基础。就我所知,你只需通读现代文献,特别是要通读理论物理、理论化学和理论生物学的文献,你就会明白,为什么赫赫有名的理论著作毫无用处。原因很简单,它们没有遵循卡尔爵士的分界原则。换句话说,这种理论有这么样个结构,以致于你问一下作者你何以证明你的理论,他将无言以答。