生物学思维之演化思维（从生物学看生活中所需的科学思维）

撰文丨许秀华

编辑丨辛味

以前，我对理科各学科的崇拜顺序是这样的：数学类>物理类>化学类>生物类。现在，我对理科各学科的崇拜顺序是这样的：生物类>化学类>物理类>数学类。这个排序一定会引起争议，很多人会说，数学最难好不好？我想说，生物学“情商”最高——要应对生活中的各种对生物学和医学的谬论，要用点生物学中的科学思维。

亲民的生物学

作为外行，我们理解的数学和生活关系最密切的就是小学算数和初等几何。电子秤、手机付款的出现，让逐斤逐两算价钱，锱铢必较找补零钱已经成为过去时。摆放个家具物品、停车入位却还需要一点初等平面几何。数学早已成为学术圈的游戏。

数学比重越大的学科越难学，看数学家单纯用公式就能沟通，那一行行的纯属天书。物理学家聊专业，用的都是外星语。对着天书和外星语，咱们外行人，除了顶礼膜拜似乎也没法做更多了。

一个学科建立了自己特有的语言体系，相当于提升了进入门槛。要想登堂入室，首先要像学外语一样，学会这门学科语言。但仅此还不够，还需要学会用学科语言进行思考，把这门学科语言浸入自己的思维体系中。这个要求，相当于把外语作为母语。学好数学物理，先要学会享受用学科语言来思考和生活相距万里的问题，对有些人这是无上之乐趣，但对大多数人来说，只剩茫然。

数理科学往往让人觉得枯燥 图源：thoughtco.com

可是生物和医学，相对大白话居多。不管科学家聊什么，咱们老百姓都能参合两句，不仅能发表意见，甚至斩钉截铁地得出不容置疑的结论。反对转基因、力挺中医、这个不是有机产品，那个对人体有害……

着实，人生一世，最重要的是要有自己的观点，遑论对错。一个人有自己的观点且能不顾科学事实坚持自己的观点，是一个人存在感和价值感的个性化体现。

所以，人们对日常生活的各类观点里，生物医学领域和化学、化工领域的谬误最多，且极难纠正。我们只能眼睁睁地看着老爹老妈被朋友圈洗脑，看着他们沉迷于稀奇古怪的健身法和匪夷所思的保健品中，看着他们每日诚惶诚恐以为身边到处都是致癌剂，小心翼翼地避开。从这种角度来看，一门学科变得太亲民，反而成了一场悲剧。

朋友圈养生不可信 图源：网络

学习阶段生物科学的复杂性

且不谈化学，生物医学领域真的就是这么简单吗？由于普通人接触的自然科学知识绝大多数来源于高考前，我们可以从各科学习内容和考试难易程度来探讨学习的复杂程度。很多年前，当我是个中学生的时候，我觉得各学科的考试难易程度是这样式儿的：数学>物理>化学>生物.

教科书内容有限，高考根据教育部的教学大纲出题。我个人认为，数学、物理的题目变幻莫测，防不胜防。而化学生物，尤其是生物学，题目花样有限，靠死记硬背，也能得高分，这种现象至今仍有发生。。于是，我国的高中教育在人民群众中深深地植入了“生物学简单”这么一个经不起几次颠扑就破得体无完肤的“假真理”。甚至还有人信誓旦旦地认为，生物学是文科，其主要依据就是中学时代自己对该学科的应试模式。我们的应试教育，让我们的学生都搞不懂自己所学学科的定义，令人费解。

学生往往认为生物好背，属于文科 图源：网络

然而到了高等教育阶段，情况又变得完全不同了。作为曾经的一名生物系本科生，我用我的大学成绩发誓，大学阶段的生物学考试，真是难煞人也。

各种名目的数理化课程，有一定的内在逻辑，可以按照该课程的线索提示复习。而生物学，每本教科书，都好像一个场景不停变换，就像情节不断烧脑的长篇小说中角色不断登场，有点像中国人看列夫·托尔斯泰的《战争与和平》。一堆堆的“夫”、“奇”、“凡”早把自己绕晕了。现在提起当年的无脊椎动物学、生理学、细胞生物学……期末考试，同学们还心有余悸。别的系考试是针对俄罗斯的社会生活的某一个小小的方面做论述，我们是要针对几十亿年的生物进化史，对门纲目科属种的各类动物的细胞、组织、器官以及它们与环境的关系，以及它们彼此的关系做透彻理解，还不知道老师抽考这部百科全书的哪几个页面。

数学物理靠着深入度难倒人，生物学靠着复杂度把你逼入绝境。

生物学的思维模式

有一次出差，某单位的一位老先生得知我做过转基因科普，咄咄逼人地请教我：我信你的专业水平，你就用一句话告诉我，转基因食品到底有害无害？

我受宠若惊中，张嘴结舌：这事一句话恐怕说不清楚，非要一句话只能说：经过安全评价获准上市的转基因食品都是安全的。老先生很失望：为什么学生物的人遇到这些问题总是含含糊糊？

不是我们故意含含糊糊，闪烁其词，而是这些问题复杂度，或者说涉及的思想维度本身就比较高。一条直线是一维世界，一个平面是二维世界，一个空间是三维世界，加上时间是四维世界。物理学上，还提出过多维世界……大多数生活在四维世界的人，即使将大脑烧为灰烬，也能难以设想科学家们假设或者论证的高维世界里发生的事情，比如本人我。

生物学不同于数理有限逻辑线条的思维模式。虽然有着进化论这样的普适性原理，有着DNA和RNA（核糖核酸、脱氧核糖核酸）、氨基酸、脂肪、多糖等通用的大小有机分子。然而生物体的这些大小分子在组装成生物体时有着物种特异性、组织特异性、时空特异性以及个体特异性。即使一个生物个体，在不同的生长发育阶段，身体内的各种物质在各组织器官的运转，仍然有所不同。即使所有的条件都相同，一个生物在健康状态和生病状态，在情绪高昂的状态和情绪低落的状态，仍然有所不同。

在我看来，生物学研究是一本本的长篇小说，而数学更像是一首首诗歌，物理和化学则更像一篇篇短篇小说。生物学在微观分子层面的研究，从最早的研究单个分子的结构和大致功能，正在慢慢地前进到研究一个过程，在这个过程中不同分子扮演的角色、在每个镜头中是否出场，出场后的台词和动作，其他角色对其的回应，以及对它对其他角色的回应。

生物学研究的是动态的过程，从长期看是漫长的生命演化，从短期看，是生物体和环境的动态适应。环境总在不停地变化，生物体随之调整适应策略。

生物学细分领域众多 图源：dhushara.com

“对与错”不是我们需要的科学思维

回到转基因问题，你可以不了解基因，基因是如何传进去发挥作用的，这也是一部书的内容。但是你可以了解转入的是什么基因，它在被转的生物体上是安全的吗？转入到了哪里，在被转生物体怎么发挥作用，会和其他基因或者物质有关联作用吗，期待和非预期效应有哪些，如何防范？这是针对被转生物体的这部分。从入口开始，它将经历怎样的消化过程和血液吸收过程，它在人体的新陈代谢中将如何被血液转运被细胞利用，预期作用和非预期作用是什么？有无可靠的办法对上述问题进行分子层面的检测和核实？上述每个问题都不是三言两语可以说清楚，全部的回答还是一部书。而最简单的回答，经过安全评价获准上市的转基因食品都是安全的。简单地说，这是一个对安全评价部门的信任度问题。

在保健品和中药问题上同样如此。中药之所以有时发挥作用，是和药用植物内部的次生代谢产物有关。植物的次生代谢产物是什么，有一定的物种特异性。但是对一株植物而言，产生与否，产生的量有多少，何时产生，有些时候，则和植物和环境的相互作用相关。如果环境中缺少某些刺激，可能植物就不会分泌某种次生代谢产物。如果这种次生代谢产物恰好是药用成分，就会造成中药药性的不稳定。

中药作用的机理实际是非常复杂的问题 图源：网络

所以凡事到了分子层面，咱们像看长篇小说一样，了解了整个过程，结论就呼之欲出了。网络上对这些敏感问题争论来争论去，谁也不能说服谁，关键在于，争论双方一个只要一个简单答案：对与错。一个只想给个简单结论：对与错。

生物医药领域，生物技术农业领域，凡是涉及生命的，答案都不会像数学物理一样非黑即白，需要的是就事论事，所以药物的审定也好，转基因的安全评价也好，都是以一事一议为原则，每个药物，每个作物，一个个地过筛子。

人们对生物学的简单化误解，在社会生活中造成的误导很大，经常地我们错误地责怪了遵纪守法的好孩子，而放过了违法乱纪的坏孩子。基因编辑婴儿一出来，各媒体争先报道，好多公众也一厢情愿地以为这是造福苍生。绝大多数人的思路和立场都被舆论牵着走，却很少有人主动去思考一下，这个实验的资质有无，是否对家长做到了完全的知情同意，实施者的技术路线谁来把关，实施者的技术水平又是如何？

前几天，我的一个朋友私信问我，太岁是什么？她的一个朋友正玩命地向她推荐，号称包治百病。我的这位朋友本着严谨求实的精神，问到了我。太岁是一种黏菌。它的生命只为自己而活，它不可能为了人类而特意进化出包治人类的百病。再说每种疾病的发生有每种疾病的分子机理，都是某个过程的损坏。人的代谢和生理过程是网状的，一种分子有可能会对几种疾病的治疗有帮助，但不可能对所有疾病的治疗都有帮助。至于这是哪一类黏菌，细胞里面有哪些有机大分子，有机小分子，这些分子吃下去后，经历消化过程会变成什么物质被吸收到血液里，以及之后的一系列的过程，都是未知数。对于未知，我们不要假装自己已知，更不要吹嘘。这是科学态度，也是避免缴纳智商税的万能法宝。

您可以不懂生物学，不懂化学，但是我们的生活了要坚持一些原则，对自己好，对家人好，对自己的钱包和存折更好！

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