从生物学看生活中所需的科学思维

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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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