三、经典科学研究的“三段论”
现代实证科学的鼻祖、17世纪英国哲学家和科学家培根在著作《新工具》(Novum Organum)中提出,任何一门科学体系的建立,需要遵循科学方法论³。
在科学方法论中,任何一个实证科学体系的建立,从提出到证明成立,至少需要经历三个阶段:第一观察现象;第二归纳出理论或假设;第三进行实验验证该理论或假设。
一个理论的正确与否,首先要看第一阶段对现象的观察是否准确、客观、完整,然后要看第二个阶段的归纳是否合理,这些都是必须要满足的基本条件,还需要第三阶段的验证。如果只有前两个阶段而缺乏第三阶段的验证,则不是一个真正正确的理论。如果后人验证失败,可能会推翻或修改那个理论。
建立在实证科学体系上的现代科学、现代生物学同样遵循相似的规则。
例如,英国物理学家牛顿通过观察苹果落地的现象总结归纳提出的三大运动定律⁴,之后得到了验证,成为经典物理学发展的基础。后来随着时代的发展,人们发现牛顿定律无法解释观测到的微观粒子的运动规律,所以科学家突破了牛顿力学的局限,通过观察、归纳和实验,提出了量子力学理论⁵,成为现代物理学的重要支柱。
现代生命科学属于实证科学范畴,也是在不断的观察、假设和实验验证的逻辑循环中不断更新着人们对生命现象的认识,又有多少理论曾经被人们一个个推翻,被更新成更加正确的、更加接近真理的认识。
举例说明,现代遗传学的鼻祖原是奥地利天主教修道院的院长格里高‧约翰‧孟德尔(Dr. Gregor Johann Mendel, 1822—1884)。他在1866年根据观察到的豌豆植物杂交的子代开花的颜色的实验结果首次提出生物特征可以从亲代向子代遗传的现象之后⁶,人类进入了生物遗传学时代。
1950年以前,科学家曾假设蛋白质是最可能的遗传物质,主要理由是蛋白质由20种氨基酸组成,其复杂度似乎大于只由4种核苷酸组成的脱氧核糖核酸(DNA)。但后来经过几十年的实验验证,发现这个假设完全是错误的,于是推翻了它。怎么推翻的呢?
时间追溯到1928年,英国微生物学和细菌学家弗瑞德里克‧格里菲斯(Dr. Frederick Griffith, 1879—1941)发现,若将活的无毒的肺炎球菌和加热致死的有毒的肺炎球菌混合后注入健康小鼠体内,小鼠会死亡,并能从该小鼠体内提取到活的有毒的肺炎球菌,他把它称之为肺炎球菌的转化现象⁷。他猜测这个现象可能是由于有毒的肺炎球菌把一种耐热的多糖类物质传递给了无毒的肺炎球菌而引起的。
后来到了1944年,美国细菌学家奥斯瓦尔德‧西奥多‧艾弗瑞医生(Dr. Oswald Theodore Avery, 1877—1955)、科林‧门罗‧麦克劳德医生(Dr. Colin Munro Macleod, 1909—1972)和麦克林‧麦卡锡医生(Dr. Maclyn J. McCarthy, 1911—2005)三位科学家经过深入研究后,首次证明格里菲斯所发现的这种具有遗传作用的“转化因子”是脱氧核糖核酸⁸,而不是蛋白质。
又过了八年到了1952年,美国分子生物学家阿尔弗雷德‧戴‧赫尔希里博士(Dr. Alfred Day Hershey, 1908—1997)用同位素示踪法确认脱氧核糖核酸(DNA)才是遗传物质的携带者⁹,为后人对核酸的研究奠定了基础,因此获得1969年诺贝尔生理学或医学奖。
1953年,美国哈佛大学雅各‧杜威‧华生¹⁰博士(Prof. Dr. James Dewey Watson, 1928—)和英国剑桥分子生物学研究所著名物理学家弗兰西斯‧哈利‧康普顿‧克里克¹¹博士(Dr. Francis Harry Compton Crick, 1916—2004)进一步发现了DNA的双螺旋结构,为现代分子生物学的迅速发展树立起一个崭新的里程碑,两人因此同时在1962年获诺贝尔生理学或医学奖¹²。
从此,人类才进入了现代分子生物学的研究时代。
回顾这段关于生物遗传物质的近九十年的研究历史,我们不难看出:任何一个科学假说,从提出到验证,需要经过一个漫长的过程,往往需要反复论证才能被承认。如果被证明不正确,原始假说被推翻或被其它理论代替也是很常见的事。
科学就是这样发展的。达尔文的生物进化论也不能例外,也应该符合科学方法论的一般规律。
达尔文提出进化论的《物种起源》问世十三年(1859—1872)内,就出版了六个版本¹³,每一版都有改动,但这些改动只是达尔文为了迎合各方观点而做出的妥协和修补,总体概念和框架并没有太大变化。
达尔文虽然期待后人能提供证据来证明其正确性,但很遗憾的是,从1859年到现在的一百六十多年中,后人的科学实验和研究发现不仅没有给他提供支持证据来证明其正确,反而对他的假说形成了鲜明的质疑和挑战。
也就是说,进化论实质上一直停留在假说阶段,没有通过第三个阶段的验证,缺少证据。也就是说,它是一个没能得到证明的“假说”。