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生物化學是高職護理專業(yè)的基礎課程之一,不僅內(nèi)容復雜、概念抽象,知識論述枯燥乏味,而且在一定程度上制約了學生的興趣,使學生對這門科目產(chǎn)生了一定的怠倦情緒,覺得這么難懂的學科,在加上教師依然按照傳統(tǒng)的教學模式,使得學生的興趣更為低落,面對這種情況,教師及時采取補救措施,采用一些有效的新型模式,刺激學習的學習興趣,逐步的實現(xiàn)生物化學的科學有效性。
二、筆者多年工作經(jīng)驗研究下的護理教學心得
(一)讓學生了解和把握學科性質(zhì),深入淺出介紹生物化學定義
雖然《生物化學》在教材的書面意思上比較抽象,這就需要我們在介紹給學生時橫向結合書面知識與日常生活中相關的現(xiàn)象與其結合,進行分析和講解,使學生更進一步的了解和掌握學科的真實意義。比如,在講到人體組織構成的問題是,先由基本構造層次使學生依次了解人體、系統(tǒng)、器官、組織、細胞等之間的聯(lián)系,在進一步的講解分子水平上的認知和探討分析。其實《生物化學》與人們的生活是息息相關的,比如,有些女性追求時尚盲目節(jié)食而造成一定的頭暈、出汗甚至休克的情況,這其實是因為大量出汗體內(nèi)血糖濃度過低引起的癥狀,在比如,人們經(jīng)常把頭發(fā)燙變形,這是因為把毛發(fā)中的蛋白質(zhì)進行了一定的化學反應的作用等,以及名噪一時的核酸廣告宣傳的營養(yǎng)價值沒有理論依據(jù)等等;這些民生問題都是與生物化學息息相關互相聯(lián)系的。只有不斷的通過對相關生物化學知識的了解和學習在結合更多民生的實際情況對其進行分析與探討,才能從中不斷的激發(fā)學生的學習興趣,使其對這門學科的科學性有一定層次的認識,自發(fā)的原意去學,希望學好的熱情。
(二)串并聯(lián)講解生物化學發(fā)展史,培養(yǎng)學生的學習興趣和愛國熱情
《生物化學》這門學科,不僅有悠久的發(fā)展歷史,并且我國人民為其發(fā)展做出了十分杰出的貢獻,再加上近幾年來頻頻與諾貝爾獎發(fā)生淵源,先后又有了重大的突破和發(fā)展。因此教師們在對其內(nèi)容的講解中可以充分的結合國別的線索,以時間為中心軸,為大家講解學科發(fā)展史,是學生更加深刻的了解這門學科。比如,我國的老農(nóng)人們早在四千多年前就已經(jīng)學會了用糧食釀酒(當時的原料就是現(xiàn)今的酶)、李時珍的《本草綱目》中記載了近500種動物代謝產(chǎn)物和分泌物,為醫(yī)學的研究做出十分重大的貢獻、“藥王”孫思邈已探究中草藥治療維生素缺乏疾病等、還有近代留美生物化學家吳憲對于國際生物化學貢獻斐然,面對多國的熱情邀請全然不顧,終身保留中國國籍,為國貢獻滿腔熱血等等。這些不僅僅是體現(xiàn)的中國人民的智慧,同時也展現(xiàn)了現(xiàn)代科學家們的滿腔愛國熱情,作為青少年一代的我們,更應該向這些前輩們虛心學習,用知識不斷的充實自己,以飽滿積極的熱情和心態(tài)投入到工作和學習當中,為祖國貢獻自己的光和熱。
三、項目教學法在護理專業(yè)生物化學教學中的應用
(一)加強與臨床實踐與理論基礎的緊密結合,精心設計教學項目
通常人們的學習離不開接受知識、消化知識、和運用知識這三個方面,而教學項目的選取也是以培養(yǎng)基本技能為目的的驗證性內(nèi)容為輔,以運用理論知識和基本技能解決問題為目的的綜合性實驗為主的相互結合和互補,從而使學生更好地在接受完知識后把所學知識進行徹底的消化與吸收,最后結合實踐完全的展現(xiàn)出來,服務大眾。
(二)建立合理完善的教學評價體系
不斷的改革考核機制,建立完善的教學評價體系,使學生成績在一個公平、公正、嚴格的環(huán)境機制,激發(fā)各個小組的學習積極性和創(chuàng)新性,由完成項目的效果決定最終通過的評定審核成績,最后由教師對每個任務的成果進行驗收,最終成績由各個項目的成績累積而成。
四、結束語
但是,基于我們?nèi)粘4罅康恼n堂觀察以及對學生的學業(yè)評價結果來看,當下的初中科學教學在知識與技能目標上還遠未達到這樣的綜合高度。當然,既然在科學課程中,將生命科學與物質(zhì)科學(暫且不論地球和宇宙科學)分立為兩塊并行的課程內(nèi)容,說明兩者之間在某種層面上存在著各自不同的運行原理和規(guī)律,甚至一些獨特的學科思想。而作為科學教師,首先要領悟它們各自的基本原理和思想,因為只有站在這一基礎之上,達到一定的認知高度,才能獲得寬廣的科學視野,進而形成對自然界統(tǒng)一性的認識。而當下的科學教師,從專業(yè)結構看,在其求學生涯中普遍缺少生物學專業(yè)的系統(tǒng)訓練,致使在面對生物學領域內(nèi)容的教學時,缺少生物學的基本思想,更難以從科學統(tǒng)一性的高度來理解生命。
不過,由于生命世界的復雜性,對于初中階段的學生來說,生命的一些最本質(zhì)的原理和思想難以用簡潔的方式予以呈現(xiàn),譬如物質(zhì)科學常常可以進行量化,而生命的復雜性使得量化十分困難(不是不能,而是復雜,多半是統(tǒng)計學上的量化),結果使得生物學的知識顯得很瑣碎,缺少良好的結構,并以事實性知識為主。許多教師就此認為生物學缺少普遍適用的原理與規(guī)律,處處都是例外,什么結論都難下,甚至覺得生物無理可講。所以在課堂上,生命科學與物質(zhì)科學多是以兩種不同的思維方式和話語體系來進行教與學的,生命科學的教學方式明顯缺乏以邏輯推理為主要特征的理科屬性。但是我們必須明確,既然這個生物世界歷經(jīng)億萬年的進化后能夠在這個星球上生存下來,必然是有道理的。不管是大到生態(tài)系統(tǒng),還是小到細胞,也無論是它們的結構還是功能,都有其存在的合理性。生物終究是“物”,是物一定有“理”,而這“理”就是生物科學的基本原理和思想。這些基本的原理和思想在近幾年嘉興市的科學學業(yè)考試卷中也得到了一定的體現(xiàn)。在此結合幾個典型試題,跟大家探討一下初中科學中有關生物學的若干基本原理和思想。
一、生命是一個物質(zhì)系統(tǒng)
例1 (嘉興市2011年學業(yè)考試卷第27題第二小題)植物的光合作用和呼吸作用強度可以用單位時間內(nèi)吸收或釋放二氧化碳的量來表示。如圖表示某植物在恒溫30℃時,處于不同光照強度下在單位時間內(nèi)對二氧化碳的吸收或釋放量。
(1)(略)。
(2)環(huán)境溫度對植物的光合作用和呼吸作用都會產(chǎn)生影響,原因是溫度會影響活細胞中的 。
這個問題命題組的預測難度是0.65,但實際檢測的難度達到了0.30,遠超預期。而將這個問題放在生物學的視野下,其實是非?;A、簡單的問題,尤其是題目已將“溫度會影響活細胞中的”這樣帶有明顯提示性的字句放在空格前時,答案“酶的活性”幾乎就可以脫口而出了。從考后與教師的交流情況看,對這個問題的難度評價,專業(yè)背景不同的教師看法完全不同,有生物專業(yè)背景的教師普遍認為這是一個容易題。
那么,這樣一個原以為可以“脫口而出”的問題最后卻難倒了七成的考生,原因何在?教師們給出的說法是:因為教材只在呼吸作用的反應式上標注酶這個條件,而在光合作用的反應式上標注的條件是葉綠體,而試題中將兩種作用放在一起來分析,于是這樣一個基礎問題,學生(包括許多教師)就覺得難以回答了。
其實,生物體內(nèi)各種復雜的生命活動都是以在各種酶的催化下進行的復雜的化學反應為基礎的,一個生物體或生物體中的一個細胞,本質(zhì)就是一個復雜而精密的物質(zhì)變化系統(tǒng),正是細胞內(nèi)發(fā)生的復雜的物質(zhì)及其伴隨的能量變化,才會有不息的生命活動和多樣的生命現(xiàn)象。這是生物學的基本原理與思想之一。
當然,生物體的這種物質(zhì)變化是十分復雜的,變化反應的底物或者產(chǎn)物往往是性質(zhì)十分穩(wěn)定的大分子有機物,且反應是在生物體內(nèi)這種溫和條件下高效地進行,這就離不開各種具有高效催化能力的酶。如在光合作用中,在可見光的推動下,在常溫常壓下,使水裂解放出氧氣,并將簡單的二氧化碳合成復雜的有機物,同時將光能轉化為化學能儲存在有機物中,這樣的物質(zhì)和能量變化必須在葉綠體光合膜系統(tǒng)上的各種酶的催化下才能進行。要完成這樣的復雜變化,人類現(xiàn)有的技術水平仍是望塵莫及。與此相對,通過光合作用合成的有機物以及儲存的能量,要被各種生命活動利用,就必須經(jīng)過細胞的呼吸作用。此時性質(zhì)極其穩(wěn)定的有機物(如糖類)在常溫常壓下,在微米尺度的線粒體內(nèi)氧化分解,且分解時能量的轉化效率達40%左右(現(xiàn)在最先進的內(nèi)燃機的轉化效率還只有25%左右),這同樣體現(xiàn)了生物這個物質(zhì)系統(tǒng)的精妙之處。
其實,即便是我們大腦中的各種思維、心理活動,本質(zhì)上都是物質(zhì)的變化及伴隨其中的能量轉化過程。所謂的意識、精神、心理活動,都是大腦生理活動的結果,是物理、化學反應的產(chǎn)物。所以2011年版初中科學課程標準將生物部分的主題2“生物的新陳代謝”改為“生物體內(nèi)的物質(zhì)與能量轉換”,其實就是為了體現(xiàn)生物科學與物質(zhì)科學的統(tǒng)一性,突顯了新陳代謝的本質(zhì)――生命體就是一個物質(zhì)變化系統(tǒng)。
事實上,上個世紀伊始,隨著生物化學和遺傳學的迅猛發(fā)展,各種生命現(xiàn)象紛紛被在分子和細胞水平上用物理、化學的變化原理加以解釋。通過研究生物體內(nèi)各個部分的物理、化學作用,完全可以解釋生物體的各種功能和現(xiàn)象,即生命科學也好,物質(zhì)科學也罷,基本的物質(zhì)與能量的運行原理是一致的,差異性主要在于復雜程度和空間尺度的不同。唯一例外的是當我們需要知道這些生命功能的起源時,必須加入獨立于物理、化學的原理,這就是用于解釋生物進化的自然選擇學說。
二、生命具有不斷進化與適應能力
例2 (嘉興市2014年學業(yè)考試卷第14題)長期的自然選擇,使生物在形態(tài)、結構、功能等各個方面都表現(xiàn)出適應性。如與靜脈相比,人體四肢的動脈一般分布在較深的地方,這是對下列何者的適應( )
A.動脈的血壓高 B.動脈中流的是動脈血
C.動脈的管壁厚 D.動脈中的血流速度慢
此題的預測難度是0.60,實測難度為0.54,看上去還算正常,但就本題所考查的作為生物科學主干與核心知識“進化與適應”的要求來說,放在這樣一個試題情境下,相關思維要求并不高。
其實,生活在自然界的任何生物都無法擺脫自然選擇的魔手,自然選擇以及由此產(chǎn)生的結果――生物的進化與適應,是生物學的又一基本思想和原理,且自然選擇不僅對生物的形態(tài)、結構、功能起作用,甚至對生物的行為、心理等所有方面都起作用。而生物進化的終極目標是適應環(huán)境,使種族更多地延續(xù)下去,以盡可能多地占領生存資源。拿此題的情境來說,與靜脈相比,動脈之所以分布在身體較深的地方,原因在于動脈是接受心臟泵出的血液,受到的血壓遠比經(jīng)過毛細血管后的靜脈高,因此一旦受傷破裂就可能造成血液的大量流失而危及生命。同樣,動脈的管壁厚、彈性大也是對血壓高的適應,而跟里面的血液性質(zhì)及流速無關。而動脈這樣的分布與結構特點對于遠古時期隨時都可能會發(fā)生各種傷害的古人來說尤為重要。
大家都曾聽過這樣一個段子。一個記者問放羊娃:“你放羊干嗎呢?”“賺錢呢!”“那賺錢干嗎呢?”“娶婆姨呢!”“娶婆姨干嗎呢?”“生娃咧!”“生娃干嗎咧?”“放羊呢!”人們在戲說這個段子時充滿了對放羊娃的嘲笑,作為一個“社會人”這樣的生命輪回確實沒有意義,但從人的生物屬性看卻是符合邏輯的,延續(xù)下去才是它的最終目標。
不過,盡管現(xiàn)在的科學教材對生物的進化以及達爾文的自然選擇學說有專門的介紹,但在教師中還是存在著不少的誤讀。
從亞里士多德開始,一直到拉馬克構建的第一個系統(tǒng)的進化假說,都認為進化的歷程就像個階梯,生物進化被視為是一個從低到高一級一級向上攀升的過程,而人類就位于這個階梯的頂端。但是,達爾文的進化論并不認為進化具有確定的方向,進化是由變異而生的,這種變異通過自然選擇作用而適應變化著的環(huán)境,而環(huán)境的變化總體來說是多方向的,因此生物進化也是多向的?;蛘吒_切地說,進化的路徑像一棵大樹,各個物種只是進化樹上的不同分支,人類只是位于其中的一個分支而已。
所以,“進化是一個由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生”這樣帶有明確方向性的說法也是值得推敲的。譬如,真核生物要比原核生物復雜,脊椎動物要比無脊椎動物復雜。而進化史上,真核生物和脊椎動物確實要比原核生物和無脊椎動物晚出現(xiàn),都是由它們進化來的,但是直到今天,原核生物和無脊椎動物并沒有被真核生物和脊椎動物所取代,它們同時在不同的分支上進化。事實上,盡管現(xiàn)有的原核生物(如細菌)要比真核生物原始,但它們的種類之多、數(shù)目之巨、對環(huán)境適應能力之強,卻是真核生物所難以企及的。所以,從結構、功能或生活環(huán)境來對現(xiàn)存生物作高低級的比較恐怕并不科學,因為進化大樹有無數(shù)的分支,很難說哪個枝頭更高。
此外,我們還需明確,自然選擇的威力在于長期的累積效應,它使生物體獲得某種適應性時,并非是一蹴而就的,而是通過千百年的逐代選擇之后慢慢形成的。例如,由于生產(chǎn)力的發(fā)展,現(xiàn)代人類的營養(yǎng)水平大大改善,而體力支出大大下降,于是常常出現(xiàn)營養(yǎng)過剩,引發(fā)諸如“三高”等各種所謂的富貴病,那為什么人體沒有進化出能夠排出各種多余營養(yǎng)的機能呢?那是因為人類自誕生之日起一直過著饑寒交迫的生活,我們才剛剛開始過上營養(yǎng)過剩這種“好日子”。所以富含能量的糖類、脂類等營養(yǎng)物質(zhì)所具有的甜味和香味對我們總是充滿著誘惑。
達爾文的進化論誕生之后,對生物現(xiàn)象的研究由博物學變成了科學,生物科學由此誕生。它不僅為生物學奠定了基礎,而且還確保了生物學的獨立地位。因為盡管生物體本身的運行機理都可以用物理、化學的手段來研究,并用物理、化學的原理作出解釋,但生物體的這些運行機理是怎么來的,只有進化論才能給出答案。
三、生命存在多樣性
例3 (嘉興市2013年學業(yè)考試卷第2題)研究人員近日宣布,他們以裸藻為主要原料成功生產(chǎn)出塑料。裸藻是一類兼具動物和植物特點的單細胞生物,之所以把它稱為“裸藻”,原因是與其他的藻類細胞相比,它的細胞沒有( )
A.細胞壁 B.細胞膜 C.細胞質(zhì) D.細胞核
細胞的結構和功能是生物學中最基礎的內(nèi)容之一,因為細胞是生命的基本單位。盡管題干材料比較新穎,但命題組的預測難度還是比較樂觀的0.8,可實際檢測的難度為0.65。假如試題是直接設問“植物細胞不同于動物細胞的結構是什么”,那肯定是個送分題。但在這樣的試題情境下之所以會有這樣的難度,原因恐怕是學生對生物具有多樣性這一基本思想認識不足,認為藻類屬于植物,植物就一定有細胞壁。
在生物學中,要給出定義或得出結論總要留有余地,原因就是生物具有多樣性。生物多樣性的原因在于其生存環(huán)境是多樣的和復雜的,生物經(jīng)過自然選擇進化出不同的形態(tài)、結構、功能等來適應其多樣的環(huán)境。即便生活在相同的環(huán)境里,生物也可以用不同的方式去適應。譬如,在同樣的環(huán)境中,一些植物開花后能吸引昆蟲幫它傳粉,另一些植物的花則適于由風力來傳粉;在蟲媒花中,有的是因花色艷麗吸引昆蟲,有的是因花的氣味吸引昆蟲。環(huán)境的多樣化以及生物變異的不定向性,最后必然導致生命形式的多樣化,這使得“非此即彼”的思維方式在生物學中往往會顯得過于簡單和機械。
[關鍵詞]生物測定;藥理;藥品
藥品是特殊商品,藥品質(zhì)量直接關系到用藥者的安全和療效。藥品檢測方法和檢測水平隨著制藥工業(yè)的發(fā)展不斷改進提高。由于現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,相鄰學科之間的相互滲透,分析化學的發(fā)展經(jīng)歷了三次巨大的變革,使分析化學發(fā)展成為以儀器分析為主的現(xiàn)代分析化學。面對生命科學中復雜的分離分析任務,發(fā)展了色譜分析方法。結構分析、價態(tài)分析、晶體分析等方面的研究又促進了光譜分析的發(fā)展。以計算機應用為主要標志的信息時代的來臨,儀器分析迅速發(fā)展,為藥物檢測提供各種非常靈敏、準確而快速的分析方法[1]。生物測定受到了極大的挑戰(zhàn),其發(fā)展前景令我們從事藥品生物測定工作者所關注。
1藥品生物的特點與業(yè)務范圍
1.1藥品生物測定的定義與特點藥品生物測定(簡稱生測)是利用藥品(或藥品中的有害雜質(zhì))對生物(或離體器官及組織)所引起的反應來測定藥品的含量或安全性的一種方法。
生測法的優(yōu)點是測定的結果與醫(yī)療要求基本一致,能直接反映藥品的效果或毒副作用,這是其他物理學方法或化學方法所不能達到的。因此,目前各國藥典仍大都采用這一方法。
生測法的缺點是檢驗周期長,微生物有生長繁殖過程,動物有生理代謝過程,觀察分析時間一般在2~7天,有些試驗會更長。影響因素多,有生物差異性,也有系統(tǒng)操作誤差和環(huán)境條件等造成的影響。用品用具、動物質(zhì)量、儀器設備都會對結果產(chǎn)生影響[2]。所以,以生測主檢的品種在中國藥典中逐版減少。
1.2藥品生物測定的業(yè)務范圍中國藥典是法定的藥品標準,它將藥品質(zhì)量控制項目歸為四類:性狀、鑒別、檢查和含量。生測的業(yè)務主要涉及到中西藥品的檢查類和含量類。
其中作為藥品安全性檢查項目最多,包括:無菌、熱原、細菌內(nèi)毒素、異常毒性、安全試驗、急性全身毒性、過敏物質(zhì)、刺激性、溶血、降壓物質(zhì)、微生物限度等。含量(或效價)測定包括:抗生素微生物檢定法,胰島素、硫酸魚精蛋白、縮宮素、卵泡刺激素、黃體生成素、升壓素等生物檢定法。
2藥品生物測定的現(xiàn)狀
由于現(xiàn)代化檢測儀器的廣泛應用,藥品生物測定的品種和范圍,方法和要求,也發(fā)生了很大變化。
2.1品種和范圍的變化抗生素的含量測定,最初大部分抗生素用微生物法測定含量。隨著制藥工業(yè)發(fā)展,提純方法不斷改進,有效組分更加明確,許多品種檢測方法不斷改為儀器測定和化學測定。例如:2000年版中國藥典收載約219個抗生素品種,其中有15個原料藥及其制劑從1995年版的化學法和微生物法改為高效液相色譜法(簡稱HPLC),使該法達到97種,微生物法僅有24個,其中9個品種是新增加的。有人預計本世紀初,HPLC法會發(fā)展成為中國藥典使用頻率最高的一種儀器分析法[3]。規(guī)定取消抗生素過期檢驗,抗生素微生物效價測定的業(yè)務工作量更是明顯減少。
藥品注射劑的熱源檢查。1942年美國首先將家兔法收入藥典,相繼世界各國藥典均規(guī)定用該法。中國藥典從1953年開始收載。自1973年以來,鱟試劑被證明是一種檢測細菌內(nèi)毒素(熱原)存在的靈敏試劑。用鱟試劑要比家兔試驗迅速、經(jīng)濟,所需樣品量少,操作過程工作量小,每天可進行許多樣品檢測。1980年美國藥典20版首載“細菌內(nèi)毒素檢查法”,1985年USP21版收載5種注射用水及40種放射性藥品。1991年11月執(zhí)行的USP22版第五增補版公布了185種藥品刪除家兔法,用細菌內(nèi)毒素檢查法代替。1995年USP23版注射劑的熱源項幾乎都被細菌內(nèi)毒素檢查法代替[4]。
我國從20世紀70年代開始研究制備鱟試劑,1988年衛(wèi)生部頒布細菌內(nèi)毒素檢查法,1993年中國藥典第二增補本收載該法,但未涉及任何品種,1995年中國藥典二部正式收載,并規(guī)定了注射用水、氯化鈉注射液和二十多種放射性藥品并刪除熱源檢查,以內(nèi)毒素代替。2000年版中國藥典進一步擴大到68種。預計2005年版中國藥典還要繼續(xù)增加品種,熱源項都將被內(nèi)毒素代替。動物試驗改為生化試驗。
2.2實驗動物生測離不開實驗動物,在實驗中,為了減少生物差異,提高動物反應敏感性,以最少的動物達到最滿意的結果。國家非常重視實驗動物,1988年國務院頒布了《實驗動物管理條件》,對實驗動物的飼管、管理、使用等做出了明確規(guī)定,實行達標認證制度,嚴格管理。按微生物控制程度把實驗動物分為四級:普通動物、清潔動物、無特殊病原體動物和無菌動物[5]。一般動物實驗必須達到清潔動物標準,種系清楚,不雜亂,無規(guī)定指出的疾病。動物級別越高,飼養(yǎng)管理條件越嚴,設施投資越大。實驗動物是實驗研究的活試劑,既要有純度,也要有數(shù)量,背景明確,來源清楚,符合要求才能使用。(隨著藥品純度的提高,凡是有準確的化學和物理方法或細胞學方法能取代動物實驗,進行藥品和生物制品質(zhì)量檢測,應盡量采用,以減少動物的使用。)
2.3藥品生物測定在方法上的改進與變化為了縮短操作時間,減少實驗誤差,近年來生測方面也研制并投入使用了部分儀器設備,如:抗生素抑菌圈測定儀、微機熱原測溫儀、集菌儀、細菌數(shù)測定儀等,減輕了工作強度,提高了工作效率,檢測結果更加準確可靠。
3藥品生物測定的發(fā)展趨勢
生測作為經(jīng)典方法沿用至今,表明它有其他方法不能替代的特點,在藥品檢驗中發(fā)揮了重要作用。不少老產(chǎn)品改為其他方法控制質(zhì)量,也會不斷有新產(chǎn)品離不開生測法,我們應當充分發(fā)揮它的優(yōu)點,盡量克服它的不足,開拓新的業(yè)務范圍。
3.1微生物限度檢查工作量大為了控制藥品染菌限度,1975年美國藥典19版首載微生物限度檢查,1980年英國藥典收載,我國在1990年由衛(wèi)生部頒布了藥品衛(wèi)生標準及檢驗方法,1995年版中國藥典正式收載[6]。2000年版中國藥典按劑型規(guī)定了微生物限度標準,執(zhí)行范圍除注射劑和中藥飲片外幾乎包括中西藥的所有制劑和原料。該項檢查成為藥典品種適用最多的檢查項目,占當前地市級藥品檢驗所生測室業(yè)務工作量的80%以上。在這項檢查中,有大量的業(yè)務技術需要我們進一步研究,改進試驗條件,使數(shù)據(jù)準確,探討快速檢測的新方法。藥包材的檢查,國家藥監(jiān)局已經(jīng)試行標準,業(yè)務范圍將更加擴大,這是我們進一步做好工作,努力探討研究的新領域。
3.2藥品生物測定在中藥開發(fā)中的作用我國是中藥王國,2000年版中國藥典一部共收載920種,其中中成藥398種。有含量測定的157種,僅占總數(shù)的17%,中藥成分多,雜質(zhì)和干擾物質(zhì)很多。復方制劑,尤其大復方制劑專屬性的檢出處方中所含藥材很困難,有大量的研究工作需要做。中成藥中的雜質(zhì)如重金屬、殘留農(nóng)藥等達到一定水平會產(chǎn)生毒副作用,影響藥物安全性[7]。要讓中藥制劑打進國際市場,我們在檢查類的控制項目和含量類的方法探討方面有大量工作要做,生物測定可以在毒理、藥理方面進行研究、探討,逐步完善質(zhì)量控制標準,提高制劑質(zhì)量發(fā)揮更大的作用。
3.3新藥研制開發(fā)與安全性評價新藥研制開發(fā)是多學科合作的系統(tǒng)工程。在獲得一個具有生物活性的化合物后,研究開發(fā)組織者要在生物醫(yī)學領域進行藥物評價研究,首先必須組織藥理學、毒理學、病理學、獸醫(yī)學、遺傳學、生物化學、藥代動力學方面的專家進行合作研究,按藥物非臨床研究管理規(guī)范GLP進行管理。組織藥理、毒理(包括一般毒理和特殊毒理)、病理、藥代動力學和毒代動力學、藥物分析、臨床化學、實驗動物、生物統(tǒng)計、質(zhì)量保證等部門有關人員進行討論,分階段
做出評價[8]。生測在這方面可以參加開發(fā)研究或進行技術指導。
藥物動力學研究,通常需要從動物體液或組織器官勻漿中分離、鑒定和檢測代謝后的原粉及其他代謝產(chǎn)物。但是,將服藥動物按指定時間間隔處死,測定隨時間變化的血藥濃度,不僅動物用量大,而且常因動物個體差異無法得到可靠結果,也無法在同一動物重復實驗確證。處死動物的代謝產(chǎn)物也只能反映被處死時的結果,無法了解藥物代謝的全過程。有學者報道,采用微透析取樣技術,可在活的動物不同部位重復取樣,用微柱液相色譜[9]或毛細管電泳[10]進行分析,測定藥物的吸收、分布、代謝和排泄情況[11]。
關鍵詞:科學分類歷史沿革分類標準
Abstract:Theimplications,meaningsandhistoryoftheclassificationoftheSciencesminutelyarediscussed.RepresentativeexamplesoftheclassificationoftheSciencesatancientandmodernandinChineseandforeignareenumerated.Onthebasisofsynthesizingadvantagesofvariousclassifications,thenewviewstotheclassificationofthesciencesarebroughtup.
KeyWord:theclassificationofthesciences,historyoftheclassificationoftheSciences,StandardsoftheclassificationoftheSciences
科學分類就是依據(jù)某些帶有客觀性的根據(jù)和主觀性的原則,劃分科學的各個分支學科,確定這些學科的研究對象、內(nèi)容和轄域,明確它們在科學中的位置和地位,揭示它們之間錯綜復雜的聯(lián)系,從而達到宏觀把握科學的總體結構、微觀領悟?qū)W科的前后關聯(lián)之目的??茖W分類作為科學王國的地圖,無論在理論上還是在實踐上,都具有不容忽視和不可小視的意義。在理論上,它對于認識科學的總體畫面、洞悉科學的構成框架、明晰科學內(nèi)在關聯(lián)、把握科學的研究范圍、預測科學發(fā)展的趨勢,估價技術的原創(chuàng)基點,是絕對不可或缺的。在實踐上,它對于科學部門的設立、科學規(guī)劃的編制、科學政策的制訂、科學資源的配置、科學研究的管理、科學信息的收集、科學教育的實施、科學傳播的開展,均具有舉足輕重的作用??茖W分類無論對于從事科學研究的科學家,還是對于想要學習和熟悉科學的非科學家,都是大有裨益的。任鴻雋在談到科學分類時說:科學知識的進化,是把知識來做縱的解剖;科學知識的分類,是把知識來做橫的解剖。科學分類“不但使科學的地位愈加明了,并且科學的范圍,也可以大概呈露了。”
要恰當?shù)剡M行科學分類,并不是唾手可得的事情。皮爾遜揭示出一個原因是,任何個別科學家都不可能真正地衡量每一個孤立的科學分支的重要性,也無法洞察它與整個人類知識的關系。可是,只有對彼此的領域具有鑒賞力、對他自己的學問分支具有透徹知識的科學家群體,才能達到恰當?shù)姆诸?。在現(xiàn)時代,這種知識日益分化和個體科學家無力把握整個科學概貌的狀況,變得更加嚴峻了。薛定諤對此洞若觀火:
一百多年來,知識的各種分支在廣度和深度上的擴展使我們陷入了一種奇異的兩難境地。我們清楚地感到,一方面我們現(xiàn)在還只是剛剛開始在獲得某些可靠的資料,試圖把所有已知的知識綜合成為一個統(tǒng)一的整體;可是,另一方面,一個人想要駕御一個狹小的專門領域再多一點的知識,也已經(jīng)是幾乎不可能的了。
另一個原因是,科學分類必須在科學發(fā)展得比較發(fā)達之時才能方便地進行,這時各個知識領域已經(jīng)相對成熟,各個知識部門已經(jīng)開始自然分化,并形成群科林立的態(tài)勢,于是觀察和分析它們之間的區(qū)別與聯(lián)系,就顯得比較容易一些。在此之前,在科學的孕育時期和童年時期,知識的數(shù)量和類別嚴重匱乏,要進行恰當?shù)目茖W分類,的確是一件相當困難的事情。
盡管如此,人類的智力好奇心和實際的需要,還是誘使或催促人們對科學分類樂此不疲,從古代一直延續(xù)到今天。在敘述科學分類的歷史沿革時,人們大都按照歷史紀年的大框架古代、中世紀、近代、現(xiàn)代來劃分;也有按分類特征來劃分歷史階段的:第一階段是圓心式的神學之知識分類(亞里士多德、圣維克托隱修院的于格),第二階段是樹枝式的哲學之知識分類(培根、笛卡兒、沃爾夫),第三階段是階梯式的科學之知識分類(柯爾律治、邊沁、惠威爾、孔德、斯賓塞、皮爾遜、湯姆森、克羅伯),第四階段是文化學之知識分類(馮特、文德爾班、李凱爾特、克羅齊)。當然,也有以有代表性人物的科學分類思想和圖式來鋪陳的。在我們下面的鋪敘中,各種因素可能兼而有之。
早在古希臘時代,柏拉圖的認識論就表明有三種知識,即感官知覺、意見和真正的知識或廣義的科學。感官知覺不能揭示事物的真像,只能顯露現(xiàn)象。意見有真?zhèn)?,僅僅是意見,毫無價值。它不是知識,而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假,找不出為自己辯解的理由。真正的知識以理性為基礎,這種知識知道自己是知識,即能確證自己為真的知識。我們必須從感官知覺和意見前進,達到真正的知識。柏拉圖創(chuàng)造了一個包羅萬象的哲學體系。雖然他沒有明顯地把哲學分成邏輯學、形而上學(物理學)和倫理學(實用哲學,包括政治學),但是在著作中運用了這種劃分法。亞里士多德認為,真正的知識不在于僅僅熟悉事實,而且在于認識它們的理由、原因或根據(jù),認識它們必然如此的情況。哲學或廣義的科學,包括一切經(jīng)過理性思考的知識,其中有數(shù)學和各專門科學。研究事物根本的或初始的原因的科學或哲學,他稱之為第一哲學,我們叫形而上學。形而上學研究本然的存在,各種科學研究存在的某些部分或方面。例如物理學研究存在中的物質(zhì)和運動。其他部分的科學和哲學取名為第二哲學。他還進而區(qū)分理論科學(數(shù)學、物理學和形而上學)、應用科學(倫理學和政治學)以及創(chuàng)制的科學或技藝(有關機械生產(chǎn)和藝術創(chuàng)作的知識)。他又把這些科學分成物理學(物理學、天文學和生物學等)、形而上學和應用哲學,如果加上邏輯學,那就是柏拉圖的一般分類:邏輯學、形而上學和倫理學。
自亞里士多德之后,特別是在中世紀的千余年間,宗教一統(tǒng)天下,其間科學分類標準基本上沒有什么變化。中世紀的經(jīng)院哲學家把知識分為自然知識和啟示知識兩種,哲學屬于自然知識,神學屬于啟示知識,與亞里士多德沒有什么兩樣。在1141年,法國圣維克托隱修院的于格(HugoofSt.Victor)的分類才在原有的基礎上有諸多細節(jié)的增加。例如在應用的一項之下列舉了工藝和邏輯:工藝包括紡織、縫紉、建造、航運、農(nóng)業(yè)、漁獵、醫(yī)藥、游藝等,邏輯包括演說、文法、方言、修辭。不過,于格仍然擺脫不了亞里士多德的主張,依舊以神學為歸宿。羅吉爾•培根雖然沒有系統(tǒng)地發(fā)表過科學分類的見解,但是他在《大著作》中列舉了五種重要的學問:語言學、數(shù)學、透視學或光學、實驗科學、道德哲學。這位身處中世紀后期的思想先行者所列舉的學問,已經(jīng)超出當時的學術范圍了。
弗蘭西斯•培根是名副其實的近代科學思想的先驅(qū),他在《論學術的尊嚴和進展》、《智力球描述》中,對科學進行了分類。按照培根的觀點,人的學術起源于理解力的三種官能——記憶、想像和理性。他以此為基礎開始了他對知識的分析和分類。記憶對應歷史,而歷史包括公民史和自然史,二者之下進而各有細分。想像對應詩,詩分為敘事的或史詩的、戲劇的、比喻的。理性對應哲學或科學,其下一分為二:自然哲學和神性(啟示)。在自然哲學名目之下有人、自然和上帝三項。第一項人之下又細分為公民哲學(權利的標準)、人性哲學(人類學)。第二項自然之下又細分為思辨的自然和操作的自然,前者包括物理學(質(zhì)料和第二因)和形而上學(形式和第一因),后者包括力學和純化的魔法。第三項上帝包括自然神學、天使和精靈的本性。培根的分類沒有在知識的素材和知識本身之間、實在的東西和觀念的東西之間、或在現(xiàn)象的世界和非實在的形而上學思維的產(chǎn)物之間劃出明確的區(qū)分,而且學科用語中有中世紀神學的殘跡和經(jīng)院哲學的弊病,因而從近代科學的立場來看是有缺陷的。但是,培根指出:“知識的劃分不像以一個角度相交的幾條線,而更像在一個樹干上交叉的樹枝?!边@個觀念對培根和斯賓塞來說是共同的,即科學源于一個根,它與孔德的觀點針鋒相對,孔德是按系列或階梯排列科學的。
在17世紀的近代科學革命以及18世紀的法國啟蒙運動時期,牛頓力學已經(jīng)牢固確立,并衍生出剛體力學、流體力學、解析力學、天體力學等力學分支,熱、電、磁、光等現(xiàn)象的研究也初露端倪,動物學、植物學、生理學的發(fā)展方興未艾。在這種情勢下,
一些科學分類的方案陸續(xù)出臺:神學君臨一切學科的格局已被打破,神學色彩逐漸淡出人們的視野;哲學包容全部學科的傳統(tǒng)觀念也日漸式微乃至悄悄退隱;經(jīng)驗性的和應用性的學科紛紛出現(xiàn)在科學分類表中。
例如,笛卡兒把一切精密的知識都包括在他的哲學體系之中。在他看來,哲學有三大部門:一是無形世界的形而上學,二是有形世界的物理學,三是知識應用的應用學。伽桑狄把科學分為邏輯學、物理學和倫理學?;舨妓乖噲D把主觀原理和客觀原理結合起來進行分類。他認為數(shù)學方法是普遍應用的方法,把幾何學擺在演繹科學的首位,把物理學擺在歸納科學的首位。他擬訂了科學的配置原理:從抽象到具體,從事物的量的確定性到它的質(zhì)的確定性,又引向量的確定性。洛克把科學分為物理學、實踐和邏輯學。拉美特利做了形而上學的劃分,他把自然界分為三界(礦物界、植物界、動物界),并有與之對應的科學。法國百科全書派(狄德羅、達朗伯)接受了弗蘭西斯•培根的記憶、想像和理性三分原則,但是在細節(jié)上有所豐富。比如,理性部分冠以哲學,哲學之下分為一般形而上學(本體論)、神的知識、人的知識、自然的知識四個門類。其中,自然的知識下轄物體的形而上學、數(shù)學和物理學(自然哲學)。數(shù)學下轄純粹數(shù)學、應用數(shù)學和物理數(shù)學:純粹數(shù)學下轄算術學、幾何學;應用數(shù)學下轄力學、幾何天文學;物理數(shù)學下轄光學、聲學、氣體力學。物理學下轄廣義物理學和狹義物理學,其下又各有所轄。沃爾夫(C.Wolff)將知識分為歷史的(經(jīng)驗科學)、哲學的(理性科學)和數(shù)學的(形式的)三種:歷史敘述正確的事實,哲學研究事物的原因,數(shù)學規(guī)定事物的數(shù)量關系。其中,哲學又細分為狹義哲學(自然神學、心理學、物理學),規(guī)范科學(倫理學、心理應用哲學、物理應用哲學)、本體論(決定各物共同性質(zhì)的科學)。
在19世紀這個科學世紀,超越經(jīng)典力學的熱學、電磁學、光學等經(jīng)典物理學分支已經(jīng)成熟,并且出現(xiàn)了數(shù)學化和形式化的熱力學、統(tǒng)計物理學和電動力學,化學、生物學、地質(zhì)學、心理學等學科也取得了長足的發(fā)展,弗蘭西斯•培根等人的分類越來越不適應科學的現(xiàn)狀,于是新的真正的科學分類紛紛登臺亮相。英國詩人和思想家柯爾律治(S.T.Coleridge)把科學分為純粹科學、混合科學、應用科學、復雜科學四大部門:純粹科學屬于形式的有文法學、邏輯學、修辭學、數(shù)學,屬于實在的有形而上學、倫理學、神學;混合科學包括機械學、水力學、氣壓學、天文學;應用科學包括實驗哲學、熱學、電磁學、光學、化學、音樂學、氣象學、測量學、美術學;復雜科學包括歷史、地理、辭典學等。這個分類雖然忽視了科學的客觀標準,顯得有些雜亂無章,但是它卻給后來的分類開辟了一條門徑。英國哲學家邊沁和法國科學家安培把科學分為物質(zhì)科學和精神科學兩大類。在他們的物質(zhì)科學里,列入了天文學、地質(zhì)學、物理學、化學、生物學等;在精神科學里,列入了歷史學、語言學、法律學、經(jīng)濟學等。這種分類法,有兩個值得注意之點:一是把科學研究的對象作為分類的標準,二是把科學的范圍推廣到歷史、語言等學問上去了。惠威爾汲取了培根的心理官能標準和笛卡兒的數(shù)學乃科學之基礎的思想營養(yǎng),將科學分為七種,從前一種進至后一種,必須在前者再加上物質(zhì)的或心理的能力,才能成為新的科學。例如,數(shù)學是研究時間和空間數(shù)量的,數(shù)學加上勢力、運動則有機械學,機械學加上化合力則有化學,化學加上生命則有生物學,生物學加上感情、意志則有心理學,心理學加上歷史的原因則有歷史學,歷史學加上時間、空間則有神學。這種分類的特點是,注意到各學科之間的相互關系,富有獨創(chuàng)性,盡管條理還不甚明晰。
也許從孔德開始,科學分類已經(jīng)開始具有某種現(xiàn)代氣息??椎抡J為,一切科學的基礎是經(jīng)驗,所有的神學和形而上學假設對科學毫無貢獻,必須予以拋棄,而通向真理的惟一道路是科學。在他看來,有六種基礎科學,即數(shù)學、天文學、物理學、化學、生物學、社會學,在第七種或最后的道德科學中達到頂點。在這個科學“等級制度”或階梯中,后一門科學依次從屬于前一門。這些科學實際存在相互依賴性,以致要清楚地理解一門科學,就必然需要先前的其他幾門科學的研究。孔德的等級制度分類明顯地和他的實證主義的政治體系相符,僅有純粹空洞的圖式。
斯賓塞拒絕實證論的等級制度的階梯排列,而重返培根從共同的根展開的樹枝狀的科學概念。他把知識分為兩個主枝:處理現(xiàn)象在其下為我們所知的形式的科學和處理現(xiàn)象的題材的科學,即抽象科學和具體科學。抽象科學囊括邏輯和數(shù)學,或處理我們知覺事物的模式的科學。具體科學處理我們在這些模式下知覺的感覺印象群和存儲的感官印記。他進而把處理現(xiàn)象本身的具體科學又細分為抽象具體科學和具體科學:前者“在其要素上”處理現(xiàn)象,后者“在其全體上”處理現(xiàn)象。這導致他把天文學與生物學和社會學結合起來,而不是與它的親族力學和物理學相關聯(lián)。這樣的分類可能適合形式邏輯的詞語區(qū)分,但是并不適合于指導讀者閱讀或使專家受到啟發(fā)。他的第三群具體科學再次按照所謂的“力的重新分配”原理加以細分??墒?,這個原理在物理學中沒有真實的基礎,因此不能形成分類具體科學的起點。對于斯賓塞的分類,皮爾遜的總評價是:
該結果充其量將是有啟發(fā)性的,但是作為一個完備的和一致的體系,它必定或多或少是一個失敗。但是,從斯賓塞的分類中可以學到許多東西,因為他把培根的“樹”系統(tǒng)與孔德從知識領域排除神學和形而上學的做法結合起來。尤其是在抽象科學和具體科學的原始劃分中,它給我們提供了出色的起點。
德國生理學家和心理學家馮特把科學分為形式科學和實在科學,數(shù)學屬于前者,其他科學屬于后者。根據(jù)研究對象的不同,實在科學又被分為自然科學和精神科學。自然科學是把經(jīng)驗現(xiàn)象的內(nèi)容從認識主體中分離出來,作為間接性現(xiàn)象來研究的科學;精神科學則把認識主體的經(jīng)驗作為直接的研究對象。這兩大類科學又根據(jù)各自學問的性質(zhì)分為現(xiàn)象性、發(fā)生性、系統(tǒng)性:所謂現(xiàn)象性是研究并說明自然以及精神現(xiàn)象的作用,所謂系統(tǒng)性是將全部顯現(xiàn)的自然現(xiàn)象和人為諸現(xiàn)象加以系統(tǒng)性記載整理,所謂發(fā)生性介于現(xiàn)象和系統(tǒng)之間,是研究自然以及精神性成果的發(fā)展。自然科學的現(xiàn)象性中包括物理學、化學、生物學,發(fā)生性中包括地質(zhì)學、生物發(fā)生學,系統(tǒng)性中包括記錄天文學、地理學、礦物學、系統(tǒng)動物學。精神科學的現(xiàn)象性中包括心理學、社會學,發(fā)生性中包括歷史學,系統(tǒng)性中包括法律學、經(jīng)濟學。李凱爾特不同意精神科學的提法,而用文化科學取而代之:“根據(jù)文化對象的特殊意義把科學劃分為自然科學和文化科學,這可以使專門研究者由此分為兩個集團的那種興趣的對立得以最明顯地標示出來。因此,在我看來,自然科學和文化科學的區(qū)分適合于代替通常的自然科學和精神科學的劃分?!?/p>
皮爾遜對科學分類素有思考和研究,并在其經(jīng)典科學哲學名著《科學的規(guī)范》最后一章“科學的分類”中專門做了論述。他考察了歷史上三位著名哲學家弗蘭西斯•培根、孔德和斯賓塞的分類并附帶加以評論,同時闡述了自己的分類圖式。皮爾遜汲取了培根的樹枝狀圖式、孔德的科學相互依存的長處,采納了斯賓塞的抽象科學和具體科學的區(qū)分,在前人的基礎上提出了自己的科學分類體系。在皮爾遜看來,科學不僅僅是事實的范疇,而且是用來簡潔概述我們對于那些事實的經(jīng)驗的概念模式。因此,要求進入實際分類的科學分支,實際上僅僅是處于形成中的科學,他們與其說符合完備的概念模型,還不如說符合分類范疇。于是,它們的終極范疇不能是絕對固定的。在或多或少還原為完備的概念模型的那些物理科學和依然處在分類范疇狀態(tài)的那些物理科學之間的區(qū)分,可用所謂的精密科學(前者)和描述科學(后者)來表達。由此可見,無論何時我們開始細分科學的主要分支,邊界僅僅是實際的而非邏輯的。在細分中被分類的細目與這些邊界交叉和再交叉;雖然在下面的分類中大多數(shù)科學僅進入一個位置,但是它們往往同時屬于兩個或更多的部門。所有分類圖式都具有經(jīng)驗的和嘗試的特征,因為科學是連續(xù)成長的。
皮爾遜這位以感覺印象為基石的感覺論者,按照知覺(感覺印象)在科學中區(qū)分了兩個群。前一個群處理知覺官能在其下辨別客體的模式的概念等價物,這是抽象科學。后一個群處理我們用來描述知覺內(nèi)容的概念,這是具體科學。具體科學依據(jù)處理無機現(xiàn)象還是有機現(xiàn)象,又分為物理科學和生物科學。于是,他把整個科學劃分為三大塊:研究知覺模式的抽象科學,研究無機現(xiàn)象的知覺內(nèi)容的物理科學,研究有機現(xiàn)象的知覺內(nèi)容的生物科學。
在抽象科學中,皮爾遜又按照分辨的一般關系與空間和時間獨有的關系一分為二。分辨的一般關系有定性的和定量的關系之分:定性的關系包括邏輯學、拼字學(orthology即發(fā)明術語),定量的關系包括分立的量即算術、代數(shù)、測量、誤差、概率、統(tǒng)計理論等和量的變化即函數(shù)理論、微分學、積分學等??臻g和時間獨有的關系又分為空間用定域分辨和時間用序列分辨:前者又包括定性的(位置)即描述幾何學,定量的(大?。┘炊攘繋缀螌W、三角學、測量法等;后者亦包括定性的即觀察和描述理論(與邏輯無關),定量的即脅變理論(大小和形狀的變化)和運動學(位置的變化)。不難看出,
抽象科學囊括了通常歸類為邏輯和純粹數(shù)學的一切。在這些分支中,我們處理分辨的概念模式;由于所形成的概念一般而言是嚴格定義的,并且擺脫了知覺內(nèi)容的無限復雜性,因此我們能夠以極大的精確性推理,以致這些科學的結果對于所有落在它們的定義和公理之下的東西都是絕對有效的。為此緣故,抽象科學的分支往往被說成是精密科學。
物理科學二分為已還原為理想運動的精密的物理科學和還未還原為理想運動的概要的物理科學。精密的物理科學下列四大部門:團塊物理學包括力學、行星理論、月球理論等;分子物理學包括彈性、塑性、內(nèi)聚性、聲音、晶體學、地球外形、流體力學、空氣動力學、潮汐理論、氣體運動論等;原子物理學包括理論化學、光譜分析、太陽物理學和恒星物理學等;以太物理學包括與分子無關的輻射理論(光、熱、電磁波)和與分子有關的光、熱、電磁(與分子結構有關)——例如彌散、吸收、傳輸、傳導等。概要的物理科學有星云理論、行星體系演化、地球的無機演化、地質(zhì)學、地理學(有時稱物理地理學)、氣象學、礦物學、化學等。
生物科學是概要的而非精密的,它按照空間(定域)和時間(成長或變化)一分為二。在空間方面,有生命形式的地理分布(生物分布學)、習性與地點和氣候的關系(生態(tài)學)、自然史(在古老的意義上)。在時間方面,亦一分為二:非再發(fā)生狀態(tài)的歷史學、發(fā)生狀態(tài)的生物學有植物的生物學即植物學和動物的生物學即動物學。在歷史學中,再分為一般的物種進化和特殊的物種進化;前者包括生命起源(種系發(fā)生、古生物學等),物種起源,自然選擇和性選擇理論等;后者包括體格(頭蓋學、人類學等),心理官能(語言史、語言學、哲學史、科學史、文學史、藝術史等),社會建制(考古學、民俗學、習慣史、婚姻史、所有權史、宗教史、國家史、法律史等)。在生物學中,一有描述各類生命的形式和結構的形態(tài)學、組織構造學、解剖學等;二有專門處理成長和繁殖的胚胎學、性理論、遺傳理論等;三有涉及生命的功能和行為的學科:從物理學的角度處理功能和行為的生理學,從心理的角度處理功能和行為的心理學。在心理學中,廣義心理學包括本能理論、意識的起源等,狹義的人的心理學包括屬于個體的心靈研究、思維心理學等,屬于群體的社會學即道德、政治、政治經(jīng)濟學、法理學等。
頗有新意的是,皮爾遜還指出,他的科學三大塊分類并非彼此互不溝通。正如應用數(shù)學把抽象科學與具體科學聯(lián)系起來一樣,生物物理學——處理無機現(xiàn)象的定律或物理學對于有機形式發(fā)展的應用——也把物理科學和生物科學聯(lián)系起來。談到自己的分類圖式,皮爾遜“自稱沒有邏輯的精密性,而僅僅是嘗試表明各種科學分支如何與基本的科學概念關聯(lián)起來的粗略輪廓”,并表明他“在培根、孔德和斯賓塞失敗的地方必然不可能成功”。然而,由于皮爾遜是位學識淵博的百科全書式的的哲人科學家,最有能力從事科學分類工作,因此他的工作在當時科學發(fā)展的狀況下還是有現(xiàn)實意義的,至今仍有恒久的學術價值和一定的啟發(fā)意義。
皮爾遜的科學分類是于1891年在倫敦格雷欣學院所做的講演中和盤托出的,次年在《科學的規(guī)范》一書中發(fā)表。這是19世紀末的事。進入20世紀不久,湯姆森(J.A.Thomson)和奧斯特瓦爾德也就科學分類提出了自己的方案。湯姆森的科學分類大體沿用了皮爾遜的分類思想,但是卻凸顯了各學科的地位和關系。他的抽象科學包括形而上學、邏輯學、統(tǒng)計學、數(shù)學。他的具體科學則包括普通科學、特殊科學、聯(lián)合科學和應用科學。在普通科學中,又細分為社會學、心理學、生物學、物理學和化學。在特殊科學中,對應于社會學的有人類學、各種社會組織之研究等;對應于心理學的有美學、語言學、心理-物理學等;對應于生物學的有動物學、植物學、原生學等;對應于物理學的有天文學、測地學、氣象學等;對應于化學的有光譜學、立體化學、礦物學等。在聯(lián)合科學中,有人類的歷史、人種學、生物通史、地球通史、地質(zhì)學、地理學、海洋學、太陽系通史等。在應用科學中,對應于社會學的有政治學、公民學、經(jīng)濟學等;對應于心理學的有邏輯學、教育學等;對應于生物學的有優(yōu)生學、醫(yī)學、林學等;對應于物理學的有航海學、工程學、建筑學等;對應于化學的有農(nóng)學、冶金學、采礦學等。奧斯特瓦爾德汲取了孔德的等級制度的分類思想,以最普遍的概念創(chuàng)建科學的分類體系——形式科學、物理科學、生物科學。形式科學論及屬于所有經(jīng)驗的特征,它的主要概念是序,它包括邏輯或流形的科學、數(shù)學或量的科學、幾何學或空間的科學、運動學或運動的科學。物理科學的主要概念是能(energy),它包括力學、物理學、化學。生物科學的主要概念是生命,它包括生理學、心理學、社會學。這里的生理學應該理解為處理非心理現(xiàn)象的整個科學,涵蓋植物學、動物學以及植物、動物和人的生理學;心理學是心理現(xiàn)象的科學,它不限于人,盡管有許多理由要求它的占優(yōu)勢的部分針對人。奧斯特瓦爾德表明,在他的分類中是就純粹科學而言的,沒有把應用科學計算在內(nèi)。
稍后的邏輯經(jīng)驗論在關注科學統(tǒng)一的同時,也涉及到科學分類問題。該學派的代表人物之一的卡爾納普在最廣泛的意義上使用“科學”一詞,包括所有的理論知識,不管它在自然科學領域,還是在社會科學或所謂的人文學科領域,不管它是借助特殊的科學程序發(fā)現(xiàn)的知識,還是基于日常生活中的常識的知識。我們首先必須在形式科學和經(jīng)驗科學之間做出區(qū)分。
形式科學由邏輯和數(shù)學確立的分析陳述構成,經(jīng)驗科學是由在事實知識的不同領域確立的綜合陳述構成。
這種分類的特色在于,首次明確地從科學語言和語言哲學的角度出發(fā)區(qū)分科學。
在其后的整個20世紀,科學分類一直受到各國學者的關注和研究。蘇聯(lián)的凱德洛夫等人依據(jù)自然界的客體層次無機界-有機界-人,認為其對應的科學學科是物理學、化學及其他,生物學,心理學;人的社會和思維對應的是社會科學和哲學科學。數(shù)學是單列的。數(shù)學和自然科學的各個學科都各有自己對應的技術應用科學或技術科學。中國的于光遠把現(xiàn)代科學分為兩大類,即分別研究自然界和社會的運動規(guī)律的自然科學和社會科學,二者之間還有邊緣學科領域。數(shù)學是研究整個世界的量的關系的科學,哲學則是自然科學和社會科學的概括和總結。錢學森認為,客觀世界除了自然、社會之外,還有第三個領域即思維領域,因此他把現(xiàn)代科學分為自然科學、社會科學和思維科學。同時,從這三個領域向上,通過自然辯證法、歷史唯物論和辯證認識論的橋梁,和哲學相聯(lián)系;向下則與技術科學、工程科學相聯(lián)系;數(shù)學則貫穿各個學科部門。日本的綱島定治提出,自然科學可以按照研究對象分為物質(zhì)科學、生物科學、心理科學。這三者又可以細分為三個范疇:個性記述為主的階段、一般性的升級階段、適用第二階段的發(fā)生理論;比如,實驗物理學(力學、聲學、熱力學、光學、電磁學),理論物理學,分子、原子、電子理論這三者分別與之對應;其他學科也是如此劃分的。美國的科恩按照一般約定,指出自然科學包括物理科學和生物科學、化學、地球科學、氣象學,有時還有數(shù)學。社會科學一般地被理解為包括人類學、考古學、經(jīng)濟學、歷史、政治科學、心理學和社會學。傳統(tǒng)上存在第三群人文學科,它包括像哲學、文學研究、語言研究,有時還有歷史這樣的學科。科學或自然科學的范疇常常被推廣到包括一些常規(guī)認為是社會科學或人文學科一部分的某些學科,除(體質(zhì))人類學和(實驗)心理學以外,還可以包括像語言學、考古學和經(jīng)濟學這樣可以變化的領域。有時,地理學被認為是社會科學,有時被認為是自然科學。最近,一些(并非一切)傳統(tǒng)的社會科學被放在“行為”科學的大傘之下。
在現(xiàn)時代,科學的指數(shù)式發(fā)展引起知識的極度膨脹,造成學科的極度分化,同時也催生了一大批交叉學科或邊緣學科的誕生。據(jù)說,在德國大學的科研目錄中列有四千多個研究領域。中國教育部學科分類(國標-92)也列舉了文、理、工、農(nóng)、醫(yī)、軍事六大部類的57個一級學科和三千多個專業(yè)的分類目錄。1989年出版的一本《英漢學科詞典》,收集的社會科學、自然科學和技術科學的學科名稱更多達三萬有余。學科的這種通過分化和交叉而增生的趨勢方興未艾。在這種情勢下,學者競相推出自己的分類方案,從二元分類到五元分類一應俱全——當然也有超過五元的。
邦格持二元分類的觀點。他說,在各種科學之間,第一個最顯著的差異是形式科學和事實科學之間的差異,即處理觀念的科學和事實的科學。邏輯和數(shù)學是形式科學:它們不涉及實在的事物,因此不能用來使我們處理實在(即經(jīng)驗),為的是使我們的公式確鑿有效。物理學和心理學處于事實科學之中:它們涉及設想在世界中發(fā)生的事實,因此必須訴諸經(jīng)驗,以便檢驗它們的公式。自然科學包括物理學、化學、生物學、個人心理學等。此外,還有文化科學,其中有社會心理學、社會學、經(jīng)濟學、政治科學、物質(zhì)史、思想史等。
三元分類也許是比較多的一種分類法。例如凱伯格堅持,從學術上可以區(qū)分出形式學科、經(jīng)驗學科和詮釋學科。數(shù)學是形式學科,生物學和心理學是經(jīng)驗學科,文學是詮釋學科。顯而易見,每一個實際的學科都體現(xiàn)出所有三個類型的方面:數(shù)學中的許多東西最終與關于世界的事實有聯(lián)系;生物學偶爾涉及形式結構,心理學包含詮釋;文學批評處理詩的形式結構和有關產(chǎn)生它的社會事實。在這個框架中,哲學本質(zhì)上是像數(shù)學一樣的形式學科,詮釋的進路更多地屬于歷史。我們原來涉及的科學像生物學和物理學一樣,主要是經(jīng)驗學科。我們的形式關注與科學知識和科學理論的結構有關。我們也能夠注意到科學和哲學的詮釋方面,科學理論是在某些環(huán)境中并針對某種哲學思想背景出現(xiàn)的。理解科學史中的一個惟一事件,與分析在新近出現(xiàn)的理論和被說成用以支持它的實驗資料之間得到的形式關系,是截然不同的事情。
四元分類除了前面介紹過的柯爾律治等人的區(qū)分以外,也有把科學分為形式的-運算的科學、自然科學、人類科學-文化科學。
N.麥克斯韋的五元分類(或六元分類)是這樣的:數(shù)學、統(tǒng)計學和邏輯關注改善形式的、先驗的或分析的知識。物理科學關注關于物理宇宙各個方面的知識。生物科學關注改善關于生命的知識。社會科學和人文學科關注改善關于人的生活的各種社會方面和文化方面的的知識。技術科學關注改善關于為實現(xiàn)各種有價值的、實際的社會目標所需要的知識。按照知識哲學的普遍一致的意見,經(jīng)驗科學能夠被安排為粗糙的等級制類型。在底部,在一切的最基本的層次上,我們有理論物理學,與之密切相關的是宇宙學。向上,我們有理論上不很基本的物理學部分,例如固體物理學和物理化學;再高一點,我們有無機化學的整體,并排化學天文學、天體物理學和地球科學(物理學和化學的特殊化的應用)。再向上,我們有生物科學以及有機化學、分子生物學、生物物理學和生物化學做基底,中途有諸如動物學、植物學、解剖學、神經(jīng)病學、遺傳學這樣的科學,頂端是生態(tài)學和動物行為研究。更高一些,我們有社會科學、人類學、社會學、心理學、語言學、經(jīng)濟學、政治科學和歷史學。按照一種觀點即還原論,我們應該把所有這些科學還原——至少在原則上——為理論物理學。按照競爭的觀點即反還原論,這或者是不可能實現(xiàn)的目標,或者是不需要的目標。但是,二者都同意,經(jīng)驗科學能夠依照等級制組織。更一般地,某種類似的等級制能夠在邏輯和數(shù)學的學科中察覺到。在基礎是邏輯,稍向上有集合論。其余的幾乎整個數(shù)學分支都能夠被詮釋為或多或少特殊的集合論的應用。
在這里,有必要專門介紹一下技術科學。這不僅由于我們先前很少涉及,更因為技術科學在當今社會所起的作用實在太大了——它可以迅速地變成生產(chǎn)力,在改造世界中發(fā)揮著舉足輕重的作用。伊利英和卡林金指明,技術科學是改變實在取向的研究和活動,任務之間的差別產(chǎn)生不同的技術和技術知識。前科學時代的技術知識是實踐活動的經(jīng)驗知識,技術知識的科學形式的進化與向機器生產(chǎn)的轉化有關。物質(zhì)生產(chǎn)和技能的發(fā)展要求生產(chǎn)任務基于科學的工程來解決,要求技術設備的數(shù)學計算,技術不再能夠僅僅在常識、才智敏銳、經(jīng)驗的基礎上發(fā)展了。這就是為什么技術科學的誕生和形成是由兩個相反指向的過程決定的:一方面使用自然科學的定律、理論和發(fā)生在它們之中的技術對象和過程的研究的獨立資料決定,也由科學認知方法的積極應用決定;另一方面由獨立的觀察和技術與生產(chǎn)的事實的概括決定。自然科學應用于生產(chǎn)的技術問題,產(chǎn)生了不能還原為基礎理論知識和技術常識的知識。軍事科學的開端近似地落入15世紀中期和1870年代之間的時期,這個時期的特點是用科學知識解決工業(yè)生產(chǎn)任務,而不是一般的實際問題。在這個時期的第一階段(15世紀后半葉到18世紀初期),技術知識還沒有獲得理論水平,因為在自然科學中充分形成的理論還不存在。這個階段以在實驗方法的基礎上應用科學的形成為標志。在18世紀初和19世紀末的時期,對于與物理學、化學和力學相關的技術科學的形成來說,是決定性的時期。基本的自然科學理論的出現(xiàn)和充分發(fā)展的技術實踐,為把技術知識提高到理論水平創(chuàng)造了必要的條件。但是,新技術科學的進化的機制和形式在技術知識發(fā)展的“經(jīng)典”時期(19世紀末至20世紀中期)已經(jīng)開始有意義的變化。在這個階段,技術科學還是通過從基礎自然科學導出而出現(xiàn)的模式繼續(xù)存在。導出是工程技術實踐和自然科學理論的綜合,電氣工程和無線電工程就是從電動力學導出的。在這個時期,技術科學的開端的新形式已經(jīng)出現(xiàn)——通過從已經(jīng)現(xiàn)存的作為基本科學起作用的技術科學導出,比如無線電定位就是從無線電工程導出的。應該注意,此時的技術科學已經(jīng)在它自己的題材、理論原理和特殊的理想對象方面是科學知識的充分形成的領域。在1920年代至1940年代,技術知識的數(shù)學化穩(wěn)定地得以發(fā)展。在1960年代,技術知識變成認識論認真分析的對象。因此,20世紀中期能夠被視為技術科學發(fā)展的非經(jīng)典階段的開端。經(jīng)典的技術知識與非經(jīng)典的技術知識之間的差異除了理論的結構、出現(xiàn)和形成的機制不同外,還在于后者是交叉學科的。技術科學的理論具有建設性的功能,卻不包含新的邏輯關聯(lián),這樣的理論不說明和預言,只是產(chǎn)生工程對象。
從以上的形形的科學分類不難看出,學者進行分類的依據(jù)或基準各有千秋。有人認為,科學分類所依據(jù)的原則有客觀原則(物質(zhì)運動形式的客觀區(qū)別)、發(fā)展原則(物質(zhì)運動形式從簡單到復雜、從低級到高級的發(fā)展序列)、層次原則(從一般到特殊的科學知識層次結構序列)、實踐原則(新方法和新工具的出現(xiàn)會造成新學科的誕生)。有人指出,科學分類研究進入到結構分析和動態(tài)分析的階段。學者設計了各種模式模擬科學體系的結構,如塔模式、樹模式、網(wǎng)模式等。同時,科學分類的動力學研究也方興未艾,學者用液體沉淀模型、氣體流動模型、球體膨脹模型來模擬科學體系的運動和變化。其實,馬赫早就強調(diào),在科學研究中,不同的透視都是可能的。從這些不同的觀點得到的結果能夠產(chǎn)生不同的學科,它們具有相對的自主性。不過,一般而言,科學分類的基準不外乎三種:客觀的基準、主觀的基準、綜合的基準??陀^的基準包括研究的對象、種類和范圍,事物的本質(zhì),物質(zhì)的層次,自然的秩序,探索的方法等;主觀的基準包括心智官能、精神能力、哲學理念、描述語言、抽象的形式等;綜合的基準在奧斯特瓦爾德的以序、能、生命的概念作為分類的依據(jù)中最具有代表性。
不用說,這三種基準的劃分是僅就主要傾向而言的,只具有相對的意義。誠如奧斯特瓦爾德所言:這些分類不是依照所謂的事物的“本質(zhì)”,而僅僅從屬于為了比較容易和比較成功地把握科學問題而做出的純粹實際的安排。這是因為,“缺乏完備的和精確的邊界是所有自然事物的普遍特征,而科學是自然事物。例如,如果我們力圖在物理學和化學之間進行鮮明的區(qū)分,那么我們便會遇到相同的困難。在生物學中情況也是這樣,倘若我們超出懷疑的陰影力圖在動物王國和植物王國之間建立分界線的話?!痹诒疚慕Y束時,我們不怕貽笑大方,愿意綜合各家之長,主要依據(jù)科學研究的對象和方法,托出自己的簡略的分類方案:
廣義的科學可以分為形式科學、自然科學、技術科學、社會科學、人文學科。形式科學以符號概念為主要研究對象,多用分析、推理、論證的方法,其目的在于構造形式的、先驗的思想體系或理論結構。自然科學以自然界為主要研究對象,多用實證、理性、臻美的方法,其目的在于揭示自然的奧秘,獲取自然的真知。技術科學以人工實在為主要研究對象,多用設計、試錯等方法,其目的在于創(chuàng)制出新的流程、工藝或制品,它在很大程度上是自然科學在技術上的實際應用或應用科學的技術化而形成的系統(tǒng)的知識。社會科學以社會領域為主要研究對象,多用調(diào)查、統(tǒng)計、歸納等方法,其目的在于把握社會規(guī)律,解決社會問題,促進社會進步。人文學科以人作為研究對象,多用實地考察、詮釋、內(nèi)省、移情、啟示等方法,其目的在于認識人、人的本性和人生的意義,提升人的精神素質(zhì)和思想境界。
參考文獻
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