从具体到一般

从具体到一般——归纳法的能量

——论2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者科学方法研究

一、前言（400左右简介）

谈到诺贝尔奖，人们总是一脸的崇敬之情。一代又一代的科学家不畏困难，勇攀科学高峰，取得了令人瞩目的科学成果。但是在我们关注他们的科研成果本身时，我们更该研究并学习他们所运用的科学研究方法。

生物学发展的道路并不平坦，由于生物学世界与我们肉眼所见的世界相距甚远。为了探索其中的奥秘，人们使用了很多的方法。寻找着一种又一种的途径去实现对这一神秘世界的理性认识。比如：富兰克琳使用了X射线衍射技术拍摄了DNA照片，这张照片激发了沃森和克里克的灵感。使他们确认了DNA一定是螺旋结构，并且分析出了螺旋参数。而在DNA的序列测定问题上，Sanger等人发明了双脱氧链末端终止法，Maxam和 Gilbert发明的了化学降解法。此举促进了人类基因组计划的提出和完成。F.Griffith和O．T．Avery通过肺炎双球菌转化实验发现了DNA是遗传物质。纵观生物学发展的历史，我们会惊叹人类创造的各类技术方法：诸如设计实验的方法，X射线衍射技术，逻辑推理方法，DNA测序法等各类方法在自然科学的研究道路上发挥的巨大作用。由此可见，合理的运用科学研究方法对取得科研成果起着至关重要的作用。

生物学家James E. Rothman, Randy W. Schekman& Thomas C. Südhof发现了细胞内的运输机制之谜。Randy Schekman发现了囊泡传输所需的一组基因；James Rothman阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器；Thomas Südhof则揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。这项研究对多种需要对膜融合加以控制的生理过程而言都至关重要，比如神经信号的传达和激素和免疫细胞因子的分泌。由于该项成果对一系列神经和免疫学疾病、糖尿病等患者的囊泡转运都存在缺陷的疾病的致病机理做出了进一步阐述并加快了攻克以上疾病的步伐，三人荣获了2013年的诺贝尔生理学或医学奖。Rothman使用排除法剔除了非特异性的SNAPS蛋白参与膜融合的可能性，又通过科学假说的方法成功发现了参与膜融合SNARE蛋白。而Schekman合理的运用归纳法找出了能控制细胞转运系统不同方面的三类基因。胡锦涛同志在十八大报告中曾经指出科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色自主创新道路，以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新。完善知识创新体系，强化基础研究、前沿技术研究、社会公益技术研究，提高科学研究水平和成果转化能力，抢占科技发展战略制高点。实施国家科技重大专项，突破重大技术瓶颈。胡锦涛同志的“提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力”就是在指导我们要有创新的精神，创新的能力以及创新的思维。与西方国家相比我国的科技水平还不高，诺贝尔自然科学奖为零的局面也还一直困扰着我们，重视每一种创新方法，注重每一种思维方法，这应该是我们的目标。因此，探讨如何辩证而理性的看待，充分科学研究所用的方法并认识到它在科技创新中的地位和作用，对提高我们的创新能力是很有必要的。

由此可见，取得一个科学成果的意义绝不仅仅在这个成果的本身，还在于取得这项成果所运用的科学研究方法。我们应感激那些未知领域的开拓者，他们不但给我们带来了丰硕的科研成果，同时教给了我们全新的思维方法。

二、2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者科学方法

1.排除法

科研是一种探求人类未知领域的艰辛历程，我们只有在研究过程中使用合理的方法，通过恰当的途径，才能完成对现实事物的理性认识。我们都知道现实社会是纷繁复杂的，合理的运用排除法可以有效的把一些次要的、非实质性的东西去掉，留下主要的本质性的东西。从而，更好的完成对现实世界的客观而理性的认识。Rothman和同事发现动物细胞融合需要一种可溶性的细胞质蛋白，叫做N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白（N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein，NSF）以及其它几种可溶性的NSF附着蛋白（soluble NSF attachment protein，SNAPs）。NSF是一种四聚体，四个亚基都相同。SNAPs 有α-、β-和γ- SNAPs等。由于NSF/ SNAPs能够介导不同类型小泡的融合，说明它没有特异性。据此，Rothman认为膜融合的特异性是由另外的膜蛋白提供的。他深知小泡的融合需要特异性蛋白的介导，而NSF可以介导不同类型的小泡的融合，那它就一定不是参与膜融合的特异性蛋白。Rothman成功运用膜融合需要的是特异性的蛋白这一知识，排除了能够介导不同类型小泡融合且无特异性的NSF/ SNAPs。排除法的运用加深了他对细胞囊泡运输中膜融合蛋白的认识，也为他后来猜测介导膜融合的蛋白是SNARE蛋白提供了先决条件。笔者认为，排除法就是在我们认识事物是运用一些已知的客观事实或真理，去除事物中次要的非决定性的因素，排除它们对我们认识事物本质时的干扰，使我们更加全面、深刻的认识事物的本质。

为了能够更加全面而客观的认识排除法，我们可以有针对性的加深以下两方面的认识。

1在我们排除次要的非决定性的因素时，我们要知晓一些客观规律和真理。Rothman的目的是要找到专门负责细胞囊泡运输的特异性蛋白质。因为NSF/ SNAPs可以介导多种类型的膜融合，所以这种蛋白无特异性。基于这些事实，Rothman排除了NSF/SNA Ps蛋白参与细胞囊泡运输的可能性。由此可见，恰当的运用排除法的前提是知晓一些客观事实或真理。

2在此基础上，要将这种客观事实作为我们排除一些次要的非客观性的因素的标准。在Rothman的研究中，他要寻找的蛋白质是参与细胞囊泡运输的特异性的蛋白质。在这一客观事实的基础上，我们知道寻找的蛋白质必须是特异性的，他将此作为排除某些条件的标准。因此，我们排除了非特异性的NSF/ SNAPs蛋白质。世间的一切事物现象都是复杂多变的，当我们透过现象认识事物的本质时就必须学会抓住重要的实质性的东西。排除法可以帮助我们抛弃表面性的非决定性的因素，促使我们把目光投向决定事物的关键性因素。让我们更好的把握事物的本质并理性而全面的认识事物。

2科学假说1（由于NSF/ SNAPs能够介导不同类型小泡的融合，说明它没有特异性。据此Rothman提出SNARE假说：膜融合的特异性是由另外的膜蛋白提供的，把这种蛋白称为SNAP受体蛋白（SNAP receptors），或称为SNAREs，这种蛋白可以作为膜融合时SNAPs的附着点。每一种运输小泡都有一个特殊的V-SNARE（vesicle-SNAP receptor）标志，能够同适当的靶膜上的T-SNARE（target-SNAP receptor）标志相互作用。一种运输小泡在没有找到合适的靶位点之前有可能同几种不同的膜位点进行过暂时性地接触，这种接触是不稳定的，只有找到真正的靶位点才会形成稳定的结构，不同的小泡上具有不同的V-SNARE，它能识别不同靶膜上的T-SNARE并与之结合，以此保证运输小泡到达正确的目的地。）这一假说后由2(Südhof发现的一系列SNARE蛋白成员（如SNAP-25），以及包括RIM蛋白和Munc蛋白在内的、协助囊泡释放神经递质的蛋白质得到了证实)。人们在科学研究过程中依据一些已知的客观事实和真理，对未知的事物本质以及它们的发展规律进行一种猜测性的推断，而这种推断就是科学假说。笔者将从以下几方面进行分析。首先，科学假说的提出需要既定的科学事实作为根据。Rothman正是根据NSF/ SNAPs能够介导不同类型小泡的融合且它没有特异性这一既定事实，才推断细胞囊泡运输的特异性由另外的蛋白提供，并把这种蛋白成为SNAP受体蛋白。他是在已知的科学事实和知识的基础上对未知的事物进行逻辑和理性的推理。科学假说是理性的推断，它离不开某些先行的客观规律、经验以及既定事实。由此可见科学假说并非凭空揣测的虚幻性事物，它需要理性的认知作为它的根基。因此，运用科学假说时应时刻注意用实验对推测的合理性和正确性给予验证，同时必须学会更改或概括所假设的推断，此外还应综合使用各种逻辑方法并将它们充分的结合起来。其次，科学假说并非真理，它需要我们用实践去检验。在它未被实验证实之前它的科学性与真实性都应被质疑。毕竟科学假说存在假定性和未知性。在对细胞囊泡运输的研究中，Rothman的假说也是由一系列的科学实验证实之后才上升为真理的。后来，Südhof在实验中发现了许多种不同的SNARE蛋白。而后，Rothman的假说才上升为理论事实。而在宇宙学史上具有开天辟地意义的大爆炸宇宙论，在刚出现时也是首先被勒梅特以假说的形式提出（1932年）——大爆炸假说。后来，该假说经由对遥远星系光线特征的观测等一系列实践活动的证明，最终，才上升为理论。如今，在回顾人类科学各个领域的发展史时，我们或许更能体会科学假说这一科学研究方法在认识未知事物时的重要作用。科学假说对我们认识未知事物起着指导性的作用。科学探索之路是曲折的，我们在科研的道路上会遇到很多思维上的岔道，科学假说——这一猜测性的推断可以为我们的思维指引方向，让我们充分发挥人的主观能动性，从而强化了我们研究的方向和目标，加快了我们在科研之路上的前进步伐。

3归纳法对于细胞囊泡运输来说，Schekman发现的是控制细胞转运系统不同方面的三类基因，而Rothman等人则是将这种在酵母细胞中发现的基因运用到了对哺乳细胞的研究中去，并在发现SNARE蛋白的同时在哺乳动物细胞中也发现了Schekman发现的基因。虽然他们研究的细胞不同，研究的对象也不同（Schekman研究基因，Rothman研究蛋白质），可是他们都或多或少的运用了归纳的方法。现在，当我们怀着崇敬的心情去看诺贝尔奖获得者的成果时，我们或许已经明白了归纳法这一非常普通的方法的重要性。个人认为归纳法是从具体到一般的论证方法。它经由许多具体的事物或个体，归结出它们所共有的特征，从而得出普遍性的结论。在对归纳法的认识上，我们有针对性的加深以下几方面的认知，有利于客观理性的看待这一方法，并把这种方法运用到我们的科学研究和生活中去。

归纳法是从个别到一般的推理，是从特殊性到普遍性的认识过程。不少人片面的认为只有在个别的事物与这一类事物联系十分紧密时，归纳法在会被运用。其实事物的联系是具有客观性的。它是事物本身所固有的，并非你我发现不了它就不存在。此外，联系具有普遍性。任何事物都无法孤立存在，它们都必定同其他事物处于一定的相互联系之中。而且，整个世界就是一个相互联系的统一整体。从个别到一般的推理，就是从个性到共性的推理。在20世纪70年代，Randy Schekman正是通过基因筛选，发现了一株细胞转运机制有障碍的突变株酵母细胞，在突变株中正常的囊泡运输发生了紊乱。他又将其与正常的酵母细胞进行比较，找出了能控制细胞转运系统不同方面的三类基因。我们不难发现Schekman的科研成果适用于所有酵母细胞，但是他是从一个特殊的个体中找到了答案，又将其推理到所有的酵母细胞中。他把从一个十分微小的个体入手发现的客观规律推理到一类事物上去。这是从个别性知识，引出一般性知识的推理，这种推理就是归纳法的运用。个性是具体的，有限制的，共性是抽象的，绝对的。共性来源于个性，世上没有离开共性的个性，也不存在离开个性的共性。因此，在现实生活中，人人都可以观察分析事物的共性和个性，从而找到存在于事物之中普遍的联系，完成从个别到一般的推理，培养自己创新的思维与能力。此外，当我们选择样本进行观察时尤应注重样品的个性，Schekman选择的样本就是一株细胞运转机制有障碍的突变株酵母，试想如果Schekman选择的是一株普通的酵母，他或许无法如此迅速的找到编码SNARE蛋白的基因。他选择了一株有代表性的酵母，此举直接利于他把那些非本质的无关紧要的东西抛弃掉，只留下那些本质的肯定的东西。只有去除那些不重要的东西构成的屏障，克服偏见成见等主观性因素，才能做到理性的回归。

科技成果的巨大影响力促使人们正视归纳法所蕴含的的足以创造巨大科研成果的魅力。正基于此，我们应该认识归纳法在科技创新中的地位和作用。从总体上来看，归纳法的意义在于它是创造性思维的重要形式。创造性思维有两种形式，其中一种就是以逻辑思维为主的形式，归纳法正是其中重要的组成部分。

1在设计和观察实验时可以把归纳法作为通向真理的康庄大道。为了研究肺炎双球菌转化问题，人们要尽力在其他条件相似的情况下对比出可能改变R型细菌的转化因子，从而得出DNA是遗传物质这一结论。再比如行星至太阳距离的波德定律，关于气体压强、体积和温度的波义尔定律都是归纳法正确运用的典范。科学史表明，自然科学中的经验定律和经验公式大都是运用归纳法总结出来的。

2归纳法还可以帮助我们从既定的事实中总结出普遍性规律，并能有效加强相邻领域间的联系。另一位获奖者Rothman研究的是哺乳动物细胞，他在发现了膜之间的SNARE蛋白配。Rothman和Schekman课题相近，两人取得成果后一定程度上有过合作。又经后来的研究，人们在哺乳动物细胞中同样发现了Schekman在酵母细胞中发现的基因，并证实了Schekman在酵母菌中发现的基因一部分可编码Rothman在哺乳动物中找到的那些蛋白，从而揭开了这种运输系统的古老进化起源。Schekman在酵母这一种生物中发现的基因又进一步被推广到一大类生物的细胞中去了，丰富了SＮＡRE假说，归纳法又一次得到了合理的运用。

3归纳法可以证明假说和理论。完全归纳法和数学归纳法在这方面具有突出的作用。证明三段论的规则要用到完全归纳法；证明数学定理离不开数学归纳法。 另外，它还可以增加假说的真实性，理论上指导择优并对事物未来发展进行预测。孟德尔在研究豌豆的遗传时就运用了概率统计的方法探讨豌豆的遗传规律。他通过种植一定数量的豌豆并对它们的个性进行归纳，揭示了遗传学的两个基本规律—分离规律和自由组合规律。我们以概率和统计方法为工具的量的归纳法对确定假说的支持度或置信度起着决定的作用。
三、结语

科学研究方法在知识创新的过程中起着决定性作用，它能有效的指引我们选择合适的思维方向，甚至实现感性认知到理性认识的巨大跨越，这大大加快了我们认识事物的速度。试想，如果没有这些先进的思维方法，当我们想要认识事物的规律，就会无从下手，思维一团乱麻。而是正确运用了科学研究方法，，我们就可以从复杂的事物中找到突破口，从而把握事物的主要矛盾认识矛盾的主要方面，更加深刻全面的认识事物的本质，掌握事物发展的客观规律。实现了我们认识事物过程中从非理性认识到客观而全面认识的跨越。当我们对一些事物的认识处于具体的片面的认识上时，正确的方法会在意识中将片面的观点与一般的普遍性的认知进行逻辑推理式的连接。它会在协助意识主题的认知活动，给意识一种方向性的指引，使思维跨越世俗非理性情感的障碍，达到原本不可触及的认识层面，做到正确把握事物的本质和特征。可见，在每一个知识创新过程中，科研方法都发挥着作用。科学的创新需要灵感的启发、实验的证明，但更需要全新的思维方法去实现从感性认识到普遍规律的飞跃。可以说，任何事物普遍规律的发现都是对原有认识的超越，但只有在思维方法的作用下才能完成。

加参考文献

1摘自无忧考网

2摘自红网>环球频道生理学奖深度解读：囊泡运输，细胞的“物流系统”2013/10/8 15:59:01 [稿源：红网综合] [作者：] [编辑：李莎宁

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1acb7c526bd97f192379e909.html