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第2回:总有例外

已有 2667 次阅读 2022-3-5 21:00 |系统分类:教学心得

小时候,脑子里总是认为悬崖峭壁之下或者深山老林之中,藏着绝世武功,得此可睥睨天下。

 

追求高度统一,简单和谐的万能大法,在科学和武学中大概差不多。当牛顿把天体运行的规律,总结成运动定律时,大家不自觉会认为人类已经洞悉了大自然的终极秘密,欣喜不已。当然,大自然的秘密哪里那么容易破解呢!例外总是有的。新的例外先是带来惶恐,最终却成了科学认知进步的永动机。这一点深刻的展现在物理学的发展历程里(物理学的乌云)。

 

生命世界的例外尤其多。传统的植物学家、动物学家,对于发现新的物种,情有独钟。那种感觉,跟到悬崖峭壁下、深山老林中寻找武功秘籍,颇有几分相似。新物种在物种名录上显然是种例外,有时甚至可以带来认知的迭代。比如蝾螈,这一类十分可爱的小家伙。它们腿软软的、脚趾发育不全、动作缓慢堪比树獭、视力严重退化、心脏像个纸袋子,柔弱得让人随时想保护它。就这家伙,它打破了我们曾经的一个错误认知。传统观点认为结构越复杂的生物,他们的基因组碱基对越多。蝾螈的碱基对竟然是人类碱基对的百倍,神奇的很!

 

生命世界的例外特别繁盛自是有其缘由。基因突变的特点是随机,哪个基因被固着也是随机(genetic drift)。随机会孕育例外。实际上,地球上之所以有人类,目前最好的解释,也是认为这是随机过程的结果。人类不是天选之子,我们只是恰好抽到了有奖的彩票罢了。自然选择的力量很大,但是如果基因库里面备存候选基因,选择也只是空谈而已。

 

正视例外很重要。物种是宏观生物学问题关注的重要对象。正视例外对物种的定义就十分重要。在有性繁殖层面,通过是否可以自由交配,并产生可育后代,来界定物种非常实用。然而考虑到新物种的形成机制,老物种到产生生殖隔离的新物种之间可能有许多中间态。这就会带来例外的棘手问题。

 

生态学以生命体为研究对象,例外的情形也少不了。这一点在生态学的教科书上,表现惹眼。例如,Robert Ricklefs等人编著的《Ecology: the economy of nature》在2018年迎来了第八版,篇幅竟达1,550页。这种大部头,估计可以吓退不少人。把教科书编的那么厚,并不是作者故弄玄虚,是真的没有办法。例外太多了,抽提精简完不成,不得不罗列例子。

 

最近二十年,关于构建生态学统一理论大厦的尝试和讨论大热。特别是期刊Oikos,隔三岔五的抛出一个思考来,颇为令人赞赏。然而,构建牛顿运动定律一般模样的生态学理论体系,路子看起来还很长。这个过程中,例外就是统一理论的动力。当我们认为已经获得普适统一理论的时候,例外就在旁边微笑着说,我还是例外哦。

 




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