生物學研究的結構
之一：問題意識的形成
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假說的形成
生物學研究的第一因
心動之初
楊倍昌
成功大學醫學院
微生物及免疫學研究所
問題？看到的問題？好問題？
閻瑞麟 http://yenswood.mac.to/album/?start;80
隨便的提問？用力的回答？
 中國和西方的科技在1450年到1600 年間仍有
並駕齊驅的樣子，之後西歐突出，才使中國望
塵莫及。? (李約瑟難題)
黃仁宇轉述李約瑟的話, in: 放寬歷史的視界 1988, 允晨叢刊、台北, p:94
 中國一百年來的革命，已於1980 年代完成。
期間最大的一個收穫，則是今後這個國家已能
在數目字上管理 (mathematically
manageable) 。
黃仁宇: 放寬歷史的視界 1988, 允晨叢刊、台北, p142
 是嗎? (bc)
• 為什麼要(創造)有蚊子？
• 為什麼要有腦波？
versus
有所謂亂問的問題嗎？
• 蚊子會傳播登革熱嗎？
• 睡眠時腦波會增強嗎？
I keep six honest serving-man
They taught me all I knew
Their names are What and Why and When
And How and Where and Who
Rudyard Kipling
Just so story (1902: The Elephant’s Child)
Ernst Mayr (1904-2005)
This is Biology: The Science of the Living World
涂可欣譯 . 「看﹗這就是生物學」
• 第七章 分類學：探討生物學中的「What」
• 第八章 發生學：探討生物學中的「How」
• 第九章 演化學：探討生物學中的「Why」
• 第十章 生態學：探討生物學與「Where」的關係
• 第十一章 探討人類在自然史中的「When」
科學問句的內容5W1H)
Who :
What :
When :
Where :
Why :
How :
Gene (protein) for migratory machine
Migration：Chemokine, receptor
Speed：detachment, protein degradation
Location of receptor
Chemo-attractant, space, morphogenesis
The operation of migratory machines
幾種看法
證據史觀 (Evidence-based historiography)
• 維也納學派：邏輯實證論 (Positive Empiricism; Logical positivism)
• 卡爾 巴波：否證論 (Falsification)
社會史觀 (Social historiography)
• 弗來克 (Ludwik Fleck, 1896-1961) ：思維集體(Denkkollectiv)/思維式樣
(Denkstil)
• 孔恩：典範 (Paradigm)
模糊/完形式樣 (Gestalt)
• 墨子：僻、侔、援、推
其他
• 陳瑞麟：「發展的輻射模型」實驗有一個典型的結構，有背景觀念、實
驗模型（以實驗工具為主）和物質落實三個主要的傳衍項目，每個項目
都可能成為構思與設計新實驗的契機，成為新實驗發展的途徑或管道。
• Emergence Theory：動態 (dynamic) 與突現 (emerging)
證據史觀 (Evidence-based historiography)
延續十七世紀，培根及笛卡爾的科學傳統
•
維也納學派 (Vienna Circle)：邏輯實證論
(positive)
一 拒絕形而上學，認為經驗是知識唯一可靠來
源。
二 只有通過運用邏輯分析的方法，才可最終解
決傳統哲學問題。
•
卡爾 波普：否證論 (Falsification; negative)
一 科學理論的表達一般為全稱判斷，而經驗的
對象是個別的。所以，經驗如果用來證實理
論，那麼它將是無法窮盡一般的理論的。
二 如果堅持實證主義，那麼一旦出現與理論相
悖的經驗，人們便會做出特殊的設定或限制
以使得理論能滿足經驗。但實際上這樣的設
定往往是極不科學的。
Ludwig Wittgenstein，1889-1951
Karl Popper, 1902-1994)
社會史觀 (Social historiography)
• 弗來克 ：思維集體(Denkkollectiv)/思維式
樣(Denkstil)
正確的科學與錯誤的科學發展的方式相同
Ludwik Fleck, 1896-1961
• 孔恩：典範 (Paradigm)
一九六二年，《科學革命的結構》，以結
構史觀批評主流的線性發展方式。
Thomas Kuhn, 1922-1996
墨子
生卒年不詳，約為 BC479—BC381之間。
• 【辟】是舉出相關類似的例子(例證)作為支持，例子結構 (形狀)之間
的相似性越多，推論越可靠。是一種屬性類比推理方式。
• 【侔】的推理原則是一種關係類比推理方式，推論的根據在於事物發
生過程的關係間的相似性。從一類事物的關係而推論另一類事物的關
係。
• 【援】談的是事情狀態的相似性。結論的關鍵在於不能違反「有諸己
則不非諸人的原則」。不論預設前提的理由是否恰當，不可以有雙重
標準，不能偏袒自己。
• 【推】的推理形式有一點像間接否定法，或者是誇大其詞後顯現事物
的荒謬性與不合理。
Emergency：突現理論
Ernst Mayr 認為黑格爾的辯證思維也能影響生物學的研究
Hegel's dialectic is the tool which manipulates us into
a frenzied circular pattern of thought and action. That
can release us from the limitations of controlled and
guided thought.
Dialectics is based around three (or four) basic concepts:
•
•
•
•
Everything is transient and finite, existing in the medium of time (this
idea is not accepted by some dialecticians).
Everything is made out of opposing forces/opposing sides
(contradictions).
Gradual changes lead to turning points, where one force overcomes
the other (quantitative change leads to qualitative change).
Change moves in spirals (or helices, not circles. (Sometimes
referred to as "negation of the negation")
簡易的三種生物學最常見的理由：
• 科學典範： Kuhnian paradigm-based
historiography
• 神來之筆 (可能只是胡說)：類比邏輯
• 財大氣粗：Mass screening
楊倍昌：像生物學家一樣思考，看不見的工具
2008，STM 中心出版
問題？看到的問題？好問題？
閻瑞麟 http://yenswood.mac.to/album/?start;80
2007年 NIH 的審查標準：
http://www.nih.gov/about/
Significance
1. Representative
(not comprehensive)
Approach
2. Objective
Innovation
3. Reportable
Investigators
Environment
4. Not obviously attainable
5. Specific
6. meaningful
孟德爾的花園
他想要回答什麼問題 ?
 為什麼結果被埋沒近 (35) 年?
 是什麼認知環境，讓後人了解到孟德爾
研究的重要性?

"gelb x gelb = grün ...wenigstens manchmal"
For lecture only; BC Yang
很完整的討論:
http://www.weloennig.de/mendel.htm
 Warum seine Entdeckungen 35 (72) Jahre ignoriert
wurden
 Ein paar kritische Kommentare von Pionieren der Genetik sowie
weiteren Biologen und Biologiehistorikern zur Wirkung des
Darwinismus auf die biologische Forschung
 Why his discoveries were ignored for 35 (72) years
 Some critical comments about the effects of Darwinism on
Biological Research by Pioneers of Genetics as well as further
Biologists and Historians of Biology (German with English
Summary)
For lecture only; BC Yang

是什麼東西引起孟德爾如此大的興趣，
讓他願意花費八年時間進行植物雜交實
驗?
在費曼之前 – 二十世紀的科學簡史; 陳恒安譯, 究竟, 台
北 (2002).
Ernst Peter Fischer (1995), Einstein & Co.: Eine
kleine Geschichte der Wissenschaft der letzten
hundert Jahre in Porträts.

或者他只是無聊找事做?
For lecture only; BC Yang
http://www.giddings.txed.net/biology/ch12.html
就是這樣做
So ist es gemacht!
For lecture only; BC Yang
由種子商購買 34 個豌豆品種，培育
兩年成為純系。他發現有22 株系的
性狀穩定，然後又選定 7 種性狀作為
觀察性狀在世代間傳遞情況的指
標.......
 豌豆有七條染色體。
 據說研究進行八年，對兩萬八千株植
物進行交配實驗。這八年孟德爾在想
什麼 ?

 When Mendel's paper was published, in 1866, it received little attention,
and was rarely cited by botanists or biologists during the next 34 years.
Mendel's work has been thought to exemplify everything from the failure
of traditional modes of scientific communication (Bush [1945]) to the
phenomenon of "premature scientific discovery" ( Stent [1978]). In 1900,
Mendel's work was cited by three botanists, writing in different parts of
Europe: Hugo de Vries, in Amsterdam; Carl Correns, in Tübingen; and
Eric Von Tcshermak, in Esslingen, Austria. Although their
interpretations of what Mendel had shown were arguably inaccurate,
these citations caused what has come to be known as the "rediscovery" of
Mendel.
http://www.mendelweb.org/MWhartl.intro.html
具象與抽象
As time goes by, the biological life goes down to
a sign of sign, a mix of molecules, and imaging
set of colors with colorless.
Mitosis in Onion Root Tips
Down to a microarray
For lecture only; BC Yang
在接受且理解孟德爾發現的必要條件有哪些?
 孟德爾以概念 (以 Elemente 稱呼他所追蹤的遺傳單位)
和假設的理論掌握自然的規律(關係) 。但是
概念必須有實物相對應，才能展現其存在的
意義。
For lecture only; BC Yang
對碩、博士班的學生來說：
應該先鍛鍊的是問幾個簡單的
問題，花小錢，用最快速的方
法勾勒出一個完整的故事。
楊倍昌 (2008)：像生物學家一樣思考
第三篇，生物學研究的工具