赋予细胞能动性：将认知延伸到底

作者：张馨予

　　神经现实 ✖ 哲学社共同发布

　　生物学家喜欢将自己视为完全科学意义上的行为主义者。他们通过蛋白质、细胞器、细胞、植物、动物和整个生物群组成中更小的部分，来解释和预测它们在各种条件下的行为方式。他们找出了能够可靠地执行各种功能的因果机制，这些功能包括复制 DNA、攻击抗原、进行光合作用、辨别温度梯度、捕获猎物、找到返回巢穴的路等。但就研究机制中细胞和其他部分的逻辑和目的来说，他们不认为认可这些功能会使自己与任何广受质疑的目的论或谴责扯上关系。

　　但是，当认知科学在50多年前背弃行为主义，并开始处理信号和内部地图、目标和期望、信念和欲望时，生物学家备受折磨。好吧，他们承认，人和一些动物是有思想的；他们的大脑是物质的，可以处理信息并指导有目的的行为，与二元论中神秘的心灵不同；没有大脑的动物没有思想（如海鞘），植物、真菌和微生物也没有。生物学家拒绝在理论工作中引入意向性相关的惯用语，除非是在向非专业观众教学或解释时作为有用的隐喻出现。基因不是真的自私*，抗体不是真的在寻找什么，细胞也不是真的想弄清楚它们在哪里**。这些微小的生物机制并不是真正有计划的能动者，尽管以这种方式看待它们往往能带来深刻的洞见。

　　*译者注

　　*来源于理查德·道金斯（Clinton Richard Dawkins）所著书籍《自私的基因》（The Selfish Gene）。道金斯在书中探讨了繁殖和演化、利己利他行为、群体选择等主题，主张以基因为单位和中心的演化论，生命的本质在于基因对于自我延续的自私性。

　　**此处的细胞指位置细胞（place cell）。位置细胞位于大脑的海马体中，在动物在空间的特定区域时，位置细胞可以得到激活。位置细胞对于认知地图（cognitive map）和空间信息处理具有重要意义。

　　我们认为，这种值得称赞的科学谨慎性已经太过了，以至于妨碍了生物学家探索最有前景的假设，就像行为主义阻止心理学家看到受试者可测量的行为可以被解释为希望、信仰、计划、恐惧、意图、分心等等。风趣的哲学家西德尼·摩根贝瑟（Sidney Morgenbesser）曾经问过斯金纳（B F Skinner）：“你认为我们不应该把人类人格化吗？” 我们的意思是，生物学家应该冷静一下，看看将各种生物人格化的好处。毕竟，生物学不就是一种对生物所有组成部分和处理过程的逆向工程（reverse engineering）吗？自20世纪40年代和50年代控制论（cybernetics）的兴起，工程师们就已经有了一种健全而实用的关于机械的科学：这些机械拥有目的和目标指向性，关于机械的科学却毋需神秘主义的介入。我们建议生物学家迎头赶上。

　　我们同意肆意将目的归因于对象是错误的；牛顿定律非常适合预测放置在山顶的球的运动路径，但它们对于理解山顶上的老鼠会做什么毫无用处。而与之相对的另一种错误是未能将目标指向性归因于真正具有它的系统；这种对目的论的恐惧（teleophobia）削弱了人们预测和控制复杂系统的能力，因为它会阻止我们发现最有效的内部控制或压力点。因此，我们拒绝过度简化的本质主义：也就是说，我们并不认为只有人类有“真实”的目标，而其它一切都只能拥有隐喻的、“似是而非”的目标。基础认知（basal cognition）和相关科学的最新进展向我们展示了如何摆脱这种对人类这一物种的“全或无”式（all-or-nothing）思考——应当将人类的能力放进自然的大背景下来看，放弃简单的二元区分，而代之以“某系统具有多大程度能动性”的连续体思维。

　　- Dean Stuart -

　　多亏了达尔文，生物学永远不必援引某个创造所有这些机制的“智能设计师”。自然选择的演化已经完成了许多，并且仍在进行所有这些提炼、集中和划分的工作。我们都只是由遵守物理和化学定律的身体机制组成的物理机械。但是，人类智能设计师设计的巧妙机制，例如时钟、发动机和计算机，与由自然选择设计和组装的机制之间存在着深刻的区别。看清这种区别只需一个简单的思想实验。

　　设想你订购了一辆遥控模型车，它装在一个背面写着“需要组装”的大盒子里。当你打开盒子时，你会发现数百个不同的零件，里面没有标签，也没有说明书。这是一项艰巨的任务，而且主要问题并不在于手指的灵活性或力量，而是你不知道这些零件该用在哪里。精心编写的使用说明书和所有部件上的图表和标签当然将是非常有价值的。但这之所以有价值，仅仅是因为你可以看懂图表、读懂说明和标签。如果你收到了俄文说明书但却并不懂俄文，那它也没什么用（你还必须知道如何将卡片A接到卡槽B，如何将17号螺母拧到95号螺栓上）。

　　但是，随后你发现了一张纸条，让你将所有零件放入炉子上的一大壶水中，将水加热至低沸点并搅拌。你这样做了。令你惊讶的是，这些零件开始连接成小的组件、然后再连接成更大的组件——卡片找到了它们的卡槽，螺栓找到了它们的孔，螺母在这些螺栓上旋转，而这些都是由沸水的随机翻滚推动的。几个小时后，你的模型车就组装好了，你将其擦干后，它就会开始平稳运行。当然，这是一种荒谬的想象，但它效仿了生命的“奇迹”，即在没有任何有智慧的组装者的帮助下，仅用一份DNA零件清单和说明书，就能组建出一个具有数百万个可活动部件的崭新有机体，把所有部件都正确地连接在一起。

　　多亏了那些非凡的机器，如核糖体、伴侣蛋白等，我们已经对读取和执行成分表（蛋白质的基因）的方法有了精彩详尽的描述。而有关DNA如何指导蛋白质组装的问题，我们也取得了长足的进步。难道这条如此成功的自下而上的研究路径，最终不会揭示出发生在那锅沸水中的所有组装过程的细节吗？这一现象确实是一个问题吗？

　　我们认为确实成问题。我们如今所取得的巨大进步主要源于对分子层面的深入研究，但是在更高的层面上，进展却并不顺利。在癌症研究中，我们对控制解剖结构，或使它重回正轨的方法知之甚少——这就是为什么我们还没有真正的再生医学（regenerative medicine）。我们知道如何从干细胞中决定单个细胞的命运*，但我们还远不能按需制造复杂的器官。制造器官的可能仅仅出现在个别情况下：当我们学习与细胞群交流——我们提供一个简单的触发器，像写着“在这里建造一只眼睛”的生物电模式，然后就把这个艰巨任务交给智慧的细胞组，直到它们把器官制成。

　　*译者注

　　细胞命运决定（cell fate decision）：细胞在发生可识别的形态变化之前因受到约束而向特定方向分化。这一过程确定了其未来的发育命运。（来源：《生物医药大词典》）比如，胚胎中的一个干细胞会分化成神经元还是肌肉细胞。