理解生命科学，重视生命科学

理解生命科学，重视生命科学

生命是地球上物质运动的最高层次，我们现在拥有的知识还远未能揭示生命的奥秘。人类生存和发展所面临的几大挑战，无不与生命科学息息相关。生命科学将在21世纪起带领自然科学和关系人类生存与发展的重大作用。应当扭转对生命科学的轻视态度，并恢复和加强生物学在基础教育中的地位。

由71位中国科学院院士签署的“务必十分重视生命科学研究”的建议已见诸报刊，反响很大。但人们对生命科学及其重要性还有不少疑问，有必要提出来讨论。

为什么说生命科学将在21世纪自然科学中起带头作用？

这个问题可从三个方面探讨：

（一）从科学发展规律来看　自然科学是以研究自然界中物质运动规律为共性的，而各个学科所关注的物质运动形式则是有特殊性的。如果说物理学主要研究原子与亚原子的运动，化学主要研究分子运动，那么生物学就是以研究生命运动为己任。生命是地球上物质运动的最高层次，生命运动中既包含分子与原子的运动，又有其本身特有的运动规律。随着生物由单细胞到多细胞、由低等到高等的进化，其结构与功能变得愈来愈复杂和精巧。我们现在拥有的知识还远未能揭示生命的秘密。

生命运动既然包含多层次的运动形式，则生命科学的发展也就离不开其他学科的帮助。化学、物理、数学、信息科学、工程科学等的渗透加速了现代生命科学的研究进程；反过来，生命之谜揭露愈深，它对相邻学科的回报也愈大。20世纪生命科学在兄弟学科的支持下登上了科学的制高点之一，可以指望21世纪它将对兄弟学科作出应有的贡献。这一观点现在不仅在国际而且在国内、不仅在生物学界而且在非生物学界已为许多有识之士所公认。无需旁征博引各种具体资料，即从71位院士倡议中包括生物学部以外的院士的签名，以及从化学、物理、信息科学界不少学者开始把眼光转向与生物有关的课题这类显见的事实来看，生命科学作为今后带头学科之一已是“小荷才露尖尖角”。

（二）从对社会与经济的影响来看　生命科学几乎涉及国计民生的一切方面。人类生存和发展所面临的几大挑战，无不与生命科学息息相关。

农业问题：“民以食为天。”我国要满足21世纪对粮食和其他农、林、牧、副、渔产品的要求，根本出路在于提高单产，从而对现代农业技术的依赖日益迫切。而现代农业生物技术是建立在对植物、动物、微生物生命活动规律深入研究的基础上的。缺乏雄厚的生命科学研究，农业的可持续发展是不可想像的。

医药卫生问题：人类健康的改善取决于对自身的了解。人是哺乳动物进化的高峰，具有生物尤其是哺乳动物的基本特性。医学和药学研究要经过动物实验；医药资源中相当重要的部分来自植物、动物与微生物；医学当然还涉及人与微生物的关系。离开生命科学研究，医学将成为无源之水、无本之木。

人口问题：忽视人口规律的研究已在我国造成了严重的恶果。人口问题除数量方面外还有质量方面。例如由多种遗传疾病所导致的人口素质下降，是社会的沉重包袱。当今谈论很多的优生问题，不就是植根于以往的生物学研究吗？

资源问题：自然资源日渐匮乏是21世纪的全球性问题。我国作为人均资源相对贫乏的国度，这一问题更为突出。自然资源中包括日渐减少、有的已濒临绝灭的生物资源。生命科学在生物资源的调查、开发利用和保护方面是必不可少的。

环境问题：这也是下世纪人类面临的严峻危机，“保护地球”的呼声日益高涨。环境保护的根本措施之一是维护全球性与地域性的生态平衡，这当然也离不开生命科学研究。

工业技术进步问题：生物化学与微生物学等将在不少制造业中促进技术进步，这是生命科学与工业关系的直接方面。还有间接的方面，即将仿生学等研究成果应用于下一代计算机与工程设计，甚至有朝一日模拟绿色植物光合作用生产人工食品。

可见影响人类生存与发展的各种因素无不直接或间接地依赖生命科学研究。各国政府决策机构与专家学者一致认为21世纪的前沿科学领域将是生命科学、信息科学、材料科学、能源科学、环境科学。而生命科学在诸多场合被列榜首，这是由科学发展和社会需求的客观规律所决定的，并不是少数生物学家想当然的主观判断。

（三）从精神文明建设来看　生命科学与精神文明的关系可能是一个容易忽视的盲点，但只要认真想一想就不难接受了。诸如计划生育、优生、医疗保健、卫生、环境保护、资源保护等等方面，均需广大群众自觉养成良好的个人习惯和社会公德，而缺少生物学知识就很难有此自觉性。更深层的问题涉及心理与精神领域。大脑是大自然创造的奇迹，是生物进化的最高结晶。社会上封建迷信之风泛滥，归根结底还是由于大脑这片领地尚未完全被科学征服的缘故，而神经生物学和脑科学的迅速发展正在日渐接近解开大脑活动之谜。

总之，无论从科学发展、国计民生或国民文化素质哪个角度来看，生命科学都有举足轻重的地位。

生命科学是如何逐步走向现代化的？

这是一个复杂的学术问题，这里仅从认识论的角度简略地讨论。人类对生物的认识是一个由浅入深、由表及里的漫长过程。古代是从认识生物的群体和个体特征开始的。近代深入到对个体形态、结构、发育、生理各方面的研究。进化论的提出和细胞的发现（“19世纪三大发现”之二）使人们认识了生物界的统一性，并使研究由群体与个体层次深入到细胞层次。20世纪初叶，遗传规律的揭示及基因与染色体关系的确认，在细胞层次上论证了生物性状遗传的规律。从20世纪50年代起，以DNA分子结构和遗传密码破译为标志，生物学进一步深入到分子层次。分子生物学渗入到生物学多数分支学科，带动了整个生命科学的现代化。

由此可见，生物学的发展基本上是沿着群体→个体→细胞→分子的研究方向，由宏观层次向微观层次不断深入的。当然以上仅指人类认识生物的历史而言，并不意味着当前宏观生物学的研究是陈旧过时的。愈处于宏观层次，生物运动形式愈复杂，也愈需要借助微观层次的研究。宏观与微观研究本来就是相辅相成的。

人们会问：分子生物学之后又将如何？看来，一方面朝微观领域深入的趋势仍将继续下去；另一方面，由微观向宏观的回复将不可避免。因为生物（尤其是高等动、植物）本来就是一个有机整体，分子层次的研究到达一定深度之后，一定要结合细胞、个体以至群体层次的问题，才能回答这些层次的生命活动规律。例如，由一个单细胞（受精卵）发育成个体的过程中，经历一系列细胞增殖、分化以及编程性死亡，在此基础上形成组织、器官，再构成个体，其中包含极为严密而有序的时、空变化，就需要从分子、细胞到个体进行“一条龙”的研究。因此有人认为继分子生物学之后，发育生物学将引导未来的研究主流。人类对生命的认识遵循由宏观到微观的分析（其中也有综合），再由微观到宏观的综合（其中也有分析）这样的螺旋式发展道路，不断地由必然王国向自由王国前进。

为什么对生命科学的重要性认识不足？

当前社会上和决策部门对生命科学的认识存在很大的反差，有重视的方面，也有轻视甚至歧视的现象。例如，为什么基础教育中数、理、化、生四大理科门类中，惟独生物学被排除在高考范围之外呢？生物学难道低人一等吗？这和前述生命科学三方面的重要意义相比，反差不是太突出了吗？高考取消生物学科目不仅影响高校生命科学院、系生源的质量，更严重和长远的后果是由此培养出大批缺乏生物学知识的中学生，以后很难在社会上自觉推行农业、医药卫生、计划生育、优生、资源与环保以及抵制封建迷信等有关物质和精神文明的政策与措施。

对生命科学认识不足可能来自两方面的根源：

第一，生命科学对科技与社会发展的巨大影响潜力有一个逐渐释放的过程。生命科学的现代化相对晚于物理、化学，它在商品经济中的作用也还方兴未艾。生物的高度繁复、生物学从研究到应用需时较长等特点，使其产业化不可能如有些学科那样迅速。因此，不应该用“立竿见影”的标准来苛求于它。

第二，人们常以传统学科的眼光看待当今的生物学，以为仍是几十年前那样“原始”。殊不知现代生命科学对精密和昂贵的仪器设备与试剂的依赖早已今非昔比。仅举一例：正在进行、预期2005年完成的人类基因组研究计划耗资数十亿美元，毫不亚于一个超大型的跨国工程项目。以为生命科学研究无需加大投入的观点是站不住脚的。

总之，生命科学已成为一门现代科学，将在21世纪起带领自然科学和关系人类生存与发展的重大作用。应当扭转对生命科学轻视的态度，加大研究的投入，恢复和加强生物学在基础教育中的地位。希望广大社会人士和决策部门理解生命科学，重视生命科学。

（原载《世界科技研究与发展》，1997年第19卷第1期）