在十九世纪五十年代和六十年代后期,施旺(Schwann)所建立的理论框架发生了根本性的修正。这种修正包括对施旺外源细胞形成论述的否定,并用直接细胞分裂的论述取而代之,这种修正的特征悬,作为确定细胞的决定性要素,人们已将注意力从核和膜转移到原生质。按照拉卡托斯的科学观,这样的修正被认为是核心变化,由此修正的结果将不改变现存的研究纲领。在达尔文的进化论中,世代变化可解释为物种科系之间的过渡。很清楚,在十九世纪五十年代和六十年代,细胞的研究者们自发地修正施旺的细胞学说,同时富有成效地接受从施旺到更新的观点的变化系列,并集中精力修改之,再者,选择虽然不是解释修正的唯一工具,但却是主要的因素之一。因此,选定具,有启发性理由的进化模式,将导致我们探求有关选择标准的变化,以图解释直接细胞分裂的理论如何取代施旺的外源细胞形成的理论。
我已经指出,关于细胞分裂观察的报道,不足以排斥作为已被普遍接受的施旺细胞形成的理论、在极少数研究者中,雷马克(Remak)基于自己的观察,完全否定了外源细胞形成的概念。他在1852年竟将这个理论称为“假的”但是,即使像冯 · 莫尔(Von Mohl)这样的研究者,连续发表了关于细胞分裂的更准确的报道(其中某些对细胞分裂的开创性研究中甚至集中涉及核分裂),也没有否定施旺外源细胞形成的过程确切地说,多数研究者都直率地认为细胞形成存在着两种方式。例如,植物学家耐格里(Nisei!)主张,植物中新细胞总是在老细胞中形成的,(他认为外源细胞的形成可发生于动物中),但他又认为施莱登(Schleiden)的方法及其细胞分裂学说都是为现今所用的手段,从事动物研究的克里克尔(Kolliker),则采用一个相似的折中观点。这些研究者继续考虑如此肯定内源或外源的细胞形成,其原因不在于显微镜技术不好。观察所得的证据不是单义的。这里存在着有如胚囊那样的分歧情形,要清晰观察许多动物的细胞那是更为困难的,因此,像雷马克那样的研究者们断言所有细胞由原始细胞分裂而成,是不能基于各自的观察而得到证实的,导致否定施莱登内源细胞形成理论与施旺外源细胞形成理论所需要的,首先要促进一种作为他们对立面的理论观点,证明其比选择细胞分裂更不合适。此外,在另一种情形下观察的证据,不是形成一种科学信念的主要选择因素,而似乎是一种严格观察的信念。
促成细胞分裂理论的决定性的理论考察是由微耳和(Virchow)实现的。微耳和的专业是病理学,他的理论考察是出于病理学中的革命态度,微耳和之前的时代,病理学中占主导地位的是体液说。罗格坦斯基(Rokitansky)通过细胞病态所引起的病理学状况的观察,并按施旺的细胞理论,从细胞形成质的化学干扰方面来解释这种观察,把施旺的细胞理论纳入这个传统的体液说。由于最终将病害归因于化学因素,这种体液的研究,把一般物理化学方法应用于生理学,正投十九世纪四十年代许多研究者之所好。然而,微耳和却否定了这种物理化学纲领的极端还原论,这就导致一个关于病理学状况的完全不同的看法。
微耳和把在细胞中所有反应归因于普通物理化学的活性:“在这里它是具有活性的机械的物质——这个活性又根据于物理和化学规律”。然而,微耳和强调,整个细胞是生理学和病理学的基本单位。“组成部分的意义永远只在整体中找到”。基于这种对整体细胞重要性的强调,微耳和在病理学上开拓了一种所谓‘细胞病理学’的新方向,他把病理学状况归因于整个细胞的纷乱,而不是个别的化学成分,为了驳斥将生理学和病理学现象还原为亚细胞化学活性的倾向,微耳和求助于‘生命力’的概念,并把活细胞产生的特殊运动的功能归因于这种“生命力”。他既为他牵强地求助于生命力不使某些东西实体化而辩解,又对人们不能从细胞组成的性质推断由生命力产生的运动而作了驳难。
微耳和主张,生命力只能通过接受具有生命力的别的东西来获得。因此,他否定了自然发生论的可能性,施旺细胞形成的理论是一种新细胞自然发生论的理论,因而微耳和否定了这种理论而支持了细胞分裂的论述。所以,微耳和提出了这样的准则:“一切细胞来自细胞”。
我早已强调,对施旺及十九世纪四十年代的其他研究者来说,外源细胞形成理论的一个长处是,它可以作为一个类似于晶体形成的机械过程来理解。微耳和则缺少一个与之相似的细胞分裂机制的模式。然而,这对微耳和来说关系不大,因为虽然他承认细胞的机械作用,但他并不认为整个细胞的活动必须还原为这种作用。支配整个细胞行为的规律的发现是充分的,但不能给以机械的解释。
十九世纪四十年代产生的关于还原论的物理化学解释的强烈影响,到十九世纪五十年代已经开始削弱。这一纲领的巨大成功就是能量守恒原理的发展,但似乎提出完全按物理化学过程来解释细胞活动的最初诺言并没有实现。虽然多数研究者没有跟随微耳和回到生命力的概念,但他们承认生理学是一门可以从事的独立科学,至少当初它没有要求按物理化学活动对生理现象作完整的解释。这一方法论上的变化构成了一个选择准则上的变化,导致研究者们较快地采用微耳和的细胞理论以取代施旺的细胞理论。
生理学上这种新看法以贝尔纳(Bernard)为典型代表。事实上,将微耳和的细胞理论结合于普通生理学之中的是贝尔纳。贝尔纳主要关切的事是与贝切特(Bichat)一起来否定古典生机论的观点。但他没有忽视这种生机论观点所基于的论据。在生机论背景下,这些基本论据在生物有机体对环境刺激的反应方面有着明显的模糊性。贝尔纳认为一个有机体的反应总是完全确定的。他把不同时间中像刺激这类反应的变异、归因于有机体中所发现的条件不同。有机体中的各种器官总是通过例如供给另一器官的营养而与另一器官发生相互作用的。这种相互作用的系统,贝尔纳称之为内环境。贝尔纳将生理学的研究集中于发现这种内环境是怎样形成的。贝尔纳确定了控制内环境的原则之一是保持恒定的需要,同时认真地发现了通过这一原则而达到的某些机理。
贝尔纳最初注重器官或组织以作为内环境的要素。可是,在他熟悉微耳和的细胞理论后,便将细胞理解为内环境的居民。这样,他就开始描述生物有机体中细胞的相互作用,以及组织这些细胞以维持其环境稳定的状况。他所关注的重要的相互作用之一是细胞与体液之间的相互作用。例如,他认为氧化作用是细胞和血液中的氧之间相互作用的产物。他论证了血流中的氧化作用产生于细胞之外。细胞将碳释放在血流中,在那里与氧化合(细胞氧化作用被认为是碳与氧的化合,而不是氢和氧的化合),他的理由是那时只有细胞能起调节作用。如果氧进入细胞,那么血液中氧的数量就支配了氧化作用率,然而,如果这一过程处于血流中,他认为细胞可以通过确定释放出多少碳来起调节作用。这样,氧化作用被认为是细胞和血流相互作用的过程。
这个例子是一个典型,它表明在贝尔纳所阐述的生理学中,微耳和的细胞理论找到了一个易于被接受的恰当位置。细胞作为一个单位,其相互作用已被研究了。生命被认为是细胞间相互作用的过程,每个细胞对复杂的生命活动作出了特殊的贡献(微耳和并没有沿着贝尔纳考虑的这个方向走,因为微耳和认为生命本身全部包含在细胞之中)。贝尔纳将某些机能归因于细胞本身(例如释放碳),但这些基本功能的执行方面不是他试图解释的主要事情。他的目标是借助像细胞这样的原始单位的相互作用,用整个有机体来解释功能的执行。贝尔纳虽然以此为其目标,但并没有因缺少像细胞分裂过程的机械模式而感到不安。最后,贝尔纳认为细胞的所有活动完全由物理化学规律所决定,但由于他认识到在决定其行为时这种系统的组织是多么事关重要,因此他没有被缺乏一个现成的机械模式这一事实所困扰。
本节我们已看到,一个修正了的以细胞分裂作为所有细胞形成方式的细胞理论,是如何取代施旺细胞理论的。但施旺的理论也没有被普遍地否定,因为缺乏足够的证据。只有像雷马克等少数人,在其研究领域内否定了它。但一个与自然发生说相悖的新的有机论的选择因素却导致它销声匿迹。这个选择因素也助长了在施旺工作期间已经流行但尚不成熟的细胞分裂模式中一种变异。细胞分裂模式的变异已不利于施旺时期流行的还原论者探求物理化学解释的选择因素。还原论的选择准则到微耳和及贝尔纳时期已经削弱了,因为研究者们将注意力集中于对体内物理要素行为起调节作用的组织,指出细胞分裂的假说无需物理化学的解释。这样,对自然发生说的异议便提供了一个强大的力量,使得直接细胞分裂的论述比施莱登和施旺的细胞形成观点更可取。
[Studies in History and Philosophy of Science,第15卷第4号,1984年12月]