论文摘要
分子生物学和生物化学奉小分子组分为生命研究之圭臬,认为了解了小组分的性质和功能便可知悉生命性状形成的秘密。相应的,其方法为解剖、还原式的。但随着对生命系统内部组分的非线性相互作用对生物性状生成的认识,这种还原论受到质疑。论文指出,生命体各层级(基因层、转录层、蛋白质层、代谢层、表型层等)显示出的复杂性,暴露了自然本体意义上还原论的无效性,并从语义分析角度指出了还原论的模糊和逻辑漏洞,表明还原论更多的是作为“构成性”这一观念的隐喻,而不能作为研究复杂系统的有效方法论。20世纪末兴起的系统生物学,是一门新兴交叉型学科,综合了数学、生物物理学、生物化学、生物信息学、计算机仿真建模等学科的原理、方法和技术。系统生物学试图克服还原论的固有局限,通过获取活体组分(如DNA、蛋白质)的海量信息,构建相应的组学,并提出三大方法论：基于活体的机械论解释、自下而上策略和自上而下策略的综合、计算机建模,并试图通过数据和方法的互相嵌合大限度揭示生命性状的形成机制。新机械论解释摒弃了传统整体论和还原论的绝对二分,着眼于基元与整体的本体性关联而非线性的、决定性的强因果关联,强调有机体复杂性来源于系统组分之间的非线性相互作用,将“基于数据的机制”和“基于机制的数据”有机地统一起来,并提出分辨率这一概念,以寻找数据和机制互相融合、可供分析的亚单元。自下而上策略具有显著的自然主义认识方法特点,其旨在通过组学大限度获取小分子信息；自上而下策略则运用组学中的表征非线性相互作用结果的那一部分高层数据,并结合系统科学的理论和方法,向下探寻具备性状生成性的功能亚单元。基于活体的建模,以字母符号表征活体中的功能组分,并为模型设定运行机制。经过不断优化的模型具备一定预测功能。模型为认知提供了强大动力,但也遭遇了一系列逻辑难题。论文后指出,系统生物学新方法仍是妥协现实的有限认知,其根源是人类的有限理性。