王浩在40年前的演讲：生物学的形式与直觉
王浩（1921.5.20-1995.5.13），20世纪杰出的逻辑学家、数学家、哲学家。40年前，第九届国际血栓和止血学会会议在斯德哥尔摩举行，王浩受大会主席比雷尔·彭贝克（Birger Blomback）邀请致开幕演讲，演讲题目为“生物学中的形式与直觉”，从数理逻辑的角度来解读生物学的发展。
本文原文为英文，翻译事宜由比雷尔·彭贝克太太、舞蹈家江青女士发起，科普作家尼克翻译，中文译文首发于《上海书评》。
王浩：生物学的形式与直觉
我不是生物学家，我从外行的角度来看生物学，希望能引发内行的兴趣。在准备这篇文章时，我逐渐意识到这个主题的广泛性和不确定性。哲学、心理学、科学方法论和科学史都能和这个议题挂上钩。我力所能及地选择几个案例，以图启发更广泛更深入的研究。但是关于DNA研究的历史，我暂且不碰，这方面已经有很多著述。
“形式”的各种含义中，我主要关注清晰、明确、精准、规范和约定俗成的属性。由此，形式化的任务往往规矩有余，而自由不足。而且，正如科学史上发生的那样，形式化更倾向抽象和普遍。直觉的知识则得自直觉，直觉就是即刻感悟。感悟可以是感觉、知识，甚至神秘的默契。所谓即刻，就是缺乏由推理、论证、表达、条理或语言和思想形成的中介。直觉方面的歧义性源于达到洞见的刹那之前的已有的东西。
科学通常被认为是一种形式化的努力，但不容否认，在科学发现的过程中，直觉肯定也起着重要的作用。因此，关键问题是找到形式与直觉的适当融合，取得准确的直觉，选择适当的形式工具。虽然这种适当性是我演讲的中心主题，但是用来总结我收集的一系列观察结果似乎还有点困难。
我将列举几个形式学科在生物学中应用和误用的案例，通过回顾青霉素的发展，把运气、直觉、发现和细菌学与技巧、坚持、团队合作和化学进行对比，顺带评论一下中医的某些特点。接下来，我还会谈谈：直觉在孟德尔和达尔文的工作中所发挥的价值，因先入之见而产生的直觉的误用，学科的差异与选择，学科的公理化，秩序和混沌，以及作为边缘学科的生物学。我将试图把这些不同的话题与我的中心议题联系起来。
更加形式化的学科从研究结果看，下列学科的形式化程度大致是依次递增的：心理学、生物学、化学、物理学、数学和计算。在这个意义上谈论学科的形式化程度的高低，并不意味着以任何直截了当的价值判断来衡量哪门学科更有趣或更重要。通常，更形式化的学科可以为不那么形式化的学科提供工具。
事实上，在生物学中，我们有各种各样应用和误用更形式化学科的例子。误用往往更容易被遗忘，回想起错误当然是不愉快的。举个令人莫名其妙的例子，据我理解，物理学被用来确定数百万吨压力会如何影响一个薄膜。这样不切实际的做法肯定会构成对形式化工具的误用。更严重的是，我印象中大多数生物学家并不十分重视数学和理论生物学。
化学和物理方法在生物学研究中的惊人成功是不容忽视的。不仅遗传学在很大程度上变成了分子生物学，对所需物质的纯化（无论是DNA还是青霉素）不可避免地要用到化学方法。自1930年代以来，许多物理学家已经转向生物学，近年来一些物理学家和生物学家倾向涉足神经科学。这一现象无疑与追求形式与直觉的最有效融合有关。
我认为，最近发展起来的计算机辅助断层扫描（CAT）技术可以看作是计算机的形式化工具与神经科学的知识和想象力成功结合的直觉运用。在更大的范围内，统计学在种群遗传中被广泛而适当地运用，种群遗传学在现代进化论中占据着核心地位，而现代进化论又是当代生物学基础理论框架的重要组成部分。
例如“哈迪-温伯格定律”是种群遗传学理论的基石，由数学家哈代在发给《科学》杂志的一封简短信函和医生温伯格在一篇长篇著作中分别独立证明。在这种情况下，由于问题的核心是数学，因此数学这个更形式化的领域（及其中的直觉）是更优雅的方法就不足为奇了。
然而，这种快速对比可能有失公允。哈代是一位杰出的纯数学家，对他来说，推导H-W定律简直是小儿科。
温伯格则是一个忙碌的全科医生兼产科医生，他亲手接生过三千五百次生产，其中一百二十次是双胞胎。他能够从双胞胎性别统计数据中推断出同卵或异卵双胞胎的比例，并最终推导出遗传特征在群体中的平衡定律，即哈代-温伯格定律。两位都有很出色的直觉洞察力：温伯格能够从病人的不完整数据直接推出一个数学公式，而哈代则抓住了孟德尔遗传学的数学核心，并解决了其结论的一个争议。
客观地说，我倾向认为温伯格的发现过程对其他科学家来说更富有教益。我另文专门讨论过形式化过程的诸方面，其本身更倾向于形式化，特别是它提供各种从形式到直觉的交流手段：例如教科书、研究文章、摘要以及专家之间的交流。对于初学者来说，更形式化和更完整的表达往往更有效。但是面对面的讨论，辅之以手势，则会使专家之间的思想交流更快、更直接、更全面。
弗莱明和青霉素的发现第一次世界大战后不久，细菌学家弗莱明开始治疗患有疖子的患者，并对导致该病的葡萄球菌产生了兴趣。1928年9月，弗莱明度假归来，他发现在葡萄球菌的培养物中生长出一种霉菌，它的周围形成了一个无菌圈。经过一番研究，他在霉菌中发现了一种物质，这种物质即使被稀释八百倍也能阻止细菌生长。
他把这种物质称为青霉素，并在1929年5月10日发表的一篇论文中提到，这种物质可以杀死几种病原微生物，显然无害且容易扩散。经过反复努力，直到1940年，由牛津大学化学家弗洛里和生物学家柴恩领导的团队才获得了稳定的青霉素浓缩溶液。
与通常想法不同，罗纳德·黑尔提出有力论证：著名的培养皿事件实际上只是一个罕见现象，运气扮演了重要的角色。此外，青霉素在人类患者身上的成功应用在很大程度上依赖于弗洛里和他的医生妻子的努力。然而，未受公众声誉影响，1945年的诺贝尔奖由柴恩、弗莱明和弗洛里三人分享。
最后，我想怀念一下过去比较单纯的科学生活，并列出与形式-直觉相关的一系列孪生概念。