导言
赫胥黎的玩笑，或自然和科学中的能动性难题

在1868年11月的一个周日晚上，英国博物学家托马斯·亨利·赫胥黎——皇家矿业学院博物学教授、伦敦皇家外科学院解剖学和生理学教授、查尔斯·达尔文的朋友和捍卫者——开了一个玩笑，近一个半世纪之后人们依然津津乐道于此，他的玩笑话完美地抓住了本书的主旨。

詹姆斯·克兰布鲁克是一位改变了信仰的牧师，他邀请赫胥黎前往爱丁堡，为新系列的“非神学主题讲座”揭幕。赫胥黎选择了原生质作为他的非神学主题，为了便于外行人理解，他把原生质定义为“生命的物质基础”。他的主要观点很简单，他说，仅仅根据原生质的组成部分，我们就应该能够理解其性质，包括生命这种非常特别的性质，而不需要借助于任何特殊的东西，任何所谓“活力”（vitality）的力量。[1]

玩笑出现在这里：赫胥黎指出，毕竟水也有特别的性质，但是我们知道水是由氢和氧在一定温度范围内以特定比例结合形成的，并且我们不会“假设有某种‘水性’进入并占有了氢的氧化物……然后引导水粒子各就其位”。赫胥黎接着说，诚然，我们目前还不理解水的性质是如何由它的成分产生的，就像我们也不理解原生质如何能具有生命，然而“我们满怀希望和信心地认为……我们不久之后就能从水的成分出发清楚地理解水的性质，正如我们现在能够从手表各个部件的形状及其组合方式中推断出手表的运作那样”[2]。赫胥黎的演讲获得了巨大的成功。演讲内容在次年2月份作为《双周评论》（Fortnightly Review）的头版文章发表，该期杂志很快售罄。《双周评论》的编辑约翰·莫利认为，对于一代人来说，从没有其他文章“激起过如此深远的轰动”。[3]关于水性的俏皮话在近一个半世纪里持续不断地出现在生物学教科书和大众科学著作之中。[4]一个成功的玩笑能将层层隐含的论点和假设浓缩成寥寥数语。本书对赫胥黎的笑话进行了扩展解释，尽管这违反了不该解释笑话的原则（也证实了一种普遍感受：笑话越简单，解释就越长）。本书重点讨论了它的三个方面。

首先，这个玩笑假定了现代科学的一个基础原则，即科学的解释不能赋予自然现象以意志或能动性：没有诸如“水性”那样的主动力量“占有”事物并“引导”它们发展。这个原则也不允许，诸如，用重物想要靠近地球中心来解释落锤驱动时钟，或者用水蒸气想要向上运动接近天空来解释蒸汽机内水蒸气的膨胀。

其次，能否将禁用能动性的原则扩展至对生命现象的解释？人们对此不太确定，有所犹豫，赫胥黎的玩笑恰好利用了这一点：他断言“活力”并不比“水性”概念更加有用或更加科学。

最后，赫胥黎建议采用机械论的科学解释，以手表等人造机器的运行作为自然的模型，来取代那些诉诸“水性”等神秘力量的解释。

本书将考察科学中禁用能动性这一原则的起源和历史，以及与这个原则相伴随的自然的钟表模型，尤其是它们在生命科学中的应用。本书还讲述了反对者的故事，他们拒斥赫胥黎的妙语，因为他们拥抱相反的原则：能动性是自然必不可少、根深蒂固的一部分。

你可能已经注意到，“能动性”是本书的关键词。因此，先来谈谈我在什么意义上使用该词。能动性有点类似于意识，但能动性更根本、更基础，是一种原始的、先决的性质。一个事物如果没有能动性就不可能具有意识，但可以没有意识却具有能动性。例如，人们可能会把植物追寻阳光的向光能力看作一种能动性，而这并不意味着认为植物具有意识。人们可能会把某些电现象视为能动性的彰显，例如电子运动以维持电荷守恒。

因此，我所说的“能动性”仅仅是指一种在世界中行动的内在能力，能够以既非预先确定也非随机的方式行事。能动性的反面是被动性。读者将在本书中遇到许多科学上的说法，它们将自然事物的原因归结为各种形式的能动性：生命力、感觉能力、活力之流，以及自组织倾向。相应地，也有许多反对的说法。有一个共同特征把这些正反双方的说法统一起来：在每一种情况下，表面的力量、趋势或能力都源自其自然形式之内。具有能动性的事物，其活动源于自身内部而非外部。当一个台球撞向另一个台球时，后者开始滚动，台球看起来是被动的：它的运动似乎源于自身之外。而指南针会指向北方，文竹生长之快以至于一夜之间便可穿向屋外，对于这些现象又该如何理解呢？人们可能会认为，自然中的许多事物（如果不是大多数的话）都展现了能动性：一种似乎源于自身之内的活性。

然而，禁止将能动性赋予自然事物的科学原则假设了一个本质上被动的物质世界。这个原则大约在17世纪中期开始占据统治地位，历史学家们普遍认定现代科学——或者如其发明者所称的“新科学”——正起源于这一时期。该原则是机械论科学方法的指导性公理。机械论是17世纪中期以来现代科学的核心范式，它把世界描述为一台机器——在十七八世纪的想象中是一座巨大的时钟，其部件由惰性物质制成，只有在外力驱动时才会运动，就像钟表匠拧紧发条那样。根据这个源自17世纪的模型，机械装置缺乏能动性，由外部力量制造并移动；自然，作为一台巨大的机械装置，同样是被动的。假设生物是自然的一部分，根据该模型，生物也必须在不借助意图或欲望、能动性或意志的前提下得到理性的解释。

在自然科学中，这是标准的解释典范，甚至人文学科和社会科学也经常努力寻求自然科学的这种缺乏能动性的解释。禁用能动性似乎是科学之所以为科学的核心，也是任何科学规律或原理的核心，违背它似乎就等同于脱离科学而进入神秘主义。

然而，历史研究表明，这种科学模型本身有一个神学起源。缺乏能动性的物质世界假设，并且在实际上需要一个超自然的神。在17世纪，自然和自然科学中的能动性、感知、意识和意志被放逐了出去，所有这些属性被完全归于一个外在的神。经典的机械论科学方法以及与之相伴的自然机械模型和生物机械模型，自17世纪中期开始发展之时，就在根本上依赖于一种同时出现的神学，即设计论。设计论者挖掘自然（上帝的造物）中机械设计的证据，试图在其中找到上帝存在的证明。例如，生理学家仔细观察眼睛，他们所描绘的眼睛结构与显微镜或望远镜之类的透镜仪器是极为相似的。他们论证道，没有仪器制造者，就没有透镜仪器——显微镜不能从各个部件中组装出它自己。所以同样地，如果没有神圣的透镜仪器制造者，就不可能有眼睛。

缺乏能动性的纯粹被动的造物世界，就其本身而言，从未成为对生物本性的合理解释，而且它本身也不会赢得皈依者。这种科学模型，即所谓神学机械论，依赖于一个神圣的设计师，并把感知、意志和有目的的行动都交在他手里。换而言之，自然和自然科学中禁用能动性的原则不仅是现代科学的一条指导性原则，同时也是现代神学的一条指导性原则。

宗教改革是一场神学巨变，将上帝与他的作品截然区分开来，这场神学巨变先于将自然视为被动机器的现代模型。宗教改革不仅改变了新教徒的世界，也改变了所有其他人的世界，这个故事的主角有天主教徒、新教徒、自然神论者，也有其他人：犹太人、上帝一位论者、穆斯林和无主见派。尽管他们在文化和神学上存在差异，但自17世纪以来，这些人都会参照一个流行的自然模型来定位他们的职责。这个模型描绘了由内在惰性机制构成的自然，它的被动性表明有一个超自然的行动来源。

简而言之，现代科学的源头存在着一个矛盾。界定科学解释并把它与宗教解释或神秘解释区分开来的核心原则是，禁止诉诸能动性和意志。这一原则本身的确立依赖于一个神学概念，即神圣的工程师，以及一个神学方案——设计论。换句话说，现代科学的发明者把神秘的能动性从自然中放逐出去，放逐至超验的上帝之领域；当这么做的时候，他们就把严格的自然主义方法建立在了超自然的力量之上。他们遗留给后继者一个两难问题，这个问题在三个多世纪后仍然活跃着。

目前在生命现象的科学描述中充斥着对能动性的呼吁，而在正式的说法上却不允许。我和一位生物学家朋友谈到过这个问题，她同意，在生物学中将能动性赋予细胞或分子之类的自然实体是绝对违反规则的。但她也同意，生物学家们经常这样做，仅仅是作为一种说话方式：在他们的话语和文字中，好像自然实体表达了各种目的和意图，但他们的意思并不是字面意义上的。“当然，在教学中，在讲座中，甚至在发表的文章中，我们一直这样做。但这只是临时指代一种我们还不了解的东西。我们知道得越多，这些现象就越不像是有目的的。在此期间，我们说自然实体好像有意图和欲望，只是为了更方便地谈论它们。”（在我听来，这就像赫胥黎的那个预测——我们未来可以从水的成分出发完全理解水的性质。）

我的朋友进一步指出，一些动词比其他动词更糟糕：那些看起来“拟人化”的动词，如“想要”（want），只允许在非正式场合使用。生物学家可以在谈话中说，并允许他们的博士生在谈话中说，“细胞想要向伤口移动”，但在书刊中绝不能如此。相比之下，其他主动动词（active verb）似乎并不拟人化。她选择的例子是“调节”：蛋白质“调节”细胞的分裂。她认为这种动词没有以任何不好的、拟人化的方式赋予能动性，例如，它没有把人的愿望赋予细胞，而是简略地表达了一个复杂过程，在任何情况下说清楚这个过程都是很烦琐的，而且无论如何其中经常会包含超出生物学家目前理解范围的要素。[5]这种主动动词是被允许的，甚至在期刊文章和教科书中被广泛使用。蛋白质“控制”化学反应，肌肉细胞“获取”能量，基因“支配”酶的生产。[6]

尽管如此，虽然“调节”、“控制”、“获取”和“支配”并不意味着基因或蛋白质具有人的情感，但它们确实暗示了有目的的行动。此外，我问我的朋友，这种信念——如果你了解了你所研究的系统的所有方面，那么那些看起来有目的的事情最终会变成完全机械的——难道不是一种信仰吗？她在毫不介怀地沉思这个问题时，陷入了短暂的沉默。然后，她笑着说：“是的，好吧，你是对的，这是一种信仰。而且，就像任何信仰一样，我绝对不愿意去考虑这种可能性——它或许是错误的。我明白，如果我了解我所研究的过程的一切，我就没有理由诉诸任何种类的能动性，甚至作为一种说话方式都不行，更不用说作为一种解释手段了。”

我认为，生物学家的言语模式反映了17世纪将能动性从自然中放逐出去所造成的一个深藏的而又持续存在的窘境：自然界的秩序和行动是源于内部还是外部呢？无论哪种回答都会导致巨大的困难。回答“内部”就违反了禁止将能动性赋予自然现象（如细胞或分子）的原则，因此冒有一定的风险，即听上去具有神秘色彩和魔法色彩。回答“外部”则假定了自然的秩序有超自然的来源，因此违反了另一个科学原则，即自然主义原则。

在我之前已有许多人发现了这一窘境。从17世纪开始，一些人试图通过拒绝设计论，以及与设计论相伴的自然科学的被动机械论模型，来避免这一问题。本书的书名来自一部作品，该作品展现了与之相竞争的观点，是主动机械论的代表作，其主动机械论观点不仅适用于自然这部机器，甚至也适用于钟表等人造机器。它的作者是德国哲学家、数学家、发明家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨，他不赞成同时代人所持有的被动机械论，努力为自然和科学寻找另一种模型，他关于钟表机构的段落为本书提供了书名。莱布尼茨描述了钟表机构，并通过类比的方式描述了人，他写道（他是用法语写的）：“在德语里钟摆被称作‘Unruhe’——意思是‘不安’。有人可能会说我们的身体也是这样的，它永远不会完全安适。”[7]在莱布尼茨看来，钟摆一直处于不安的运动状态，而人的身体也是如此。

对莱布尼茨来说，所谓像钟表一样就是积极反应、躁动不安以及永不停歇。这与人们通常理解的钟表隐喻（clockwork metaphor）有多么大的不同啊！人们熟悉的钟表宇宙（clockwork universe，也译作机械宇宙）及其钟表生物（clockwork creature）都意味着规律性和约束性，而不是躁动不安和反应能力。然而，在莱布尼茨关于机器和机械论科学的另一套概念中，像机器一样意味着有力量、不停歇、有目的、有感觉、可感知。机械的就意味着栩栩如生的，反之亦然：生物是宇宙中最机械的东西。

大体而言，经典机械论者是撰写历史的胜利者，因此，他们的对手在历史和哲学著作中声名狼藉，被视为神秘主义者甚至迷信的反动分子。应该指出，我所说的“经典机械论者”是指笛卡儿主义者、牛顿主义者、罗伯特·玻意耳及其追随者：这些派别在17世纪发挥了主导作用，界定了现代科学的原则和实践。尽管他们在许多问题——包括自然机器的行动来源——上存在分歧，但他们一致认为物质世界需要由外部力量来推动。而他们的批评者认为，机器是自主运动的。

尽管似乎名声不佳，但经典机械论和设计论的批评者中包括一个独特的群体，他们之所以反对，不是因为对传统的、宗教的自然描述的忠诚，而是因为严格的自然主义：他们决心将科学确立为完全自主的。正如莱布尼茨所指出的，如果我们试图禁止诉诸超自然的神，那么被动的钟表就不能作为生物本性的模型。我们需要一个不同的模型：主动的、永不停歇的时钟。对于将设计论外包给神圣造物主的那些现象——感知、意志、目的、能动性，这种模型将把它们自然化。所有这些都必须是自然界及其生物的必要组成部分。

基于这种将能动性自然化而不是外包出去的思想动机，出现了一种不同的机械论科学：不是那种粗笨的（brute）[8]、被动的经典机械论，而是主动的机械论。这种替代性的科学仍然是机械论的，因为它从组成部分及其功能出发为自然现象提供了理性的、系统的解释。它没有援引任何魔法的或超自然的性质，只有自然的性质。而莱布尼茨等主动机械论者认为，自然机器内部包含了它自己的行动来源：作为自我构造和自我转化的机器。

现代科学对生命的解释是由这两种相互竞争的机械论之间、两种科学原则之间的斗争形成的。被动机械论是明显的胜利者，因此更加引人注目，它把能动性从自然中抽离出去（最初是放到超自然的神的领域），还影响了例如将眼睛视为透镜仪器（如显微镜或望远镜）的生理学。而相反的原则，即主动机械论，虽然黯然失色，但仍在阴影中发挥影响，通过将能动性视为像力或物质那样的自然界的原始特征，把能动性看作自然机器尤其是生命机器的一个典型的基本特征，主动机械论避免了第一种方法的超自然主义。例如，这一竞争性的原则影响了19世纪德国生理学家兼物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹对眼睛的生理学研究，他驳斥了望远镜类比，主张眼睛是一种感知机制，其功能依赖于它的感知能力。[9]

本书从源头出发关注现代科学的这场斗争。故事从栩栩如生的机器或“自动机”（automata）开始（第1章），这些机器遍布中世纪晚期和文艺复兴时期的欧洲，从教堂到宫殿花园再到城镇广场随处可见。通过勒内·笛卡儿和G. W. 莱布尼茨等激进的思想家的工作，这些机器在17世纪激发了机械论的生命科学。从一开始，这些科学就在自然机器的主动模型和被动模型之间摇摆不定（第2章和第3章）。新的机械论的生命科学反过来又催生了一种新的栩栩如生的机器（第4章）——哲学的、实验的、模拟的机器，它们实际上执行了动物和人类的活动，如吹长笛、写信、呼吸、流血、说话、绘画。伴随着这些生物的实验模型的是一个假想的人物，即启蒙运动中的“人机”（man-machine）或“人型机器”（android）（第5章）；它们的设想者通过援引人机，提出人类可能是彻头彻尾的物质实体。这个思想实验的设想者们所得出的结论既是生理上的，也是社会的、道德的、经济的和政治上的。

18世纪中后期的实验和思想实验取得了一项重大发展，在法国博物学家让-巴蒂斯特·拉马克的工作中开花结果。这项发展是一个极为重要的思想，即生物可能不仅仅是主动的机器，而且是自我构造和自我转化的机器，其结构随着时间的推移而改变（第6章）。查尔斯·达尔文在采纳这一拉马克主义的思想时，继承了它所假定的主动机械论的生物模型。然而，达尔文也继承了被动机械论的生物模型，因为这个模型隐含在他的理论所必需的另一个思想中，这个思想是在被动机械论的设计论传统中发展起来的：生物完美地“适合”和“适应”其环境的观念。因此，达尔文的进化论在主动机械论和被动机械论的生物模型之间摇摆不定（第7章）。

在19世纪和20世纪之交，在适应新兴的研究型大学中的学术政治、宗教政治和制度政治的过程中，德语世界的达尔文主义者对达尔文的理论进行了重新解释，旨在消除主动机械论的所有痕迹，得到了一种被动机械论的新达尔文主义（第8章）。这种新达尔文主义方法在20世纪上半叶产生影响，在二战后的几十年里达到顶峰，它的正式形式是埋藏了主动机械论张力的被动机械论，它影响了叫作“控制论”的哲学、科学和工程学运动（第9章），并且通过控制论影响了新的科学方法和学科的建立，包括人工智能、认知科学和数学生物学。

因此，埋藏在历史中的古老矛盾在当前的科学中保持着地下活动的状态。例如，它是生物学家与其批评者之间关于下列问题不断争吵的根源：自然中明显的设计迹象和设计意味，以及目的论在科学解释中的作用。这些争论产生了一些有影响力的科学方法和科学原则，比如理查德·道金斯的“自私的基因”概念[10]，以及丹尼尔·丹尼特在进化生物学中消除“天钩”（skyhook）的运动，“天钩”是一种有目的的“力量、能力或过程”[11]。在这两个案例中，17世纪关于自然能动性的矛盾方法持续地从地表之下施加强大的地震压力。在机器人学家罗德尼·布鲁克斯等人关于人工智能的“具身”、“进化”和“行为”方法中，同样的有几个世纪之久的矛盾也在产生影响。[12]根据它们的隐藏历史，本书最后一章（第10章）考察了上述发生在近期和当下的科学争论和计划中的一些实例。

科学哲学家和科学史家托马斯·库恩在其1962年出版的《科学革命的结构》（The Structure of Scientifc Revolutions）一书中，将科学描述为在每个阶段由一个主导“范式”（一种模型或方法）塑造。这种范式会影响所有的科学研究，直到它的局限性开始破坏它，然后会出现一个新的范式来推翻它，例如在16世纪至17世纪，日心（以太阳为中心）宇宙模型推翻了地心（以地球为中心）模型。

而与此相反，这里讲述的不是塑造科学研究的单一范式，而是相互竞争的原则和方法之间的互动。卷入这场竞争的人在承诺上是矛盾的，失败的原则并没有从科学中消失。相反，它仍然存在，虽然被获胜的原则所遮盖，但仍然活跃。这两个相互竞争的原则之间的冲突由此塑造了现代科学关于生命解释的发展。本书追溯了被掩盖的科学原则——能动性的自然化——的发展，以及它与掩盖它的原则——把能动性从自然中放逐出去——的冲突。查明这场斗争就是识别出被历史进程所遮蔽的智识可能性。不过，智识上的可能性并不是也不可能是此次调查的唯一成果，因为各种思想与它们所基于的世界是不可分割的。关于生物和人类有不同的科学模型，这些模型之间的竞争自始至终且无法避免地受到社会、政治、知识和文化冲突的影响。正如我们将看到的，生命科学的机械论方法的发展，无论是经典的粗笨机械论还是主动机械论，都与机械和工业的安排（如自动织布机以及随之而来的生产局面的转变），包括各种劳动分工在内的经济政策，按性别、种族、阶级、地理起源和气质划分的人类分类学和人类等级秩序，以及帝国征服和统治的计划密切相关。在下文中，对科学中这一持续几个世纪之久的辩证法的调研将意味着揭开这些既是知识的又是政治的、既是科学的又是社会的力量的隐秘行动。

本书的一个主要目的是证明历史理解对于当前的生命科学和心灵科学思考的重要性。通过揭示那些现已隐藏起来的力量（它们塑造了当前科学的问题和原则），历史分析可以重新开启之前被排除在外的思考方式。调查当前科学原则的起源和发展意味着重新发现其他的可能性，了解它曾经意味着什么以及可能意味着什么，以提供另一种关于生物的科学模型。

沿着穿越瑞士汝拉山脉的钟表之路，有两三百年历史的机械生物仍然保留在高山村落中，这里就是它们最初的诞生地；现在，它们由博物馆馆长和制表师照管，这些人往往就是最初制造者的直系后代。我在写这本书的过程中去了那里。在我见到的这些机械发条生物中，有一个是农民正在教他的猪搜寻松露。这位农民一只手拿着松露，把他的猪放在另一边的膝盖上，显然正在向猪解释要通过气味寻找松露。他把松露举到自己的鼻子前，吸气（胸口隆起），左右摇头，同时闭上眼睛，这是对感知觉现象无可辩驳的展示。这台机器具有惊人的说服力。它似乎在暗示，感知觉现象和生命的能动性可能不过是由被动的机械部件的运动组合而成的。或者说，它暗示了机械部件根本就不是被动的。事实上，我认为它同时暗示了这两个方面。故事就在这些可能性之间穿梭。如果水性不是一个令人信服的可能性，这个玩笑就没那么有趣了。

[1] Huxley, “Physical Basis”, 129. 关于詹姆斯·克兰布鲁克和他的激进的系列讲座，参见：Stratham, “Real Robert Elsmere”。

[2] Huxley, “Physical Basis”, 139–40.

[3] Morley, Recollections, 1:90.

[4] 最近的一些例子：Hunter, Vital Forces, 70; Wayne, Plant Cell Biology, 5;Berkowitz, Stardust Revolution, 120。

[5] Andrea Page-McCaw, personal communication, March 2015.

[6] Campbell et al., Biology, chaps. 5.4, 7.6, and 11.4.

[7] Leibniz, Nouveaux essais(ca.1690–1705), in Philosophischen Schriften(hereafter cited as PS), vol. 5, book 2, chap. 20, at 153.

[8] “brute”是本书的一个关键词，大意为缺乏能动性、理性及生命。——译者注

[9] 参见：Helmholtz, “Recent Progress”。（德文原版为Fortschritte。）

[10] Dawkins, Selfish Gene.

[11] Dennett, Darwin’s Dangerous Idea, 76.

[12] Brooks, “Elephants”.