贝特森为什么要反对摩尔根
关于哲学，每一个现代科学家，特别是每一个理论物理学家都深刻意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起的，要是对哲学文献没有充分的认识，他的工作就会是无效的。在人自己的一生中，这是一个最主要的思想收获。
——M.玻恩
威廉·贝特森（William Bateson，1861—1926）是英国著名的遗传学家。他在国际上享有“伟大的遗传学先驱”的盛誉，正是他奠定了遗传学里的“剑桥学派”，也正是他的奋力反击，使孟德尔的被遗忘了几十年的遗传律，得以重振雄风，得到世人的承认。贝特森的功劳可谓大矣。但是，奇怪的事却不少：当以美国的摩尔根为首的生物学家，把孟德尔学说进一步推进到染色体理论中时，贝特森却成了摩尔根理论坚定的反对者，扮演了一个长达20年的反面保守角色。
这是为什么？
英国遗传学家贝特森
（一）
贝特森于1861年8月8日诞生在英国约克郡惠特比镇一位学者的家庭里。他的父亲曾担任剑桥大学圣约翰学院的院长。到了读大学时，贝特森顺利地考上了剑桥大学，开始学习动物学。大学毕业后，他在1883年到1884年的两年时间里，到美国霍普金斯大学布鲁克斯教授（William Keith Brooks，1848 —1908）的实验室待了两年。他在布鲁克斯的指导下，学习海洋生物的发育问题。他曾到弗吉尼亚州和北卡罗来纳州沿海的海岸考察海洋生物，并在考察中取得了他第一个重要研究成果：完成了柱头虫属（acorn worm）的生活史；并通过发现柱头虫除了鳃裂以外，还有一根很小的脊索和背部神经索，从而把它鉴定为原始脊索动物。
他的导师布鲁克斯还担任过遗传学家摩尔根（1933年诺贝尔生物学和医学奖获得者）的导师，贝特森想必受到过布鲁克斯的影响，认为遗传学是一个很值得研究的领域，而且对“不连续的变异”（discontinuous variation）很感兴趣。不连续变异一词指的是这样的一种变异：即一个个体与其后代可以发生突变的、容易辨认的变异，例如蓝眼睛的人可以生一个褐眼睛的儿子，红花花籽可以开出橙色的花，等等。与其相反的观点则是“连续变异”（continuous variation）。在19世纪末到20世纪初，科学家都力求解答这个问题：哪一类变异是真实的？ 自然选择对哪一种遗传起作用？
贝特森从美国回到剑桥大学以后，成了圣约翰学院的高级研究员，随即开始了对变异的研究。他确信，研究变异和变异性状的遗传是研究遗传学正确的方法。1886年至1887年，年轻而充满热情的贝特森，旅行到俄国、埃及，希望获得对研究变异有用的资料。
1899年7月11日，贝特森向皇家园艺学会提交一篇论文：《作为科学研究方法的杂交和杂交育种》。从这篇论文我们可看出，尽管他的研究结果很容易用孟德尔的观点来解释，但他本人在那时仍然没有明确的遗传学理论。但情况很快就发生了戏剧性的变化。
1900年5月8日，贝特森乘火车从剑桥到伦敦参加一次会议。在火车上，他第一次阅读了孟德尔的著作。我们知道，孟德尔（Gregor Johann Mendel，1822—1884）是奥地利遗传学家，他根据豌豆杂交实验的结果，于1865年在布尔诺自然科学协会上，发表了《植物杂交实验》，提出了“遗传单位”（现在叫“基因”）的概念，并提出遗传的三条规律，现在称为“孟德尔遗传规律”。遗憾的是，孟德尔的遗传规律被埋没了30多年，直到1900才由荷兰植物学家德弗里斯（H.de Vries，1848—1935）、柯灵斯（C.E.Correns，1864—1935）和奥地利植物学家丘歇马克（E.von Tschermak，1871—1962）发掘出来，孟德尔遗传规律这才引起了人们重视。贝特森也正是从德弗里斯那儿才看到孟德尔的论文。
贝特森真是“心有灵犀一点通”，立即明白了孟德尔理论的价值。这是因为他本人的研究那时正处在这个突破的边缘上，所以他在火车上一看完孟德尔的论文，立即成了孟德尔遗传理论的热情而又有效的推广者。他在伦敦一开完会，立即返回剑桥，把孟德尔的思想收编到自己的讲稿中，并着手翻译孟德尔的著作。而且，他开始用各种动物、植物来验证孟德尔的理论。实验的初步结果表明，孟德尔的理论与实验基本上一致。
可是没有想到的是，由于他拥护和宣传孟德尔的理论，他以前的好友韦尔登（Walter Frank Raphael Weldon，1860—1906）立即开始对他进行攻击。韦尔登是一位颇有影响的生物统计学家，他不重视非连续变异。贝特森那时热情洋溢、思维敏捷、反应迅速，对韦尔登的攻击毫不客气，出版了一本名为《孟德尔遗传原理：一个回击》（1902）的书，反击了韦尔登的攻击。韦尔登没有被说服，论战继续下去。到1904年，在英国科学促进会的一次会议上，两人展开了论战，结果贝特森大获全胜。从那时起，“非连续性”成了遗传学概念中一个几乎毋庸置疑的特征。
贝特森的主张受到了国内外许多学者的支持。1902年贝特森去美国参加一个农业会议时，他受到了意料之外的热烈欢迎。他在给妻子的信中写道：
我每到一处都受到了手里拿着孟德尔论文的农业专家的欢迎。真让人兴奋，孟德尔，到处都是孟德尔！
由于贝特森的这一突出贡献，他于1910年被任命为约翰·莫尼斯园艺研究所所长。由于他的努力，这个研究所成了英国遗传学研究中心。
（二）
贝特森在遗传学的建立和发展过程中，作出了出色的贡献。是他在1906年第三届国际遗传学会议上，从希腊字中创造了“遗传学” （genetics）这个专有名词，以代替“传下去” （descent）这个不确切的词 ，“以此来象征对于遗传学认识的新纪元”。斯多培（H.Stubbe）在《遗传学史》（1965）一书中正确地指出：
“于是，研究遗传的这门科学，由于贝特森才有了自己的名称。”
除此之外，贝特森还在深入研究中继续创造了许多新的术语，如F1代，F2代，等位基因，上、下位基因，合子，纯合体和杂合体……这些术语至今仍为大家使用。
正当贝特森取得瞩目成就、受到科学界赞誉的时候，他却在20世纪20年代遗传学蓬勃发展的时期，充当了长达20年的、阻碍遗传学进展的反面角色。这真是让人意料不到的一件悲剧事件。美国哈佛大学教授E.迈尔指出：
贝特森是一位具有复杂个性的人，在争论时，他好斗，甚至到了粗野的地步，不过与此同时，他完全献身于研究。他具有革命性和守旧性的混合特点，难于接受新思想。在1900年以后的10年里，他是遗传学领域的带头人。的确，正如在卡斯特尔（W.E.Castle）1951年论述时所说的那样，我们有许多正当的理由可以把贝特森看成是“遗传学的真正奠基人”。1910年以后，他对染色体理论的反对，以及对物种瞬间形成这一论点所做的长久的辩护，使得他再没有什么建树。
非常有趣的是，摩尔根开始对孟德尔理论持反对态度；但一年之后，他又成为美国孟德尔理论最狂热的支持者之一。他开始之所以反对孟德尔的理论，是因为孟德尔的理论中有一些错误，以及一些新的实验结果用它无法作出解释。但当他认识到孟德尔理论深刻的本质，以及正确评价它的不足以后，他立即改变了反对态度，积极宣传并发展孟德尔理论。在这后一点上，贝特森和摩尔根的态度泾渭分明：贝特森无条件地支持孟德尔理论，而摩尔根则克服孟德尔理论的缺点，并向前推进这一理论。
美国遗传学家摩尔根
在发展孟德尔理论过程时，摩尔根通过在果蝇中进行实验遗传学的研究中，发现新的遗传规律，提出了染色体遗传学说，认为“染色体是孟德尔遗传性状传递机理的物质载体”。摩尔根还进一步创立了基因学说，认为 基因是组成染色体的遗传单位；他证明基因在染色体上占有一定的位置，并成直线排列。在生物个体发育过程中，一定的基因在一定的条件下，控制着一定的代谢过程，从而体现在一定的遗传特性和特征的表现上。由于 “发现染色体在遗传中的作用”这一卓越成就，摩尔根于1933年获诺贝尔生理学和医学奖。
贝特森几乎在摩尔根提出染色体概念之初，立即表示反对，从根本上否认染色体与孟德尔理论有什么关系。贝特森的一个学生曾写道：
在1903—1904年间，我是贝特森最早一批学生中的一个。在那些日子里，我最鲜明的记忆是他与染色体理论的对抗。我记得，在图书馆里，我无意中看到萨顿（W.Sutton，1877—1916）的论文，感到很有兴趣，我把它带给贝特森看，问他有什么意见，他竟不屑一顾。——我记得他翻了一下那篇论文，就断言道：染色体绝不可能与孟德尔学说有什么关系的。
从那时开始，贝特森就开始了与染色体理论的斗争。直到1922年他访问了摩尔根的实验室之后，才最终放弃了对染色体理论的怀疑，并写信表示他对“已经在西方升起的星星”的敬意。其间整整20年！这20年正是生物学新纪元的开端，是美国生物学研究走向世界领先地位的20年，是摩尔根和他的同事大显身手之时，而贝特森却错失良机，不仅使自己成为这一时期保守势力的典型代表，而且还使得英国遗传学研究也落后了整整20年！正如美国著名学者艾伦（Garland.E.Allen）在《20世纪的生命科学》（Life Science in the Twentieth Century，1975）一书中指出的那样：
由于贝特森顽固地坚持他的立场，他被遗传学的发展抛在后面了。到1920年，他成了一个脱离时代的人，他固执地认为，“基因”（或孟德尔的遗传因子）的物质基础在细胞结构中没有任何直接的证据。
贝特森从一个“遗传学真正的奠基人”变成一个“脱离时代的人”，成为反对染色体这一正确理论的三个主要人物之一，这其间一定有很深刻的原因，使他一叶障目，看不到遗传学进一步发展的方向。这些原因，想必我们有深究的必要，从中肯定会得出某些值得借鉴的教训。
（三）
科学的进步，一般都要经历“唯象理论”（Phenomenological theory）的阶段，“唯象”是指只关注客观对象表面现象上的变化，而没有深入探索表象内部深层的机理。例如，物理学家研究热学的过程中，先发现了热力学第一、第二定律，这都是唯象的一些规律，其内部（即微观层次上）的机理，是到唯象研究相当成熟以后，才开始引起物理学家们的关注，于是此后建立了气体分子运动论、统计力学，这已经属于比唯象理论高一级的“理论架构”（Theoretical Structure）阶段。物理学家比较早地经历了这一转变。生物学大致上是从20世纪20年代开始从唯象论中走出来，开始走向生命奥秘的深层。正像从热力学到分子运动论的转变中有许多反对者一样，生物学在这种“蜕变”过程中，也必然会引起一些怀疑论者的反对；而且像在物理学中发生过的一样，这些反对者多是在建立唯象理论中功绩卓越的科学大师。
贝特森不幸成这一蜕变过程中的反面人物。贝特森的反对理由很多，我们只捡两个容易说懂的简单介绍一下。摩尔根试图结束生物遗传学中唯象的描述方式，找到遗传的物质载体。他把孟德尔抽象的“因子”归结为“染色体粒子”，从物质结构中去寻找遗传学的规律。这种做法显然是一种进步，正如物理学家想从物质的原子-分子结构中探寻热现象的本质一样。但不幸的是，贝特森认为摩尔根的这种追究是十分荒谬的。他说：
（摩尔根他们的想法）是不可想象的。染色体的粒子或任何其他物质，不管多么复杂，怎么可能具有我们所说的因子或基因 的能力呢？他们的染色体粒子彼此间难以分辨，经实验检验几乎都是同质的，这种粒子怎么可能通过其物质本性来授予、传递生 命全部奥秘呢？这种假定完全超出了令人信服的唯物主义的范围。
这是其一；与这一方面有关的其二，是他要求摩尔根实验小组拿出实验证据来，以证明染色体上有基因独立的证据。他认为，摩尔根提出的染色体的解释，没有令人信服的、自己的独立的证据。他在1921年这样说：
令我震惊的是，“意外事件记录”的数量、致命因子、“基因”、修饰联琐……以及诸如此类的权宜新词，可能有效，但是需要的是证据。每一个假说都必须是能够站得住脚的。
当摩尔根决心推进遗传学，提出染色体理论之初时，贝特森站在反对派立场上指手画脚、横挑眉毛竖挑眼，想方设法指责摩尔根这不对、那不充分，这需要证实那需要检验，从现在来看，当然觉得他十分可笑，十分“顽固”，但是，我们切不可做事后诸葛亮。严格说来，科学发展史上没有争论的话，科学就无法前进；一个新的理论提出来以后，由于它自身的不完善，非常需要反对派对它进行严格的、挑剔式的挑错。贝特森的反对，不能说他处处都错，正如爱因斯坦在反对量子力学的统计诠释时一样，玻尔往往非常需要听听爱因斯坦反对的声音，以免自己过分热衷于尚不成熟的假说，而误入迷津。
那么，贝特森的失误主要在什么地方值得我们后人探索呢？我们还记得奥斯特瓦尔德吗？他在本世纪初还在坚定地反对原子理论，他有一句很有名的话：
“你要我相信原子假说，你就给我看一看原子。”
这未免要求得太高了，尽管当时物理学家可以用原子理论正确地解释许许多多物理现象，还可以预言许多现象（而且被实验证实），但那么小的原子让物理学家一下子拿出来让人“看一看”，实在匪夷所思。无奇不有的是，贝特森对待摩根的染色体的态度，如出一辙，他要求摩尔根拿出证据，证明染色体有“自己独立的证据”。这种过高、过急的要求，作为同是一位终身从事遗传学研究的人，总该知道自己未免有些过分了吧？如果不是有什么其他值得探究的原因，贝特森当然会明白一个假说是如何一步一步走向成功的，而不会在它向成功方向发展时横空打一耙子。他应该有耐心的。
贝特森之所以没有耐心，而急于向摩尔根的染色体假说发难，是因为他的哲学观点。他的哲学观使他早就断言：生命现象不可能而且也不应该从物质本身得到说明；在他看来，任何想用物质结构的设想来解释生命的奥秘，都是不正确的，都是一种错误的生命观。贝特森一再强调，不论是染色体也好，还是任何其他的“多么复杂”的物质单位也好，都绝不可能成为承担遗传的物质载体。这种哲学观，实际上是把生命神秘化的唯心哲学观。这种哲学观渊源久矣，它们认为生命是与物质绝对相互独立的一种东西，不可能由物质的活动来解释生命现象，而遗传又是生命现象中最令人感到神秘的一种研究对象。有了这种哲学观，贝特森理所当然地会坚持反对染色体假说，而且对它“根本不屑一顾”。
艾伦曾正确地分析过贝特森的这种错误：
在所有贝特森的论点背后，隐藏着他自己可能没觉察到的一种倾向，那就是哲学唯心主义和不相信科学中的唯物主义理论……贝特森的错误显然在于他不能看到把抽象的、观念化的孟德尔理论与物质染色体理论结合起来的必要性。
正是在这一点上，贝特森的反对是十分有害于当时遗传学的进一步前进。现在我们对于生命现象有物质作载体，已经非常习惯，谁要提出异议倒会让人大吃一惊了。但在20世纪20年代，当生物学刚向生命奥秘进展时，提出生命现象有物质载体为基础，是一件十分新颖大胆的事情，是向所有旧传统根本决裂之伟大举动。在这种转变的关键时机，贝特森不幸由于自己的科学观、哲学观，成了逆潮流而动的保守派。
如果扩而大之，我们可以看到，贝特森反对染体是整个欧洲实证主义哲学潮中的一个局部反映。奥斯特瓦尔德反对原子论，也是这一思潮的反映。艾伦在他的《摩尔根传》（Thomas Hunt Morgan:The Man and His Science，1978）中说得更为透彻，他写道：
贝特森倾向于认为，遗传的物质学说接近于古代的预成论。更有甚者，贝特森本人对任何形式的唯物论都表示反感，因为他从唯心论物理学家那儿受到了深刻的影响。而那些物理学家在1900年至1920年这段时间，在剑桥形成了一个颇有影响的学派。甚至在摩尔根小组表明染色体可以作图之后，贝特森的唯心论思想最后还是阻碍了他接受染色体学说。
科学家由于哲学观的原因而引起科学上的失误，在科学史上并不少见。这儿特别应该指出来的是，当科学处于革命性转变的时候，哲学就会表现得相当活跃，这是因为科学家在茫茫荒原中想寻找思想、方法上的依托，有求于哲学。在这种关键性时刻，正确的哲学观往往举足轻重；否则，一不小心就会遗恨千古。
贝特森正是在遗传学蜕变的关键时刻，由于错误的哲学观，而失去了继续推进遗传学的大好时机，反而成了阻挡它前进的障碍之一！
反过头来再回味一下本文引言中M.玻恩讲的那段话，我们一定会有新的感受吧？
【注释】
[1]胡格诺派（Huguenots）受到1530年代约翰·加尔文思想的影响，在政治上反对君主专制。1555—1561年期间，大批贵族和市民改宗胡格诺派。在此期间，天主教会首次用“胡格诺”称呼加尔文的信徒，而胡格诺派自称“改革者”。主要成分为反对国王专制、企图夺取天主教会地产的新教封建显贵和地方中小贵族，以及力求保存城市“自由”的资产阶级和手工业者。
[2]DNA（Deoxyribonucleic acid，缩写为DNA）即去氧核糖核酸，是一种分子，可组 成遗传指令，以引导生物发育与生命机能运作。RNA（Ribonucleic Acid，缩写为RNA）即核糖核酸，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。
[3]信使核糖核酸（Messenger RNA—mRNA）携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板的RNA。
[4]操纵子（operon）指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。
[5]自组织（self-organization）。前面讲到加热金属盘中的水形成美丽的对流花纹，就是这种“物理化学自组织”的一个最简单易见的例子。
[6]大数定理（Law of Large Numbers）是指在随机试验中，每次出现的结果不同，但 是大量重复试验出现的结果的平均值却几乎总是接近于某个确定的值。其原因是，在 大量的观察试验中，个别的、偶然的因素影响而产生的差异将会相互抵消，从而使现象的必然规律性显示出来。例如，观察个别或少数家庭的婴儿出生情况，发现有的生男，有的生女，没有一定的规律性，但是通过大量的观察就会发现，男婴和女婴占婴儿总数 的比重均会趋于50%。
[7]现代达尔文主义是在达尔文的自然选择学说和群体遗传学理论的基础上，结合生物学其他分科，如细胞学、发生学、生态学等新成就而发展起来的当代达尔文进化理论。
[8]酶（enzyme）是细胞赖以生存的基础。指由生物体内活细胞产生的一种生物催 化剂。大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。能在机体机中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。