关键词：生物教学 渗透 教育
新课程标准提出德育为先，知识为主，能力为重的教育理念，要求在教学过程中应重视把知识传授、能力培养和道德教育有机结合起来，寓道德教育于知识传授和能力培养的过程中。教书育人是每个教师应尽的职责这就要求我们教师在传授书本知识的同时，必须不失时机地对学生进行德育教育，促使他们健康成长，成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义事业的建设者和接班人。生物这门学科，不象有些学科那样，德育教育内容显露在教材的文字之中，它的理科特性，往往很容易使我们较多地重视它的严密的知识体系传授，而忽略其德育内容的教育。作为生物教师，应该挖掘教材中优秀的德育素材，伴随着知识传授、能力培养将其渗透进每个学生的心田。
一、深钻教材，发掘德育因素
生物学是反映生命的发生、发展、生命现象和生命活动规律的一门科学，虽然它不像文科那样有明显的德育因素，但只要认真钻研教材，就不难发现生物教材的编排，无论是选材、组织教材或是阐述教材，都体现着辩证唯物主义思想和现实的道德教育因素。
具体有（1）思想教育内容包括：辩证唯物主义和历史唯物主义的科学世界观和人生观的教育。生物界的一切事物和现象之间是相互联系，相互制约，辩正统一的。通过生物课的学习，需要让学生明白三组辩正关系：一是生物体结构与功能的辩正统一。二是生物体局部与整体的辩证统一。三是生物体与其生活环境的辩正统一。这些内容在生物教材中可以说蕴含很多，如蛋白质的结构和功能的统一，细胞与细胞器的关系，生物与环境的关系等。（2）德育教育，主要指个体与个体、个体与集体、个体与自然的行为规范教育，学会与他人相处，例如，生物教材有很多实验，在进行各种实验的过程中可以培养学生团节合作的精神。（3）法制教育，一个公民应具备的民主与法制的教育，使公民具有行驶民利，履行义务，依法管理各项工作的素质，例如教材中有关章节就涉及了我国的法律，比如“保护我们共同的家园”就涉及了环境保护法，通过学习，使学生在生物知识的学习中接受法制教育，提高自身法制观念。
二、渗透生命教育、形成正确的生命观
生命教育是帮助学生认识生命、珍惜生命、尊重生命、热爱生命，提高生存技能和生命质量的一种教育活动。生物教学中渗透生命教育，教育学生尊重生命、热爱生命、珍惜生命。提升他们对生命存在意义和价值的认识，认识到生命的伟大与崇高，了解人类的生命价值，形成学生对生命的敬畏、热爱，从容地面对人生中的各种困难与逆境，保持旺盛的生命意识与积极进取的人生态度。
在高中生物生物的生殖与发育的教学中，教师通过生殖细胞的形成，胚胎发育与胚后发育的讲解，介绍生命的孕育和抚养过程，使学生认识到自己由一个嗷嗷待哺的婴儿成长到现在，是父母费尽心血的结果;在人类遗传病与优生中教学中通过单基因遗传病，多基因遗传病，染色体异常遗传病的发病率，特点及遗传病的危害的介绍，让学生认识到生命的唯一性，自己的生命已不再等同于一个普通生物的生命，此时你的生命已承载着一种责任――对家庭、对社会的责任，生命的损伤会给家庭带来痛苦和创伤，给社会带来不良的影响，认识到自己的生命是前人生命的延续，是现在共同生命的一部分，同时也是后人生命的开端，认识到生命的宝贵，生命的价值，生命的责任，培养学生关爱生命、尊重生命、善待生命的品质，逐步形成正确的生命观。
三、渗透唯物主义教育，形成科学的世界观
唯物主义是自然科学和社会科学的概括和总结，同时也是观察、分析、解决各种问题的方法，与生物之间存在着必然的内在联系，生物教学过程中紧扣教材内容渗透辩证唯物主义教育，不仅有助于掌握生物学知识，而且有助于学生形成科学的世界观和方法论，用辩证的眼光来看待和分析事，提高学生的生物科学素养。
如在高中生物组成生物体的化学元素和化合物;细胞的结构和功能;细胞的生物膜系统中各细胞器结构与功能上的联系等的教学中渗透生命是物质的观点教育。在生物的新陈代谢实现生命物质的自我更新;高等的种子植物和高等的脊椎动物个体发育从一个受精卵细胞变化发展为一个复杂的多细胞生物有机体;观察叶绿体和细胞质流动;淋巴细胞的产生、抗体的形成过程;微生物群体的生长规律;微生物代谢的调节中酶合成的调节与酶活性的调节之间的联系等的教学中渗透构成生命的物质是运动的观点的教育。在生物的新陈代谢的同化、异化作用之间的关系;水的平衡、与无机盐的平衡的联系;体液免疫与细胞免疫的联系;水盐平衡与内环境稳态之间局部与整体的关系;体温调节中产热、散热的对立统一等的教学中渗透对立统一，发展与联系观点的教育，从而利于学生形成科学的世界观，正确的人生观。
进展突出表现在：（1）一大批生物基因组测序，2003年完成的人类基因组计划之后，其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。（2）生物信息学迅速发展。（3）发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。（4）干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能，目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。（5）小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。（6）从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。（7）全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。（8）生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力，动植物育种进入一个崭新的时期。（9）生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。
高校生命科学课程改革发展趋势
（一）课程、教材内容的更新和现代化
1.课程、教材内容的更新和现代化
课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点，实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化，不断容纳生命科学的前沿与新兴领域，更加侧重前沿，更加侧重基础，尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点，要坚持反映现代、融入前沿的原则，课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的，所以我们要把编制新教材（或外文原版）放在核心位置，创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材，其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材，另编写有部级生物学教材3种，规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划，2005年就已立项建设精品课共105项。
2.课程内容国际化
积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨，教学内容处于国际先进水平，早在2000年以前，生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle－ofBiochemistry作为基本教材，这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门：生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程，体现了课程的专业性和现代化。
大三：生物化学（下），生物化学实验，基础分子生物学，基础分子生物学实验，微生物学，微生物学实验，普通生态学，细胞生物学，细胞生物学实验，遗传学，遗传学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告。大四：生物技术制药基础，现代生物技术导论，生物学综合实验。还开设选修课为：生理学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告，生物技术制药基础，现代生物技术导论。
（二）基础科学知识居重要地位
基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域，大都是从基础科学实验室里发展起来的，上世纪50年代初的遗传密码研究出来了，分子生物学研究出来了，遗传工程研究出来了，这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上，掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法，提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点，把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育：开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。
（1）早在九五期间，北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课：生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程，要求学生用两年时间完成这些课程的学习。（2）清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门：普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程：生物化学、生物化学实验。（3）经十多年的发展、改革与创新，北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设：高等数学（一、二），普通化学，普通化学实验，植物生物学，植物生物学实验，物理学（一），分析化学，分析化学实验，动物生物学，动物生物学实验，生物学野外实习。大二开设：物理学（二），有机化学，有机化学实验，物理化学，物理化学实验，计算概论及上机，算法与数据结构及上机，普通物理实验，生物化学（上），生理学，生理学实验，生物统计学。
（三）课程、教材综合交叉
科学发展一方面不断分化和更加专门化，分支学科层出不穷，又高度交叉综合，以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发，需要多方面的综合知识才能突破而出成果。
1.学科之间交叉融合和渗透
前沿科技领域呈现群体突破的态势，导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合，新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。
2.多种方法、思维研究
自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展，生命的现象与规律是多维的、复杂的，仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究，很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此，未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域，予以优先发展，大力提倡学科交叉，用其他学科的理论思考生命活动的规律，鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。
3.课程和教材交叉融合和渗透
我们必须根据生命科学综合交叉化趋势，创新交叉综合的科学知识、课程和教材，不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院，原来设置的植物学，由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来，综合重新编制改为植物生物学；同样动物学也改动物生物学；北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学，将内容扩展后开设了基础分子生物学。
（四）课程、教材、教学计划多元化
各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如：北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程：（1）基础课大一、大二开设公共必修基础课，理科必修基础课和专业必修基础课。
大一：高等数学（一、二），普通化学，普通化学实验，植物生物学，植物生物学实验，物理学（一），分析化学，分析化学实验，动物生物学，动物生物学实验，生物学野外实习。
大二：物理学（二），有机化学，有机化学实验，物理化学，物理化学实验，计算概论及上机，算法与数据结构及上机，普通物理实验，生物化学（上），生理学，生理学实验，生物统计学。（2）专业课大三、大四开设必修专业课。
大三：生物化学（下），生物化学实验，基础分子生物学，基础分子生物学实验，微生物学，微生物学实验，普通生态学，细胞生物学，细胞生物学实验，遗传学，遗传学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告。大四：生物技术制药基础，现代生物技术导论，生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。
北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围，开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课：生理学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告，生物技术制药基础，现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。
（五）课程、教材知识应用性
进入知识经济时代，必修课和选修课的教学中，尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。
（六）课程、教材个性化
北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化，尤其电脑、网络的运用，学分制及教学计划的多样化，加大选修课比重，增大了课程的灵活化、弹性化，发展、培养学生的自学能力，发展个性。还有科学与人文整合的趋势，课程设置在价值体系上的整体融合趋势。
确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式
理科本科学制四年，要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划，要坚持培养知识面宽，基础扎实，能力强，素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽，专业目录中的专业种数要进一步精简。
（1）北京大学提出了“加强基础，淡化专业，因材施教，分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革，科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重；课程、教材要融入、体现先进的内容和结构，现代教学方法、教材的可读性，即反应现代，融入前沿的课程现代化原则；“综合交叉”的知识结构即综合化原则；课程多样化原则；应用化原则；增加选修课比例，增大课程的灵活性、弹性化原则；“因材施教，分流培养”
即个性化原则；还要求课程设置在价值体系上的整体融合；科学与人文的结合；重视思想性；实践性，加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围，减少重叠内容，特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。
（2）教学模式多样化。本科教育，要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式，融课堂教学、实践教学、科学研究为一体，把义务教育与素质教育相结合，知识传授与能力培养相融合。
教学模式多样化：有条件的学校，学生进校就定向，确定直读硕士、直读博士人选；实行联合培养，跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度
。北京大学全面推行双学位和辅修制度，还设立“暑期学校”（小学期）
困扰笔者的一个问题是生命现象或生物学陈述是否会对物理学定律发生证伪事件，引起物理学理论的修正？无论是证实，还是证伪，理论陈述与观察陈述之间必须存在着可能的演绎关系，而生物学陈述中的一些成分与物理学陈述在演绎关系上的不相关，似乎是当前对生物学自主性认识的根本所在。这种认识基本是这样的：①生命科学具有独立于物理科学（包括化学）的规律或定律；②生命科学的解释框架不同物理科学的演绎解释框架。本文试图对生物学自主性提出一个新的理解，它与物理科学的理论构建密切相关，并由此解决演绎逻辑上相关与否的问题。
1 生物学自主性在以往理论结构上的表现
（1）生物学理论的公理化尝试
生物学具有独特的内容，可建立一个与物理科学并行的演绎体系，这种观念导致了对生物学进行公理化处理的尝试。伍德格尔（J．H．Woodger）早在1937年就试图对孟德尔遗传学定律进行公理化处理，但未引起人们的注意、到七十年代，在生物哲学界发生了达尔文进化论是否属于科学理论的争论。在这种背景下，威廉斯（M．B．Williams）在1970年给出了关于达尔文进化论的完整公理化模型理论〔1〕，它包括两个初始概念、进化的两个公理、有关适应和选择的五个公理、适应度的操作定义，由这些可推导出达尔文理论的一切概念和关系或定理〔2〕。
威廉斯的体系只是直接从宏观上对进化的原始概念和公理的认定，脱离了微观的遗传学机制。还原论者认为，仅仅将进化论改造为演绎体系是不够的，还应当在物理科学与这个演绎体系之间建立起逻辑演绎关系。因此，鲁斯（M．Ruse）建议，群体遗传学应是进化论的演绎基础〔3〕，首先应阐明从群体遗传学到进化论的演绎关系，而公理化处理后的群体遗传学体系，其逻辑公理则是孟德尔遗传定律。然后，再将孟德尔定律作为演绎结果从分子生物学中导出。
在下文的分析中将会看到，分子生物学本身就不是一个纯粹的演绎体系，并且它与经典遗传学之间存在着逻辑蕴涵上的脱节。这是生物学自主性的一种表现，其根源来之于演绎体系的构建之始，即演绎的公理和原始概念直接来之于生命界，从而独立于或自主于以无机界为研究对象和直观经验来源的物理科学。这种构建过程的合理性在于，人类的直观经验有两大类或两个来源，除了无机界之外，还有生命世界的生命现象。人们无法漠视生命这一独立于无机界的现象或实体的存在，因而它们也成为人类直观经验的基础。
（2）分子生物学中的功能性解释
事实上，在诸如分子遗传对经典遗传学的还原，那一部分不能还原的独特内容，以功能预设或目的性预设的形式出现。
对孟德尔遗传学稍加考察，便可发现，它首先直接从遗传现象和数据中设定了一个生命实体即遗传因子（后来称为“基因”），接着给予了这一实体两个承诺：第一，它们既可以彼此分离，又可以再组合；第二，它们自身带有某种生物学性质，这种性质是使生物体显示某种性状的原因。在孟德尔遗传学或以此为基础的公理化体系中，不必给予这两个承诺以解释，因为遗传因子在此是最基本的实体。但是，当分子遗传学从实体上将基因与DNA片段相对应，或者说将前者还原为后者，随之而来的则必须从DNA分子行为上给予这两个承诺以解释，并且只有演绎的解释，才能达到理论还原的要求。
然而，分子生物学对经典遗传学的所谓还原，只达到了对第一个承诺的还原，可以从DNA分子的性质和行为来解释遗传因子或基因的分离与组合。而关键是第二个承诺，无法对此给予从DNA分子到遗传性状的上行演绎解释，例如，在将性性状与蛋白质相对应的解释中，DNA碱基顺序代表了基因即遗传信息，而遗传信息是从生物学功能角度来定义（而不是从DNA分子的性质及行为来定义），涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到转录、合成、生长、发育等一系列过程，即它是从生命整体角度来定义的。DNA分子的行为与性质并没有蕴涵遗传信息的概念，因此，DNA决不等于基因。在这里，体现了功能性解释的特点；基因的含义有一部分是从这一实体或DNA分子在生命整体中所具有的功能这一方面来定义的。人类直观经验之一的生命现象在此以功能预设的方式参预了理论的构建，所以，生物学在理论上的自主性，并没有由于分子生物学所谓的还原而消失。内格尔（E．Nagel）、罗森伯格（A．Rosenberg）等人把功能（或目的性）解释看成生物学自主性的依据和根源。
2功能性（目的性）、演绎性和理论构建
由于功能预设的存在，使得生物学解释框架不同于物理科学。那么，在生物学理论中，是否能实现一种从功能解释模式框架向演绎解释框架的模式转换，在消除功能预设的同时，又不破坏分子与生命之间的联系呢？模式的建立与科学理论的构建过程相关，通过其构建过程的分析，对于模式转换问题有着莫大的启示。
演绎性解释框架模式如下：
（1）L1，L2，……，Lr
解释性陈述或前提
（2）C1，C2，……，Ck
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
（3）E
解释对象
其中，L1……Lr是规律般的全称陈述，C1………Ck是关于初始条件的特称陈述，E是描述单个事件的特称陈述，也就是对要给予解释的现象的陈述。如果E能够作（1）中的全称陈述和（2）中的初始条件的特称陈述的演绎结果，则它就得到了解释〔4〕。这种解释框架实际上就是要对自然现象寻求一种因果性解释：如果条件C1、C2…Ck存在，则必有现象E出现。
一个严密的、完美的科学理论体系必须使用这种解释框架，这已成为一种模式。从物理学到化学，基本上已达到了这种要求。而生命现象的特殊性，如趋目的性，使我们在传统的生物学理论中仍到处采用目的性或功能性解释，特征是以未来的一种既定状态作为当下行为的依据，或以生命现象为整体背景，以组成部分（如分子）对整体所具有的功能作为组成部分的行为依据，因而我们常采用这样的语句：“为了达到某种目的而如何”，或“……具有使达到某种目的功能或作用”。功能的依据不能仅仅从组成部分本身的性质给出，必须依据整体的状态才能得以解释。〔5〕因此，这一框架与人们寻求自然界因果关系的精神不相吻合。
演绎体系的建立，主要在于规律性全称陈述的建立，即定律、原理建立。在这个过程中，解释的对象先是作为经验基础参预了定律的构建，例如，对无机界实体及其性质的认定，依据于宏观的经验现象和数据，然后，回过头来演绎解释其他现象。既使遇到新的观察事实，它与规律性的全称陈述的演绎结果不符甚至相反，也可以通过修正或证伪的途径，或修改、或重建规律性的全称陈述。证伪，也是“解释对象”参预构建“解释前提”的途径之一。由此保证了演绎性解释框架在物理科学中的有效性。
解释对象，将其看成一个集合，其中某些“元素”作为经验基础参预了理论构建，从而内化于解释的前提。这样的解释前提，再去解释其他“元素”时，可能会发生以下三种情况。第一，演绎的结果与新的解释对象相符，从而得以证实和支持；第二，演绎结果与新的解释对象不符，发生证伪，因而要对理论进行修正，新的解释对象就此参预了理论构建；第三，解释前提的演绎结果，与新的解释对象无关，既不证伪，也不证实。
第三种情况对于我们非常重要。在这种情况下，我们需要以此为经验基础，构建新的解释前提。这是物理科学体系中并非存在唯一的解释前提的原因。重要的是，生命现象对于物理科学中的解释前提来说，也正是处于既不证实、也不证伪的境遇。但，第一，它没有参预构建新的解释前提，第二，它也没有作为解释对象：生物大分子行为的结果，只局限于物理、化学领域内，生命的特性似乎游离于分子行为之外。作为解释对象和参预解释前提的构建，二方面具有潜在的统一性，而生命现象以另一种形式出现，即在解释之先作为一个其作用类似于解释前提的目的性或功能性预设。当然，它并不与解释前提等同。事实上，正是由于它的存在，才代表了与演绎框架不同的目的性或功能性解释框架。下图表示出分子生物学理论中同时采用的两种框架之间的关系：
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┃ 解
生
解
┃
┃ 释 ━━━━━━━━ 物 ━━━━━━━━ 释
┃
┃ 前 演绎或因果关系
大 演绎或因果关系
对
┃
┃ 提
分
象
┃
┃ C1
子
E
┃
┃
行
┃
┃
为
┃
┃
C2
┃
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┃赋予生物学意义
整体的生命现象（目的性或功能预设）
方框内是演绎解释的框架，解释前提C1是指以微观实体为起点构成的物理科学解释前提，它来之于物理科学的理论构建过程；解释对象E是指用物理和化学手段将生物体进行处理后，形成的无机环境背景下所显示出的现象，如DNA晶体的X射线衍射图、试管中的化学现象；生物大分子行为C2是指诸如DNA、蛋白质等行为过程；目的性或功能性预设来之于对宏观生命现象的认定，它不是作为解释的对象，而是赋予生物大分子行为以生物学意义，赋予DNA碱基变化以“变异”的意义，赋予血红蛋白与O2、CO2的结合与分离以“呼吸”的意义，即生物大分子的活动或行为都必须指向生命整体，以其为最终目标。在这种框架中，生物大分子的行为只是一种形式或“载体”，负载着生命现象所赋予的意义，这是分子本身并不逻辑地蕴涵着有关生命特征的概念的原因。
人类对于生命现象的直观经验，在此以目的性或功能性预设的形式出现，这提示我们，生命现象要融于物理科学的演绎体系，其本身要参预物理科学的解释前提的构建，从而使其从这种预设的形式转换为某种内化于解释前提中的成分。
我们从化学还原为物理学的历程中受到一种虚幻的鼓舞，从而忙于将生命还原为已有的物理科学定律，这是一种狭隘的还原主义。化学现象之所以可以成为物理学解释前提的演绎结果，是因为物理学的解释前提不仅仅属于物理学，而是二门学科共同享有。 量子化学的诞生与发展，是化学从理论上成为物理学演绎体系的一部分的标志。这一度使人相信在生物学中也可以发生类似事件。但是，从理论构建历史中可以发现，生物学与化学，二者在同物理学的“亲缘”关系上存在着巨大差异。用来作为化学现象的解释前提的微观物理学同化学本身有着极深的渊源关系。只要罗列一下原子结构、量子力学的形成历史就足以说明这一点。
早期化学
原子论
元素论
量子化学 ──
│
元素周期律─电子运动理论
│
│
原子结构论─ 量子力学 ───
①道尔顿所创立的原子论，首先是化学理论，为近代化学奠定了理论基础，其动机则是期望用经典力学的观念来解释化学；
②元素及原子一开始是化学研究的对象，也是一个化学概念，以后成为物理学研究的对象；元素周期律是化学体系中举足轻重的理论；
③原子论、元素周期律导致了原子结构理论的诞生，以及成为电子运动理论诞生的契机；
④玻尔创立量子理论的基础是原子结构模型、氢光谱及巴尔末公式；而量子力学首先对分子最成功的解释正是对氢分子的说明，因而诞生了最子化学；
⑤量子力学、电子运动理论是量子化学的理论基础。
因此，用来演绎解释化学的那部分物理学理论，首先是从化学走出来的，微观物理学便“天生”具有了解释化学的胎记。这种历史性的构建过程，保证了它们的概念、命题、现象之间存在着天然的逻辑蕴涵关系和证伪、修正关系。
对于生物学来说，只需指出下面一点就足够了；物理学、化学的理论构没有采纳生命界的任何生命现象的特征，或者说生命现象没有参预物理学、化学的理论构建。至少在系统理论、耗散结构理论或自组织理论建立之前是这样的。
3广义还原与生物学自主性的新含义
在狭隘的还原主义看来，仅从无机界现象中构建起来的理论诸如实体的性质、行为、运动规律等，相对于生命世界来说，无可怀疑地有着先天的真理性，是永恒的基石，对它的证伪、修正或完备性的补充，只能在对无机界的研究中进行，而生物学、生命现象只能动地等待着解释和还原。针对于此，我们应持有一种广义的还原主义，将物理学理论或演绎的解释前提体系看成一个对生物学、生命现象开放的理论体系。系统理论的奠基人贝塔朗菲、控制论的创立者维纳无不受到生命现象的启迪。正如贝塔朗菲所建议：考虑到有机体具有整体性，会发育、变异、生长，为了描述它们，我们必须运用调节、控制、竞争这些传统自然科学（主要指物理学、化学）没有的新概念。〔6〕另一个著名事例是耗散结构理论诞生于热力学理论对于生命自组织性的不完备性。
生命界的各种现象中，是否存在着对现有物理学、化学定律证伪的事件，是否能象黑体辐射现象对经典物理学进行证伪从而赋予基本粒子以一种全新的行为和性质，到现在为止还不得而知。现在的情况是生命现象对正统的物理学既不证实也不证伪，而系统理论、耗散结构论、超循环论等新兴学科，正在吸收生命现象的特征，并与正统物理学相联系。
对于这个问题，如果认为“生物学能否还原为物理科学与能否用物质的原因阐释生命现象”是两个问题〔7〕，那是不妥的。将两个问题截然分开的根源在于把物理科学所研究的物质运动规律封闭于无机界，同时认为生物界中的物质运动规律独立于物理、化学规律，也就是独立于无机界。但是，只要承认生命来之于无机界，就无法把无机界的运动规律与生命界运动规律绝对地划界，因而也就不应在物理、化学与生物学理论之间人为地划出一条不可通约的鸿沟。物理学的还原地位是先天的，这是它所研究的对象决定的。即使生命界存在许多现有物理学所不能解释的现象，甚至出现与现有物理学规律相悖的现象，也不应成为生命运动规律独立于物理规律、生物学独立于物理学的理由。生命界存在物理学不能解释的现象（或与物理学定律无关），说明物理学的内容还不完备，有待于充实、丰富和发展；如果相悖，说明二者至少有一方是错误的，要么修正物理学，要么修正生物学规律，要么二都有待于修正，以达到逻辑上的统一。辩证唯物主义认为，物理学和化学规律在生命体中的作用的“范围被限制”了，物理和化学规律在生命体中并不具备发挥作用的充分条件。我们必须深化这一观念，对此做出更清晰的解释和理解，而不能在此止步不前，更不能将这种“范围被限制”作为生物学规律与物理学规律之间存在一条天然的逻辑鸿沟的理由。只要我们追究这种“限制”（即生命的有序性、组织性）是如何从无机界产生的，并将封闭于无机界领域的物理科学解放出来，那么生物学就可以广义地还原为物理科学。耗散结构论、协同学、超循环论等都是在这种背景下产生的新物理科学，所取得的成果使我们看到将生命现象纳入演绎框架体系的希望。这虽然只是初步，但科学的生命力在于不断引进新概念来解释不曾解释的现象。
在此，可以提出生物学自主性的新含义，这种自主性并非表现为生物学必须具有独立于物理学和化学、并且不能从后者获昨解释的规律，而是表现为生物学及生命现象作为物理科学的构建基础之一，参预物理科学的理论构建；物理科学自身也不应拘泥于无机界之中，只有如此，才能构建一个对于整个自然界是完备的物理科学体系。反过来说，仅将无机界作为理论构建的经验来源的物理学，其对于生命现象的不完备性，体现了生物学对这种物理学理论的那种过去所理解的自主性。
4 非线性还原
将物理科学与生命科学统一于一个演绎解释的框架之中，是还原的需要，因而也是广义还原的需要，以反映从分子到生命的逻辑过程。不过，这是一个非线性的逻辑过程。
辩证唯物主义所认为的“不能把高级运动形式归结为低级运动形式”中的“归结”一词，其意义是模糊的，含有“演绎解释、还原、简单地组合或机械地相加”等诸多含义。我们认为，“不能归结”的提出，有着历史背景，是针对十八、十九世纪机械的、线性的还原论进行的批判。机械自然观认为，生命运动是低级运动形式的机械组合，相应地，生命体是一种机械装置，用今天的术语说，生命是生物大分子及其行为的线性迭加，二者之间是一个线性的逻辑关系。现代自组织理论已揭示出，生命的自组织过程是一个从分子到生命的非线性动力过程。与理论之间的广义还原相应，本文提出实体上或本体论上的非线性还原。现代物理学发现，自然界普遍存在的是非线性关系，而线性关系极为少见。无机界同样存在着非线性的自组织过程，这说明自组织性并非为生命界所独有，而是生命界与无机界的桥梁，而物理学所研究的就是这种发展过程的动力学原因，描述它们的逻辑过程，无论是线性还是非线性的。这是物理学处于先天的还原地位的理由。如果说物理学内的演绎框架体系是由于对无机界运动或现象的统一解释的需要，那么，在物理科学与生命科学之间建立一种非线性逻辑演绎关系，则是对无机界与生命界统一解释的需要。因此，演绎框架的合理性并非只存在于物理科学与无机界之间的关系中，并不仅仅是建立物理科学体系的标准。这种合理性同样存在于物理科学、生命科学、无机界、生命界之间的关系中。
5 总结
生物学自主性的根源在于：生命现象是人类直观经验来源之一。它以不同的方式参预了理论的构建：在威廉斯、鲁斯那里，直接针对着生命世界构建一个公理化体系，如果将理论封闭于生命世界中而不向无机界拓展，可建立一个自足的演绎体系，与物理科学演绎体系相并列，这是自主性的一种表现；在以分子生物学还原经典遗传学的过程中，它以解释之先的目的性或功能预设的形式参预了生物学理论的构建；本文受到新兴学科的启示，提出生物学自主性表现为这种经验来源及理论（或陈述）直接参预物理科学的构建过程。
阿亚拉（F．J．Ayala）曾提出，可以把还原论区分为三个层次：本体论还原、方法论还原，理论的还原。对此，本文提出了在理论之间的广义还原，本体上的非线性还原；方法论上，物理科学应是对生物学、生命现象开放的体系，生物学、生命现象应直接参预物理科学的理论构建，这并不是指利用物理、化学手段将生物体破坏，在试管中还原为无机背景，因为这已推动了生命现象作为直观经验的价值。生命现象参予物理科学理论构建的价值体现，离不开生物学理论作为必要的中介作用。
参考文献
〔1〕Wiliams，M．B．（1970）．Deducing the Consequence of Evolution： A Mathmatical Model．Journal of Theoretical Biology， 29：343－385。
〔2〕Rosenberg．A．（1985））．The Structure of Biological Science．（Cambridge： Cambrideg University Press）
〔3〕董国安：论生物学自主性，《自然辩证法研究》，1992年第10期，第48页。
〔4〕〔5〕李建会：功能解释与生物学自主性，《自然辩证法研究》，1991年第9期。
【关键词】生物教学渗透生命教育实践
生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学，这门科学研究的对象就是地球上包括人在内的生命。社会发展、生物学本身的特点，决定了生物学在生命教育中的重要地位。
根据学科特点，生物学科在培养人的生命意识和学生身心健康方面具有直接的作用和独特的优势，生物教师应责无旁贷地挑起这一重任，在传授生物学科知识的同时渗透生命教育，使学生树立起正确的生命观。
一、拓宽教学内容，挖掘丰富的生命教育素材
生物学是一门以理解生命、爱护生命、发展生命为主题的学科，有着开展生命教育的丰富素材。生物教学实践中，需要教师围绕教学大纲，多方位拓展生物教学内容，除了能给生物教学带来无限生机，课堂变得生动活泼，还能促进学生生命质量的提高。
渗透生物史
生物史中蕴涵着丰富的生命教育素材。科学史是一部思想史，是人类精神发展的一个重要维度，能够揭示科学暗含的人性，有助于学生内化为自己的人文素养，有助于学生更好地理解、评价、欣赏科学事业，激发他们探索科学的热情。
揭示科学美
自然生物界物种繁多，形态各异，色彩斑斓，蕴含着丰富的美学价值，生物科学的直观生动使得这门课程成为最具有生命活力的生命教育的强大而鲜活的阵地。人类具有伟大的天赋――对自然界的审美感，生物学教学中挖掘、体现这种对自然界的审美感，能实现生命教育的认识生命、欣赏生命、热爱生命的具体目标，这是其他学科难以比拟的。
交流科技信息
中学生对周围世界具有积极的探求态度，对生物科学具有强烈的求知欲望，教师需要在教学中结合有关章节，深入浅出地介绍仿生学、遗传工程、免疫学等方面的新技术及其应用的发展前景，还可以组织学生课堂五分钟演讲，及时交流层出不穷的科技新信息。在交流中，教师需要引导学生讨论：面对各种现代生物科学发展的成果，人类该如何选择和取舍，该如何趋利避害？从而培养学生作为未来社会主人的责任心和对科学技术的决策能力。
关注身心健康
“有了健康的身体才有了生命的乐趣。”健康是个人发展的主要资源。通过健康知识的普及，帮助学生拥有健康的体魄，正确对待友谊、爱情、家庭，培养自尊、自爱、自信、宽容的品德，与大自然和谐相处，不断追求、挖掘生命的最大潜能，让生命之树结出成功的果实。在生物教学中，需要教师贴近生活渗透健康的行为和健康的生活方式、关注学生的心理健康。
二、探索有效的教学方法，升华生命教育的情感体验
生命不仅需要学生去认识，更需要学生去体验。“真正的生命教育是触及心灵的教育，是感染灵魂的教育，而主要不是传授知识、技能的教育。所以生命教育必须通过体验教学来实施。”学生有了实际体验以后，就更能理解他人在某种情境下的需要，因而能更好地与他人共处，从而更加懂得珍惜生命和尊重生命。
在角色扮演中体验
教学中运用角色扮演，能让学生换位思考，获得生命感悟。
如：结合“胚胎发育”内容，教师可以安排了一个活动：《妈妈带我去散步》。所有学生将书包（育儿袋中的小宝宝）端放在腹部，扮演怀孕妈妈，在操场上走两圈，再上一趟厕所。以这样的角色扮演来让学生体验孕育生命的艰辛。
在资料分析中体验
生物学知识中实例和数据比比皆是。在课堂教学中经常巧用实例和数据，不仅加深学生对生物学基础知识的理解，还能启发学生感悟人生。
如在“动物行为”中，引用如下例子：松毛虫幼虫排成一路纵队，每一只尾随前面的那一只，由带头的幼虫率领去搜寻食物。法布尔有意将带头的幼虫放到最后一只幼虫之后，结果这些小虫不停地兜圈，累得动弹不了。由此学生很容易理解：动物的本能，一般有益其生存，但也可能是盲目的。在此基础上，启发学生思考：毛毛虫的愚蠢之处在于，没有明确的目标，只知道跟在别人屁股后面。在那么多的毛毛虫中，如果有一只与众不同，它就能改变命运，告别死亡。
在实践实验中体验
通过实验实践体验，能丰富学生的情感，提升人生境界。
平时的教学中，需要教师鼓励学生进行合作学习，可以采用同桌合作学习、课后学习搭档组合、课堂四人小组合作学习等形式，培养合作精神，学会分享、沟通、理解尊重他人。
还需要教师从学生熟悉和感兴趣的事物出发，引导学生对周围的环境现象及各种环境问题展开探究，让学生在实验探究中，去亲身体验生物实验所带来的信息，从而利用自身已有的知识体系对实验现象进行思考和想象，创造性地解决问题。
三、整合广阔的教学资源，提高生命教育的实效性
生命教育是一种开放式教育，应该将学校、家庭与社会的生命教育资源加以开发和整合，以提高生命教育的实效性。
家庭具有教育的优势环境，家校合作是促进学生健康成长的重要途径，家庭教育资源是学校开展生命教育不可或缺的条件。在“生殖发育”内容教学中，教师整合家庭教育资源，可以让学生更珍惜生命、更尊重父母……
城市里其他公共资源，都可以作为生命教育的场所和教材，包括：公园、社区、科技馆、博物馆、美术馆、青少年活动中心、媒体和网络等等。如在开展保护环境的行动实践中，可以充分利用社区、利用当地的旅游景区，做环保志愿者，捡游人扔下的垃圾；参与“保护生物多样性的行动”；在社区的菜场里检举卖青蛙的小贩；呼吁市民集中回收废电池……利用公共资源开展一系列的课外实践活动，使得学生不仅是环保的呼吁者，而且是环保的行动者！
参考文献
[1]阮海洋，生命教育校本课程的开发和实践[J]，教学与管理，2006.1
[2]朱小颖等，在生命科学教学中实施生命教育的实践与思考[J]，生物学教学，2007.6
[3]濮涛，在生物学教学中体验生命教育[J]，生物学教学，2006.11
[4]周俊，开展探究教学、强化生命教育[J]，生物学杂志，2003.12
许多科技史学家认为，16世纪以来，世界科技大致发生了五次革命，包括两次科学革命和三次技术革命。其中，第五次科技革命包括电子技术革命和信息技术革命两个阶段。目前，信息技术革命尚未结束。
既然过去五个世纪发生了五次科技革命，而且科技革命具有一定的规律性和演变趋势，可以预期，21世纪很有可能发生第六次科技革命。
一、可能发生的三大转变
科技革命是一个科技史学或科技哲学概念，迄今没有统一的认识。在本文里，科技革命是科学革命和技术革命的统称。相对于前五次科技革命，第六次科技革命有可能发生三大转变。
其一，方向的转变。在前五次科技革命中，两次科学革命主要发生在物理学领域，三次技术革命主要发生在技术科学和信息科学领域，属于物质科技革命或信息科技革命。第六次科技革命有可能主要发生在生命科学领域，或者以生命科学为基础。
从人类文明和世界现代化的前沿需求角度看，21世纪的科技革命可能主要包括三次革命：信息革命、新生物学革命和新物理学革命等；从前五次科技革命的历史结构看，第五次科技革命即将结束，新的科技革命将可能发生在新生物学或新物理学等领域；从目前的国际科技环境看，许多科学家认为21世纪是生物学的世纪，许多国家对生命科学的投入比较大。以上这些信息预示，第六次科技革命很可能发生在生物学领域，是一次新生物学革命。
如果说，前五次科技革命的重点任务是认识自然、改变自然和满足人类需要，那么，第六次科技革命的重点任务将是人类认识自己、改变自己和适应宇宙环境，全面提高生活质量、提高人类可持续性和适应宇航时代的需要。通俗地说，前五次科技革命处理人与环境的关系问题，第六次科技革命将主要处理人类自身的问题。这是科技革命的一种方向转变。
其二，结构的转变。前五次科技革命主要发生在某一个学科，或在几个学科领域分别发生。第六次科技革命将可能发生在几个学科的交叉结合部。它将具有一种新的复合结构。
从人类文明和世界现代化的前沿角度看，第六次科技革命将可能以生命科学为基础，融合信息科技和纳米科技，提供提高生活质量和满足人类精神生活需要的最新科技。它将可能是三大学科（生命科技、信息科技和纳米科技）的交叉融合，并主要发生在三大学科的交叉结合部，而不是仅仅发生在单一的生命科学领域，也不是分别发生在几个学科领域。
其三，性质的转变。第六次科技革命将是第一次完整意义上的科技革命，因为它同时包含科学革命和技术革命。第六次科技革命将是三大革命（科学革命、技术革命和产业革命）的交叉融合，是一次多维复合的综合型科技革命，它的影响将超越前五次科技革命。
前五次科技革命推动了世界现代化的前四次浪潮，导致世界格局的根本变化。第六次科技革命将推动世界现代化的第五次浪潮，导致世界格局的重新洗牌。如果它的预期目标能够实现，人类文明将进入“再生时代”，人类生活将发生质的变化。
二、未来人类生存的四种形式
中国现代化研究中心完成的《第六次科技革命的战略机遇》一书中预计，未来40年里，生命科学、信息科学、纳米科学、仿生工程和机器人学的结合，信息转换器、人格信息包、两性智能人、人体再生和互联网的结合，人类将获得三种新的“生存形式”，即网络人、仿生人和再生人，实现某种意义的“人体永生”；届时，人类个体将有四种“生存形式”。
第一种，与自然人相关的创新。根据健康状况，可以分为健康人和非健康人两类。首先，与健康人相关的创新，一般而言，科技可以拓展人的能力，改变人的生活方式，提高生活质量，满足甚至创造新的合理需求。例如：信息转换器的发明，实现人脑与电脑之间的直接信息转换，人脑可以直接“知识充电”；高仿真的两性智能人的发明，将把人从繁重的家务劳动中解放出来。
其次，与非健康人相关的创新。例如，安全高效、无损伤和无痛苦的身体检测和治疗技术；重大疾病的诊疗技术，包括肿瘤、心血管和神经疾病等；重大传染病的预防技术；人体主要器官和组织的移植技术，人体组织、器官和肢体的再生技术等。
第二种，与网络人相关的创新。网络人，是指将来生活在网络空间的虚拟人或数字人。他是自然人的一个“网络镜像”，相对独立地生存在“虚拟世界”里。网络存在一天，他就存在一天；除非人为“删除”。这是未来人类个体生存的一种形式。当自然人体离开了世界，如果没被删除，自然人体的“网络镜像”还会存在，会继续生活，这是一种“网络化永生”。
第三种，与仿生人相关的创新。仿生人，是指具有自然人体的外观形体、肌体特性、性别功能和“人格信息”的高仿真智能人。仿生人的肌体采用高性能仿生材料做成，具有人类肌体的部分特征，他的身体功能可以参照真人设计，具有和多种其他动物学功能，他的大脑已经接受自然人体的全部“社会学信息”和“独立人格”，具有一定的喜怒哀乐和爱恨情仇。
在很大程度上，仿生人拥有和自然人的本体一样的体形和性格特征，言谈举止都与本体极其相像。届时，仿生人就是一个活生生的“人”，不再是通常意义的机器人。他是和本体分离的、独立存在的、独立思考的“人”，是本体生命持续延续的一种表现形式。
在一定程度上，仿生物质体可以无限转换，仿生信息体可以无限传递。从这个意义上说，人就可以获得“永生”。这种永生不是虚拟空间的永生，而是真正存在于现实世界之中。当自然人的本体化为尘土，自然人本体的“仿真体”还可以延续下去。
第四种，与再生人相关的创新。再生人，指具有自然人的全部生物学信息、社会学信息和人格特征的“复制人”。再生人的身体来源于自然人体的体细胞培养，具有自然人的全部遗传信息，他的知识和人格来源于自然人体的“人格信息包”，具有自然人的全部或绝大部分社会学信息和人格特征，他看起来是自然人的一个“复制体”或“新生体”。在某个时候，自然人选择采用“人体再生”技术培养一个“复制体”，在恰当时候把自然人的“人格信息包”的信息转移到“复制体”的大脑中，于是，“新生体”就像是自然人获得的“第二次生命”。当自然人离开这个世界的时候，再生人的“新生体”会继续生存；一代又一代传递，下代继承上代的知识，并继续前进。
健康长寿是人类的一个梦想。依据现有科技，这种梦想是很难完全实现的。生老病死是生命的一种本质特征，自然人的寿命是有限的。但是，第六次科技革命将提供三种形式的“人体永生”，包括网络人的“网络化永生”、仿生人的“仿真性永生”和再生人的“复制性永生”。迄今为止，依靠科技实现人类梦想的例子已有不少，例如，人类乘坐飞机可以飞上蓝天，乘坐飞船可以登上月球等。将来，依靠新科技实现某种意义的“人体永生”将是一个新例子。
第六次科技革命的大致时间是2020～2050年前后。这种预测主要基于三点考虑。
首先，2020年第五次科技革命（电子和信息革命）将结束，它的持续时间约为70年（1946～2020年）。第三次科技革命（电力和运输革命）的持续时间也是大约70年。
其次，2020年生物学的积累将达到约70年。从分子生物学诞生（1953年）到2020年，大约有70年。电子和信息革命的孕育时间也大约是70年，从发现电子（约1897年）到电子革命开始（1946年发明电子计算机）约50年，到信息革命开始（约1970年）约70年。2020年前后生物学有可能获得重大突破。
再有，根据经济长波理论，2020年有可能是经济长波周期的一个拐点。
上述未来人类生存将有四种形式，其中三种新形式，主要基于五类关键技术的突破：
信息转换器技术，实现人脑与电脑之间的直接信息交流和转换的技术；人格信息包技术，制造包含人脑的社会学和人格信息的信息包的信息仿生技术；仿生技术，仿制生物组织和行为的工程技术；创生技术，是人工有目的地合成生物组织、器官、肢体和生命体的工程技术；再生技术，是通过诱导或培养实现生物组织、器官和生命体的再生的工程技术。一般而言，信息转换器、人格信息包、仿生、创生和再生技术会不断升级换代，就像计算机和软件技术的更新换代一样；仿生、创生和再生技术会相互交叉融合，五大技术有可能部分交叉融合。再生工程包括细胞、组织、器官、躯体、人体和物种的仿生、创生和再生等，人造组织和器官如人造心脏、肺、胃、皮肤、骨头、血、血管和肢体等实现产业化生产。
三、中国现代化的新机遇
科学无国界，技术有专利。一般而言，科学革命是普惠的，技术革命是利益不均的。抓住科学革命机遇的国家，可以获得一些社会利益，如促进思想解放和技术进步等。抓住技术革命机遇的国家，可以获得核心专利和巨大经济利益。第六次科技革命是科学革命和技术革命的融合，蕴涵巨大的经济利益和社会利益，将在一定程度上影响国家兴衰。
【关键词】自主论/还原论/生命现象/解释/遗传信息
【正文】
1．目的性解释或功能解释的方式是概念自主性的逻辑延伸
如果承认生物学理论具有自主性，那么理论自主性的根本在于概念的自主性，即存在所谓不能用物理——化学术语进行描述和定义的概念。生物学理论自主性的另一表现——理论体系的目的性解释或功能解释方式，是概念自主性的逻辑延伸。另一方面，生物学理论中仅存在自主性概念并不必然导致目的性解释或功能解释，例如，孟德尔遗传学、公里化处理后的群体遗传学和进化论的演绎体系(1)，其中所有的概念都没有与物理——化学发生关联，都是自主的，只有在一个体系中，例如，以分子生物学为主体的现代生物学，存在自主性概念的同时，又存在物理——化学的术语和概念，并且，二者都处于解释起点的位置，才必然导致目的性解释或功能解释的理论结构，这种结构成为融合自主性概念与物理——化学概念为一体的方案。就现代分子生物学来说，其中的物理——化学概念所描述的是生命现象中的分子及其行为，而自主性概念所描述和推演的是我们宏观经验的生命现象本身，这二者之间，从概念的构造和体系的建立的过程来说，分属两套逻辑体系，因而它们之间没有逻辑演绎的导出关系(2)，同时，由于生命现象的复杂性（即使假定把它描述成所谓的因果反馈网络是可行的方案），难于形成一个由前者到后者的历史演化的因果决定性的理论描述，剩下来将二者结合在一个理论中的唯一方案就是目的性解释或功能性解释的方式。由此形成的体系中，自主性概念（如遗传信息）处于核心地位，物理——化学的术语和概念（如DNA，蛋白质）是附属的。现代还原论（或称分支论，企图将生物学作为物理科学的一个分支）对生物学理论的目的性解释或功能解释方式的一切责难，以及将其变换为演绎解释方式的企图，如果不首先化解概念的自主性问题，将是徒劳的。
从生物学理论的客观构建过程来说，这些“自主性概念”是直接从生命现象中认定的，因而也是无机世界所没有的。在自主论看来，无论站在什么角度或立场上，“自主性概念”是理论中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解说其它现象的起点；而在还原论看来，从物理——化学的立场或从无机界与生命界的关系的角度来看，“自主性概念”是复合的，应由物理——化学的术语和概念复合而成，因而它们就不应是理论中最基本的元素。我们顺着还原论的思路思考下去，还原，就是最终由物理学中的概念逻辑地演绎“自主性概念”的内涵。物理学中所有概念都终究归结为可感知、可操作的三个量纲：质量、空间、时间。物理科学内部的还原都是这种归结：对热质的否定并把热现象归结为能、温度归结为分子的平均动能，从化学到量子力学等等，著名的“熵”，则以热量与温度的关系来表示，在申农创立了信息论之后，人们便千方百计地寻找“信息”与物理学的关系，勉强将其与“熵”联系起来。从有限的意义上说，分子生物学还原了经典遗传学，将基因还原为DNA和“遗传信息”，而“遗传信息”如何进一步归结为物理学的量纲呢？“遗传信息”是一系列生命过程的整体赋予DNA等生物大分子行为以生物学意义的概念，也就是说在解释的逻辑次序上整体在先，元素在后，这是“遗传信息”这一概念的自主性的来源。因此，分子生物学的还原仅是有限意义上的还原，甚至不能说是还原，因为它仅仅是以一个自主性概念（遗传信息）解说了另一个自主性概念（基因），而“遗传信息”已成为现代生物学的研究范式或纲领的核心。因此，现代分子生物学并没有给还原论以支持，而且具有反作用，因为，如果说经典遗传学是一个演绎体系因而在这一点符合还原论的要求，那么分子生物学由于“自主性概念”与物理——化学概念的混合而具有了目的性解释和功能解释框架的特征，这成为生物学理论自主性的表现特征之一。
现代自主论正是从分子生物学的这些自主性特征出发，声明了自己的原则和立场。
2．现代自主论的原则及其本体论基础
从活生生的生命现象中直接认定一些概念，从而它们独立于无机界，有别于物理——化学语言，使建立在这样的概念之上的理论具有自主性，最极端的例子是本世纪初的生理学家杜里舒（H·Driesch）将“活力”概念科学化和理论化，使它成为逻辑解释的起点；孟德尔到摩尔根所构造的经典遗传学中的“基因”，也是直接以生命现象以及从中所获得的数据为根据认定的有别于物理——化学的概念。本世纪六十年代，分子遗传学将“基因”用DNA分子片段代替，使人们一度认为生物学的自主性是一种虚幻的认识，迟早会消失的。但是，并非DNA分子片段唯一地代替了基因，而是DNA分子与“遗传信息”二者一起来解释基因。“遗传信息”又是直接来源于生命现象的概念，仅就这一点来说，分子生物学仍然具有自主性。这是现代生物学自主论的根据。
现代自主论的主要论点是生物学完全有根据形成自主的概念，“自主”意味着不能由物理——化学术语来分解或描述或定义。为了区别于分子生物学诞生之前的生机论或活力论，现代自主论提出以下原则：将生物学能否还原为物理科学与能否用物质原因阐释生命现象严格区分为两个问题。(3)这个原则所要强调的是，物理——化学并不是对物质世界的唯一表述方式，关于生命有机体自身的物质原因的表述（生物学理论）则是另一种关于物质世界的理论表述方式，二者之间不存在逻辑蕴涵或逻辑导出关系。生物学还原为物理科学，其严格意义是以物理——化学的概念和定律来解释生命现象，从而推演生物学理论。仅从概念的层次来说，完全用物理——化学的术语描述或定义生物学概念，已经非常苛刻而至今远未做到。现代自主论“用物质的原因阐释生命现象”则宽松得多，实际上，分子生物学就是这样，以生命大分子组成，再加上遗传信息、复制、转录、翻译以及选择、稳定等诸多生物学独有的自主性概念，成功地阐释了从功能到进化的许多生命现象和活动。这是一个非常实际的原则，既可以摆脱科学史上令人厌恶的“活力”纠缠，又没有象还原论那样自套枷锁。
虽然如此，如果深究这一原则，则存在以下问题：
第一，现代自主论所称的具有自主性的生物学概念的认知来源无疑仍是对生命现象的直接认定，因此，在还原论或分支论那里应该是纯粹的解释对象的生命现象，在此成为认知和解释的起点。至少在这一点上与“活力”概念是相同的；
第二，现代自主论的本意是，生命现象中的物质运动方式为无机界所没有，因而对这些运动方式、关系等可形成独立于或自主于描述无机界物质运动方式的物理——化学的术语、概念乃至规律、理论，作为解说生命现象的前提。这种主张或可与当下的生命现象或“功能生物学”(4)相谐调，但与科学界的一个基本承诺（也是一个从未被证实过的预设）相抵触：生命来自于无机界。这意味着生命现象中的运动方式与无机界的运动方式有—个逻辑与历史相统一的关系，描述它们的理论也应有一个统一的逻辑关系，因而自主性不应该是必然的。
第三，在解释上，“物质的原因”中的“物质”是指生命体组成，主要是生物大分子，因此在现代自主论看来，分子生物学在具有了自主性的同时，又具有了物质性。而具体体现这种主张的分子生物学必然是自主性概念与物理——化学的术语和概念相“混合”的理论，其中，直接以生命现象作为实在性基础的自主性概念占有主导地位，是理论的核心。“遗传信息”规定了未来的蓝图，成为生物大分子所有行为的目的性基础与源泉，(5)它以生物大分子自身的逻辑内涵所没有包容的、因而是外在的东西，来赋予生物大分子行为以生物学意义。这就使得DNA等生物大分子成为遗传信息等概念的附庸，导致了目的性解释或功能解释方式(2)。这实际上仅仅一半是物质的，而另一半却仍旧是“生机”的。这样，与其说是解释生命现象，不如说是在阐释生命形式下的分子及行为。这样的理论之所以被人们接受，其原因之一是人们接受了“生命来自于无机界”这个科学界中最基本的承诺之一，它已成为一种指导思想，给人们带来了希望：迟早有一天我们可以使理论上的从无机到生命的逻辑与历史上的从无机到生命的演化过程统一起来。因此，现代自主论的原则尽管与现代生物学相一致，但是，它却与这样一个重大的承诺不谐调。
第四，由此，我们可以做这样的一个回顾：生机论以从生命现象中认定的概念作为解释的起点，可简略称为“以‘生命’解释生命”；还原论则基于近现代科学精神的要求，以描述无机界的概念为起点来解释生命现象（即“以‘物质’解释生命”）；而现代自主论的原则和主张，在分子生物学的具体体现中，却付出了这样的代价：以自主性概念为核心规范了物理——化学的术语和概念，以此为解释起点，但所解释的并非是生命现象本身，而是分子的行为（尽管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解释的是生物大分子的（物质的）行为（即“以‘生命’解释物质”），“物质原因”那部分所解释的也仍是物质，而非生命。
以上几点，既是现代分子生物学理论体系中存在的哲学疑难，又是现代自主论的主张所存在的问题。现代自主论的原则是以现代生物学为其合理性依据的，它之所以坚持这一原则，一方面是由于现代分子生物学的内容的确如此，另一方面又企图把这一原则固定为今后理论生物学构建的指导性原则。这不由得使人想起了二千多年前亚里士多德的技巧，他不满意柏拉图在灵魂（生命）与肉体（物质）之间设置的鸿沟，企图找出生命过程与物理过程的密切联系，同时又要界说生命过程以表明与物理过程的区别，他构造了“形式因”和“目的因”的概念来解决这一问题：一件东西赖以构成的原料或物质并没有告诉我们它是什么，但赋予它以形式或目的，我们就可以根据它能做什么来说明它。
进一步的问题是本体论问题。现代自主论的优势在于现代生物学理论的形态和内容确以一些自主的概念作为理论根基的，但它的本体论基础却不令人信服：“生物学自主性的本体论根据在于生命有机体这种体系中的因果关系是复杂的，其中，生命整体行为对部分的制约是无机界所没有的。”(3)在此，存在着这样的悖论：因果关系是对现代生物学自主性的否定，而这里却以因果关系（尽管是复杂的，但仍是因果关系）作为自主性的本体论基础——前文分析了“一个理论体系中自主性概念与物理——化学概念同存并列作为解释的最基本元素，必然导致目的性解释或功能解释的方式”，它的逆否命题便是“非目的性解释（演绎的或因果关系的）体系不允许两种概念混合并列为解释的起点”，只能由一方还原另一方。那么，理论出现了“自主性”，到底是由于生命现象太复杂、纯粹以无机界为起点因果地或演绎地解释生命现象太困难而采取的权宜之计；还是由于存在着无机界所没有的“制约”，因而生命现象在本体上具有“自主性”（自主于无机界、确切地说自主于物理——化学的运动机制），使生物学也具有了“自主性”？接下来就发生这样的重大问题：本体上的自主性是什么？它与“活力”“生命力”的本质区别是什么？现代自主论可以争辩：生物学理论的自主性并不等同于生命现象具有自主性。但是，“整体对部分的制约”等诸如此类的现象如果在本体上不是自主的，而是与无机界有演化机制的因果关联，又为何不能为物理——化学（包括未来的物理科学）所描述？除非承认“科学的认识方法是有限的和不完备的”以及进一步承认“人的认知能力是极为有限的”这样令人气馁的命题，这又回到了“太困难而采取的权宜之计”上来。
因此，现代还原论固执地坚持以下两点与现代自主论的原则以及生物学理论现实作对：第一，生命必须纯粹地作为解释对象，而不能在解释之先从生命现象中预设某些概念作为解释的起点，如果生物学理论中有这样的概念，则它应被分解为物理——化学的语言；由此，第二，用演绎的解释方式转换由于存在自主性概念而采用的目的性解释或功能解释方式。坚持以上两点，也即将生命现象作为纯粹的解释对象而从无机界来演绎，就意味着用“物质的原因解释生命”与“生物学还原”是同一个问题。由于这种理想主义的固执，还原论所遭遇的困境甚于现代自主论。
3．现代还原论的困境
还原论的致命之处，主要不在于它反对现代自主论的原则，而在于反对现实的生物学理论的形式和内容去追求一种不太切合实际的理想。对生物学理论中的目的性解释和功能解释的诸多责难及演绎还原的要求所依赖的合理性依据——解释预言的检验是经验上可操作的，已随着现代生物学的成功而烟消云散，因为目的性解释或功能解释方式同样在试验上可检验。面对现代生物学的成功，以及还原所难以克服的诸多困难，再加上现代自主论强有力的批判和否定，现代还原论发现，剩下来可依赖的唯一合理性是哲学意义上的依据，即“生命来自于无机界”这一预设性和承诺性命题，我们不应“以‘生命’解释生命”，也不应“以‘生命’解释物质”，合理的“解释矢量”的方向应是“以‘物质’解释生命现象”。在这里，“生命现象”是一个很不具体的抽象概念，实际上可具体为被“约束”或“规范”的物质行为表现和“约束”或“规范”机制本身，这是真正的解释对象，也是理论自主性的实在性基础。因而，对于还原论来说，追究“基因”或“遗传信息”的起源和分子进化机制已成为其最后的坚守阵地，并且，当代自组织理论和超循环理论的盛行，似乎为还原论带来了令人振奋的希望。
迈尔曾将生物学理论划分为功能生物学与进化生物学，(4)在功能生物学中，基因所携带的遗传信息是生物学一切功能和目的的基础和源泉，只要突破这一点，即能够用物理——化学的语言演绎地描述形成遗传信息的分子进化机制，那么，还原论至少在原则上取得了胜利。但是，通过以下分析，这种希望似乎又是水中之月。
前面说过，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接对应于生命现象或认定“生命的实在”，它反映了生命特有的本质，因此，它作为理论的起点，不必给予也不可能进行物理——化学的描述。还原论否认存在生命的特质，把所谓“自主性概念”或直接来自生命现象的概念看成是“复合性”的，可分解为诸多物理——化学的术语和概念，与此相应的试验上可操作性依据是生物化学对生命有机体的组成还原。但是，组成上的还原虽然可作为生命与无机界密切联系的依据，但也没有否定现代自主论的“用物质的原因解释生命不等于还原”的命题及所坚持的原则。否定“自主性概念”的充分条件不仅仅是把它看成“复合性”的，而且要以物理——化学的术语和概念逻辑地导出它的内涵。如果只满足于组成上的还原，结果只能是以“自主性概念”为核心来赋予生物大分子及其行为以生命意义(2)。与逻辑导出相对应的试验依据不是组成上的分解还原，而是与逻辑导出同向的试验可操作性，说白了，就是由无机要素合成生命，哪怕是最简单的生命现象。例如，对于超循环论来说，就是生物大分子超循环耦合能否在试验条件下发生，这涉及到“生命来自无机界”这一命题由哲学化向具体的科学化的过渡，关系到还原论在科学上能否真正站稳。但是：
第一，由无机到生命，经历了漫长时间，并且，生命的产生和演化是在十分优越的条件下选择了唯一快捷的途径而发生的。以人类的有限生命和历史是否有能力进行这种操作呢？这就象大海里的沙子，原则上是有限的，如果想数清楚有多少粒，则在实践上是一个无限的问题。退一步说，仅理论上的操作，即以物理——化学诸要素，通过在无机背景下取得的参数，进行自组织理论的非线性过程计算，来描述无机与生命之间的逻辑关系，这种非线性理论的计算操作也同样是事实上的无限复杂。这种原则上的有限而实践上的无限，直接冲击还原论的哲学基础：决定论。只有决定论成立，由无机到生命的逻辑演绎方式才是理论上可操作的，才具有进行预测和试验上可操作的价值和意义；决定论的前提又是自然有限论，而无限性就意味着不确定性，也就意味着逻辑演绎的理论之路是不通畅的、实践之路是不可操作的。
第二，自组织理论本身的结论——非线性过程的不可逆性，使这种操作不可能。从无机到生命的历史过程，其中有许多偶然性或随机因素起了决定作用并已作为“信息”储存于生物大分子的结构中。由于偶然性或随机因素的不可重复，使时间不可反演，因而整个过程无法进行重复操作。
第三，自组织理论和超循环论的非线性动力学过程的不确定性，使从无机到生命的演绎过程不可能。在此，应对“因果决定论”与“演绎解释方式”作出区分，一般来说，这二者被合二为一地用来与目的性解释或功能解释方式相对立，但它们之间是有区别的。因果决定论是用来表述定律或原理的方式，而演绎解释的方式是解释体系乃至理论体系的构成框架，即因果决定论形式的定律或原理是作为演绎框架的解释前提而出现的。这就可以提出这样的问题：否定了因果决定论的自组织理论的非线性过程的定律、原理是否可以作为从无机到生命演绎解释框架的解释前提呢？按照还原论解释的要求，如果中间环节有不确定因素，将阻碍这种演绎解释的逻辑通道的畅通。只有解释前提的因果决定论形式才与整体的演绎解释框架相谐调。尽管自组织理论及超循环论这一新物理科学曾经被讨论的热火朝天，由于它在分子自组织领域内就已经在逻辑上不确定了，因而，至今为止它对生物学的影响只限于描述性地说说而已，至多提供一个框架式的思想启示。
4．结语
还原论所遭遇的困境，是由于坚守着理想主义的科学信仰而不顾生物学现实。但是，无论是同情还原论而提出的带有折衷性的整体还原，还是反对还原论的自主论，在其构建生物学理论的建议中，只要还主张保存直接来自于生命现象的术语和概念，并且不可被物理——化学的术语和概念、也即描述无机世界的术语和概念所代替，都是在认识论上允许预先设定生命现象作为解释的起点，从而在本体论上承诺了存在着一种生命特质，也就有违于“从无机到生命的历史走向和逻辑走向相一致”这一基本的科学承诺。
在现代生物学面前，还原论成为固执地坚守理想和信仰的牺牲者而在所不惜，自主论由于切合生物学理论的现实而取得了优势，并以能够指导未来生物学理论的构建为最大的价值所在。但是，笔者认为，一门学科，特别是具有哲学色彩的学科，其意义和价值不应仅仅依赖于其他学科，更不能以其可否“指导”自然科学的发展为其价值标准。逻辑实证主义起始的现代科学哲学的历史已证明这种“指导”是虚妄和徒劳的，科学往往自我发展而不听命于哲学家的“指导”。在这方面，还原论也并不是无可厚非。无论是还原论还是自主论，它们的目的都是企图指导生物学理论按照它们指定的框架来运行，结果使我们处于这样一个悖论之中：如果信守“生命来自无机界”这一命题，则应否定“不能用描述无机界物质运动的概念、规律即物理科学进行还原”；而坚持还原论，则遇到操作上包括不确定性对演绎过程的否定的阻碍。这是否值得我们反思一下过于功利主义倾向的行为，以修正我们对科学的哲学探讨的目的？科学哲学的真正意义和价值在于自身，在于对科学及其与自然的关系的理解，在于它自身体系的建立，这个体系体现了人类的心智对完美的追求和向往。这一点，特别是在一个人欲横流的社会里，是极为可贵和重要的。
【参考文献】
(1)Rosenberg.A.(1985).The Structure of Biological Science．(Cambridge：cambridge University Press）．
(2)郭垒：“生物学自主性与物理科学的理论构建”，《自然辩证法研究》，1995年第3期。
(3)董国安、吕国辉：“生物学自主性与广义还原”，《自然辩证法研究》，1996年第3期。
关键词：生命教育； 生命内涵；以人为本
中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）04-0038-01
物理学是一门引起社会大变革的学科，在物理教学中渗透生命教育有其必然使命。社会的发展越来越多地呼吁关注生命，生命教育的重要性得到广泛的认同。物理课程中蕴藏着大量的生命教育内涵，挖掘素材，对学生进行生命与价值、生命与关怀、生命与社会、生命与自然、生命与安全、生命与生存技能的教育，实现生命教育的目的：认识生命、珍惜生命、尊重生命、热爱生命、提高生存技能、提升生命质量。
1物理教学中渗透生命教育的必然
"知识就是力量"，现代社会变成一个技术主宰的社会。教育不是成"人"的教育，而是成"材"、成"器"的教育。
我们不能只看做是心理问题，而应从生命意识缺失的角度，认识到问题的症结所在。新课程改革中，也明确提出了以学生发展为本的课程核心理念。这种理念指导下的物理教学，强调人的科学素养与人文修养辩证统一，在物理教学中渗透人文精神、开展生命教育势在必行。
2挖掘物理学的生命内涵，渗透生命教育
生命教育的目的是认识生命、珍惜生命、尊重生命、热爱生命。新课程的三维目标中也提出了"情感、态度和价值观"的目标。我们教育的整体目标不该只是帮助学生将来找到一份工作或职业，更该教导他们体悟人生的意义、追求人生的理想，并勾勒自己的生命愿景。物理学科虽然只是生命教育的隐性学科，但物理学科中蕴涵着丰富的生命教育内涵，在课堂教学中利用多种手段和方法开展生命教育活动，让课堂重现生命的气息。
2.1融入物理学史，进行生命与价值、生命与关怀的教育。
物理学是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学。在教学中融入物理学史，让学生走进科学家的奋斗历程：在电磁感应现象的学习中，让学生感受法拉第十年里对"磁能生电"的坚持，最终为人类进入电气时代打开了大门；在放射性学习包的学习中，让学生接近被爱因斯坦评价为："在我认识的所有著名人物里面，唯一不为盛名所颠倒的人"的居里夫人；在原子物理部分，让学生走近为中国第一颗原子弹试爆成功做出贡献、而不求名利金钱的王淦昌、彭桓武、邓稼先……。在与这些伟大的科学家的近距离接触中，走进物理学家的精神世界，体会兴趣、意志品质对人的重要性、感受生命的价值和意义、树立生活的榜样。
2.2课程资源，建构生命与社会、生命与自然的和谐。
生命教育的人文关怀主要表现为：培养学生的生命意识、忧患意识、和谐意识及建构生命的终极关怀。上海市物理二期课改教材中增加了宇宙一章内容，虽然知识点的掌握要求不高，但却完善了物理学的内容，并且向学生打开了宏观的世界。通过了解宇宙无始无终、无边无际之浩瀚，反见生命之短暂与渺小，通过了解地球是无穷星系中鲜有有生命体存在的星球，来感受能在地球上生存的幸福、以及资源的宝贵，让学生领悟：必须尊重、珍惜不同生命体的存在；不可无故或剥夺不同生命个体的生存权。
通过对能量的学习，了解能源的种类和分布，以及核电站的核垃圾处理及危害问题，电池对生态的破坏问题，感受人类对自然资源的掠夺、侵害所造成的资源短缺、环境污染、生态破坏，甚至可进一步让学生利用网络，查找有关人类为争夺能源而造成的世界局部地区的政局动荡、生灵涂炭，对世界和平与发展的影响，进一步树立学生的忧患意识、和平意识。明白在满足自身需要的同时，要能保持必要的克制，尊重和关怀其他生命，维持自身和大自然之间的动态平衡。
2.3活用物理教材，开展生命与安全、生命与生存技能的教育。
教材中包含了丰富的生命教育内容，教师应充分挖掘，活用物理知识对学生开展生命与安全的教育。如在匀减速直线运动的学习中，利用教材的STS中提供的相关数据，计算不同车辆制动的距离，体会为什么车辆要保持车距，为什么要遵守法规；在匀速圆周运动的学习中，也可通过对转弯速度与向心力关系的计算，体会为什么要求"低速转弯"，为什么公交车上总提醒"车辆转弯，请拉好扶手"；在电路一章的学习中，让学生了解基本的用电常识……。
3贯彻课改理念，落实生命教育
3.1以人为本，确立学生在学习中的主体地位。
"教育即生命"，即："在起点上，直面人的生命；在过程中，通过人的生命，遵循生命的本性；在结果上，促进生命的成长，追寻生命的意义和价值，提高生命的质量"。在教学中重学而不是教，不能把学生放置在被动的"容器"位置，应尊重学生，明确学生的主体地位，遵循学生身心发展的特点，在教学过程中凸显"自主、自信"的主体精神，开展多样的学习模式，培养学生发现问题、解决问题的能力，使他们的生命多一些自主的色彩。
3.2关注学习过程，注重生命的体验性。
一、第六次科技革命的五大学科
从人类文明和世界现代化的角度看，第六次科技革命将是一次“新生物学和再生革命”，将提供提高人类生活质量和满足精神生活需要的最新科技；它将是生命科学、信息科技和纳米科技的交叉融合（主要发生在交叉结合部），将是第三次科学革命、第四次技术革命和第四次产业革命的交叉融合。从科学角度看，它有可能是一次“新生物学革命”，涉及五大学科；从技术角度看，可能是一次“创生和再生革命”，涉及五项关键技术；从产业角度看，可能是一次“仿生和再生革命”，是一次“生物经济革命”。
第六次科技革命主要涉及五大学科。
1.整合和创生生物学：解释生命本质。16世纪以来，生物学发展的基本轨迹是从整体到分子。今天，我们正在揭开人体的全部遗传信息，已经认识了成千上万的生物体内的分子和细胞，以及各种组织和器官。如果把这些分子、细胞、组织、器官组装起来，能否“制造一个生命”？生物体与机器（技术）的多种组合，能否创造新的生命形式和新的物种？
2.思维和神经生物学：解释人脑工作原理。人脑是思维的载体，神经系统是思维的工厂，它们都是如何工作的？人脑认知和创造性思维的机理，人脑信息加工、储存、提取和再现的机理等，非常有挑战性。
3.生命和再生工程：生命体的工程化和产业化。对生命的操纵有违人类的现行伦理道德，但是，人类将逐渐具备操纵生命的能力。例如，操纵遗传物质、神经系统、生物节律、生物细胞、组织器官、生物生殖、生物性状和生命形式，实现生物和机器的组合等。
4.信息仿生工程：人脑的信息仿生。人脑思维和动物信息处理的数字化模拟和仿真，实现信息和知识的无阻碍获取、现有信息传播渠道的整合等。模拟人脑的认知和思维原理，并行处理和整合各种类型的信号，逐步建立非线性推理功能（直觉），具有部分人类情感。
5.纳米仿生工程：人体的躯体仿生。纳米仿生材料、纳米仿生器官、纳米仿生设计和制造等。纳米工程、信息工程和仿生工程的结合，为人类开创一个新的工作平台。
二、第四次产业革命的五大技术
第六次科技革命将引发和包含第四次产业革命，主要涉及五项技术。
1.信息转换器技术：生物信息与电子信息的整合。信息转换器技术是实现人脑与电脑之间的直接信息交流和转换的技术。相关技术包括：人脑的信息获取技术、信息储存技术、信息传输技术、信息转换技术、信息分解技术、信息再现技术、信息生成技术、信息处理技术、人脑反向工程等。
2.人格信息包技术：人脑的电子备份与虚拟再现。人格信息包技术是制造包含人脑的社会学和人格信息的信息包的信息仿生技术。相关技术包括：知识工程、人工智能、人性化软件、虚拟现实技术、虚拟人体技术、虚拟心理技术、虚拟思维技术、虚拟自主意识技术、虚拟人格技术等。
3.仿生技术：人体的仿生备份和躯体仿真。仿生技术是仿制生物组织和行为的工程技术。相关技术包括：纳米仿生、信息仿生、智能仿生、仿生材料、仿生设计、仿生制造、仿生工程、仿真智能机器人、动物仿真、人体仿真、仿生组织和仿生器官（人造物质性的仿生组织和器官）等。
4.创生技术：创造新的生命形态和生命功能。创生技术是人工有目的地合成生物组织、器官、肢体和生命体的工程技术。相关技术包括：合成生命、合成生物性的组织和器官、遗传工程、细胞反向工程、生物与非生物的耦合技术、生物与非生物的整合技术、生物与非生物信息的整合技术等。
5.再生技术：生物体的体内和体外再生。再生技术是通过诱导或培养实现生物组织、器官和生命体的再生的工程技术。相关技术包括：生物组织和器官的体外再生、生物体的体外再生、人体组织和器官的体外再生、人体的体外再生、人造子宫、生物和人体组织和器官的体内诱导再生等。
三、第六次科技革命的机会成本
机会成本是一个经济学概念，指一种资源用于一个项目而放弃其他机会时所可能发生的最大损失，或开展某项业务而不得不放弃其他业务的最大代价。根据历史经验，科技革命和产业革命的机会成本，涉及国家的兴衰。对于没有抓住科技革命和产业革命机遇的国家而言，降级为发展中国家是他们付出的机会成本的代价，如葡萄牙和阿根廷等；对于抓住科技革命和产业革命机遇的国家而言，成为世界强国和发达国家是他们的净收益，如美国和英国等。
