实例分析:孟德尔豌豆实验
金观涛华国凡著,《控制论和科学方法论》读书笔记38
不打开黑箱和打开黑箱这两种方法都是人们经常要用到的方法。不但对于研究表针运动这样简单的问题,对于一些更复杂的问题也是如此。我们来分析一个遗传学方面的例子。
十九世纪六十年代,奥地利神父孟德尔用豌豆做了一些实验。他把具有不同性状的豌豆进行杂交,然后观察杂交豌豆下一代的性状。孟德尔把他的实验结果仔细地统计记录后,提出了一种假说。他认为,豌豆的性状是由某些“因子”控制着的。例如,关于种子颜色的一种因子使种子成为绿色,另一种因子则使种子成为黄色。这些“因子”,也就是后来生物学家所称呼的基因。孟德尔发现,每一个豌豆植株的每一个特征都由一对因子来控制,其中从父本和母本各传来一个。基因有显性和隐形的区别,由基因控制着植株的性状。尽管孟德尔假设了关于基因的种种性质,但基因究竟是什么东西,孟德尔并不清楚。他一辈子没见过基因,他所观察到的只是豌豆的性状,诸如种子和花的颜色、茎的高矮等等。显然,孟德尔所使用的是一种典型的不打开黑箱的方法。
豌豆的遗传机制对孟德尔来说就是一个黑箱,这个黑箱的输入是父本和母本的性状,这些性状是可以控制的,也就是说可以由实验者选择的。这个黑箱的输出则是杂交后子代的性状,这些性状是可以观察到的。由输入输出性状变量就组成了一个系统。而基因对孟德尔来说是尚未观察到也尚未能加以控制的变量,它在遗传黑箱的内部。孟德尔只是通过对黑箱外部输入输出的分析研究假定了它的存在。这种根据黑箱外部的输入输出而提出的关于黑箱内部情况的假定,在控制论中称为 模型 。