导论 生态学：整体论？还原论？
第一节 争论缘起及演化
生态学是一门研究有机体和环境相互作用的学科。与其他自然科学学科不同的是，生态学更关注个体之上如种群、群落等层面的现象，相应的种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等的研究尺度也较其他自然学科更大。基于这样的学科特质，有许多人认为其研究应该采取整体论（holism）的认识策略，但也有人认为应该采取还原论（reductionism）的认识策略。为了更真实地了解这一争论的起源和演化，笔者对相关文献进行了梳理。
事实上，这一争论最早可以追溯到有关群落性质的机体论学派（organism school）和个体论学派（individualistic school）之争。1916年以植物群落的发育为主题，克莱门茨（Frederic E.Clements）提出了顶级群落的机体论概念，认为植物群落具有类似于有机体的结构和功能，群落的演替也类似于有机个体的发育。这一观点得到了菲利普斯（John Phillips）等生态学家的支持，他们被称为生态学研究中关于群落形成的机体论学派[1]。1917年格里森（Henry A.Gleason）提出了不同的观点，认为植物群落仅仅是个体植株的简单集合，否定种间相互作用在群落构建中的作用。这一观点也得到怀特海（Robert H.Whittaker）等的支持，他们被称为关于群落形成的个体论学派[2]。这是生态学整体论和还原论的一种早期争论形态。
20世纪70年代，一般科学哲学中对于整体论—还原论的讨论逐渐热烈而深入，生态学领域也随之就整体论和还原论展开了争论。奥德姆（Eugene P.Odum）早在1977年便提出生态学应采用整体论与还原论综合运用的策略[3]。他认为因为生态学研究尺度较大，因此除了采取还原论的认识策略外，还应该结合整体论进行综合研究。显然，奥德姆认为生态学的宏观研究尺度和整体论间存在相关性。但是，奥德姆既未给出更进一步的解释，同时他认为生态学不单单意味着对生态学自然现象的解释，也负载了很高的环境、经济、政治等社会价值，这不得不使人怀疑这是否才是奥德姆将生态学研究诉诸整体论的真正原因。
1980年列文斯（Richard Levins）和莱万廷（Richard C.Lewontin）两位学者的Dialectics and reductionism in ecology一文对“生态学还原论”问题展开了讨论，其更关注本体论层面的生态学还原论立场。1986年加利福尼亚大学的舒纳（Thomas W.Schoener）教授认为机制论是一种新的还原途径——将群落生态学或种群生态学的相关宏观参量还原为个体生态学的某单一或多个生理或行为的参量[4]。
1988年生态学杂志 Okios 开辟专栏讨论生态学是更适合整体论还是还原论的问题。莱勒（Craig Loehle）从一个生态学家的角度，对生态学领域可能的哲学问题进行了初步划分，并将整体论—还原论的争论研究列为重要问题之一[5]。该专栏其他文章具体涉及微生物生态学、动物生态学、群落生态学等不同子学科。其中，里迪克（William Z.Lidicker）从动物生态学的角度提出不仅应该关注系统内部的各个变量，同时应重视系统外部的情境，并认为尺度与还原论—整体论的选择问题之间并不存在逻辑关系[6]。微生物生态学家弗兰纳根（Patrick W.Flanagan）也持同样的观点，认为应将实验室研究和田野调查结合起来[7]。威尔逊（David S.Wilson）针对因概念含糊而引起的无效论争，并从进化生态学的角度对整体论进行了概念界定[8]。威格特（Richard G.Wiegert）则强调从时间和空间尺度角度来考察整体论与还原论[9]。雷德菲尔德（Garth W.Redfield）对27位生态学家进行了电话采访，其中大部分的生态学家认为生态学研究应重视“自然的情境”，但是也都认为还原论比整体论具有更强的可操作性[10]。
到了20世纪90年代，科学哲学领域有学者对此进行了相对深入的研究。1990年弗瑞切特（K.S.Shrader-Frechette）对理论还原的非形式条件提出质疑，批判莱勒将“演替”“多样性”等作为成熟概念进行还原的主张，同时作为不同系统分类的产物“群落”“种群”无法被还原为“个体”[11]。1994年尹乔思迪（Pablo Inchausti）在Reductionist Approaches in Community Ecology一文中也对此进行了系统论证，其论证基本上从内格尔的理论还原模式出发，对维姆赛特（Williams C.Wimsatt）和沙夫纳（Jonathan Schaffer）等人提出的各种修正模式进行梳理，并结合舒纳的理论成果进一步研究，认为存在强还原和弱还原的多种可能性[12]。1995年贝甘迪（Donato Bergandi）认为奥德姆的整体论实际上是一种“还原论者”的整体论，实际上属于本体论上的整体论、认识论和方法论上的还原论的一种综合[13]。1998年贝甘迪进一步对奥德姆的“整体论生态学”提出质疑，认为奥德姆通过对各子要素的研究来研究整体，这种整体论不过是一种“潜还原论”（crypto-reductionism）[14]。
总体而言，该争论前期基本呈一种二元对立的态势，这在Okios的一系列专栏文章中体现得尤为明显。后期出现了对生态学还原论单方面的深入研究，例如弗瑞切特和尹乔思迪对还原论的研究均呈现系统化和精致化趋势。即使以争论为主题进行研究的学者，也明显侧重对还原论的探讨。例如，路伊金（Rick C.Looijen）在Holism and reductionism in biology and ecology 一书的十二章中，用了四个章节讨论“生态学还原论”和“整体论与还原论的综合应用”问题，五个章节讨论“生态学还原论”问题，其中有两章是讨论“整体论与还原论”的直接争论，可以说是一种在还原论框架之下的争论研究[15]。
从相关争论可以看出，争论的主流是生态学家，少数为哲学家。参与到争论中的生态学家并没有形成一定的论战形式，也没有形成比较明显的流派，基本上都是结合自己的实际研究来阐明观点。虽然这些生态学家对整体论或者还原论的理解有着不同的偏颇，可能造成一定的误读，但是作为生态学研究者，他们显然仍然试图表达对该问题的一些思考和困惑，进而去澄清相关的一些问题。其中的一些生态学家如舒纳、尹乔思迪的论证侧重认识论层面的还原，其系统论证也展示了较高的哲学素养。因此，这些生态学家的观点对于生态学哲学相关问题的研究具有很强的实际指导意义。比较国内外相关研究，国内的生态学家对生态学哲学的相关问题较少著述。
进一步地，生态学整体论和还原论的争论成因大致有三个方面：其一，一般科学哲学领域相关争论的影响；其二，生态学宏观和微观的不同学科发展趋势的影响；其三，生态学整体论、还原论概念本身的含糊。下面进行逐一分析。
（一）从时间节点上看，生态学整体论和还原论争论紧随一般科学哲学领域中的相关讨论产生
逻辑经验主义后期，物理主义者纽拉特（Otto Neurath）和卡尔纳普（Paul R.Carnap）以物理学为基础，将心理现象还原为物理现象，试图将各种理论命题统一起来，继而将一切学科还原为物理学，即所谓统一科学运动的目标。
20世纪50年代，奎因（Willard V.O.Quine）对逻辑经验主义的两个经验教条的批判中首次提到了“还原论”这一概念，并提出整体论知识论的主张，强调知识背景的整体性[16]。可以说，还原论与整体论从一开始便是相伴而生的，是传统科学哲学的一大争论主题。
1958年奥本海姆（Paul Oppenheim）与普特南（Hilary Putnam）细致地刻画了还原过程，提出通过“微观还原”（micro-reduction）的途径实现社会群体、有机体、细胞、分子、原子、基本粒子的逐级还原[17]。
1972年内格尔（Ernest Nagel）结合非形式条件和形式条件两个方面，提出了理论还原模型，即桥接原理（Bridge Principle）。该还原模型成为反还原论者批判的主要对象：理论还原始终无法解决术语间意义通约等难题[18]。
面对理论还原的逻辑难题，沙夫纳等提出一系列的修正或弱化模式。总体而言，这些弱化的趋势可以分为两大分支。
分支之一发生于生物学哲学领域内，生物学哲学家围绕着孟德尔经典遗传学还原为现代基因学说的可能性展开争论，赫尔（David Hull）、罗森博格（Alex Rosenberg）、索伯（Eliot Sober）等人纷纷加入论战，维姆赛特、沙夫纳等人由此提出各种修正模式试图对其进行弱化[19][20]。
另一个分支出现在心灵哲学领域，以身心关系可还原性的论证为基础，金在权（Jaegwon Kim）提出随附性的概念对还原进行弱化[21]。两个分支的不同在于，心灵哲学领域重在对形而上层面的讨论，生物学领域重在对认识论层面的讨论。
分析生态学相关争论可见，其与生物学争论主题存在相关性，可视为后者的进一步延伸。20世纪70年代起，生态学领域开始关注还原论问题，并于20世纪90年代有学者进行了相对系统的分析。从时间节点而言，这可能受科学哲学、生物学哲学相关论题讨论的影响。
（二）生态学领域中整体论和还原论的争论产生受到该学科自身发展的影响
在生态学发展早期，机体论—个体论争论为整体论—还原论争论的雏形。随着生态学朝着宏观和微观两个不同的方向发展，选择整体论还是还原论的立场将直接影响学科的总体研究策略。从学科发展脉络上来看，生态学的发展正逐渐呈现两极趋势：一方面，自从20世纪60年代始，生态系统生态学、景观生态学等大尺度生态学子学科开始快速发展；另一方面，在吸收了个体生物学的相关理论和方法之后，生态学在植物生理生态学、动物生理生态学等小尺度领域内的研究也在不断深入。在这样一种学科发展的背景之下，生态学家将面临更多可能的选择。如果说生态学的发展的确引起了还原论与整体论争论的话，那么显然有部分生态学家将整体论和大尺度学科、还原论和小尺度学科之间建立了某种关联，或者说是一种经验预设，并由此产生了争论。奥德姆的观点便印证了这一点：他明确表明系统生物学等大尺度学科研究更应采取整体论的策略，并认为如果生态学家过于依赖低层次对高层次的解释作用，那么将很难真正解决大尺度领域内的问题。对于他的这种观点，实际上有两个层面的问题值得探讨，其一是研究尺度和整体论之间是否存在必然关系的问题；其二是他提出的黑箱策略（black-box）是否真正归属于整体论的问题。因此，生态学学科的多元发展趋势在一定程度上促成了整体论和还原论的争论形成及演化。
（三）从整体论和还原论的争论中，可以看出对一些核心概念存在不同的语义解读
以还原论为例，在奥德姆这里还原是指“通过对组成部分的研究来理解某现象”；在舒纳这里还原是指“运用较低层次术语来解释较高层次现象”；贝甘迪则延续了阿亚拉（Francisco J.Ayala）对还原论的本体论（ontology）、认识论（epistemology）、方法论（methodology）三个层面的界定；威尔逊对生态学整体论进行了澄清，将其分为机制论整体论、描述性整体论和形而上整体论三种。总之，争论双方对于“何为整体论”“何为还原论”存在诸多争议，各自辩护和批判的是何种意义上的整体论和还原论并不一致；另外，这也反映出争论双方论证的出发点和研究进路，从而也就间接地指出了整体论或者还原论不同的适用范围。
通过以上对争论起因的分析可以发现，澄清生态学整体论及还原论的含义对解决两者的争论具有重要意义，也为当前的生态学研究提供更恰当的指导。那么，如果进一步研究的话，生态学整体论与还原论相比较，哪一主题更具研究价值呢？这仍需要从二者的争论入手。
统观生态学整体论者和还原论者的争论，持整体论的一方并没有提出相对有效的认识策略。目前生态学整体论者所采取的主要研究方法有数学建模和黑箱策略等。数学建模是一种典型的生态学研究方法。基于一定的经验判断，研究者结合某些已经确立的理论，对各个变量之间的关系构建假说，并以大规模数据的统计为基础，进行验证和筛选，并建立模型。由于变量的选择往往出于经验假设，其并不能保证假说本身的有效性和预测结果的合理性。以生态学中的种间竞争模型（lotka-volterra model）为例，这一模型便常常与实际研究结果相悖。生态学中大量无效假说及无效模型的存在，某种程度上体现了整体论在方法论层面上的局限。
此外，奥德姆所提出的黑箱策略是通过系统的输入和输出来对系统进行预测，但是要实现较好的预测，也必须对内部机制有深入理解，而这种理解则需要借助于还原论的方法指导。
生态学整体论除了上述局限性之外，还面临着可操作性不强等缺点。对于有些生态学家而言，“整体论”便意味着将系统的所有影响因素或者变量考虑进来，从而对整体做出解释。这种观点的问题在于并没有有效的方法可以将所有的要素综合起来，大多数情况下也没有必要考虑到所有的要素。有些生态学家认为生态学整体论意味着将所研究的问题置于一定的“情境”之中综合考察，那么这就不仅需要考量系统的时间、空间、对象等变化要素的影响，也要考虑经济、政治等社会情境要素的影响。对于当前的生态学研究而言，这显然无法实现。
整体论和还原论二者相比较，还原论具有更强的可操作性，因此选择对还原论进行研究将对生态学的发展提供实际的指导。生态学还原论所涉及的问题可能有很多，而有研究价值的问题还需要进行提炼。进一步地，从整体论—还原论的争论角度分析，整体论者所批判的实际是还原论中的“强还原论”（strong reductionism），这涉及还原论的应用范围和界限，而索恩利（James H.Thornley）等认为生态学的“过度还原”（over-reduction）问题已经影响到了生态学的学科发展[22]。同时，争论的双方也都承认还原并非目的，不能为了还原而还原，即还原论应该仅仅是一种解释工具。在这样一种争论的背景之下，问题最终可以转换为：生态学如何还原？以及能否还原？
那么，这里牵涉到一个还原概念的澄清问题。首先需要明确的是，因为“生态学还原论”实际上是一种哲学立场，所以研究的主旨便是通过案例分析，揭示实际研究中的生态学还原论的样态。这个问题可以说是“生态学还原论”的方法论问题，但却并非是一个生态学的方法论问题。其次需要明确的是，对于生态学还原论而言，其还原的目的仅仅是为了促进生态学解释，而并非为了“科学的统一”。那么，就此而言，生态学还原论与生态学的解释问题具有密不可分的联系。
通过对生态学还原论的研究，将对以下几个领域产生积极意义。首先，生态学研究领域中，通过对还原论的系统研究，将对生态学具体研究应如何采取立场提供指导和借鉴；其次，生态学哲学领域中，鉴于原有还原论的概念比较含糊，相关观点缺乏系统深入论证，对还原论的讨论可以促进生态学还原论研究的系统化，相关概念明晰化，并进而推进生态学哲学的研究；再次，一般科学哲学领域中，经典还原论关注较多的是物理学或生物学中的还原问题，对生态学还原论的相关研究将丰富传统还原论的内涵，并由此促进其完善和发展。
本研究的创新之处在于该问题的研究国外并不系统，国内尚未见相关研究。从内容上看，该主题的研究不仅可以系统梳理相关理论研究成果，更重要的是通过对本体论、认识论和方法论还原论等概念的辨析，可以有效给出生态学还原论的研究框架，同时为还原论在各分支学科的应用提供哲学理论基础。