生物學研究：研究什麼？如何研究？理解了什麼？

第一章 生物學研究的標的—以功能所對應的結構，模組化生命現象生物學研究的對象是生物， 但， 什麼叫做「生物（organism）」？簡單來說，就是能表現出生命（life）現象的東西。但什麼是生命現象呢？這是一個乍聽之下簡單但認真說起來非常困難的事情。因為「生命」在日常生活中是個主觀而且直覺的概念—一個木頭櫃子沒有生命，但是戶外的樹有生命；一個毛茸茸的貓形抱枕沒有生命，但正在吃著飼料的貓有生命—這樣的辨識對絕大部分的人來說，都是不需要思索就能夠自然判斷的事情，而且幾乎每個人的判斷都一致；但是如果對象是只能透過顯微鏡才看得到的細菌跟黴菌，那麼每個人的直覺可能就會有不少差異了。所以，若是要讓生物學成為一種客觀的學問，讓每個人都可以在具有共識的基礎上去討論，那我們還是得嘗試從這些很直覺、很主觀的判斷中去找出某些共通的原則。
我們對於生命的認知，源起於日常對實體外表變化以及活動形式的觀察， 是以生物學的重心一開始就落在「構形
（conformation）」與「組成（composition）」這些結構（structure）的概念上19，諸如外表有什麼特徵、體內有什麼長相的器官、器官由什麼樣的細胞組合、細胞內又含有哪些物質；藉由觀察這些構形與組成隨著時間而變化的樣貌，通常可以推測出各級結構和功能之間的關係。但是「功能（function）」也是一種很發散的概念，如果要聚焦一些來說，「生長（growth）」、「代謝（metabolism）」、「繁殖（reproduction）」以及「感應
（responsiveness）」這幾個現象，可以用來當作跟生命最相關的四種「功能」。亦即當我們嘗試從一些很直覺、很主觀的判斷中去尋找「只要是生物，就都會有」的共通性原則時，那麼以能不能表現出「生長」、「代謝」、「繁殖」以及「感應」這些功能來當依據，對大多數人來說，應該算是可以接受的說法。
不過，這些「功能」能不能直接就拿來當作是「生命」的定義呢？
如果是以這些「功能」有否皆出現來當作定義，那麼這四個要件若是有一個不符合，依定義來說就不是有生命的東西了。不過若是四個裡面已經有了三個，卻說它不是生物，好像又怪怪的，畢竟這些現象是從主觀的直覺中歸納出來的；既然主觀，就可能有不完備的地方。例如，這四項之間有沒有誰比誰較重要的排行順序？「繁殖」有沒有比「感應」重要？好像有，畢竟不能產生後代的話，生命就無法衍生下去；但「感應」對當下能不能活下去卻又至關重要，如果看不到、摸不到也聞不到，就那無法找到食物了。由於誰比誰重要很難說清楚，所以我們會看到一種
曖昧的、模糊的說法：「介於生命跟無生命之間」，表面上看起來有，但實際上又不是那麼一回事。例如病毒，就是一種被認為是介於有生命跟無生命之間的東西20；又例如狂牛病的病原體是一種叫「普恩蛋白（prion）」的東西，這種普恩蛋白表象上好像是活的，會繁殖散佈出去，但實際上四項標準都不符合，所以好像也可以套用「介於生命跟無生命之間」的說法21。不過因為病毒與普恩蛋白在貌似「繁殖」的過程中，新生成的個體與舊個體之間一直都是分開獨立的，亦即新個體的結構並非從舊個體之內的結構衍生而來，所以在實務上還是歸類到「無生命」的那端比較適合。

第一章 生物學研究的標的—以功能所對應的結構，模組化生命現象生物學研究的對象是生物， 但， 什麼叫做「生物（organism）」？簡單來說，就是能表現出生命（life）現象的東西。但什麼是生命現象呢？這是一個乍聽之下簡單但認真說起來非常困難的事情。因為「生命」在日常生活中是個主觀而且直覺的概念—一個木頭櫃子沒有生命，但是戶外的樹有生命；一個毛茸茸的貓形抱枕沒有生命，但正在吃著飼料的貓有生命—這樣的辨識對絕大部分的人來說，都是不需要思索就能夠自然判斷的事情，而且幾乎每個人的判斷都一致；但是如果對象是只能透過顯微...

生命科學的哲學家
從近代科學萌芽開始，科學家以一種追尋「我們是誰，要往哪裡去」的哲學心態，狂熱的探索這個世界，從達文西到楊格這些科學先驅，他們以博物學家的身份，對所有事物都充滿好奇並廣泛研究。隨著科學的進展，科學研究者的身分也從博物學家，開散成化學家，數學家，生物學家等地劃分領域；近一百年間又更進一步，像生物學門還再細分為各種分支，如生化、生理、免疫等。經過數百年的發展，科學社群已形成了明顯的區隔，例如我是個免疫學家，但只專精於感染免疫學，更仔細地說，真的懂得就是一兩種感染疾病以及相對應的免疫機制，也常與其他領域的免疫學同好互相開玩笑對方不懂免疫學；現代科學家某種程度已經變成一種高度專業的技術人員，「博士」冠在現代科學家身上，已經與字義相去甚遠。
生命科學的研究者，因對生命的多樣性與生老病死的奧祕充滿好奇而投入研究，然而數十年過去了，我們常發現自己深陷在一兩個訊號傳遞路徑的研究中，遠離了「了解生命」的初衷。生物醫學，真的是理論複雜而知識瑣碎的一個學門，答案往往都不直觀，找到少少的原則也永遠有例外，每每都羨慕那些數學與物理的同行，在他們的學門裡，一條方程式可以描述一個宇宙中的真理。
研究上遇到困難時，有時候我會想，這些現象看起來沒有道理，但是以演化的角度來看，存在必定有其合理之處，那這個生理現象為什麼需要存在？也就得退到最初的起點，重新思考生命體的存在；從最初的起點出發，揣摩生物體在這世界中與周遭環境如何互動。這並不容易，對一個每天在實驗室奮戰的生物學研究者來說，需要寬闊的視野和豐富的知識儲備量，但這能夠幫助我們避免陷溺於科學研究的細節中，並了悟這些突破對我們理解生命科學和人類醫學的重要性。
在這本書中，作者一開始就以視覺為例，示範了如何利用演化，從分子到個體的角度來看待一個看似直觀的生理問題。這能展現出一個廣泛而深刻的視角，讓我們得以窺見生命的奧祕和原理；這樣的視野可以確保我們在進行生物或醫學的科學研究時，能夠隨時保有整體價值的思考邏輯，避免只見一樹而失視整片森林。而且，我們能夠在每一個研究計畫中提出最核心的問題，給出最精妙實用的答案，從而做出真正的突破。
然而要能寫出這樣的一本書很不容易，除了有足夠的科學涵養與強大的邏輯哲學思考之外，更重要的，作者得在忙碌的學術研究工作中，還懷有把學術成果和邏輯轉化為文字的熱忱。現代學者通常不願意寫科普書籍，原因很簡單，他們認為與其花時間寫書，不如多寫一兩個研究計畫，多發表一兩篇論文，提早升等。當他們升等後，雄心壯志也消逝了。
認識孟利學長已經是上世紀的事情了，當我還在大學時，常常看到他在系學會留言本上留下關於科學，邏輯和生活的深思熟慮。這些記憶不僅是我，也是90 年代台大動物系學生們共同的記憶吧。印象最深的，就是他從站在壘球比賽的外野手開始，講述實驗室的生活以及他對生命科學的思考，說實話那時候不懂，身為同樣壘球的愛好者，我想到的是你這不就是在比賽中發呆嗎！小心被球打到。一轉眼在臉書上再次與學長連絡上，他已經是教授，主任，科普作家，還是《科學月刊》的總編輯。在台灣大學學術不端事件中，學長身先士卒，以《科學月刊》總編輯的身分，對抗台灣學術界的陳腐與息事寧人的陋習。驚滔駭浪中，學長挺身而出為學術倫理奮戰，不顧許多學者在當下都選擇當鴕鳥以看唐吉軻德的態度看著他，這就是他的情懷，一種覺得為所應為的浪漫。
更令人佩服的，面對眾多打擊他硬扛了下來，成功的讓台灣學術界正視學術造假與不端的問題。從科普雜誌的總編輯、學術不端事件的評論者，到現在這本科學哲學的著作，雖然看似不相關，但是我從中看到的都是一個現代科學騎士的浪漫，為所應為的勇氣。因為工作，認識很多優秀的同行，文無第一，以專業學問與學識廣博而論，高手很多，但是要提到豐厚的哲學思維、人文素養、社會服務、與為所應為的浪漫與勇氣，那就只能一生伏首拜孟利。
這本書你可以把它當成科普書籍來看，裡面有很多有趣的思考；可以當成教科書來看，裡面有嚴謹的討論與紮實的資料；也可以當作哲學書籍來看，看看作者想大一統生物理論，為讀者理出一條核心脈絡。這本書的視野很宏大，不是太輕鬆可以讀得懂，但是如果你真的想成為一個大學問家，在有限的人生中盡量理解生命科學的奧秘，當一個頂尖的科學研究者提出大哉問的問題與解答，這本書你都應該看。

生命科學的哲學家
從近代科學萌芽開始，科學家以一種追尋「我們是誰，要往哪裡去」的哲學心態，狂熱的探索這個世界，從達文西到楊格這些科學先驅，他們以博物學家的身份，對所有事物都充滿好奇並廣泛研究。隨著科學的進展，科學研究者的身分也從博物學家，開散成化學家，數學家，生物學家等地劃分領域；近一百年間又更進一步，像生物學門還再細分為各種分支，如生化、生理、免疫等。經過數百年的發展，科學社群已形成了明顯的區隔，例如我是個免疫學家，但只專精於感染免疫學，更仔細地說，真的懂得就是一兩種感染疾病以及相對應的免疫機...

序言集
第零章 從視網膜談起
第一章 生物學研究的標的—以功能所對應的結構，模組化生命現象
第二章 生物學研究的工具—看得到「真相」嗎？
第三章 生物學的推理—以箭頭代表機制的流程化思考
第四章 生物學的預測能力—箭頭兩端沒有絕對的因果
第五章 綜覽生命—完整的生命歷程是可解析的嗎？
後　記

序言集
第零章 從視網膜談起
第一章 生物學研究的標的—以功能所對應的結構，模組化生命現象
第二章 生物學研究的工具—看得到「真相」嗎？
第三章 生物學的推理—以箭頭代表機制的流程化思考
第四章 生物學的預測能力—箭頭兩端沒有絕對的因果
第五章 綜覽生命—完整的生命歷程是可解析的嗎？
後　記