说明：本文刊于自然辩证法通讯2000年，6期，25-33页。这里用的是作者的原稿。谨向作者吴彤教授、自然辩证法通讯杂志、责任编辑胡新和致谢！

要说明的是作者原稿中各个注释对应的位置没有说明，而且注释的内容也与刊物发表的有区别。希望读者注意。更细的问题，请自己与作者联系。

由于文章长，分两个网页刊出--网页编辑2001，01，18
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分类和分岔：知识和科学知识自组织起源的探索（1）

吴彤

（清华大学人文社会科学学院科技与社会研究所，100084）

1. 分类与分类演化及其反映的知识变革：生物学分类和生物学知识的进化

　

分类是智力的基本活动，我们能够从一些经验性的智力活动的文字记载中发现它的蛛丝马迹。不仅如此，我们还可以通过分类演化了解知识进化中一定文化背景意义下日常知识成为科学的程度。

生物学的历史基本可以看成一部分类知识演化的历史。特别由于生物学踏上“科学之路”的时间要比物理学晚得多，故而它的古代离我们更近，使得我们更容易研究它，也更容易看清楚它的演化史中的分类作用。

非科学的最早的分类是与原始人类的文化密切相关的分类，是纯粹为人的人为分类，即是为人类的巫术、仪式和人与自然的交感关系服务的分类。按照列维-斯特劳斯的研究，原始人也有细致的分类，他们的分类知识就其具体、精细而言，甚至可以与今天的科学知识相提并论。但是这些知识都是在某种非现代意义的“巫术”理论知识服务的，是在这样的巫术思想支配下，形成的分类系统。现代人不了解其巫术思想，就无法了解其分类，以现代眼光看原始人的分类就是一团混乱。

在中国的文明史上，最早的典籍《山海经》（成书约公元前2356-前2206年）记录了山、海、川、陆、人、物，其中列举了大量的动植物，以及一些可以认为是图腾和神话中异物。从该书看，还没有明确的分类，而只是对大量的动植物作了记录。中国古代的分类是从《尔雅》等典籍开始的。

从周到汉代编辑的《尔雅》中的动物学知识分类在《释虫》、《释鱼》、《释鸟》、《释兽》、《释畜》五章中，可见分类已经非常明确，但具有很强的人为性（见表1）。但是中国古代的分类从此以后几乎没有多少变化（见表2）。

　

表1《尔雅》中动物种类的数目与分类

类别	《释虫》	《释鱼》	《释鸟》	《释兽》	《释畜》	合计
蚯蚓类	1					1
蛭 类	1	1				2
螺贝类		16				16
多足类	4					4
蟹 类		3				3
蜘蛛类	4					4
昆虫类	60	1				61
两栖类	1	6				7
爬虫类		15				15
鱼 类		24				24
鸟 类			95			95
兽 类		1	3	48	15	67
合 计	71	67	98	48	15	299

资料来源：郭郛、李约瑟、成庆泰著《中国古代动物学史》科学出版社1999，109。

表2 中国古代动物分类系统比较

书名

动 物 类 别

尔雅

虫

鱼

鸟

兽

（人）

管子·幼官

1.倮兽

4.介兽

5.鳞兽

2.羽兽

3.毛兽

（民）

周礼·地官

裸物

介物

鳞物

羽物

毛物

民

周礼·考工记

小虫

大兽

以以以 骨行鸣

鳞者

羽者

脂者

膏者

裸者

礼记·月令

3.倮虫

5.介虫

1.鳞虫

2.羽虫

4.毛虫

（倮）

吕氏春秋·月令

3.倮虫

5.介虫

1.鳞虫

2.羽虫

4.毛虫

（倮）

淮南子·时则训

3.赢虫

5.介虫

1.鳞虫

2.羽虫

4.毛虫

（赢）

艺文类聚

虫豸

鳞介

鸟

兽

（民）

太平御览

虫豸

鳞介

羽

兽

（民）

本草纲目

虫

介

鳞

禽

兽

人

卵生

化生

湿生

龟鳖

哈喇

龙

蛇

鱼

无鳞鱼

水禽

原禽

林禽

山禽

畜

兽

鼠

寓

怪

胎生

资料来源：郭郛、李约瑟、成庆泰著《中国古代动物学史》科学出版社1999，138。

　

从我国古籍《尔雅》等的记载中可以看到，自战国以来，人们就开始使用草、木、虫、鱼、鸟、兽等来概括整个生物界的类别。我们也发现，与其他民族的分类和文化联系同样，中国古代的分类与它文化的联系，如不同的兽与空间方向、与所谓风水的联系。这种分类方法在中国古代很有代表性，它在李时珍的《本草纲目》（1596年）里得到了高度的发展。他把所记载的1892种药物分为水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介禽、兽、人等16个部，每个部又再细分为若干类。这种以实用为目的、经验的对各种现象的最初分类，有的时候，在某种意义上甚至比我们科学的分类远为复杂和精致。但是这种分类系统是以 “阴阳五行”理论为文化背景的实用性产物。由于古代意义下的文化特征，该分类没有反映事物本身具有的客观分层、分岔的隶属性质。

在西方，亚里士多德是第一个根据生物结构的相似性试图对生物进行分类的人。在他的《动物史》著作中，他描述了近500种动物，将它们区分无血液和有血液的动物两大类，相当于现在的无脊椎动物和脊椎动物。他的学生提奥弗拉特（Theophrastus，B. C.370- B. C.285）描述过近500种植物，并按照它们生长地区分为陆生植物和水生植物，其中陆生植物又分为落叶植物和常绿植物；水生植物又分为淡水植物和咸水植物。亚里士多德和提奥弗拉特在分类方面的工作，对以后生物学的发展起了相当大的作用。以后，希罗尼姆斯·鲍克（Hieronymus Book，？）在1539年发表《新草本植物志》，列举植物产地，并试图根据它们的相似之处进行分类。1583年赛萨尔皮诺在《论植物》一书中根据花和果实的形状，对植物进行分类。约翰·雷（John Roy，1627-1705）在《分类目录》一书中研究了不列颠岛的植物，创立了系统植物学，建立了更为全面的分类系统。他还在《方法》一书中把植物分为单子叶和双子叶两类。然而，到此为止的分类还都是人为的分类，即还都是以人的直接需要和直观观察为直接目的的，是以日常语言的类概念为指导的。其时，在一个系统中同时使用各种分类的状况还是十分普遍的，这仍然使得分类处于非常混乱的状态。

几乎达到完善程度的新人为分类系统，是瑞典的博物学家林耐（C. Linne，1707-1778）完成的。进入18世纪后，林耐综合了前人的工作，采用等级从属的分类单位和双命名法，从而结束了当时分类学的混乱状态，使得分类学在某种意义上达到了近乎完成的程度。林耐对分类学的贡献主要是：（1）采用了等级从属的分类单位。最高的分类等级是纲，其次是目、属、种。这样就确立了反映类别之间从属关系和包含关系的等级序列的分类原则。而这点是过渡到自然分类以及正确反映自然分类的基础。（2）采用了双命名制。这种双命名法使得过去紊乱的动植物名称归于统一，就象“车同轨，书同文”一样，生物学从此有了统一的“度量衡”。（3）采用了给所有动植物和每一个分类都写一个简短的特征的方法。这个方法使得人们对每一个动植物的种的特征一目了然。

以现代人和现代科学的眼光今天看林耐的分类贡献，虽然他的分类系统不是自然的，虽然这种分类系统不是根据生物内部自然的特性和结构进行的科学分类，但是这个分类系统的贡献却有两个：第一，该系统创造了一种人工术语，而不使用意义含糊的半神话语言、寓言和隐喻。而过去的自然界在这种以含糊的日常语言为基础的半神话、半直观观察得出的文化自然观的观照下，成了各种晦涩难懂、神秘莫测的性质的领域，例如当时的分类中就存在相当多根本不存在的奇怪动植物。第二，该系统使用了一套首尾一贯的系统分类术语。一套首尾一贯的术语绝不是科学的纯粹附加特征，而是它不可缺少的成分和基本性质之一。所以，林耐的分类对科学分类是有重要贡献的。

林耐的分类系统的产生是有其多方面原因的：第一，杂乱无序而需要整理的生物学材料积累的太多了，而旧分类已经无法适应，这是产生新分类的最重要的原因。地球上的物种现在估计大约有200万种。亚里士多德大约只描述了500种，到1600年人们也才知道大约6000种植物，1700年植物学家有12000个新种需要进行分类。动物学家也同样面临着“新的信息浪潮”的冲击。第二，当时的博物学家已经意识到他们的“科学”已经很不光彩地远远落在物理学的后面。物理科学家们已经发现了一个由自然规律所支配的有秩序的世界。因此生物学家也必须而且也应该能够发现或找到一些规律，从而对大量的、似乎凌乱而无秩序的动植物进行分类。但在林耐时期，这种能够支配生物学的统一规律还没有被发现。因此，林耐的人为分类系统的建立已经是很了不起的事情了。引起生物分类学发展的热潮的第三个因素是需要对研究自然的历史进行一次认真的清洗。对动物学家来说，清洗那些实际上并不存在的、离奇古怪的物种的时候已经到来。事实上，在经历长期的神学和宗教统治后，研究自然史的生物学里充满了各种各样陌生的、奇妙的上帝创造物和神秘的、虚无的怪物，它们的行为甚至比其外形更为古怪。动物学已经退化到了要把事实从虚构中区别出来非常困难的地步。在许多自称科学著作的书本中充斥着根本不存在的动物。例如普林尼的《自然史》、圣希尔德加修女的《病因和治疗》，甚至16世纪最伟大的百科全书派的博物学家格斯纳在他的《动物史》中也记载着许多可疑的动物的故事。可见，生物学不选择新的观察角度、新的科学方法和新的科学语言，就无法前进一步了。生物学已经到了非变革不可的地步。这正如林耐在他的《自然系统》一书中所说的，知识的第一步，就是要了解事物本身。这意味着对客观事物要理解确切，通过有条理的分类和确切的命名，我们可以区分并认识客观物体，……分类和命名是科学的基础。

林耐分类系统和19世纪出现的达尔文进化论的相互作用为自然系统分类学的产生奠定了基础。一方面达尔文进化论为人类对自然现象进行观察和分类开启了一个更广阔的窗口，对有机生命的认识提供了更全面、更系统和更深刻的理论框架；另一方面林耐分类系统的方法为自然系统分类的产生提供了良好的工作技术平台。

进化论的提出，给生物学引入了自然历史观点，这就给分类学研究的发展指出了客观的更可依据的根据。进化论说明地球生命的形形色色种类，都是历史的产物，它们具有或近或远的亲缘关系，渊源于共同的原始祖先，是同一祖先的不同分支后裔。分类的目的，就是要分析种类之间的这个历史渊源和关系，再现它们的亲缘关系，据以分门别类，反映生物的自然谱系。由于受到这样的思想影响和支配，分类便不能任意地根据人为目的或其他目的而进行了，支配分类的唯一根据，就是生物种属之间的亲缘关系。于是，研究系统发育，使得分类系统反映历史进化，也就成为分类的核心原理。而且在这样的原理支配下，分类学除依赖进化论外，它还必然地要寻求生物的遗传渊源关系，这样不仅密切了与遗传学的关系，而且这种需求也刺激了遗传学和细胞学的发展。许多生物学家开始热心探索“原始祖先”和“遗传链条”。这种探索很快就把比较形态学、比较胚胎学、古化石学和发生学等学科的观点和方法引入分类学研究过程和概念范畴里。分类学家也可以通过实验方法来揭示、检验和解释进化分支现象等问题，这样就基本完成了分类系统从人为到自然系统的转变，分类学概念也从静止的创造论形态转变为动态转变的进化论形态。正如达尔文在《物种起源》的最后结语中所说：“我们的分类将成为尽它们所能被完成的那样按谱系的，那时将它们将真正显示出所谓‘创造的计划’了。当我们有一确定目的之时，分类的法则无疑将趋于简单。我们没有宗谱或纹章，我们必须用各种长期遗传下来的各种性状，去发现和探索自然系谱上许多分歧的家系线”。 于是我们看到了一幅分类学发展知识和科学分支或分岔发展的相互激励的“分形”图谱。

进入20世纪后，分类学仍然是生物学的基本学科之一。但是分类学对整个生命科学的影响不象最初那样直接和显著了。这也许正是知识和科学形态基本形成后摆脱早期分类学影响的表现和反映。相反，现代生命科学的发展对分类学演化的影响倒是更直接和更显著了。古典分类学的基础是形态学，19世纪加上了进化论。到了20世纪，分类学的基础所包含的学科有：遗传学、细胞学、生态学、比较解剖学和进化论等。这广泛的学科基础也使得分类学成为真正的自然分类的学科了。

进入20世纪50年代，分类学的基础又发生了重大变化，它更深了一个层次，分子生物学成为分类学的基本依据。新原理、新方法和新技术的应用更使得分类学研究进入到分子水平上。例如，遗传杂交试验、遗传因子的化学组成分析、染色体显带、染色体数、染色体形态、染色体行为等细胞学方法的运用；纸层析、薄层层析、气相层析、电泳等化学分析方法；数学理论和电子计算机研究分类的相似性系数法、相关系数法、距离系数法等数量分类学方法，以及利用血清学方法等，都应用到分类学研究上来了。应用免疫学原理、电泳法、分子杂交等分子生物学方法可以探索物种之间的某种大分子特别是蛋白质和核酸的相似程度，由此可以推算分子的系统发育和分子进化。总之，生物进化表现在许多方面，例如形态结构的变化和复杂化，细胞代谢功能的分化和多样化，蛋白质的变化和复杂化，基因组的变化和增加等。因此分类学也同样应该反映这诸多方面的特性。于是在上述各个方面的影响下，20世纪90年代成了分类学百家争鸣的时代，研究分类、分类学的文献日益增加，仅在1994年剑桥科学文摘记录里的文献题目中出现“Taxonomy”一词的生物科学文献就有1998处， 在INSPEC资讯、物理、电机工程尖端科技数据库（1969~1999）中，涉及到“Taxonomy”的条目有2208处，涉及“Classification”有58976处，而“Systematics”有4116处。 分类学演化日新月异，出现了支序分类学、进化分类学、数值分类学等学派。根据分类学和知识、科学演化的互动关系，我们可以预言，新的统一的分类学一旦形成，又会推动生命科学的进一步发展。

分类和分岔：知识和科学知识自组织起源的探索（2）