細胞生物學群落層面的知識進化模型

李淑萍　劉福林　宋唯一　劉丹

摘 要：選擇細胞生物學發展史文獻，采用內容分析法，提出了細胞生物學群落層面知識進化的動力與模型，即細胞生物學群落層面，借助知識個體遷入、人腦認識改變、內部環境變化、外部條件改變、研究人員工作五類動力因素的協同作用，通過細胞時期、古典細胞學時期、實驗細胞學時期、細胞生物學時期等四個時期的依次形成與發展，及時處理著細胞生物學群落內部與外部的變化，推動著細胞生物學群落層面的知識進化，進化路徑遞進是其突出特征。該模型揭示了細胞生物學群落層面的知識進化機制，為解決一流學科建設問題提供了新理論，適用于中等內容尺度的原生學科建設。

關鍵詞：細胞生物學 知識進化動力 知識進化機制 內容分析法 學科建設

中圖分類號：G302 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0202-03

Abstract：By selecting references for the history of cellular biological development and adopting the methods of content analysis， driving forces for knowledge evolution at the level of cytological communities are handled， and model for knowledge evolution at the level of cellular biological communities are constructed， namely at the level of cellular biological communities， by use of the coordinated effects of such 5 driving forces as immigration of knowledge individuals， alterations of the recognitions in human brains， changes in internal environments， changes in external environments， and work of researchers， and through the alternative formation and development of such 4 periods as cellular period， period of classic cytology， period of experimental cytology and period of cellular biology， changes inside and outside the communities of cellular biology are timely handled， which propels knowledge evolution at the level of the communities of cellular biology and is prominently characterized by the progression of evolutionary paths. This model reveals the mechanism for knowledge evolution at the level of cellular biological communities， provides new theories for the solution of the issues concerning the first-rate disciplinary construction， and can be applied into the construction of original disciplines with middle-scale contents.

Key Words：Cellular Biology； Driving Forces of Knowledge Evolution； Knowledge evolution mechanism； Method of Content Analysis； Disciplinary Construction

細胞生物學起源于細胞的原始發現，由細胞時期、古典細胞學時期、實驗細胞學時期依次發展而成[1]。細胞生物學在全球具有重大的知識創新影響力，涌現出了眾多的諾貝爾獎獲得者，恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀自然科學的三大發現之一[2]。因此，細胞生物學群落層面的知識進化是一種有代表性的典型類型，揭示其知識進化機制具有重大的應用價值與科學意義。目前，相關研究存在的問題是沒有破解細胞生物學群落層面的知識進化動力是五類動力因素的協同作用，因而，細胞生物學群落層面的知識進化機制未被破解。基于以上分析，該文選擇細胞生物學發展史文獻[1-8]，采用內容分析法即通過對文獻內容所含信息量及其變化的分析達到透過現象看本質[9]，提出了細胞生物學群落層面知識進化的動力與模型。該模型揭示了細胞生物學群落層面的知識進化機制，為解決一流學科建設問題提供了新理論，適用于中等內容尺度的原生學科建設。

1 細胞生物學群落層面的知識進化動力分析

首先，細胞時期形成與發展的動力包括5個方面。（1）知識個體的遷入。主要表現在1665年英國物理學家羅伯特·胡克首先引入并應用顯微鏡，觀察了軟木薄切片，發現了許多很小的、與蜂窩相似的小室，他將這種小室命名為細胞，開啟了細胞時期。（2）人腦認識的改變。主要表現在首次認識到微觀細胞的存在，打破了人類思想上的局限性，改變了人類幾千年來的認識。（3）內部環境的變化。主要表現在研究人員具有了使用顯微鏡探索生物結構奧秘的興趣與熱情。（4）外部條件的變化。主要表現在細胞的發現轟動了當時的英國學術界，英國皇家學會與官方均認可。（5）研究人員的工作。主要表現在羅伯特·胡克、列文·虎克、格魯、馬爾比基、布朗等相關人員的研究工作。總之，以上5類動力因素的協同作用，推動著細胞時期的形成與發展。例如，列文·虎克用自制顯微鏡對多種活細胞進行了大量觀察并首次描繪出骨細胞與橫紋肌細胞圖。該時期延續至1837年，稱為先鋒期。

其次，古典細胞學時期形成與發展的動力包括5個方面。（1）知識個體的遷入。主要表現在1838年施萊登與施旺首次引入并應用歸納法與解剖觀察比較法，基于細胞時期的研究成果，提出了細胞學說，開啟了古典細胞學時期。（2）人腦認識的改變。主要表現在首次認識到細胞的統一性和生物體的統一性，推翻了分割動植物界的巨大屏障，對生物結構的認識由器官層次進入到細胞層次。（3）內部環境的變化。主要表現在研究人員完全從生命科學的角度解釋生命的基本結構。（4）外部條件的變化。主要表現在恩格斯對細胞學說的高度評價、諾貝爾獎金的設立、以及胚胎學、遺傳學、生理學和其他學科的技術與方法都發生了較大變化。（5）研究人員的工作。主要表現在施萊登、施旺、魏爾肖、施特拉斯布格爾等相關人員的研究工作。總之，以上5類動力因素的協同作用，推動著古典細胞學時期的形成與發展。例如，魏爾肖提出了“一切細胞來自細胞”的著名論斷，完善了細胞學說；施特拉斯布格爾連續在兩種植物中發現了物種染色體數目恒定的規律。該時期延續至1875年，稱為發展期Ⅰ。

第三，實驗細胞學時期形成與發展的動力包括5個方面。（1）知識個體的遷入。主要表現在1876年赫特維吉首次引入并采用實驗方法，基于古典細胞學時期的研究成果，研究了海膽和蛔蟲卵發育中的核質關系，發現了受精后兩個親本細胞核合并的現象，開啟了實驗細胞學時期。（2）人腦認識的改變。主要表現在首次認識到生物學的基礎在于研究細胞的特性、結構和機能，扭轉了古典細胞學時期忽視細胞質研究的狀況。（3）內部環境的變化。主要表現在研究人員廣泛應用實驗手段、生物化學分析方法以及電子顯微鏡，研究細胞學的一些根本問題，開辟了一些新方向與領域，形成了一些重要分支。（4）外部條件的變化。主要表現在離心技術的建立和發展，以及電子顯微鏡的誕生與進步。（5）研究人員的工作。主要表現在赫特維吉、J. von Suchs、高爾基等相關人員的研究工作。總之，以上5類動力因素的協同作用，推動著實驗細胞學時期的形成與發展。例如，科學家們相繼發現了線粒體、內質網、高爾基體和溶酶體等細胞器的精細結構和功能，以及細胞內的大分子結構體制是細胞內各種代謝功能的基礎。該時期延續至1964年，稱為發展期Ⅱ。

第四，細胞生物學時期形成與發展的動力包括5個方面。（1）知識個體的遷入。主要表現在1965年布洛貝爾等一批細胞學科學家們引入并應用分子遺傳學技術，基于實驗細胞學時期的研究成果，確立了細胞生物學，開啟了細胞生物學時期。（2）人腦認識的改變。主要表現在首次認識到細胞表達的機理來自分子層面，分子與生物個體之間存在聯系。（3）內部環境的變化。主要表現在研究人員在顯微水平、亞顯微水平和分子水平3個層次上研究細胞的結構、功能和各種生命規律。（4）外部條件的變化。主要表現在設備、技術與思想都發生了巨大變化。（5）研究人員的工作。主要表現在布洛貝爾、De Robertis、 S. B. Prusiner等相關人員的研究工作。總之，以上5類動力因素的協同作用，推動著細胞生物學時期的形成與發展。例如，洛克菲勒大學細胞生物學系的專家們連續發現了細胞的亞顯微結構、內質網蛋白質通道等。該時期延續至今，稱為頂極期。目前，細胞生物學仍處于自我發展與完善的頂極期。

2 研究結論

綜上所述，細胞生物學群落層面的知識進化動力是知識個體遷入、人腦認識改變、內部環境變化、外部條件改變、研究人員工作五類動力因素的協同作用。據此，該文創建了細胞生物學群落層面的知識進化模型，即細胞生物學群落層面，借助知識個體遷入、人腦認識改變、內部環境變化、外部條件改變、研究人員工作五類動力因素的協同作用，通過細胞時期、古典細胞學時期、實驗細胞學時期、細胞生物學時期等四個時期的依次形成與發展，及時處理著細胞生物學群落內部與外部的變化，推動著細胞生物學群落層面的知識進化，進化路徑遞進是其突出特征（如圖1）。結果是內容格局逐期增大，其中，細胞時期是觀察不同類型的細胞、古典細胞學時期是觀察細胞內部的形態結構、實驗細胞學時期是分析細胞內部結構與功能的關系、細胞生物學時期是從細胞的角度研究生物學。該模型揭示了細胞生物學群落層面的知識進化機制，為解決一流學科建設問題提供了新理論，適用于中等內容尺度的原生學科建設。又由于，學科尺度層次的知識系統（如細胞生物學）是知識群落[10]，知識群落是科學學研究的前沿問題[11]。因此，細胞生物學群落層面的知識進化模型，在學科方面為建構知識群落層面的促進型進化機制提供了檢驗案例，意義重大。

參考文獻

[1] 王亞輝.細胞生物學的發展歷史和現況[J].細胞生物學雜志，1986，8（1）：7-11.

[2] 王寶娟，張盛周，朱國萍.諾貝爾獎在細胞生物學教學中的應用[J].中國細胞生物學學報，2010，32（3）：497-500.

[3] 莊孝德.從胡克到細胞生物學[J].細胞生物學雜志，1986，8（1）：1-6.

[4] 劉學禮.探索細胞世界[J].生物學通報，2004，39（11）：59-62.

[5] 潘承湘.發現細胞的人——羅伯特·胡克[J].植物雜志，1982（4）：38-41.

[6] 汪子春，田銘，易華.世界生物學史[M].長春：吉林教育出版社，1997：162.

[7] 翟中和.細胞生物學[M].北京：高等教育出版社，1995：7.

[8] 魯白.培養諾貝爾獎獲得者的搖籃——從諾貝爾獎得主布洛貝爾教授看洛克菲勒大學[J].生理科學進展，2001，32（2）：185-186.

[9] 邱均平，鄒菲.關于內容分析法的研究[J].中國圖書館學報，2004，30（2）：12-17.

[10] 劉福林，李淑萍.知識嵌套結構模型[J].中國軟科學，2010（2）：161-168.

[11] 劉福林，康潔，李淑萍，等.知識群落概念模型[J].科學學研究，2010，28（10）：1445-1453.