編輯嚴選

§1 生物實驗中的因果推理（2）機制與跨領域/跨層次實驗

傳統實驗方法學主要關注的是：如何推論因果依賴（causal dependency）。比較近期的哲學發展其中有一支是從「新機制哲學」（the New Mechanical Philosophy）發展而來。什麼是「新機制哲學」？簡單講，就是一種用構成現象的成分（新機制論者稱「存有物」（entities）），以及它們的活動（activities）所構成的「機制」（mechanisms）來了解現象的發生原因的生物學哲學主張（有些生醫科學家習慣把“mechanism”中譯為「機轉」）。

新機制哲學最早可從美國哲學家溫薩特（William Wimsatt）開始談起，他大概是第一位建議用「拆解」，也就是對生物現象用化繁為簡的方式來理解現象背後的原因（Wimsatt 1974）。除了溫薩特，還有格林蘭（Stuart S. Glennan）、麥契爾（Peter Machamer）、達登（Lindley Darden）、克瑞弗（Carl F. Craver）、貝克托（William Bechtel）等生物學哲學家也對「機制」提出不同的哲學觀點。這些稱作新機制論者的哲學家們，除了肯認以機制取代傳統形上學從未能言明的「起因」（cause）以及定律來理解生物現象外，他們還有一個共同的特色，就是他們的研究非常貼近實驗實作（即前面提過培根的實驗哲學與哈金的新實驗主義啟發了當代哲學研究的實作轉向）。他們各自選取有興趣的生物機制，分屬不同生物學領域，例如達登以古典遺傳學、早期免疫學、分子生物學初期案例為研究對象，克瑞弗以神經生理學為研究對象，而貝克托則以細胞生物學為研究對象。總之，不同的新機制論者從不同的生物領域獲取哲學研究資源，所產生出來的哲學成果既能與傳統的生物學哲學議題對話，如反省如何是更較適切的生物學說明、理論化約論、何為生物學發現模式），另一頭也能與正在實際參與第一線研究的生物學家對話，從與他們的交流裡，驗證學說內容或吸取不同意見。立足在哲學與實作交界，新機制哲學至今仍保有一定的哲學吸引力（Wimsatt 1974, Glennan 2002, Machamer, Darden and Craver 2000, Bechtel 2006, Craver 2007）①。

既然新機制論主張用機制取代傳統的因果與定律了解現象起因，那麼在新機制論的觀點下，該如何看待機制與實驗之間的關係？如同過去了解理論與實驗的關係一樣，一個很直覺的問題是：科學家是如何用實驗發現機制的？為回答這個問題，達登與克瑞弗寫了許多文章描述與捕捉生物機制與實驗之間的關係。自2001至2002年間，他們鑽研古典遺傳學、分子生物學、神經生理學的經典實驗，從生物學家發現遺傳學定律、蛋白質合成機制、動物學習記憶等案例，發現生物學家為發現各種機制，需要先提出一個抽象的機制構想或框架（mechanism sketches or schemas）設計出一個實驗架構以進行尋找機制內容的科學活動。

隨著尋找目標的複雜性增加，也就是科學家欲說明的生物現象若相當複雜，那麼有時就需要擴增實驗所涉及的領域和層次。以當初發現蛋白質合成機制來說，生物學家是整合了分子生物學與生化學兩領域的機制框架才完成蛋白質合成機制發現（Darden and Craver 2002）。當然還有其他例子，如發現分子進行氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）機制也是橫跨並整合不同生物領域（interfield）的機制內容所完成的（Scholl and Nickelsen 2015）。

除了跨領域，另一個軸向是跨層次（interlevel）。根據克瑞弗，神經生理學家為了解動物如何學習空間記憶，學習背後的生理機制為何，生物學家共研究了至少四個層次的運作機制，最高是小鼠在設計的迷宮空間裡如何行為，包括儲存或增強記憶能力，其次是小鼠大腦內海馬迴與內側額葉處之神經訊號如何傳遞，再底層、也就是更微觀的是神經元與傳導物質、各種離子間如何傳遞訊號，最後是分子層次，研究更小的存有物，如鈣離子、鎂離子、以及各種受器間的動力學活動。面對這些跨層次的機制內容，克瑞弗以層層馬賽克拼貼式的構想來理解複雜的大腦神經活動（Craver and Darden 2001）。

① 關於新機制哲學更詳細的哲普介紹，可見華文哲學百科〈生物學中的機制〉條目。