生物学中的还原主义（三）

解释性模型避免了理论减少的几个问题（参见第3.1节）。 由于解释性降低未致力于解释的涉及法律的理论，因此可以防御减少的可能性而不正式重建分子生物学或古典遗传学的明确划定理论。 其对减少的重点是在其部件方面的整体的解释捕获了实际分子解释的特征。 然而，理论减少的账户不得不承认尚未实现的减少（在这意义上）并必须对其“原则上”可能性上诉，但解释性减少的账目与实际科学研究的零碎性质相比很好。 实验和分子生物学可以提供还原的解释，即使许多事实仍然是未解释的，现有的解释仍需要更多细节填写。目前的生物学有效地解释了个性的事实和较小范围的总体，而解释者可以是理论的仅仅是一个理论的片段（见，例如，Schaffner 2006“斑驳和零碎”的减少）。 最后，鉴于实验生物学中的机械解释是与机制的发现（蔓越和DARDEN 2013）相关联的，解释性减少提供了与科学发现有关的减少，而理论减少的方法必须分开从发现背景下的理由（减少和解释）。

由于William WiMSatt（1976B）引起的提高解释性模型假设减少了个别事件（而不是一般性）的因果解释，涉及更高水平状况的“组成重新分析”进入其一些组成特征。 该模型与Wesley Salmon（1971）账户有关的统计解释，它使用筛选的概念来阐明一个财产的想法，这些财产比另一个财产更相关（更具更具解释性）。 WiMSATT取代了鲑鱼与因果关系的思想的统计相关性（因为生物学的解释性减少涉及寻求因果关系的因素），并且他发展了“有效筛选”的概念。 在较低水平特性方面的组成重新分析和解释可以具有比有效筛选的更高水平特性的描述更大的解释（例如，通过更复杂）的“成本”。 认知“成本”要求的结果是，有效地屏蔽所描述的更高水平特征的解释性降低不会使其无关紧要，从而消除（如在鲑鱼的账户中），因为它可以被保留用于务实的目的。

Sahotra Sarkar的（1998年）关于减速症和遗传学的详细讨论提供了几种相关的概念澄清。 专注于关于遗传学减少的实质性问题（特别是代表性，参见第4.3节），而不是在减少理论中的正式考虑，Sarkar开发了未致力于特定解释的解释性减少观点。 两种这样的基本类型的减少是“摘要分层减少”和“强大的还原”（或空间分层减少），其中后者不同的分层减少 - 要求较低层次的实体是更高级别实体的物理部分。 （每种类型的减少都可以强大，并且随着不同类型的近似的形式较弱，不同的解释涉及不同的解释。）Sarkar认为古典遗传学中的解释，该遗传学解释了古典基因的表型模式，是抽象的分层减少。 参与这种情况的实体是等位基因，基因座，联动组，基因型和表型，其代表层次关系（例如，等位基因

一种

�

和

一种

�

形成基因型

一种

一种

）

�

�

）

，个别等位基因占据最低水平。 但是，这是一种抽象而不是空间层次结构; 假设这一点

一种

�

和

一种

�

地图到

一种

一种

�

�

在下一个更高的级别不需要

一种

一种

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�

成为一个拥有的物理实体

一种

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和

一种

�

作为其空间零件。 此外，该等级中的基因型实体受到各种转化和规则的限制（遗传原则），例如分离，连杆和突变，有助于解释遗传的表型模式。 虽然这种抽象层次结构可以通过观察古典基因作为染色体的部分来解释为空间层次，但是Sarkar的观点是古典遗传学中的各种实践，例如分离和联系分析，不需要物理遗传地图的解释，并且在抽象等级方面的解释可以是真实的减少，因为它们调用较低而更基本的层级。

关于空间分层减少，Sarkar认为，这通常发生在分子生物学中，其中通过大分子物理学解释某些细胞特征。 细胞的各种组成部分形成嵌套部分整体关系，导致空间层次结构。 可以通过控制大分子行为的物理原则（尽管仍然需要近似），但可以还原古典遗传学机制。 解释性地，大分子物理学的相关原理包括弱相互作用，氢键，疏水粘合，变构变换，锁定关键符合，以及结构决定功能的想法。 Sarkar的中央宗旨是阐明复制，重组和细胞划分的分子机制提供了对典型遗传学原则的还原解释。 尽管古典遗传学提供了基因传播的陈述，并且可以依赖于细胞学解释，但这些账户并没有产生完整的解复制和原因的解释。 在这种间隙中填充的分子生物学并纠正了古典遗传学。

哲学家已经提出了其他型号的解释性缩写，许多人明确地注意了捕获科学实践中的减少程度（例如，2003,2006，2008）。 在某些方面，在Alex Rosenberg（2006）的工作中，在亚历克斯·罗森伯格（2006年）的工作中发现了最独特的解释性辩护，该工作从他之前的理论减少（1978,1985,1994）离开了他之前的重点关注。 首先，根据他的立场，严格的法律（普遍，例外，时空不受限制）是为了解释，而生物学中唯一的候选法是自然选择（PNS）的原则。 其次，为什么导向的解释优于诸如生物学等历史科学中的可能解释，但是为什么必要的解释仅在分子水平上可用，因为结构变得从该水平上方的功能分离。 因此，即使是调用PNS的“功能生物学”（即，非分子生物学）中的所有解释也是如此，以及来自涉及更高水平的组织的功能生物学的任何描述得到了通过PNS操作的（为什么）分子水平（经常发生在进化历史中的一些相对较远的点）。[6]

Marie Kaiser（2011年，2015年）对还原解释提供了彻底的分析，包括系统地治疗利于不同方法的隐喻问题（见2015年，第2章）。 她们都阐述了解释的优势而不是争论或反对减少，而不是争论还是减少的优势，并且表明无法以这种方式解释许多生物学现象。 在Kaiser的账户中，如果它有三种特征：（1）较低级别，（2）内部，（3）零件，解释是还原的。 “较低级别”意味着解释仅依赖于比所解释的现象更低的特征。 类似于Sarkar的分层账户，减少不一定是分子或最低层次解释，因为Kaiser希望捕获整个生物学的还原解释，包括生态学。 具有这种特征的解释，即使一些相关的低级实体不是解释性现象的空间部分，也提供了从较低到更高水平的解释的认识学上重要的单向“流动”。 然而，凯撒还要求还原解释仅吸引物理部件（“内部”）的解释性现象或系统。 此外，要完全有资格作为还原，但解释必须表示其在隔离中调用的每个部分 - 不在隔离到任何上下文中，而是从部分原始复杂的上下文中隔离。 这种“隔离部分”特性与近可分解的系统相关联; 在分解时，可以在隔离中理解部分的实际功能。 然后，整个系统的操作可以从部件以极大的顺序和线性方式（Bechtel和Richardson 1993，Bechtel和Abrahamsen 2009）进行重新分析。 使用这三个特征，可以对不同的解释进行分类，并区分从机制解释或部分整体解释（Kaiser 2015，Ch。6）的还原解释。

4.还原主义的问题

不同的理论减少和解释性缩减面临几个潜在问题。 一些批评（认识）还原能力强调分子过程的影响强烈取决于它们发生的背景，因此一种分子种类可以对应于许多更高的液位（第4.1节）。 还原主义的另一个重大挑战源于较高水平的生物结构和过程可以通过不同种类的分子过程实现（并且通常是），因此许多分子种类可以对应于一种更高水平的种类（第4.2节）。 最后，因为在可以解释之前必须表示生物过程（Sarkar 1998），因此另外两个特征变得突出为解释性减少的问题：暂时性和内在的性（第4.3节）。

4.1上下文依赖性分子特征（一多个）

减少的一个关键挑战源于：分子实体或机制的效果可能在其发生的背景下强烈依赖于它（船体1972,1974，1976;另见WiMsatt 1979，Gilbert和Sarkar 2000，Laubichler和Wagner 2001）。 古典遗传学家完全意识到通过几种（许多）古典基因的相互作用引起的表型 - 如果在具有不同整体基因型的两个个体中发生两种不同的表型（Waters 2004），则相同的等位基因可能导致两种不同的表型。 虽然有一段时间已知一段时间，但现在是一种稳健的经验概括，即分子途径可能在不同细胞环境中具有不同的效果; 相同的途径可以涉及不同物种的不同功能或个人（Gilbert和Sarkar 2000，Laubichler和Wagner 2001，Burian 2004）。[7] 这些不同的背景包括发育和生理历史，其调节分子途径的行为（Brigandt 2006，Kirschner 2005）。 甚至由分子基因产生的氨基酸序列也可以取决于基因外的DNA元素和非遗传因子外，这意味着相同的基因可以在不同细胞或细胞的不同状态下进行不同的基因（Griffiths和Stotz 2013，Stotz 2006A，B）。 因此，分子种类和更高水平之间存在一定的关系：根据上下文，分子机制可以因果关系导致或成为不同更高水平状态的一部分。[8]

从这些关系中汲取的常见结论是，必须在它们发生的整体方面理解生物体的部件和分子组分（召回康德的调节原则;第2节）。 虽然生物学家将系统的分解为降低级别作为还原器（方法论减少的实例，参见第1节），但它们经常解释试图了解如何组织零件如何实现系统级属性作为合成，非还原器的努力（Bechtel 2010,2013）。 注意上下文和有机体组织是一个有效的方法论推荐; 然而，它不太清楚为什么这是对初学减少的争论。 例如，理论减少的支持者如娜格尔（1961）和Schaffner（1976），已经回答了分子降低可以考虑分子和分子过程的情况。 例如，可以将相关的上下文作为初始条件指定为要推导的更高水平状态的初始条件（Frost-Arnold 2004）。

上下文依赖主要是减少理论模型的问题; 一些型号的解释性减少造成的有机体背景理所当然，而不致力于将其降低分子（如发育生物学的解释所示）。 科学可以将原因与相对于给定的因果上下文（Waters 2007，Woodward 2003）提供差异制造商。 实验调查和解释都可以专注于许多原因中的一个，使其他一切归因于上下文或背景（通常在实验研究中固定）。 例如，如果特定基因的功能损失导致敲除实验中的异常表型，则该基因是涉及正常表型的发育的一种因果因素。 解释对该基因的吸引力 - 作为相对于上下文的突出因果因子 - 即使表型中涉及的其他基因未知，尚未理解该基因的细胞背景（Waters 1994,2007）。 如果分子生物学家发现相同的机制在不同的背景下产生不同的效果，并且只有其中一个效果是调查的目标，机制的一部分的背景变得记忆相关，并且可以包括在解释中（女主角2005）。

相比之下，减少理论减少（例如Nagel-Schaffner方法）致力于从纯粹的分子房屋那里致法描述更高水平现象。 为了推断甚至一个更高级别的陈述（Fortiori是Schaffner账户的总级别理论），该处所必须包含（除了较低级别的法律）的规范，总较低级别的规范 - 每个具有一些因果影响的功能。 这包括有机体内部的特征和环境的某些部分。 虽然解释性减少可以对特定原因吸引相对于未分子规定的背景，但只有在房屋中包含总因果上下文时，才能经历逻辑扣除（根据理论减少）。[9] 总体上下文的分子表征原则上由于本体论减少可能：对于任何更高的水平状态，总有一个总分子配置决定了这种更高水平的现象。 然而，这需要撤退“原则上”的分子衍生的可能性; 不仅是目前无法使用的总体上下文的分子规范，但在未来可能不会发生（赫尔1972,1974,1976）。[10] 在这方面，解释性减少的账户对理论减少模型具有明显的优势，因为前者既没有正式推导，也没有假设还原解释的解释者仅涉及分子表征概念。

虽然上下文依赖性对许多模型的解释性减少模型不是问题，但对于某些模型的机制解释可能会出现问题。 机械方法将系统分解成组件，并在隔离（可能）中仔细审查每个组分的功能。 然而，机械解释也必须从这些组件函数（Bechtel 2010，Bechtel和Abrahamsen 2009）开始“重新回顾”机制行为（解释“的机制行为（解释性）。 存在由高度互连的和功能集成网络组成的分子系统，其复杂组织不允许从分离所研究的组件函数中恢复系统行为（Green et al。2018，Kaiser 2015）。 各个组件的功能由其他组件的许多影响转换。 这种实证情况也很重要，因为它落后于许多分子生物学家要求“减少”的限制 - 这些复杂的系统相互作用导致出现（在某种意义上）。 这突出显示生物学家经常试图考虑机制运作或系统动态，而不仅仅是一种信息或结构构造（例如，减少孟德尔善良“基因”生化种类）。

Jason Robert（2004）在发育生物学中处理解释和方法描述了来自分子特征的上下文依赖性的主要有效点。 虽然承认分离分子原因相对于固定用于实验目的的背景的还原剂研究策略的合法性，但罗伯特强调该方法不给所有解释者相关原因所在的专门解释师位置授权推理分子。 该发育遗传学揭示了由于基因表达差异的个体之间的各种差异并不需要该基因是在组来生成的唯一因素。 由于遗传研究持有其他细胞和有机体因素，因此本研究方法根本不评估这些非遗传资源的因果影响。 它恳求对那些保持对发展的一些解释的问题来提出问题必须援引更高的水平特征来断言有机体上下文始终可以分子描述。 例如，仅对发育遗传学研究成功的吸引力不充分，以减少细胞环境，因为遗传原因的发现发生在固定的有机背景下（罗伯特2004）。 分子特征对细胞和有机体背景的依赖性对理论降低方法的问题造成了维持较高水平现象的方法。 （也是权利要求胚胎可以从受精卵的纯粹分子规格计算的问题，如罗森伯格1997所批准的;见Keller 2002，Ch。9.）因此，可以绘制的各种推论有局限性从减速剂的研究策略。 许多哲学讨论中仍然存在的遗漏是一个明确的方法论战略和认识论框架的明确叙述，这些框架都捕获了实际科学推理，并提供了还原主义的替代方案（爱2008A;见第5节）。

4.2更高级别的多次实现（多次）

除了分子和更高水平之间的一体关系之外，船体（1972年，1974年，1976年）还指出了许多关系的存在，作为减速症的挑战。 相同的更高水平现象（例如，诸如涂层颜色的孟德尔特征）可以通过几种不同的分子机制产生或通过不同种类的分子配置（多次实现）实现更高水平的现象。 这是理论减少和解释性减少（尽管不同程度）的潜在问题。 为了防御他的理论减少模型，Schaffner（1976）回复了指定一种这样的分子情况就足够了。 然后通过分子星座确定的更高水平情况，可以从较高水平情况的这种分子规格逻辑地导出。 然而，一个人必须清楚地对减少解释（即，还原扣除的结果是什么）。 是否是一种更高水平现象（由更高级别的谓词描述）或仅仅是令牌现象（更高水平现象的实例）？ 理论减少是可以减少整体理论（例如古典遗传学）的想法，或者至少可以减少其定律。 例如，孟德尔的分离原则是描述在所有性繁殖生物中发生的现象的法律，而不仅仅是一种令牌现象，因此这一将军覆盖各种较低级别的实现 - 必须解释/分子推导。

考虑Schaffner（1993）支持减少的可能性的示例：“统治”的孟德尔概念。 在他的账户上，给予古典基因

一种

�

和

b

�

，属性“等位基因

一种

�

是占主导地位的（相对于等位基因

b

）

�

）

“可以如下以分子术语表达。 假设基因型

一种

一种

�

�

产生表型

一种

�

和基因型

b

b

�

�

对应于表型

b

�

，虽然

一种

b

�

�

产量

一种

�

（因为占主导地位）。 我们确定基因

一种

�

由DNA序列组成

α

�

和基因

b

�

由DNA序列组成

β

�

和那种表型

一种

�

通过蛋白质α而表现出来

b

�

由蛋白质引起的。 这产生以下后期减少：

等位基因

一种

�

是占主导地位的（相对于

b

）

�

）

IFF存在两份DNA序列

α

�

分子产生蛋白质א[因此表型

一种

�

]，两份序列的存在

β

�

产生蛋白质ב[表型

b

�

]，以及一份副本的存在

α

�

和一个副本

β

�

产生א[表型

一种

�

]。 （Schaffner 1993,442）

虽然Schaffner明确声称已经表明，可以减少谓词（或概念）“占优势”的生物化学语言，他的证据实际上表明了如何单一的统治例（等位基因

一种

�

对等位基因占主导地位

b

）

�

）

可以在分子水平上由各国带来。 但是，认知需要减少更高水平的概念，并且由于孟德尔的优势可以通过不同种类的分子情况引起，因此这种更高的级别谓词对应于许多分子谓词，这使得更高水平概念非常复杂的任何还原平衡。 （除了将这样的概念转化为分子术语之外，理论还需要推断涉及这种概念的更高水平概括。）类似的问题可以适用于解释性减少。 生物学试图解释在不同背景和生物中发生的种类的现象：除单一实例外，还必须分子解释种类的种类。