理性思维的能量——2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者科研方法刍议

葛道至 张洪雷

（1.南京中医药大学药学院 江苏 南京 210023；2.南京中医药大学人文与政治教育学院 江苏 南京 210023）

1 前言

“生物学家詹姆斯E.罗斯曼，兰迪 W.谢克曼 ＆托马斯C.苏德霍夫揭开了细胞囊泡运输之谜。Randy谢克曼发现了囊泡传输所需的一组基因；詹姆斯 罗斯曼阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器；托马斯 苏德霍夫则揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。”这项研究成果对与膜融合紧密相关的生理过程（如：神经信号的传达以及免疫细胞因子和激素的分泌）而言意义重大。由于该项成果对多种神经和免疫学疾病、糖尿病等患者的囊泡转运都存在缺陷的疾病的致病机理做出了进一步阐述，从而加快了攻克以上疾病的步伐，三人荣获2013年诺贝尔生理学或医学奖。罗斯曼使用排除法剔除了非特异性的SNAPS蛋白参与膜融合的可能性，又通过科学假说的方法成功发现了参与膜融合SNARE蛋白。而谢克曼合理的运用归纳法找出了能控制细胞转运系统不同方面的三类基因。

2 2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者科学研究方法

2.1 排除法：排除法是在我们认识事物时运用一些已知的客观事实或真理，去除事物中次要的非决定性的因素，排除它们对我们认识事物本质时的干扰，使我们更加全面、深刻的认识事物的本质。科研是一种探求人类未知领域的艰辛历程，我们只有在研究过程中使用合理的方法，通过恰当的途径，才能完成对现实事物的理性认识。罗斯曼和他的同事发现“动物细胞融合需要一种可溶性的细胞质蛋白，叫做N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白以及其它几种可溶性的NSF附着蛋白。排除法的运用加深了他对细胞囊泡运输中膜融合蛋白的认识，也为他后来猜测介导膜融合的蛋白是SNARE蛋白提供了先决条件。

为能够更加全面而客观的认识排除法，我们可以有针对性的加深以下两方面的认识。

其一，在我们排除次要的非决定性因素时要知晓一些客观规律和真理。罗斯曼的目的是要找到专门负责细胞囊泡运输的特异性蛋白质。因为NSF／SNAPs可以介导多种类型的膜融合，所以这种蛋白无特异性。

其二，在此基础上，要将这种客观事实作为我们排除一些次要的非客观性的因素的标准。在罗斯曼的研究中，他要寻找的蛋白质是参与细胞囊泡运输的特异性的蛋白质。在这一客观事实的基础上，我们知道寻找的蛋白质必须是特异性的，他将此作为排除某些条件的标准。因此，我们排除了非特异性的NSF／SNAPs蛋白质。

2.2 科学假说方法：“由于NSF／SNAPs能够介导不同类型小泡的融合，说明它没有特异性。据此罗斯曼提出SNARE假说：膜融合的特异性是由另外的膜蛋白提供的，把这种蛋白称为SNAP受体蛋白，或称为SNAREs”。笔者将从以下几方面进行分析。

首先，科学假说是理性的推断，它离不开某些先行的客观规律、经验以及既定事实，所以我们提出科学假说需要既定的科学事实作为根据。“罗斯曼正是根据NSF／SNAPs能够介导不同类型小泡的融合且它没有特异性这一既定事实”，才推断细胞囊泡运输的特异性由另外的蛋白提供，并把这种蛋白成为SNARE蛋白。他是在已知的科学事实和知识的基础上对未知的事物进行逻辑和理性的推理。由此可见科学假说并非凭空揣测的虚幻性事物，它需要理性的认知作为它的基础。

其次，毕竟科学假说存在假定性和未知性，它也并非真理，还需要我们用实践去检验。在科学假说未被实验证实之前它的科学性与真实性都应被质疑。在对细胞囊泡运输的研究中，罗斯曼的假说也是由一系列的科学实验证实之后才上升为真理的。后来，苏德霍夫在实验中发现了许多种不同的SNARE蛋白。而后，罗斯曼的假说才上升为理论事实。而在宇宙学史上具有开天辟地意义的大爆炸宇宙论，在刚出现时也是首先被勒梅特以假说的形式提出（1932年）——大爆炸假说。后来，该假说经由对遥远星系光线特征的观测等一系列实践活动的证明，最终，才上升为理论。如今，在回顾人类科学各个领域的发展史时，我们或许更能体会科学假说这一科学研究方法在认识未知事物时的重要作用。科学假说对我们认识未知事物起着指导性的作用。科学探索之路是曲折的，我们在科研的道路上会遇到很多思维上的岔道，科学假说——这一猜测性的推断可以为我们的思维指引方向，让我们充分发挥人的主观能动性，从而明确和强化了我们研究的方向和目标，加快了我们在科研之路上的前进步伐.

2.3 归纳法：对于细胞囊泡运输来说，谢克曼发现的是控制细胞转运系统不同方面的三类基因，而罗斯曼等人则是将这种在酵母细胞中发现的基因运用到了对哺乳细胞的研究中去，并在发现SNARE蛋白的同时在哺乳动物细胞中也发现了谢克曼发现的基因。虽然他们研究的细胞不同，研究的对象也不同（谢克曼研究基因，罗斯曼研究蛋白质），可是他们都或多或少的运用了归纳的方法。现在，当我们怀着崇敬的心情去看诺贝尔奖获得者的成果时，我们或许已经明白了归纳法这一非常普通的方法的重要性。

归纳法不仅帮助我们完成了从个别的事物到一般性规律的跨越，而且有效加强相关领域间的联系。另一位获奖者罗斯曼研究的是哺乳动物细胞，他在发现了膜之间的SNARE蛋白配。罗斯曼和谢克曼课题相近，两人取得成果后一定程度上有过合作。又经后来的研究，人们在哺乳动物细胞中同样发现了谢克曼在酵母细胞中发现的基因，并证实了“谢克曼在酵母菌中发现的基因一部分可编码罗斯曼在哺乳动物中找到的那些蛋白，从而揭开了这种运输系统的古老进化起源。”谢克曼在酵母这一种生物中发现的基因又进一步被推广到一大类生物的细胞中去了，丰富了SNARE假说，归纳法又一次得到了合理的运用。

3 结语

丰硕的科技成果促使人们正视科学研究方法对科技创新的巨大影响。胡锦涛同志在十八大报告中指出：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色自主创新道路，以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新。科学研究方法在知识创新的过程中起着决定性作用，它能有效的指引我们选择合适的思维方向，甚至实现感性认知到理性认识的巨大跨越，这大大加快了我们认识事物的速度。在每一个知识创新过程中，科研方法都发挥着作用。科学的创新需要灵感的启发、实验的证明，但更需要全新的思维方法去实现从感性认识到普遍规律的飞跃。可以说，任何事物普遍规律的发现都是对原有认知的超越，但只有在思维方法的作用下才能完成。