本文标题唐本忠院士：分子之上研究前景广阔，呼唤从分子论向聚集体科学的研究范式转移，作者：知世，本文有2105个文字，大小约为10KB，预计阅读时间6分钟，请您欣赏。知世金融网众多优秀文章，如果想要浏览更多相关文章，请使用网站导航的搜索进行搜索。本站虽然不乏优秀之作，但仅作为投资者学习参考。

11月12日，在“翔龙鸣凤科学论坛：科学与哲学对话”上，中国科学院院士、香港中文大学（深圳）理工学院院长唐本忠发表题为《浅议科学研究之范式转移》的主题演讲。他指出，分子论奠定了分子科学的认识论基础，但同时也存在其局限性。为了推动科学研究的进步，唐本忠院士呼唤从分子论向聚集体科学的研究范式转移。

唐本忠院士在演讲中提到，随着科学界对聚集导致淬灭（ACQ）和聚集诱导发光（AIE）研究的不断深入，一些在分子层面上看似“不可能”的现象和性质，在聚集体层面上变得“可能”。基于对这些现象和性质的深入研究，唐本忠院士进一步阐明两种研究范式背后的哲学指导思想，并对还原论与整体论的研究思想进行了深入的分析和讨论。

他强调，分子之上拥有无限的研究空间，以聚集体为对象的研究将为我们带来新的模型、新的假设、新的图景、以及新的理论，科学家们可以基于聚集体科学的理念进行大量的创新研究。这种转变将推动科学研究的发展，为我们提供更深入的认识和理解，拓宽我们对自然界的认知。

以下为部分发言实录：

1962年，美国科学哲学家托马斯·库恩（ThomasS. Kuhn）在《科学革命的结构》(The Structure ofScientific Revolutions) 一书中提出了“研究范式转移“这一概念，对科学哲学领域具有深远的影响。

物质科学的研究通常采用分子科学的范式，在这一范式下进行测试、建立理论、预测结果。然而，在物质科学的研究过程中也会出现常规科学理论（NormalScience）不能解释的反常情况，研究者起先往往会认为“仪器不精准、仪器测量错误，或者自己搞错了”。面对科学研究中的疑点，研究者有时会想方设法做出改进，但随着反常情况的增多，大家开始怀疑研究范式，思考当前的研究模型是否存在问题。在反思原有范式的同时，研究者也会构想新的研究范式。新旧范式的革命、新范式的建立和采用，最终推动了科学的进步发展。

科学从某种程度上来讲就是了解自然。为了了解自然，人们从各种不同的角度观察世界。从宏观到微观，人们建立起了各种各样的范式、模型、概念。在科学发展的早期，就伴随着一个哲学的拷问：在世界万物中，什么东西是最小的、决定万物的基元？从哲学探讨的角度，古希腊的泰勒斯说“万物源于水”，即水是所有东西的起源；毕达哥拉斯说“不是水，世界是由万物组成的”；而古代中国先哲的回答则是“金木水火土”。当然，这些答案在今天来看都是有时代局限性的。

在物质科学领域，意大利化学家阿伏伽德罗比较正确地回答了这个问题。1811年，他提出了“分子”概念。起初这一概念比较模糊，认为几个原子靠吸引力结合在一起构成分子。当时的原子、分子无法通过科学手段观察到，但无论别人是否同意他的假说，阿伏伽德罗都坚信分子的存在。遗憾的是，当时有一位研究电化学的科学家认为“同原子的结合不能形成一个分子”，最终阿伏伽德罗的观点在其逝世后才终于得到认可，于1964年被法国哲学家接受。而后，作为物理研究者的麦克斯韦提出了更严谨的分子定义。150年之前，他发表了一篇文章，定义“分子即是一种特定物质的最小部分”，这就回答了我们前面提出的哲学问题。

现在我们如何定义分子？根据网络搜索结果，“分子是一种物质的最小粒子，它有物质的所有性质”，这回答了什么是最小物质的问题。这个定义很重要，它基本奠定了分子科学Molecularism，也就是分子论的基础。

我研究分子化学，在科学上属于“分子科学”的范畴，在哲学上叫做还原论。什么是还原论？第一，“世间万物，都可以把东西还原到最基本的、最简单的部分”；第二，“整体不是其他什么东西，就是它的部分之和”。区别于还原论，还有一门哲学叫做整体论，认为“一个系统的性质，不止是由它的部分来决定或者是来解释的”、而是“系统作为一个整体，它去决定部分的行为”。因此，还原论是“部分决定整体”，整体论说“整体决定部分”，二者在哲学上有所区分。

还原论非常深入人心，可以说是现代科学的主流。整体论是一门古老的哲学，其中就包括老子“道生一，一生二，二生三，三生万物”的哲学思想。和老子同时代的另一位哲学家亚里士多德认为“整体大于部分之和”。英语单词TEAM的另一种解释则是：Together，EveryoneAchieves More。

现代物理学家安德森在获得诺贝尔奖之前发表过一篇文章——《Moreis Different》。他认为，基本粒子大而复杂的行为，不能仅仅通过对个别粒子的性质外推而加以理解。他进一步指出，在复杂性的每一个层次都可能有全新性质出现，而不是性质的简单加成。他提出，整体可能大于部分，可能大于部分之和，也显示出与部分之和非常不一样的性质。这与亚里士多德的思想有异曲同工之妙。

分子科学认为，如果分子拥有某种性质，用分子组合而成的物质便也拥有这种性质，这是一对一的关系。但是现实中，有许多不遵从分子论的现象。第一个范例是聚集导致淬灭（ACQ）。一种物质的分子在溶解时可以闪闪发光，但它的聚集体完全不发光。第二个是聚集诱导发光（AIE）。这种物质在单分子层次不发光，分子聚集之后却能闪闪发光。上述两种范例恰恰相反，却都无法用分子论去解释。ACQ的研究历史有100多年，AIE则在20多年被偶然发现，但研究者们至今仍未揭开其背后的运行机理。因此，现有的研究范式无法解释违反分子科学的现象，便需要哲学发挥其指导意义，这就体现出了哲学的重要性。

我认为我们应该研究聚集体论。我的朋友夏普莱斯（K.Barry Sharpless），作为两次化学诺贝尔奖的获得者，他和我分享道，“没有什么比反常的事物更加令人兴奋，我们经常通过文献或者实验寻找预料之外的事物。”

我今天讲的是从分子论到聚集体科学的范式转移。分子论是在分子层次研究构效关系，现在很多化学家、生物学家都在进行这一研究，而我是通过聚集体论来研究构效关系。

我们在实验室中发现，绿色萤光蛋白的分子完全不发光，蛋白形成的折叠结构的聚集体却可以发光。我们可以通过分子结构和性质的特性做很多事情，比如运用于阿尔茨海默病、肝硬化等疾病的医学诊断，辅助医生对患者实施药物治疗。

我们的身体和很多药物都是具有手性的，但是手性物质的制备通常很麻烦、很昂贵。能不能从非手性的分子拿到手性的聚集体呢？我们发现了其中一个分子，分子本身不是手性的，但它的聚集就有非常漂亮和显著的圆二色光谱，表示其形成了螺旋的手性聚集体。

我们现在思考的论题在哲学上叫做“涌现论”，从分子到聚集体，有新的现象产生。根据现在的有机观念，让一个有机分子发光，必须要有很大的π电子共轭。但是我们的身体、花、树等等生命体系里的物质，都没有很大的π电子体系，在分子层次不发光，它们聚集之后却也能闪闪发光。

在生命健康领域，我们发现虽然单个分子没有功能，但分子聚集之后会产生活性性质，可以发热，甚至能用于杀死癌细胞。我们对AIE在生命健康领域的应用非常感兴趣，比如很多中草药是AIE的，我们称之为生物基AIE材料（BioAIEgen）。

现在我们从AIE的角度发展了许多研究领域，我们统称为聚集体科学。分子科学基本上是还原论，即通过单个分子的研究去理解事物；但是我们今天讲的聚集体科学是整体论，从整体来看，分子之上拥有无限的研究空间，对聚集体的研究将为我们带来新的模型、新的假设、新的图景、新的理论，研究者们可以进行大量创新研究。当然，科学研究发展离不开平台的建立，我创办了名为《聚集体》（Aggregate）的科学期刊，今年第一个影响因子是18.8，期待哲学家们也能与我们共同探讨聚集体的各种层次的问题。

最后，我想再谈一下生命科学。这是一位以色列退休的老教授写的书，书名叫《What is Life Science》，什么是生命科学。这位以色列教授在书中提出了一系列很有意思的问题。当前，人们对分子生物学领域的研究已经取得重大进步，通过还原论进一步掌握了蛋白结构、细胞机理，却对生命的本质知之甚少，有点盲人摸象的意味。这位教授的最终结论是：生命系统是作为一个整体，而不是由一个个分子去决定生物的功能。我认为聚集体科学是理解生命科学的一条新思路。

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