细胞生物学群落层面的知识进化模型

李淑萍　刘福林　宋唯一　刘丹

摘 要：选择细胞生物学发展史文献，采用内容分析法，提出了细胞生物学群落层面知识进化的动力与模型，即细胞生物学群落层面，借助知识个体迁入、人脑认识改变、内部环境变化、外部条件改变、研究人员工作五类动力因素的协同作用，通过细胞时期、古典细胞学时期、实验细胞学时期、细胞生物学时期等四个时期的依次形成与发展，及时处理着细胞生物学群落内部与外部的变化，推动着细胞生物学群落层面的知识进化，进化路径递进是其突出特征。该模型揭示了细胞生物学群落层面的知识进化机制，为解决一流学科建设问题提供了新理论，适用于中等内容尺度的原生学科建设。

关键词：细胞生物学 知识进化动力 知识进化机制 内容分析法 学科建设

中图分类号：G302 文献标志码：A 文章编号：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

細胞生物学起源于细胞的原始发现，由细胞时期、古典细胞学时期、实验细胞学时期依次发展而成[1]。细胞生物学在全球具有重大的知识创新影响力，涌现出了众多的诺贝尔奖获得者，恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一[2]。因此，细胞生物学群落层面的知识进化是一种有代表性的典型类型，揭示其知识进化机制具有重大的应用价值与科学意义。目前，相关研究存在的问题是没有破解细胞生物学群落层面的知识进化动力是五类动力因素的协同作用，因而，细胞生物学群落层面的知识进化机制未被破解。基于以上分析，该文选择细胞生物学发展史文献[1-8]，采用内容分析法即通过对文献内容所含信息量及其变化的分析达到透过现象看本质[9]，提出了细胞生物学群落层面知识进化的动力与模型。该模型揭示了细胞生物学群落层面的知识进化机制，为解决一流学科建设问题提供了新理论，适用于中等内容尺度的原生学科建设。

1 细胞生物学群落层面的知识进化动力分析

首先，细胞时期形成与发展的动力包括5个方面。（1）知识个体的迁入。主要表现在1665年英国物理学家罗伯特·胡克首先引入并应用显微镜，观察了软木薄切片，发现了许多很小的、与蜂窝相似的小室，他将这种小室命名为细胞，开启了细胞时期。（2）人脑认识的改变。主要表现在首次认识到微观细胞的存在，打破了人类思想上的局限性，改变了人类几千年来的认识。（3）内部环境的变化。主要表现在研究人员具有了使用显微镜探索生物结构奥秘的兴趣与热情。（4）外部条件的变化。主要表现在细胞的发现轰动了当时的英国学术界，英国皇家学会与官方均认可。（5）研究人员的工作。主要表现在罗伯特·胡克、列文·虎克、格鲁、马尔比基、布朗等相关人员的研究工作。总之，以上5类动力因素的协同作用，推动着细胞时期的形成与发展。例如，列文·虎克用自制显微镜对多种活细胞进行了大量观察并首次描绘出骨细胞与横纹肌细胞图。该时期延续至1837年，称为先锋期。

其次，古典细胞学时期形成与发展的动力包括5个方面。（1）知识个体的迁入。主要表现在1838年施莱登与施旺首次引入并应用归纳法与解剖观察比较法，基于细胞时期的研究成果，提出了细胞学说，开启了古典细胞学时期。（2）人脑认识的改变。主要表现在首次认识到细胞的统一性和生物体的统一性，推翻了分割动植物界的巨大屏障，对生物结构的认识由器官层次进入到细胞层次。（3）内部环境的变化。主要表现在研究人员完全从生命科学的角度解释生命的基本结构。（4）外部条件的变化。主要表现在恩格斯对细胞学说的高度评价、诺贝尔奖金的设立、以及胚胎学、遗传学、生理学和其他学科的技术与方法都发生了较大变化。（5）研究人员的工作。主要表现在施莱登、施旺、魏尔肖、施特拉斯布格尔等相关人员的研究工作。总之，以上5类动力因素的协同作用，推动着古典细胞学时期的形成与发展。例如，魏尔肖提出了“一切细胞来自细胞”的著名论断，完善了细胞学说；施特拉斯布格尔连续在两种植物中发现了物种染色体数目恒定的规律。该时期延续至1875年，称为发展期Ⅰ。

第三，实验细胞学时期形成与发展的动力包括5个方面。（1）知识个体的迁入。主要表现在1876年赫特维吉首次引入并采用实验方法，基于古典细胞学时期的研究成果，研究了海胆和蛔虫卵发育中的核质关系，发现了受精后两个亲本细胞核合并的现象，开启了实验细胞学时期。（2）人脑认识的改变。主要表现在首次认识到生物学的基础在于研究细胞的特性、结构和机能，扭转了古典细胞学时期忽视细胞质研究的状况。（3）内部环境的变化。主要表现在研究人员广泛应用实验手段、生物化学分析方法以及电子显微镜，研究细胞学的一些根本问题，开辟了一些新方向与领域，形成了一些重要分支。（4）外部条件的变化。主要表现在离心技术的建立和发展，以及电子显微镜的诞生与进步。（5）研究人员的工作。主要表现在赫特维吉、J. von Suchs、高尔基等相关人员的研究工作。总之，以上5类动力因素的协同作用，推动着实验细胞学时期的形成与发展。例如，科学家们相继发现了线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器的精细结构和功能，以及细胞内的大分子结构体制是细胞内各种代谢功能的基础。该时期延续至1964年，称为发展期Ⅱ。

第四，细胞生物学时期形成与发展的动力包括5个方面。（1）知识个体的迁入。主要表现在1965年布洛贝尔等一批细胞学科学家们引入并应用分子遗传学技术，基于实验细胞学时期的研究成果，确立了细胞生物学，开启了细胞生物学时期。（2）人脑认识的改变。主要表现在首次认识到细胞表达的机理来自分子层面，分子与生物个体之间存在联系。（3）内部环境的变化。主要表现在研究人员在显微水平、亚显微水平和分子水平3个层次上研究细胞的结构、功能和各种生命规律。（4）外部条件的变化。主要表现在设备、技术与思想都发生了巨大变化。（5）研究人员的工作。主要表现在布洛贝尔、De Robertis、 S. B. Prusiner等相关人员的研究工作。总之，以上5类动力因素的协同作用，推动着细胞生物学时期的形成与发展。例如，洛克菲勒大学细胞生物学系的专家们连续发现了细胞的亚显微结构、内质网蛋白质通道等。该时期延续至今，称为顶极期。目前，细胞生物学仍处于自我发展与完善的顶极期。

2 研究结论

综上所述，细胞生物学群落层面的知识进化动力是知识个体迁入、人脑认识改变、内部环境变化、外部条件改变、研究人员工作五类动力因素的协同作用。据此，该文创建了细胞生物学群落层面的知识进化模型，即细胞生物学群落层面，借助知识个体迁入、人脑认识改变、内部环境变化、外部条件改变、研究人员工作五类动力因素的协同作用，通过细胞时期、古典细胞学时期、实验细胞学时期、细胞生物学时期等四个时期的依次形成与发展，及时处理着细胞生物学群落内部与外部的变化，推动着细胞生物学群落层面的知识进化，進化路径递进是其突出特征（如图1）。结果是内容格局逐期增大，其中，细胞时期是观察不同类型的细胞、古典细胞学时期是观察细胞内部的形态结构、实验细胞学时期是分析细胞内部结构与功能的关系、细胞生物学时期是从细胞的角度研究生物学。该模型揭示了细胞生物学群落层面的知识进化机制，为解决一流学科建设问题提供了新理论，适用于中等内容尺度的原生学科建设。又由于，学科尺度层次的知识系统（如细胞生物学）是知识群落[10]，知识群落是科学学研究的前沿问题[11]。因此，细胞生物学群落层面的知识进化模型，在学科方面为建构知识群落层面的促进型进化机制提供了检验案例，意义重大。

参考文献

[1] 王亚辉.细胞生物学的发展历史和现况[J].细胞生物学杂志，1986，8（1）：7-11.

[2] 王宝娟，张盛周，朱国萍.诺贝尔奖在细胞生物学教学中的应用[J].中国细胞生物学学报，2010，32（3）：497-500.

[3] 庄孝德.从胡克到细胞生物学[J].细胞生物学杂志，1986，8（1）：1-6.

[4] 刘学礼.探索细胞世界[J].生物学通报，2004，39（11）：59-62.

[5] 潘承湘.发现细胞的人——罗伯特·胡克[J].植物杂志，1982（4）：38-41.

[6] 汪子春，田铭，易华.世界生物学史[M].长春：吉林教育出版社，1997：162.

[7] 翟中和.细胞生物学[M].北京：高等教育出版社，1995：7.

[8] 鲁白.培养诺贝尔奖获得者的摇篮——从诺贝尔奖得主布洛贝尔教授看洛克菲勒大学[J].生理科学进展，2001，32（2）：185-186.

[9] 邱均平，邹菲.关于内容分析法的研究[J].中国图书馆学报，2004，30（2）：12-17.

[10] 刘福林，李淑萍.知识嵌套结构模型[J].中国软科学，2010（2）：161-168.

[11] 刘福林，康洁，李淑萍，等.知识群落概念模型[J].科学学研究，2010，28（10）：1445-1453.