生命現象 - 科學月刊

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物體需要符合幾乎所有的生命特徵,才能稱之為生命!」像汽車、悠遊卡或檔案的例子,都只具有1~2種生命現象,仍不具備成為生命的條件;而騾子 ... 網頁 首頁 科學月刊/科技報導新網站 科學月刊粉絲專頁 2014年12月31日 生命現象 國一、高一、大一生物學的第一堂課,內容都是「生命現象」。

在你的經驗中,這堂課花了多少時間呢?而身為學生的你,又花了多少時間在思考生命是什麼呢?本篇文章想要挑戰這個篇幅少、難度低的章節,究竟能夠繼續推進到什麼程度。

作者/陳妙嫻(任教板橋高中生物科) 生命的特徵 生命現象,也就是生命的特徵。

我們在開始學習生物學前先確立其研究範圍或對象,是十分合理的步驟。

這裡所提及的「生命」,是相對於無生命的物質,而不是活和死的對立,因此,探討生命的特徵,同時也在確立無生命沒有的特徵。

無論哪個版本的高中課本,都描述生命的特徵是「代謝、生長與發育、感應與運動、繁殖」這四個項目,不過,科學家們是怎麼知道生命有這些特徵的呢? 人們可能是先將各式各樣「他們認為是生命的東西」列舉出來,然後取其中的共通點,進而歸納成四個項目。

那麼,我們不妨試試自己經歷這個思考的過程,看看歸納出來的會不會跟課本的一樣。

不過或許你會懷疑——為什麼要自己經過這個過程呢?如果歸納出一樣的結果,那麼為何不一開始就把課本上的背下來就好?如果歸納出不一樣的結果,那考試要怎麼辦呢?這些問題都很好,或許我們可以先存在心中,慢慢體會。

根據筆者的上課經驗,若請學生拋開既往的知識,專心回答一個問題:「列舉出你認為是生命的物體,並且歸納共有的特徵」,結果絕對不只是課本的那四項,答案會像是:生命會吃、會睡、會拉、會呼吸、會交配、會尿尿、會長大、會生殖、會生病、會老、會死、會思考等等。

接下來,就要仔細地檢查,這些是否為所有生命都具有的特徵,進行的刪除和保留。

此時,我們會檢視這些特徵的定義,例如不是所有生命都具有交配的特徵,因為交配的定義為體內受精的動物在繁殖時,為了精卵結合而進行生殖器配對的行為,而植物傳遞花粉、體外受精的動物,在繁殖時(可能)不涉及交配的過程。

那麼,我們便會考慮將交配從生命現象的清單中刪除。

有時候,可能只要更改名詞,就可以使該特徵的範圍擴及所有生命,例如我們可以把「會吃」這個特徵改為「需從外界攝取養分」,「會尿尿」改為排泄——也就是將代謝廢物排除。

經過這一番改造之後,我們自己所列的生命清單,看起來依舊跟課本的不大一樣!仔細地觀察我們列出來的生命特徵,和課本上表列的特徵,或許就可以看出一些端倪,例如從外界攝取養分、呼吸和排泄,其實包含在代謝的過程當中。

此時,我們就必須去看看課本列舉之生命現象的定義,並且再將我們所列舉的做對照和整合,則能大功告成! 生命永遠有例外!? 我們親自走了一遭科學過程、歸納出課本上的生命現象,看似完滿的結局,其實過程暗藏玄機。

前面提及「生命會交配」之所以被刪除,是因為有些生命不具有這個特徵。

但是遇到「繁殖」這一關時,我們不也知道——不具備繁殖能力的「騾子」,依舊被我們稱為生命嗎?那麼,我們究竟要把繁殖一腳踢出生命現象的大門,還是把騾子逐出生命界呢? 此時,生物老師的名言就會出場:「生物總是有例外!像騾子就是一個『例外』。

」也就是說,我們既承認騾子是生命,而繁殖也被保留在生命的特徵當中。

這真是太奇怪了!兩個矛盾的事情擺在一塊,卻要我們接受他是「例外」。

那麼我們前面花費那麼大的工夫,自己思考出生命現象,還不如花十分鐘把課本上的定義背一背就算了嗎? 雖然近年來各家高中生命課本的內容,都已經將生命現象「統一」成「代謝、生長和發育、感應和運動、繁殖」這四個項目,不過大學生物學用書或其他科普書籍,對於生命特徵的詮釋則略有出入。

如果我們因為「生物老師說了算」而氣惱,決心要讓「課本說了算」,那麼也會踢到鐵板——到底要以誰為師、以誰為本呢? 因此,仔細思考為什麼這些例子何以被歸為例外,才是「正途」。

在這些思考的過程當中,我們可以真的理解課本為什麼這樣寫,因此感覺到自己是學習的主體,而不是被動的接受者;將來若我們換了一本教科書,上面對於生命現象的特徵與之前學到的不同,我們也可以運用「思考生命現象的方法」來進行辨證。

從生命面思考後 還要從無生命這一面思考 我們暫且擱置騾子的問題,先一併把其他問題呈現,或許可以思考出一個道理來。

第一段曾經說過,生命現象的另一面就是:非生命則不具有這些特徵。

因此,我們必須從非生命的這一面來檢驗。

如此一來也會碰到問題:像是汽車這樣的人造物,會吃下汽油當作能量,使得自己能夠跑動,也可以排放出廢氣,看來有「代謝」的特徵;也可以接受鑰匙發動的刺激,在街上跑來跑去,也有「感應與運動」的特徵,在四項特徵中,就佔有兩項,這樣可以稱之為生命嗎?另外,像是悠遊卡、冷氣機可以感應,氣球可以變大,檔案可以複製,石頭破碎可以產生小石頭等,難道都要稱他們為生命了嗎? 遇到這樣的問題,要先從定義去做確認,例如感應的定義是「對外界刺激產生反應」,這麼看來,汽車、悠遊卡或冷氣機等都符合字面上的定義;繁殖的定義是「產生新個體,並將自身的特徵遺傳給後代」,這樣看來,檔案的複製、石頭破碎似乎也符合定義(或許有些人並不同意);而生長的定義包含「細胞的生長和分裂,以及個體的發育」,這麼一來,氣球並不符合成為生命的要件。

回頭檢視生命現象的定義,的確可以刪去某些例子,但仍有某些無生命或人造物無法刪去,此時我們可能發現:「哦!物體需要符合幾乎所有的生命特徵,才能稱之為生命!」像汽車、悠遊卡或檔案的例子,都只具有1~2種生命現象,仍不具備成為生命的條件;而騾子雖然不具有繁殖的特徵,但是牠仍具有其他三項,我們歡迎牠歸於生命的一員。

如果這種說法可以成立的話,那麼我們來看看「病毒」這個例子。

病毒是一種病原體,僅由蛋白質外殼和遺傳物質構成,而它的生命特徵——除了可在寄主細胞內繁殖以外,全都闕如。

依照我們上面所討論的結論,病毒絕不是生命了吧!但是生物學家將病毒歸於生命和無生命之間。

也就是說,比起汽車或是冷氣這樣的東西,生物學界卻比較承認病毒接近生命一些。

也就是說,決定一個物質到底是不是生命,根本與它具有幾項生命特徵,似乎沒有太大的關係。

也有人說,因為繁殖是生命中比較重要的特徵,是生命與無生命最大的差別,所以我們不能放過病毒,認為它比較接近生命。

既然是這樣的話,那麼生育能力極為低落的騾子,為什麼卻沒有被排除? 這真是太奇怪了,科學家自己確立的生命現象,現在卻又不堪檢驗,就連例外也沒有一個標準,這到底是怎麼回事? 雞生蛋、蛋生雞的矛盾 我們先暫停一下檢驗的工作,而回頭來思考這樣的檢驗到底對不對。

在歸納生命現象之前,我們將認為是生命的東西列舉出來,接下來再從這些生命的集合中,歸納出生命現象。

那不就是說,我們早就在心中認定哪些生命,而哪些不是了!那麼,又為什麼要歸納出生命現象,用來檢驗生命和無生命的差別呢? 歸納生命的特徵,其實是為人類的認知做出確認。

如果我感覺這些物質是生命,而那些是無生命,那麼,想必這些被歸為一類的物質有其共通特徵,是另一類所沒有的。

而除了自己確認自己的認知外,還要跟其他人對照,確認其他人是否有跟我有相同的感覺:都覺得世界上的物質可以分為兩類——即生命和無生命。

另外,也要確認生命世界中的細項——此時可能會有歧異,例如可能有些人認為水會流動,亦是一種生命;植物因為不會運動、對環境也沒有反應,因此認為它們和石頭一樣,不是生命;也可能有人認為日月星辰、風火地水都是生命。

遇到這樣的歧異,確認每個人對生命特徵的看法就十分重要了,因為這是人們可以互相討論的起點,只憑感覺是無法與人溝通的。

每個人必須先自行歸納生命的特徵,然後根據這些特徵來做討論,看是要保留、還是要刪去。

甚至就如我們在課堂上所做的,把許多細項用一個更廣泛的語言來概括,這個過程中,我們也必須持續地確認各項名詞的定義,盡可能地達成共識。

這就是科學知識形成的過程,這樣的過程是動態的,也就是說,科學知識會隨著時間而改變。

還有一件有趣的事情:我們就算騾子不能繁殖,還不肯放棄牠是生命;就算汽車符合代謝和感應,我們依舊拒絕它加入生命世界,這到底是一種天生的本能(我們的認知結構自然會這樣區分),還是後天教育教給我們的呢?比較能確定的是,目前我們認為大象、魚、變形蟲、細菌、香菇和菩提樹是生命,而汽車、冷氣、石頭、太陽不是,應該是教育的結果(無論是正規或是非正規教育,例如說父母從小的教導、電視節目的影響)。

過去的人們曾經對自己經驗到的生命加以探索,並與其他人確認、討論和達成共識。

這些知識藉由教育的方式,對後人形塑了「集體的意識」,使得人們獲得共同的想法。

教育的結果甚至決定了——就算我們自己列出生命並歸納其特徵,也可能獲得與課本非常相近的結果。

若我們想設法跳脫這種集體意識,唯一的辦法就是思考與反駁。

不過上述現象,仍無法反駁區分生命或無生命是一種先天的本能。

當我們追本溯源到一開始思考這個問題的這群人、當區分生命的概念從無生有之時,我們必定具備某種先天的能力,而這個先天的能力將使我們創造生命和非生命的概念。

我不敢說這個能力就是「區分生命的能力」,但有可能是某種分類的能力,使得我們從這個先天的結構上出發,進而推論並獲得概念。

生命是什麼? 繞了這麼久,讓我們回到那幾個被稱為例外的例子,來看看到底生命是什麼。

事實上,我們也會發現各項生命現象的定義,似乎也沒有真的將生命描繪出來,無論那是先天能力或後天教育。

我們似乎應該直接回答「生命是什麼」,而非只是歸納生命的特徵才能真正解決這些問題。

那麼,要描繪一個不同於無生命或人造物的生命,應該可以從熱力學第二定律、遺傳程式方向思考。

若往這個角度來看待汽車、騾子和病毒的例子,我們就可能將汽車排除在生命之外、騾子理所當然地歸於生命的範圍內,而病毒這個小東西相較於汽車而言,更接近生命了! 於 17:15 張貼者 科學月刊/科技報導 分類: 01月號(541期)-法布爾的昆蟲世界, 06-生物 較新的文章 較舊的文章 首頁 593期內頁試閱! 站內搜尋 科月檔案櫃 科月檔案櫃 6月2019(1) 5月2019(1) 4月2019(23) 3月2019(22) 2月2019(25) 1月2019(23) 12月2018(27) 11月2018(24) 10月2018(24) 9月2018(22) 8月2018(24) 7月2018(25) 6月2018(23) 5月2018(22) 4月2018(26) 3月2018(18) 2月2018(21) 1月2018(25) 12月2017(23) 11月2017(25) 10月2017(21) 9月2017(23) 8月2017(24) 7月2017(26) 6月2017(41) 5月2017(1) 4月2017(24) 3月2017(24) 2月2017(24) 1月2017(28) 12月2016(12) 11月2016(23) 10月2016(30) 9月2016(21) 8月2016(38) 7月2016(27) 6月2016(2) 5月2016(39) 4月2016(16) 3月2016(21) 2月2016(25) 1月2016(22) 12月2015(22) 11月2015(19) 10月2015(19) 9月2015(24) 8月2015(18) 7月2015(22) 6月2015(3) 5月2015(37) 4月2015(20) 3月2015(22) 2月2015(22) 1月2015(8) 12月2014(37) 11月2014(19) 10月2014(1) 9月2014(27) 8月2014(16) 7月2014(17) 6月2014(20) 5月2014(19) 4月2014(17) 3月2014(37) 2月2014(1) 1月2014(32) 12月2013(16) 11月2013(21) 10月2013(21) 9月2013(20) 8月2013(20) 7月2013(19) 6月2013(19) 5月2013(19) 4月2013(19) 3月2013(14) 2月2013(1) 1月2013(1) 12月2012(2) 11月2012(2) 10月2012(2) 9月2012(1) 8月2012(5) 6月2012(2) 5月2012(1) 4月2012(1) 3月2012(1) 2月2012(1) 12月2011(19) 9月2011(2) 8月2011(7) 7月2011(8) 6月2011(1) 5月2011(13) 4月2011(25) 3月2011(2) 2月2011(2) 1月2011(9) 12月2010(19) 11月2010(21) 10月2010(27) 9月2010(21) 8月2010(19) 7月2010(23) 6月2010(20) 5月2010(30) 4月2010(17) 3月2010(24) 2月2010(20) 1月2010(14) 12月2009(18) 11月2009(24) 10月2009(15) 9月2009(27) 8月2009(27) 7月2009(24) 6月2009(23) 5月2009(24) 4月2009(15) 3月2009(18) 2月2009(23) 1月2009(21) 12月2008(17) 11月2008(2) 10月2008(1) 9月2008(2) 8月2008(1) 7月2008(1) 6月2008(3) 12月2002(1) 12月2000(1) 1月1977(1) 文章分類 00-專輯目錄 01-科學評論 02-科學新聞 03-編輯手記 04-數學 05-物理 06-生物 07-化學 08-地科 09-光譜 10-生化 11-科教 12-科技 13-科學史 14-專訪 15-書評 16-閱讀推薦 17-活動 18-大家談 19-勘誤 20-其它 21-非‧關科學 22-回顧 2019專輯 01月號(589期)-啟動心智秘境 02月號(590)-豬的時代 03月號(591期)-臺灣古生物 04月號(592期)-高樓.映像 05月號(593期)-伴.毛小孩 2018專輯 01月號(577期)-氣象預報 02月號(578)-重力波 03月號(579期)-生物辨識 04月號(580期)-AI人工智慧時代來臨 05月號(581)-看見聲音的景色 06月號(582期)-滋容養顏兩三事 07月號(583期)-藥品包裝 08月號(584期)-食蟲 09月號(585期)-大麻 10月號(586期)-科幻 11月號(587期)-啤酒生活 12月號(588期)-諾貝爾獎特別報導 2017專輯 01月號(565期)-薄膜分離技術 02月號(566)-錄音工程 03月號(567期)-電影技術 04月號(568)-描繪世界的方法 05月號(569)-不只是科學少數女性關鍵力 06月號(570期)-南海科學 07月號(571期)-資料科學 08月號(572期)-蝦 09月號(573期)-藻礁 10月號(574期)-音樂心理 11月號(575期)-區塊鍊與比特幣 12月號(576期)-諾貝爾獎特別報導 2016專輯 01月號(553期)-幾丁質大革命 02月號(554期)-綠色溶劑 03月號(555期)-實驗動物 04月號(556期)-氣象觀測 05月號(557期)-福衛五號上陣 06月號(558期)-生物大數據 07月號(559期)-直擊大腦的神祕宇宙! 08月號(560期)-新世代女科青 09月號(561期-)基因開關 10月號(562期)-地震新情報 11月號(563期)-真實生物X寶可夢 12月號(564期)-諾貝爾獎特別報導 2015專輯 01月號(541期)-法布爾的昆蟲世界 02月號(542期)-森林新思維 03月號(543期)-影像世界中的巧妙數學 04月號(544期)-濕地大探索 05月號(545期)-光科學年代 06月號(546期)-全球暖化海洋遇難 07月號(547期)-重返土壤 08月號(548期)-廣義相對論百年 09月號(549期)-癌症免疫療法 10月號(550期)-莫斯利與原子序 11月號(551期)-布爾代數 12月號(552期)-諾貝爾獎特別報導 2014專輯 01月號(529期)-再生醫學 02月號(530期)-汽車科技 03月號(531期)-臺灣的科學傳播:現在和未來 04月號(532期)-產能與節能的新觀念 05月號(533期)-科學、數學,動手玩 06月號(534期)-物聯網 07月號(535期)-鑑識科學 08月號(536期)-微機電系統的應用 09月號(537期)-張昭鼎紀念研討會:網路與科普 10月號(538期)-意猶未盡的急速:4G 11月號(539期)-結晶學百年解密 12月號(540期)-諾貝爾獎特別報導 facebook 追蹤者 本站流量 網站啟事 於版權問題如有任何疑慮,請洽編輯部。

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