化学工程伦理概念范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了化学工程伦理概念范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

化学工程伦理概念

化学工程伦理概念范文1

一、 美国工程伦理学产生的境域与目标

技术已经对我们这个世界产生了深远而广泛的影响,而工程师在技术各个方面的发展上扮演了一个核心角色。工程师创造产品与程序来提高食物产量、加强植物保护、节约能源消耗、提速通信交通、促进身体健康以及消除自然灾害等方面,也给人类生活带来更多的便捷并增进美好。[1]然而技术在带来益处的同时,也产生了环境破坏、生态失衡等负面影响,严重破坏了社会和自然环境,甚至危及到人类自身的生存。正如对月球和星球的探索作为工程的胜利,而航天器挑战者号在1986年与哥伦比亚号在2003年的爆炸都是忽视技术风险的悲剧。所以技术的风险,不应该被技术的好处所掩盖,同时技术的负面影响也不是简单地可以完全预见,除了基本的和可预见的技术影响,也存在潜在的二次影响。因此环境、生态等问题将长期存在,并且正在遭受伤害的人们也将长期受到危害。

这些技术的负面结果,在20世纪初、20世纪30年代大萧条时期,以及20世纪70年代和80年代都引起了越来越多的批评。这些批评也对工程师的工作产生很大影响。一些工程师针对这种现状积极地进行辩护,对于他们的工程活动从伦理角度进行深刻反思,这时工程伦理学应运而生。[2]工程师通过强调工程的根本道德任务,试图加强和联合他们的职业,以此促进工程师的职业化进程。在工程师协会章程中增加一些伦理方面的要求,最明显的是几乎各大工程师协会的章程都把“工程师的首要义务是把人类的安全、健康、福祉放在至高无上的地位”作为章程的根本原则。同时全国工程师职业协会(the National Society of Professional Engineers NSPE)设立了伦理审查委员会,积极鼓励工程师利用伦理理论来评估工程的各种活动。

工程伦理学的产生,促进安全和有用的技术产品并给工程师的努力赋予意义,也直接地增强工程师在工程中有效地处理道德问题复杂性的能力,增进工程师的道德自治,即理性地思考以道德关注为基础的伦理问题的习俗与技能。[3]总之,工程伦理学以增进人类福祉为目的,加强工程师职业责任为手段,来规范与约束工程师的行为,提高其道德敏感性,从而更清晰并更仔细地审视工程中的伦理问题,消除道德困境。在美国国家工程院(National Academy of Engineering,NAE)有关2020年工程的报告中,指出伦理标准是未来工程师具备的品质之一,[4] 也为工程师道德水平的提高与工程伦理学的发展指明了方向。

二、美国工程伦理学发展的特点与态势

在工程师与哲学家、律师、社会学家以及对职业伦理感兴趣群体的合作推动下,工程伦理学取得很大进展,研究了大量的工程伦理问题,澄清了核心的概念,论证了特定的伦理观点,并促使美国工程伦理学呈现出新特点和新趋势,主要表现三个方面:

1、 研究对象的专一化、建制化

工程师伦理问题是研究的基础和重点。许多学者从多种角度分析并探究工程师的道德困境。总体来看大致分为三个方面:第一是工程师与伦理的关系问题,虽然人们越来越重视工程中出现的伦理问题,但是许多工程师依然对伦理问题关注不够。肯奈滋 K 哈姆佛瑞(Kenneth K. Humphreys)结合工程师在日常生活所面临的伦理问题,指出工程师的伦理困境以及工程职业的伦理规范和伦理行为的法律必要性。[5]艾德姆德 西巴尔(Edmund G. Seebauer)和罗伯特 拜瑞(Robert L. Barry)则认为必须明确在工程中道德问题的复杂性和道德责任,而工程师所面对的大部分道德议题都是来自于利益冲突,雇主与雇员的关系,环境意识,以及技术对人们的影响等,这些伦理问题也是不同的。[6]第二是工程师的责任问题,特别社会责任问题成为关注的焦点。自从19世纪60年代以后,掀起了一场“社会责任运动”,并席卷了美国整个职业。作为发明创造的工程师更是由后台被推向了前台,成为社会责任的主要载体,而倍受瞩目。爱迪温 T 莱顿(Edwin T. Layton)认为这不仅是工程职业的问题,而且是在合作的社会中寻求尊严和自由,更是现代社会一个普遍深入的主题。广大群体如科学家、管理者、工程师以及其他公众也担负社会责任,才能使工程职业健康的发展。[7]技术哲学家斯代芬 H.恩格尔(Stephen H. Unger )指出对于技术的后果,应用和发展技术的人应该负有责任。工程师对于技术的后果负有责任,并且他们的任务之一要告知公众技术的可能结果;同时工程师作为一名雇员,缺少对履行任务所负道德责任的自治,所以需要管理部门、法院法律、工程协会来协调和处理这些问题。[8]但直到今天关于工程师的社会责任问题,依然是工程伦理学持续探讨的一个话题。第三是关于工程师的角色冲突问题。在工程活动中,工程师角色是复杂的、多重的,作为雇员的工程师与作为管理者的工程师,对于风险、安全、忠诚的认识是完全不同的。亨利 派超斯基(Henry Petroski)认为工程师角色不是单纯地工程设计者,还有多种社会角色,其活动受到其他多种因素的影响和制约,所以,对于工程师应该做什么的理解需要把握工程师相关角色的关系。 [9]而关于于工程师未来角色定位,美国国家科学院、国家工程院在《2020年的工程师:新世纪工程学发展的远景》指出工程师应该成为:受全面教育的人,有全球公民意识的人,在商业和公众事务中有领导能力的人,有伦理道德的人。[10]

工程伦理教育是工程伦理学发展的途径,是培养工程师伦理道德的重要手段,并在一定程度上推动美国工程伦理建制化发展。1985年,工程与技术认证委员会(the Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)要求美国的工程院校,必须把培养学生“工程职业和实践的伦理特征的认识”作为接受认证的一个条件。2000年,工程与技术认证委员会制定更为具体的方针,当前工程院校正在按照这些方针来操作。但是工程伦理学教育也面临着三方面挑战:第一,工程伦理学的学习如何被理所当然地整合进工科学生所需要的必修课程目录中?第二种挑战,应由谁来教授工程伦理学?第三个挑战,工程伦理学的教学和研究目标是什么?[11]而与这些挑战相关,罗伯特 迈基(Robert E. McG)采取问卷调查发现,对于工程学生进行工程中伦理问题相关的教育与现代工程实践的现实之间存在着重大的鸿沟。而广大学生的期望,即在他们将来的工程职业中所出现的伦理问题,却与普遍应用于工程课堂中的工程伦理问题以及在课堂外频繁遇到的伦理问题很难是相同的。这也促成了一个广泛传播并公开声称的信条——更好地成为一个好的工程职业者,而不是成为一个负有道德和社会责任感的工程职业者。而对于实践工程师而言,在最重要的非技术内容上观点是存在分歧的,这也给工程伦理学教师和其他工程教育者带来了严峻的挑战。 [12]

工程协会的历史研究,有助于加强工程协会的认识,理解工程专业规范的变化过程,推动伦理规范内容成熟和完善。20世纪80年代在各大工程社团资金的资助下,许多学者对于工程社团的历史进行了专题研究。米切尔 迈克迈龙(Michal McMahon)研究了“新专业主义”,发现电气和电子工程师协会(the Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE)最重要的核心内容之一,指出科学与技术制度化历史中的新方向,在电子工程内部和技术发展的境域中说明社会和职业的变革[13];布如斯 森克莱(Bruce Sinclair)叙述了美国机械工程师协会(the American Society of Mechanical Engineers ASME)的百年历史[14];艾莱克斯 罗兰德(Alex Roland)阐述了关于国家航空顾问协会(the National Advisory Committee on Aeronautics NACA)(国家航空和宇宙航行局(National Aeronautics and Space Administration NASA)的前身)管理和政治的批判历史[15];特瑞 莱纳德斯(Terry S Reynolds)描写了美国化学工程师协会(the American Institution of Chemical Engineers AIChE)历史,提出美国化学工程师协会与环境以及公共政策关系的议题[16]。由于是职业协会赞助,所以他们的历史很少关注到社会责任和伦理,最多也只是工程协会历史中的一小部分,但却有利于促进职业协会制度化发展。

2、研究方法的多样化、实践化

自工程伦理学产生以来,一直有两种研究方法处于主导地位。一种方法是典型真实事件的案例研究方法,著名案例如挑战者号失事、三哩岛核泄露、福特斑马轿车问题等。比较全面以案例来展开研究的是罗萨 B 品库斯等人(Rosa Lynn B. Pinkus)以美国航天飞机主体发动机(the main engine of the space shuttle SSME)的决策、设计、制造为案例,通过跨学科分析其涉及到不确定性和风险的评估,强调工程师是如何识别、表达和解决复杂的伦理难题。并指出三个最基本原则:能力(competence)、责任(responsibility)和西塞罗(Cicero)的第二信条(“保证公众的安全”)作为一个分析框架来表达和解决在实践中产生的伦理问题。[17]

另一种方法是对于涉及到工程实践活动的概念、规范和原则的理论分析。如马丁(Mike W. Martin)等就利用如功利主义、权利伦理与义务伦理、美德伦理等基本伦理理论,分析并探讨工程中常见的风险与安全、责任与权利、诚实与欺骗等概念,指出他们的伦理内涵和价值指向。[18]戴维斯(Davis)等人也做出有影响的理论分析工作。

这两种“描述性案例研究”与“理论分析研究”是韦伯(Weberian)的“理想模式”,这样一种模式可以在一定范围内聚焦其反面观点。当然这两种方法并不互相排斥,反而有走向融合的趋势,即大量工程伦理案例的描述也进行理论分析,许多工程伦理理论分析研究也利用案例来证明和说明他们的结论。至于说哪种趋向更强主要取决于这两种研究方法在一定的范围内谁更有利于找到结合点。 其他研究方法还包括调查研究方法,如罗伯特 迈基通过调查斯坦福大学的工程学生和实践工程师过去五年里所提交的工程伦理问题,发现并指出面向工程伦理主题的多种经验方法的价值。正如理论分析能够阐明具体案例研究的争论,精确和探究的调查工程学生和实践者的观点也同样能够拓宽焦点问题假设。[19]也有少部分学者从语言学角度研究工程伦理学,美国纽约州立大学的J 埃迈图博士(Joe Amato)描述了1944年以来美国工程职业的历史发展,并从本体论角度研究工程设计的理论,在语境中解释了技术。[20]但这种叙述性语境描述也仅仅存在于对历史的考察,在关注现实问题上显得过于空泛。

3、研究趋势的国际化、综合化

随着技术发展和工程应用的国际化,工程伦理学研究出现了新的课题和趋势,工程伦理学将反思全球化经济时代围绕技术发展所关涉的所有主要问题。[21]比较突出的包括以下三个方面:第一,关于计算机伦理问题的探讨。计算机与隐私是否造成价值冲突?软件所有权是否应该得到保护?计算机发展所产生的道德责任,是个体责任还是共同责任呢?这些都应该在信息化社会中对“责任”进行探讨。[22]因特网与自由言论问题以及产生的权力关系,涉及到的知识产权问题,计算机导致的失败以及所造成的健康等问题,这些都需要关注和研究。[23]第二,环境伦理问题的倍受关注,工程伦理学把环境伦理作为研究重要内容之一。马丁通过对于工程、生态与经济关系的考察,分析了人类中心主义伦理、非人类中心主义伦理、生态中心主义伦理、经济中心主义伦理的伦理框架,指出环境伦理必须与个体的反思联系起来,并制定负有责任的社会政策与计划。[24] 威斯林德(P. Aarne Vesilind)则提出工程师应当如何在增加人类财富与破坏环境之间求得某种平衡?在面对潜在的环境问题时,在什么情况下工程师应当为客户保密呢?[25]哈里斯等人从工程规范与环境出发,分析了职业工程对于环境的责任范围,提出了两个折中的建议。[26]同时专业伦理规范也开始加入保护环境责任的内容,如美国土木工程师协会的伦理规范,就既要求提高人类的福利,还要求保护环境。但是环境问题依然是任重而道远。第三,对于工程应用的国际问题关注。跨国公司对于技术转移所产生的国际权利问题,以及武器发展与保护工业问题,这些都是军事领域与和平研究的道德问题。[27]而国际工程职业标准也涉及到超文化规范,跨文化规范在工程活动应用中也产生了伦理问题,如贿赂、索贿、打点、礼物等现象。[28]同时由于工程技术的应用,也产生了世界性贫困等问题,但依然被人们所忽视。

三、若干启示

工程伦理学起源于对技术的批判,对工程师的质疑。所以,从工程伦理学的建立来看,我们既称其为“技术伦理学”,也可称其为“工程师伦理学”。前者主要是针对技术的负面影响,技术的消极作用,其实技术的作用和影响都是在工程活动中得以体现,都是在工程学的框架下进行研究,正如技术哲学的研究传统之一就是工程学传统;后者主要是从工程共同体出发,工程师在工程活动中对于技术设计、改进等方面起到重要作用,同时也面临着利益冲突,忠诚于雇主还是公众的冲突等道德困境。因此结合美国工程伦理学发展经验而言,首先要加强工程师的职业化进程,制定现实合理的伦理规范,促进工程师伦理制度化发展。其次加速工程伦理教育的发展,在工程类院校开设工程伦理方面的相关课程,开展工程伦理培训,提高工程学生的道德敏感性。再次,由于工程的境域性特征,在我国的工程活动中,不仅工程师面临着道德困境,其他工程共同体如管理者共同体、工人共同体、企业家共同体、公众共同体等都要面对多种的道德选择,与工程师的处境有一定相似性。所以在工程伦理学发展过程中,更需要关注其他工程共同体的道德困境。

从工程伦理学的研究方法上看,两大主流的研究方法,工程案例研究分析和概念、规范的理论研究,推动了美国工程伦理学研究的发展。就案例研究方法而言,由于典型案例的特殊性、具体性,其就不具有更大的普遍性与适用性,这也造成方法上的局限性。而在涉及到我国工程案例的取材上,由于受到各种因素的影响,在案例事实具体原因的挖掘、收集等都会遇到相当大的困难;另一方面,在关于工程师的伦理观念上,还存在对其认识上的不足,这都造成案例研究在我国很难深入地进行下去。而对于工程伦理学的概念、规范和原则,以及工程伦理学的学科定位等问题,由于在我国工程伦理学还没有起步,这些基础理论研究还需要持续争论和探讨。但是综合地利用理论分析和案例研究将是我们采取的首要方法,同时还需要充分利用调查研究方法,发现我国工程中出现的现实伦理问题,了解我国工程师的伦理意识和道德困境,探究工程学生的伦理教育情况,来推动我国工程伦理学的长足发展。

从研究发展的趋向来看,工程伦理学逐步地把如计算机伦理学、环境伦理、军事伦理等纳入其视阈进行考察。同时这些问题也都是全球性问题,关系人类的生存与发展。而随着我国现代化进程的推进,知识产权问题、环境问题日益突出,严重干扰我国经济的可持续发展。因此,借鉴工程伦理学的新动向,在跨文化的道德视野中,来推进技术转移与技术引进,推动我国的工业化进展。

注释:

[1][3][18][23][24][27]Mike W. Martin, Roland Schinzinger. Ethics in engineering Boston: McGraw-Hill, 2005,p.1, p.9, p.254-266, p.219-239, p.242-271

[2] Edwin T. Layton, Jr. The revolt of the engineers: social responsibility and the American engineering profession Baltimore, Md.: Johns Hopkins University Press, 1986. [4]eetchina.com/ART_8800452044_480201_f4da1ed3200702.HTM

[5] Kenneth K. Humphreys, P.E., C.C.E. What every engineer should know about ethics Marcel Dekker 1999

[6] Edmund G. Seebauer, Robert L. Barry Fundamentals of ethics for scientists and engineers New York: Oxford University Press, 2001.

[7] Edwin T. Layton, Jr. The revolt of the engineers: social responsibility and the American engineering profession Baltimore, Md: Johns Hopkins University Press, 1986.

[8] Stephen H. Unger Controlling technology: ethics and the responsible engineer (2nd ed.) John Wiley and Sons 1994

[9] Petroski, Henry. To engineer is human: the role of failure in successful design New York, N.Y.: St. Martin's Press, 1985

[10] The engineer of 2020: visions of engineering in the new century. Washington, DC: National Academies Press, 2004

[11][21]迈克W. 马丁:《美国的工程伦理学》,张恒力译 胡新和校 《自然辩证法通讯》 2007年第3期,第119-120页;第120页

[12] [19] Robert E. McG “Mind the Gaps”: An Empirical Approach to Engineering Ethics, 1997-2001 Science and Engineering Ethics (2003) 9, p.517-542, p.538

[13] A. Michal McMahon, the making of a profession: a century of electrical engineering in American New York, 1984

[14] Bruce Sinclair, A centennial history of the American society of mechanical engineers, 1880-1980 New York, 1980

[15] Alex Roland, model research: the national advisory committee on aeronautics, 1915-1958, 2 vols Washington D.C 1984

[16] Terry S Reynolds seventy-five years of progress: a history of the American institute of chemical engineers, 1908-1983 New York,1983

[17] Rosa Lynn B. Pinkus [et al.]. Engineering ethics: balancing cost, schedule, and risk—lessons learned from the space shuttle New York: Cambridge University Press, 1997.

[20] Joe Amato Unwritten laws: Engineering ethics in a narrative context[D],New York State university,1989

[22][26][28] Charles E. Harris, Jr., Michael S. Pritchard, Michael J. Rabins.

化学工程伦理概念范文2

一、工程文化教育理念的提出

先进理念是构建工程应用型本科人才培养体系的先导。作为新建应用型本科院校,要在高等教育大众化新阶段,实现由专科到本科层次的提升,适应培养应用型本科人才的新任务,需要先进办学理念来指导。而工程文化教育理念是21世纪初在我国提出的一种较新的教育理念,此理念比较适合新建工程应用型本科院校,因此我们要大力倡导。

我们之所以倡导工程文化教育理念,是因为当代高等工程教育不能只注重科学知识的传授和实践性的教学,还要注重人文精神和科学精神的实质性融合,这是当今世界高等工程教育在总结过去经验教训基础上达成的共识:工程教育应该是一种兼顾科学精神和人文精神的教育。在我国以往的工程教育中,人文素质和人文精神是被忽视的方面;相反,在文科院校中,科学精神和实践能力则是弱项。这不符合当今社会对文理融合全面发展的复合型人才的需求。

那么,怎样发掘工程教育的文化内涵,培养出工程教育与科学文化、人文文化有机融合的完整意义上的工程人才呢?正是在这种背景下,人们在21世纪初提出了“工程文化教育”的理念。下面我们来具体分析一下工程文化教育理念的内涵。

二、工程文化教育的内涵

1.工程

根据重庆交通大学吴宗元的研究[1],一般意义上的工程大致可以从三个角度来理解:

第一,把“工程”定义为是一种学科。《辞海》(1989年版)对工程的解释是“将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称”,如水利工程、化学工程、土木建筑工程、遗传工程、系统工程等,在这种意义上的工程也可以叫作“工程学”。

第二,把“工程”定义为一种活动或过程:“运用多学科的理论和多种技术手段改造客观世界的活动或者过程”。如“两弹一星工程”、“载人航天工程”,所强调的都是新理论、新技术研究、开发的过程,是一种动态的概念。

第三,把“工程”看作是具体实物:人工改造物质世界的建造活动的产物,如:三峡工程、长城、金字塔等,强调的是工程活动最后的产物和结果。

综合上述三种对工程的认识,我们看到工程不是一个孤立的静止的概念,它应该是一个动态的过程,这个过程的起点是工程的设计计划,是以各学科知识为基础的,也涉及设计观念、价值取向、社会责任、道德等因素。工程的中间环节是设计的实施,是一个实践过程,涉及施工者的知识掌握情况、技术水平、职业道德、敬业精神等因素。工程的最后是设计、实施后取得的成果及其消费使用,即工程或建筑物实体及其消费使用过程,它本身就是工程文化的集合或结晶,如汽车、桥梁和房屋等[2]。总之,工程是一个动态的概念,在过程上包括了设计计划、设计实施、消费使用三个主要阶段,在内容上除了科学、技术的成分,也包含了文化、道德的因素,而且随着时代的发展,文化、道德的因素变得越来越重要了。

2.文化

文化是什么,至今还没有一个能让大家普遍接受的一致的定义,据统计关于文化的不同定义有几百种之多。

一般认为文化是人类创造出来的所有物质和精神财富的总和,既包括世界观,人生观,价值观等具有意识形态性质的部分,也包括自然科学和技术,语言和文字等非意识形态的部分。文化是人们社会实践的产物,是一个内容丰富的体系,它有四大构成要素:物质要素:人类创造出来的一切物质产品,其中尤以生产工具最为重要;精神要素:哲学、科学、宗教、艺术以及各种思想观念;语言和符号要素:语言、姿势、表情、动作、声音、图形、标志;规范体系:法规、制度、道德[3]。

我们这里主要研究的是教育意义上的文化。根据华中科技大学杨叔子的研究[4],作为教育意义上的“文化”应该是一个由五个要素构成的体系,即由知识、思维、方法、原则和精神所构成的体系。与此相适应,工程文化也应该是由知识、思维、方法、原则和精神五个要素组成的体系,只不过这五个要素要具有工程文化的特点:工程文化所要求的知识是具有一元性的知识,工程文化所要求的思维要具有较强的逻辑性、工程文化所要求的方法要注重实证性、工程文化的原则强调的是求真性、工程文化的精神注重的是求真务实的精神。

总之,教育意义上的文化是一个内容广泛的体系,有科学知识等客观方面的内容,更多的则是价值、观念、道德等人文精神方面的内容。

3.工程文化

华中科技大学杨叔子认为[4]文化因实践领域、地点、时间等的不同而异:科学文化关注的是客观世界,认识世界“是什么?”,是立世之基”。人文文化关注精神世界,回答“应是什么?”,是为人之本。自然科学文化面向自然界,认识自然界规律。社会科学文化面向人类社会,认识社会规律。而工程文化则面向工程、工业,通过掌握与应用自然界规律,以实现与满足社会需求。

重庆交通大学吴宗元对工程文化的定义是从三个方面进行的[1]:第一,把工程文化看作是一种专门文化,即由工程学科基础知识、专业技术知识和相应的学术规范、建造标准等构成的一系列知识和技术体系。这个层面上强调的主要是某个专业的科学知识和技术,如建筑工程文化、汽车工程文化、信息工程文化等。第二,把工程文化定义为工程师职业文化,即工程师在从事工程建设活动中体现的职业道德、伦理价值观念、对工程和环境、社会、经济等关系的态度和处理方式等。这强调的是职业道德和社会责任感,如:某国家对在一次地震中倒塌的房屋进行调查,发现其设计者绝大多数是四十岁以下的年轻人。而老设计师设计的房屋相对较稳固,可以看出年轻设计师责任感的不足。第三,把工程文化定义为工程建造物“有形文化”及其蕴涵的历史、艺术等特质文化,也可以叫作“产品文化”,即工程活动的产物和结果在人们的生活中体现出来的物质方面的文化。

总之,工程文化是一个多层面的动态的概念,根据上述对工程文化的理论研究,结合黑龙江工程学院多年实践和探索,我们认为高等工程教育层面的工程文化应具有三大要素:第一是科学要素,即物质世界、物质产品及其中蕴含的知识、规律、艺术审美价值等;第二是实践要素,即人作用于物质世界创造物质产品的活动过程;第三是人文要素,即道德、体力、智力、非智力因素等,以及工程活动中包含的制度、观念等层次上的文化要素。如工程“如何去做”的指导性观念、行为规范、实践伦理、操作守则、管理理念等内容。

科学是要解决求真务实的问题,是要解决对客观世界的认知和技能问题。人文是要解决求善求新的问题,人文为科学技术启示方向,解决科学技术的价值理性问题[5]。而实践是连接科学和人文要素的纽带和桥梁,科学要素和人文要素通过实践联系起来,科学知识的获得和人文素质的培养都要在实践过程中进行。

4.工程文化教育

化学工程伦理概念范文3

2006年11月12日星期天,在南港中央研究院的活动中心,有一个三天的研讨会,研讨会的主题是“二十一世纪分子生物学:传承、整合和展望”。这个研讨会的举行,是为配合中研院分子生物所设立二十年庆,也回顾台湾在分子生物科学发展的过往和瞻望未来。

分子生物学的滥觞,可以追溯到一九四年代,在那个物理科学当红的时期,小尺度的生物学研究多是由物理学家,以物理方法进行研究。生物学大约每十年就会有一个崭新的研究方向,经过一九五―六年代的酝酿发展,奠定了分子生物学的研究基础;到了一九七年代,DNA重组研究成熟之后,这个学科得到快速发展。

分子生物学相对于传统的生物学来说,算是一种比较“现代”的生物学。传统生物学偏重于叙述现象,即使有探讨其下的生物机制,也是利用一些比较抽象的概念,没有一个扎实的分子基础;分子生物学则着重在这一块,利用物理与化学技巧,为生物研究提供分子层面的研究基础。

台湾的生物研究一直都是以传统生物学为主,直到一九八年代,才有人注意到海外生物学的研究风向有所转变,因此开始构思建立分子遗传学与分子生物学的研究据点。当年第一批从海外学成归来为分生所创建工作贡献心力的前所长沈哲鲲表示,当时台湾分子生物学的基础几近于零,假如不建立起分子生物学的基础,接下来所有的生物学发展,甚至包括医学在内,都会欠缺必要的技术,实在是非做不可的事情。虽然起步的时机比起欧美各国自然是晚了许多,不过迟做总比不做好。

台湾分子生物学草创时期的带头人物,当属在一九六年代,于美国加州理工学院做DNA重组博士后研究的王倬。他说当时台湾的分子生物研究几乎是一片荒田,延揽海外学人归来就成为必要且唯一的选择。在美国加州大学柏克莱分校做了十一年研究,一九七七年转往哈佛大学的王倬,回忆起当年找人的过程,说那时候台湾在美国发展的几位分子生物学者,在某一次聚会里表示,如果王倬回台湾指导分生所的创建工作,他们也很愿意跟着一起回来共襄盛举,王倬觉得这是一个很难得的机会,放掉实在可惜。

当时在哈佛大学研究成就杰出,已被认为是DNA拓朴结构学的开山鼻祖,二十世纪世界上核酸结构研究方面最著名十位科学家之一的王倬说,他从台湾大学化学工程系毕业到美国念书,觉得自己在台湾接受这么久的基础教育,总该回来做一点事,“把债还掉”。于是便答应了回台协助分生所的创建工作,从而带动了一波回归。

一九八六年中研院院内新落成了一栋白色的分子生物实验大楼,王倬带领着他的五个子弟兵刘枋、谢道时、涂振北、周寄梅以及沈哲鲲,以及七位由海外学成回归的年轻研究人员钟邦柱、谭鸣辉、黄昭莲、孙以瀚、陈枝乾、赖明宗与郑淑珍,为台湾的分子生物研究奠定了根基。在当时造型新颖的分子生物研究实验大楼里,王倬和他带领的年轻研究人员半夜在灯火通明实验室中进行研究工作,是台湾分子生物学起步的动人景象。

王倬之后,黄周汝吉和吴瑞接续主持研究所的大计,后来更有何潜和王正中的接续回台主持所务,给中研院分子生物学研究奠定了基础。

那时回台帮忙的几位学人,在美国都还有教职或研究职,无法全职投入,因此议定几个人采取“轮值”的方式,每个人轮流回来主持一年。这是不得已的妥协办法,而且由于各人的研究领域不尽相同,不免使人担心分生所的研究方向也会跟着“轮值”变化,如此每年一改,成不了气候。

关于这一点,当年回台帮忙的院者也都心知肚明,彼此有着共识,只待分生所的组织健全,有了常态性的行政所长,轮值制度就可以随时淡出运作,不一定要把人轮完。事实上确是如此,在沈哲鲲担任分生所的第一任所长职务后,许多人对分生所研究方向飘忽不定的疑虑,也逐渐的烟消云散了。

王倬认为,在中央研究院成立分生所对台湾学术界的意义,在于它引起了大家对分子生物学的重视,也提供了学生对分子生物学认识的一个渠道。分生所早期有一项与清华大学合作,在清华大学开设分子生物学相关课程的计划。这个计划对于台湾生物学界的发展有冲击性的深远影响,时至今日,台湾的生物学研究得以跟上现代潮流的脚步,分生所当年率先在校园进行教育,功不可没。

不过也有人认为分生所可以做得更多,比方说带动台湾的生物科技发展,促进相关产业的竞争力。然而科技产业的发展并非一蹴可及,必须要有厚实的研究传统,以及充沛的研究新鲜血液,才能够水到渠成;单靠一个学术研究所就要为整个生物科技产业负责任,既非分生所所能为,恐怕也不是该所创立的初衷。

(二)

分生所目前共有研究员、博士后研究员与研究助理约六百人,每年预算有两亿多元新台币;就每个实验室平均可分得的资源来说,这个规模大约相当于一个分子生物学比较发达的美国州立大学。分生所自我评估,认为目前分生所拥有的资源与学术贡献,大约与美国的加州大学戴维斯分校以及北卡罗莱纳大学两所大学旗鼓相当;不过与校内设有大型研究中心的美国重点大学相比,仍然是只能望其项背。

虽然在整体研究资源上,分生所有其力有未逮之处,但是却可以在单个的研究项目上,做重点式的突破,比方说利用老鼠、果蝇或线虫这类基因体较为单纯的动物,进行一些医学相关的研究。举凡肌肉萎缩症、肥胖症、RNA剪接等等,都是分生所目前达到国际水平的重点研究项目。

分生所二十周年所庆研讨会的主题之一就是要讨论分子生物学下一阶段的方向。一般分子生物学界认为,目前看起来比较具有发展潜力的研究项目,包括生物早从受精卵开始的发展过程,探讨在其发育过程中细胞内的各种生物机制(发展生物学),生物演化的分子结构细节(结构生物学),以及医学应用技术。

分子生物学跟细胞生物学或育生物学类似,尽管计算上的观念各有千秋,但都是一种小尺度的研究工具;这些新兴的学科里面,有太多未知的事实与现象有待探索。沈哲鲲指出,现代的生物学主要是一种“发现”的科学,包括2006年获颁诺贝尔医学奖的RNAi研究,是属于发现既有的生物机制(参见《知识通讯评论》四十六期一文);真正创新的部分,大约只限于发现了某个现象或机制之后,如何创造出一些技法来解决、解释它们而已。举例来说,分子生物学就分子层面来对癌细胞分裂情况进行观察,试着找出是哪些分子分裂太多,为何如此分裂,从而再试图发展予以控制的手段。沈哲鲲说,有个观念,将其验证,最后再发展出应用技术,整个分子生物学约略就是这么一回事。

至于结构生物学的发展,由于电脑运算能力的发展突飞猛进,如今分子生物学才可以做到许多以前无法做到的事,解出大分子的结构,以三维空间的图像具体呈现。“解读”是结构生物学里很重要的一环,结构生物学家从晶体分析中得到一种特定模式,据此解出对应结构,再根据手上的生化结果或基因结果,来判断这个结构是否可以正确解读特定模式。不是每一次的猜测都正确无误,不过随着研究技法持续进步,出错的机率逐渐减低。王倬特别指出,解读方法各人不同,有过度保守的,也有过度乐观的,这都是一种尝试的方向;不过若要建立起某种客观性,所做的解读总要可以接受检验(testable)。

当然还有在传播媒体的报导里最热门的医学应用,如干细胞研究等。值得一提的是,以往的医学应用是对病症“添加”一些元素上去,比方说将特定病毒注入病人体内,期望达到某种生理反应,然而这种技法后来却频频出现各种副作用;随着分子生物学的进步,现在有时候可以采取某种“减”法,像比较新颖的转殖过程(transgenic process),利用细胞内的拣选机制,锁定认为会引起不良生理反应的分子,将它敲掉(knock out),这种新技法或许有助于降低副作用出现的机率。

不过医学研究并非没有底限。举例来说,即使已经有了可能管用的技法,对于人类脑部进行操作性的分子处理,仍然有许多生物伦理上的争议;因此尽管脑部生物学几乎是众所公认的未来研究趋势大热门,但是分子生物学对于人类脑部的研究,可能会因此仅限于描述其生物机制,无法进行太深入的实验。

(三)

无论分生所的下一阶段工作具体内容为何,做研究的时机是否成熟至关紧要。王倬指出,分子生物学一开始着重“简化” (reduction),将复杂的生物现象拆解成各个不同的机制,予以解释、处理;之后再进行“整合”(integration) ,将谜题已解的各个生物机制重新组合,以达到特定的应用目的。当年先着重简化研究的时机很正确,现在开始进行整合研究的时机也很正确。

王倬记得早在他还在仿DNA重组的博士后研究时,就有人提议要做神经生物学,然而在当时欠缺对相关基础机制了解的情况之下,进行神经生物学研究的条件还不成热,那时候若往这个方向发展,会走许多冤枉路。这也是分生所接下来选择研究方向,需要特别留意的一点。

另一个分生所需要考虑的,是它要提供哪一种类型的研究环境。几乎所有的科学研究发展都有两种型态,一种是个别的研究者基于本身的兴趣或天分,在前无古人的情况下自辟一条崭新的研究途径,就好比物理学上的量子跳跃(quantumleap)一样,其独创性固然耀眼夺目,却包含有相当程度的机动性在内,是可遇而不可求的。另一种研究型态,则是进行一个极有潜力领域的计划研究,收获虽然可期,但众人皆知,不会有什么意外的惊喜。王倬认为理想中的分生所应该要兼容并蓄,因为他认为这两种研究特质是互补的而非互斥,一个研究环境若是过度偏向其一,做出来的研究也会有所缺漏。

王倬认为台湾分子生物学的研究(可能也是整个台湾科学界的普遍现象),有时太过小心谨慎,比较具有风险性的研究主题都乏人问津,大家尽做“保证有东西会出来”,很安全的研究。这或许是研究环境文化的不同,不过科学政策也有相当程度的影响,比方说“国科会”据以提供研究经费的评价方式,本质上就不大鼓励研究员去做三年内不一定会有成果的前沿研究。台湾的研究人员其实并不乏处理大型难题,进行创新研究的能力,但是研究政策是否有给予他们适当的诱因与支持就显得非常重要。

有鉴于此,王倬指出如果台湾的分子生物学日后要招攘研究人员,最好找比较年轻的,既敢挑战风险性较高的研究,也比较有登峰造极的机会。他认为在分子生物学的领域,一般人研究最辉煌的时刻,是在三十五岁到四十五岁之间;不过最近似乎有一种“晚出道”的趋势,近期研究成名的学者,多是年过四十。

沈哲鲲则认为,台湾分子生物学研究的弱势在于起步晚,实验室的数量也少,各研究员手头上都有很多正在进行的工作,出现了像RNAi这么显赫的大发现之后,鲜少能有余力对其进行后续研究。像美国这类实验室众多的国家,就有机会全力支持下属的研究员进行后续研究,功成名就自然也就不在话下。在大环境无法支持设立较多的实验室,先天条件不如人的情况下,除了做重点式的专业研究以外,如何通过科学政策的拟定,减轻研究人员手头工作的负担,让他们有时间去做一些额外的研究,应该是科学研究管理部门应该思考的问题。