普通生物學介紹

生物學是一門非常有趣的學問。它跟其他的基礎科學學科（數學、物理、化學、地球科學等等）不一樣。生物學研究的對象是活的！活的東西會成長，會動，會和環境有互動，甚至還會思考！

常常有人在問：生命是什麼？這個問題有很多的答案，因為「生命」這一個名詞很難被定義清楚；我們以為自己知道生命是什麼，通常這種了解都是一種主觀上的感覺；「生命是什麼」這個問題，到今天並沒有一個標準答案，不同的哲學家有它們的答案，不同的宗教也給予生命不同的答案，或者，每個人心中都有自己的答案。


因為定義生命是如此困難，生命沒有辦法被客觀的量化或質化；因此，「生命是什麼」不是一個科學研究的題目；更進一步來說，一個沒有辦法被清楚描述的現象，無法用科學方法來加以研究。

生物學家關心的是生物現象，而非試圖去回答生命是什麼這樣的問題。怎麼說呢？因為「生物」不同於「生命」；生物的現象經由仔細觀察之後，可以被清楚描述；經由仔細觀察之後，生物現象的特徵可以被歸類，定義；根據這些觀察得到的結果，生物學家可以據此提出假設；更進一步的，針對假設，生物學家可以進行質化或量化的研究。是的，這就大家在中小學時期就學過的科學方法 -> 觀察 -> 假設 -> 實驗 ->推翻假設，建立新的假設；或接受假設 -> 再實驗 -> 實驗結果可以預測更進一步的觀察嗎？若可以，則能據此建立模型。

如同在一開始就講到的，生物是會成長的。「會成長」，這個現象就是經由觀察所歸納出來的結果。比方我們看到一個婦女懷孕，分娩，小寶寶出生，學爬，學說話，學走路，會跑跳......青少年......。而這個會成長的現象，當然使許多的生物學家感興趣。生物學家會根據這個現象問說，「生物為什麼會成長？」。說到這裡，有一件很重要的事情必須提醒各位，那就是生物學的研究必須根據觀察到的「事實」，它不能只是憑空想像，或是憑空推測，生物學的研究不能只是邏輯上的推論而已！

那麼，生物學要如何研究呢？生物學的研究可以劃分成幾個不同的層次。它可以從最基礎的分子層面著手；因為，生物的現象都必須符合於物理法則的規範；所以研究生物體內的分子，可以讓我們了解生物最基本的運作機制。生物學的研究也可以從細胞的層級來著手進行；細胞，它是生物的基本功能單位（病毒除外）；因此研究細胞的行為，可以幫助我們了解生物各種功能的基礎機制。把層級往上提升，生物學的研究可以從組織，器官，來進行研究。最後，生物學家們也著眼於個體的行為，族群的行為，整個生態系統的研究；某些生物學家，甚至研究起「外星生物」可能的形態。

生物學要如何學習呢？高中或高中以前，許多學生都認為生物科是“背科“，跟歷史地理一樣，要努力的把許多名詞背下來就行了。傳統生物學對生物的研究偏重於描述 - 把生物進行觀察，描述和分類。學習一門以描述為主的學科，「背」！是不二法門。但是，現代生物學可不是只有描述而已；現代生物學和其他的基礎科學學科一樣，除了描述以外，生物學裡面包含了許多的概念，假設，質化以及量化的技巧，模型的建立，和對現象的預測。光是靠背，恐怕難以應付現代生物學的學習。

生物學的學習應著重在概念的釐清。比方說，現代生物學兩個重要的架構之一是演化學（Evolution）；那麼，演化學的基本概念是什麼？演化學的基本概念是天擇（Natural Selection），從天擇這個概念出發，我們要問，這個概念是如何得到的？原來，達耳文當年在加拉巴哥群島觀察了雀鳥的生態，發現，島上的雀鳥長得有相同，也有不同。特別是雀鳥的喙，經過達耳文的觀察之後，發現雀鳥喙的大小和形狀，與該種鳥的食性有關。他應此提出了天擇的假說：大自然給予物種生存壓力，比方說食物；在這個壓力下，撐的下去的會越來越多，撐不下去的會越來越少，甚至絕種。比方說A鳥的生活環境容易找到大顆種子當作食物，於是在A鳥的族群中，大嘴鳥比小嘴鳥更容易取得競爭上的優勢。那麼，長久下來，大嘴鳥數目將會遠多於小嘴鳥，如果小嘴鳥在這個族群中滅絕了，A鳥就都成了大嘴鳥了。達耳文當年的觀察，在一個世紀後，由科學家們做了更進一步的研究和證實（有興趣的人可以參考雀喙之謎（大樹文化出版，可在博客來購買））。

第二個問題是，這個概念背後的機制是什麼？也就是，造成天擇的原因是什麼？半個世紀來分子生物學的發展，提供了大量的證據支持天擇學說；也因此形成了一門新的學科，分子演化學。分子演化學探討，基因如何突變，如何累積突變，新的基因如何產生，甚至（由於每個物種的染色體數目都不盡相同），分子演化學有興趣的一個問題是，染色體的數目如何改變的？

學習生物學，最重要的就是掌握每個概念，清楚的知道每個概念的來龍去脈，才不會讓生物學變成“背科“，生物學才會成為一門真正有用的學問。