2．5生物有機體的特徵
自然界的物體為什麼有一些是有生命的而另一些是無生命的，生物有機體具有哪些特性，這樣的問題古人早就提出過。自從伊壁塢魯學派和亞里斯多德直到這個世紀的早期對生命現象一直有兩種相反的解釋。按照機械論一派的觀點，有機體不是別的，只是機械裝置，它的運行可用力學，物理學和化學定律來解釋。十七、十八世紀的不小機械論者看不出一塊岩石和一個生物有機體之間有什麼重大區別。它們豈不都具有同樣的性質——引力、慣性、溫度等等，並遵從相同的物理學定律？當牛頓以純粹數學方式提出引力定律以後，其信徒中有很多人假定有一種不可一見而又是嚴格的物質性引力以解釋行星運動和地球引力。當時有些生物學家也盲目地援引一種同樣物質性和同樣不可見的力（活力）來解釋生命活動。
但是後來的學者們認為這樣一種活力是超越化學物理定律的。因而他們追隨著自亞里斯多德以及其它古代哲學家以來的傳統。這活力論學派與機械論學派相反，認為生物有機體中的一些過程並不遵從化學和物理學定律。活力論一直到20世紀仍有其代表人物，其中最後的一位是胚胎學家Hans Driesch。但是到了20世紀二、三十年代生物學家幾乎普遍地否定了活力論，主要原因有兩個。首先，因為活力論依賴的是一種還不清楚的、甚或是不可知的原動力，因而實際上脫離了科學範疇；第二，因為最終有可能用化學和物理學來解釋一切現象，而就活方論者看來這些現象「需要」一種活力論的解釋。公正地說，五十多年以來生物學家已將活力論看作是已經死亡的東西。奇怪的是在這段時間裡居然還有一些物理學家和哲學家死死地抱住它不放。
對活力論的摒棄之所以可能是由於同時排斥了「動物不過是一些機器」的庸俗概念。和康德在其晚年一樣，大多數生物學家認識到生物和非生物是不同的，其區別不能用假定某種活力來解釋，而是要通過對機械論學說的徹底修正來闡明。這樣的新學說首先就得承認生物有機體的功能、過程和活動沒有一樣是和物理學及化學定律相衝突的或超然其外的。一切生物學家都是徹底的「唯物論者」，也就是說他們不承認超自然的或非物質的力量而只承認物理-化學力量。然而他們並不接受17世紀幼稚的機械論解釋，也不同意動物「不過是機器」的觀點。機體生物學家（anismic biologists）強調有機體具有非生物體所不具備的許多特性。物理科學的解釋本領不足以解釋複雜的生命系統，特別是在由歷史所獲得的信息與這些遺傳程序對物理世界的反應之間交互作用的方面。生命現象具有比用物理學和化學所研究的相當簡單的現象更廣闊的範圍。這就是為什麼絕不可能把生物學包括在物理學之內，正如不能將物理學包括在幾何之內一樣。
過去一再試圖為「生命」下個定義。這種努力是完全無效的，因為現在已很清楚，沒有任何特殊的物質、物體或力量可以和生命等同。然而生命的過程卻是能下定義的。毫無疑問，活的有機體具有某些特性是無生命物體所不具備的或者是以不同的方式表現。不同的學者各自強調不同的特性，然而我從文獻中卻找不到一份合適的列舉這些特性的一覽表。下面我所列出的生物有機體特性很可能既不完整又顯累贅，但是由於缺乏更完善的表述，所以還是可以把它用來闡明生物和非生物在性質的類別上有什麼不同。
複雜性和組織性（plexity and anization）
複雜性本身並不是有機系統（生物）與無機系統（非生物）的根本區別之一——既有極其複雜的無生命系統（如氣象系統的氣團或銀河），也有少數相當簡單的有機系統（如生物高分子）。系統的複雜程度可以各式各樣，但一般來說生命系統的複雜性要遠遠超過無生命系統。Simon（1962）給複雜系統下的定義是：「整體大於部公之和，這並不是就最終的、形而上學抽象的意義而是就重要的，實用意義來說。知道了部分的性質及其互相作用的規律，要推斷出整體的性質決不是輕而易舉的事。」我同意這個定義，並認為我們可以仍舊將一些相當簡單的系統，如太陽系，看作是複雜系統（即使我們能夠成功地解釋其複雜性）。生物系統的每個層次都有其本身的複雜性，從細胞核（包括它的DNA程序），到細胞，到任一器官系統如腎臟、肝臟或腦組織），到個體、生態系統、或社會。生物系統一律具有精巧的反饋機制，其精確性和複雜性是在任何非生物系統中都未見到的。這些反饋機制對外界刺激有反應能力，能調節代謝作用（能量的聚集與釋放），並具有控制生長、分化的能力。
生物系統的複雜性並不是混亂無章而是高度組織化的。有機體的多數結構如果沒有機體其它部分的配合將毫無價值，毫不起作用：翼、腿、頭、腎等只能作為整體的部分，否則便無法生存。因此，一切部分都有適應意義而且能夠進行程序目的性活動。部分之間的這種互相適應在無生命界是沒有的。亞里斯多德已經覺察到部分的互相適應功能（co－adapted fun），他曾講過「由於每一個器件和每一個身體組成部分服務於某一局部目的，也就是說服務於某一專業分工，所以整個身體就被註定必須照料全面活動」（《動物解剖》De Partibus，1．5 645a 10－15）。
化學上的獨特性
生物有機體是由具有極其特殊性質的高分子組成。例如這些高分子物質中的核酸能被轉譯成為多肽；酶是代謝過程中的催化劑；磷酸化合物傳遞能量；脂質則是膜的成份。很多這樣的高分子是如此特殊並只能獨特地執行一種特別功能（如光感受過程中的視紫紅質），每當需要這種特別功能時它們就在動物界和植物界出現。這些有機高分子在原則上和其它分子並沒有不同，然而它們卻比無機界物質的正常成分小分子量的分子複雜得多。分子量較大的有機高分子一般並不存在於無生命物質中。
性質（Quality）
物理世界是數量（牛頓運動和力）和質量作用的世界。對比之下，生命世界可以看作是（性）質的世界。個體差異、聯絡系統、貯存信息、高分子的特性、生態系統的互相作用以及生物有機體的許多其它方面都是性質佔優勢。人們可以把這些性質方面的東西轉換成以量來表示，但這樣一來就會失去生物現象的真正意義，就正像要將名畫家Rembrandt的畫用畫面上反射出的主要色彩的波長來描述一樣。與此相仿，在生物學史上有很多歡將性質上的生物學現象轉換成數學語言的勇敢嘗試，由於脫離了真實，最後都以失敗告終。早期如Galen，Paracelsus及 van Helmont等雖然努力於強調性質的重要性，但由於選擇了錯誤的參數也遭到失敗，不過這卻是朝正確方向邁出的第一步。數量觀點的擁護者認為承認（性）質就是非科學的，或至多也只是純描述性的和分類性的。他們的這種偏見正好反映了他們對生物學現象本質的無知。（數）量化在生物學的很多領域中是重要的，但這種重要性並不能被抬高到排斥一切與性質有關的各個方面。
上述的這些在表示關係的現象中特別重要，而這正是生物界的主導現象。種、分類、生態系統、聯絡行為、控制以及幾乎其它一切生物學過程都涉及到相互之間的關係。這些現象在大多情況下只能定性地加以表示而不能是定量的。
獨特性和變異性
在生物學中很少討論由完全相同的物體組成的門類，幾乎總是研究由獨特個體構成的種群。這對等級結構的每一層次、從細胞到生態系統都是如此。很多生物現象（特別是種群現象）的特點是具有很高的變異性。進化的進度或物種形成的速度彼此之間可以相差三個到五個數量級，這樣的變異程度在物理現象中是極為罕見的。
物理科學中的實體（比如原子或基本粒子）具有固定不變的特性，而生物學中的實體的特點卻是可變性。例如細胞就不斷地改變其性質，個體也是如此。每個個體從出生到死亡都要經歷劇烈的變化，也就是說從原來的合子（受精卵），經少年期、成年，衰老直到死亡。除了放射性衰變，高度複雜系統（如墨西哥灣暖流及氣候系統）的行為以及天體物理學中的某些還說不清的類似情況而外，在非生物界中這樣的變化也是沒有的。
具有遺傳程序
一切生物有機體都具有歷史地形成的遺傳程序，這程序編碼在合子的DNA中（某些病毒則編碼在RNA中）。在非生物界中也沒有類似的程序存在（人造的計算機除外）。遺傳程序的出現賦予有機體一種特殊的兩重性，即表現型與遺傳型（參見第十六章）。必須特彆強調這程序的兩個方面：首先，它是歷史的產物，這歷史要追溯到生命起源，因而它汲取了一切祖先的「經驗」（DelbrhCk，1949）其次，它賦予生物有機體進行程序目的性過程和活動的能力，非生物界則完全缺乏