Những sự khái quát hóa trong sinh học gần như đều mang tính xác suất. Như một người dí dỏm kết luận thì chỉ có một định luật bất biến trong sinh học: “Mọi định luật đều có ngoại lệ.” Sự khái niệm hóa mang tính xác suất này đặc biệt tương phản với cách nhìn của cách mạng khoa học thời kỳ đầu, đấy là quan hệ nguyên nhân-kết quả trong tự nhiên được quy định bởi những định luật có thể phát biểu được bằng ngôn ngữ toán học.

Trên thực tế, ý tưởng này được nghĩ ra đầu tiên bởi Pythagoras1, đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến Aristotle2 và Plato3 , và thông qua họ, đến cả nền triết học phương Tây. Nó vẫn tiếp tục là một tư tưởng chi phối, nhất là với các ngành khoa học tự nhiên, cho đến ngày nay. Liên tiếp, nó được dùng làm nền móng cho nhiều hệ tư tưởng triết học, nhưng lại hóa thành nhiều hình dáng khác nhau dưới ngòi bút của các tác gia. Với Plato, nó trở thành bản chất luận4, với Galileo5 thành một thế giới quan cơ học, và với Descartes6 là cách suy luận diễn dịch7. Cả ba trường phái này đều có ảnh hưởng sâu sắc đến sinh học.

Cách suy luận của Plato giống như của một học sinh hình học: một hình tam giác, dù nó có mang một tổ hợp các góc như thế nào, thì luôn có cái ‘khuôn’ của một hình tam giác, và vì vậy nó khác biệt và gián đoạn hẳn so với một hình tứ giác hay bất kỳ đa giác nào khác. Đối với Plato, thế giới đa chiều với những hiện tượng biến đổi thì không khác gì ngoài hình phản chiếu của một số lượng nhất định những cái ‘khuôn’ cố định và bất biến, được Plato gọi là eide, hoặc là những bản chất theo cách gọi của những người theo Thomism 8thời Trung Cổ.

Một hình tam giác, dù nó có mang một tổ hợp các góc như thế nào, thì luôn có cái ‘khuôn’ của một hình tam giác, và vì vậy nó khác biệt và gián đoạn hẳn so với một hình tứ giác hay bất kỳ đa giác nào khác.

Những bản chất đó chính là những gì có thật và quan trọng ở đời. Trong hình hài ý tưởng, chúng có thể tồn tại độc lập khỏi sự vật. Sự bất biến và gián đoạn là hai điểm vô cùng quan trọng với những nhà bản chất luận. Còn những sự khác biệt được gán là do những bản chất dưới bề mặt hiện thân không được hoàn hảo. Cách luận này chính là nền tảng của không chỉ chủ nghĩa hiện thực9 của Thomist mà còn của chủ nghĩa lý tưởng10 và chủ nghĩa thực chứng11 của những nhà triết học sau này, cho đến thế kỷ hai mươi. Whitehead12 , phép lai kỳ quặc nửa nhà toán học nửa con người theo chủ nghĩa thần bí (có lẽ ta nên gọi ông là một Pythagorean), có lần nói: ‘Tóm tắt toàn bộ truyền thống triết học châu Âu một cách an toàn nhất thì nó bao gồm một sê-ri các chú thích cho công trình của Plato.’

Không nghi ngờ gì là câu này hàm ý khen ngợi, nhưng thực chất thì nó chỉ trích nhiều hơn, nếu có chút nào đúng. Ý nghĩa thực sự của phát biểu này là triết học châu Âu qua bao nhiêu thế kỷ cũng không thể tự giải thoát bản thân khỏi chiếc áo chật chột của bản chất luận Plato. Bản chất luận, đặt nặng vào những sự bất biến, gián đoạn và các giá trị đặc trưng (gọi là ‘phân loại’ hay typology), chi phối suy nghĩ của phương Tây đến một mức độ mà những nhà nghiên cứu về lịch sử các ý tưởng vẫn chưa hoàn toàn thấm thía hết. Các triết gia thời đó, vốn đều đi theo bản chất luận, không thể hiểu được Darwin13 một trong những người đầu tiên chối bỏ bản chất luận (ít nhất là một phần), và vì vậy chối bỏ ý tưởng của ông, rằng tiến hóa xảy ra thông qua chọn lọc tự nhiên14. Thay đổi chân chính, theo bản chất luận, chỉ có thể xảy ra bằng những cái ‘khuôn’ mới nảy sinh bất thình lình. Tuy vậy, triết học bản chất luận khá phù hợp với cách nghĩ của những nhà vật lý, vì những ‘hạng mục’ của họ bao gồm các thực thể y hệt nhau, dù chúng có là các nguyên tử natri, các proton, hay các hạt meson.

‘Tóm tắt toàn bộ truyền thống triết học châu Âu một cách an toàn nhất thì nó bao gồm một sê-ri các chú thích cho công trình của Plato.’

Trong vòng hai nghìn năm sau thời kỳ của Plato, suy nghĩ phương Tây bị chi phối bởi bản chất luận. Phải đến thế kỷ mười chín thì một cách nghĩ mới và khác về tự nhiên, được gọi là tư duy quần thể, mới bắt đầu lan rộng. Tư duy quần thể là gì, khác gì với bản chất luận? Tư duy quần thể tập trung vào sự khác biệt của mọi thứ trong thế giới sinh vật. Với những người đi theo tư duy quần thể, cái quan trọng là cá thể, không phải là thể loại. Họ nhấn mạnh rằng mỗi cá thể trong một loài sinh sản hữu tính đều khác biệt so với mọi cá thể khác, với nhiều tính chất cá nhân tồn tại cả trong những loài sinh sản đơn thân. Không có một cá thể ‘mẫu’ nào cả, và các giá trị trung bình là khái niệm trừu tượng. Phần lớn những cái trước giờ sinh học vẫn định nghĩa là các ‘lớp’ thực ra là các quần thể bao gồm các cá thể khác biệt.

Tư duy quần thể lấp ló đầy tiềm năng trong thuyết đơn tử (monad) của Leibniz15, vì Leibniz giả định rằng mỗi đơn tử đều riêng biệt so với những đơn tử khác, một bước tiến quan trọng từ bản chất luận. Nhưng bản chất luận lại quá chắc chân ở Đức; gợi ý của Leibniz không hề dẫn đến tư duy quần thể ở đây. Đến khi tư duy này cuối cùng cũng phát triển ở nơi khác, nó được cho là có hai nguồn cội; một là từ dân lai giống động vật (Bakewell, Se-bright, và nhiều người khác), những người đã nhận ra rằng mỗi cá thể trong một đàn đều có những tính trạng khác nhau di truyền được, và dựa trên cơ sở này để chọn lựa con giống cho lứa tiếp theo.

Nguồn cội còn lại nằm trong hệ thống học. Hết thảy các nhà tự nhiên học thời đó đột nhiên quan sát thấy rằng mỗi khi thu thập một chuỗi các mẫu vật cùng loài, chẳng bao giờ họ tìm thấy được hai cá thể giống nhau y hệt. Không chỉ có Darwin nhấn mạnh điều này trong nghiên cứu trên loài sò của ông, mà những người chỉ trích ông cũng công nhận điểm này. Ví dụ như, Wollaston từng viết, ‘trong vô vàn triệu người đã từng sinh ra trên thế gian, ta có thể chắc chắn là chưa từng có hai người nào giống nhau y chang về mọi mặt; và có thể kết luận tương tự với mọi sinh vật sống đã từng tồn tại (dù chúng trông có giống nhau đến đâu trong con mắt nghiệp dư)’. Nhiều nhà phân loại học giữa thế kỷ 19 cũng phát biểu những câu tương đương. Sự độc nhất vô nhị này đúng không chỉ cho cá thể, mà còn cho các giai đoạn trong vòng đời của bất kỳ cá thể nào, và cho những tập hợp cá thể, dù là demes16, loài, hay các lớp thực và động vật. Nếu xét đến một lượng lớn các gen được ‘bật lên’ hoặc ‘tắt đi’ trong một tế bào nhất định, rất có thể ta cũng không tìm được hai tế bào bất kỳ nào giống hệt nhau trong cùng một cơ thể.

Sự độc đáo của những cá thể sinh học này có nghĩa rằng ta cần tiếp cận các nhóm thực thể hữu cơ theo một tinh thần khác với cách ta làm với các nhóm thực thể vô cơ đồng bộ. Đây là ý tưởng cơ bản của tư duy quần thể. Những điểm khác biệt giữa các cá thể là có thực, còn những giá trị trung bình ta dùng để so sánh giữa hai nhóm (ví dụ như hai loài khác nhau) là do con người suy diễn. Sự khác nhau nền tảng này giữa khái niệm ‘lớp’ của các nhà vật lý và quần thể của các nhà sinh học có nhiều hệ quả. Ví dụ như là, ai không hiểu được sự độc nhất vô nhị của cá thể thì cũng không lĩnh hội được cơ chế của chọn lọc tự nhiên.

Những điểm khác biệt giữa các cá thể là có thực, còn những giá trị trung bình ta dùng để so sánh giữa hai nhóm (ví dụ như hai loài khác nhau) là do con người suy diễn.

Số liệu thống kê của người theo bản chất luận khác hẳn của người theo tư duy quần thể. Khi ta đo lường một hằng số vật lý – giả dụ như tốc độ ánh sáng – ta chắc chắn là trong điều kiện tương tự con số này cố định và những khác biệt trong kết quả là do sai số đo lường, các số liệu thống kê đơn giản là phản ánh độ tin cậy của kết quả. Ngành thống kê thuở đầu, từ Petty đến Graunt đến Quetelet, chính là thống kê kiểu bản chất luận, cố gắng đi đến những giá trị ‘đúng’ nhằm vượt qua những sự hoang mang gây ra bởi số liệu khác nhau. Quetelet, đi theo quan điểm của Laplace, quan tâm đến các luật tiền định. Ông hy vọng có thể dùng phương pháp của mình để tính ra những đặc tính của ‘một con người trung bình’, hay chính là, tìm được cái ‘chất’, cái ‘khuôn’ của loài người. Những sự khác biệt chỉ là những ‘nhầm lẫn’ quanh những giá trị trung bình đó.

Francis Galton17 có lẽ là người đầu tiên thực sự hiểu được rằng giá trị trung bình của những quần thể sinh học khác nhau chỉ là một sản phẩm nhân tạo. Khác biệt trong chiều cao của một nhóm người là thật chứ không phải là do sai lệch đo đạc. Thông số thú vị nhất về một quần thể tự nhiên không gì khác chính là phương sai, biên độ, và bản chất của nó. Lượng phương sai sẽ khác nhau từ tính trạng này đến tính trạng khác và từ loài này đến loài khác. Darwin sẽ không đi đến được thuyết chọn lọc tự nhiên nếu ông không chọn đội cái mũ tư duy quần thể. Mặt khác, những phát biểu vơ đũa cả nắm từ các tác phẩm theo hơi hướng phân biệt chủng tộc hầu như là dựa trên cách nghĩ bản chất luận.