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西方科学的败局(36)
2015-03-21
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    71.生命理论的统一性

    要点:生命遵循水化学规律,很容易被统一起来。进化问题、遗传问题、发育问题原本就是一套规律,只是表现在不同方面、不同阶段而已。如果用信息论的信号概念生搬硬套生命问题肯定是最笨拙的研究方式。五元液是生命的一大秘密。人体生理实际是围绕稳定五元液为中心的生理。

    生命世界具有高度一致性和统一性。这种一致性和统一性摆在那,科学的任务是正确地去认识他,而决不是把一些带主观性的理论强行大汇合。有的学者认为21世纪将“最终在分子水平实现遗传、发育和进化的理论大综合”。如果真是这样,这注定是一种费力、繁复、可笑的科学研究。我们理解问题的一些概念对吗?对一些分子的地位和作用清楚吗?如果不考查这些问题,而是各学科争先恐后都用一种时髦分子去描述,最后就说在这种时髦分子水平实现综合了。结果不可笑才怪呢!

    以人的感官看世界应当有个基本的划分,从宇宙范围来说,人可以将其分为原子世界和非原子世界;从地球范围来说,人可以将其分为无生命世界和有生命世界。研究无生命世界的科学主要是物理学,研究有生命世界的科学主要是生物学。人们认识到,支配物质发生运动并使形态不断变化有其确定的固有规律性,这种规律性是和谐而统一的。因此,科学家们努力探索终极目标,寻找综合统一的万有理论。目前普遍把宇宙起源、生命起源和智力起源看成是永恒的三大难题。相比较而言,生命和智力问题破解起来要简单的多,有生命世界综合统一起来要简单的多。

    爱因斯坦把引力场和电磁场看成是同一事物的两个侧面。他用了几十年的时间力求把两个场统一起来。霍金希望解决广义相对论与量子力学之间的矛盾,希望把它们联系起来。由于科学对引力效应知之甚少,对引力、电磁力、强力和弱力四个基本作用力相互关系知之甚少,目前无法克服认知障碍。再有,微观世界从夸克、基本粒子、原子核、原子、分子,到宏观世界的分子体系、凝聚态物体、太阳系,再到宇观世界的星系、星系团和总星系,在这多层次和空间中要想在物理学方面建立综合统一理论,必然会遇到难以想象的困难,或者说条件还不具备。统治整个宇宙的物理法则还远未被认识,宇宙中主角的暗物质和暗能量,我们还不知为何物,这种情况下,搞综合统一是不可能的。

    然而,在生物学方面情况就大不一样了。生命现象仅限于地球这类特殊环境之中,生命的本质仅限于原子分子之间的相互作用关系,是以细胞体形态为中心的水溶液特定环境下受电磁力支配的化学物质变化,内在规律性相对物理学来说十分简单,而且没有那么多的层次。除了思维方式障碍以外并不存在认知障碍。因此,认识统治整个生物世界的生命法则应当没有多少问题。这样说来,把生物学中的理论综合统一起来要容易的多。至少可以用概括性规律描述整个生命世界的一切神秘现象。

    研究物理学与生物学有很多不同之处,一个更多地遵循物理学规律,一个更多地遵循水化学规律,物理学与水化学的规律必毕竟不一样,因此在定量、定性、过程、时间、重复性、条件复杂性等等方面,不能以物理学研究为蓝本。这注定了生命规律偏重概念性的特点。用高度概括性规律去认识所有生命现象,这是生命科学正确向前发展的必然之路。

    地球生命的多样性仅仅是外表形上的丰富多彩。地球生命是一个整体,内在本质是统一的。所有生物都来自共同祖先就是有力证明;所有生物都属于一种特定物质变化就是有力证明;所有生物都保持共性就是有力证明。生命在长达38亿年的演化中,无论怎样变化,变的只是形态,内在规律性是恒定的。因此,现代生命科学的各个分支如,遗传、发育、进化、人体、疾病等等,都是在统一规律支配下的不同侧面。生命内在具有高度的统一性,对此我们不能有丝毫的怀疑。从恒定的共性中抓住生命最基本的规律,生命科学的各个分支就被综合统一起来了。这个最基本的生命规律就是前面概括的“生命原理”、“生命定律”和“第一生命法则”部分,抓住这个总纲生命问题就迎刃而解了。

    生命世界明明白白地摆在我们面前,内在的规律并不复杂,然而,生命客观存在的形式与人类的自我意识相抵触,冒犯了人类的尊严,我们本能地排斥他。既然我们的目标是想理解发生在我们周围的生命现象,理解我们自身的存在规律,最终要找出生命理论的统一性,那我们必须要树立生命的自然观,坚决抛弃头脑中“神、灵、智”的一些臆想。

    无生命世界与有生命世界都是统一和谐的,都受其固有规律的支配。概括地说,我们属于原子世界部分,原子必然要受电的支配。因此可以说,生命的一切变化都是在电的作用下发生的。世界是物质的,物质在力的作用下运动着,物质受力运动是有顺序和空间分布的。物质受力的持续性和顺序性过程叫时间。物质受力运动的广延性和伸张性叫空间。我们把物质受力运动的时间、空间分布和连续过程叫秩序。这样看来,世界是由物质、受力运动和秩序构成的三因素统一体。三因素的多样性、复合性及多层次的耦合,这就构成了展现在我们面前的丰富多彩的世界。而生命现象是这个丰富多彩世界中的独特部分。所谓独特是指独特环境和独特条件下的三因素统一体。

    可以这样看,一些基本粒子这样的物质,受强力和弱力作用,形成有秩序的质子和中子的原子核;各种原子核和电子这样的物质,受电磁力作用,形成有多种秩序的元素;各种元素原子这样的物质在电磁力作用下,会形成各种秩序的分子;多种原子和分子这样的物质,在电磁力作用下,会形成多种秩序的大分子。

    构成生命三因素统一体的独特性在于,多种原子和分子在水分子中构成物质系统,在水中电磁力作用下,在磷脂分子膜包裹下,会形成具有独特秩序的多分子化学平衡系统单元,在外力撞击下,做着融合与分裂的循环运动。当这样的物质单元在五元液离子电压电流推动下,会形成具有自组织方式的融合与分裂的循环运动。可视为原始细胞体的形成。这是一种独特的自然现象。经过几十亿年时空变换后的今天,细胞体生长与分裂的循环运动仍未改变,这种亿年不变的方式就是最本质的规律。

    生命是一种什么现象呢?是一种化学系统单元(Hua xue Xi tong Dan yuan HXD)的循环现象,是HXD连续自我循环现象。因为HXD是与环境相互作用的体系,这是一个多变量的复杂体系,是一个环境因素永远在变化的相互作用体系。因为HXD的本质是化学平衡系统,所以具有:恒、稳、动、平、调、控、精、度等特点,即数值恒定,稳妥连续,动态变化,平衡于中心点,增减式调节,规律性控制,精确微量,浓度变动等特点。也就是说,在相互作用过程中每次循环的HXD都会通过自我调整保持平衡稳定,同时也会依环境的变化稍微调整内部化学系统处于新平衡。因此HXD表现出稳定与变异双重特性。有稳定才会有变异,有变异才会有稳定,它们是相比较而存在的对立统一事物。另外,面对环境变化所表现出的稳定及变异都是有一定限度的。环境相对变化大,变异就相对大;环境相对变化小,变异就相对小;超出范围的环境变化,稳定将遭到破坏(消失);环境相对稳定,变异相对就不发生。在近40亿年的时间里,经过亿万次循环,HXD内在化学平衡系统的复杂性、精确性、稳定性、适应性……提高到我们所看到的高级生命水平。

    生命的自然观告诉我们什么?告诉我们:HXD在变化的环境中经过亿万年自我连续循环就是我们看到的生命现象。这就是物质的分子系统,在水中电磁力作用下运动,形成时空分布有严格复杂秩序的三因素统一体。我们在研究生命时,不应当忽视:HXD、环境、自我循环、连续性和时间效应这五个重要的要素。

    在研究生命规律时,我们必须正视两个客观事实。第一个,所有多细胞生物都是从一个主细胞开始的。我们把成功的繁殖细胞称为主细胞。这就是说,任何生物本质上就是一个主细胞体系。第二个,只有细胞才能产生细胞,增长—分裂—增长—分裂……是细胞的唯一循环形式。主细胞循环是连续的过程。这就是说,任何生物本质上就是一个主细胞的连续过程。

    然后,我们再用生命定律和法则来认识生命,生命的规律或理论就被综合统一起来了。所以,生物进化的本质就是主细胞的进化,生物遗传的本质就是主细胞的遗传,生物发育的本质就是主细胞的发育。这应当不难理解吧?

    这样,当我们看到一个小小的主细胞变成了一只老虎这种现象,说明发育成一只老虎的发育机制在这个主细胞体系中;说明上一代遗传给下一代的遗传机制在这个主细胞体系中;说明生物进化保持物种不变的进化机制在这个主细胞体系中。生命的一切秘密都能通过主细胞体系而找到。主细胞体系的实质是什么?就是细胞体与细胞境相互作用的体系。这样,遗传学、发育学、进化论这些生命科学中的规律不就都被统一到主细胞体系中了吗!

    也许有人看不出遗传机制、发育机制、进化机制三项规律的综合统一。那是因为思想里事先接受了遗传学、发育学和进化论的传统理论。而传统理论中都不同程度地带有主观片面性。

    如遗传学:遗传基因、遗传信息、遗传因子……都是把遗传当成信息信号去理解,从甲遗传到乙靠信息信号,采用信息信号概念才会有遗传单位,才会有遗传因子,所以才会把遗传机制全部定位在化学分子核酸上,才会发展出分子生物学。其实,遗传机制是复杂系统的整体再现,他是连续的而不是间断的。特定大分子的顺序只能影响局部的表形,而不能与整体系再现相比拟。信息论的信号概念不适宜往生物遗传上生搬硬套。

    如发育学:多细胞体的发育问题如果归结为基因表达问题,那就把DNA上碱基对排列顺序的作用夸大了。发育问题的实质是千百亿个辅细胞按预定时间和空间变化分布的问题,控制这一过程的主导因素是细胞生命境的变化,可以看到各种化学因子在其间的影响,是细胞体与细胞境相互作用的结果,每个细胞是通过分泌化学因子或修饰其“胞外基质”而实现的。

    进化论:明明是环境改造了循环中的主细胞,却一定要说是生物先有变异,然后再经过自然选择。这就犯了因果颠倒的错误。实际上,是环境创造了生物的多样性。

    事情明摆着,地球环境造就了细胞生命,地球环境造就了细胞生命的遗传稳定性,也就是造就了遗传机制;地球环境造就了多细胞生物,也就是造就了发育机制;地球环境造就了生物多样性,也就是造就了进化机制。抓住细胞和环境两个基本点,就是抓住体与境的相互作用关系(生命定律),这样就概括了生命规律的综合与统一。

    其实我们已经认识到,遗传和发育是生物个体发生过程的两个方面,两者关系密不可分,必定存在着一致性。所以,在生命科学中,遗传学、发育学、进化生物学、古生物学、细胞生物学、胚胎学、生物化学等等,只要把握住他们的共同点,就都可以统一起来。下面我们以生命规律为基础,以生命体、生命境、细胞体系、五元液等为共同点,简要描述生命现象如下:

    起源—细胞体系在五元液中因电压电流推动而自我循环。

    遗传—细胞体系对生命境变化所保持世代间的稳定性。

    发育—细胞体系在生命境中重复以往多细胞体的过程。

    进化—细胞体系对变化生命境适应而趋向复杂的变化。

    辐射—细胞体系对新生命境的充盈暴涨适应方式。

    思维—细胞体系对生命境复杂性的“智能”反应方式。

    ……

    细胞体与细胞境相互作用的内在规律性,你从亲代到子代的角度看,属于遗传问题;你从卵细胞变为多细胞成体的角度看,属于发育问题;你从数万年生物分支分岔的角度看,属于进化问题。他们原本就是一套规律,只是表现在不同的方面或不同的阶段而已。当然,要让人们用上述思维来认识生命规律,肯定需要一个去除主观思维的过程,需要一个再认识的过程。

    不过,我们可以这样想一想:当初原始生命是什么呢?就是化学进化阶段那个小化学单元,他“活”起来了(开始自我循环),我们就称他为最简单的细胞体系(原始细胞体系)。这个细胞体系在地球环境中适应了40亿年,在适应过程中逐渐出现了遗传现象、发育现象、进化现象、生物辐射现象、思维发达现象……这一切难道不是细胞体系与环境相互作用的结果吗?

    至于那些神奇的核酸大分子、蛋白质大分子、糖类分子、脂类分子……这个酶、那个素……不就是靠着水溶液中分子之间的三种类型力而变化的吗!①疏水力;②非键合分子引力(范德华力);③静电力(电荷—电荷、电荷—偶极子、偶极子—偶极子)。我们可以看到分子表面分布有电荷基团,这些带电基团有强烈的亲水性;还可以看到液体表面有张力,液态物质趋向于采取表面积最小的类球形状,等等。生命中的有机大分子不就是在各种力的趋使下而生成的吗?说到底,不就是原子分子由于电子云这种电磁浆糊粘结在一起的吗?

    当然,仅有各种力并不能形成各种有机大分子。还需要有形成的条件。环境在40亿年时间里的复杂变化就是有机大分子形成的条件。

    当然,仅有环境条件也不能形成各种有机大分子。还需要各种分子之间、分子与所在系统之间,它们的相互平衡及协调。既然是化学系统的变化,各种有机大分子就是化学系统中的产物。

    当然,还需要具有一种规律才行,那就是自我循环化学系统在连续不断的循环中保持原有的规律性具有稳定状态。而且,还可以在原有稳定系统上叠加上新的变化。

    这样,小化学系统单元在与环境作用下,遵循力的作用关系,遵循系统平衡关系,遵循循环规律关系,才具有了今天生命的复杂现象。归根结底,就是“体”与“境”相互作用所产生的规律性事物。

    今天来看,生命的一切现象,都是细胞体系的现象,都是与环境相互作用的现象。概括地说,在生命世界中,除了细胞体系和环境以外,还有别的什么东西吗?没有了,再也没有了!这样看,生命定律是对生命世界的高度概括,同时也是综合大一统理论的基础。之所以说,生命定律是生命科学的里程碑。

    另外,我们还能从中探求出生命依赖特定环境的一个秘密。生命从原始的简单状态到今天的复杂状态,40亿年的经历,为了保住“活”,千变万变也不会改变对“五元液”的依赖。放弃对“五元液”的依赖就意味着死亡。这是生命的一个大秘密。

    对这个大秘密的认识,就会对整个生物世界的生物体结构有一个统一的深刻理解。细菌的细胞壁、植物的大液泡、动物的血液等等都含有其中的意义。尤其可以加深对人体的生理结构的理解。人体生理实际是围绕稳定五元液为中心的生理,这不仅可以终结“全身的病还是病灶的病”的千年历史大争论,还可以理解为什么人体每日需要近20斤的消化液。最重要的是,人类战胜心血管疾病必须从五元液着手,这是必经之路。

    生命的综合统一理论对人类社会有着深远的现实意义。

    粉丝:生命给人的感觉总是很神秘,研究神秘的生命所得到的理论,更是高深莫测。像遗传生物学、发育生物学、进化生物学……那都是专业科学家的事儿,我们普通人很难涉足。

    教授:每个人都是生命的一部分,不了解生命就不能真正了解自己,不了解自己,如何能活出快乐的人生?

    粉丝:所有生物,尤其各种动物,他们都不了解生命。看那边那头驴,津津有味地吃着青草,我看他们活得很开心。

    教授:所有生物物种都是要灭绝的,恐龙在地球上吃了一亿五千万年的美食,最后被大自然淘汰了。别看眼前这头驴吃得香,当有人吃“驴肉火烧”的时候,就不是他吃的香了。仅为了吃那是动物的水准,人与动物不同之处在于有高明理性的追求,为着希望而活着。我说的希望是指大视野,千年、万年、亿年把握住人类的正确发展方向。不能像动物那样随着地球环境变化而沉浮。应当强调的是,出现人之前,是环境支配生物,从出现人类开始要做到人能合理支配环境。因此说,研究“生命境”比研究生命体更重要、更有意义。也就是说,只有懂生命,知道生命境重要性的人才算是了解自己的人,用全新的标准来衡量,只有理解生命境的人,才可能成为一个真正健康快乐的人。

    成熟的科学理论,不应当是高深莫测的东西,不应当是些晦涩的理论。要让每个人真正了解自己,人类才会有希望。

    粉丝:我不懂遗传生物学、发育生物学和进化生物学,仅有点常识,你能试着让我这个普通读者揭去生命神秘面纱吗?

    教授:当然可以,但要弄清两个问题,理解了就不神秘了。

    第一个,什么是生命?

    水溶液的成份通常很复杂,无论复杂程度如何,总会是一个化学平衡系统。原始的地球高温火海,环境动荡异常。一种浓缩水的粘稠溶液被磷脂膜包裹成很多小球,小的肉眼看不见。在外力撞击下,这些小球可以融合,也可以分裂……

    粉丝:最好是举个例子。

    教授:小孩子玩的吹肥皂泡,两个泡相撞可以融合成一个泡,对一个泡施加外力可以分成两个泡。

    我说的那些小球,融合—分裂—融合—分裂——这就是一种循环。当这些循环在海水中发生的时候,有的就变“活”了。

    粉丝:为什么要在海水中呢?

    教授:海水的特点咸、苦、涩——所以咸,因为有钠离子,所以苦,因为有镁离子,总之,海水中有很浓的单质离子。最浓的前五种有氯离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子。小球在海水中“融合分裂循环”时,会带进一些上述离子,而磷脂膜对这些离子是隔离的。造成膜内外离子浓度不一样时,浓度差就是电位差,有电位差就会造成带电离子流动。要知道,溶于水的物质都带有电荷,这样进出小球的物质,除了撞击力的作用外,又增加了电压电流的作用力。这就是说,小球循环的推动力从撞击力而转换为电荷力的时候,小球就成为“自我循环”。我们把电力推动下的小球自我循环理解为“活了”。这就是生命的开始。

    粉丝:外力推动转换为电力推动,需要多长时间?

    教授:最短几万年,最长几千万年,上亿年也说不定,总之,这种转换是长期循环过程的结果,伴随着化学系统的优化,是整个系统不同推动力的转换,是在特定条件下自然形成的。实验室里很难做到,长期循环过程很难再现。这就是生命不能经常轻易再次起源的原因。

    第二个,怎样看生命?

    假如再进化40亿年,细胞循环运动这个规律也不会改变。只要不灭绝,细胞体系就一直会循环下去。这是对生命的基本认识。很遗憾,人的肉眼只能看到生命的宏观现象,而宏观现象都是多细胞生物现象,而多细胞生物现象只是主细胞循环周期中的一个侧面。我们仅从这个侧面来研究遗传、发育和进化,势必会带来片面的认识。一个主细胞发育成一只多细胞的老虎,其中秘密必须要从主细胞体系中去寻找,这是发育学的内容。大老虎生下小老虎,你认为是断开的,间断中有遗传基因的传递,这就大错大谬啦!大老虎是主细胞生成的,小老虎也是主细胞生成的,两个主细胞是分裂关系,主细胞之间连续而相似,这难理解吗?这是遗传学的内容。主细胞在循环中受不同环境影响,一个进化为主细胞A,一个进化为主细胞B,主细胞A分裂后还是主细胞A,主细胞B分裂后还是主细胞B,这些并不难理解呀。这是生物进化的内容。这样看,神秘感就不存在了。

    粉丝:生命理论的统一性,我想是一个十分重要的问题。能不能叙述的再清晰一些?

    教授:我们周围的世界是和谐统一的,生命是这个世界中的一部分,当然也是和谐统一的。这没有问题吧。

    先看世界,①世界是物质的;②物质间相互作用(力)发生变化或运动;③运动过程有先后顺序和空间分布,都有确定的秩序。因此,世界是物质、运动、秩序三个方面的统一体。三个方面相互联系而不能分割开来。

    再看生命世界,①物质方面:有几十种元素和众多小分子和大分子;②运动方面:在水分子中,众多分子之间靠电磁力相互作用。水分子本身带极性,其中的其它分子都带电荷。不带电荷的分子被排斥在作用之外;③秩序方面:膜内水中各分子化学平衡系统有固定秩序,膜外水中各分子化学平衡系统也有秩序。秩序的本质都是正负电荷的平衡。细胞膜内的秩序平衡是被隔离和保护着的独立小单元,被细胞膜外平衡系统不断变化所影响,使这个小单元秩序多样化,这就是我们看到的生物多样性。

    粉丝:最好着重解释一下,这个地方不好理解。

    教授:生命外在形态与生命的本质所以不容易联系起来,是因为大型生物形态处在宏观范围,本质的部分处在微观范围。我们的感观对宏观熟悉而对微观陌生。多分子这些物质,在电磁力作用下运动,细胞内部化学单元具有固定秩序,这样的变化始终在微观范围,所以对生命现象不容易理解。

    粉丝:我们看到的花鸟鱼虫……与化学单元秩序的多样性有什么关系?

    教授:我们看到的生物都是多细胞生物,多细胞生物只是多种细胞的不同排布秩序问题。认识本质必须从主细胞着手。归根结底,细胞膜外水化学系统的变化,相互作用出细胞膜内封闭水化学系统秩序的多样化,随后又出现体细胞多种秩序的多样化,就是我们看到的花鸟鱼虫。把所有生物都还原成细胞,把所有细胞都还原成膜内外水化学系统,把所有生物都还原为体与境的相互作用,生命世界就被统一起来了。

    粉丝:我看到有的学者说,21世纪将“最终在分子水平实现遗传、发育和进化的理论大综合。”你怎么看?

    教授:遗传的东西不是基因密码,而是细胞体系再现和稳定问题;遗传的稳定性是连续的,而不是间断的;所以基因概念客观上不可能存在。现在的分子生物学通过操作DNA片段来改变生物性状,有其现实意义,这只是以DNA分子为中心的一种研究方法,不是最佳研究方法。如果用分子生物学中的遗传基因概念来理解和综合生命规律,不仅不可能实现,而且越弄越繁杂。即便是把DNA上每一个碱基对都搞清楚了,也不可能真正理解生命。DNA大分子上所反映出来的遗传规律永远小于整体系统的稳定规律。局部永远不能代替整体。因此现在的《分子生物学》仅从分子水平上认识问题,不可能成为理论大综合的基础。

    粉丝:请点出生命世界最核心的问题是什么?

    教授:生命体适应生命境变化是生命世界的核心问题。这就是本书提出的问题,“生命谁做主”?当然是“生命境”做主!

    ——摘自《生命谁做主》第20节《生命理论的统一性》

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草根简介


出生于日本特遣舰队偷袭珍珠港整装待发的时刻,是二战的幸存者。他生活在自人类社会以来变化最大、最快的眼花缭乱的时代。早年,贫穷与饥饿的折磨和医院中的死尸是其一生中挥之不去的记忆。他与共和国一起成长,是接受教育、感受到恩惠的人。其经历使他看到,人类存在的错误是人类的最大敌人。他忧虑人类的未来,因为过去、现在和未来是无法分开的人类整体。所以他只好拿起最不擅长的笔冲向“敌人”,已出版作品有《生命谁做主》、《反思西方医学》、《超猴医学院》及《揭秘血管病》。人类改正固有错误极难,往往要经过上千年的时间。作者虽然已步入暮年,但对人类仍存信心。
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