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《普遍进化论》连载之 13 进化的统一理论

《普遍进化论》连载之 13


第十二章 進化的統一理論


§ 12•1 變尺度時空觀


   空间有不同尺度,时间也有不同尺度。我们现在最多能活100多年,100年相当于31.536億秒。可以說,我们能直接感知的时间在1秒到40亿秒之间。地球形成已有46亿年,相当于14.5亿亿秒。我们今天还很难形成一千年、一万年、地质纪时间变化的直接感觉。我们能看到天空中的闪电、能直接感觉到树木的生长,但不能感觉到长江、尼罗河、亚马逊河三角洲的形成。从数学上看,天空中的闪电、树木的生长、三角洲的形成都是同一类现象,它们是在不同“时间尺度”下的、具有“分支点”的系统。松树、垂柳、白杨、山毛榉的基本形状由它们的遗传基因决定,但每一棵树的树枝如何伸展,每一树枝上何处发芽,是由种种偶然因素造成的。闪电、三角洲的形状也是由种种偶然因素造成的。如果把时间尺度放慢一万億倍,一个闪电就会象一棵树那样缓慢生长。如果把时间尺度放慢一万億倍的一万倍(或更长),那么,一个闪电过程就会象一条大河形成一个三角洲那样地缓慢。
   

   
   
   
   
   
   
   
   (图12•1•1)闪电、树木和三角洲:具有“分支点”的系统
   
   
   
   闪电的形成、树木和三角洲的生长都是演化过程。在不同的空间尺度和不同的时间尺度內,存在着各种各样的演化过程,有进化、有退化、也有循环变化。如果变换时空尺度,我们观察到的演化过程就会不同,这就是“变尺度时空观”。我们以平常的时间尺度观察周围世界,可以看到一个国家的经济发展和政治变化,看到技术的进步,但不易看到一條大河的三角洲的形成和演化,看不到印度板块向欧亚板块的“俯冲式”移动,看不到喜马拉雅山和青藏高原如何崛起。全球性的气温变化,要以千年为“时间尺度”才能比较明显察觉出来。最近一万年以来,每隔一、二千年,地球上的气候有冷热的小幅度波动。4000年前至2000年前,气候转冷,接着升高。从公元第二千纪中期到十九世纪末,由于出现小规模冰川推进,全球气候变冷,比现在气温约低摄氏2度。二十世纪,全球气候变化的趋势日益明显。燃烧煤、石油、天然气,使大气中二氧化碳急剧增加,这是二十世纪全球暖化的原因之一。 以千年作为时间尺度,还能观察到全球气候的小变化。地球表面气候的中等幅度和大幅度波动,一般要以数万年、数亿年作为时间尺度才能察觉出来。“地质纪”就是考察地质变动的一种时间尺度。每一个“世纪”都是一百年,每一个“千纪”都是一千年。“地质纪”长短不一。距今5亿7000万年的“寒武纪”长7000万年。距今1亿9000万年的“侏罗纪”长5400万年。离现在最近的一个“地质纪”成为“第四纪”。“第四纪”开始于250万年前,现在仍属地质学上的“第四纪”。在地质学上,地球表面覆盖着大量冰川的时期,称为“冰期”;两次“冰期”的间隔,气温上升,成为“间冰期”。在“第四纪”中,出现过多次“冰期”、“间冰期”的循环。每隔8至10万年,全球气候会有一次中等幅度的变化,这时,海平面发生明显升降,海陆分布发生变化。北欧一次“间冰期”时,由于海面上升,波罗的海从芬南湾向东南扩展了200公里。气候变化还会引起动植物的迁移,生物带分布的变化,甚至生物的大规模绝灭。恐龙就是在6500万年前由于气候巨变而消失的。空间中的每一个层次都在发生演化,只有在一定的时间尺度下,才能观察到一定空间层次的演化。
   從“變尺度時空觀”看地球46億年歷史上生物的演化。我們可以把把地球誕生到今天的時間(46億年)看作為為一年,也就是把“時間尺度”加以“壓縮”。如果說,地球在1月1日0時誕生,那么,可以說,3月初才出現生命,在7月25日,地球大氣圈中氧氣含量大約是現在的百分之一。8、9、10三個月,真核單細胞藻類、藍細菌大量出現,產生了“氧化大氣圈”。11月7日前后,地球上出現水母、蠕蟲、原始的介殼類動物。11月中旬,是“寒武紀生命大爆發”時代。12月1日前后,海洋中魚類大量產生。12月14日至26日,在兩周時間內,地球是恐龍的世界。12月26日下午8時11分,發生恐龍滅絕事件。直到12月31日,除夕之夜,我們人類才出現。有文字記載的歷史不到一分鐘。
   自11月中旬“寒武紀生命大爆發”以來,至今已發生了五次物種大滅絕,每一次大滅絕都為新的生物物種在地球上大量繁衍開辟道路。11月中旬以來的第一次大滅絕發生在11月27日,消滅了80—85%物種,為海洋清除了大量“過濾性進食動物”(不能運動),為魚類和大型水生爬行動物創造了條件。第二次大滅絕發生在12月3日。第三次大滅絕發生在12月12日。第四次大滅絕發生在12月15日。第五次大滅絕發生在12月26日,發生了恐龍滅絕事件,為哺乳動物的繁盛開辟道路。自12月15日以來(即過去2億多年),平均每100年有90種脊椎動物滅絕,由于人類的產生,使鳥類、哺乳動物滅絕的速度提高了100—1000倍。現在也許處在第六次大滅絕過程中。
   我們很難想象今天以后46億年地球和人類的前途,但如果我們把地球誕生以來的時間仍然“壓縮”為一年,那么,想象下一個46億年後的情況就會清晰地意識到就是在未來一年中的變化。按照天文學家的說法,太陽在100億—120億年後,將耗盡其全部燃料,成為“紅巨星”,太陽將擴大到木星軌道,地球軌道將全處于太陽大氣層中。如果我們把地球誕生到今天的時間看作為(壓縮為)一年,那么,在幾個月後,地球上冰帽將完全融化,海平面將大大上升,云層愈來愈厚,并完全擋住陽光,最終海洋沸騰,大氣逃逸到太空。在未來三、四個月後,地球就已不適合人居住。不過,人類早已經到外星殖民。外星殖民,會使今天作為“單一物種”的人類分化為多個不同物種。
   达尔文在150年前提出“自然选择”的进化论,之所以争论不断,其中一个原因是我们没有象“望远镜”、“显微镜”这样的“时间—空间压缩镜”,而只能用平常习惯的“时间尺度”去想像地球史上数十亿年的变化。空间可以放大、缩小。时间和空间一样,也可以放慢、“放”快。当我们有了适当的“时间工具”后,我们就可以象运用“望远镜”、“显微镜”那样,很容易看到空间中更多层次的演化,包括进化、退化和循环变化,看到分子进化、生物进化、人类的社会进化和思想观念进化。
   

§ 12•2 不同层次的规范


   
   规范是人在从事活动中应当遵循的标准或步骤法则,如语言规范、道德规范、法律规范、技术规范。不遵守语言规范,人与人之间的沟通就会发生障碍。不符合语言规范的句子,别人会听不懂或难听懂。不遵守道德规范的人,就不会取得他人的信任。规范伦理学(normative Ethics)研究伦理上正当行为标准的规则和判断。在伦理学中,规范是指在特定情况下确定某种道德行为的标准。技术规范是人们在培育动植物、生产或制造物品过程中要遵循的标准、规格或程序,不遵守技术规范,就不能实现自己的目标。
   法律规范也是一种规范,与道德规范不同,法律规范由国家的強制力来保证它的实施。美籍奥地利法学家凯尓逊(Hans Kelsen 1881-1973年)是规范法学派的代表人物。他认为,国家是法律规范的体系,法是一种永恒的正义,与政治、经济等社会现实生活无关。凯尓逊认为具体法律是从“最高规范”或“基本规范”依次派生出來的。
   规范概念可以推广到由许多个体或大量个体组成的群体中,推广到巨量分子按一定方式结合起来的聚合体或有机体中。“广义规范”是指存在于一定条件下的群体、聚合体或有机体的内部的确定性的形式、结构、系列或程序。在这里,个体可以指亚原子粒子、原子、分子、细胞、生物个体、个体的人、企业、社团、国家。个体也可以指星系中的一个个星球、宇宙中一个个星系。对国际社会来說,国家就是个体。对星系来說,星球就是个体。对宇宙来説,星系就是个体。在“规范”存在的情况下,个体与个体间的结合、组合、排斥、协调的关系会严格按规范或大体按规范自动发生。规范化使高一层次的“个体”产生低一层次“个体”所没有的“涌现特性”,而且由于规范化,这种“涌现特性”会自动发生。可以說,规范化带来自动化。
   在亚原子世界中,每个质子、中子都由三个夸克组成。每个介子都由二个夸克组成。这种确定性的组成方式就是一种广义规范。在原子世界中,不同元素的原子都由原子核和绕核运动的电子组成,原子核帶有正电,电子帶有负电。电子的数量与原子核帶有的正电数相等。例如,氫原子的原子核是1个质子,氫原子的原子核帶的正电数是1,围绕氫原子核旋转的电子只有1个。氦原子的原子核由2个质子、2个中子组成,氦原子的原子核的正电数为2,氦原子外层有2个电子。原子的这种确定性的组成方式也是一种广义规范。当原子失去电子或得到电子而不符合“电子的数量与原子核帶有的正电数相等”这一规范时,原子就成了离子。
   在我们地球上,存在数千万、数万万种物质,这些物质大多数以固态、液态、气态状态存在。它们都是由数十种元素的原子结合而成的。原子与原子结合成分子。分子与分子又进一步结合、聚合,形成各种大分子和分子量达数十亿至数万亿的巨量大分子。物质多样性和世界多样性的根源是原子、分子结合、聚合方式的不同以及大分子(特别是巨量大分子)时间-空间结构的不同。这种不同的结合、聚合方式和不同的时间-空间构形,就是不同的规范。
   
   
   
   
   

§ 12•3 “构件”和“模块”


   
   在人类制造物中,零件、元件就是规范化的“构件”。同样的零件、元件,数量不同、装配不同,就可以组成不同的产品。同样的砖、钢材、门窗、螺丝钉和其它建筑材料可以建造出各种各样、形形色色的高楼大厦。这种情况在生物界中到处存在,所有细胞都是由“化学构件”-----水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和其他一些有机物----所组成的。这些“化学构件”组成各种细胞的膜、核糖体、染色体、微管、微丝等“初级生物构件”。这些“初级生物构件”又进一步组成细胞核、线粒体、叶绿体、內质网、溶酶体等“二级生物构件”----细胞器。形形色色的细胞可以视为“三级生物构件”。对生物和人类制造物來說,规范化的“构件”称为“模块”,这种“构件装配”----自然装配和人工装配,叫做“模块化”。模块化造成了四大后果:

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