大家
[发表评论] [查看此文评论]    严家祺
[主页]->[大家]->[严家祺]->[《普遍进化论》连载之 3]
严家祺
·严家祺:东风 · 旋风 · 西风 · 福利风
·严家祺:《创造“多元文明”的五个半人》
·严家祺:《一个非基督徒对神的信念》
·嚴家祺:日本電影《禪》觀感
·关于“第三千纪基督教”
·五个半人
·“跨千纪”的对话
·從科學角度看教廷與“進化論”和解的意義
·人性的普遍性
·“人本主义”的三項原则
·民族主义存在和消亡的四大因素
·論“主義”(2008-8-10)
·从脑科学的角度看“主義”
·从脑科学看宗教的大智慧
·從『腦科學』看『宗教大智慧』
·从脑科学看“自由主义”、“共产主义”、“保守主义”、“存在主义”、“解构主义”
·严家祺:《人类社会的“动物政治”》
·从北非革命看“板块政治”(《动向》2011-4)
·
《首脑論》(1986)书摘
·
·《首脑論》目录
·首脑論旧序新注
·
《霸权論》(2006)书摘
·
·严家祺《霸权论》的主要观点
·《霸權論》9章81節287頁全部書稿
·《霸權論》書頁中另行排版的85句短文
·《霸权論》目录和序
·1·1国家是一种活的“行为体”
·1·2“人——马系统”的智力和能力
·1·3“巨系统”和涌现特征
·1·4目的:“未来实现的事”对“现在的行为”有约束性
·1·5无脑动物、有脑动物和理性水平的高低
·1·6从“水母群体”到“极权体系”和“遥控机器人群体”
·1·7自主行为系统的层级与交错
·1·8兩个“自我”
·1·9“狡詐”是“政治行為體”的重要特徵
·2·1从“国家有机体論”到“地缘政治学”
·2·2 2·3每一个“國家”都有一个極难改變的「地緣環境」
·2·4「國家行為體」的模型
·2·5躯体的萎缩是拜占廷走向灭亡的重要因素
·2·6 2·7動亂:「國家動物」的「情緒爆發」
·2·8 動物的群聚和人的群聚
·2·9國家的“動物性”和“板塊性”
·3·1古代世界地图的变更
·3·2波兰的“再生”和“国土”的平移
·3·3 3·4 3·5 3·6国家的扩张、分裂、解体、倂合和一体化
·3·7国界的人为变动
·3·8“大马士革——哭墙”分界线
·3·9中日东海专属区的划界问题
·4·2狭义与广义战争
·4·3戰爭能量與戰爭意志
·4·4军事行为体的六项构成
·4·5 4·6軍力流動論
·4·7点目标和点击战
·4·8 4·9政治動物間的溝通障礙
·5·1三代國際體系
·5·2地域政治:離心力與向心力
·5·3「體系」與「國家」間的「中間態」
·5·4 島國主義與內陸主義
·5·5均勢平衡者角色
·5.6國際體系的簡化模型
·5.7國際體系結構的要素
·5.8國家間的四種作用力
·5.9國際體系的四項特徵
·8·1太空的范围和划分
·8·2航天时代
·8·3"高边疆”战略
·8·4太空资源和太空工业化
·8·5单向透明战场
·8·6太空战
·8·7NMD和TMD
·重贴:《霸权论》『全能战争网』和『战争脑』
·外星殖民:太空事业是全人类的事业
·國際秩序與國內秩序在表現形式上的区别
·太平洋五大板塊
·关于主权、主权权利和南海裁决
· 为何仲裁庭無權裁决南海那些问题
·南海的四种海域
·海牙仲裁庭的两项法律错误
·
新贴文章
·
·人的『理性精神』和人的『动物精神』
·政治十年一变(东部论)
·2001年对中国『卷入全球经济』的预测
·严家祺谈钱钟书——致北京友人书
·怎样看待中国金融的『世界接轨』?
·文革三大根源
·五十年後谈文革 香港《信报财经新闻》
·“老红卫兵”遇到了“新问题”
·《文革十年史》资料搜集记
[列出本栏目所有内容]
欢迎在此做广告
《普遍进化论》连载之 3

《普遍进化论 ------ 分子进化 · 生物进化 · 社会进化 · 精神进化的统一理论》连载之 3


第二章 分子構象和分子進化


§2•1 小分子世界


   我们每一个人,生活在人类世界中,看到的人类世界的景象,肯定与一只松鼠、一只蜜蜂看到的人类世界大不相同。所谓“鼠目寸光”、“狗眼看人低”,讲的就是这个道理。一个人观察松鼠世界、观察蜜蜂世界看到的景象,也肯定与松鼠眼中的松鼠世界、蜜蜂眼中的蜜蜂世界大不相同。人类与动物不同,人类能用显微镜、望远镜观察人类肉眼看不到的世界,而且,人类还能用理性分析的工具使观察的结果更正确、更精细。人用肉眼看不到原子分子,但人可以用电子显微镜、用理性分析形成原子世界、分子世界的图像。在本书中,当我们每到一个世界——原子世界、小分子世界、大分子世界、病毒世界、细胞世界、动物世界、人类世界、星云世界時,我们就把自己的身体缩小、放大到那个世界中“个体”的平均大小,用观察工具和人类理性去看那个世界。
    现在我们进入小分子世界。

   小分子世界最见的“个体”有氢分子、氧分子、水分子、二氧化碳分子、硫化氢分子、氨分子等等。小分子世界分子的种类非常多,我们不可能“游览”每一种小分子世界,就是“游览”三、四种也要化去我们大量的宝贵岁月。在这里,让我们自己的身体缩小到一个“水分子”大小,先“游览”一下水分子世界吧。
   水分子由一个氧原子和兩个氢原子组成,氧原子与氢原子是共价键结合的。水分子外形呈V字形,氧原子位于V字形的“鈍角”处。兩个氢原子和氧原子所形成的键角——V字的“鈍角”大约105度。在氧原子背向氢原子的一侧,有兩个帶负电的电子云。这些电子云吸引邻近水分子中的氢核形成“氢键”(hydrogen bond,见图2•1•1)。
   
   
   
   
   (图2•1•1)水分子模型和水分子之间的“氢键”
   
   
   
   
   一般的液体,分子作无规则运动。由于水分子之间的“氢键”的作用,部分水分子会缔合在一起,使水分子在液态時也彼此紧紧地粘在一起。当水结成冰或雪時,每个水分子都以氫鍵与另外四个分子相连,形成晶格结构。由于水分子的V字型形状和氫鍵的作用,水分子结晶時遵循一種不变的法则:水分子会移动到晶格结构的固定位置上,填入空位,形成雪花的辐射对称的「手臂」。雪花有多种形状——片状、星状、柱状、针状、树枝状等等,这些差异是由于雪花在大气中生成時的种种偶然因素——造成的。用遗传学的术语來說,六角形雪花千姿百态,是“大气水”凝结時的“表现型”,雪花呈现六角形对称,其根源则在于“水分子”有相同的“基因型”。
    在下大雪時,大气中的“水分子”依靠化学键的作用能形成数以亿亿计的、形状各异的六角形雪花。这与成千上万病毒的复制、细胞內蛋白质的合成,在许多方面非常不同,但在特定条件下“自动发生”这一点上是完全相同的。前者是“小分子世界”的现象,而后者是“巨量大分子世界”的现象。
    不同分子有不同形状,有不同的性能。当海水蒸发時,就生成食盐晶体。当食盐(NaCl)和硫酸(H2S04)反应時,就会生成氯化氢。当氯化氢溶于水時,氯化氢分子就电离为水合氢离子和氯离子。这些过程就象一朵朵六角形雪花“自动发生”一样,用不到人去一一关注,是必然发生的。今天,我们为细胞內蛋白质的生成过程惊叹不已,但不会有人为“小分子世界”中的数以亿亿计的雪花的形成、食盐的结晶而惊奇了。
   

§2•2 生物的三重复杂性


    无论是生物还是非生物,有固态外形的“个体”存在物,都至少有兩层结构:一是“整体结构”,二是“组件结构”。对生物來說,一种生物物种的“整体结构”就是它的“躯体构造”,而“组件结构”可以是“器官结构”,但“组件”的“组件”的基础就是它的“细胞结构”。对非生物物件來說,“整体结构”就是“物件结构”,而“组件结构”有的还可以进一步分解,“组件”的“组件”的基础就是它的“原材料结构”。波音747飞机有数百万个“组件”,不同“组件”的原材料“不同”,有金属材料、合金材料、玻璃、塑料等等,这些“原材料”的结构各不相同,而波音747飞机的“整体结构”则不同于其他型号的飞机,更不同于汽车、电风扇、水坝。
    一架飞机的“整体结构”已经非常复杂,但它的“组件结构”, 金属材料、合金材料、玻璃、塑料等等,每一种都不复杂。金属材料、合金材料、玻璃、塑料的分子结构都十分清楚。对生物來說,如人体结构极其复杂,人的大脑更为复杂,就是“组件结构”——“细胞结构”也极为复杂。即使单细胞生物,它的“细胞结构”也极端复杂。
    如果說,非生物物件的复杂性主要来源于“整体结构”的复杂性,那么,可以說,生物的复杂性與三重复杂性有關:一是数以亿万种不同物种的生物个体的“整体结构”的复杂性,二是形形色色“细胞结构”的复杂性,三是生命具有“動態結構”。
   
   
   
   
   
   (图2•2•1)大肠杆菌的复杂性远远超过波音747飞机
   
   
   
   一切复杂性起源于“对称性的破缺”,而多次疊加會使復雜性愈來愈復雜。当氢原子有核和核外电子的“不对称性”時,当水分子有V字形的“不对称外形”时,我们周围世界的复杂性就开始萌发。今天,人们仍为生物的生长、胚胎的发育、为一个受精卵的细胞分化过程感到惊奇万分,却对千姿百态的、一朵朵雪花的自然发生而习以为常。事实上,这兩者都是“对称性的破缺”的结果。在呈V字形的水分子的“鈍角”处,在氧原子背向氢原子的一侧,有兩个帶负电的电子云(见§2•1)。如果我们把这一部位称为水分子的“鈍角部”,把兩个氢原子所在的部位称为“手臂部”,那么,我们可以說,一个水分子就象一个细胞、一个生物一样有不同的“躯体部位”。 一个细胞、一个生物体比一个水分子复杂亿亿万万倍。既然一个水分子能“自动构建”自己的“鈍角部”、 “手臂部”,大量水分子的聚集在一定条件下能“自动构建” 冰晶雪花,那么,为什么一个细胞、一个生物体不能“自动构建”自己的不同部位——细胞核、线粒体、头、嘴、鳍、翅膀呢?一个细胞、一个生物体“自动构建”自己的不同部位的能力,不过是“小分子世界”个体“自动构建能力”的经过亿亿万万次发展的发展而已。
   在自然現象和人為現象中,疊加會造成“復雜化”,多次疊加會造成非常復雜的現象或形態。地球繞太陽運動,月球繞地球運動,在太陽為靜止的坐標系上觀察月球運動,就不是簡單的圓周運動,而是兩個圓周運動的疊加。如果有人在月球表面上踢足球,那么,在太陽為靜止的坐標系上觀察足球運動的軌跡,就非常復雜了。三次疊加就會形成非常復雜的結果。當一位廚師把一塊生面團用搟面杖搟成薄片,折疊、再搟成薄片,再折疊,生面團上起始各個部分就會在多次折疊過程中,發生位置的復雜變化。這種變化也是多次疊加造成的變化。实际上,在“巨量大分子世界”中,生命體有各種各樣的形狀,與“小分子世界”中,“小分子”有各種各樣的形狀,有着相同的根源,前者是后者多次疊加的結果。水牛角不同于鹿角,正是在多次疊加過程中發生的。在“巨量大分子世界”中“自動發生”形成某種特定形狀的、能大量復制的個體——各種各樣的生命體,與在“小分子世界”中,“自動發生”形成某種特定形狀的、能大量復制的個體,如雪花和食盐晶体,也有着相同的根源。由于多次疊加,生命體的復制比雪花和食盐晶体的復制復雜了億萬倍。
    運動也可以看作為結構,即動態的結構。生命還有第三重復雜性,這就是生命的“動態結構”(運動)不同于無生命物體(包括機器人)。無生命的機器人能作自主運動,有些情況下機器人的運動也象生物運動一樣不可預測,但無生命物體都不能完全自己復制自己,唯有生命體有自我復制的能力。
   

§ 2•3 巨量大分子的建筑物


   结构是物质在时间和空间中的分布。结构有三种,一是空间结构。分子结构、晶体结构、建筑物的结构,是空间结构。二是时间结构。振动、摆动、旋律、节奏是时间结构。三是时空结构。电磁波、海浪、龙卷风、活的生物膜、海洋中的鱼群、舞蹈和戏剧有各种时空结构。时空结构是动态结构。雪花的形成、细胞中蛋白质的生物合成、胚胎的发育、花朵的开放、自动化工厂中产品生产过程,都是动态结构。
   我们周围世界之所以丰富多彩,是因为(1)分子和分子聚合物的多样性和个体性。(2)空间的多层次性。不同个体的组合,在高一级层次上又形成了新的个体。(3)许多个体具有变化多端的时空动态结构。
   在“小分子世界”,也充满多樣性。对许多简单化合物來說,虽然由相同元素的同样多的原子结合成为分子,因原子排列方式不同仍可形成不同的化合物。这些化合物称为“同分异构体”(isomerism)。如乙醇和二甲醚具有相同组分,相同分子式( C2 H6O ),但由于结构不同,它们的化学性质不同(图2•3•1)。
   
    H H H H H-C-C-O-H H-C-O-C-H
    H H H H
    乙醇 二甲醚
   (图2•3•1) ( C2H6O )的两种同分异构体
   
   
   
   
   
   (图2•3•2)乙醇的分子结构
   
   
   在地球上,生命体中都包含着碳(C),氢(H),氧(O),氮(N),磷(P),硫(S)六种元素。碳原子与碳原子之间、碳原子与一些非金属原子(氢、氧、氮、氯)之间能形成很强的化学键。碳原子连在一起可以形成链或环。碳原子还能无限地相互连接而形成长链。链或环就可以成为“碳基大分子”的“分子骨架”,使碳和其他多种元素能生成各种各样的聚合物。水分子中只包含三个原子,“碳基大分子”可以包含几千、几万、几百万个原子。可以说,地球上的生命是“碳基生命”。碳基聚合物的多样性,正是生命产生的重要前提。
   碳基聚合物有极其多的多样性,拿多糖来说,多糖可由多达10000个单糖单位连结而成,多糖分子在大小,结构复杂性和糖的组成方面变化很大。王金发在《细胞生物学》一书中說,3个同样的己糖(葡萄糖或半乳糖)可以构成176种不同的三糖。3个不同种类的单糖,所能构成的异构体数目达1056个。血浆糖蛋白中一种常见的糖链————由1个岩藻糖、2个半乳糖、2个神经氨酸、3个甘露糖、4个N-乙酰氨基葡萄糖等12个单糖组成的一條糖链,可以有1亿亿亿个(1000,000,000,000,000,000,000,000个)异构体。1个异构体可携带1个信息,这么一條糖链所携带的信息就多到天文数字。

[下一页]

©Boxun News Network All Rights Reserved.
所有栏目和文章由作者或专栏管理员整理制作,均不代表博讯立场