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标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度 [打印本页]

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:47
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第142篇  《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度《目录》
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net

第142篇  《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度《目录》
第143篇  获得性遗传理论发展历史
第144篇  关于获得性遗传问题的争论
第145篇  生物进化论的发展
第146篇  适应性突变
第147篇  复杂理论在获得性遗传问题中的应用
第148篇  物种如何飞上新的适应性山峰
第149篇  现代进化论者的预适应理论
第150篇  卢里亚的生平
第151篇  细菌基因突变研究的现代内容
第152篇  “转座子”基因使获得性遗传理论得以确立
第153篇  麦克林托克的生平
第154篇  介绍《情有独钟——麦克林托克传记》
第155篇  细菌遗传物质的现代研究
第156篇  “相容突变”与“不相容突变”

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:47
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第143篇  获得性遗传理论发展历史
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
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一  获得性遗传理论发展的第一个阶段
生物进化的理论最早是由拉马克提出来的。拉马克的进化理论主要内容是说：
（1）一切变异（获得性状）的原因在于环境的影响或者器官的用进废退。
（2）凡两性所共有的获得性状都可以传给后代。
（3）获得性遗传是普遍适用的法则。
拉马克的这个理论被后人总称为“获得性遗传”。在不同的自然环境中，生活着不同形态功能的生物，这是人们最简单的经验事实。因此，拉马克的获得性遗传就是这种感性认识的第一次总结。这也是获得性遗传理论发展的第一个阶段。
后来，达尔文通过调查，积累了大量资料，用事实证明了物种形成与自然环境的关系。这是获得性遗传理论发展的第二个阶段。
第三个阶段是米丘林阶段。这是获得性遗传理论的实践阶段。米丘林通过对植物的实际培育，改变了植物的性状，使南方的植物可以在寒冷的北方生活。
但是，获得性遗传理论并未因此而获得真正的胜利。原因是DNA双螺旋结构的发现和中心法则的确立。中心法则指明，生物性状是有DNA中储存的信息决定的。并且是有
DNA——RNA——蛋白质
的方向表现的。我们应该承认，分子生物学水平的基因理论是成功的。因为这个理论使人类在实践中可以主动地改变生物的性状。而且这种改变不是几年、几十年，更不是几千年、几万年。人类可以利用这个理论，在几十天、几天，甚至几个小时内实现对生物性状的改变。这种时间与空间的巨大差距，不能不使人们基因理论。基因理论和中心法则可以说是获得性遗传问题发展的第四个阶段。这个阶段是对获得性遗传的完全否定。这个否定是这样迅速和彻底，使获得性遗传几乎不再被提起。除了在讲述生物进化论的时候才会提起。实际上是在讲一段历史。然而，事情并没有真的到此结束。反转录酶的发现使获得性遗传问题的争论重新开始。实验证明，遗传信息的传递不只有DNA——RNA——蛋白质这一个方向。现在，实验证明RNA——DNA方向是客观存在的。这个事实只是一个开端，它使人们打破了对中心法则的迷信。思想一旦得到解放，什么样的方案都不是不能设想和接受的了。很快，人们就用设想填满了DNA、RNAH和蛋白质这三个因素之间所有的联系通道。这三个物质之间处于完全平等的相互作用的链条关系。这个关系如果成立，中心法则即告失败。因为获得性遗传是被中心法则击败的，所以，中心法则的失败将使获得性遗传问题重新获得解放，重新成为研究和讨论的对象。
在本文中，我们其实并不特别关心获得性遗传的理论是否能为人们所接受。我们所关心的是，通过生物进化论方面的这场斗争，能否为我们提供一个生命是一个复杂的物质系统的证据。在基因理论中，生命不是一个复杂的物质系统。生命只是一个具体的单一的DNA这个大分子物质。这个大分子当然也很复杂，但是，不论它多么复杂，最终还是一个简单物质，而不是复杂物质系统。由反转录问题开始，人们认识到生命是DNA、RNAH和蛋白质这三个物质之间的相互作用决定的。这个认识的进步有两点意义。一个是将生命物质从一个“DNA”扩大到三个，即DNA、RNAH和蛋白质。这个数量的简单的扩大，是我们从“生命是一个简单物质”的概念，向“生命是一个复杂物质系统”概念的转化和进步。第二个意义是，三个物质之间相互作用的链条关系，是我们认识生命系统中复杂相互作用的网络关系的开始。这些问题是本文注意的重点。也就是说，我们认为关于获得性是否遗传的生物学争论，也在证明生命不是DNA这么简单的物质，而是个复杂的物质系统。  
现在，不仅RNA与DNA之间的反转录关系，是已经得到实验证明的事实，而且也已经有事实证明蛋白质确实可以作为遗传的信息源，这就是关于疯牛病的研究。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:48
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第144篇  关于获得性遗传问题的争论
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
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http://rcs.wuchang-edu.com/Resource/Book/Edu/KPTS/TS009036/0084_ts009036.htm
一  何谓获得性遗传？
从拉马克提出获得性遗传，至今已近两个世纪，有关此问题之争几经兴衰，但在相当长一段时期里，争论的双方只是在打混战，而不是从什么是获得性这一根本问题出发。
先看看这样一个例子。家鼠中有个体大的大鼠，属名是Rattus，有个体小的小鼠，属名是Mus，这两个属的家鼠各有各的遗传性，彼此之间不杂交。这种个体大小性状是由不同的生长素所决定的，大鼠能产生效应大的生长素，从而个体较大。有人将大鼠的生长素基因，应用遗传工程的手段转给小家鼠，结果小鼠获得了个体大的性状，而且这种性状能一代一代地往下传。
小鼠新获得的大个体性状是不是获得性？上述例子是不是获得性遗传的例子？如果仅从字面上讲，上述例子不仅支持有获得性，而且支持获得性遗传。这正是以孟德尔遗传学为基础的现代分子遗传学的必然结果。如果这就是获得性遗传，那么在是否有获得性遗传的问题上就不存在任何争论。但是，反对获得性遗传的学派认为这不是获得性遗传，因为小鼠获得的首先是基因，其次才是基因表现的性状。支持获得性遗传的学派对此倒也不尽满意，认为此例中小鼠固然获得了遗传的新性状，但他们所指的获得性遗传却并不是这个意思。那么，矛盾的焦点在哪里呢？
获得性遗传是拉马克在1809年出版的《动物哲学》中首先提出来的。这位进化论的先驱坚定地反对“神创论”和“不变论”，不仅提出物种是逐渐由低级向高级演化的进化观点，而且还提出生物进化的动因——用进废退与获得性遗传。关于后者，拉马克认为：“在自然环境的影响下，也就是在某一器官更多使用的影响下或者在某一部分经常不使用的影响下，使个体获得或失去的一切，只要所获得的变异是两性所共有的，或者是产生新个体的两性亲体所共有的，那么这一切变异就能通过繁殖而保存在新的个体上。”关于用进废退和获得性遗传的最有名的例子是长颈鹿。长颈鹿以树叶为生，据化石记录揭示，古代长颈鹿的颈子比现代长颈鹿的要短得多。在生存竞争中谁的颈子长，谁就能吃到更多的树叶，而为了吃到更高处的树叶，长颈鹿就拚命伸长颈子，久而久之，它的颈子就真的更长了。这种长颈子性状就是获得性，它是通过“更多使用的影响下”产生的，而且这一性状还能一代一代往下传，每一代都在努力伸长颈子，这样颈子每一代都比上一代长一点，以致现代长颈鹿的颈子竟有长达6米的。归纳起来，拉马克认为：(1)生物的性状是由环境决定的，而决定方式是走向变异，即一定的环境刺激生物发生一定的变异，从而适应环境，更好地生存，这就是获得性。(2)生物在后天环境中获得的性状是可以遗传的，这就是获得性遗传。
定向变异如果在伸长颈子这一点上还解释得通的话，那么对生物保护色是如何产生的这一问题就很难解释了。枯叶蝶为什么是土黄色？长颈鹿身上为什么会有花斑？野兔为什么会在不同的季节有不同的毛色？这些问题都不能用定向变异加以解释。此外，关于性状是怎样遗传的这一问题，拉马克当时完全不知，因为作为科学的遗传学当时还没有诞生。尽管如此，拉马克还是不失为一个伟大的生物学家，他第一次提出了系统的进化论。
二  获得性遗传的早期争论
达尔文接受了拉马克的获得性遗传观点，并在此基础上提出了自然选择学说。达尔文认为环境有两种作用，一是诱发变异，包括一定变异（即定向变异）和不定变异，二是选择变异。不定变异指的是非对应关系的变异，如环境对生物体色的作用就是产生不定变异。在环境的作用下，生物体有可能出现各种体色，从是否适应环境的角度看，有的适应，有的不适应。那些具有保护色的生物，能更好地隐蔽自己，能生存下来，繁衍后代。而其他体色的生物，很容易被敌害发现，不能保存自己而被淘汰，这就是自然选择。获得性遗传加上自然选择以后，各种现象基本上都能解释了。达尔文本人最伟大的贡献是提出了自然选择学说，他自始至终强调不定变异，强调自然选择，但他自始至终都没有放弃获得性遗传观点。
对于性状是如何遗传的，达尔文于1868年提出了泛生说。他认为：“身体的某些部分直接受到了新生活条件的影响，因而放出改变了的芽球，这种芽球被传递给后代，按照普通的观点，无论是对胚胎、幼体或成体，发生作用且变化了的生活条件为什么能引起可以遗传的变异，是不可理解的。……但是，根据我们的观点，我们只是假定某些细胞最后在构造上改变了，并且这些细胞放出了同样改变的芽球。”在达尔文看来，每一个能够各自独立变化的性状，是同一种物质载体连结在一起的。发育中的生物体的每一个细胞都能产生无数个细小的颗粒，它们是彼此不同的，负责一个个性状和器官的形成，这些颗粒即芽球，能以不同的速度各自独立地繁殖，每当细胞分裂时，它们就进入子细胞并能在身体里自由流动，在生殖时进入生殖细胞并传递给后代。如果某一种芽球的数目多于另一种芽球，那末由前者所决定的性状就愈突出，否则就愈不显著。达尔文不仅完善了进化论，而且完善了获得性遗传，以致获得性遗传广为流传，如海克尔，赫胥黎等都对此深信不疑，直至今日还有不少拥护者。
第一个出来反对“获得性遗传”的是德国生物学家魏斯曼。他做了一个在生物学史上十分著名的切断老鼠尾巴的实验，实验连续进行了22代，共做了1592只老鼠。然而，第23代老鼠仍然长有尾巴，也就是说老鼠后天获得的无尾性状不能遗传。1892年魏斯曼提出种质说，认为生物体由种质和体质所组成，种质是可以世代连续的，而体质则是逐代死亡的，种质可以产生下一代的种质和体质，但体质并不能产生种质。切断老鼠尾巴只不过改变了老鼠的体质，拉马克所谓因用进废退而产生的获得性，也不过是体质的改变，所以它们是不遗传的。魏斯曼认为种质就是细胞核里的染色物质，胚芽或定子位于细胞核的染色体中，而“定子不是别的东西，而是生殖物质的活的要素，它存在于胚种之中，规定着身体某一具体部位的外形和特殊的发育”。即定子是性状的载体，每一个定子都是一个能够生长，繁殖的自我保持的实体，定子以特殊的型式存在于种质之中。
表面上，魏斯曼的定子理论和达尔文的泛生说似乎差不多，但把定子和芽球同身体细胞的关系加以分析后，就可看出它们间的重大差别了。泛生说认为，芽球受身体细胞的制约，改变了的芽球决定生殖细胞。而魏斯曼认为，定子是决定因子，由它们来决定身体细胞的性状。因此，由于使用或不使用，以及外界影响直接在体细胞中引起的改变，无法对种质施加同样的影响，所以是不遗传的。
1893年斯宾塞就获得性遗传问题与魏斯曼展开辩论，导致第一次“获得性遗传之争”。斯宾塞的命题是“或者存在获得性遗传”，“或者没有进化”，他完全回到拉马克那里，连达尔文的自然选择学说也被他抛到脑后了。为解释获得性遗传，斯宾塞提出了所谓“平衡法则”，认为有机体有一种趋向平衡的企图，从而陷于了目的论。由于当时达尔文的理论已广为传播，在辩论中斯宾塞理所当然地失败了。
早期的获得性遗传之争处于一种混沌状态，因为那时人们还不懂什么是遗传，遗传的是什么。人们看到的只是生物性状。而仅从性状角度看，遗传的例子千千万，不遗传的例子万万千。如果不搞清楚性状是怎样遗传的，那么关于获得性遗传的争论就只能停留在肤浅的层次上。拉马克不懂得有比性状更基本的东西，以为遗传就是性状的延续，所以他认为获得的性状都是遗传的。用斯宾塞的话来说就是：“能遗传的一定表现”，“不能遗传的一定不表现”。达尔文比拉马克看得深，知道性状是次生的东西，是由芽球衍生并通过芽球遗传的。但达尔文认为芽球是性状决定的，所以获得性能遗传。魏斯曼也认为性状是次生的东西，但基本的遗传载体是定子，基本的东西决定次生的东西，次生的东西不能决定基本的东西，所以获得性是不遗传的。早期争论时期可以称为遗传学前期。这段时期孟德尔的遗传学犹如一块被人忽视的璞玉，人们对遗传的认识模模糊糊，拉马克关于环境作用对生物变异的重要性的强调给人们留下了深刻的印象，魏斯曼关于有遗传载体的理论把争论引上了正确的轨道，但种质学说把生殖细胞与体细胞绝对化，不能解释植物的营养繁殖，所以，问题还远没有解决。



三  米丘林学派与摩尔根学派之争
获得性遗传的早期争论，由于人们对遗传认识肤浅，所以并没有大张旗鼓。在米丘林学派和摩尔根学派形成两军对垒以后，由于各个学派对遗传都有了系统的看法，有关获得性遗传的争论才处于高潮。米丘林学派继承了拉马克的学说，主张获得性遗传，但这个学派并不认为所有新获得的性状都能遗传。有时环境条件的改变对有机体的影响不深刻，不能引起有机体代谢类型的改变，此时的性状改变就是不遗传的。摩尔根学派继承了孟德尔的学说和自然选择学说，反对获得性遗传，但他们并不认为所有新出现的性状都不遗传，那些因基因改变而引起的性状改变就是遗传的。看上去两派似乎是相容的，实际上争论更尖锐、矛盾更复杂了。
米丘林学派承认性状遗传是有其基础的，如李森科所说：“遗传基础并不是某种特殊于躯体的，能自身繁殖的物质。凡能发育、能变成有机体的细胞，就是遗传基础。在这个细胞中，各种不同的细胞器的作用是不同的，但没有一个细微部分是不发育的，不进化的。”他们认为：如果承认有遗传物质，那么有机体内的任何活的物质，包括有机体的每一个组成部分都是遗传物质。这就是说遗传性并不是某一种物质的特性，“根本没有，也不可能有专门负责‘遗传’的遗传器官，就如同没有专门的生命器官一样”。性状改变必然是生物体某一部分改变的结果，既然生物体的每一个组成部分都具有遗传性，所以获得性必定是遗传的。
摩尔根学派认为遗传的物质基础是基因，除基因以外的其他组成部分都是受基因控制、与基因相互作用的。基因决定性状，而不是性状决定基因。除非性状的改变是因基因改变而引起的，否则，新获得的性状是不遗传的。因为摩尔根学派认为有专门负责“遗传”的物质——基因，所以，实际上他们否定了米丘林学派意义上的“获得性遗传”。事实证明遗传基础的确是特殊于躯体的、能自身繁殖的物质，支持获得性遗传派再次败北。
在此期间定向变异再次被提出来，由于对定向变异及其遗传问题两派理解不同，所以争论得相当激烈。米丘林学派有很多定向变异的例子。如米丘林培育抗寒果树的实验，他通过把生长在南方的果树逐步北移，使果树在寒冷环境的作用下逐步获得抗寒性，成功地将杏北移了1400多里，将樱桃北移了1000多里。又如人工饲养的家禽家畜可以用定向培育的方法提高其经济性状，母牛通过不断挤奶，可以培育出产奶量高的品种。在微生物方面也有不少例子，抗药性细菌似乎就是在经常接触抗菌素的环境中出现的，耐高温细菌也是通过在高温条件下培养而获得的。在米丘林学派看来，这些例子和人体经常锻炼而肌肉发达一样显而易见，是一种定向变异。而摩尔根学派则认为，环境引起的变异一般为不定变异，有机体与环境的统一是定向选择的结果。如生长在南方的果树有喜温特性，但它也可能经突变而产生抗寒的后代。果树在北移过程中，大量实生苗抵抗不住严寒而被淘汰，只有少量获得成功，严寒不是培育而是选择了果树。根据同样的原理可以解释家禽家畜育种、抗药性或耐高温细菌的筛选，而锻炼导致肌肉发达这样的定向变异，由于不能改变有机体的基因型，所以是不遗传的。对这些例子两派似乎都能解释，所以争论维持了相当长的一段时期，其余波也曾影响到我国遗传学界。
现在看来，以往所认为的走向变异基本上是定向选择的结果。至少，“影印培养”证实抗药性细菌的产生就是如此，这一点已成定论。那么是不是绝对没有定向变异？有人用链霉素处理眼虫（E.gracilis），眼虫就永远地丧失了叶绿素，这种个体能在适宜的培养液里生长、繁殖，其后代也缺乏叶绿素。链霉素定向地诱发无叶绿素眼虫，但这不是拉马克意义上的定向变异，因为很难看出这种变异有什么适应意义。遗传工程也能产生“定向变异”，如前面提到的小鼠转变为大个体，但这也不是拉马克学说或米丘林学派所指的定向变异。
四  从分子生物学角度看获得性遗传
从分子生物学角度看获得性能否遗传，其焦点在于蛋白质和核酸的关系究竟如何。遗传学进入分子阶段后，基因的本质是核酸已被证实，任何能遗传的变异都是核酸的变异已被公认，获得性遗传的问题似乎不再具有争论的价值了。克里克的中心法则似乎给获得性遗传判了死刑。他认为遗传信息只能按DNA→RNA→蛋白质的方向传递，只能是核酸决定蛋白质，而不能由蛋白质决定核酸。由于生物的一切性状都与蛋白质有关，而蛋白质不带遗传信息，既不能通过本身的复制传下去，又不能经蛋白质→核酸传递，所以，获得的性状是无法遗传的。反转录的发现证明有RNA→DNA传递的过程，但这并没有推翻中心法则，因为RNA和DNA本来就可杂交，有的生物就是以RNA为遗传物质的，以RNA为模板合成DNA就不是那样不可思议了。
不过，反转录的发现并不是对“获得性遗传问题”完全没有影响。最初发现反转录仅存在于某些RNA病毒的生活史中。我国已故生物学家童弟周曾给金鱼卵注射鲤鱼的mRNA，培育出鲤尾金鱼，似乎说明在鱼类中也有反转录。80年代以来莱得等发现在高等生物——哺乳动物的细胞中也有这种反转录过程，从而揭示这种反转录现象也许是普遍存在的。沙默斯等对鸭乙型肝炎病毒的研究揭示了一个更有趣的现象，这种DNA病毒在繁殖时要经过DNA→RNA→DNA，似乎走了一段弯路，然而却启迪人们思索生命的历程。是不是在生命早期先有RNA后有DNA？是不是DNA原本就是由RNA合成的？这种历史的遗迹虽已淡漠，但却实实在在地存在，而在鸭乙型肝炎病毒的“个体发育”中，还出现了原始过程的重演。由此又会使人进一步思索，作为生物活性的体现者蛋白质又怎么样呢？
在蛋白质和核酸知识都已相当丰富了的今天，可以清楚地看出，生命活动不能没有蛋白质，核酸没有蛋白质的帮助不能复制，只有核酸不能成为生物。原始生命可不可以只有蛋白质？福克斯加热各种氨基酸的混合物得到了类似蛋白质的颗粒，这些颗粒具有原始酶类的活性，在水中和盐溶液中能聚集成具有双层膜结构的微球体，并能通过出芽来“繁殖”自身。这种微球体虽不能看成是原始生命，但表明原始生命有可能以简单蛋白质聚合体形式存在。而如果原始生命只有蛋白质，那么它的遗传信息是什么？怎样遗传？这些都是难以回答的问题。但是，近年来鲁特—伯伦斯坦提出了氨基酸配对假说，认为蛋白质也能携带遗传信息，并通过氨基酸配对复制遗传信息，而且原始生命系统是RNA和蛋白质共存的系统。那么在现存生物中一定会有蛋白质→RNA的遗迹，就像在鸭乙型肝炎病毒中出现重演律一样。也就是说从分子生物学角度看，获得性遗传哪怕罕见，却应是存在的。然而，至今尚未发现有蛋白质→RNA的证据。不过，近年来发现羊瘙痒病原体，或慢病毒（prion），证明是一种只含蛋白质的颗粒，引起了人们的极大兴趣。是不是这种病原体就是以蛋白质为遗传物质？其中有没有蛋白质→RNA的过程？这些都不清楚，但却不排除其可能性。科学研究往往会发现出人意料的结果，所以这些都只是猜测。 不过，获得性遗传问题以后也许还会被讨论。但需要记住，把原始生命中发现的情况简单地外推到现代极其复杂的高等动植物，应该特别慎重。
（陈建华）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:49
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第145篇  生物进化论的发展
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
基因理论的中心法则说生物体的结构是由体内的基因决定的。当用这个理论来认识自然界中的生物时就发生了茅盾。一个已经被大家接受的事实是，自然环境是不断变化的，随着自然环境的变化，不同时代的生物也发生了不断的变化。这样，如果同意中心法则是正确的，就得承认决定生物机体不断变化的基因组也是不断变化的。而且，这个变化不是“随着自然环境的变化”来变化，而是在自然环境变化以前就已经知道了自然环境将要发生的变化，所以才可能在自然环境还没有发生变化以前制定好未来基因变化的程序。这样，就使基因理论进入唯心主义范围了。因为这个超自然的决定者只能是神，是上帝。在本片文章中，我们将用系统论的思想说明在不断变化的外环境中，系统如何永远保持最大适应度的。
一  生物进化论的发展
为了进行上述问题的讨论。应该先了解在生物进化方面我们已经有了哪些知识。为此，我们从网上下载一篇文章，供大家学习。文章的题目是《生物进化论的发展》。
《生物进化论的发展》
毛盛贤
http://www.pep.com.cn/200406/ca454096.htm
在生物进化研究中，要阐明两个主要问题：一是进化历程，二是进化机制。
至20世纪60年代中叶，主要是由古生物学家、胚胎学家和系统学家研究第一个问题，群体遗传学家研究第二个问题。在研究生物进化历程时，一般把物种作为进化单位，从化石、胚胎发育以及形态和生理性状比较中，以确定生物进化系统发育树。在研究生物进化机制方面，本文重点介绍分子进化研究中的主要发现及其对原有进化论的影响。为了弄清分子进化论产生的背景，先简要介绍与它有关的几种进化学说。
1 历史回顾
1．1 达尔文学说
1859年，英国生物学家和生物进化论的奠基者达尔文，在其巨著《物种起源》中提出了生物进化的自然选择学说。该学说的要点是群体中的个体具有性状差异，这些个体对其所处的环境具有不同的适应性；由于空间和食物有限，个体间存在生存竞争，结果，具有有利性状的个体得以生存并通过繁殖传递给后代，具有不利性状的个体会逐渐被淘汰(达尔文把自然界这种留优汰劣的过程称为自然选择)；由于自然选择的长期作用，分布在不同地区的同一物种就可能出现性状分歧和导致新物种的形成。由于当时对群体变异的来源不清楚，人们对该学说褒贬不一。有人认为该学说揭示了自然选择在物种形成中的创造性作用；有人则认为自然选择作用于物种内的连续变异不足以导致新物种的形成，新物种的形成只能依靠物种内的非连续变异。
1．2 突变学说
人们对达尔文学说的争论，促使荷兰遗传学家德•弗里斯(de Vries)提出了物种形成的突变学说(1903)。该学说受到当时的许多生物学家的欢迎，因为它是在对美洲物种夜报春花(Oenothera lamarchiana)试验研究的基础上提出的，似有过硬的试验证据。首先，他在该物种的自然群体中观察到几种变型。然后，在多代繁育试验中发现，该物种总能连续产生少数变型；这些变型或能真实遗传，或能分离成该物种和自然群体中原观察到的那几种变型。由于某些变型与原物种差别很大，故定为新物种，而新物种的形成很易用单突变解释。但后来证明，德•弗里斯所用的材料实为一永久杂种，他所发现的所谓新物种只不过是这一永久杂种的分离产物。在德•弗里斯突变论的启发下，摩尔根根据他试验得到的许多突变体实受孟德尔基因控制，从而认为：在进化中，突变的作用大于自然选择的作用──前者创造变异，后者只保留现存的有利变异；少数有利变异会在群体中逐渐占优势，而进化是群体中更为有利的基因替换原有基因的过程。因此，摩尔根这一进化学说往往叫突变学说，但最好叫突变-自然选择学说，因它没有否定自然选择在进化上的作用。
1．3 综合进化学说
在本世纪20～30年代，英国学者费希尔(R. A. Fisher)、霍尔登(j. B. S. Haldance)和美国学者赖特(S.Wright)，综合了选择论和基因论的成就，运用群体遗传学的理论和方法，对突变、选择和遗传溧变引起群体等位基因频率的变化，在数学上进行了深入的理论研究后得出：选择对群体等位基因频率的影响，要比突变有效得多。这一理论成果很快为许多实验遗传学家所接受。综合进化学说的主要论点有：突变是随机的，是生物进化的原始材料，但由于对等位基因频率变化的影响很小，在进化中作用很小；自然群体存在的遗传变异足以对不同环境的自然选择作出反应，自然选择是影响生物进化的主要因素，决定着生物进化的方向；由于自然选择，处在不同环境下的有利基因分别被固定，最终可使不同环境下的生物出现生殖隔离而形成新物种。由于综合进化学说的基本观点仍是自然选择，所以又叫新达尔文学说。
2 分子进化学说
分子进化一般涉及两方面内容：一是重建物种或基因的进化历程，即重建分子系统发育树；二是研究生物大分子(如 DNA和蛋白质)的进化机制。
2．1 试验结果
利用不同的分子技术(如序列分析、电泳分析和DNA杂交)，对蛋白质和核酸分析的主要发现有：
2．1．1 对于特定的蛋白质或基因，只要功能不变，每年每位点的进化速率((用氨基酸或核苷酸替换率表示)为一常数。分析的基本思路是，测定特定蛋白质(或核酸)不同物种自趋异以来的氨基酸差异数d；根据古生物学等可知道不同物种开始趋异的时间t。研究发现，d和t存在显著的直线回归关系，进而可求得特定蛋白或基因的进化速率。进化速率依蛋白质或基因的类型而定，如纤维蛋白肽、血红蛋白和组蛋白Ⅳ的进化速率分别是9.0×10-9，1.2×10-9和0.006×-9(单位为每年每氨基酸残基)。但对同类分子而言，进化速率是恒定的(常数)，不随物种而异。按照自然选择理论，进化速率(K)与有效群体大小(Ne)、选择系数(S)和突变率(μ)有关，即K=4NeSμ，不可能为常数。
2．1．2 氨基酸或核苷酸替换率高。依分子资料，在多肽中每一百个氨基酸发生1个替换约需28×106年；哺乳动物基因组约有4×109对碱基，则每基因组每年的核苷酸替换数为[1/(28×106)÷100](4×109÷3)=0.5。若哺乳动物每4年1代，则每代发生2个核苷酸替换。若按霍尔登的自然选择理论计算，发生1个氨基酸替换约需300代，与实际的相差100多倍。自然选择理论不能解释如此高的替换率。
2．2 中性学说
木村资生(1968)为了解释分子进化的试验结果，提出了分子进化的中性学说。后经许多学者的探讨修正，修正后的中性学说的主要论点：
2．2．1 大多数无害突变基因在选择上是中性的(selectevely neutral)。所谓选择上的中性基因系指不影响个体适合度的那些突变基因。照例令Ne和μ分别为有效群体大小和突变率。在中性突变条件下，突变基因对个体适合度无影响，则任一突变基因在群体中的固定概率为1/(2Ne)。因此，突变基因编码多肽时，每年每氨基酸平均替换率，即进化速率K=2Neμ[1/(2Ne)]=μ(常数)。这样就很好解释了试验结果。在分子水平上的中性突变是显而易见的。如同义突变并不影响编码氨基酸的性质，从而不会影响个体适合度；同义突度约占密码子的1/4。又如非功能性DNA序列(内含子等)中发生突变，也不会影响基因的最终产物，从而也不影响个体适合度；在人基因组中这种非功能序列占35％。再如控制某种酶的同工酶的那些基因，也可看作是中性的。
2．2．2 中性基因在群体中的固定主要是由随机遗传溧变引起的。试验结果2．1．2中的高替换率，是因为中性基因不会被自然选择淘汰，而是经随机遗传溧变被固定保留下来了。
2．2．3 功能上次要的基因比功能上重要的基因的进化速率快。如血纤维蛋白肽发生或多或少的氨基酸替换，对个体的适合度影响不大，是已知进化速率最快的蛋白质；而组蛋白Ⅳ是染色体的重要成分，对维持和延续生命至关重要，其进化速率很慢。前者比后者的进化速率大1500倍。按自然选择理论，进化快的应是那些行使重要功能、有利突变能得到累积而产生适应性进化的部分；理论解释与实际结果矛盾。依中性学说，功能上次要的基因能耐受较大的变化而不影响个体适合度，功能上重要的基因则相反；所以前者比后者的进化速率快，是在预料之中。
2．2．4 新基因主要是通过基因重复和不等交换产生的。通过序列分析发现，许多基因具有重复序列和多基因家族，从而导致中性学说论者得出上述新基因产生的论点。该学说认为，现有的功能基因对生物必不可少，新基因的产生不能靠原有基因的突变(自然选择学说认为新基因是现有基因突变的结果)，而是靠基因重复──一个维持个体生存，一个成为中性的就能累积突变，将来进化成适应新环境的具有新功能的基因，或成为遗传上非活化序列保存在基因组中。
中性学说强调了中性突变和随机遗传漂变在分子进化中的作用，所以又叫中性突变-随机遗传漂变学说。最后应指出，自然选择学说和中性学说都认为，大多数突变是有害的，会很快从群体中消除，对生物进化没有什么影响。
3 分子进化和表型进化的关系
关于它们间的关系，有两种假说。一是基因微效应假说，认为突变基因并非严格中性，而是对表型有微小效应。在自然选择下位于不同基因座的这些基因效应的积累可使个体产生适应性进化。二是基因主效应假说，认为多数突变为中性或近中性的，但有相对少量的突变基因是适应性的而使个体产生适应性进化。
综上所述，自然选择学说和中性学说的主要分歧在于：①在无害突变基因中，对有利突变和中性突变的相对比例持相反观点──前者认为有利突变相对比例相当大，后者认为中性突变相对比例相当大。②在进化中，突变、选择和随机遗传漂变的相对重要性也持相反观点──前者强调选择，后者强调突变和遗传漂变。这些不同，随着今后对分子进化和表型进化关系的深入研究，可能会在更高一级的认识水平上统一起来。
自《生物学通报》1995年第1期

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:49
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第146篇  适应性突变
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
赵玉芬院士在《生命的起源与进化》书中写道：
经典的观点认为，由增殖、突变和选择构成的生命进化体系是随机发生的。而且选择是在随机突变中将对个体繁殖、生存有利的突变传播、扩散到群体的过程。然而，近年来，许多生物学家正在探索环境也能控制突变类型发生的可能性。1988年，John  Cains 为了弄清生物体突变是如何发生的，把不能利用乳糖的大肠杆菌培养在葡萄糖供应不足，但是，富含乳糖的培养基上。发现，重新激活缺损的乳糖消化酶基因的突变，确实比随机突变来得频繁。以后的许多实验表明，细菌和酵母在特定培养基上生长时，某些突变的发生是非随机的。即存在所谓的定向突变。众多研究结果表明，非随机突变确实存在。这种非随机的定向突变可能是一种真实存在的遗传和生理现象。人们正努力阐释这种非随机突变现象发生的机制。其中，Hall 提出的超突变模型似乎更多地得到了实验支持。该模型假定在环境压力作用下，种群的少数细胞可能进入一种超突变状态。只有那些随机获得有益突变的细胞才能存活，其他的则死亡。Harrie 等（1994）的实验支持了这一假说。他们认为，由饥饿引起的dsDNA 断裂允许高水平的重组可能是超突变形成的分子基础。只有有利于生存的适应性突变的细胞才得以存活。而不利于环境的突变将会使细胞dsDNA 继续发生断裂而被淘汰掉。长期以来，人们在理论和实践两方面努力探索细胞可能调整突变率，以满足新的适应性突变和其他选择压力的需要。（第111——112页）
围绕分子遗传学的论战接连不断。最近又转到了环境对基因组的影响这个问题上。众所周知，辐射、致癌化学制品等物质都能诱导随机突变。而现在几位生物学家正探索环境压力有时能控制突变类型发生的可能性。这一思想通常被看作是极为异端的。因为它似乎是拉马克大恐怖进化模型的翻版——根据需要突变和获得性遗传。目前关于定向突变的争论，大多由癌症研究者、当时在哈佛公共卫生学院执教的John  Cains于1988年发表的一篇论文所引起。为了弄清生物体的突变如何发生，他重新考察了遗传学原理——有利于生存的突变并不比不利的突变之可能性更大。他在培养基上培养细菌。在培养基上细菌能代谢的糖供应不足，而另一种糖——乳糖则是丰富的。实验结果使他相信，重新激活缺损的乳糖消化酶基因的突变确实比表述的机会发生得多得多。选择的力量似乎不仅仅是消灭不适者，而且积极地引导向有益方向突变。这就是定向突变的意义。Barry.G.Hall提供了更令人信服的关于选择诱导突变的证据。他做了类似的实验，饥俄的细菌需要两种不同的突变以利用新的食物来源——没有哪种能够单独受益。Hall估计，在没有刺激的情况下，两种突变发生的差异是极其微小的；然而，他也发现大量的细菌发生了进化，以适应周围的环境。其他几位研究人员也观察到了细菌的选择诱导突变。后来他在酵母中观察到了这种现象。虽然初步的实验结果表明有可能发生了定向突变，由于提不出有说服力的机制，许多科学家仍旧极为怀疑定向突变。然而不少科学家看到了定向突变研究工作所产生的价值，并且他们正在探讨这种影响的潜在的分子机制和进化意义。这是一种有意的进展。（第233——234页）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-14 21:50
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第147篇  复杂理论在获得性遗传问题中的应用
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
生物学界在讨论生物与环境关系的问题时，实际上是在讨论两个问题。
第一个问题是：环境对生物的影响是否能够在下一代生物中表现出来。这就是所谓获得性遗传问题。一般人认为获得性遗传问题是一个生物学的自然科学问题。这是不能否定的。但是，在研究这个问题以前应该首先讨论和解决一个哲学问题。就是说，你应该首先承认生命是自然物质的一种，是大自然的产物，生命与产生生命的环境是一体化的不能分割开的。这就是唯物主义与唯心主义的问题。如果你否定获得性遗传，那么你就是一个唯心主义者，因为你否定了生命与自然环境的相互作用关系。而作为一个唯物主义者，当然是肯定生命与自然环境的相互作用关系，同时也就肯定获得性遗传。唯物主义与唯心主义已经争论许多年了，在现在这个时代，当我们作为一个自然科学研究者出现的时候，我认为这个问题是已经解决了的。也就是说，当我们参加这个讨论的时候，我们就应该是一个唯物主义者，如果连这个问题还没有解决，那你就没有资格参加关于获得性遗传问题的讨论。你应该先去补哲学的课。所以，我认为获得性遗传在哲学上已经解决了，这个问题，作为一个自然科学问题，不是说获得性遗传是否存在，而是要在自然科学中找到获得性遗传存在的证据。许多年以来，生物学中讨论的主题是获得性遗传是否存在？这其实是个混乱，是把哲学问题与自然科学问题混淆的结果。这是一个低水平的混乱的讨论。我们在后面将给大家整理一些资料，说明，生物学的事实已经证明获得性遗传确实是存在的。
关于获得性遗传问题讨论中的第二个问题是，既然获得性是可以遗传的，生物也已经适应了环境，那么，在环境又发生新的变化时，生物有怎么样改变自己的适应性呢？这就是说，获得性遗传问题不是一个静态的问题，生物对环境的适应表示一次性的问题，环境是动态变化的，生物的适应也应该是一个动态变化的过程。如果没有这样一个动态变化的过程，生物的获得性遗传就成了一句空话，获得性遗传就不能够存在，就不能够成立。为了能够研究和理解这个获得性遗传的动态变化的过程，就应该学习和掌握一些系统论知识，特别是系统理论中的复杂理论，又特别是复杂理论中关于组织性的问题。
一  关于复杂理论基本知识的回顾
复杂性理论是自上个世纪60年代以来由美国桑塔费研究所中一群物理学家、经济学家、计算机科学家们近20年的研究，在跨学科研究成果基础上提出的，他们首先肯定了世界事物的复杂性是客观事物的一种基本属性。其次，认为复杂性是客观事物层次之间的一种跨越。简单性只是反映出整体与部分和层次间的线性因果关系，没有跨越而仅局限于层次之内。然而，复杂性的对象是同时涉及各个不同层次和部分在各个不同方向上的联系，甚至是无限多层次的系统关联。复杂性就存在于这一系列层次的相互关系之中。这种跨越层次的相互关系，其核心就体现为非线性的相互作用。于是，一种复杂事物，便是一种复杂的自适应非线性反馈系统。
复杂性系统演化是从一种多样性统一系统的具体化形式变革到另一种多样性统一的具体化形式时，往往处于非平衡无序状态。这种非平衡无序态即非原始的混乱，又非简单的有序，而是一种宏观上呈现混乱而内在微观层次上呈现有序的混沌状态。人们又把“一个复杂自适应系统运行在有序和无序之间的相变过程中出现的有界非稳定性的一种形式”叫作混沌边缘，[2]这是“复杂系统能够自发地调整和存在的地带”。
复杂性理论研究说明一个复杂系统能够自我趋于混沌边缘，正是这个介于有序与混沌状态间的混沌边缘态，使系统整体适应度会走到顶峰。通过控制自己的几个简单规则或是参数，系统使自己越来越能够在边缘上保持平衡过程，从而有的低层次有序向高层次有序演化了，即系统从一种多样性统一形式变革成为另一种多样性统一形式。使组织一级级，系统一层层，愈加复杂化。而那些在混沌边缘不能适应的要素、单元或系统，便将解体或消亡。“复杂化的矛盾之处在于，一方面使事物变得异常困难，而另一方面，解决问题的答案又存在于事物内部的自然动态发展过程之中——这种动态发展过程，可以事先计划，然后加以正确引导，但是却不能控制。”[3]
总之，尽管复杂性科学研究的理论流派众多，其共同的认识则是；充分开放是系统自组织演化的前提条件；系统内相互作用产生的扰动（张落、冲突、困难，分岐）是系统自组织的原始诱因。相变与树状模式导致系统自组织演化方式的多样性。正是系统内要素通过反应，相互作用，通过复杂性学习相互适应和相互竞争，进而自组织与再组织，形成更大的有序结构，赢得新的活力与发展。
二  复杂适应系统：理论与应用
关于CAS的一篇好文（转自系统科学论坛）
http://www.swarmagents.com/complex/intro/hiddenorder.htm
作者：颜泽贤
复杂性研究，极有可能成为本世纪的一门重大课题。以研究复杂性著称的已成为全美最优秀的五大研究所之一的美国圣菲研究所（简称ＳＦＩ）的研究者们将复杂性科学列为２１世纪的科学，他们对此作了十分乐观的估计。圣菲成员、计算机仿真专家约翰•Ｌ•卡斯蒂说：复杂系统的理论家们正处在与伽利略时代的物理学家们相近的位置上。正是伽利略的努力，为牛顿建立简单系统的理论铺平了道路。不幸的是，复杂系统理论仍在等待它们的“牛顿”。这种估计固然过于乐观，但也反映了一种趋势。经过数十年的努力，人们在这一领域确实取得了一定的成就，建立起一批相对成熟的理论。目前国外对复杂系统研究的学者和成果越来越多，并初步形成了混沌学派、系统动力学学派、结构复杂性学派、复杂适应系统学派和后现代学派等不同的学派。我国以钱学森先生为首的学者对开放复杂巨系统的研究，可以称为“综合集成学派”。
复杂适应系统（简称ＣＡＳ）理论是复杂性研究中的热门课题，近几年取得了相对成熟的理论成果。但我们发现，不同的学者所进行的ＣＡＳ研究，其理论框架并不相同。有如早一拨的普里高津、哈肯们都将自己的理论奉为“自组织”理论一样，这大概反映了一门新兴学科初创时期的内在必然性。
在几种有代表性的ＣＡＳ理论中，学术界公认，“ＣＡＳ”这一概念的提出并建立了比较成熟的理论，应是ＳＦＩ指导委员会主席之一、遗传算法的发明人约翰•Ｈ•霍兰１９９４年，在ＳＦＩ成立１０周年所举行的乌拉姆系列讲座的首次报告会上，霍兰提出了关于ＣＡＳ的比较完整的理论。另一位是因发现夸克而获得诺贝尔奖的盖尔曼（Ｍ•Ｇｅｌｌ—Ｍａｎｎ），他作为ＳＦＩ的创始人，也提出了有别于霍兰的ＣＡＳ理论。英国学者拉尔夫•斯泰西（Ｒａｌｐｈ Ｄ•Ｓｔａｃｅｙ）为了将复杂性科学的理论观念“映射”到组织行为和管理中去，也较详细地阐发了ＣＡＳ理论，从而提供了一种用复杂性科学方法来审视组织管理的全新理念。
ＣＡＳ理论的提出，对复杂性研究无疑是一大贡献，它为人们认识和研究复杂系统提供了一种新的思路和新的方法。由于其思想新颖和富有启发，该理论提出不久，即在学术界产生了较大影响。众多的学者从不同角度和不同学科出发来研究ＣＡＳ，从理论和应用两个层面探讨复杂系统的行为规律、深层机制和应用前景。
（一）ＣＡＳ理论的核心观念
所谓复杂适应系统，是指由大量的按一定规则或模式进行非线性相互作用的行为主体所组成的动态系统。行为主体通过“学习”产生适应性生存和发展策略，导致ＣＡＳ进行创造性演化。
复杂适应系统有别于一般系统和复杂系统，关键在“适应”。
１．ＣＡＳ理论的核心思想——适应性造就复杂性霍兰在《隐秩序》一书的序言中开宗明义地指出：“本书讨论的中心议题，是近来备受关注的一个领域：复杂性。……在写这本书的过程中，我把重点放在复杂性的一个侧面——围绕‘复杂适应系统’研究。”正因如此，霍兰把“适应性造就复杂性”作为《隐秩序》一书的附标题，突出了其ＣＡＳ理论的核心思想。当然，造就复杂性的因素可能是多方面的，所以霍兰强调适应性仅仅是造就复杂性的一个“侧面”，即适应性仅是产生复杂性的机制之一，并不排除还会有其他的产生复杂性机制。然而由适应性产生的复杂性，即所谓ＣＡＳ确实是普遍存在的而又十分重要的复杂系统，对它们缺乏研究会“极大地阻碍我们去解决当今世界存在的一些重大问题”。基于此，ＣＡＳ理论无疑是复杂系统研究中的一个重要理论。
２．ＣＡＳ理论的核心概念——适应性主体或行为主体
既然适应性造就复杂性，在复杂适应系统中“适应性”自然是一个核心概念。霍兰将生物学中适应性术语的范围扩大，把学习与相关过程也包括进来。尽管不同的ＣＡＳ过程具有不同的时间尺度，但适应的概念可以应用于所有的ＣＡＳ主体。所谓适应，就是个体与环境之间的主动的、反复的交互作用。
任何系统包括ＣＡＳ都是由大量元素组成的。霍兰认为它们应该是主动的元素，于是借用了经济学中的主体一词，斯泰西则用“行为主体”概念。从元素到主体，并不仅仅是一个简单的名称变换，而是在观念上有明显的突破性。主体概念加上适应性概念成为“适应性主体”或“行为主体”，把ＣＡＳ组成单元的个体的主动性提高到了复杂性产生的机制和复杂系统进化的基本动因的重要位置。“在ＣＡＳ中，任何特定的适应性主体所处环境的主要部分，都由其他适应性主体组成，所以任何主体在适应上所作的努力，就是要去适应别的适应性主体”。因此，主体与主体之间的相互作用、相互适应成为ＣＡＳ生成复杂动态模式的主要根源。


（二）ＣＡＳ的演化理论
ＣＡＳ理论研究的主要目的在于探讨ＣＡＳ的演化过程、演化性质和演化机理。
１．ＣＡＳ演化的基本过程——混沌边缘突现隐秩序
首先，只有当系统处于混沌边缘，才进入敏感相变区。所谓混沌边缘，指一个ＣＡＳ运行在有序和无序之间的相变过程中出现的有界不稳定性的一种形态。这就是说，只有当行为主体运行在既稳定又不稳定的空间时，系统方能不断地产生变异和新奇。故混沌边缘也可称之为创造性空间。
其次，混沌边缘突现隐秩序。说混沌边缘是创造力的源泉，是指系统并不是按事先特意设计的程序去产生新的秩序，而是ＣＡＳ在系统运行中，通过一种内在的自发自组织过程，产生一种动力学行为，突现秩序，这就是所谓隐秩序。换言之，在混沌边缘，行为主体间进行的交互作用会产生任何行为主体都没有事先预料到的模式。突现事件本身就意味着既不可能预见行为主体间交互作用产生的总体输出，也不可能从总模式中推导出行为主体的行为。
第三，其内在运作情形是隐性模式与显性模式的辩证运动过程。任何ＣＡＳ都是由大量的按一定模式进行非线性相互作用的行为主体组成的动态系统。行为主体的模式有个体模式和共享模式，显性模式和隐性模式之分。所谓显性模式是规范行为主体或系统对当前基本任务的认识并驱使其实现的一系列规则或符号系统。即显性模式主要执行系统中合法的任务（故称合法系统），它导致行为主体表现为同一、服从与重复的行为。因此，受显性模式驱使的合法系统使系统趋于统一。隐性模式是指系统中不是用来构成驱使完成其当前基本任务的那部分规则或符号系统。行为主体在合法系统中相互作用时，往往通过非正式渠道而建立起另一种网络，它们作为合法系统的影子（故称影子系统），其主体相互作用产生各自的规则，这些规则实质上并不执行系统当下的主要任务，因而称为隐性模式。受隐性模式驱使的影子系统使系统趋于多样化。系统的共同演化过程是隐性模式破坏显性模式以产生突现结果的自组织创新和重构过程。
２．ＣＡＳ演化的内在动力——不稳定源与稳定源的辩证运动。
处于混沌边缘的ＣＡＳ存在三种不稳定源和三种稳定源。
三种不稳定源为：
ａ．初值敏感性：当ＣＡＳ运行在混沌边缘时，环境的微小变化都能被正反馈放大到足以使系统的演化过程发生巨大变化的程度。
ｂ．竞争：共同演化的系统之间存在相互竞争，它们使系统不可能处于某种形式的平衡态。竞争的动力学具有破坏稳定的本质。另外，交叉复制也部分地具有竞争性。
ｃ．隐性模式带来的创新张力：系统的隐性模式总试图替代维持系统当前稳定的显性模式，这种具有相反任务的两个模式之间的紧张对立，也激发了系统的学习过程。
三种稳定源为：
ａ．抑制：由于系统内存在的负反馈和定型化，使系统有一种内在的抑制力，它基本上能够使系统不对微小的变化作出过于敏感的反应。
ｂ．合作：合作的稳定力量主要来源于系统内在的自组织能力，即系统通过合作和学习来适应环境的变化。另外竞争的动力学虽主要起破坏稳定的作用，但它也能给系统带来稳定，因为行为主体为了在竞争中生存下来，可能改进它们的合作策略，使每个个体的生存建立在其他个体的生存之上。这就是定型化或者锁定。
ｃ．显性模式对新张力的规避：ＣＡＳ存在着自适应的危险性。当行为主体已经具有很高的适应性，其操作模式十分有效时，即当显性模式遇不到任何挑战时，复杂学习这种功能就会退化，原先的一种学习行为就会变成一种直觉反应，从而退化为一种技能行为，排除在主体的“意识”之外。因此，学习过程的一些缺陷也可以给系统带来稳定。
三种稳定源和三种不稳定源构成了ＣＡＳ的矛盾运动。稳定与不稳定、竞争与合作、显性模式与隐性模式、变化与不变化之间矛盾的辩证统一是推动ＣＡＳ演化发展的动力。正是这种辩证地运动过程，不断地打破和重新确定系统中稳定和不稳定的矛盾平衡状态，防止系统被禁锢在局部和暂时的最优状态，从而使系统处在不断地发展变化之中。
３．ＣＡＳ演化的基本性质——关于因果性和预测性。
复杂系统的行为在某些方面是可预测的，在另一些方面是不可预测的；在一些事件中，因果关系可能是明晰可辨的，而在另一些事件中，因果关系链条很可能在复杂的相互作用中出现断裂。
一般来说，ＣＡＳ的总体形式、总类特征是可以预测的。比如，一旦我们知道了系统控制参数的条件，我们就能够预测它的动力学，解释其发生的原因。我们也能预测，自组织会发生在混沌边缘的相变过程中，而且会产生一些突现形式。然而，其具体形式是无法预测的，因为系统总是可能出现意想不到的新奇形式，这正是系统创新的基础。
必须指出，这种预测不是建立在因果分析之上的，而是建立在特定类型模式的重复出现的经验基础之上的。因此，有两种预测，一种预测需要知道因果关系，这要依靠分析推理能力；而另一种预测依靠模式识别，即类比和知觉推理能力，这就是所谓隐喻。
（三）ＣＡＳ理论研究的基本方法
１．隐喻
霍兰认为，隐喻在复杂适应系统研究中起关键作用，丰富的隐喻和类比，是创造性科学的核心。所谓隐喻，是将一些差别较大的经验领域融合成一个单一的形象或符号，通过想象和象征直观地理解不同经历、不同背景的个体对象。霍兰在为《隐秩序》一书所写中文版序言中，对隐喻方法作了极高评价。他指出：“自泰勒斯开始，我们沿着演绎、符号数学和科学理论的方向走过了漫长的道路。然而，这些方法对激发创造性过程的隐喻想象增加了约束。”他主张：“真正综合两种传统——欧美科学的逻辑、数学方法与中国传统的隐喻类比相结合——可能会有效地打破现存的两种传统截然分离的种种限制。在人类历史上，我们正面临着复杂问题的研究，综合两种传统或许能够使我们做得更好。”［５］
２．计算机技术
ＳＦＩ研究工作的一大特点是高度重视应用计算机技术来研究复杂性问题。一方面，他们确实进行了一些开创性工作，在许多问题上取得了一些进展，这种科学研究的现代手段和方法值得借鉴。但另一方面，从科学方法论上看，计算机手段是否是唯一的方法？值得探讨。既然还原论方法解决不了复杂性问题，那么仅依靠计算机技术能否解决复杂性问题呢？这实质上涉及到“量化”功能的方法论评价问题。对于此，盖尔曼曾表述过一个深刻而形象的观点，他说：“我们要适度重视难于量化的价值。经济学家有时遭到人们的讥讽，说他们用卖淫的价格来测度爱情的价值”。［６］这说明量化方法包括计算机技术并不是万能的科学方法。所以，期望完全依靠机器来解决复杂性问题，至少目前恐怕行不通。反之，如果依靠机器完全能解决的问题，那恐怕也不是复杂性问题。解决复杂性问题，还是要走人机结合的道路，这大概是我国“综合集成学派”在方法论上的出发点。
（四）ＣＡＳ理论的应用
ＣＡＳ理论虽处于初创并在不断完善之中，但其基本思想已在众多学科中得到应用，如在经济、生态、认知、管理等科学研究中，都较成功地运用了ＣＡＳ理论的基本思想和基本方法。尤其是将ＣＡＳ理论应用于组织管理方面，国内外学者作了大量的富有成效的工作。
首先，人们对现行的组织管理理论进行了分析批判。斯泰西认为，我们现行用以审视组织管理的思想框架和观察方式，其中相当一部分是牛顿学派的思想家们的机械论模型。在这种思维方式的影响下，以往的理论方法都断定成功的组织是那些趋于稳定平衡状态以适应各自市场、社会、政治环境的系统。在具体的管理中，往往通过制定包罗万象的行动计划，通过设定目标、平衡运行、逻辑增量行为等方法，来控制组织系统的运行。这样就产生了诸多的管理学派和数不清的管理“秘诀”。
然而事实是，人们总是走马灯式地把一个个“救世秘诀连同它的制定者一并抛弃，迫不及待地去试用下一个“秘诀”，接着又是另一个……。这说明以往的组织理论与现实系统严重不符，必须以一种新的思维方式和新的理论框架来重新解释组织生活。
这一新的思维方式和理论框架就是复杂性科学。“复杂性科学给我们带来了最重要的价值，因为它提供给那些倾向于在显性模式与隐性模式的张力中产生组织创新变化的人们一种新类推理和隐喻方法。”［７］组织就是ＣＡＳ，组织中的个体就是行为主体。当组织系统处在混沌边缘的创造性空间时，同样具有新奇性和创造性。通过稳定不稳定、竞争合作、放大抑制等一系列辩证地矛盾运动推动组织系统演化发展，其具体形式本质上是不可预测的。这个共同演化的过程实质上就是组织中的隐性模式破坏显性模式以产生突现结果的自组织创新破坏和重构过程，即组织具有复杂的学习方式。
基于ＣＡＳ理论的新的组织理论框架，并不是给人们提供一种新的具体管理方法和组织秘方，但它比应用一个成功秘诀更基本、更富挑战性。在某种意义上可以说，它是关于组织理念和思维方式上的一次观念变革。在理解组织管理上，基于ＣＡＳ的组织理论范式同当前尚居支配地位的稳定平衡范式相比，可称得上是一次范式革命。



三  关于[英]拉尔夫D斯泰西写的《组织中的复杂性与创造性》一书的介绍
译后记
http://211.70.209.157/complex/chinese/books/13/after.asp
（一）
众所周知，传统经济学和管理科学研究的目的在于掌握经济和组织系统的运动规律，并运用这些规律来描述、模拟和预测经济运动的变化，进而驾驭经济和组织系统的运作。数百年来，众多的经济学家和管理学家为了这一目标，克服了重重困难，进行了前仆后继、顽强执著地探索。他们从不同的角度创造出了丰富多彩的研究方法和形形色色的经济学分支和管理科学的丛林，给我们后人留下了宝贵的经济学和管理科学知识财富。然而，由于经济、组织和社会系统的高度复杂性和不可逆性，使我们至今对某些经济和管理规律仍然知之甚少。因此，还需要我们不断吸取当今世界科学的最新理论和最新方法，继续努力探索。纵观经济学发展的历史，可以看出：无论是经典政治经济学和边际主义的研究，还是凯恩斯以后的诸多学派的研究都体现出那种经济学家对科学确定性的执著精神，然而，遗憾的是他们似乎从未真正地成功过。在早期的经济学研究中，“上帝掷骰子”一直是经济学家们回避不确定性的借口。当然，这种不可知论的解释是不能令人满意的。后来，瓦尔拉借用牛顿范式建立的一般均衡论的确曾给经济学家带来了一个和谐、稳定的世界，但是，大危机和“凯恩斯革命”很快就打破了这种“拉普拉斯决定论的可预见性的狂想”。此后，虽然出现了希克斯的动态经济学，克洛克—巴罗—格罗斯曼的非瓦尔拉的均衡学派、科尔内的短缺经济学等关于非均衡研究的理论，但是，他们对经济系统动态过程的演化形态的描述仍然囿于均衡和均衡振荡这两种形式，因此，远远无法解释现实经济系统演化过程中丰富多彩的形态，尤其是巨涨巨落的浑沌现象和随处可见的不确定因素。
从管理科学发展的历史，也可以看出：无论是科学管理学派、行为学派、数量学派，还是系统学派，都要求我们设计组织、预测结果和严格控制。按照这些传统的理论框架，我们必须预见并始终处于完全可控制状态，似乎不这样就没有次序，就必然导致混乱。然而，在实践中却仍然难以避免组织设计失当、预测不准、管理混乱等违背意愿和初衷的“反直觉”现象，甚至这些现象还相当普遍。传统管理理论无法解释这些现象，也不可能解释这些现象，因为传统理论本身不可能摆脱均衡、稳定和牛顿范式等传统思维定势的束缚。
自从普里戈津证明了经济和社会系统是一个耗散结构，也遵从负熵定律以来，经济和管理学家才开始寻找能够真实描述系统演化形态和处理不确定性因素的基本方程。先是引入随机方程，后来又引入逻辑斯谛方程。逻辑斯谛方程所包含的演化形态不仅有传统的收敛于均衡和稳定的周期振荡，而且还有发散并导致结构解体的现象。而这些现象正是系统内部非线性特征决定的。于是，经济学家们企图通过线性化来消除系统的非线性特征。然而，经济预测的不可靠性，美国纽约股票市场1987年10月19日的“黑色星期一”现象，使经济和管理学家们逐渐认识到：经济学和管理科学也象自然科学一样不可能避免非线性和复杂性，因为许多经济和管理系统的非线性强到了不容忽视的地步。
值得欣慰的是，以已经在自然科学特别是物理学中得到运用的浑沌理论为先导的复杂性科学为经济和管理学家研究经济和管理系统的复杂行为提供了有力的工具，它使人们对经济和管理系统的认识步入了一个崭新的境界。它也使经济管理理论研究的角度从“线性分析”上升到“非线性分析”，从“均衡论”上升到“非均衡论”，从而使经济学与管理思想发生了更为深刻的变化，经济管理的理论与应用研究也从此步入了一个崭新的阶段。因此，我认为这将是经济学和管理科学史上新的里程碑。
（二）
拉尔夫•斯泰西的《组织中的复杂性与创造性》正是这样一本介绍组织行为特点、演化规律、和组织复杂特性的著作。本书以较通俗的语言从人脑、“行为主体”、群体、组织和经济社会等多个层面论述了如何把复杂性科学运用到人类网络系统、应用到组织中去；指出：人类组织是复杂的自适应系统；解释了管理者们为什么不能将未来结果“映射”到行动计划中去，以及复杂学习的自组织过程是如何产生“突现”创新结果的，并指出：组织在浑沌的边缘是具有创造性的。在书中，他以全新的观点论述了组织学习的深刻含义，并提供了一个较严格的组织学习模型，该模型考虑了现实生活中的“焦虑”，并为组织成功的“演化”提供了一个新的方法和途径。
当今世界技术发展和信息流动的加快形成了国际商业环境的主要特点，它导致了组织之间相互联系的增加和人们行为多样化的加剧。这些变化使我们保持“不失控”和预测我们行动的未来结果变得更为困难。然而，传统的管理理论却要求我们必须预知结果。按照这种传统的理论框架，我们必须预见并处于可控制状态，似乎不这样就没有次序，就必然导致混乱。但是，斯泰西运用复杂性科学的理论否定了这种认识。在书中，斯泰西提出了一种用复杂性科学和各种关于组织行为的心理学方法来理解组织生活的新观念。他以复杂性科学为出发点，把许多观点融入行为和组织理论，使之“运行”在研究和实践的“边缘”。他力图带领我们去探索新兴的复杂性科学是如何理解组织生活以及展示这种理论是如何解释组织行为产生“突现”而不是臆想结果的。
这些观点有助于我们反思传统经济学和管理科学理论和方法的局限性；有助于我们思考和解释现实生活和经济社会中经常出现的类似于“有心栽花花不开，无心插柳柳成阴”的大量的“反直觉”现象；有助于我们理解市场经济“自由竞争”的“演化”结果为什么是“繁荣、有序”而不是“萧条、衰败和混乱”，从而消除一些人对社会主义市场经济可能会导致无序和混乱的过分担心和“焦虑”；有助于我们开阔思路，正确认识我国经济转轨和体制转换时期的特点，主动占领而不是规避“创造性”空间，从而尽快走出某些“恶性循环”，进入“良性循环”的轨道。
当然，严格意义上讲，拉尔夫•斯泰西的《组织中的复杂性与创造性》还远远算不上“完美无缺”，因为它在对复杂性科学论述的系统性、深入性、严密性以及所述方法的可操作性等方面都是不够的。但书中的许多新的观点和思想对启迪我们的思维无疑是大有裨益的。拉尔夫•斯泰西博士是英国赫特福德郡（Hertfordshire）大学的教授，是该校商学院复杂性与管理中心的主任，还在许多国家各种层次的组织或企业兼任顾问。他发表了许多论文与专著，其中包括：《动态战略管理》、《管理浑沌》和《战略管理与组织动力学》等，有的还被翻译成其它语言。
斯泰西是在伦敦经济学院获得的经济学博士学位，他曾在南非的Witwatersrand大学任讲师，尔后，又到英国钢铁公司和一家国际建筑公司工作，在这家公司他成长为公司计划经理和高级行政主管，但不久他又重返讲坛，在赫特福德郡大学商学院执教。丰富的阅历使他对复杂性科学充满了热情。复杂性科学的研究可以追溯到从本世纪六十年代末和七十年代初期，但直到八十年代初期才逐渐受到人们的重视。目前，国外的研究越来越多，并初步形成了浑沌学派、结构复杂性学派、系统动力学学派和自适应系统等五大学派[1]。我国现在也有越来越多的学者开始关注和从事复杂性科学方面的研究，但愿本书的翻译与出版能对我国的复杂性科学教育与研究起到一定的促进作用。
宋学锋
一九九九年十月三十日于美国乔治梅森大学

四  拉尔夫D斯泰西与生物适应性问题有关的论述
在一个由不断发展着的系统构成的统一体中，例如：我家花园池塘。特瑞模拟的群体，一个产业共同体，或者一个国际经济共同体等。每一个系统采用的生存策略的适应能力——适应性——取决于其他相关系统所采用的生存策略——他们的适应性。例如：我们可以用抗生素作为对付细菌的生存策略。但是，细菌的反应却是：变异出有抵抗力的品系。我们的抗生素生存策略只有在细菌改变其生存策略之前才能很好地发挥其作用。（杨鸿智说明：如果真的存在这种“之前”的时机，那么，抗生素策略还有成功的可能。事实上，在应用抗生素之时细菌因为早已经发生的随机突变，耐药菌株已经存在，所以，实际上没有“之前”的存在。）一个厂商采用了低成本的标准化策略，但是，当其他厂商改变了他们的规则，采用了一个顾客化策略时，标准化策略的优势就会丧失。在这些事件中，一个策略在在增强一个系统适应性的同时，却减弱了另一个系统的适应性。一个系统实施的策略既能增强自己的适应性也能够增强另一个系统的适应性的情况也可能存在。例如，一个厂商可能采取一种同供应商密切合作的策略，这个策略就可以使双方受益。关键问题是，复杂系统及其行为主体总是锁定在相互作用的规则中，其中一方实施策略的成功与否取决于其他方实施他们策略的情况。我们可以将这种适应性观念用适应性图象来加以模型化。对于一个特定系统——我们把它叫做X——其适应性图象涵盖了系统可以采用的所有生存策略。这种图象的外形是通过统一体中所有其他系统正在实施的生存策略来定义的。假设X采用一种特定的生存策略，与它相互作用的其他系统采用的生存策略是使X趋向灭亡。例如，X采用一种抗生素，但是细菌已经变异。X的这种策略可以用步入一个山谷来表示。如果X采取的另一种策略能够增强X的生存机会——X采取了一种新的抗生素——这种策略可以用爬上一个山峰来表示。如果厂商X实施一种低成本的标准化产品策略，并且没有其他厂商实施顾客化产品策略，那么厂商X的策略就代表一个山峰。但是，如果一些厂商正在实施顾客化产品策略，则厂商X的策略就会使厂商X步入一个山谷。这样，适应性图象就由一系列山峰和山谷组成。山峰的高度，山谷的深度，表示这个策略与其他系统正在实施的全部既定策略相比的优越程度和危险程度。假定系统X正在发展，即改变其生存策略，而其他所有系统都继续实施其原来的生存策略，那么，X的发展可以被看作是一次穿越适应性图象的旅行。目的是寻找其最高峰。换句话说，这个过程是个不断地摸索过程。它试图寻找到一个使X具有最大生存机会的策略。而这个策略又是与其他系统的策略相互联系的。如果系统X的发展很稳定，为了保证不断地进步，系统探索的步伐迈得很小，那么它就很有可能在其遇到的第一个山峰上停滞不前。因为山峰过后的每一小步都是走下坡路。都是在减少系统的适应性。系统X会避免走这种下坡路。因为逻辑激进主义的行为规则是：只能走不断进步的小步，即只能走上坡的路。结果是，系统X永远不能发现更高的山峰。要发现一个新山峰，系统在最终取得进步之前，要敢于接受系统适应性和效率下降的挑战。因为系统遇到的第一个山峰不太可能是最高的山峰——最适应的——以小步均匀地穿越适应性图象的过程并不是一个有效率的过程。然而，如果系统X的步伐并不十分稳定而且杂乱无章，时而绊倒，时而滚下山坡，那么，它就不太可能被困在某一个不太高的山头上，而是很可能偶然爬上一座新的山峰。这等于是说，系统不应该寻找适应或者平衡，而应该采取驱使系统远离适应和平衡状态的策略，使系统处于混沌的边缘。（《组织中的复杂性与创造性》第72——74页）
以上论述告诉我们，一个系统。为了达到对环境的适应，调整了自己内部的各种运行机制。如果该系统达到了对环境的适应，就像爬上了一个山峰。而环境是不断变化的，系统所在的山峰会突然消失，面前出现一个新的山峰。原来的山峰消失，表明系统原来具有的适应优势已经不存在。面对新的山峰，系统又没有必要的运行机制，这样，系统就如同跌入深谷，陷入困境。长时间后，系统会死亡。前面的论述说系统会停止在一个山峰上，其实，这个比喻是不合适的。没有这样可供系统停滞不前的山峰。如果说适应是山峰，不适应就是山谷。按照达尔文进化论适者生存，不适者灭亡。但是，生物发展的事实是，生物并没有因为环境的变化而灭亡。虽然有些生命形式灭亡了，但是，同时有更多的生命形式产生了。自然环境的改变不但没有使生物灭亡，反而是使生物的发展更繁荣了。谁也不会因为恐龙的灭绝而否定现在的物种比恐龙时代更丰富。这就是说，在生物所在的山峰下降之前，生物的大部分会跳跃到新出现的更高的山峰上去。这是一个事实。这个事实是达尔文所不知道的。后来的研究者发现了这个事实。同时也发现了达尔文主义在忽视了这个事实的同时，当然也不会为这个事实提供解释。这样，在达尔文之后，人们陷入一个不可解的生物进化之谜。我们将在下一篇文章中说明这个生物进化之谜。



第148篇  物种如何飞上新的适应性山峰
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
资料来源自闵家胤、钱兆华《全息隱能量場与新宇宙觀》一书。
3.1 物种的进化之谜
传统上，生物学家都根据特定物种的特定历史来说明所观察到的有机体的解剖学特征。他们认为，不可思议的遗传突变和自然选择塑造了我们今天所看到的有机体并创造出生物的形式。突变被看作是双亲的遗传密码在后代身上的副本出现了“打印错误”，而且所有物种都以差不多不变的比率产生这种突变。随机变异所产生的绝大多数突变体在某些方面都存在缺陷，因而会被自然选择所淘汰。然而，随机突变不时地会偶然碰到使个体更适于生存和繁殖的遗传组合，这种个体又把它的突变基因遗传给子孙后代，而由这些后代所产生的许多后代取代了属于先前占主要地位的物种的那些个体。
有些研究人员，例如像R•道金斯 （RichardDawkins），对这种解释十分满意。按照道金斯的观点，自然界就好像一个“盲种表匠”，它的试错法产生了生物圈的有序和多样性的全景。但其他许多人对此不太相信，例如M•丹顿 （Michael Denton）就问，随机过程是否能够创造出一种甚至其基本要素 （如蛋白质和基因）也比人类的智能更复杂的进化结果呢？能不能说诸如哺乳动物的大脑这种真正非常复杂的系统是偶然出现的呢？这种大脑中仅仅百分之一的通讯线路按类别组织起来，也比全世界整个通讯网络的通讯线路多。丹顿的结论是，被自然选择所影响的偶然突变能够很好地说明特定物种的变异，但几乎不能说明它们的连续变异。①
怀疑达尔文关于物种进化的机制的适当性的一个理由是K•洛伦茨 （Konrad Lorenz）提出的。②洛伦茨说，尽管断言偶然突变和自然选择的原理在进化中起一定作用在形式上是正确的，但仅仅这种断言本身并不能说明事实。突变和自然选择可以说明特定物种内部的变异，但是在这颗行星上，生物进化可以利用的40亿年时间对通过随机过程从物种的原生动物祖先产生出今天这样复杂的和有序的有机体来说，可能是远远不够的。
数学家H•韦耳 （Hermann Weyl）在涉及这个问题时指出，作为生命基础的分子每一个都由大约100万个原子组成，所以原子的可能组合数是非常巨大的。另一方面，能够产生有效基因的原子组合数却是极为有限的，通过随机过程产生这种组合的可能性是微乎其微的。韦耳说，比较可能的解释是，某种选择过程一直在进行，一直在探索不同的可能性，而且在逐步探索从简单到复杂结构的途径。韦耳本人的意见是，“具有意象、理念、‘建构计划’性质的非物质因素”可能包含在生命的进化中。①
科学界不接受这些猜测，因为它们具有目的论的味道。科学家们相信，自然界创造出自己的图样，而不是接受现成的图样。但是生命在有限的时间内已经不可思议地建立起复杂的结构，它是如何做到这一点的，到现在还没有令人满意的答案。不言而喻，认为我们这个行星一定受胎于来自外层空间的生命胚芽 （开尔文勋爵也持这种观点），这已超出了科学可接受性的栅栏。
物种在其中进化的环境并不是一成不变的，这个事实解决了随机进化的问题。一度适合于居住的地方随着时间的推移可能变得不那么适合了，甚至可能威胁到某一物种的生存。为了继续生存，这个物种不得不修改它们的适应方式以有利于适应能更自然存活下来的小生境。不过，这样的修改可能是危险的。即使这个物种产生出使它们最终适于生活在更能自然存活的环境中的突变体，但在过渡期间它能达到这种环境而不冒不能适应和可能灭绝的危险吗？尽管生物圈环境不是固定不变的，但大量物种仍同我们在一起生活。显然，存活下来的物种解决了从一种类型的环境转换到另一种类型的环境的问题，但它们是怎样做到这一点的还没有弄清楚。
我们可以在“进化图景”的框架内来分析这个谜。设想一个像一张纸那样向两个方向伸展的水平面，这个平面并不完全平坦，有些地方有向上隆起的小丘，物种基因遗传中的每一个变种都沿平面的一个方向或另一个方向移动。隆起的小丘给这个图景增添了适应的因素，物种越适应它的环境，它在小丘上就攀登得越高，小丘的顶部代表最适应的点。
根据达尔文的理论，物种慢慢向小丘的顶部攀登，它们在其基因库中产生随机的变种，由此而产生的突变体面临着生存下去的考验。不适应的突变体被自然选择淘汰，这就迫使物种沿适应的斜坡向上攀登。问题是，物种也能从一个小丘向另一个小丘移动吗？　　
在稳定的环境中不会出现这种问题，物种能停留在它们自己的小丘上，并向小丘的顶部靠近。但是在变化着的图景中，从一个适应的顶峰向另一个适应的顶峰转移迟早是必要的；在一组条件下的真正适应可能变成在另一组条件下灭绝的原因。但是物种并没有把它们从正在消失的小丘引向另一个上升的和更加稳定的小丘的高架道路，如果它们要到达另一座小丘，它们必须下降到两丘之间的谷底。然而，在达尔文的进化论中，这是不允许的。随机突变可能会产生多种多样的突变体，它们中间不太适应的就会被自然选择所淘汰。然而，“适应”的突变体推动着物种沿它们当时所在的小丘向上攀登，因此物种不可能在适应的斜坡上“向下爬”，自然选择把它们束缚在它们当时所在的小丘上。
　
图4 地形图模型图示了在所谓的适应区内当从一个“适应峰”向另一个“适应峰”过渡时实际突变的问题。突变体使物种在两维空间内沿适应区运动。第三维是物种对其小生境适应的水平。因为不适应突变体灭亡，好的适应突变体繁殖，所以突变一般推动物种向适应峰攀登。当小生境变得不太适合生存，或完全消失时 （适应峰陷下去或消失掉），问题就出现了。适应原小生境的物种必须适应另一个小生境，但如果使适应水平从现在的峰降下来的突变体被自然选择所淘汰，那么怎样创生那些大量的系统性的可把物种推向另一个峰 （更稳定或可能上升的）的山脚下的突变体呢？一旦到达那儿，逐步的突变就将把它往斜坡上推，但如何到达那儿却是个谜。

成功的物种在它们的进化史上是如何设法找到从一个小丘到另一个小丘的道路的，这是一个谜。有些生物学家猜测，当它们的小丘开始收缩时，物种能产生大量的突变体，有些突变体可以像触角那样活动，从小丘向下并越过谷底一直伸展到邻近的小丘。但是很难搞清楚，这种触角突变体何以能生存足够长的时间，从当时收缩的小丘伸展到另一个上升的小丘。正如S•赖特 （Sewall Wright）所指出的，即使在小群体中，偶然的错误也会增加与自然选择有关的突变的重要性。但遗传空间是广阔的，假定突变是随机地产生的，而一个物种的适应性只限于少数可能的突变体，那么实际上产生的大多数突变体可能都不适应。不适应的突变体也将出现在通往邻近小丘的道路上。尽管赖特提出，小群体（所谓的同类群）可能偶然“碰到”适应的斜坡，此后在斜坡上受自然选择的驱使，但看上去物种似乎更可能跌进灭绝的陷阱。不适应的突变体将会被无情地淘汰，即使后来它们可能适应 （就邻近的小丘而言）。
很明显，成功的物种在它们适应的小丘收缩时并没有死去，而是在这个图景上漫游并发现了新的和更好的小丘。在达尔文和新达尔文主义理论中，这种佯谬并没有得到令人信服的解释。这对达尔文本人来说也许不是什么值得大惊小怪的事，因为他并不把突变和自然选择的偶然过程看作是对出现生命秩序的圆满回答：他相信神的创造。但最后他的理论被当作是那些事实的完美解释。
另外还需要说明的是导致进化过程有序化的一致性，在这里佯谬也继续存在。生物物种的一致性和它们的多样性一样明显，例如，鸟和蝙蝠的翅膀与在种系发生方面完全无关的海豹的鳍和两栖动物、爬行动物及脊椎动物的前肢是同源的；虽然骨骼大小和形状千差万别，但骨骼本身所处的位置是类似的，无论是它们相互之间的位置关系，还是它们对身体其余部分的位置关系，都是如此。不同物种的心脏和神经系统的位置显示出共同的秩序：内骨胳物种的神经系统在背部，心脏在腹部；而外骨骼物种的心脏和神经系统所处的位置恰好相反。此外，某些很特殊的解剖学特征也为进化历史非常不同的物种所共有，最显著的例子是眼睛：不少于40种在种系发生方面毫不相干的物种的眼睛看来都有同样的基本结构。
其次，所有的物种都有较大的规则性。尽管在寒武纪期间产生的有机体种类多得令人吃惊，但生活在生物圈内的物种主要可以分为二十几类，无论在类内或类与类之间都表现出惊人的有序性和规则性。最后 （但并不是不重要），在生物圈的最高组织层次上存在着有序和组织的要素，这些要素使生物学家J•洛夫洛克 （JamesLovelock）提出了有争议的“盖娅①假设”。根据这一假设，生物圈是一个自在的生命系统。他于是得出这样的结论：使我们这个行星上的物理、化学和生物环境基本不变的精确调节始于对空气、水及土壤的温度和化学成分相互平衡的调节。
渐进的和随机的进化过程能产生这种有序和组织吗？正如我们已经看到的，随机性受到严重的怀疑，渐进论现在也是如此。自然选择是渐进的和连续的，这种概念受到了当代古生物学家的攻击，他们声称，“种系发生的渐进率”是错误的。（达尔文在《物种起源》中宣称，“自然选择不能产生重大的或突然的变化；它只能小步地和缓慢地起作用。”）在达尔文的巨著出版大约120年后，两位美国古生物学家，J•古尔德（JayGould）和N•埃尔德雷杰 （Niles Eldredge）把“跳跃”引进物种进化。①根据这种“不连续平衡”理论，新物种倾向于在相对短暂的时间周期内突然出现，这种时间周期通常为5000～50000年。不仅单个物种，而且全部物种都是以突然创造的形式出现的，它们的出现标志着某个纪元的开始。例如，寒武纪的剧变在较短的几百万年时间里产生出了现今居住在地球上的绝大多数无脊椎物种。
抛弃渐进论有利于进化的突然出现，使宏观进化理论与非平衡热力学理论一致起来：在后两种理论中，复杂系统的发展都需要现存系统的临界不稳定化和在不连续与非线性过程中出现新的有序。然而，无论是物理学的理论还是生物学的理论都不能在有效的时间范围内解答这个谜。这两种理论中的偶然性不涉及单个的幸存者和繁殖体，而是涉及整个物种和群体。因此，在生命领域中依然存在着有序进化之谜。（第63——70页）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-18 10:26
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
《论坛反应与交流》
《红军长征自由共享>生物化学》
Kuerboy（军区司令员）：谢谢兄弟提供啊,现在才发几篇哦,等都发上来的时候一起加分啊!!!
《中国生命科学论坛→遗传与发育生物学》
Whoiszhk：非常棒
《协和医学论坛联盟 → 协和大内科论坛》
路久（版主）：回头看看很有必要!

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-18 10:27
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第148篇  物种如何飞上新的适应性山峰
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
资料来源自闵家胤、钱兆华《全息隱能量場与新宇宙觀》一书。
3.1 物种的进化之谜
传统上，生物学家都根据特定物种的特定历史来说明所观察到的有机体的解剖学特征。他们认为，不可思议的遗传突变和自然选择塑造了我们今天所看到的有机体并创造出生物的形式。突变被看作是双亲的遗传密码在后代身上的副本出现了“打印错误”，而且所有物种都以差不多不变的比率产生这种突变。随机变异所产生的绝大多数突变体在某些方面都存在缺陷，因而会被自然选择所淘汰。然而，随机突变不时地会偶然碰到使个体更适于生存和繁殖的遗传组合，这种个体又把它的突变基因遗传给子孙后代，而由这些后代所产生的许多后代取代了属于先前占主要地位的物种的那些个体。
有些研究人员，例如像R·道金斯 （RichardDawkins），对这种解释十分满意。按照道金斯的观点，自然界就好像一个“盲种表匠”，它的试错法产生了生物圈的有序和多样性的全景。但其他许多人对此不太相信，例如M·丹顿 （Michael Denton）就问，随机过程是否能够创造出一种甚至其基本要素 （如蛋白质和基因）也比人类的智能更复杂的进化结果呢？能不能说诸如哺乳动物的大脑这种真正非常复杂的系统是偶然出现的呢？这种大脑中仅仅百分之一的通讯线路按类别组织起来，也比全世界整个通讯网络的通讯线路多。丹顿的结论是，被自然选择所影响的偶然突变能够很好地说明特定物种的变异，但几乎不能说明它们的连续变异。①
怀疑达尔文关于物种进化的机制的适当性的一个理由是K·洛伦茨 （Konrad Lorenz）提出的。②洛伦茨说，尽管断言偶然突变和自然选择的原理在进化中起一定作用在形式上是正确的，但仅仅这种断言本身并不能说明事实。突变和自然选择可以说明特定物种内部的变异，但是在这颗行星上，生物进化可以利用的40亿年时间对通过随机过程从物种的原生动物祖先产生出今天这样复杂的和有序的有机体来说，可能是远远不够的。
数学家H·韦耳 （Hermann Weyl）在涉及这个问题时指出，作为生命基础的分子每一个都由大约100万个原子组成，所以原子的可能组合数是非常巨大的。另一方面，能够产生有效基因的原子组合数却是极为有限的，通过随机过程产生这种组合的可能性是微乎其微的。韦耳说，比较可能的解释是，某种选择过程一直在进行，一直在探索不同的可能性，而且在逐步探索从简单到复杂结构的途径。韦耳本人的意见是，“具有意象、理念、‘建构计划’性质的非物质因素”可能包含在生命的进化中。①
科学界不接受这些猜测，因为它们具有目的论的味道。科学家们相信，自然界创造出自己的图样，而不是接受现成的图样。但是生命在有限的时间内已经不可思议地建立起复杂的结构，它是如何做到这一点的，到现在还没有令人满意的答案。不言而喻，认为我们这个行星一定受胎于来自外层空间的生命胚芽 （开尔文勋爵也持这种观点），这已超出了科学可接受性的栅栏。
物种在其中进化的环境并不是一成不变的，这个事实解决了随机进化的问题。一度适合于居住的地方随着时间的推移可能变得不那么适合了，甚至可能威胁到某一物种的生存。为了继续生存，这个物种不得不修改它们的适应方式以有利于适应能更自然存活下来的小生境。不过，这样的修改可能是危险的。即使这个物种产生出使它们最终适于生活在更能自然存活的环境中的突变体，但在过渡期间它能达到这种环境而不冒不能适应和可能灭绝的危险吗？尽管生物圈环境不是固定不变的，但大量物种仍同我们在一起生活。显然，存活下来的物种解决了从一种类型的环境转换到另一种类型的环境的问题，但它们是怎样做到这一点的还没有弄清楚。
我们可以在“进化图景”的框架内来分析这个谜。设想一个像一张纸那样向两个方向伸展的水平面，这个平面并不完全平坦，有些地方有向上隆起的小丘，物种基因遗传中的每一个变种都沿平面的一个方向或另一个方向移动。隆起的小丘给这个图景增添了适应的因素，物种越适应它的环境，它在小丘上就攀登得越高，小丘的顶部代表最适应的点。
根据达尔文的理论，物种慢慢向小丘的顶部攀登，它们在其基因库中产生随机的变种，由此而产生的突变体面临着生存下去的考验。不适应的突变体被自然选择淘汰，这就迫使物种沿适应的斜坡向上攀登。问题是，物种也能从一个小丘向另一个小丘移动吗？　　
在稳定的环境中不会出现这种问题，物种能停留在它们自己的小丘上，并向小丘的顶部靠近。但是在变化着的图景中，从一个适应的顶峰向另一个适应的顶峰转移迟早是必要的；在一组条件下的真正适应可能变成在另一组条件下灭绝的原因。但是物种并没有把它们从正在消失的小丘引向另一个上升的和更加稳定的小丘的高架道路，如果它们要到达另一座小丘，它们必须下降到两丘之间的谷底。然而，在达尔文的进化论中，这是不允许的。随机突变可能会产生多种多样的突变体，它们中间不太适应的就会被自然选择所淘汰。然而，“适应”的突变体推动着物种沿它们当时所在的小丘向上攀登，因此物种不可能在适应的斜坡上“向下爬”，自然选择把它们束缚在它们当时所在的小丘上。
　
图4 地形图模型图示了在所谓的适应区内当从一个“适应峰”向另一个“适应峰”过渡时实际突变的问题。突变体使物种在两维空间内沿适应区运动。第三维是物种对其小生境适应的水平。因为不适应突变体灭亡，好的适应突变体繁殖，所以突变一般推动物种向适应峰攀登。当小生境变得不太适合生存，或完全消失时 （适应峰陷下去或消失掉），问题就出现了。适应原小生境的物种必须适应另一个小生境，但如果使适应水平从现在的峰降下来的突变体被自然选择所淘汰，那么怎样创生那些大量的系统性的可把物种推向另一个峰 （更稳定或可能上升的）的山脚下的突变体呢？一旦到达那儿，逐步的突变就将把它往斜坡上推，但如何到达那儿却是个谜。

成功的物种在它们的进化史上是如何设法找到从一个小丘到另一个小丘的道路的，这是一个谜。有些生物学家猜测，当它们的小丘开始收缩时，物种能产生大量的突变体，有些突变体可以像触角那样活动，从小丘向下并越过谷底一直伸展到邻近的小丘。但是很难搞清楚，这种触角突变体何以能生存足够长的时间，从当时收缩的小丘伸展到另一个上升的小丘。正如S·赖特 （Sewall Wright）所指出的，即使在小群体中，偶然的错误也会增加与自然选择有关的突变的重要性。但遗传空间是广阔的，假定突变是随机地产生的，而一个物种的适应性只限于少数可能的突变体，那么实际上产生的大多数突变体可能都不适应。不适应的突变体也将出现在通往邻近小丘的道路上。尽管赖特提出，小群体（所谓的同类群）可能偶然“碰到”适应的斜坡，此后在斜坡上受自然选择的驱使，但看上去物种似乎更可能跌进灭绝的陷阱。不适应的突变体将会被无情地淘汰，即使后来它们可能适应 （就邻近的小丘而言）。
很明显，成功的物种在它们适应的小丘收缩时并没有死去，而是在这个图景上漫游并发现了新的和更好的小丘。在达尔文和新达尔文主义理论中，这种佯谬并没有得到令人信服的解释。这对达尔文本人来说也许不是什么值得大惊小怪的事，因为他并不把突变和自然选择的偶然过程看作是对出现生命秩序的圆满回答：他相信神的创造。但最后他的理论被当作是那些事实的完美解释。
另外还需要说明的是导致进化过程有序化的一致性，在这里佯谬也继续存在。生物物种的一致性和它们的多样性一样明显，例如，鸟和蝙蝠的翅膀与在种系发生方面完全无关的海豹的鳍和两栖动物、爬行动物及脊椎动物的前肢是同源的；虽然骨骼大小和形状千差万别，但骨骼本身所处的位置是类似的，无论是它们相互之间的位置关系，还是它们对身体其余部分的位置关系，都是如此。不同物种的心脏和神经系统的位置显示出共同的秩序：内骨胳物种的神经系统在背部，心脏在腹部；而外骨骼物种的心脏和神经系统所处的位置恰好相反。此外，某些很特殊的解剖学特征也为进化历史非常不同的物种所共有，最显著的例子是眼睛：不少于40种在种系发生方面毫不相干的物种的眼睛看来都有同样的基本结构。
其次，所有的物种都有较大的规则性。尽管在寒武纪期间产生的有机体种类多得令人吃惊，但生活在生物圈内的物种主要可以分为二十几类，无论在类内或类与类之间都表现出惊人的有序性和规则性。最后 （但并不是不重要），在生物圈的最高组织层次上存在着有序和组织的要素，这些要素使生物学家J·洛夫洛克 （JamesLovelock）提出了有争议的“盖娅①假设”。根据这一假设，生物圈是一个自在的生命系统。他于是得出这样的结论：使我们这个行星上的物理、化学和生物环境基本不变的精确调节始于对空气、水及土壤的温度和化学成分相互平衡的调节。
渐进的和随机的进化过程能产生这种有序和组织吗？正如我们已经看到的，随机性受到严重的怀疑，渐进论现在也是如此。自然选择是渐进的和连续的，这种概念受到了当代古生物学家的攻击，他们声称，“种系发生的渐进率”是错误的。（达尔文在《物种起源》中宣称，“自然选择不能产生重大的或突然的变化；它只能小步地和缓慢地起作用。”）在达尔文的巨著出版大约120年后，两位美国古生物学家，J·古尔德（JayGould）和N·埃尔德雷杰 （Niles Eldredge）把“跳跃”引进物种进化。①根据这种“不连续平衡”理论，新物种倾向于在相对短暂的时间周期内突然出现，这种时间周期通常为5000～50000年。不仅单个物种，而且全部物种都是以突然创造的形式出现的，它们的出现标志着某个纪元的开始。例如，寒武纪的剧变在较短的几百万年时间里产生出了现今居住在地球上的绝大多数无脊椎物种。
抛弃渐进论有利于进化的突然出现，使宏观进化理论与非平衡热力学理论一致起来：在后两种理论中，复杂系统的发展都需要现存系统的临界不稳定化和在不连续与非线性过程中出现新的有序。然而，无论是物理学的理论还是生物学的理论都不能在有效的时间范围内解答这个谜。这两种理论中的偶然性不涉及单个的幸存者和繁殖体，而是涉及整个物种和群体。因此，在生命领域中依然存在着有序进化之谜。（第63——70页）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-18 10:28
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第149篇  现代进化论者的预适应理论
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
前面已经描述了生物进化论所遇到的一个矛盾。进化是有方向的。自然环境是选择生物能否存活的主体。经过一次选择之后，存留的物种已经适应了这个环境。问题之所以发生，是因为环境总是会继续发生变化的。在已经产生适应的基础上，环境再发生变化时，生物原有的适应性在新的环境下将变成不适应性。这样，生物将面临死亡。但是实际情况是，在生命漫长的40亿年的历史中，虽然遇到过无数次环境的巨大变化，虽然也的确有些物种因此而灭绝，但是，总的来讲，生物总体总是能够调整自己的发展方向，使自己永远适应即将到来的自然环境的变化。这是为什么呢？自然选择只是提供了选择的方式。物种的形成，关键不在选择。关键在于有了既成的物种才有可能进行选择。所以，生物应该有一个主动的物种形成过程。针对这个问题，生物学家提出一个新的理论，叫做预适应理论。就是说，一个生物体会在自然环境发生变化之前，预先改变自己的遗传性。这样，生物体每次都 自然环境改变发生之前先改变了自己。因此使自己在自然环境改变发生的时候永远保持适应的最佳状态。下面看《自达尔文以来》一书中关于预适应理论的说明。作者写道：
现代进化论者提出了解决这个难题的一个原则，这个原则中含的概念有一个不幸的名字叫“预适应”（我说不幸，是因为这个词的意思是物种在进化中提前适应了即将发生的事件）。一个科学假说的成功常有出其不意的成分在其中。问题的解决通常由于重新仔细地构想问题，而不是按照旧框架勤奋地搜集新的信息。利用预适应原则，我们通过接受标准的反对意见，去掉了初级阶段功能的难题，并且承认中间形态的作用与后来状态的作用不一样。有一个类似的例子，鱼的鰭怎么能成为陆上用的肢？多数鱼的鰭由纤细的齐刺构成，无发支持陆地上动物的重量。但是，有一个特殊的淡水鱼类，一种底栖的鱼，即我们的祖先，进化出具有强有力的中轴及少量放射突起的鰭。这种鰭极好地预适应地成为陆上用的肢。但是，它纯粹是出于水中使用的目的进化出来的。可能是利用中轴支撑水底来快速转动，从而可沿水底急行。简而言之，预适应原则就是认为无需极大地改变形态，就可以极大地改变功能。我们可以认为，中间形态的建立是由于新的功能发展时，旧的功能仍然保存着。从常识中很难导出科学的见解。因为常识主要代表了文化上的偏见，而不是赤裸的皇帝面前一个小男孩的淳朴和诚实。批评达尔文的人根据常识提出，形态上的逐渐改变必定表现出功能上的进步。因为他们确定不了一个功能在最初不完备阶段的适应值，所以他们便认为最初阶段或许不存在。（完备的形态是一下子创造出来的）或者认为最初阶段不是由于自然选择产生的。预适应的原则——结构延续中的功能变化——可以解决最初阶段的难题。（第107——110页）
预适应理论是宏观的，推论性的理论。它以生物进化的事实为基础，以推理为工具，得出了这样的结论。因此，这个结论偏重于推理和假设。缺少事实证据，证明生物能够从一个山峰“飞向”另一个山峰。这个证明，不久之后就由意大利的卢里亚做出了。他发现一个事实，即细菌基因可以自发地发生随机的基因突变。这个突变不是由外环境诱导产生的，突变是自发的，发生于环境因素变化之前。即与环境作用无关。这样，就从基因这个分子水平生命了一个物种从一个山峰飞向另一个山峰的原因。这个原因是：一个物种既使在它最适应的山峰上，它也会随时产生出现代其他的适应能力，随时为物种的转移作好准备。外环境的改变只不过是为新突变的显现、发展，提供了一个机会。
在下面的文章中我们介绍卢里亚的实验。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-23 10:12
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
《论坛反应与交流》
《生物通-科研社区>综合论坛》
yh2005：在我的文章《第135篇  从癌发生的“基因突变”理论看基因理论的局限性》的后面，发表了下面的帖子：
yh2005：
现代中国高等教育的两大悲哀：
1) 用政治来教人类社会历史
2) 把唯物辩证法和自然科学历史混为一谈，又称自然辩证法
杨鸿智先生为什么不告诉听众中国学术界时兴米丘林学说的历史？那时候唯物辩证法的老师学者都死光了？你们连基因科学发展的基本特点和历史都讲不清楚，偏偏要套用无所不知，举一反三的唯物辩证法？什么狗屁后现代理论？中国科技落后资本主义国家不是减少而是增多。杨鸿智老师你说说这是什么道理。把唯物辩证法作为一种哲学思想讨论无可厚非。把它拿来作宗教式的宣传实在是误国误民。 掌握辩证法，就会象上帝那样对所有事物都有说法？中国人掌握这门科学，就会在科学发明创造上超过资本主义国家的人？很荒谬。中国学生学来学去，除了潜移默化地学会自以为是的本事外，别的都学不到。学术界有很多神术和骗术的故事，自然辩证法就是其中之一。杨鸿智的学派，就象葵花宝典。得之不易，练之伤身。用起来无所不知。。。（帖子转录完毕）
这个网友提出这个问题的时候，我的文章已经发到《149篇  现代进化论者的预适应理论》而且，在《144篇  关于获得性遗传问题的争论》中，我已经对米丘林学说的事情进行了说明，所以，我只好在这个第149篇文章的后面回答网友 yh2005的问题：


我的回答是：
首先感谢这位网友对这个问题的关心，下面我简单回答你的问题：
一  丘林学派与摩尔根学派之争
这是一个科学历史的问题，但是，现在还是有现实意义，而且，这个现实意义会随着时间的发展，越来越大。对于我们中国人来说，我们第一个阶段是同意前苏联的看法，即，从唯物主义的立场看，生命是物质世界的一部分，生命与物质环境是相互作用的，因此，亲代与物质环境的相互作用结果应该在子代身上表现出来。这就是说，获得性遗传是应该存在的。第二个阶段，从DNA双螺旋结构发现，到动物克隆技术的成熟，使人们相信，生命是由基因决定的，基因的变化是不受环境影响的，是“自主”的。我们不用改变环境，只要改变基因，就可以改变子代生命的性状。这样，没有获得性遗传这个事情已经深入人心。现在，我们就处在这个阶段。现在，我要说的是，第三个阶段已经开始。当我们为克隆技术欢呼的时候，我们已经发现，基因技术存在问题。问题有两方面，一是，基因技术这个在“微观”物质方面的改变，破坏了生物个体在整体方面的“宏观”平衡，使经过基因治疗，或者是克隆后的生命质量有问题。第二，基因技术这个在“微观”物质方面的改变，破坏了生物个体与环境之间的平衡关系，中断了新生命与环境之间原来存在的相互作用关系，这同样是使经过基因治疗，或者是克隆后的生命质量有问题。这些问题的发现和提出，使我们有回到原来的老问题：生命与环境的关系问题。用生物学的语言就是：获得性遗传存在吗？可以预见，这次对获得性遗传问题的讨论，将对这个事情给以肯定的回答。我们现在所认为的，以为我们有能力通过随机改变基因而改变生命性状的思想是不正确的。我们不能够忽略环境对生命作用。如果我们知道了在获得性遗传问题上已经发生的这些事情，那么，我们现在就不能够把当初在前苏联发生的米丘林学派简单地认为是一个政治事情。米丘林通过改变环境而改变了生命的性状，这是一个事实。后来基因技术的出现并没有证明米丘林的事情不是事实。在基因理论发展的这段时间里，我们只是把这个事情放在被忽略的地位。现在的情况是我们应该在新的，系统论的基础是对这个事情重新进行认识。现在对米丘林的事情仍旧简单地认为是个冷战时期的政治问题，不仅是对历史的无知，也是对现在科学发展的无知，更不要说是缺少对科学未来发展的预见和判断能力。


二，中国与西方国家的差距问题
   
第一部分：
下面我所要发的这些文字，是我的一篇文章的前半部分。这篇文章的题目是《在后现代科学背景之下的中国现代化之路——兼论系统科学的发展和后现代理论医学的出现》。这是我提交给《第二届中国科学家论坛》大会的文章。该论文被大会评为优秀论文一等奖，
一  总论
现代化工业社会是人类史的一个阶段。在不同的时间，在不同的国家和地区，人们走上现代化之路的方法不同，其所达到的现代化程度也不同。人类社会的现代化进程是从欧洲文艺复兴开始的。到现在已经有500年的历史了。这500年的现代史又可分成三个阶段：
（一）  手工业阶段，即小工业阶段。这个阶段在欧洲少数国家开始，如英国、法国、荷兰等。这是这些国家实现资本原始积累的阶段。这个在少数国家内部开始的现代化进程还很少影响到世界远处的其他国家，如中国。
（二）  是机器大工业阶段。这时期，一方面是少数发达工业国家生产的高速增长，另一方面，世界其他不发达国家日益变成工业国家的原料产地和商品市场。伴随着工业国家的资本输出，不发达国家也逐渐变成了工业化国家的殖民地。在这个时期，殖民地国家看到工业化的好处，希望自己也实现工业化。但是，由于发达国家的经济压迫和政治压迫，殖民地国家没有实现工业化的可能。比如中国一百多年来的奋斗历史就表明了这一点。中国不能实现工业化不是中国人的智力比西方人差，而是西方发达工业国在经济和政治两方面压迫中国，不让中国实现工业化。
（三）  即二次大战之后，西方发达工业国开始进入后现代的知识经济阶段。在这些发达国家中经济摸式开始进行调整，费时、费力、经济效益低的大工业生产正在让位于省时、省力、经济效益高的知识经济。与此同时，发达工业国将大工业生产线转让给第三世界国家，又赚得巨大利润。在这个第三阶段，不发达国家第一次获得了实现工业化的可能。但是，这个工业化不可能改变这些国家的相对落后状态。因为这只是发达国家向后现代社会前进时让来的一个空间而已。
根据以上认识，我认为我们中国作为非工业化国家，在目前形势下，即发达国家已经进入后现代知识经济时代的背景下，讨论自己现代化的问题时，绝不能只看到工业化的客观好处，盲目地全身心地投入工业化进程，忘记了或者忽略了工业化与后现代知识经济的相对差别。这样做的结果，我们虽然可以实现工业化和现代化，但是仍然改变不了落在西方发达国家后面的状况。因为，在我们为实现工业化而高兴的同时，西方发达国家又前进一步，实现了知识经济的后现代化。因此，正确的方针应该是：实现工业化是战术目标，我们的战略目标也应该是实现知识经济的后现代化。目前在西方发达国家还没有完全进入后现代社会的时候，我们还有机会赶上这班车，与发达国家同时进入后现代社会。这就像19世纪日本进入现代化的历史一样。如果我们没有这个超前意识，仍按部就班只搞现代化，那么将来我们只能成为发达国家生产线的倾销市场，后现代的美好情景又将与我们无缘了。
二  对现代化的认识
对现代化的认识有两种。一个是从先进性来认识，凡是先进的就是现代的。另一个认识认为现代化有其特定的时代内涵和知识内涵。前一个认识具有群众性，但是不具有科学性。而对于现代化的时代内涵和知识内涵，在我国大多数人还是模糊的，甚至相关的行政领导和技术专家也是这样。因此在讨论现代化问题时，第一个要讨论的就是：什么是现代化？
所谓现代化就是在文艺复兴以后（时间），以机械论科学技术为基础的大工业生产（知识内涵）所表现的生产力水平和所带来的社会生活状况（即资本主义社会）。 从这里可以看到，现代化包含两方面内容。一个是技术内容，就是机械论科学和生产线式的大工业生产。另一个是社会生活方式，即资本主义的商品经济的生活方式。如果我们不给以特殊的说明，简单地说什么建设现代化，那么，这个现代化的内容就是机械论的技术和资本主义的社会生活。现在，我国党和国家的领导已经说明，我们不能要资本主义的生活方式，而要保持社会主义的生活方式，即社会主义的商品经济。这表明我们已经对现代化做了一个限制说明。现在我们要说明的是，只有这样一个限制是不够的。因为机械论的技术和生产线式的大工业生产所带来的结果必定是资本主义的生活方式。这是资本主义社会几百年发展历史已经证明了的。如果我们只强调上面的一个限制，那么我们将会与我们自己制造的资本主义生活方式发生矛盾。我们现在已经陷入了这个矛盾之中。解决的办法，除了在战术上强调社会主义思想指导外，在战略上必须要把机械论的生产技术改变为后现代的系统论的生产技术。
三  “后现代”概念的产生
如果简单地说，“现代”就是“资本主义”。现代化，就是资本主义化。最早对现代化提出异意的是空想社会主义和马克思主义。由于他们是在资本主义早期提出的批评，所以没有被大多数人接受。二次大战后，资本主义高度发展，大工业生产对自然环境的破坏以及资本主义社会对人性的压抑激发了发达国家人民的反抗。在法国发生了1968年的学生罢课和工人罢工，在美国出现了与现存社会主流格格不入的嬉皮士运动。这些都是资本主义社会的中心的知识分子对资本主义社会缺点的一种反思。意大利罗马俱乐部的出现，把这种反思引入科学界。后现代主义的科学家指出机械论的生产技术导致自然环境的破坏将危及人类自身的生存。1973年的世界石油危机证明了这个思想的正确性，并使后现代主义思想成为资本主义社会的主流思想。这也表明资本主义社会开始进入后现代社会。因为同样是对资本主义现代性的批判，所以，后现代主义与马克思主义没有本质的区别，这样，后现代主义就将马克思主义看作自己的鼻祖。正因为如此，2000年世纪更替的时候，发达国家把马克思选为人类有史以来最伟大的思想家。中国人把这件事看成不可理解的新闻，因为中国人不理解后现代主义的内容和后现代主义在世界的发展情况。
四  “后现代科学”概念的产生
当后现代主义的科学家认定机械论的科学技术是人类目前所遇到的困难的原因之后，就想到要寻找一种比机械论科学技术更先进的科学技术。当人们这样去寻找的时候发现，原来这样的科学技术已经存在了。这就是系统论这门科学技术。
20世纪的一百年，从爱因斯坦的相对论开始，接着又出现了量子论，最后是系统论，这一系列理论，最终表明，人类在认识物质运动方面又打开了一个新的领域，原来牛顿的经典物理学研究的只是简单物质的简单运动，而现在人类发现，除这些运动之外，世界上还有许多复杂物质的复杂运动，对于这些复杂运动，牛顿物理学已无能为力，必须采用新的系统论的方法进行研究和认识。因为研究的对象不同，研究的方法不同，新的科学已与旧的牛顿物理学完全不同了，已发生了新的质的变化，发生了阶段性的变化，从相对论开始，自然科学已经进入了一个新阶段，如果牛顿物理学已经叫做“现代科学”，那么，这个发生在牛顿物理学之后的新阶段就叫做“后现代科学”。这就是说，自然科学并没有到现代科学而止步，而是在现代科学已经充分发展的时候，开始了新的后现代科学阶段。现在的问题是，许多人虽然看到了这些科学的新发展，但把这些算在旧的现代科学的范畴内，没有认识到这些东西已经是新阶段自然科学的表现。造成这些人没有及时看到新阶段开始的错觉的原因还有，就是旧的现代科学并未到19世纪末结束，而是在20世纪中继续存在和发展，当然，基本理论已经没有大的成果出现，而只是原有科学理论向实用技术的转化，如无线电、电子技术、原子核技术、基因技术等。20世纪是这样的世纪，一方面，现代科学技术向其最后顶峰冲刺，另一方面，后现代科学已经产生并正在完善自己的基本理论，准备着在21世纪转化成技术，展现在社会大众面前。
五  我国与发达国家对“现代化”的不同态度
发达国家是已经实现了现代化的国家。中国是还没有实现现代化的国家。发达国家在研究现代化的缺点并寻找走向后现代化的道路。中国是在宣传现代化的优点，迫不及待地希望早日实现现代化。我们国家的发展方针应该有两个，一是在客观上提高人民的物质生活水平，另一个是在与发达国家的相对关系中赶上或超过这些国家。前面所说的我国的情况只能达到第一个目的，而不能达到第二个目的。历史唯物主义的一个原理说，在社会发展过程中，不能跳过任何一个阶段，因此，现代化这个阶段我们是一定要走的。但是，人类社会发展的一个事实告诉我们，一个国家在前一个社会处于落后状态时，在下一个社会里有可能变成先进国家。日本就是这样的例子，我们希望我国也走日本的道路，但是，有一个先决条件，就是要认识到现代科学技术已经不是最先进的科学技术了，必须把后现代化作为我们的目标。即，我们的目标不是现代化，而是后现代化。为了达到这些目标，现在要做的是加强对机械论现代科学的批判，开阔中国人的思想，使中国人认识到现代化并不是那么十全十美的，还有比现代化更好的科学技术。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-23 10:13
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第二部分：
下面发的文章，是我为《首届中国人力资源大会》发去的论文，题目是：《后现代人才是我国赶超西方发达国家的人才战略》

培养后现代人才
是我国赶超西方发达国家的人才战略
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
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摘要：
人才战略问题关键是培养人才的知识内容，而不是培养和管理人才的方法。当今世界自然科学已经不再是机械论现代科学的一统天下。以系统论为内容的后现代科学已经开始登上历史舞台。现在一般所说的人才培养，大多数是指现代机械论科学人才，这样的人才只能使我们跟在发达资本主义国家后面，只有后现代科学人才能够使我国赶上和超过发达资本主义国家。
一  人才战略目标的悖论
按说能够参加人才战略讨论的人都已经是战略人才了，那么，关于什么是人才战略的目标应该是早已经知道的了。因为如果他不知道人才的战略目标他怎么能够成为战略人才呢？现在，当我们说需要讨论人才战略问题的时候，这就等于说我们这些战略人才还不知道什么是人才战略。这成了一个“鸡生蛋，还是蛋生鸡”的悖论了。是战略人才制定了人才战略呢？还是人才战略培养了战略人才呢？
我在这里提出这个问题是想请大家注意，现在，在中国，人才战略问题实际上是一个悖论。我们要讨论人才战略问题，说明我们对于这个问题还不清楚。但是，当我们开始讨论的时候，我们可以说出一连串的人才战略问题。如：人才的意义、人才的培养、人才的引进、人才的使用、人才的待遇等等。这不是说明我们对人才战略问题很清楚吗？既然清楚，我们为什么还要讨论呢？这说明在我们内心深处，在我们的潜意识中认为以上所说的人才战略的具体内容实际上可能不是真正的人才战略。
本小节的目的是说：在讨论人才战略之前，首先要讨论确定人才战略目标的方法。有了人才战略目标，再讨论这个目标的实施办法。在这里，明眼人一眼就可以看出，“目标的实施办法”好像不是战略问题。如果真的是这样的话，那么，所谓“人才战略”实际就是“确定人才战略目标”。
二  形式与内容
改革开放20余年来，我们在人才的培养和使用方面情况如何呢？以我所在的医务界为例是这样的 ：
1 开展了补学历的成人教育，使已经进入职工队伍的非学历、非专业人员获得学历和专业。
2 将一部分条件比较好的中专学校升格为大转学校，增加专科生在人才队伍中的数量。
3将一部分条件比较好的大专学校升格为本科学校，增加本科生在人才队伍中的数量。
4 最大限度地扩大本科生的招生，甚至不惜超过学校硬件所允许的范围。
5 扩大硕士研究生的招生。
6 扩大博士研究生的招生。
7 在用工方面，与时俱进：本科生、硕士、博士。博士中又从中国博士升格为外国博士。现在外国博士又要求是“确有成就”的。所谓“成就”，就是在外国有了职务、奖励等。
现在，谁也不能否定这些人才措施在我国经济增长中所起的作用。那么，我们现在为什么还要讨论人才问题呢？因为我们在完成了这些工作之后发现，许多高学历人才的工作能力没有达到预期要求。这就出现了形式与内容、现象与本质的问题。总结后得出结论：20年来，在人才问题上，我们过多地注意了学历这个形式，而放松了对人才内容的注意。
下面我们引用一篇文章，说明人才问题的形式主义存在的严重程度。这篇文章的作者是：郑州大学医学院王立东（王立东全国政协委员、国务院授予有突出贡献专家、博士生导师。）文章的标题是：《人才引进当心“溶血”》。文章发表于《健康报》2004年5月12日。摘录如下：
近年来，随着高校体制改革，特别是对教师队伍的学历构成的要求和各校之间的攀比，为了能够短时间内提高具有博士学位教师的比例，人才引进在一些高等院校已经成了“博士引进”的代名词，并制定出许多地方政策，如引进的博士，不论工作时间长短和对单位的贡献，一律给予每月1000元到数千元的博士津贴，以及分配住房，配备电脑，给予数万元不等的科研启动经费和安家费等等，以此来吸引博士。此外，根据引进博士的数量，还给予单位领导一定的奖励。诚然，作为单位，特别是高校，重视和加速引进高学历人才是非常正确和必要的。但是，学位更多的是代表了受教育的程度，学位并不代表一个人的实际工作能力，特别是对刚毕业的临床博士生而言，更与他们对单位的贡献不成比例。这些一味重视学历而忽视工作业绩的人才引进政策导致许多引进人才与单位本土人才之间的矛盾，一些年轻的无博士学位的教授选择了走继续读学位，年长教授的工作积极性也受到一定的影响，甚至因此而另寻职位。更有甚者，一些单位最初给引进博士的优惠政策，许多不能落实到位，或执行一段时间突然终止，最终引进的博士与校方产生矛盾，一气远走。例如，一个高校的教研室，原来有4位正教授，4位副教授，引进4位博士，最后，两位教授调走，4位副教授全部出去上同等学力博士，4位引进的博士也因为政策不兑现而调走。最后的结局是引进的博士未留住，原来的人才也纷纷出走。这一现象就像输血时的血型不合引起的溶血反应一样。对人才的评价标准不健全，政策的不完善和不可持续性是造成这种“溶血”现象的关键因素。
　　人才引进政策不平等导致的从国外引进和国内引进人才之间的矛盾。一些单位对从国外引进的博士和对国内引进的博士采用不同的待遇，甚至对同一高校毕业留校的博士也与从外校来的博士采用不同的政策（一些单位规定毕业留校的博士和委培、定向的博士不属于引进人才），这些奇怪的不平等政策在这些引进的人才中产生了不同程度的影响，加之国内毕业的博士多年上学，拿到博士学位时依然身无分文，这些政策更坚定了他们不顾一切联系出国的决心或转换单位，其结局是人心不稳，无心工作，只比待遇。
　　只重人才引进，忽视用好人才。许多用人单位在人才引进上用了八分的力气，而在如何用好人才上只用了两分的力气，许多引进的人才，只在引进时和领导见过面，之后就再无人过问，更无人去调查、了解引进的人才的工作环境如何，能否开展工作，存在什么问题，更缺乏主动帮助他们解决工作中的困难。这种只重引进，无视用人的做法，结局是导致人才不断的流失。
　　只重引进人才的数量而忽视引进人才的品德。近年来，只重才能不重品德的引进人才，已给许多单位带来越来越多的问题。很显然，德才兼备是衡量引进人才质量的关键标准，由于地方政策的不全面，不完善，引进人才质量的标准不健全，更使“留住人才”，“用好人才”成了一句空话。
　　综上所述，引进人才的评价标准不健全，缺乏竞争和激励机制，人才引进政策的不完善、不全面和不可持续性，特别是缺乏用好人才的政策和激励机制是导致人才流失和人才引进中的“溶血”现象的关键因素，这种“溶血”现象如不能引起足够的重视，将直接影响人才强国战略的实施。
（摘录结束）
上面文章的作者把人才工作的问题主要归结为人才管理方面的问题。这是不错的。但是我引用它的目的在于说明对人才知识内容和技术水平的忽视是问题发生的一个重要方面。假设，引进的人才真的能够解决工作中的问题，本土人才流失又有什么不好呢？不是可以减少人力资本了吗？矛盾的关键还是引进人才的质量不行。


三  是自己与自己比，还是自己与别人比
研究人才战略的目的是为了提高我国的经济能力和我国人民的生活水平。在判断经济能力和生活水平是否提高这个问题上有两个比较方法：一个是自己与自己比，另一个是自己与别人比。
自己与自己比，我们肯定是绝对提高了。我们现在大部分人的生活内容比古代皇帝还要好。但是，我们的这种提高是否可以不断继续下去？如果能够不断继续下去，我们就没有什么可担忧，也没有什么可讨论的了。问题是一个国家不可能脱离国际环境单独不断发展的。这是一个系统论的问题。国际社会是一个大系统，一个国家不可能脱离国际社会的影响而单独发展。在这个问题上我国人民是有深刻而痛苦的经验的。自从鸦片战争以后，中国人民看到资本主义制度的先进性就开始向资本主义国家学习。但是，发达资本主义国家把中国当作原料产地和廉价劳动力的来源地，不允许中国也变成发达资本主义国家，对中国进行了残酷的经济剥削和政治军事压迫，使中国长期处于殖民地、半殖民地状态。为了改变这个状态，中国人民进行了一百多年的斗争。不是中国人民无能，是发达资本主义国家不允许我们改变。现在，我们独立自主了，许多人以为我们可以自由发展了，其实不然。资本主义的世界大环境还在，发达资本主义国家对我们的政治压迫和经济剥削还在，只不过形式改变了而以。现在我们能到20余年稳定发展实属不易，但是，如果我们认为可以这样不断地、无限期地和平发展下去，可能是太天真了。近年来，在国际上又出现了什么“中国威胁论”，说什么中国的发展将威胁到其他国家的利益和安全。这是需要我们认真对待的严重事情。这再一次提醒我们，脱离国际大环境的、天真的自由发展思想是不现实的。
中国威胁论不仅是一个政治口号，它是有一个“科学”和“经济”的理论的。简单说就是：世界资源是一个固定的常数，中国发展了、占用得多了，别的国家就少了。这个理论的结论就是：既然别的国家占用得少了，就会不高兴，就会想办法阻止我们的发展。什么办法呢？不言自明。
下面我引用1986年诺贝尔化学奖得主李远哲先生的一篇文章来说明别人是怎么样看待中国的发展的。李远哲先生是国际著名的自然科学家，在这里我不是说李远哲先生就是中国威胁论者。我只是想说明，一个国家的发展确实是不能脱离国际社会环境的，“中国威胁论”是不能用简单的否定和保证解决的，应该有科学的认识和科学的解决方法。李远哲先生的文章发表在《智慧的星光》一书中，题目是《面对21世纪的挑战》。摘录如下：
　　工业革命的发生，是由于人类学会了转变并控制各种不同的能源，由化学能、热能到机械能或电能，并经由各种机械的发明，使它能从事比人类或动物的体力劳动更强大、更精确，也更可靠的工作。这不但造成人类社会生产力的高度提升，也大幅度地改进了人类的物质生活。
　　不过在我们进一步歌颂工业革命对人类社会带来的进步与繁荣之前，让我们注意两件重要的事实。首先，随着人类社会对能源消耗的增加，我们逐渐地过度依赖地球上千万年慢慢累积的石油、煤、天然气等矿物燃料，除了燃烧产生的二氧化碳带来的温室效应、酸雨等问题外，在短短的二三百年内把地球上宝贵的矿物燃料挥霍净尽，对我们的子子孙孙确实是很不负责任的事。第二件我们该注意的事情是，工业革命对不同地区的人民带来的影响确有很大的差别，如果幸运地跟上这股浪潮，便加入先进国家的行列，不幸没能赶上，以后追赶的日子，就十分辛苦。
　　从上述的讨论中可以很显然地看出，人类的将来确实是筑构在全球化的政治、经济、文化与生态的体系中，每个国家与地区相互依赖将变得很重要。而且不管我们愿不愿意，我们会发现到生活的天地确实是整个地球，我们都将生活在一个“地球村”里，而且地球上各地人民的命运将会紧密地联系在一起。
面对着这么一个情况，尤其是面对全球性的困境，我们知道人类社会的发展已经不能够再像以往一样，在强烈的竞争中盲目地走下去。许多事是我们必须立即着手改进的，特别是能源的使用与它对环境恶化带来的一些问题。为了能够使整个世界永续发展下去，我们必须提高能源的使用效率，发展新的能源，减少我们对矿物燃料的过度依赖，并且仔细检讨人口政策与人类的活动对生态与环境造成的影响。但是，另一件似乎是更重要的事是，居住在工业化国家的人们要认真地面对一个问题：如果世界上的每一个人都像我们这样生活，我们的地球 承受得了负担吗?如果中国大陆的人平均石油消耗量，到了今天台湾的水准，全世界的石油产量也不够供应中国大陆的消耗。最后，世界各国为了在以高科技为后盾的经济竞争中取得优势，都在努力提升国家的竞争力，希望能在短暂的时间内赶上先进国家。但是如果先进国家走过的路，或是目前正在走的路，不是一条全世界能够永续发展的康庄大道，那么未开发或开发中的国家紧紧跟在先进国家的后头努力追赶，就似乎毫无意义。因为这一段辛苦追赶的路程，很可能是人类共同走向灭亡的路程。（摘录结束）
按照李远哲先生分析，我国的经济水平达到目前台湾的水平时，就会使人类共同走向灭亡。这就是说中国永远也不可能达到目前台湾的水平。当然，如果真的有那么一天，中国有可能达到目前台湾的水平时，我想世界全人类也不会灭亡。因为发达资本主义国家为了保证他们自己的生存，很可能首先灭了中国，就像现在美国对待南斯拉夫、阿富汗、伊拉克一样。
总之，自己与自己比，有一点发展就满足是不行的。作为一个战术是可以的，但是，作为一个长期战略是不行的。如果我们有了这样的认识，那么，我们就应该放弃这个自己与自己比的发展思想，采取另外一个“自己与别人比”的发展思想。这是一个什么思想呢？这就是：为了自己的存在，必须要与别人比、要超过别人。这就是辩证法。存在和超越是两个不同的概念，但是，它们又是彼此相联的，要存在，就必须超越；不超越，就不能存在。这就提示我国有关的决策者，在制定我国的人才战略时，要把超越发达国家作为自己的目标。应该研究发达国家的科学技术达到了什么水平，我们怎么样可以超越这个水平，而不是只想向他们学习什么。


四  鸡头与凤尾
中国有句俗话：宁做鸡头，不做凤尾。在体育界也有一句俗话是：只有第一，没有第二。意思是说，只有第一是胜利者，第二以下都是失败者。实际上这个原则在经济竞争中也是一样的。在人类的历史中，因为交通和通讯问题的阻碍，曾经有漫长的时间里人们很难相互见面和交流，那时，世界各国之间没有什么第一、第二的比较，是多中心的。后来交通和通讯技术的进步使人们容易接触并加剧竞争，两千余年竞争的结果，现在只剩下美国一家“一花独秀”了。全世界的人才和财富都涌向美国。现在世界上有一个流行的时髦用语叫“地球村”，好像全世界已经成为一家人了。但是，我们应该清醒，这个家是美国的家，不是我们的。
也许有人会说，毕竟第一只有一人，第二、第三总是有的，我们就做这个“第二、第三”也是蛮好的。我这里要说的是，就像比赛场上的情况一样，第二、第三的人是在与第一的人比赛以后产生的，虽然是失败了，但是，也是参加比赛后才得到的，如果不参加比赛，没有争做第一的愿望和行动，第二、第三也是得不到的。我国现在存在的问题是许多人安于现状。这好像是现实主义，但是，这个现实主义作为战术是可以的，作为战略是保不住的。
无产阶级的导师马克思先生在研究法国资产阶级大革命时，对拿破仑的命运进行了精辟的评论。马克思说拿破仑之所以是伟大的，因为他是资产阶级大革命的领袖。他的敌人是没落的封建阶级。与落后的封建阶级比较，资产阶级是先进的，是不可战胜的。而拿破仑称帝以后之所以失败，是因为在与整个欧洲大陆千年历史的封建制度比较，他只不过是一个年轻的新兵，欧洲大陆封建皇朝的力量与这个新兵比较还是足够强大的。
另一个现代的事例是前苏联的悲剧。作为第一个社会主义国家，苏联是强大的，可以成为世界第二的超级大国。但是，资本主义复辟后，政治混乱，经济崩溃，完全失去了大国的地位。因为俄罗斯刚刚从公有制向私有制转化，（这相当于原始公社向奴隶制的转化）刚刚开始私有财产的原始积累。而这在当今发达的资本主义世界中只不过是一个新兵。这与拿破仑的情况是一样的。
我们许多人很想学习发达资本主义国家，希望自己也通过这条道路变成发达国家。这个愿望是好的，然而，按照前面的分析，是不可能实现的。从鸦片战争到现在，已经一个半世纪了，都没有实现。如果不改变方法，以后还是不可能实现的。因为要走这条路，我们起步已经太晚了，晚了几百年。
在前面引用的李远哲先生的那篇文章中也说到这个问题，现在摘录如下，供大家参考：
我们该注意的事情是，工业革命对不同地区的人民带来的影响确有很大的差别，如果幸运地跟上这股浪潮，便加入先进国家的行列，不幸没能赶上，以后追赶的日子，就十分辛苦。
许多欧洲的国家，跟上了工业革命的浪潮，它们变得富强而向外拓展它们的影响力，但是许多亚洲、南美洲与非洲的国家却没有那么幸运，最后都沦为西方国家的殖民地。从十九世纪末开始，亚洲国家的人们觉察到，如果要追上西方的国家，似乎要大力地推动“科学”与“ 民主”，这确也是中国五四运动时的口号。但是在殖民统治或被侵略的亚洲国家，最使他们痛苦的是外来的压迫，所以最能鼓动大众，而在本世纪的上半叶真正带给亚洲国家实质上的改变的，便是以驱逐外来的压迫为目的的“国家主义”或“民族主义”，而不是民主化的运动。
第二次世界大战结束之后，大部分的亚洲、非洲与拉丁美洲的国家都成了独立的国家，开始向各方面急速发展。在最近的这几十年内，在许多改变中，我们似乎也渐渐看到第二次产业革命正在我们的眼前展开，但这次并不是以能源带动的，而是以在美国发展的微电子与资讯工业领头。我们同时也觉察到我们的世界虽然有了很大的变化，但国家与国家，或地区与地区之间竞争的游戏规则，基本上还是没有根本的改变。有些国家跟上了第二次产业革命，他们仍将强大而富有，没能跟上的国家将仍然悲惨。这也是为什么亚洲国家必须在这第二波的产业革命中迎头赶上的原因。但是毫无疑问地，有些开发中的国家将会跟上，但大部分的未 开发或开发中的国家将不会那么幸运。
十几年前随着第三世界科学院的成立，第三世界国家的科学家们较有密切的来往，他们在南半球面对着的许多共同的问题，往往不是北半球的已开发国家有兴趣的问题，更不能指望已开发国家能够接济他们走出困境。他们也了解，如果真要赶上西方国家，他们必须在教育与科技研发上更加投入，而且要走出自己的一条可行的路而不是盲目地跟着走。如果世界各地的人们立足在各地不同的生态与环境中，而在解决衣食住行的种种问题时，各自走出一条能永续发展的路，那么全世界的永续发展才会落实。将来站在世界的前端，引导全世界往前迈进的国家，一定是为人类永续的发展做出最大贡献的国家，这些国家不一定是目前已开发的工业国家，也可能是目前正在迎头赶上的开发中的国家。（摘录结束）
《中国妇女报》1999年8月25日发表一位海外华人的文章中也说到同样的问题，现在摘录如下供读者参考：
笔者以为，中美之争的深层实质是文明发展的不平衡。西方文明自17世纪工业革命以来一直在科学技术、生产方式、生活方式、社会组织运作等关键方面领导世界潮流。工业革命也宣告了东方社会依托了几千年的农业文明的衰落。由于人性和人类社会不能避免以强凌弱，发展先进之国家民族从来就有欺侮盘剥落后民族国家的记录。落后民族国家在赶超先进之前，一直会在既必须学习靠拢先进，又要被迫反抗抵制先进的盘剥压制的两难境地中挣扎。于是文明领先者对文明落后的优势在和平时期(不排除有限冲突)更有取胜的把握。
　　请看今日中国，主导意识形态的主义是从西方学来的，历法、金融、教育体系、法律体系、政府设置、军队建构，再到原子弹、导弹、电脑、汽车、空调、电视、光碟、飞机、电话、 网络、避孕用品、现代音乐、艺术和体育等等组成当代社会的主干因素，几乎无一不是从西方文明“取经”而来。俗话说：模仿的赶不上正宗的。中国文明一天不激发出自己的主干性发 明创造，就一天走不出劣势于西方文明的被动，自身的文明就缺乏强大的魅力和整合力，也就摆脱不了要受原创者颐指气使，甚至横行霸道的局面。
　　美国人今天之所以敢对中国动手动脚，乃因为它洞悉东方文明深层的尴尬和被动，知道只要其挑衅不出“大格”，中国就不会与之撕破脸皮，而只会退却忍让。不可否认，西方文明对东方文明三百多年来的压倒性优势，也使不少短视的东方人自己都颇感自暴自弃，认为自己生不逢时，于是软弱地甘拜西方文明的下风，丧失了赶超所需要的远见和冲劲。
　　其实，人类文明中从来都在竞争和创新中才能得到良性发展。独家文化坐大是不正常现象。值得庆幸的是，中国的当代有识之士已开始意识到文明发展失衡与自身被动挨打的深层关系。中国科学院院长路甬祥在《中国青年报》上撰文特别指出：“创造新知识和应用新知识的能力与效率将成为影响一个国家综合国力和国际竞争力的决定性因素。一个国家，一个民族，如果仅限于学习和运用国际上成熟的技术和发展模式，就只能步人后尘，处于被动地位。”一言以蔽之，没有大规模有效的发明创新，就不会有真正意义上的文明崛起。
东方文明的落后使问题更具挑战性。对当代东方年轻一代中的有志者来说，东方文明的暂时落后，可能恰恰为崭新的创造性努力横扫世界提供了前所未有的历史契机!东方文明应重点调整战略定位，以在主干文明要素上形成创造性突破为首要目标，以一当十，为自己从根本上改变对西方文明的战略被动提供必要前提和动力。这样才能重新恢复东方文明的力量、尊严和领导角色，同时将整个人类文明的进步大幅推向前进。（摘录结束）?
以上的论述说明，看人家好，想学人家，是很难学到的。这就是说做“凤尾”很难做。那么，我们就只有做鸡头。就是说，我国的战略发展不应该单纯放在向发达国家学习上，而应该放在创新、放在超越上。当然，我们的人才战略也应该是放在培养创新人才方面。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-23 10:14
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
五  日本明治维新与中国社会主义革命
１９世纪后半期，继欧洲和美洲的资产阶级革命之后，亚洲的日本也出现了一次在政治、经济、思想文化等领域的全面革新运动。这场以推行资本主义新政为目的的资产阶级革新运动，开始于明治年间，所以史称“明治维新”。
１８５３年，美国海军将领柏利率领舰队两次闯进江户湾，迫使日本开港通商。幕府屈服于列强的炮火，连续与列强签订了很多不平等条约和关税协定，出卖国家主权和民族利益。1863年发生了英舰炮轰鹿儿岛战争，1864年发生了英法美荷四国联合舰队占领下关地区的战争。战后，日本的锁国政策被打破，签订了神奈条约、安政条约等一系列不平等条约，日本封建也面临着解体的危险。1868年，日本睦仁天皇以一句《易经》"圣人向明而治"，改年号为明治，开始了在"富国强兵"，"殖产兴业"，"文明开发"口号下的维新改革。明治维新彻底破除封建体制，向西方资本主义学习。资本主义经济的规模急速扩大，将日本从一个封建的农业国初步变成了一个资本主义工业国。明治维新使日本用几十年的时间走完了西方国家用了200年的近代化道路。
日本的明治维新是世界历史上的一件大事、是资本主义发展史上的一件大事、更是亚洲历史上的一件大事。日本赶上了资本主义发展的末班车，成为世界最后一个资本主义强国，也是亚洲唯一的一个资本主义强国。
我们中国很想学习日本，所以对日本明治维新的历史进行了各个方面的研究，从政治、经济、军事、文化等各方面进行了全面研究。日本的明治维新是中国人永远的兴奋中心。但是，到现在为止，我们不得不承认，我们没有学习到日本的经验，没有达到日本的发达程度。为什么？因为到现在为止我们还没有找到日本明治维新的最重要的经验。我不可能否定历史上这么多中国文化精英对日本明治维新的研究。我只是想在这些研究的基础上做一点补充，而且我认为这一点是非常重要的。这就是：日本的明治维新是日本向外国学习方向转变的结果。
日本是亚洲国家，在不知道有西方资本主义国家存在的几千年时间里，中国是亚洲最发达的国家。所以，中国一直是日本学习的榜样。在这千年的学习时间里，日本一直没有达到或超过中国的水平。19世纪中期以后，西方资本主义向对东方的扩张。使日本发现西方资本主义是比中国封建主义更先进的社会制度，于是，放弃对中国的学习，转而学习西方的资本主义。中国是日本千年的学习榜样，连日本的文字的都采用了中国文字，可见中国对日本影响的深刻程度。但是，就是在这样的情况下，日本能够改变学习的方向，这才是真正的奇迹。日本明治维新的事实，说明了我们前面所讲的道理。一个国家只是跟在别人后面学习是不可能强大起来的，可是，一但接受了最先进的思想，立刻就会使国家的命运发生本质的变化。日本在学习中国的封建制度时是“凤尾”，转而学习西方资本主义制度时变成了“鸡头”。
19世纪中叶，中国和日本都是落后的封建国家，同样面临着西方资本主义国家殖民侵略的威胁。为摆脱屈辱的地位和实现富国强兵，日本于1868年推行了明治维新，中国则在1898年实行了戊戍变法。明治维新取得了成功，把日本带进了资本主义国家的门槛，成了亚洲的强国，并欲与欧美列强争一高下。而戊戍变法却在短短的103天里夭折了，中国社会性质没有发生根本转变，并最终沦为了半殖民地国家。中国没有像日本一样成功地学习西方而变成发达的资本主义强国，是中国人心中永远的痛。但是，只过了短短的一个半世纪，中国人就忍痛割爱，放弃学习西方资本主义，转而学习西方的马克思主义，并在短短的几十年时间里就击败了封建主义和资本主义，而成为全世界瞩目的社会主义大国。当中国人在朝鲜三八线挡住了以美国为首的联合国军的时候，全世界的惊奇绝不亚于对日本明治维新的态度。
因为转变学习方向，因为学习最先进的知识而获得成功——在这一点上，日本明治维新与中国社会主义革命是相同的。如果我们一直对日本明治维新羡慕不已，对自己没有赶上资本主义末班车而遗憾的话，那可能是因为我们不知道我们在社会主义革命这个问题上做了与日本明治维新同样的事情。现在，当我们知道了这件事情以后，我们就可以得到心理平衡了。当然，这两件事在内容和结果上是不一样的。日本走上了资本主义，中国走上了社会主义。
六  经济基础与上层建筑
苏联的解体和东欧巨变，是20世纪后期人类社会发生的最重大历史事件。俄罗斯、东欧和中亚国家正处在从一种社会制度向另一种社会制度转变的过程中。苏联70多年和东欧国家40多年的社会主义建设给人类探索新的社会发展模式提供了宝贵的实践经验和理论财富。全面和系统地搜集苏联兴亡的历史资料，深入和科学地分析引起这场巨变的深层次原因，正确总结历史经验和教训，为马克思主义理论的丰富和发展提供新鲜材料，进一步把马克思主义和科学社会主义推向新境界，保证有中国特色的社会主义事业更加健康地向前发展，这是历史赋予我国社会科学工作者一项光荣而又神圣的任务。俄罗斯、东欧和中亚国家正处在从一种社会制度向另一种社会制度转变的过程中。尽管这些国家的改革道路和目标模式同中国不同，但是，由于我国同这些国家过去曾经有过相同的意识形态和社会制度，所以这些国家演变的经验和教训对我国的社会主义改革与发展仍具有现实的借鉴意义。因此，追踪研究这些国家改革和发展进程，从中总结经验和教训，这是我国社会科学工作者面临的又一项重要的历史任务。
事情已经过去十几年了，现在好像已经有了大致相同的认识。这就是：从外部来讲，西方资本主义国家正确地运用了政治、军事压迫，经济封锁，信息宣传和间谍颠覆等手段。从内部来讲，是社会主义国家的领导人错误地运用了独裁专制等管理手段，阶级斗争扩大化，经济上闭关自守丧失活力，生活水平日渐下降而失去人民群众的支持。
我认为这些分析不能说不对，但是，这些分析重点放在了“人”的因素方面。没有考虑到物质的客观的因素。这样的分析偏离了辩证唯物主义的物质决定精神的原则。在物质决定精神的原则中有一条是：经济基础决定上层建筑。在现在讨论的问题中可以说是经济基础与上层建筑“相关”。如：原始社会与狩猎和采摘式“生产”相关；奴隶社会与畜牧和原始农业相关；封建社会与农业相关；资本主义社会与大机器工业相关。现在的问题是我们要问：社会主义或共产主义应该与什么样的生产方式相关呢？因为受信息量的限制，我没有发现有什么人提出这个问题。但是，我知道人们在潜意识里是把社会主义或共产主义与大机器工业相关的。这个思想体现在“社会主义现代化”这个口号中。现代化是指大机器工业生产，这个基础不用变，我们只要把资本主义的生产关系改变为社会主义的生产关系就可以了。这样我们就完成了社会主义革命，社会主义制度就建立起来了。
这样就出现了一个怪现象：在同一个大机器生产的经济基础上可以建立两种社会制度。这是不可能的。一定有一个是不对的。用不着讨论就可以知道，是“社会主义与大机器工业生产相关”这一条不对了。 社会主义作为一种比资本主义先进的生产关系，应该建立在一种比大机器工业更先进的经济基础之上。
    过去我们说资本主义的私人占有制阻碍了生产力的发展，所以必须要出现社会主义革命。现在看来有点不对了。自马克思以来的一个半世纪以来，资本主义的生产力在不断地发展。这表明现在这种资本主义的生产关系与大机器工业的生产力是很适应的。说资本主义生产关系有阻碍作用，应该不是阻碍现在这个大机器工业生产，而是阻碍了另一个新的生产力的产生和发展。过去我们说社会主义生产关系为生产力代来解放，现在看来，这个概念很模糊，这个被解放的生产力应该不是现在大家知道的这个大机器工业生产，而是另一个新的生产力。社会主义确实遇到了困难。现在有两条路可以选择。一个是维持大机器工业生产，改变社会主义生产关系，使之适应大机器工业生产，这就是向资本主义倒退。这就使苏联和东欧所走的道路。另一条道路是建立新的生产方式、建立新的经济基础以适应先进的社会主义生产关系。我认为，这才是我们应该选择的解决目前困难的出路。马克思主义说经济基础决定上层建筑，这好像是说没有经济基础就没有上层建筑。但是，马克思主义又说，上层建筑对经济基础有反作用，这就是辩证法。现在，我们虽然没有与社会主义相适应的生产力，但是，我们可以利用生产关系对生产力的反作用，在社会主义的条件下促进相应的先进生产力的出现。


七  现代与后现代
现在的问题就是要知道什么是比大机器工业生产更先进的生产力。这个新的生产力就是以系统论为内容的后现代科学。
如果简单地说，“现代”就是“资本主义”。现代化，就是资本主义化。最早对现代化提出异意的是空想社会主义和马克思主义。由于他们是在资本主义早期提出的批评，所以没有被大多数人接受。二次大战后，资本主义高度发展，大工业生产对自然环境的破坏以及资本主义社会对人性的压抑激发了发达国家人民的反抗。在法国发生了1968年的学生罢课和工人罢工，在美国出现了与现存社会主流格格不入的嬉皮士运动。这些都是资本主义社会的中心的知识分子对资本主义社会缺点的一种反思。意大利罗马俱乐部的出现，把这种反思引入科学界。后现代主义的科学家指出机械论的生产技术导致自然环境的破坏将危及人类自身的生存。1973年的世界石油危机证明了这个思想的正确性，并使后现代主义思想成为资本主义社会的主流思想。这也表明资本主义社会开始进入后现代社会。因为同样是对资本主义现代性的批判，所以，后现代主义与马克思主义没有本质的区别，这样，后现代主义就将马克思主义看做自己的鼻祖。
当后现代主义的科学家认定机械论的科学技术是人类目前所遇到的困难的原因之后，就想到要寻找一种比机械论科学技术更先进的科学技术。当人们这样去寻找的时候发现，原来这样的科学技术已经存在了。这就是系统论这门科学技术。
20世纪的一百年，从爱因斯坦的相对论开始，接着又出现了量子论，最后是系统论，这一系列理论，最终表明，人类在认识物质运动方面又打开了一个新的领域，原来牛顿的经典物理学研究的只是简单物质的简单运动，而现在人类发现，除这些运动之外，世界上还有许多复杂物质的复杂运动，对于这些复杂运动，牛顿物理学已无能为力，必须采用新的系统论的方法进行研究和认识。因为研究的对象不同，研究的方法不同，新的科学已与旧的牛顿物理学完全不同了，已发生了新的质的变化，发生了阶段性的变化，从相对论开始，自然科学已经进入了一个新阶段，如果牛顿物理学已经叫做“现代科学”，那么，这个发生在牛顿物理学之后的新阶段就叫做“后现代科学”。这就是说，自然科学并没有到现代科学而止步，而是在现代科学已经充分发展的时候，开始了新的后现代科学阶段。现在的问题是，许多人虽然看到了这些科学的新发展，但把这些算在旧的现代科学的范畴内，没有认识到这些东西已经是新阶段自然科学的表现。造成这些人没有及时看到新阶段开始的错觉的原因还有，就是旧的现代科学并未到19世纪末结束，而是在20世纪中继续存在和发展，当然，基本理论已经没有大的成果出现，而只是原有科学理论向实用技术的转化，如无线电、电子技术、原子核技术、基因技术等。20世纪是这样的世纪，一方面，现代科学技术向其最后顶峰冲刺，另一方面，后现代科学已经产生并正在完善自己的基本理论，准备着在21世纪转化成技术，展现在社会大众面前。
八  机械论与系统论
下面对机械论与系统论的内容作一个简单的介绍。虽然这增加了文章的篇幅，但是不这样，就会影响读者对系统论重要作用的认识。
1 机械论自然科学的方法特点
从某种意义上讲，机械论自然科学可以说是从伽利略开始，到牛顿完成的，牛顿的万有引力定律成为机械论自然科学的统一的基础。因此常用牛顿力学，或经典力学作为机械论自然科学的代表。机械论自然科学的特点是机械唯物论的思维方法。即：世界是物质的，每种物质都有一种属于自己的特殊的规律，这些规律都是可以认识的。人类认识物质的方法是分析的方法，即任何一个复杂的大的物体都可以分解成简单的小的物体。认识了简单的小的物体的运动规律，再将这些规律综合起来就可以解释复杂的大物体的运动。这样就得出了机械论自然科学的两条基本的原理，或称为思想方法，第一个称为“决定论”，即任何事物肯定有一个确定的答案。如果你还没有得到，你只要再继续寻找。第二个是“还原论”。即大的事物可以分解成小的事物，并可以用小的事物来说明大的事物。
非机械论物理学的开端
20世纪刚开始，爱因斯坦就以其相对论打破了牛顿机械论的一统天下。开创了非机械论自然科学的新时代。牛顿力学有一个不变的参照物，就是地球，或地球上观察物体运动的人。而任何没有地球或人直接参与的其他物质之间的运动，必须转换成标准参照物的运动，这样才能被我们人类理解。爱因斯坦的相对论取消了牛顿力学中这个永恒不变的参照物。不论任何物质之间的相对运动，都可彼此之间互为参照，直接进行计算。同时爱因斯坦还提出了光速不变和光的波粒两重性原理。粒子运动是间断的，波，物质运动是连续的，在牛顿经典力学中这两种运动属于完全对立的两种形式，是不可能有同一个物质中存在的。而爱因斯坦发现了光的波粒两重性，即光子运动既有粒子性，又有波动性，不能确定光子只有哪一种运动特性。在这之后，是量子力学的发展。量子力学是研究微观粒子的高速运动的。他们在研究中发现牛顿经典力学完全不适用于微观粒子的高速运动。他们发明了统计理论和概率论。因为在微观领域中的高速运动，无法确定物质粒子的确定位置。只能有一个统计的概率。并将这个发现总结成一个叫做“测不准原理”的理论。即对于微观高速运动的基本粒子，当你准确测量其速度时，空间位置即不能确定。而当你准确测量其空间位置时，其速度又不能确定。（电子云）以上两项发现的重大意义在于彻底否定了近代自然科学的决定论。动摇了人们对经典力学的迷信和崇拜，为自然科学在20世纪的发展和现代化开辟了广阔的前景。
3 老三论
20世纪自然科学的第一件大事是相对论和量子论的诞生。20世纪第二件大事是老三论的诞生。这老三论是指系统论、控制论、信息论。这些理论告诉我们，物质世界有简单物质和复杂物质的区别。复杂物质是由许多简单物质组成的。这些简单物质之间，即组成部分之间存在着相互作用，相互作用的产物称为信息。因此信息具有能量，可以与物质相互转化。这些相互作用的综合功能，大于各组成部分的功能的简单相加。这样的复杂物体被称为系统。系统的特点就是总体大于部分之和。系统的存在依赖于子系统相互作用的平衡。平衡的调节称为控制。控制以反馈的方式进行。这就是老三论的基本内容。老三论的意义就在于发现了复杂系统的存在这个事实，并发现系统的功能与子系统的功能不同，系统功能大于子系统功能之和，不能简单地用子系统的规律来说明大系统。这就彻底否定了近代自然科学的还原论原理。因为近代自然科学的两个基本原理不能存在，现代自然科学存在的历史也就到此结束，并开始向后现代自然科学转化。
4 系统理论发展的第二个阶段：
经典系统理论是对系统论的静态描述，主要在于起到“发现系统存在”的作用。因此实用意义不大。第二个阶段即进入对系统的运动进行认识。这个阶段主要是对一个系统处在相对稳定时期，量变运动的认识。主要介绍两个理论，一个是“耗散结构理论”，另一个是“混沌论”。
①耗散结构理论
在经典力学中有一个热力学第一定律，即能量守恒定律。指出在一个封闭系统内热与功的转换守恒。按照这个思路，研究人员研究了在孤立系统中热力学的规律。这时发现系统的熵趋于无穷大。这就叫做热力学第二定律，熵是指热的散失。最大熵，就是最大热量散失。也就是说，对于一个孤立系统，如一杯热水最终会变成冷水，不能再作功。腐烂的尸体，最终化成腐土。在发现了热力学第二定律后，人们又发现了一个现象，有一些系统，这些系统的熵并不趋向无穷大。系统能保持处在远离平衡点的位置上长时期不改变。比如生命系统。研究发现，这些系统在向环境散发热量的同时，能够从环境中吸收自己需要的物质和能量，补充自己热量的散失，因而可以在开放散热的同时保持熵不增加，研究人员给这样的开放系统称作：“耗散结构”。耗散结构揭示出一个开放系统得以存在的条件。
②混沌论
研究发现系统永远处于一种运动状态，这个运动有一个确定的宏观边界，这个边界不是一条线，不是一个数值，而是有一个上限，有一个下限。而且上下限之间范围相当宽广。这样一来就造成一种现象，系统运动，从宏观上总体上来看，运动是稳定的，不会超出上下限的范围。然而在局部，微观处具体研究运动的状态时，系统状态可在上下限范围内任一时空范围内变化，形成一种无法预测、无法计算的“混乱”局面。这种混乱是在全局稳定前提下的局部的混乱。不是真正的完全无条件的混乱。因此科学家选择了“混沌”来命名它。以便与真正的混乱相区别。研究认识到系统这种大范围内摆动，是因系统内部多种子系统之间不断的复杂的多变的相互作用造成的。这种摆动，科学家称为涨落，它使系统具有可变的功能状态，以适应系统所在环境的改变，没有这种适应能力，系统即不能在变化的环境中存在。
5 系统理论发展的第三个阶段：复杂系统理论
混沌论研究的是系统在相对稳定时自身内部的运动状态。然而经典系统论就已经指出，系统是由多个层次的子系统组成。那么低层次的子系统是如何逐渐上升到高层次呢？或一个系统如何转化成本质不同的另一个系统呢？这种层次之间的转化，系统之间的转化问题，就是系统论第三个阶段研究的对象。
研究的结果：只要给系统中某个子系统不断供给充足的物质和能量，这些能量积累足够大，超过了系统平衡控制的能力时，那么这个系统的量变会超出原系统的组织框架，在一个新的水平上建立一个新的结构。与此同时，引发量变增长的能量被消耗，新结构在这个新的水平上建立起自己的稳定平衡。这就是我们常说的量变引起质变。
研究的第二个结果是，发现了在质变过程中，当一个子系统作为量变的主体，发生正反馈时，其他周围相关子系统不是静止不变的。而是相应发生各自的正反馈，以协同或制约那个首先发生正反馈量变的子系统。并最终使系统在新的基础上达到一个新的平衡。这就表明，量变由一个子系统正反馈开始，但并不是这一个子系统自己在变化，而是很快系统中所有子系统都以自己特殊的方式参加到变化中来。使系统形成一片“混乱”的局面。但是，正是这一片混乱，正是多个子系统也发生了变化，才使系统得以在新的水平上达成新的平衡而使系统继续存在。否则，如果系统中只有一个系统在变化，其他子系统无变化，那么这个系统将失去平衡而趋于死亡。
研究的第三个成果是发现，在质变发生前出现一个短的时间，在这段时间里系统的平衡控制明显减弱，子系统获得了充分的自由建立自己的新结构。因此，人们认为，中枢的减弱是有利于质变，有利于新结构的产生，因而也成为人们控制系统，促使系统向新结构改变的重要手段。研究者们认为，在冲破了原系统的控制，又没有建立新的控制之间的这个中间阶段，正是新结构诞生的地方。新结构的诞生过程，往往表现出自缔合、自组织、自适应的复杂性质。这些特性正是我们熟悉的生命系统的特性，因此，研究者认为 ，这个阶段也正是生命诞生的地方。因为这个阶段正处在原结构（原来的混沌状态）已经失控，新结构（新的混沌状态）尚未产生，所以研究者们将这个阶段称为“混沌的边缘”。他们认为一切复杂系统结构，都是诞生于秩序（新混沌）与混沌（旧结构、旧混沌态）的边缘。目前，关于这方面的理论仍处于研究阶段，由于它是这样新，内容又很多，以至于研究者自己还不能找到一个合适的概念来表明这门学科的名称，现在大家约定，暂时用“复杂”来命名。我国学者以钱学森为首，将这门科学称之为开放的复杂巨系统，或复杂的适应性系统。并最终简称为“复杂系统”。



九  系统论与辩证法
系统理论的第一个重要意义，标志着自然科学完成了现代自然科学向后现代自然科学的转化，标志着后现代自然科学的诞生。二十世纪自然科学是还原论的一统天下，从文艺复兴算起，虽然数百年发展，内容层出不穷，新技术不断涌现，但它的研究工作的指导思想一直没有改变，即一直是按还原论思想进行研究的。所以摆脱新技术的迷惑之后，我们会发现从科学思想的角度来看，自然科学并没有发生本质的变化。科学仍处在现代自然科学阶段，而系统论的出现是自然科学研究思想的转变，这种转变与某一项技术的出现不同，它具有宏观的、全面的整体的影响，它将为自然科学的研究开辟一个从来未有的广大天地，并因此带来一大批新的技术成果，而这些成果是在原来还原论思想指导下绝对不可产生的。因此，可以说自然科学将从此结束现代阶段而进入一个新的历史阶段。这个新的历史阶段从时间上即可称为后现代自然科学阶段。现代二字早就有人在用，而且一直有人在用，但其实那只是一种时间的概念。我们这里所提出的后现代概念，主要是从科学内含来讲的，这个区别就是：以还原论为指导的科学体系，就叫做现代自然科学，而以系统理论为指导的才称为后现代自然科学。
20世纪整个100年，就是从还原论向系统论的转化过程，20世纪结束的时候，这个转化才刚刚完成。而且还只是在科学研究的核心部门中完成的，目前甚至许多一般的科研人员还没有感觉到这一转变，更不要说广大的工程技术人员和一般社会公众了。就这样，20世纪已经结束，21世纪已经开始，所以可以预见21世纪将是系统理论向科研各领域传播渗透，向技术、生产过程渗透的时代。而这种传播和渗透首先是使各科学学科从现代科学上升为后现代科学，其次，科学的质变所带来的一大批新的技术成果，必将大幅度改变人类物质生活的面貌。使社会生活更上一个台阶。
系统理论产生的第二个重要意义，表示着辩证法的回归。首先，我们应该认识到系统理论就是辩证法，系统理论是科研工作中产生的，但它已经上升为对复杂物质认识的一般原理，故已经成为一种思维原理，成为一种哲学。而这种哲学与黑格尔和马克思所创立的辩证法哲学是完全相同的。它们不仅内容相同，甚至所用的语言也十分的相似。马克思所创立的辩证唯物主义，是在19世纪，在社会科学研究中产生的。这个思想一经产生，立即在社会政治领域产生了巨大的影响，使人类社会在20世纪出现了社会主义运动，大大地改变了人类社会面貌。辩证法是复杂物质运动的根本规律，它不仅适用于社会科学领域，也应该同样适应于自然科学领域。可是，由于19世纪时自然科学发展的滞后状态，所积累的材料还不足以对复杂物质进行多层次，多视角的分析综合。因此，在20世纪中表现出辩证法无法介入自然科学的状态。然而，这只是一个表面现象，随着科学技术的进步、积累，通过20世纪一百年的努力，自然科学家终于在自己的领地里再次地发现了辩证法，只是由于行业的区别和时间的区别，这次采用的是系统论的名称，并使用的是自然科学的语言。当然这并不影响其与辩证法的本质的一致性。与社会领域中辩证法在20世纪在人类社会政治领域所起的作用相类比，我们将会预见到系统理论在21世纪在自然科学和生产技术领域中所起到的作用。它将大幅度改变人类的物质生活，其改变程度也许我们现在还无法设想。
与辩证法在自然科学领域的回归相适应，最近为配合世纪之交各种庆祝活动，欧美发达国家在电脑互联网上进行一项活动，评选人类2000年来最伟大的思想家，也许出乎我们的意料，在欧美资本主义世界，选出的这个人竟是马克思•这也从一个侧面向我们预告。21世纪将是辩证法在人类社会再次显示其威力的时候。为了不使我们在21世纪不再落在西方的后面，我们现在应该更重视辩证法的学习，这是不言而喻的。
十  科学技术是第一生产力
现在，我国党中央提出“科学技术是第一生产力”。这个号召已经深入人心。但是，许多人没有想到，在“科学”这两个字里还有这么多问题。科学有两种，一个是机械论科学，另一个是系统论科学。机械论科学是现代大机器工业的基础，也就是资本主义制度的基础。系统论科学是后现代知识经济的基础，也就是社会主义制度的基础。所以，在我们提“科学技术是第一生产力”的时候还必须明确是哪一个科学，如果按照传统概念，很可能选择了现代机械论科学，那么，我们只能步资本主义后尘，很难超越资本主义，实现社会主义强国的理想了。
后现代主义或后现代科学，这些概念目前在我国科学界和学术界还是比较陌生的，我们现在的一个重要任务，就是要使我们的研究人员尽快明确认识到自然科学已经发生的这些变化，并尽快投入到后现代科学的研究开发之中去。问题是十分明显的，既然现在自然科学已经有两种体系，一种是落后的现代科学，另一种是先进的后现代科学，我们怎么能仍旧麻木地继续呆在现代科学之中而不去追求后现代科学呢？同样的道理，在人才的培养方面，我们也应该开始着手培养后现代科学人才。当然，现代科学人才还是要培养， 因为当前的许多现实工作还需要现代科学人才。但是我们应该知道，这是战术措施。而培养后现代人才是为了把现代大机器工业生产推向新的知识经济的生产，这是战略措施。马克思主义告诉我们，社会阶段是不可超越的。现代大机器工业发展阶段这一课我们还是要补的，这个阶段还要走，但是我们心里要明确，这不是我们的目的，我们的目的是后现代的知识经济。所以，我们现在就要开始培养后现代科学人才，只有这样，我们才能在适当时候及时地从现代大机器工业生产转向后现代知识经济生产。
对于后现代科学问题没有什么神秘的道理，关键是“知道”还是“不知道”。现在，大多数人不知道，这没有什么关系，这很正常，只要学习、知道了就行了。重要的是不要因为自己不知道就立刻反对。
    我国有几千年光辉灿烂的文明历史，那是我们中国人的骄傲。我们还有一百多年受侵略压迫的屈辱历史，这是我们中国人心中永远抹不去的伤痛。后现代科学的出现给我们一个机遇，使我们有可能赶上或超过发达资本主义国家。让我们珍惜这个机遇，为这一天的到来而努力工作。
《生物通-科研社区>综合论坛》上的网友yh2005：向我发出问题：“中国科技落后资本主义国家不是减少而是增多。杨鸿智老师你说说这是什么道理。”我想，这个网友看了上面的文章应该得到回答。



三，对辩证法的责难我就不用回答了。
在世纪转换时候，马克思被西方知识界评为人类有历史以来最伟大的思想家。这个事实说明辩证法在人类历史中的作用和地位。这个网友对辩证法的责难，除了说明他对哲学的无知以外，也说明他对世界上正在发生的事情的无知。如果他知道马克思被西方知识界评为人类有历史以来最伟大的思想家的事情，他怎么敢在这样的科学论坛上对辩证法进行如此放肆的责难呢？无知者无罪，这是我对这位网友最宽容的评价。
《生物通-科研社区>综合论坛》
yh2005：
杨先生
1) 马克思被评为伟大的思想家，并不是说他的学说就伟大，就是真理。我说过辩证法作哲学思想无可后非，把他作为宗教思想来生搬硬套，就很可悲。
2) 从你堆砌的生物学名词，历史和用辩证法乱涂乱摸的文风来看，你的知识和对科学技术进展的理解真是错的太多错的可怜。
3) 象你这样认为自己可以解释和预言科学发展的门外汉，不是呆子就是疯子。将这些教条灌输给青年人，是中国高等教育的荒唐部分。
　  “请看今日中国，主导意识形态的主义是从西方学来的，历法、金融、教育体系、法律体系、政府设置、军队建构，再到原子弹、导弹、**、汽车、空调、电视、光碟、飞机、电话、 网络、避孕用品、现代音乐、艺术和体育等等组成当代社会的主干因素，几乎无一不是从西方文明“取经”而来。俗话说：模仿的赶不上正宗的。中国文明一天不激发出自己的主干性发 明创造，就一天走不出劣势于西方文明的被动，自身的文明就缺乏强大的魅力和整合力，也就摆脱不了要受原创者颐指气使，甚至横行霸道的局面。”
马克思又不是中国人。照你说，中国人应该走出在国内占主导地位的马克思理论，才能走出劣势于西方文明的被动？
　　“美国人今天之所以敢对中国动手动脚，乃因为它洞悉东方文明深层的尴尬和被动，知道只要其挑衅不出“大格”，中国就不会与之撕破脸皮，而只会退却忍让。不可否认，西方文明对东方文明三百多年来的压倒性优势，也使不少短视的东方人自己都颇感自暴自弃，认为自己生不逢时，于是软弱地甘拜西方文明的下风，丧失了赶超所需要的远见和冲劲。”
你这种愤青观点，与辩证法有什么关系？
“如果他知道马克思被西方知识界评为人类有历史以来最伟大的思想家的事情，他怎么敢在这样的科学论坛上对辩证法进行如此放肆的责难呢？无知者无罪，这是我对这位网友最宽容的评价。”
哈哈，想拉虎皮当大旗？你作为中国学人，你认为人类有历史以来最伟大的思想家是谁呢？你总不会鹦鹉学舌吧？！
这里是自然科学论坛。自然科学是没有神主牌位的，否则就无法发展。科学在不断发展，才有你这样骨子里媚俗的“伪思想家”来说三道四，靠此为生。
杨鸿智：我很想与你进行讨论，但是，我看了你的帖子，却不知道与你讨论什么主题。我只是知道你反对我的思想或者观点，并且说我是骨子里媚俗的“伪思想家”。如果你真的把这里看作自然科学论坛，是否可以对我的观点进行一些自然科学的批评？我想我们在真正自然科学的观点上进行交流，也许更符合这个自然科学论坛的精神。
yh2005：你对多数生物学名词的理解和引用都有错误，我没有那么多时间一一指出你的谬误或者说和你讨论。从基因或遗传科学历史和知识来看，你显然只了解一些皮毛。把这些皮毛串起来，装模作样地谈哲学思想以及皮毛之间的辩证法，在我看来就是“假思想”。 你不媚俗，也就不会端一些外行人物评生物科学的讲话出来秀，也不会把西方知识界评论马克思的事作为你的棍子来使。“后现代理论医学”，嘿嘿，好在“理论医学”也医不死人，只够懵人而已。杨先生，不想跟你讨论也不再批评你的思想，好自为之吧。


《丁香园—遗传学与发育生物学讨论版》
Panto：好内容，我喜欢！

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-27 13:53
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第150篇  卢里亚的生平
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
一  简历
萨尔瓦多E·卢里亚，
1912年 8月 13出生于意大利都灵一个犹太中产阶段家庭。
1929年他开始在都灵大学学医，
1935年在那里以最优异的学业成绩得到医学博士学位。后转至罗马攻读物理及辐射生物学，并赴巴黎研究细菌及噬菌体。
1937年去罗马师从当时意大利的物理学新星费米（Fermi），希望通过生物物理学走向生物遗传学，结果却因微生物家瑞塔（Rita）而“结识”了噬菌体。
1938－－1940年人巴黎镭研究所的研究员；
1940年德军攻陷巴黎，卢里亚逃亡美国，
1940－－1942年任哥伦比亚大学外科细菌学研究助理；
1943－－1950年先后任印地安那大学细菌学讲师、助理教授和副教授；
1943年1月，卢里亚前往布鲁明顿的印第安那大学，在一次著名的教师舞会上，他想到了如何证明细菌基因的突变。不久，他便与德尔布吕克合作发表了著名的“卢里亚-德尔布吕克波动试验”。这是信息学派的一项开创性成果。
    1945年卢里亚与Zella Hurwitz 结婚，他们有一个儿子，取名Daniel 是研究经济学的。他的妻子Zella Hurwitz Luria 为哲学博士，是塔夫茨大学的心理学教授。
1950年被任委任为伊利诺伊大学微生物学教授；先后执教于哥伦比亚大学、印地安那大学。
1959－－1964年是马萨诸塞理工学院微生物学教授；
1964年称为该学院的生物学塞奇威克讲座教授；
1963－－1964年时曾再次在巴黎大学工作，这一次他在巴斯德研究所。
1965年在索尔克研究所作为客座教授从事生物学研究。
1970年，他被任命为马萨诸塞理工学院生物系研究教授。卢里亚教授曾是范德比尔特和普林斯顿大学的古根海姆讲座教授；
1972年筹建并领导了该校的癌症研究中心；一直到1991年逝世。
他是下列杂志的编辑或编辑委员会成员：《细菌学、病毒学与实验细胞研究杂志》，《分子生物学、光化学及光生物学杂志》，《美国博物学家》，《国家科学院记事》，《遗传学评论年刊》。卢里亚教授是国家科学院、美国艺术与科学院、美国生理学会、美国微生物科学院、美国微生物学会(1967－－1968年任该会主席)、美国生物学化学家学会、普通微生物学学会、遗传学会、美国博物学家会、发育与生长研究学会、以及美国科学促进会、Sigma Xi、美国大学教授协会的成员。
与德尔布吕克共同组建了“隆菌体小组”，该小组后来成为分子遗传学的主流学派。卢里亚具有物理学、生物学双重学术背景，他在遗传学方面取得三项重大成果《发现了细菌的自发突变．探明了DNA受X射线伤害的修补机制，发现了DNA限制修饰现象）；因此与德尔布吕克、赫西三人共拿了 1969年诺贝尔生理学及医学奖。
二  卢里亚发现细菌基因随机突变的具体过程
卢里亚（Salvador Edward Luria, 1912～1991）, 美籍意大利裔遗传学家。出生于意大利都灵。中学读书时成绩并不出色，尤其记不住各种动植物的名词及分类位置。中学毕业后，遵循父亲的意愿选择了医学院作为进一步深造的专业。     1935年，卢里亚得到医学博士学位，这时他的成绩在班里名列前茅。然而他却意识到自己并不适合当一名医生，因为对于临床实践他一点儿也不感兴趣。他有一位学物理学的朋友，卢里亚深受其影响，萌发了要以物理学手段来研究生物学问题的愿望。他选择“辐射生物学”作为突破口，因为辐射是一种物理学技术。当时缪勒已经发现X射线可以诱导基因突变。卢里亚希望找到一种合适的生命体，可以对此现象作进一步的研究。最后他选择了噬菌体——一种专门感染细菌的病毒作为研究对象。 第二次世界大战爆发后，卢里亚来到美国哥伦比亚大学继续从事辐射对噬菌体影响的研究。后来他又来到印第安那大学。正是在那儿，他完成了一个极为著名的实验，这就是对于细菌自发变异的证实，卢里亚由此名震遐迩。卢里亚与他的同事一起开创了微生物遗传学，硕果累累。尤其在对噬菌体侵染过程本质的探索和噬菌体遗传学的研究方面，开辟出了一条崭新的科学道路。1969年，由于对噬菌体在细胞内增殖过程的研究所作出的重要贡献，卢里亚和马克斯·德尔布吕克、阿尔弗雷德·赫尔希一起共同分享了诺贝尔生理学和医学奖。
1969年，当卢里亚站在斯德哥尔摩的领奖台上时，一位记者问他：“你是在什么时候成为一位真正的科学家的？”卢里亚停顿了几秒钟后回答说：“就在1932年，我从都灵搭乘火车到罗马的那个晚上。”确实，那是一个非同寻常的选择。因为卢里亚离开了一个充满希望的职业，义无反顾地走上了一条去向不明的坎坷道路，神秘的物理学在向他招手。不过在罗马的最后一年，卢里亚终于省悟到尽管自己对于物理学极有兴趣，但就物理学专业来说自己仍然是外行。值得庆幸的是，那些年与物理学家的接触使卢里亚受益匪浅，从中他学会了以物理学家的方式来深入思考，这比生物学家的思考方式更具分析能力，这就是卢里亚的优势。通过与物理学家的交往，卢里亚知道了缪勒及其有关X射线诱导突变的论文。卢里亚希望能对此做深入研究。于是，他选择了噬菌体——一种病毒作为研究对象。一滴约稀释了10亿倍的噬菌体液，可以在几小时内把一瓶细菌完全溶解掉！一只噬菌体攻击一只细菌之后，产生约100只病毒，这些病毒再攻击100只细菌，如此的指数复制相继感染，细菌很快就会全军覆没。卢里亚认为，噬菌体会复制，可能就是一种基因，正可以成为辐射研究的合适材料。于是，他拼命做实验，以至于负责清洗的工人说，从未见过如此多的瓶子。当实验正处于艰苦的探索之际，墨索里尼政府上台，疯狂的反犹气氛笼罩着意大利。卢里亚意识到此时比实验更重要的是先要取得生存的权利。于是，他离开罗马来到巴黎。可巴黎的情况也不妙，最后卢里亚来到美国。他在哥伦比亚大学医学院找到了工作，继续从事辐射对噬菌体影响的研究。
1940年新年前夕，卢里亚在纽约与德尔布吕克会面，这是他们走向成功合作的开始。在对噬菌体的研究中，卢里亚观察到一个现象：如果将噬菌体去感染某种敏感细菌，第二天除了极少数的细菌外，其他细菌全都会被杀死并溶解掉；这些“大难不死”的细菌最终会长成一群一群的“菌落”，从这些菌落培养出来的细菌便永远不会再被那种噬菌体感染，而只会对另一种噬菌体有反应。卢里亚不由得想道：这些抗噬菌体的细菌是如何产生的？这种变化究竟是在噬菌体的诱导下产生的，还是只是一种基因的随机突变？前者是拉马克的观点，后者是达尔文的观点。不幸的是，当时的生物学家大多倾向于前一种观点。因为细菌的变化实在太快，它几乎能适应任何一种苛刻的环境，以致人们无法将这种适应行为与高等生物的遗传进化现象联系起来，而后者通常是相当缓慢和极为保守的，这样细菌就成了拉马克主义的最后一个堡垒。此外，人们还认为细菌缺乏染色体和基因。一位英国物理化学家利用数学公式证明，细菌所有的变异都是针对环境改变而引起的一种适应性行为，它不同于高等生物的随机突变。卢里亚自嘲地说道，物理学家一旦把数学公式推到生物学家面前，生物学家就会望而生畏、甘拜下风，因为他们不懂这一切。值得庆幸的是，由于卢里亚曾与物理学家们相处过一阵子，从而能对数学的威慑性作用产生“免疫力”。然而，卢里亚却有一种强烈的直觉，他认为抗噬菌体细菌的产生是由于基因突变而引起的。他列举了如下理由：首先，无法想象一个没有基因的生物会是什么样子；其次，只要有基因就会有突变；第三，这少数细菌对噬菌体的抵抗性是如此稳定，看来只能由突变所导致；最后，他实在不懂物理学家的数学论证。
在科学领域中光有敏锐的直觉还远远不够，必须用实验来加以证实。卢里亚苦苦思索这个问题达几个月之久。一个偶然的场合，机会终于来临。那是1943年2月，卢里亚刚来到印第安那大学任教，恰逢一场教师舞会。一段音乐暂停时，他正好站在一部吃角子老虎机前，一位同事在给它喂铜板。这种吃角子机其实就是一种赌博的工具，你给它喂铜板，绝大多数不会中奖，有时会得些小奖，偶而会有大奖，但其概率极其稀少。这是一个随机事件，而且分布极不均匀。卢里亚不喜欢赌博，也不相信从中能获得什么好处。于是，他嘲笑那位同事必输无疑，可这位同事竟意外地拉出了一个大奖。他白了卢里亚一眼，自顾自地走开了，留下卢里亚一个人尴尬地立在那儿。可是，卢里亚从中却得到了一个无价的启迪。他由此而意识到，细菌的突变机会也类似于这个中奖机会。两者都是随机的，并且是不均匀分布的。卢里亚这样推理：按照拉马克的理论，细菌对噬菌体的抗性如果是受噬菌体的存在这一诱导而产生的，那么当噬菌体不存在时，细菌中就不会出现这一性状；当噬菌体与细菌接触时，其中少数幸运的细菌就会产生这一性状。这些细菌在整个群落中的分布虽说是少量的，但肯定是均匀的，也就是说，不会有大奖产生。另一种情况，按照达尔文主义的观点，细菌对噬菌体的抗性如果是通过基因突变自发产生的，那么即使在噬菌体还未与细菌接触时，这种突变就已客观存在了，只是我们无法检测到而已。现在，假设我们在细菌繁殖到第5代时加入噬菌体，结果会如何呢？若一个细菌在第1代时就产生了突变，那当它繁殖到第5代时，就已长成了一个颇具规模的菌落。当这个菌落接触到噬菌体时，它自然是具有抵抗力的，这就是一个大奖；以此类推，还可能会有一些小奖。小奖的产生是由于基因突变发生的时间较迟，还来不及长成一个大的群落。两种情况的区别在于抗性产生的时间不同。第一种情况是在接触噬菌体后抗性同时产生，所以其后代分布是均匀的；第二种情况抗性的产生是不同时的、随机的。突变出现得越早，菌落长得越大，表现为一个大奖；突变出现晚的菌落就是一些小奖。卢里亚再也无心留在舞会，匆匆回家。第二天一早他就到实验室中依据原定思路做实验。结果相当漂亮，抗性菌落的出现确实是不均匀分布的，偶而会有“大奖”产生！表明细菌的突变也是随机的、自发的，遵循达尔文进化论的模式，与环境的诱导无关。拉马克主义的最后一个堡垒被攻破了，从此细菌成为遗传学舞台上的主角。
此小节内容摘录自《世界科技英才录—科学思想卷》



三  德尔布吕克与噬菌体研究小组
以德尔布吕克为首的噬菌体研究小组是卢里亚发现细菌基因随机突变事实的重要环境，了解这个小组的工作对了解卢里亚是十分必需的。为此，给读者介绍一下这个小组的情况。资料来源于互联网，作者不详。
摘录如下：
《  德尔布吕克与噬菌体研究小组  》
噬菌体研究小组是由不同大学的科学家在一起或者分散地研究病毒细菌即噬菌体的非正式的组织，其核心人物是德尔布吕克（Max Delbruck，1906－1981）、卢里亚（Salvador Luria，1912－1991）和赫尔希（Al Hershey，1908－），他们于1969年共同分享了诺贝尔生理医学奖；其杰出人物还包括因发现DNA螺旋结构而1962年获诺贝尔奖的沃森和1975年获奖的杜尔贝科（Renato Dulbecco，1914－），其他成员还有核链式反应之父西拉德和原子科学家默里森（Phillip Morrison）等。
　　德尔布吕克早期的兴趣是天文学，当意识到德国天文学在20世纪20年代已经衰败后，便转向了量子力学。1931年的夏天德尔布吕克来到哥本哈根，在玻尔的指导下学习。后来噬菌体小组的开放、批评的学术风气也得益于此。他也曾同迈特纳一起工作，但是希特勒统治下的德国的科学气氛使他无法忍受，1937年他得到洛克菲勒基金的赞助而到了美国，1938年迈特纳等人就发现了核裂变现象。
　　德尔布吕克对生物学的兴趣也是受到了玻尔的影响。他认为物理学的互补原理可能与生物学有类似性，沿着这条道路研究会有新的收获。特别是1938年8月玻尔在一次国际会议上，提出了生命过程是物理和化学过程的互补的观点，直接使德尔布吕克的兴趣由物理学转向了生物学。
　　1937年他曾希望到加州理工学院摩尔根的实验室谋求职位，研究果蝇。但到达帕萨迪纳后，他遇到了艾里斯（Emory Ellis），艾里斯把噬菌体介绍给了德尔布吕克。德尔布吕克深厚的物理学背景知识使自己马上认识到了噬菌体的重要性：噬菌体对生物学就相当于氢原子对物理学一样。
　　1940年德尔布吕克在范德比尔大学获得了一个职位。1941年在美国费城召开的物理学会的一次会议上，德尔布吕克遇到了卢里亚。出生于意大利的卢里亚虽然不是物理学家，但对物理学感兴趣。两人在噬菌体这个话题上产生了共同的兴趣，来到了位于纽约的内外科医学院卢里亚的实验室，进行了两天的实验，奠定了他们后来十多年合作的基础。1941年夏天， 德尔布吕克计划参加在冷泉港举行的年度学术会议，邀请卢里亚前往，以便在会后的时间继续实验，卢里亚接受了邀请。噬菌体小组就正式诞生了。1943年，德尔布吕克邀请在华盛顿大学进行噬菌体研究的赫尔希到范德比尔大学共同做一些实验，这样噬菌体小组的3个核心人物真正走到了一起。
　　德尔布吕克是这个群体的精神领袖，一个具有超凡魅力和才华横溢的、由物理学转向生物学研究的德籍科学家。首先是德尔布吕克把噬菌体的研究从含糊的经验知识变成了一门精确的科学。他分析和规定了精确测定生物效应的条件，与卢里亚一起精心设计出定量的方法，并且确立了统计求值的标准。有了这些，才有可能在后来展开深入的研究。德尔布吕克和卢里亚的长处或许主要在于理论分析，赫尔希则突出地表现出是一位非常熟练的实验家，他们三位在这些方面也是很好的补充。
　　克兰在《无形学院》中，认为噬菌体研究小组的许多特征和在法国活跃了30年、数学上著名的布尔巴基学派有相似之处。例如，在研究领域中提出激进的新方法；小组成员对彼此的著作持强烈的批判态度；道德高尚；有清楚的研究风格；有几个声誉极高的领袖人物，它们在很长的时间里保持了对小组的献身精神；小组内威信较低的成员是流动的；容易吸收新成员；小组中很多成员是分散的，小组的活动集中在他们的领袖人所在的一个或两个研究机构5 。
德尔布吕克是一位物理学家，卢里亚是一位内科医生，赫尔希是一位生物化学家，他们三个人互相配合，奠定了成功的基础。他们各有自己的学术背景和研究方法，因此能够对一些根本问题展开真正的“集中攻击”，他们各自独立工作，但又保持密切的联系。起初，他们形成自己的学派，他们所创造的富有启发性的学术气氛吸引了一些来自不同领域、有着许多不同观点的有才华的科学家。在他们的指导下，事业以爆炸性的速度向前发展。1943年，德尔布吕克和卢里亚证明，在对噬菌体敏感的细菌培养液中，由于自发变异和选择，出现了对噬菌体有抵抗力的变种。1945年，赫尔希和卢里亚各自独立的发现：噬菌体和它们的寄主菌体一样发生自发的变异。1952年，赫尔希和助手蔡斯（Martha Chase）病毒传递和复制遗传特性时核糖核酸起着基本作用。1953年，受到这个研究结果的启发，沃森和克里克提出了脱氧核糖核酸的双螺旋结构。德尔布吕克后来指导博士后研究生杜尔贝科介入肿瘤病毒学的研究，杜尔贝科由于发现肿瘤病毒和细胞遗传之间的相互作用，1975年与巴尔的摩、特明（H.M.Temin，1934－）分享了诺贝尔生理医学奖。
摘录完毕。
四  卢里亚的传记《 熊掌与鱼——一位诺贝尔奖得主的精神历程 》
如果读者想进一步了解卢里亚的事迹，可以看卢里亚的传记《 熊掌与鱼——一位诺贝尔奖得主的精神历程 》。下面请看从互联网上下载的有关这本书的介绍：
一幅栩栩如生的西方科学家的自画像
——评介《熊掌与鱼——一位诺贝尔奖得主的精神历程》
傅　杰
青岛出版社最近推出了一个《柳叶刀译丛》，其中的《熊掌与鱼》吸引了我。这是一部1969年生理学或医学诺贝尔奖得主之一的S．E．卢里亚自传的中文版。这部15万字的译著把一位著名的西方科学家一生生活的主要侧面透明地介绍给读者，使读者通过这位意大利裔的美国科学家漫长的生活道路了解许多西方科学家的科学哲学观、政治观、宗教观、婚姻家庭观。这在国内的译著中是很少见的，加上优美的译笔，它使中国读者获得对西方科学家的较为全面的理解，我认为是很有价值的。
      我从事西方科学家，特别是生理学或医学诺贝尔奖得主的科学哲学和社会学的研究多年，从文字上读到他们的传记和自传已经不少，但是如此深邃的作品还是很少见的，尤其是中文版本的。这本著作从科学哲学与科学的社会学角度讲述了作者自己科研成果取得的诱因，这就是两次意外的生活事件给他的灵感，吃角子老虎机和一支已经打碎的试管，而这正是原书的题目（顺便说一下，译者将它意译成《熊掌与鱼》实在是一种创新之举）。作为一位科学家，特别是荣获了诺贝尔奖的科学家，重点探讨自己成果的起源，他的灵感的诱发因素，实在是特别生动和真实的。这样的著作在科学史上实在是太少了，因为很多这样的实例却出于外人之手，或者是记者，或者是传记的作者，或者是科学史的研究者。这一部分占了全书的四章，即40％左右的篇幅，也是自然而然的。
      值得读者们关注的却是他的政治观与宗教观。作为二战期间的敌侨，他们不关心政治本来是可以理解的，因为明哲保身才允许他们在那样的年代安静地生活下去，可以继续从事他们的科研与教学工作。从40年代养成的这种不问政治的态度，例如与他同时获奖的德裔美国科学家德尔伯吕克就是这样，也就是说在战后一直保持了下来。但卢里亚却不然，他一贯关注着政治问题，无论是美国国内的还是国际的。这方面的内容很丰富，人们可以看到一个十分活跃的关心政治的科学家的身影，特别是反对越战时的口号：“停止轰炸！”简直有其现实意义。
      作为一个犹太人的卢里亚在对待犹太复国主义问题上的正义立场也是符合一个正义科学家的逻辑的。他说他和“许多非犹太复国主义的犹太人一样，对以色列人民的技术和文化成就怀有敬意”，但他“从一开始，就对建立一个犹太人国家，而不是多民族的和无种族界限的国家感到不安”。卢里亚批评以色列对巴勒斯坦为代表的阿拉伯人民的蔑视态度，并且指出这种优越感的根源，可谓是很有见地的。他公开指斥“以保卫自己的生存权利的名义，蜕变为权力政治”，特别具有现实政治意义。不幸的是在过了二、三十年后的今天，中东和平进程还是那样地艰难。
      在一个以唯物主义作为主导的哲学观的国家里长期生活的我们，对于西方科学家如何协调他们的科学观与宗教观的问题，一直是很感兴趣的。卢里亚自传中的这一部分给我们提供了一个实例。他说他有一个“成熟的”宗教观：“宗教总是一种人类想象的产物……借助于它，人类渴望对自己生存条件做出解释”。同时他奉行一个原则：“我并没有成为任何特定宗教团体的成员”。他甚至洞察到，有些“教会通过对权力的追逐以满足非理性的欲望”，“这种经文用于为不平等性和压迫现象辩护”。所以对他来说，“教会与世俗社会中权势的结合都与宗教的真正精神不相容”。
     卢里亚真是一个全面发展、才华横溢的人物，读者还可以从这本自传中了解他丰富的艺术观点和教学生涯。
摘自《人民书城》

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-27 13:53
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第151篇  细菌基因突变研究的现代内容
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
一  基因突变的概念
基因突变是指基因结构的改变。基因突变是指由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的基因结构的变化，亦称点突变。在自然条件下发生的突变叫自发突变，由人工利用物理因素或化学药剂诱发的突变叫诱发突变。基因突变是生物变异的主要原因，是生物进化的主要因素。在生产上人工诱变是产生生物新品种的重要方法。
　　突变这个概念和术语最初是由荷兰植物学家、孟德尔定律的重新发现者之一德弗里斯在1901年提出来的，当时他把在月见草中观察到的偶然出现的、巨大的、可遗传的变化称为突变。后来知道，德弗里斯在月见草中观察到的"突变"是染色体畸变而非基因突变。但由于突变概念的提出，使人们将遗传物质的变异引起的可遗传性变异与生物体对环境条件变化引起的不可遗传的变异（后天获得性）严格区分开来。当然，最早区分可遗传的变异与不遗传变异的，应该追溯到魏斯曼。魏斯曼1885年提出"种质学说"时，就曾明确区分可遗传的种质变异与不遗传的体质变异。
当我们说突变是自发产生的时候，并不是说突变是无缘无故发生的，而是指未经人为干预而自然发生的。突变发生肯定有原因，只是原因不明，或者说我们没有去深究。有时是我们不感兴趣，有时甚至是没有必要去深究。然而，自发突变是一种频率很低的突变，仅靠自发突变无异于守株待兔。
微生物个体微小，与外界环境的接触面积大，容易受到环境条件的影响而发生性状变化（变异）。尽管变异发生的机会只有百万分之一到百亿分之一，但由于微生物繁殖快，也可在短时间内产生大量变异的后代。
微生物以惊人的速度“生儿育女”。例如大肠杆菌在合适的生长条件下，12.5-20分钟便可繁殖一代，每小时可分裂3次，由1个变成8个。每昼夜可繁殖72代，由1个细菌变成4722366500万亿个（重约4722吨）；经48小时后，则可产生2.2×1043个后代，如此多的细菌的重量约等于4000个地球之重。
二  基因结构的改变方式
根据基因结构的改变方式，基因突变可分为碱基置换突变和移码突变两种类型。
（一）碱基置换突变：
由一个错误的碱基对替代一个正确的碱基对的突变叫碱基置换突变。例如在DNA分子中的GC碱基对由CG或AT或TA所代替，AT碱基对由TA或GC或CG所代替。碱基替换过程只改变被替换碱基的那个密码子，也就是说每一次碱基替换只改变一个密码子，不会涉及到其他的密码子。
引起碱基置换突变的原因和途径有两个。一是碱基类似物的掺入，例如在大肠杆菌培养基中加入5-溴尿嘧院（BU）后，会使DNA的一部分胸腺嘧啶被BU所取代，从而导致AT碱基对变成GC碱基对，或者GC碱基对变成AT碱基对。二是某些化学物质如亚硝酸、亚硝基胍、硫酸二乙酯和氮芥等，以及紫外线照射，也能引起碱基置换突变。
（二）移码突变：
基因中插入或者缺失一个或几个碱基对，会使DNA的阅读框架（读码框）发生改变，导致插入或缺失部位之后的所有密码子都跟着发生变化，结果产生一种异常的多肽链。移码突变诱发的原因是一些像吖啶类染料分子能插入DNA分子，使DNA复制时发生差错，导致移码突变。
三  基因突变的特点
   
基因突变作为生物变异的一个重要来源，它具有以下主要特点：
（一）基因突变在生物界中是普遍存在的。
无论是低等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因突变。基因突变在自然界的物种中广泛存在。例如，棉花的短果枝、水稻的矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色肓、糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状。自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。
     
（二）基因突变是随机发生的。
它可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出变异。基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给后代的。
（三）在自然状态下基因突变的频率是很低的。
据估计，在高等生物中，大约十万个到一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，突变率是105～108。不同生物的基因突变率是不同的。例如，细菌和噬菌体等微生物的突变率比高等动值物的要低。同一种生物的不同基因，突变率也不相同。例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为1.06×10-4，而黄色胚乳基因的突变率为2.2×10-6.
（四）大多数基因突变对生物体是有害的，
由于任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境条件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是有害的。例如，绝大多数的人类遗传病，就是由基因突变造成的，这些病对人类健康构成了严重威胁。又如，植物中常见的白化苗，也是基因突变形成的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。
（五）基因突变是不定向的。
一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。例如，控制小鼠毛色的灰色基因（A+）可以突变成黄色基因（AY）。也可以突变成黑色基因（a）.但是每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。例如，小鼠毛色基因的突变，只限定在色素的范围内，不会超出这个范围。
四  基因突变的原因
　　
由于在ＤＮＡ复制过程中，由于各种原因（内、外因）而发生差错，导致分子结构改变（碱基种类、数量、排列顺序等发生局部改变）
　　下面以镰刀型细胞贫血症为例说明基因突变的原因
　  该病原发生于地中海沿岸国家，又叫地中海镰刀型细胞贫血症，我国发现甚少，但在方东、福建沿海省份有出现，这种病在缺氧时，红细胞由正常的圆饼状变成镰刀形，严重时镰刀状的红细胞破裂，造成溶血性贫血，往往上引起死亡。经研究发现该病的血红蛋白和正常人的不同，一条多肽链上（第六位）有一个谷氨酸被一个缬氨酸代替了，这是该病的直接原因，当然其根本原因是控制合成蛋白质的基因结构变了。（ＣＴＴ→ＣＡＴ）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-10-27 13:54
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第152篇  “转座子”基因使获得性遗传理论得以确立
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
在前面的文章中，我们已经说明，由意大利的卢里亚提出的基因可以自发地发生随机的基因突变的理论从基因这个分子水平生命了一个物种从一个山峰飞向另一个山峰的原因。这个原因是：一个物种既使在它最适应的山峰上，它也会随时产生出现代其他的适应能力，随时为物种的转移作好准备。外环境的改变只不过是为新突变的显现、发展，提供了一个机会。
但是，当我们说基因可以自发地随机进行突变的时候，就好象是说基因的这个变化是不手环境影响的。这样就有了唯心主义的味道。现在，在许多科学研究者中已经有一个共识，即：当我们说突变是自发产生的时候，并不是说突变是无缘无故发生的，而是指未经人为干预而自然发生的。突变发生肯定有原因，只是原因不明，或者说我们没有去深究。有时是我们不感兴趣，有时甚至是没有必要去深究。
人们已经认为基因突变可以为获得性遗传提供一定的解释。但是，这个解释还有一点理论性的味道，还不是那么直观和具体。大约四十年后，被科学界承认的麦克林托克的“转座子”基因的概念，为我们提供了这个直观和具体的证明。
基因在染色体上作线性排列，基因与基因之间的距离非常稳定。常规的交换和重组只发生在等位基因之间，并不扰乱这种距离。在显微镜下可见的、发生频率非常稀少的染色体倒位和相互易位等畸变才会改变基因的位置。可是，麦克林托克这位女遗传学家，竟然发现单个的基因会跳起舞来：从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。麦克林托克称这种能跳动的基因为“转座因子”（目前通称“转座子”，transposon）。
　　麦克林托克理论的影响是非常深远的，她发现能跳动的控制因子，可以调控玉米籽粒颜色基因的活动，这是生物学史上首次提出的基因调控模型，对后来莫诺和雅可布等提出操纵子学说提供了启发。转座因子的跳动和作用控制着结构基因的活动，造成不同的细胞内基因活性状态的差异，有可能为发育和分化研究提供新线索，说不定癌细胞的产生也与转座因子有关。转座因子能够从一段染色体中跑出来，再嵌入到另一段染色体中去，现代的DNA重组和基因工程技术也从这里得到过启发。转座子的确是在内切酶的作用下，从一段染色体上被切下来，然后在连接酶的作用下再嵌入到另一切口中去的。
　　我国遗传学者王身立教授曾在1982年与谈家桢教授一起预言，麦克林托克会获诺贝尔奖。翌年，麦克林托果然荣获诺贝尔生理学医学奖。

《论坛反应与交流》
《凯迪社区 → 凯迪BBS互动区 → 开心科普》
danceinfire：
1\拉马克挺怨,获得性遗传不是他第一个提出的.背了几百年黑锅
2\中心法则中的三个单元从来也不是平等的.DNA->RNA的流向比RNA->DNA的流向大太多了
    还有,PR->RNA这条通道还没有正式打开呢
3\生物进化中获得性遗传肯定存在.比如细胞形成前.或者被射线轰击的细胞
   都是获得性遗传
4\分子中型突变基本是错误的,不过这种思想给科学带来了很多,证明错误的东西也是有用的
5\剩下没看完,不过写得很好.向楼主这样研究非达尔文主义进化,而在开篇没有先炮轰达尔文。
   来作秀的不多了

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-1 10:51
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第153篇  麦克林托克的生平
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
一  麦克林托克的玉米实验
　　
1902年6月16日，麦克林托克出生于美国康涅狄格州的哈特福德，母亲萨拉·汉迪·麦克林托克是一个喜欢冒险的勇敢的妇女；父亲托马斯·亨利·麦克林托克天生具有桀骜不驯的个性。求学时代，她深深地迷上了自然科学，常能出其不意地以自己独特的方式来解答各种难题，而寻找答案的整个过程对她来说，是一个巨大的快乐。在麦克林托克未来漫长的科研生涯中，这种快乐一直伴随着她，并成为她不懈努力的唯一源泉。
　　1919年，麦克林托克在康乃尔大学农学院注册入学。1921年秋，她选修了一门唯一向本科生开放的遗传学课程。在当时，几乎很少有学生对遗传学产生兴趣，他们大多热衷于农业学，并以此作为谋生手段。但麦克林托克却对这门课有着强烈的兴趣，从而引起了主讲教师赫丘逊（C·B·Hutchuson）的注意。课程结束后，赫丘逊来电话邀请她选修康乃尔大学专为研究生开设的其它遗传学课程。麦克林托克欣然接受了他的邀请，并就此踏上遗传研究的道路。
　　同时，麦克林托克还选修了植物学系夏普（L·W·Sharp）教授开设的细胞学课程。夏普的兴趣集中于染色体的结构以及在减数分裂和有丝分裂期间它们的行为的研究上。当时，染色体正在受到人们的强烈关注，被认定是“遗传因子”的载体。麦克林托克在康乃尔大学植物学系读研究生时，毫不犹豫地认准了这一研究方向——细胞遗传学。
　　当时的康乃尔大学是玉米遗传学的中心，这一研究传统由爱默生（Rollins A·Emerson）教授所创立。玉米具有明确可辨的遗传性状，当时已证明它籽粒上糊粉层的颜色以及胚乳的性质，均受孟德尔遗传因子所控制。玉米同果蝇不同，它一年才一熟，这就为研究人员细致深入的研究提供了充裕的时间。当时的玉米遗传学研究，集中在对突变性质的发现、描述、定位和积累上。如果说，是爱默生开创了玉米遗传学，那么麦克林托克则成功地实现了玉米遗传学与细胞学的联姻。
　　在研究生期间，麦克林托克曾给一位细胞学家兰道夫（Lowell F· Randolph）担任助教。兰道夫是一位颇有成就的细胞学家，他对玉米籽粒发育的细胞形态学的详尽研究，直到今天依然是权威性的工作。当时，他立志要完成的一项工作是确定玉米细胞中不同染色体的形态特征。然而，他所选取的根尖切片细胞，其中期染色体是如此之小，以至无法确定其细节特征。因此，这一工作被耽搁下来，似乎前景黯淡。
　　1925年，麦克林托克来到了兰道夫的实验室，事情立刻发生了戏剧性的变化。麦克林托克一下子抓住了问题的关键。她发现，对于细胞学研究来说，玉米的根尖切片远不是一种合适的材料，相反，玉米的小孢子细胞在分裂过程中，其中期或后期染色体更为清晰可辨。当时，恰好贝林（Belling）发明一种新的乙酸洋红涂片技术，这种方法特别适合于玉米，通过它可观察到每一条玉米染色体分裂和复制的全过程。麦克林托克采纳了这一方法，加之选用的材料合适，经过几周的努力，她鉴定出玉米细胞中每条染色体的不同形态特征。根据染色体的长度，她把最长的一条命名为1号染色体，最短的一条命名为10号染色体。
二  遗传学与细胞学的联姻
　　
1927年春天，麦克林托克获得康奈尔大学的博士学位。她留在那里继续研究玉米中每一条染色体的形态特征以及与遗传性状的关系。那段时期可谓是玉米遗传学的黄金时期。1927年秋，比德尔（G·W·Beadle）来到植物育种系，在爱默生的指导下做博士论文。1928年秋，罗兹（Marcus M·Rhoades）也来到该系，同样在爱默生指导下做博士论文，罗兹后来成为麦克林托克亲密的同事和朋友。英雄所见略同，这些耕耘于玉米遗传学领域的研究者，都迫切地意识到探索染色体和基因之间相互关系的重要性。这是一个和谐友爱的集体，大家共享信息，也共享成功的喜悦。正是在这里，麦克林托克在玉米的细胞遗传学方面发表了一系列高质量论文，其成就堪与当时正在飞速发展的果蝇遗传学相媲美，并深受遗传学界巨子——摩尔根的赏识。
　　由于麦克林托克已能精确地鉴定玉米细胞中每一条染色体的形态特征，这就为细胞学与遗传学的联姻提供了良好的条件。到1931年为止，在麦克林托克及其他人的努力之下，在玉米中所发现的10个遗传连锁群已与10条染色体之间建立起了一一对应的关系。相比于果蝇遗传学，玉米遗传学自有其得天独厚的优势。由于果蝇的染色体十分微小，其精细特征难以辨认，所以摩尔根学派对遗传学染色体学说的贡献主要是基于对交换实验的推断，缺乏从染色体的直接观察中所得到的证据。相形之下，玉米的10条染色体在形态上，有明显可辨的特征。
　　事实证明，麦克林托克在这一时期所从事的玉米细胞遗传学研究，为她以后发现基因转座打下了坚实的基础。1931年，麦克林托克发现，9号染色体在其短臂的末端有一个明显的结。具染色结的染色体携有基因C（糊粉层有颜色）、基因sh（胚乳呈皱缩型）和基因wx（胚乳为蜡质型）。遗传学交换实验表明，这些基因的次序为wx—sh—C，并且它们都位于具染色结的短臂上，因此，可以确定染色结和这些基因之间为一连锁关系。这一实验不仅令人信服地证实了基因与特定染色体之间的关系，而且它还是发现“转座”的序曲。因为麦克林托克首次发现转座基因（Ds）就是位于这一结节附近，它对基因C所产生的影响，导致玉米籽粒的糊粉层显示出斑斑点点的景观。
　　1933年，果蝇幼虫唾腺巨大染色体被发现。这种巨大染色体要比减数分裂时的染色体和体细胞中的染色体大上200倍。唾腺染色体上有明显的横纹，横纹的相对大小和空间排列是恒定的，可以作为识别唾腺染色体的标志。这一发现为果蝇遗传学的飞速发展添上了强有力的翅膀。自此以来，玉米在遗传学中的地位无法再与果蝇相抗衡。而对于急功近利的遗传学家来说，一年才熟一季的玉米也实在让人等得心焦，而几个星期就能繁殖一代的果蝇，则为观察突变的发生提供了更为快速的捷径。于是，玉米成了被冷落的灰姑娘。然而，麦克林托克却对玉米情有独钟，她穿着缝有许多口袋的工作服，冒着酷暑，继续穿梭于玉米地里，细心地观察幼苗、籽粒上的斑斑点点，并在显微境下检查其染色体行为，而玉米对她的最好回报就是向她倾诉了许多有关染色体以及基因的奥秘。
三  转座概念的浮现
　　
我们常见的玉米都是黄色的籽粒。然而，野生的玉米还有其它种颜色。美国中部和南部玉米的起源地，有着玉米的原始类型，其籽粒有蓝色的、咖啡色的或紫红色的。籽粒颜色取决于玉米胚乳上糊粉层的色素。胚乳是幼苗发育的营养来源，它由两个卵核与一个精核受精而成。所以，玉米的胚乳是三倍体。糊粉层上色素的合成受玉米基因的控制。有时，我们能发现，在同一穗棒上有不同颜色的籽粒，常见的有紫红色籽粒镶嵌于其中，这一现象可用孟德尔遗传定律来解释。然而，有一种现象却令人迷惑不解：这就是在同一个籽粒上有时会出现斑斑点点，或者是无色背景上嵌有色素点，或者是有色背景上呈现出无色区域，这是怎么回事呢？最早注意到这一现象的是爱默生，他猜测，这也许是由于基因的不稳定性造成的。但是，它却违背孟德尔遗传定律。
　　麦克林托克是从研究染色体的断裂端行为开始步入这一研究领域的。她发现，在玉米细胞核中的9号染色体短臂上，有一特定位点（位于结节附近），经常发生断裂并导致一系列表现型上的变化，这一发现极其重要。如前所述，麦克林托克的早期工作曾经发现在9号染色体短臂上的结节附近处的基因与胚乳的色素、形状、性质有关。这样就有可能通过观察胚乳的色素、形状来判断染色体断裂所带来的效应。1944年的夏天，麦克林托克以自株授粉的方式种下了这样一批9号染色体带有断裂端的玉米，细胞学检测发现，其子代中染色体的断裂仍发生在9号染色体的特殊位点上。断裂的结果是，产生一个具有着丝粒的片段以及一个包括特殊位点在内的无着丝粒片段。无着丝粒片段游离于细胞核中，造成它上面所携带的显性基因缺失，于是同源隐性基因得到表达。从表现型上来看，由于抑制色素形成的显性基因（I）丢失，致使胚乳糊粉层上无色的背景显示出色素，这就是玉米籽粒上的斑斑点点。犹如环状染色体所造成彩斑模式，但它的细胞学机制却与特殊位点的断裂有关。
　　麦克林托克敏锐地看到，不同于其它事件引起的偶然断裂，该位点的断裂是一种高度非随机性的、可遗传的事件，这就表明，该位点上存在一个控制因子，它导致染色体的解离（断裂），她命名为Ds因子（Dissociation，意为离异）。当麦克林托克运用三点测交欲精确地测定Ds位点时，竟然发现Ds是不稳定的，它可以从染色体的一个位点跳到另一个位点。这就是“转座”概念首次浮现。
四  Ac-Ds转座系统
　　
Ds所导致的解离事件，似乎还受到另外一个因子的控制。麦克林托克观察到，1944年夏天所种植的那批玉米，它们的籽苗幼叶上出现一种奇特的变异类型，即在幼叶上有一对同源区域（它们来自于一对姐妹细胞），其中一半表现为色素减少，而另一半则相应地表现为色素的增多。从这一逆向关系中，麦克林托克领悟到，一定是在有丝分裂期间，两个姐妹细胞中的一个得到了另一个细胞所失去的因子，该因子与调节突变频率有关，或者说它控制着Ds的解离事件，致使同源区域的色素呈现出逆向关系，这就是Ac因子（Activation，意为活化）。Ac与Ds构成一个控制体系，其中Ac的活动是自主的，亦即它能够自发转座（移位），并影响其它基因的表达；Ds的活动是非自主的，因其中央部分发生缺失，失去了自发移位功能，只有当基因组上有同一族的自主因子（如Ac）存在时，才能够转座（移位）。
　　遗传学交换实验表明，Ac相当于一个显性因子，它位于9号染色体长臂上，Ac与Ds隔开一段距离，但却能遥控指挥Ds。但是，当欲精确定位Ac时，才发现Ac本身也可移动，又是一个转座因子！
　　后来的实验又进一步表明，Ds除了能导致染色体解离之外，它还可能引起邻近基因的突变。当Ds插入显性有色基因C附近时，致使C突变成为无色隐性基因c，或者说抑制了C的显色功能，于是，在籽粒有色的背景上就出现了无色区域；另一方面，当Ds插入隐性无色基因c附近时，导致c突变为C，于是，在籽粒无色的背景上显示出有色区域。由于Ds的跳跃是如此之快，致使它所控制的颜色基因时开时闭，从而表现为玉米籽粒上的斑斑点点。当然，这一切都需在Ac存在的情况下才会发生。
　　曾被看作是基因不稳定性所导致的玉米籽粒上的斑斑点点，现在通过基因的转座理论，就有了一个合理清晰的说明。从1944年发现最初的线索起，麦克林托克整整花了6年的时间，才构筑了一个完整的“转座”理论体系。其间，大量的线索初看起来似乎毫不相关，零乱不堪，但是，麦克林托克坚定地相信，其中必定能找到规律，从而使这些数据显现出意义来。这就是Ac-Dc体系的提出。
　　在Ac-Ds体系的背后，还蕴藏着许多奥秘。麦克林托克发现，Ds-Ac系统在5个已知位点上出现，其中3个与色素形成有关，第4个与淀粉组成有关，第5个与籽粒的形态有关。既然Ac-Ds体系能控制如此相异的基因行为，麦克林托克由此做出一个重要的推断，这就是它也能控制任何其它基因的行为，所谓基因的突变也许正是它们活动的结果。她的这一推论意义深远，因为经典遗传学的中心概念是把基因的突变看作是随机的、不受控制的，而麦克林托克却猜测突变受某种控制因子的制约，而这种控制因子的行为又是对细胞内外环境的改变所做出的反应。
　　更深入的研究还表明，Ac-Ds体系只不过是不同控制体系中最先发现的一个。比如，从基因A1→a1的突变，就可以由不同的控制因子所引起，其中有Ac、Dt、Spm等，它们所产生的表现型完全相似，只是在做遗传学交换实验时，才表现出不同的行为。由此可见，整个转座理论层层叠叠，犹如一幢迷宫，然而，麦克林托克的手中却有一根阿莉阿德涅的线团（这根线正是由她那高超的想象力以及严谨的实验事实所编织），在迷宫中运行自如，并由此向我们揭示了整个转座理论的非凡魅力以及由此导致的巨大应用价值。



五  从误解到理解
　　
在1951年的冷泉港学术研究会上，麦克林托克通报了她对转座理论的研究，然而出乎意料的是，当时一流的遗传学家却无法理解她所用的语言，麦克林托克受到了前所未有的冷遇。
　　就经典遗传学而言，摩尔根的基因理论强调的是基因的稳定性、突变的随机性。比德尔“一个基因一种酶”学说突出的是基因的功能性，亦即它编码合成蛋白质的能力。然而，转座理论恰恰与此相对立。麦克林托克强调的是，基因可以在染色体上不同位点之间、甚至在不同的染色体之间跳来跳去。稳定的基因竟然能随意移动，在当时看来这近乎天方夜谭。麦克林托克还认为，基因除了编码蛋白质之外，它还是一种控制因子，比如Ac-Ds体系。对于控制因子来说，它的任务不在于编码任何蛋白质，而只在于调节、控制其它基因的有序表达。这样一种控制的概念，对于经典遗传学家来说也颇为生疏。
　　从另一方面来看，对于转座概念的拒绝，也反映了经典遗传学方法本身的局限。由于用经典方法所得到的结论往往是间接的逻辑推理的产物，而对于“转座”这样大胆的观点，在没有直接看到这种现象的时候，遗传学家宁可采取怀疑的态度。很显然，若是没有70年代细菌遗传学的证实，“转座”恐怕仍不会被接受。此外，“转座”现象当时仅在玉米中发现，由于缺乏普遍有效性，要科学共同体接受这种理论也是很困难的。可见，经典的方法往往会受到实验材料的限制。除了玉米之外，酵母、果蝇、细菌等转座现象都是用分子方法发现的。麦克林托克一生都对玉米情有独钟，而玉米也正是她走向成功的关键。最近，美国科学家发现在玉米基因组的20亿个碱基对中，其中转座因子就占了一半以上。这简直是命运对麦克林托克特别的垂青！如果不是以玉米作为实验材料，也许我们今天还无缘与“转座”相识。
　　同样是关于基因调节的概念，60年代初，当雅可布（Francois Jacob）和莫诺（Jacques Monod）在大肠杆菌中提出“操纵子”模型时，立刻就引起分子生物学家的普遍反应。其原因在于雅可布和莫诺所使用的研究对象是为大家所熟悉公认的大肠杆菌。操纵子模型提出之后，麦克林托克欢欣鼓舞，因为她希望基因的调节概念被大家接受之后，她的转座理论也能为大家所承认。她立刻发表文章，将操纵子模型与转座体系进行类比，认为操纵基因与调节基因相当于玉米转座体系中的Ds-Ac控制因子，它们都担当起控制与调节基因表达的功能。但遗憾的是，分子生物学家虽接受了大肠杆菌中的操纵子模型，却仍然无法接受玉米中的转座体系。
　　20世纪70年代以来，当细菌、酵母、果蝇中陆续发现转座基因的报道之后，人们才想起麦克托克早在20世纪50年代初就对玉米中的转座基因有过透彻的研究和报道。至此，麦克林托克那曾被看作是天方夜谭式的异端思想，才逐渐融入当代科学思想的洪流之中，随之各种荣誉也接踵而来：冷泉港授予她“卓越贡献成员”荣誉称号，1978年获罗森蒂尔奖，1981年获拉斯克基础医学研究奖（此奖有最佳诺贝尔预测奖之称）、麦克阿瑟基金会奖和以色列的沃尔夫基金会奖。1983年。她终于摘取科学界的最高桂冠——诺贝尔医学与生理学奖。
六  钟情于经典遗传学方法
　　
与现代的分子生物学家相比，麦克林托克具有独特的研究思想与方法。在物理学、化学的熏陶下成长起来的新一代分子生物学家，他们更看重的是对象的结构而非功能。他们习惯于采用简单明了的分子克隆方法，将插入顺序提纯出来，然后进行分子结构的分析。但是如此一来，这样的死分子也就失去了其活泼、能动的生物学功能。所以，当分子生物学家与麦克林托克刚刚开始合作时，他们之间甚至无法交流——因为两人说的不是同一种语言。前者仅关注于什么材料合适于克隆。对此，麦克林托克带着惊恐甚至是轻蔑的眼光。当时，分子生物学家已经发现，噬菌体的染色体能插入细菌基因之中，它类似于玉米中的转座因子，但是，麦克林托克拒不同意这样一种简单的类比，她强调真核生物的复杂性，仅相信遗传杂交实验所阐明的一切，她还断然声称：控制因子（Ac、Ds）是一种基因，但却是一种不同寻常的基因，这不仅表现在它们的功能上，而且也表现在它们的性质上，亦即Ac、Ds不是由具体的物质分子所组成，它们仅代表了染色体特定结构的一种改变形式。最终，玉米中的转座因子（Ac、Ds）被克隆，其分子顺序也被测定，Ds因子具有双倍的结构，所以能导致染色体的断裂。随着转座因子的插入，染色体的DNA分子也确实变长了。在这一点上，分子生物学家的做法显然是正确的。
　　麦克林托克的教育背景以经典遗传学为主，相比于分子遗传学，经典遗传学有其独特的优越性，因为它直接将基因与功能对应起来，省去了中间过程，而不是像分子遗传学家那样，仅关注于基因决定蛋白质的过程上。这就对想象力的发挥以及直观的逻辑推理能力的运用，提出了更高的要求。对麦克林托克来说，她主要是用她的眼睛以及直觉推理能力，再辅之以显微镜和少数简单的反应物（试剂），当然还有正确的杂交试验，她选择、分析、保存了大量有用的玉米株系，提供给任何对此感兴趣的人（甚至还有从未种过玉米的分子生物学家）。麦克林托克的过人之处在于，她看重偶然的失败，认为这正是线索的开始。凭着一双训练有素的眼睛，她总能看出一些不寻常的事例，比如有色背景上无色区域的分布，或是染色体上某一特殊位点的断裂（不同于其它事件引起的随机断裂）。而接下去的推理又是如此复杂，对事实的分析一环紧扣一环，以至令许多遗传学家难以理解。但是，它却充分展现了人类智力以及想象力所能达到的深度。正是在此意义上，麦克林托克认为，人类基因组这一宏大工程仅仅是一种编织手艺，因为它从根本上缺乏深刻的原创性和恢宏的想象力。也许这正可说明，麦克林托克对于分子遗传学方法冷淡的原因。虽说麦克林托克没有受过正规的分子遗传学训练，但她自40年代起就一直在冷泉港实验室这一分子遗传学研究的中心工作，她长期与分子生物学家共事，每次学术报告她都不错过，并且总能提出一些发人深省的问题，可见她是完全跟得上分子遗传学的前进步伐的。正如她钟情于玉米一样，她也钟情于经典遗传学的方法，因为它富有想象力，并且直接面对活生生的功能。
七  不同于分子遗传学的独特视角
　　
对于一个分子生物学家来说，他们更多地将细胞仅仅看作是一个试管，里面充满了蛋白质和核酸复合物。而麦克林托克则首先把生命体看作是一个有序的整体，其中的每部分都处于相互联系的网络之中，对于微小的扰动，它能发挥有益的调整功能，转座体系即是其中的一部分。这一独到的体验也深深地影响了分子生物学家。夏皮洛（J·A·Shapiro）回忆道，当他于20世纪70年代后期首次与麦克林托克接触时，他才意识到这些因子必须整合到有机体的整体功能时才有意义——正是循着这一正确的思路，他才深入到了细菌的遗传系统之中，并做出独到的发现。
　　另一位分子生物学家费克（G·R·Fink）当时正研究酵母遗传学，他用的是生物化学的方法。麦克林托克对他提出了一个意义深远的问题：“你认为酵母中有转座因子吗？”囿于偏见，费克认为转座因子只限于玉米中。所以，他说通过化学诱导剂的方法，已鉴定200多个突变，但未发现不稳定的突变。对此，麦克林托克大笑，她说，发现转座因子绝不能用化学的或物理的这类人工诱导的方法。她强调，转座是一个自然状态下发生的事件，而非人为事件。对自然的而非人为状态的珍视，正是麦克林托克不同于分子生物学的独特视角，也是她对生物学思想的一份厚重贡献。
　　透过麦克林托克的研究思路，我们可以看到一种崭新的科学思维模式正在兴起，那就是以尊敬代替征服，以创造性的想象代替分析、还原的逻辑。麦克林托克把自己的感情融入于研究对象之中，她还用“基因组的震惊”（Genome shock）这一类概念来描述基因的行为。仿佛一个基因能够觉察到各种情绪，如沮丧、兴奋等，它还能识别复杂的挑战，以寻求智慧的解决方法。总之，基因组就像有它自己的生命，在她看来，转座因子的移动也正是生命体对内外环境的改变所做出的反应，这些也许正构成了进化的基因机制。
　　麦克林托克的思想连接过去与未来，横跨我们的时代。她的细胞遗传学研究在当时就为她赢得了声誉；她对“转座”理论的贡献是划时代的，正在被今天的我们所接受；而她的进化观念也许将成为留给未来时代的一份贵重礼物。
八  打开了通往分子遗传学的另一扇门
　　
麦克林托克身材娇小，但却精力充沛，体格健壮，这也正是她能成为一名优秀遗传学家的良好素质。她不仅仅是在显微镜下观察细胞中的染色体，还需在烈日下种植玉米；有时碰到连续几天的暴雨，她就要在玉米地里排水、培土，使玉米根系牢牢地固着于土壤之中。
　　1992年9月2日，在冷泉港，她与世长辞。麦克林托克终生未婚，她把全部的挚爱都奉献给了玉米，奉献给了遗传学事业。正如诺贝尔颁奖委员会的致词中所指出的，麦克林托克的成功，其意义远远超越了科学本身，“对于当局来说，保证科学的独立研究是多么重要；对于年轻的科学家来说，则证明简单的手段也能作出巨大的发现。”
　　确实，对于玉米籽粒上色斑的研究，初看起来似乎毫无应用价值。麦克林托克纯粹出于一种科学上的而非实利上的兴趣，默默地耕耘于这片园地之中。最终转座因子被证明不仅控制着玉米上籽粒色素的形成，更重要的，它还存在于其它生物之中。有关它的机理、转座过程中所发生的具体步骤，仍是今天分子遗传学所面对的重大课题。因此，麦克林托克的工作虽然是在经典遗传学框架内完成的，但她同时也开启了通往分子遗传学的另一扇门。
　　面对荣获贝尔奖这一崇高荣誉，麦克林托克平静地说：“我觉得自己获得这种意外的奖赏似乎有些过分。多少年来，我在对于玉米遗传的研究中已获得很多的欢乐。我不过是请求玉米帮助我解决一些特殊的问题，并倾听了她那奇妙的回答。”这就是麦克林托克，一位经历简单然而思想深刻的天才科学家。
（下载自中国科学院计算机网络信息中心的“中国科普博览”网站）

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-1 10:52
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第154篇  介绍《情有独钟——麦克林托克传记》
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
麦克林托克的传记《情有独钟——麦克林托克传记》是一部好书，它一方面可以使我们全面了解麦克林托克的生平，同时也使我们了解分子生物学的许多知识。作为一名医生应该了解这些生物学知识，作为一名科学工作者也应该了解麦克林托克为科学艰苦奋斗的一生，作为一名普通公民，应该了解麦克林托克为真理而一个人孤身奋斗40年的崇高人格。
我们把该书的两篇序言摘录如下，供读者学习。
一  谈家桢序
三联书店的编辑要我为一九八三年诺贝尔生理和医学奖获得者麦克林托克的传记《情有独钟》写序，向读者介绍这位献身于（或者按本书的书名读为“钟情”于）科学的女生物学家，这使我想起了两件事。
　　第一件事是八三年上半年的时候，我的一位学生写了一篇文章，观点鲜明地提出麦克林托克应得诺贝尔奖的预测。当时麦克林托克在中国还鲜为人知。我将文章推荐给了《自然杂志》。后来文章发表了。过不多久就传来了麦克林托克得奖的消息。我感到很欣慰。这位遗传学伟大先驱者终于得到了科学上的最高荣誉——瑞典皇家科学院颁发的诺贝尔奖，从而确立了她在遗传学史上应有的地位。
　　我以为，科学的发展犹如一条滚滚的长河，无数的科学发现和发明推动着它，使它奔腾向前。不少杰出的科学家以其非凡的思想站在长河潮流的前头，指导着科学的发展。由于他们的发现和发明，很快为科学本身所证实，他们就成了叱咤风云的英雄人物。这些都是“幸运儿”。象摩尔根的“基因”学说，华生和克里克的DNA双螺旋模型的假说，都马上得到了科学界的承认，为它们的作者赢得了诺贝尔奖。人们表彰他们，给他们以巨大的荣誉，这无疑是正确的。
　　然而，在科学的发展中，也有一些“奇特”的人们。他们的思想往往远远超出了他们所在的时代，而与当时“正统”的科学潮流有分歧，甚至背道而驰。他们甘冒被人不理解的风险，以其独特的方式探索，并坚持真理。这些具有非凡勇气的人们，同样推动着科学长河的发展进程。但人们在认识这点时，则往往要在很久以后，因此许多科学家无法看到自己的成果被承认。这是何等的不公正啊！
　　本书主人公麦克林托克就是这样一个具有非凡思想的奇特人物。她生于一九0二年，一九二七年在康奈尔大学农学院获得植物学博士学位后，一直从事玉米细胞遗传学方面的研究，这也是她终身从事的事业。她的工作得到了摩尔根和埃默森等科学巨擘和其他人的支持，发表了一系列论文，其成就可以与当时正飞速发展的果蝇遗传学相媲美。一九三九年，她当选为美国遗传学会副主席。一九四四年，成为美国全国科学院院士。翌年，担任了美国遗传学会主席。到此时为止，她始终是遗传学主流中的中坚人物。在当时风盛轻视妇女的美国科学界，她被公认为是仅有的几个出类拔萃的人物，周围是一片赞扬声。
　　然而就在取得如此辉煌的成就之际，麦克林托克开始了后来证明是她一生中最重要的研究——转座的研究，并在六年后发表了论文。但是，这一实验是远远超越时空的，在当时，即在整个五十年代和六十年代都没有人能理解和接受。她的威望从光辉的顶点跌落下来了。她游离于科学的主流之外，被遗传学界摒弃了。
　　幸亏麦克林托克长寿，使她亲眼看到了自己的非正统理论为她重新赢得了声望和荣誉——诺贝尔科学奖。这虽是一种为时过迟的承认，但对她本人而言，毕竟是值得庆幸的（诺贝尔奖不授予已逝世了的科学家）。
　　我认为，作为科学家最高荣誉的诺贝尔奖，不仅应该授予那些处于科学长河主流的科学家们，而且也应该表彰象麦克林托克那样离开主流，默默地进行探索的那些具有非凡勇气的科学家们，特别是急功好利的西方世界更应如此。这就是我为何向《自然杂志》推荐我那位学生文章的原因。
　　第二件事与本书的书名有关。一九七八和一九八四年我两次访美时，都在冷泉港麦克林托克的实验室里见到了这位科学巨匠，当时就想起四十多年前（约一九三五年），我曾在这个实验室里度过了一个暑期，同她经常在一起打网球、讨论问题。她对我的瓢虫色斑镶嵌显性现象的发现，极感兴趣。根据她当时在玉米中转座现象的发现，向我提出一个可供进一步研究探索的假说方案。可惜那时我回国后，由于众所周知的原因，无法继续这方面的工作。而她却五十年如一日，现虽年逾八旬，仍在继续从事玉米细胞遗传学的研究，且很关心中国遗传学的研究动态。
　　在和麦克林托克告别之际，我突然想到，在她一生之中，有过两个光辉的顶点，她现在继续在实验室里进行的研究，也许再也达不到可与她四十年代未相比的成就，也许不会再次赢得象现在这样高的荣誉，但她仍留在卖验室里，执着地进行她的探索和追求。这又是为何呢？
　　麦克林托克终身未婚，她的一生是在实验室里度过的。也许，她未曾有过象爱情一类的儿女之情，然而“人非草木孰能无情”。确实麦克林托克是有“情”的，她的“情”，正如本书的书名所告诉我们的那样，是“钟”于遗传学，“钟”于科学事业。她把自己的一切，包括自己的荣誉，都献给了她所“钟情”的自然科学了。读完这本传记，就可以知道麦克林托克的“情”之所在了，而我上面提出的问题，大概也能找到圆满的答案了。
　　最后，我要向读者进一步指出，本书虽是一本人物传记，然而，对生物学工作者，以及对生物学有兴趣的读者来说，此书还是一本很好的教科书，值得一读。书的作者E. F. 凯勒是美国东北大学的生物数学教授，曾从事分子生物学方面的研究。她对麦克林托克所研究的领域有深刻的了解，在为麦克林托克作传的同时，化了大量的笔墨介绍了分子生物学这门新兴学科。因此，此书在某种意义上也是一门学科的科学记载。译者赵台安和赵振尧多年来一直分别从事生物学研究及文化方面的工作，他们的专业知识和文字上的功力，使此书能正确地表达了原著的思想和风格。我的学生王身立和洪贤慷又为全书作了校订。这些无疑使本书的质量特别是专业知识方面的得到了较好的保证。除此之外，美籍学人张鸿翼先生向三联书店推荐本书，业亲自热忱撰写介绍此书的文字，在三联书店出版的《读书》杂志发表，使中国读书界得以了解此书的内容，这也是值得我们提及和感谢的。
　　我谨向“钟情”于科学的读者推荐这一本书。
　　一九八六年三月十五日序
附：谈家桢介绍
谈家桢先生是国际著名遗传学家，我国现代遗传学奠基人之一，是一位杰出的科学家和教育家。
谈家桢先生于1909年出生于浙江宁波，1930年获苏州东吴大学理学士，1932年获北京燕京大学理硕士，1936年获美国加州理工学院哲学博士。1937年应竺可桢校长的邀请就任浙江大学生物系教授，解放后兼任理学院院长。1952年院系调整后任复旦大学生物系教授兼系主任。1961年起曾先后担任遗传所所长，复旦大学副校长，生命科学院院长和校长顾问等职务。
谈家桢先生从事遗传学教学和研究已七十年，先后教过普通生物学、脊椎动物比较解剖学、胚胎学、遗传学、细胞学、实验进化学、细胞遗传学、达尔文主义、辐射遗传学、原生动物学等课程。他先后发表了百余篇研究论文和学术论述方面文章，主要汇集在“谈家桢论文选”(1987年，科学出版社)和“谈家桢文选”(1992，浙江科技出版社)中。他的研究工作主要涉及有关瓢虫、果蝇、猕猴、人体、植物等的细胞遗传、群体遗传、辐射遗传、毒理遗传、分子遗传以及遗传工程等。特别在果蝇种群间的演变和异色瓢虫色斑遗传变异研究领域有开创性的成就，为奠定现代综合进化理论提供重要论据。他发现了瓢虫色斑遗传的镶嵌显性现象。引起国际遗传学界的巨大反响，认为是对经典遗传学发展的一大贡献。谈家桢先生坚持科学真理，把毕生精力贡献给了遗传学事业。他为遗传学研究培养了大批优秀人才；建立了中国第一个遗传学专业，创建了第一个遗传学研究所，组建了第一个生命科学院。
1978年以来，先后发起和担任中国遗传学会副会长、会长和名誉会长，遗传学报主编，中国环境诱变剂学会理事长和中国生物工程学会会长。他在国际上享有崇高荣誉，曾任第八届(1948年在瑞典)国际遗传学大会常务理事，第十五届(1983年在印度)、十六届(1988年在加拿大)、第十七届(1993年在英国)国际遗传学大会副会长，1996年又当选为于1998年在北京召开的第十八届国际遗传学大会会长。自1978年以来他先后当选为日本和英国遗传学会名誉会员，被美国罗斯福夫人肿瘤研究所聘为高级研究员，获美国加州理工学院杰出校友奖，德国康斯登茨大学功勋奖，美国加州政府荣誉公民称号，被联合国工业发展组织国际遗传工程和生物技术中心聘为科学顾问，国际遗传学报，国际生物学与哲学杂志和美国“科学家”报等聘为顾问编辑。1984、1985年分别被加拿大约克大学、美国马里兰大学授予荣誉科学博士。1995年获求是科学基金会杰出科学家奖。1999年获国际正式批准中科院紫金山天文台发现的，国际编号为3542号小行星命名为“谈家桢星”。
谈家桢先生1980年当选为中科院院士，1985年当选为美国国家科学院外籍院士和第三世界科学院院士，1987年当选为意大利国家科学院外籍院士。1999年当选为纽约科学院名誉终身院士。


二  伊夫林·福克斯·凯勒序
这本书是一部传记，其中部分地描述了一个人，但主要描述的是这个人与其所致力的学科的关系。这就是关于巴巴拉.麦克林托克——一位科学家，一位被她的同事认为是自行其是和眈于幻想的人，同一门学科——遗传学——这两者怎样相互影响的故事。遗传学在最近数十年里，由于其令人惊奇的发展和戏剧性的变化而崭露头角。书中写到的人及其研究的领域都是当时当代的，都诞生于本世纪初年，并在协调一致和共同繁荣中进入了成年。在麦克林托克还是一个青年科学家的时候，就已达到了公认的水平，这在当时是没有妇女能够想象的。但后来的岁月却把她和她的研究领域带到了独特而歧异的道路上去。麦克林托克于是悄然隐退了。今天，在她和遗传学分路三十年之后，又会合到了一起，而麦克林托克的名字又回到了现代生物学的中心。
　　巴巴拉·麦克林托克开始研究，并且在实际上帮助创立遗传学（还有细胞学）这门在那时还很年轻的学科是相当早的。当她被国家科学研究院授予金伯奖时，她的同事马库斯·罗兹概括了她从二十岁到三十岁之间所取得的成就。他写道：
　　在巴巴拉·麦克林托克惊人的、卓越的研究工作中，最值得注意的就是这些研究全部出自她自己的劳动。她在没有任何技术方面的帮助的情况下，依靠她自己无限的活力、对科学的彻底献身精神、她的创造力和独创性，以及她的敏捷与绝顶聪明，获得了一系列在细胞遗传学的历史上是无与伦比的重大的发现。
　　之后，在她四十五、六岁的时候，由于她对玉米细胞遗传学的研究，使她形成了那样新颖的和激进的概念，以致她的同事们连“听”都难听得懂，而且随着时间的推移，进行学术交流的困难不但没有减少，反而增加了。一个异乎寻常的革命——分子生物学的革命进入了舞台的中心。它的成功是如此富有戏剧性，以致到六十年代未，看来好象没有什么基本的问题有待解答了。这出戏剧的主角之一雅克·莫诺德就能这样说：“生命的秘密吗？在原则上，如果不是在所有的细节上，大部分是可知的。”看来这种说法并没有为麦克林托克的细胞遗传学的复杂性留有地位。
　　今天，由于生物学惊人的新发展，人们对麦克林托克的工作的注意在不断增加。她早在三十年之前就描绘过的许多发现，如今在生物学中引起了反响。特别是很久以来一直被认为是麦克林托克发现的遗传因子的“转座”，现在已被认为是无可争辩的现象了。
　　直到六十年代未，基因都被看作是简单的单位，以一条固定的直线顺序排列，从而控制着生物的发展。如果有人设想遗传因子能够自动地从一个位点移到另一个位点，甚至从一条染色体移到另一条染色体，那似乎是不合情理的；而麦克林托克曾断言：重新排列在遗传机制和控制方面，有可能起关键性的作用，则似乎更不合情理了。但是在五十年代初，麦克林托克就已经证明：在丛一个染色体位点向另一个位点的移动中，遗传因子给细胞带来了新的指令，而且，它们的这一移动是自行“安排”的。
　　转座的新证据（现已在分子水平上）开始在六十年代后期出现。在过去的十年里，发现了越来越多的有关遗传因子流动，亦即转座的实例，这表明染色体补体（染色体组）具有一定程度的流动性。这一情况至少是和过去二十五年里在生物学方面占支配地位的概念结构相抵触的。随着遗传流动性的发现，我们对遗传程序的概念也改变了。现在可以想一想，与其把顺序看作静态的、直线的、刻在DNA顺序上的信息，倒不如把它看作动态的结构。在某种程度上可以说，基因的移动是本身程序的一部分，我们要问：指令从何而来？麦克林托克的回答是：它们来自全体细胞，来自生物体，或者来自环境——这一思想严重地打乱了正统的遗传学。近年来，生物学家曾确信适应进化的幽灵已被埋葬了。但麦克枚托克的工作却使环境影响遗传学的意见重新抬头。
　　在最新的发展中，对于那些看到了生物学新革命内在因素的人们来说，麦克林托克的名字，在某种意义上已成为一种口令。哈佛大学的马修·梅塞尔森相信，“她将作为非常微妙而复杂的遗传学新理论的创始人载入史册。而这一理论现在还只是朦胧地被了解。”
　　在冷泉港以麦克林托克为名的实验室的走廊尽头，她依然是一个不可企及的形象。在她所理解的转座和她的同事们所理解的转座之间存在着一条鸿沟。转座的被重新发现，并不是根据她所研究的成果。而且在这个过程中，麦克林托克一直置身事外。她注意到，直到今天，她的支持者们也几乎并没有真正理解她所说的。尽管她同他们有着和睦的关系，而且她已出了名，但巴巴拉·麦克林托克在关键时刻依然是个局外人。
　　在多年被忽视以后，勇气和真理终于打垮了偏见和冷漠，献身精神得到了报偿。这段历史如果作为传说来读，是能使人发生兴趣的。但真正的故事则是既复杂而又富有启发性的。这是一个关于科学知识性质的故事，是个人和团体的动力缠绕成一张网，而这张网却限制了科学的发展的故事。
　　一种新的思想，一个新的概念，在某位男子或妇女的幻想深处诞生了。但是要使这种概念成为科学理论的主体的一部分，还必须得到社会的承认才行。因为个人只是社会的一员。反过来，集体的努力也为新思想提供了生长的场地。科学知识作为一个整体，是在个人创造力和公众承认的相互作用中产生出来的。这种相互作用有时很复杂，但始终十分微妙。有时候，这种相互作用失败了，个人和社会之间就产生了隔阂。在这样的情况下，科学家常常会丧失信誉。但愿不发生这样的事才好。或者，更理想的是，宁愿先发生这样的事，然后再翻转过来，这样，我们就有特别的机会去了解不同意见在科学上的意义。
　　巴巴拉·麦克林托克的故事使我们能够探索在科学上不同意见出现的条件、它所起的作用，以及它所反映的许多价值和目标。它使我们去问：兴趣、个人和集体在科学知识的发展中都各起了什么作用？所有的科学家都在寻找同样的解释吗？他们所提的问题都一样吗？不同的分支学科之间，在分类法上存在着差别，它们能否殊途同归呢？当科学家们在提出问题、寻求解释、运用分类法当中出现重大分歧时，这些分歧是怎样影响他们之间进行交流的？总之，为什么麦克林托克发现的转座未能被她同时代的人所接受呢？我们可以说，她对生物学机制的想象力，同她的同事们所寻求的那种解释相距太远了。而我们有必要去了解那距离是什么组成的，那分歧是怎样发展的。
　　托马斯.库恩曾经提醒我们，在科学上发生改变意见（或不改变意见）的情况时，“不应轻视这种现象：科学家是人，因为他们本来就是人。”他选择把注意力集中在社会以及社会本身的形成和改造的动力上，对比之下，我们则将把注意力集中在个人，集中在“自传和人物的特性上”。这种特性，使科学家个人倾向于信奉一套特殊的方法和哲学，在某个领域里去抗拒或接受那种占统治地位的思潮——而且往往是同社会的基本情况背道而驰的。因此，这本书就需要双管齐下，既作为传记，又作为知识分子的历史。它的出发点就是：承认科学是个人和社会高度努力的产物。
　　这本书主要想描述一位科学家的个人“风格”，这种风格部分是学习所得，而部分是自发产生的。在当代生物研究的世界里，麦克林托克的风格就是标新立异。她对个人、对差别有着强烈的爱好。“重要的是培养一种能力去发现一个异乎寻常的籽粒并使它可以被理解”，她曾说过，“如果（有什么事情）出了格，那必定有个原因，你就得查明这是怎么回事。”麦克林托克认为，过分把注意力集中在类别和数字上，会鼓励研究人员忽略差别，“把它们称为一个例外、一种畸变、一种污染”。她认为那代价是太昂贵了。她说：他们看不到“周围在发生什么事。”
　　在一个世纪之前，麦克林托克有可能被归到博物学家的行列中去。但她和那种人截然不同。博物学家研究的重点是观察，而本世纪的科学则注重实验，根据麦克林托克自己和周围的人的描述，她在某种程度上已成功地将这二者极好地综合在一起。想象力在她的实验研究工作中起了重要的作用，它是她理解力的关键。那些对其他人来说只是解释或者推测的问题，对她却是训练有素的直觉。麦克林托克将她特殊的观察和认识技巧综合起来并推向前进，她的这种能力迄今为止很少有人能及得上。她自己无法确切他说她怎样“知道”她知道了些什么，她讲到，有些推理是不能用语言来正确表达的；她强调指出自己“对生物的钟情”的价值，她的措词听上去好象是神秘主义。但正如所有优秀的神秘主义者一样，她坚持极度严格的风格；而且正如所有优秀的科学家一样，她的理解是由高度的专心乃至钻进了她所研究的材料中去而形成的。
　　按照巴巴拉·麦克林托克自己的归类，她是一个遁世的隐士。她不希望自己成为人们注目的中心，她宁愿隐居独处和自由自在。当我第一次向她提出我的写作计划时，她说，她太自行其是的故事，不会引起别人的兴趣。但是我争辩说，正因为这个原故，那才有启发性。而在访问的过程中，在她强调自己是怎样从例外的、“异常的”事例中获得了某些结果这一点上，我的直觉得到了肯定。
　　我终于渐渐地理解她的故事的价值主要在于她的独立性。因为她所寻求的、对她来说是“一目了然”的简单事物，却几乎不能被有象她同样学术造诣的同事所理解。我于是考虑要着重讲述清楚她这个人和她的工作的相互关系——即她的研究风格是怎样形成的，又是怎样发展的，由于她经常与她所工作的社会处在几乎要破裂的状态，所以她的故事所提出的观点，自然不可能符合那个强有力的变换着的潮流，而引起同行们的兴趣。
　　在与麦克林托克交谈了几次之后，我同她的很多同事也谈了话。他们的评论帮助麦克林托克正确地回忆了自己的过去。有些曾和她一起工作过的同事把她看作经典遗传学家；有些人则对她敬而远之；其他的人还只是到最近才认识到她的意见是十分正确的。我很快发现，为了要理解我所听到的故事，我得象六十年代初一个分子生物学的学生一样学习一门我从来不需要学的学科。在已出版的这本书里，我尽可能为读者回顾一下我自己的学习过程。
　　在第一章里，我把巴巴拉·麦克林托克生来作为一个科学家的历史源流作一简略的速写，第二章是麦克林托克自己回忆形成她性格的童年岁月。贯穿其余各章的是她的事业直到今日的发展，我们可以陆续听到巴巴拉·麦克林托克所讲述的，并逐渐与她的同事们的语言文字交织在一起的事情。
　　末了，我希望我所描绘的肖像对三部分人有所禆益。对那些不是生物学者的读者，这本书将向他们介绍一个不熟悉的世界；对那些读过经典遗传学的人，这本书则将介绍在教科书上所描述的玉米遗传学的主要里程碑之后所出现的为人熟知的名字；而那些在当代研究工作中处在前列的职业生物学家们，可以把这本书作为一本有关的“术语”书来读——大量的论著勾画出了一门与其它领域不同的、独特的研究领域的发展。而最重要的是，《情有独钟》这本书是叙述一位妇女的科学见解的故事，这种见解逐步地——虽然并非不可改变地——使她同研究主流的论著隔断了。我在写这个故事时，一直试图了解创造力与其得到确认之间、个人和团体之间、这个团体的和另一个团体的科学见解之间的关系，这不仅构成了麦克林托克的故事，而且一般来说，也构成了科学研究戏剧的基础。
　　伊夫林·福克斯·凯勒
　　一九八二年十月于马萨诸塞州，坎布里奇

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-1 10:53
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
三  摘录书中的两个章节
（一）第九章：不同的术语
麦克林托克的担忧是对的。那年复天，她在冷泉港学术讨论会上的演讲遭到了石头一般的沉默。除了一、两个人之外，没有人听得懂她。后来，出现了窃窃私语，甚至，有人窃笑她，有人则直率地抱怨她，不可理解，这个女人在忙些什么呢？
　　不知怎么地，她感到“怅然若失”。她所作的阐明她的体系的逻辑努力看来已一败涂地了。当然，她会再试一次的，因为演讲打不中要害是很平常的事，但是失望看来是巨大的。她揭去了她的创造物——一个无与伦比的说明的模式，加上充分证实的证据——的面纱，这是她六年来呕心沥血和筋疲力尽的紧张工作的目标，而现在她的同事却抛弃了她。
　　忧虑至少能起使我们对逆境有所准备的作用。但是看来麦克林托克对失败的程度缺乏准备。她又作了尝试——在几次讨论会上，在她发表在《遗传学》杂志上的详加叙述的论文中（包括许多原先简短的介绍中所没有的数据），五年之后，在一九五六年的冷泉港讨论会上她又作了一次介绍。在这期间，她所解释的控制和调节的机制显得更复杂了，因此，现在她的工作更难而不是更容易进行下去了：周围的环境甚至变得比一九五一年的时候更加难以接受。仅仅只有两次，有人要求她提供她在《遗传学》杂志上所发表的论文的单行本（一九五三年），而且，在一九五六年，如果有什么的话，那就是比一九五一年的时候出现了更多的蔑视。
　　甚至没有一个人真会对这一严酷的急转直下的情况有所准备。但是麦克林托克想必是最缺乏准备的了。在她的领域里，她不是一个新手，并且，尽管平时她已经历了许多的困难，但她还是习惯于在科学上取得成功。首先是，她习惯于受到同事们的尊敬和赞美。到一九五一年，她是遗传学领域的泰斗之一，处在像她那样地位的科学家是不希望自己的工作被人断然拒绝的。
　　象麦克林托克那样对人的权利有着强烈信念的人是指望有人倾听的。从长远观点看来，这种信念对麦克林托克是极端有用的，因为它提供了她所需要的保护使其得以继续工作。但在短时间内，这种信念仅能加剧对她的打击。当时，她对这些都不屑一顾，不过同时她也承认，一九五一年的学术讨论会“确实打击了”她。“令我吃惊的是，我不能再与他们交往了。我受到了奚落。他们告诉我真的疯了。需要对这件事再次做出调整。”从长远的观点看来，她宣称，这件事使她受益匪浅，但是和她最接近的一些人感到这是一次要她个人付出高昂代价的再调整。“后来，有那么几年，我不能和任何人谈我的想法，也没有人请我参加学术讨论。”她回忆起一位著名的遗传学家、一位冷泉港的常客曾对她说：“我不想听你谈你正在做的事情。那可能很有趣，可是我知道那是一种发疯——或者是诸如此类的话。”有一些话更不礼貌。她复述了“一件可笑的轶事”：有一位著名的遗传学家称她“只是冷泉港闲置了多年的一只旧手提包。”朋友们把这件事告诉了她，以免她听到后感到突然。
　　当然，并不是所有的同事都走散了。她有好朋友，有几个坚定的同盟者（伊夫林·威特金是不可动摇的），还有分散在各地的大量忠实的赞赏者。几个玉米遗传学家充分理解、赞赏她的工作，他们来找她谈话，交换技术信息，获得行情消息（或种子）。在这些人中间，重要的有罗亚尔·布林克和彼得·彼得森，他们本人的工作引人注目地将他们引向与麦克林托克相同的方向。一九五二年，布林克（与罗伯特·A·尼兰一起）发表了转座的证据，这一证据是通过对彼此相关的部位进行观察得出来的。一九五四年，布林克和P.C.巴克利能够证明他们独立地分离出来的一种控制因子是Ds-Ac体系的一个实例。一九五三年，彼得·彼得森分离出一种突变型，到一九六0年，他就能够证明这种突变型是麦克林托克在那时已详细说明过的另一调节和控制体系：Spm体系。确实，在接下去的二十多年时间里布林克和彼得森的工作重复了和证实了麦克林托克本人的许多发现。“我们是和谐的，因为我们研究的是（相同的）题目。”但是他们“处在思想的不同水平上——我们因此不能交流。”
　　但是，即使她有这么一些朋友、同盟者、赞赏者，甚至同事，还是不能抵消压倒多数的同行对她的学说的抵制这个经历，如果说麦克林托克以前所遇到的是物质上的孤立的话——她单枪匹马地工作，得不到学生、博士后生，或者最接近的同事的帮助——那么她总可以与全国的遗传学家保持联系。诚然，她处于许多重要渠道的外围。但是，随着成功的增加和威望的提高，她比遗传学领域的其他妇女更靠近业务活动的中心。她经常参加聚会，不时收到讨论会的请帖，并且渐渐变得习惯于世界各地同事的来访。甚至在冷泉港，虽然她的同事们在不同的岗位上从事着不同问题的研究，他们之间的关系似乎仍然处得不太好，但她还是备受尊敬，她和几乎所有的同事的关系至少是和睦的。
　　现在所有这一切看来都变了。在学术上和职业生涯里，麦克林托克是孤立的，但这种孤立使她的思想深化了，并随之出现了一个新的天地。在五十年代，她努力谈论自己的工作，但徒劳无功。于是，除了在华盛顿卡乃基学院的年鉴上发表年度报告外，她不再谈论，也不再发表文章了。
　　她进一步退到自己的研究中去，越来越“感到自己”“未偏离目标”，她依靠这个来保护自己。但在同时，她越来越小心翼翼了，她怕遇到潜在的怀有敌意的听众，甚至不想接受冷若冰霜的同事们的来访。她的实验室仍然对那些真正想聆听或者只是想谈谈的任何人开放，不过在必要时，她也用总是那么犀利的言词来保护她自己。爱丁堡大学的一位动物遗传学家洛特.奥尔巴克，是那些想聆听的人中间的一个。她发现麦克林托克的耐心和清晰出人意外。她只花了一下午时间，就能把自己的工作解释得十分详尽，这不仅使奥尔巴克感到信服，而且给她留下了深刻的印象。回欧洲后，她热情地试图说服其他人也相信麦克林托克的工作（但结果未获成功）。奥尔巴克记得乔舒亚·莱德伯格访问麦克林托克实验室之后所作的评论：“天哪，那个女人不是疯子就是天才。”奥尔巴克说，麦克林托克在见面半小时之后就把莱德伯格和他的同事撵走了，“因为他们骄傲自大。这是她不能容忍的……。她觉得好像只身一人穿过了沙漠，没有一个人跟着她。”
　　麦克林托克本人认为即使岁月艰难也应保持乐观。她意识到大多数遗传学家并不想知道在做些什么，“这一点也不使我烦心。”后来她说，实际上她开始感到“高兴”。“这是很幸运的，因为人们爱谈他们自己和他们的工作，而我有机会倾听。我听得非常仔细。”她认为值得在这上面花费时间的一个理由是，那些年来在遗传学中有那么多的进展。“我正在受教育，对我来说，这是一个不会后悔的机会。事实上，我认为这是一个巨大的机会，使我可以倾听别人的谈话而不是别人听我的。但看来这对我是很难的。”
　　但是，尽管她从别人那里学到了新事物，尽管她从自己的工作中得到了快乐，但是冷泉港的气氛对她实在不很适宜，她得考虑要离开那里了。她不止一次写信给马库斯·罗兹，请他帮忙另找一个新职。后来，尽管她一直没有离开冷泉港，但是一直到今天，她没有在这个学院里再做过报告。
　　她认为在其它地方事情看来会好办一些，乍看起来这种想法是没有充分根据的。冷泉港在这一时期的生物学史上有着比较特殊的地位。在五十年代，使得冷泉港脱颖而出的一些特征却有可能加宽了麦克林托克和她所在的科学团体中其他人之间存在着的鸿沟。要理解为什么很可能出现这种情况，我们得回答这样一个问题：麦克林托克和她的同事之间有什么地方不对头了。
　　人们无法解释这个科学团体最初的反应，他们说：“嗯，她错了。”（她是“不可理解的”、“神秘的”、甚至是“发疯的”）。有些说法则比较巧妙，例如说，她“走到时代的前头去了。”但这种说法实际上比前面的那些说法好不了多少。这句活岂不是说麦克林托克是靠她的直觉侥幸碰上的吗？或是指其他人得花三十年时间来等待适当的证据呢？后来，由于转座广泛被人们所承认，才使我们有机会并且实际上讨论了这些问题。
　　当我们说不“懂”某人的论点时，通常是指没有理解使得说话内容和谐一致的潜在的逻辑性。说某人说话难懂，就是把交流思想失败的责任推给了对方。假如多数或大多数有能力的听众都不懂时，我们是可以归咎于论文作者的。显然，虽然把过失推给了论文作者，但是我们也可以对大部分人的推测、经验和期望作出判断。一篇文章的晦涩难解，是一个互相关联的问题，甚至对于那些最有经验的读者也如此。因为它不单纯涉及说（或写）些什么，也涉及听（或读）起来怎么样，以这样的方式来看待问题，我们就能避免交流失败是谁之“咎”那种无聊的争论，诚然，我们普遍同意这样一个原则：当一位科学家有了新成果，他就有责任在他自己的专门知识同别人的专门知识之间所出现的鸿沟上架设桥梁。麦克林托克没有很有效地负起这个责任来。但问题是，她有这个可能吗？
也许，在一九五一年这是可能的。但是考虑到她最初的失败和随后在生物学方面发生的事件，麦克林托克与其同事们之间的裂隙很快就变得太大，我认为，变得难以弥合了。看来这似乎存在着两个隔阂，而且还不是互不关联的困难的根源：一个涉及她的发现的革命性的影响；另一个则与她的知识和领悟的特殊性质有关。
　　关于科学论文有一种陈规陋习：论文的主张与已经被接受的信条越不一致，它所遇到的抵抗力就越大。（在这种情况下，实质上任何离奇的主张都是难以被理解的，甚至那些心怀诚意地来听取意见的人也如此。）麦克林托克在一九五一年的报告中所主张的与占统治地位的遗传学观点完全不符。最大的问题是，如果遗传因子受到涉及它们重排的调节和控制体系的支配的话，那么基因是稳定的、不变的遗传单位的概念指的又是什么呢？从中心法则到新达尔文主义理论的前提是，不管是怎么样的遗传变异都是随机的，麦克林托克的报告却说遗传变异是在生物体的控制之下的。这样的结论恰恰不符合标准的分析框架。
　　但是，问题不仅在于思想本身是外来的，因而很难被大多数遗传学家所掌握，而且还在于麦克林托克所提出的这种证明，或者更确切说所形成的模式，同样也是难以被接受的。当麦克林托克最初在一九五一年冷泉港学术讨论会上提出她的工作时，她着手描述在六年多的时间里曾经生活和工作过的一个体系——她研究那种植物几乎有三十年了。她对玉米的了解，其熟悉和透彻的程度甚于任何一位读者。此外，当时她总是习惯于独立进行研究，对这个特殊体系所进行的六年研究工作更是与世隔绝的。的确，她几乎每日与威特金交谈，并定期与罗兹（以及斯蒂芬斯）通信，但是这种交流绝大部分是单向的。她单独地发展了她的思想，而没有不断地与同事们进行讨论以相互增进了解。一旦落实了细节、搞清楚了模式之后，她所面临的工作就是让其他人也了解它。要完成这一工作，她需要一种和她的读者一样的论述语言。
　　科学家和科学的哲学家们倾向于认为“科学语言”在本质上是精确的，使用它的人必须理解彼此所讲的话的意义，即使他们不同意也罢。但是，事实上，科学语言并不像普遍相信的那样与普通的语言有所不同：它也常常不精确和模棱两可，因而很难被正确理解。此外，新理论（或论点）即使有的话，也很少通过条理清楚的归纳、演绎、核实（或证明其不存在）等方法建立起来，也很少以简单的方式受到辩护、否定或者被接受。实际上，科学家们将科学的方法论的规则与大量直觉、美学和哲学信奉的混合物结合起来。有时候，称为超理论或者超逻辑的思想组成部分，在新原理或新定律的发现上的重要作用是得到普遍承认的。（我们可以回想一下爱因斯坦的描述：“这些基本定律不是通过逻辑的方法得出的，它只通过直觉，并得到实验的有力支持。”但是，这些超逻辑的组成部分在说服力和接受方面听起的作用（使论点可信）讨论得较少，部分是因为它们不大明显。 论点的可靠性和有效性是由共同的实验方法所决定的，是由以共同的语言交流这些实验的广泛实践方法所决定的。这些方法很难确切的领会，这是因为它们是这样的普通，因而被认为是理所当然的。只有当我们摆脱了这一思想的影响时，只有当我们能够以共同的语言逐渐取得一致时，我们才能意识到不清晰的前提和虚构的实践这些缺陷，并增加相互的谅解。



　　甚至那些非常易于提供确定数量的课题，论述也大量地取决于惯例和说明——这些惯例是多年来共同的实践和参加活动而得到的。因此，甚至理论物理学的一个论点——所有的科学中最数学化的科学——也取决于一个公式里所用术语意义的公有概念、取决于公式和它们所代表的过程的关系。当这样的共同“语言”不存在时，论点就不再有效，即使公式是无懈可击的也罢。
　　新近出版的弗里曼·戴森的自传体回忆录特别阐明了这种不同的“语言”在物理学中所起的作用。戴森回忆说，他自己的地位是理查德·范曼（碧声注：一般译费曼）的卓越但又很难理解思想的“解释者”。他发现范曼不能和汉斯·贝蒂和其他大师们交流思想，就作出决定，他的工作“应该是懂得迪克（范曼）并用世界上其他的人所能懂得的语言解释他的思想。”显然，范曼试图自己解释他的简单但非正统的方法并没有成功，“没有人懂迪克所说的一个词。”而当戴森最后知道了范曼的论点的关键所在时，他就知道为什么会那样了。
　　迪克的物理学这样难于被普通物理学家所掌握的原因，是他不利用公式……迪克只是写下他头脑里的解答而竟不写下公式。他掌握了事物发生方式的物理学图象，这图象直接提供解答，只用了很少的计算。毫不奇怪，那些终其生只是解公式的人就被他挫败了。他们的头脑是分析型的，而他的头脑是图解型的。我自　　己的训练……是分析型。但当我听迪克讲课，凝视着他画在黑板上的奇怪的图表时，我逐渐地吸收了他的一些形象化的想象，开始熟悉他对宇宙的看法……（在一段时间之内，范曼的思想）缓慢地吸收到物理学的结构之中，因此，现在，在三十年之后，很难记得为什么在一开始我们会认为是那样的难以掌握。我非常幸　　运地在一九四八年去康乃尔，那时这个思想才刚产生……我目睹了长达五年智力斗争的最后阶段。通过这场斗争，迪克奋力前进达到统一观点的目的。
　　在比物理学更经不起定量检验和较多地依靠定性判断的领域，解释传统的份量相应就更大了。在这样的领域内，当实验和“语言”出现不一致的时候，解释——就象戴森所阐明的——是非常重要的。必须在根本不相同的实验和“语言”之间进行一些调节。但是由于同样的原因，在这些领域内，这样的调节工作可以说比依靠定量判断困难得多。也许科学领域间的最大不同，在于有效的交流所必须的各种实践。在理论物理学中，许多这样的实践，特别是文字和数学符号之间相互关系的许多实践，可以通过读和写获得，在其它领域，则要求物质本身更加有形的、积极的参加。细胞遗传学正是这样的一个领域。
　　在细胞遗传学所进行的争论中应用了相互作用的定性和定量论据，定量分析依赖于大量仍然是定性的鉴定，特别在某一遗传交叉的结果可计数之前，需要鉴定特殊表型的和细胞学的特征。这两个鉴定过程需要大量经验，而这些经验是不参加实际观察的人所不易得到的。只有对眼睛进行大量的训练才能取得经验。麦克林托克的眼睛己训练得不同凡响。“看”，实际上就是她科学经历的核心。
　　对于我们所有的人来说，我们的有关世界的概念取决于我们所看到的，而我们看到什么又取决于我们想些什么。我们知道得越多，我们看到的也越多。但是对于麦克林托克来说，这一认识和视觉之间的相关性似乎总是比大多数人更为密切。即使这二者之间没有区别，她也通过看去理解，通过理解去看。尤其可以证明的是她所讲的她是怎样最终看到脉孢菌的染色体的故事。她在显微镜下观察这一微小物体时失败了，但她并不甘心。她不断地挑选染色体进行观察。她走出实验室，坐在桉树下苦思冥想，在那里“做自己的工作”。当她觉得一切都就绪了，她又回到显微镜旁。现在染色体被看到了，不仅是她，而且，从此以后，也被其他人看到了。
　　假如这是一个通过思考得到洞察力的故事的话，那么，它就更应该为人所熟悉了。它的真正力量在于作为一个眼光的故事，一个使得麦克林托克的工作如此富有特色而同时又如此难以用普通的语言予以表达的思想和眼睛之间连续镜头的故事。
　　通过多年紧张而又系统的观察和解释（麦克林托克把它称为“把你所看见的综合起来”、，她已培养了理论上的想象力——一个高度清晰的细胞内部世界的影象。她观察玉米植物的生长，检查叶片上和籽粒上的模式，在显微镜下观察它们的染色体结构，她直接看到了这一井井有条的世界。这“自然之书”同时被身体的眼睛和思想的眼睛读到/麦克林托克在玉米籽粒上所看到的斑点是一种密码课本。因为她理解它们的遗传意义，所以她能够直接读到它。对麦克林托克来说，身体的眼睛就是思想的眼睛：普通的语言是不能表达这一读物的完全结构的。
　　现在，既然有许多生物学家已下决心要了解麦克林托克的工作，人们就可以对什么是已存在的困难和怎样去克服它们作一番观察。这些科学家们一次又一次地把他们的“突破点”定于在实际的玉米籽粒上“看模式”的经验上。用一位生物学家的话来说，“一张单色的照片比她所有的论文加在一起更能说明问题”。
　　伊夫林·威特金关于她怎样从麦克林托克的肩上向前看而加深了对基因理解的描述，就更说明问题了。在麦克林托克连续而清晰的指导之下，威特金通过观察材料，也学会了“实际看到基因的开和闭”。
　　威特金可以说已学习了一种特殊的语言——在这种语言里，单词和可见的形态编织成为有意义的紧密结构。一旦知道了“语言”，威特金就可以说，据她所知麦克林托克所提出的论点是可信的，证据是严密的。但是对于那些受麦克林托克影响不大的人，它们是“不可理解的”。
　　为了“看”麦克林托克之所“看”，威特金不得不学会了更多新“语言”，她不得不具有和麦克林托克同样的内在的想象力。从这个意义上来说，科学上的“看”与艺术上的“看”不同。基于这个认识，我们最公开的和最私下的看法是：科学的“看”，需要更多的交流，更多的实践，需要某种共同的意识。
　　鲁道夫·安德姆在他的经典著作《艺术和可见的直觉》中，提醒我们说：通过人脑所有的有意识和无意识的力量，它接受、形成和解释外部世界的影象。而无意识的领域不经过知觉的反映，是永远不能成为我们的经验的。没有前者，就没有办法显示后者。不可避免地，“看”，需要一个主观的形式，一个想象的行动，一种注视的方法，在某种程度上它必须由某些个人的直觉来决定。其结论决不会是简单的、服从于“客观”判断的“事实”，但事实或图象依赖于产生它们的内在的想象力。在日常生活中，这些个人直觉很少出现差异，而需要别人合作的共同的想象力则常常出现差错。但科学和艺术同样对内在的主观有很高的要求：两者都是决定性地依赖内在想象力的，起了传递普通眼睛所看不见的东西的作用。
　　从文字上和它所包含的意义两方面来看，在科学的创造力方面，想象力所起的作用，并不亚于其它的因素。杰拉尔德.霍尔顿，一位科学的想象力十分敏锐的观察家，曾经评论过想象力对进行创造性实验的两位特殊的科学家，罗伯特·米利肯和艾伯特.爱因斯坦的意义。按照霍尔顿的说法，如同圣托马斯看见六翼天使，琼·佩林看见原子一样，米利肯看见电子。霍尔顿引证了米利肯的研究风格的三个重要因素：
（1）他有用有创见的慧眼注视正在进行中的事物的能力；
　　（2）他形象化的能力有助于下结论；
（3）此外，几乎是未承认过的而且当然是未经分析的事先设计好的有关电学的理论，使他睁开眼去注视、去说明。
　　爱因斯坦的例子更为人所熟知，他是通过想象一位旅行者对一束光的视觉经验而走向相对论的。后来，他评论说：“在那些年月里，我有一种方向感，那种笔直地走到具体的事物的感觉。当然它是非常难以用言词表达的……但我经历过一种观察，一种使用视力的方法。”对于爱因斯坦来说，数学本身是“看得见”的。他写道：“几何涉及的对象，看来同感觉的直觉方式并无不同，那是能看到和触到的’。”霍尔顿评论说：“想象的对象对爱因斯坦来说是显然可相信的真实、可看到的材料，他能够自觉地、像做游戏似地那样复制和拼合，也许很像是玩拼板玩具游戏。”
　　在霍尔顿所列举的例子里，就像戴森描述范曼一样，想象力的主观方面的重要性主要在于发现的过程。到处都需要核实。对麦克林托克所研究的特定证据的性质来说，发现和核实都同样地依靠“看”。从这个意义上来说，她的研究手段更接近艺术家：在这两个例子里，是否能够得到最终结果取决于观察者是否有可能具有相同的想象力。正是这感情上的相互交流和提供证据的需要，要求我们在一定的程度上具有内在的主观意识、共同的想象力，以及共同的语言。对于这些，麦克林托克却认为她不打算加以考虑。结果是：她的“自然之书”读物依然是她自己的。
　　共同的想象力的前景在整个五十年代渐渐远去了。当麦克林托克自己的研究工作继续为她在四十年代形成的图画增添色彩时，在遗传学上到处所发生的事件却引导大多数生物学家走上一条截然不同的路。但这条分叉路是另外一个故事，讲述那个故事，需要我们注意那些新事件是什么和它们包含了什么。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-1 10:53
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
（二）第十二章：情有独钟
如果说巴巴拉·麦克林托克的故事说明了科学也难免有错，但同时也是科学事业兴旺的见证。最后她被证明为正确的一事说明了科学的力量终究克服了它本身的近视；它提醒我们，科学的局限性并不总是增强科学本身的。它们特有的方法论迫使科学家们不断地遭遇到即使以最完美的理论也不能自圆其说的种种现象。从另一个角度来看——在特定阶段，偏见严重地妨碍着科学和自然沟通。但有些渠道依然敞开；通过这些渠道，自然找到了再表现本身的方法。
　　麦克林托克对生物学贡献的故事还有较难理解的另一方面：在个人与自然的关系中，究竟是什么使科学家有远见卓识而最后发表了那么丰富的论著的呢？是什么使麦克林托克对遗传学的奥秘比她的同事们了解得更透彻更深入呢？
　　麦克林托克的回答很简单。她一再告诫我们每一个人必须有时间去看、有耐性去“听材料对你说话”，敞开大门“让材料进来”，但最主要的是一个人必须对生物有特别的感情——“情有独钟”。
　　他必须了解“生物如何生长；了解它的各部分；了解它什么时候会出毛病。（一个生物）不是一块塑料，在生长过程中，它不断地受环境的影响，不断地显示特征或受到伤残。你得意识到这一切……你得对植物了若指掌，如果发生了变化……你（能）一看植物立即知道伤害……擦伤、咬伤或风刮伤的由来”。你得对每一棵植物有一种钟情。
　　“没有两棵植物是完全相同的，它们全然不同。重要的是你必须知道这些不同所在”，她解释说，“我从苗期就着眼观察一直不离开它。如果我不是自始至终地观察植物，我就不认为我真正知道了它们的历史。因此我对田里的每一棵植物都了解。我熟悉它们，我把了解它们当作最大的乐趣。”
　　麦克林托克多年来悉心进行研究，使她有可能非常熟悉生物。这是她卓越的理解力颖悟的前提。“我曾研究了那么多的玉米植物，以致当我一看到那东西我就能立即对（它们）做出解释。”从文字和图形两方面，她“对生物的钟情”都扩展了她的想象力。与此同时，那种独钟之情支持了麦克林托克终身作单枪匹马的努力，由于那钟情，甚至她从事的职业对于她都是丰富多彩的，更不用说她得到人们亲切的安慰了。
　　没有科学家方面深厚的感情上的投资，就不可能有真正的科学。正是这感情上的投资为持续的紧张、经常的劳累提供了推动力。爱因斯但写道，“…牛顿和开普勒急切地渴望了解这个世界所揭示的哪怕是最微不足道的道理，这就是他们能够长期孤独地去解决天体结构机理的原因吗？”而麦克林托克对生物的钟情不仅是渴望去掌握“世界所揭示的道理”，她渴望着从本质上通过推理站在远处去看这个世界。
　　对麦克林托克来说，推理——至少按照这个同的惯例含义——是不足以说明生命形态的千变万化及其奥秘的。生物有其本身的生活和秩序，科学家们仅能了解一部分。我们不可能发明一种能具有和生物的巨大能力相类似的模式，这种能力使生物能做出种种适当的处理，以保证让自身能生存下去。相反地，“凡是你能想象得出的任何事情，你都能够发现。”与大自然的精巧相比较，我们的科学知识就相形见绌了。
　　对麦克林托克来说，发现转座首先是找到了探索复杂的遗传结构的线索——将细胞质膜和DNA合并到一个单一的机构中的精妙指示器中去。正是这综合的机构（和谐得像管弦乐曲一样）使生物能够在许多方面以令人惊诧不已的方式应付本身不管是怎样的需要。这种令人惊诧的能力给予麦克林托克以巨大的喜悦。例如，她回忆起二次大战刚结束时对果蝇辐射效应的研究，“结果，经过恒量辐射能处理的果蝇比标准情况下的果蝇更为健壮。是这样，它们更加乱蹦乱跳，这是和早先设想的情况绝对相反的。我认为这是非常可笑的，我高兴极了。用DDT作实验，结果也相同。人们曾以为喷洒DDT可能立即杀死这些昆虫，但昆虫正开始对你加诸于它们的做法而蔑视你呢。”
　　我们之所以惊诧是由于我们倾向于低估有生命生物的韧性。植物的适应能力特别不被理解。“动物能到处走动，但植物不得不待在原地用精巧的机制做同样的事。……植物是非常特别的。例如，你捏一下植物的叶子，就会引起电脉冲。你不可能碰了植物而不引起电脉冲……。毫无疑问，植物具有各种感受性。它们对周围环境做出大量反应。它们几乎能够做出你能想象到的所有事情。但由于它们固定在那里，任何在路上散步的人都把它们当做是一块看得到的塑料场地，（就好像）它们并不真活着似的”。
　　一个细心的观察者会知道得更多。在任何时候，对任何植物，只要观察者有足够的耐性和兴趣，就能看到乍一看所忽视的无数生命的迹象。“夏天，当你在路上散步时，你会看到郁金香叶，如天气炎热，叶子自行转过去背向太阳。你可以看到什么地方太阳照射到了，什么地方没照射到……。（事实上）在叶子生长着的有限的地域内，它们大幅度地转动着。”这些生物“大大地出乎我们的意料之外。”
　　对我们所有的人来说，首先正是学术上的需要和兴趣，才使得我们的能力不断增长。一个有明确目的的观察者所具备的才能，是一个漫不经心的旁观者永远想不到的。多年来，麦克林托克心中滋长着一种特殊的、和谐的理解能力，这提高了她的识别能力。直到最后，她所研究的目标客体凭其本身而成为主体。它们要求她关心它们，我们大部分人只有在人与人的关系中才经历过这种情况。对麦克林托克来说，“生物”一词是一种名词——它不光是一种植物或动物。（“生物的每一组成就像是每一其他部分的生物一样”）——而是一种有生命形式的名字、一种反客为主的名字。她毫不夸张地补充说：“每次在草地上散步时，我感到很抱歉，因为我知道小草正冲着我尖叫。”
　　这也许略带诗意，但麦克林托克可不是一个诗人。她是一个科学家。那标志着她对有生命形式的根本秩序有坚定不移的信心。她使用了科学装置获得了秩序的入门。她使她的洞察力进入了共同的科学语言——即使是在这样做时需要改变那种语言也罢。现在，分子生物学家在DNA的结构和性质方面揭示了规则和令人惊诧之处。但那并不表明要打破（生命形式）的秩序，而只是表明面对大自然实际状况的千姿百态，我们的模式不相适应罢了。细胞，还有生物有它们 自己的结构，这一切并非随机的。
　　总之，麦克林托克同其他自然科学家们所共同信奉的是：自然是有规律的，献身于这项工作就是阐明那些规律。此外，她还意识到：推理和实验虽然被称为是进行这一探索的主要方法，但却是不够的。在这里，再引用一次爱因斯坦的话：“……只有直觉，以和谐的理解力为依据，才能得出（这些规律）；……日常的努力并非来自深思熟虑的打算和计划，而是直接来自内心。”
　　对自然深切的敬畏，对已知的进行综合的能力——这些反映了与纯理性事业的形象，不同的科学的形象。然而这两种形象在整个历史中是共存的。我们熟悉神秘主义的形式（信奉经验的统一、自然的完整、自然规律的根本奥秘等）都在科学发现的进程中起了必要的作用。爱因斯坦管它叫做“对宇宙的虔诚”。而创造性洞察力的经验反过来又支持了这些信奉，并培育了科学方法有其局限性的这样一种意识和正确评价由其他途径得到知识的方法。麦克林托克对这些思想兼收并蓄，并无例外。但例外的是她表达的率直——她以其所掌握的、以其所说的。以其和我们已习惯的科学思想背道而驰的态度而自豪。在她的心目中，我们称之为科学的方法的本身不能给予我们以“真正的理解”。“科学方法为我们提供的关系是有用和正确的；在技术上是惊人的；然而它们还不是真理。”而且它决不是获得知识唯一的途径。
　　麦克林托克坚定不移的信念是：除了科学上所采纳的常规方法之外，还有其他正确的方法可以认识。她从毕生的经验中得出：科学告诉我们的绝无仅有。她宁愿丢下一个玉米单颗籽粒的模式也不能弃置这些方法于不顾。或许正是由于麦克林托克坚守她本身的经验原则，才使她在异乎寻常的信念方面比大多数其他科学家更为开诚布公。相应地，她向其他人公开她非正统的观点，不管她是否同意他们。例如，她回忆说，在四十年代末，一位来自华盛顿卡乃基学院的物理学家迪克·罗伯茨在冷泉港作了一次题为超感官感觉的演讲。虽然当时她在城外，但当她听到她同事们抱有敌意的反应时，她被激怒了。“如果他们对这课题同我一样无知，他们就没有理由抱怨。”
　　多年来，她对西方人所不习惯的学习方法保持着兴趣。她曾特别努力学习西藏佛教徒的知识：“他们的训练方法和结果使我吃惊，致使我相信我们是在用我们称之为科学的方法来束缚自己。”
　　有两种西藏的专门知识使她特别感兴趣。一种是“奔跑喇嘛”的奔跑。据记载这些人连续奔跑数小时而毫无倦意。在她看来这种情形正同她幼时秘密练习作不费力的浮动一样。
　　一些西藏人养成的调节体温的能力也同样给她留下了印象：“我们是科学家，我们对如何控制我们的体温根本一无所知。（可是）西藏人却学会了只穿一件小棉袈裟而活下去。在那里不管寒冬酷暑他们都外出，当他们要通过这一学业时，他们得进行某种测验。其中的一项是拿一条湿毯子盖在身上，在最冷的天气里用体温烘干它，他们居然把它烘干了。”
　　他们是怎样能够干这些事情的呢？他们要获得这类“知识”需要干些什么呢？麦克林托克开始考虑周围的一些现象：“催眠也有一种很异乎寻常的潜能。”她开始相信不仅人的体温、而且人的循环以及许多一般认为是自发的人体生理活动过程，能在意志的影响之下进行。她相信催眠实验所表明的、被西藏人所实践的精神控制的潜能是一些能够学到的东西。“你能掌握它，它是能传授的。”她开始自学。远在“生物反馈”这个词发明之前，麦克林托克就实验用各种方法控制她自己的体温和血液流动，直到她取得某种感觉时为止。
　　但是这些兴趣是一般人所不接受的。“当时我不能告诉别人，因为那是违反科学方法的……。在我们的医学生理学中，这一类的知识恰恰是我们所不碰的，（而它）与我们称之为唯一方法的知识全然不同。”我们贴上科学知识标签的是“一大堆不能相信的东西，你得到的是一大堆相互关系，但你却得不到真理……事物要比科学方法允许我们想象的不可思议得多。”
　　我们自己的方法能告诉我们一些事情，但不能告诉我们另一些事情——例如，麦克林托克说，它不能告诉“那种使我有可能用未知的方法做出创造的事情。为什么你会知道？为什么你如此肯定的某些事情而你却不能告人？你不以自负的方式予以肯定……你以我称之为完全固有的方式予以肯定……你要做的是将方法纳入它们的框框。无论何处进入你的框框以后，你得将它纳入它们的框框。这样，在你了解之后，你得用所谓“科学方法”将它纳入它们的框框。哦，（问题在于）你是怎样了解它的？我认为西藏人懂得这个“你是怎样了解它的”。
　　麦克林托克不是唯一指望以东方纠正西方科学局限性的科学家。她所评论的她自己和她研究的现象之间的关系，特别使人想起许多物理学家从发现原子物理学所汲取的教训。例如，欧文·施勒丁盖尔写道：“…我们的科学——希腊科学——是基于客观上的……但是我相信，正是在这一点上我们现在的思想方法需要修正，或许要从东方思想中输一些血。”“量子力学之父”尼尔斯·波耳在这个问题上甚至更为率直。他写道：“为了得出一个类似于原子理论的教训，……当我们试图在生存的大戏剧里，把我们既是观众又是演员的地位协调一下，（一定要转向）那种思想家，如佛陀和老子，曾经遇到过的认识论的问题。罗伯特·奥本海默持有相似的观点：“关于人的认识总的意见……那已由原子物理学的发现所说明。在性质上它们并非全部不熟悉的，并非全部闻所未闻的，或者是新的。”他又写道，“即使在我们的文化中，他们也有历史的地位。在佛教和印度教思想里更处于值得重视和中心的位置”。确实，在过去十年里，由于大量的通俗报道的问世，现代物理学和东方思想间的一致之处看来已很平常了。但在生物学家中间，这些兴趣并不普遍。麦克林托克正确地认为他们和她自己都有点古怪。在这方面和其他方面一样，她以与众不同而感到自豪。她以被人称为一个“神秘者”而感到骄傲。



　　首先，作为一个科学家，她为她有能力在她的工作中能吸收这些另外的方法而自豪。对她来说，正是这种自豪使科学的生命如此的深感满意——有时甚至是入迷。“什么是入迷？我不知道，但我喜欢它，我就入了迷。非常入迷。”
　　莫名其妙地，连她自己也不知道，她常对独特的事物具有一种“非常强烈的感情”。“说到底，每样事物都是一体的。你不能在事物间划一条界线。我们（通常）所做的只是将它们细分罢了。但那并不是现实的情况。我们的教育制度充满了人为的划分，不应让其长此存在。我认为诗人可能——虽然我不读诗——对此有些了解。”对艺术家和科学家两者来说，最终的说明工作是：人们应对看到的东西“赋予灵魂”，认为那属于它们生命所有。人们是通过鉴定来学习的。
　　关于这方面已写得很多了。但菲利斯·格里纳克，一位终生献身于艺术创造原动力研究的精神分析学家，他的评论特别接近于我们在此涉及的问题的关键。在克里纳克看来，巨大的才能或天才之花的必要条件是：在幼儿中发展她称之为“对世界的强烈爱好。”虽然克里纳克相信一种特殊范围和强度的神经反应可能是潜在的艺术家与生俱来的，她也认为在适当的环境下，这种特殊的敏感推进了一种同自然的早期关系。那好像实际上可能替代了较为老一套对孩子个人的亲密关系。自然的形式和对象提供了克里纳克称之为“集体挑选”，把孩子拉到“集体的强烈爱好”中去。
　　克里纳克的观察原是打算描述年轻的艺术家的童年。而这些观察可能恰恰描述了麦克林托克的青少年时代。据她自己说，甚至当她还是一个小女孩时，在她的个人关系中，她也没有感到需要任何人有感情上的亲密。自然世界为她提供了克里纳克艺术家的“集体挑选”，这成了她智力和感情上活力的主要中心。通过阅读自然教课书，麦克林托克获得了其他人从个人的亲密交往中所得到的某种了解和满足。总之，她“对生物的钟情”是她创造力的主要源泉。这既推动了她，又因她进行深入联系而推动了所有的生物形式——关于细胞、关于生物体、关于生态系。
　　麦克林托克的信念是：她并不认为事物是完整的，科学给予我们的至多只是自然的片段，而较经常的则是几小片自然。正像掷硬币，只能看到其中的一面一样。按照麦克林托克的观点，过分局限于依赖科学方法论，总是会把我们引入困境，我们把环境可怕地糟蹋了，我们还自以为是对的，因为我们在利用科学的技术。之后技术就会变成工艺。而工艺正在一耳光将我们打回头，因为我们统盘思考到得出结论。我们做出了我们无权做出的假定。从全部事物实际上如何运行这一点出发，我们就会懂得它的部分是如何运行的……我们甚至不调查，甚至不看看其余的部分是如何进行的。所有这些另外的事物都正在发生之中，但我们却视而不见。
　　她引述了洛夫运河的悲剧作为一个例子，阿迪朗达克湖的酸化作为另一个例子。“我们没有通盘思考到得出结论……如果你乘火车去纽黑文……而风向东南，你会发现纽约的烟雾正吹向纽黑文……我们就是没有通盘思考到得出结论，而只是想把它推出去……工艺是好的，但是科学家们和工程师只是部分地思考问题。他们解决了某些方面，但并没有全盘解决，结果是，问题用一个响亮的耳光把我们打回头。
　　巴巴拉·麦克林托克属于科学家中罕见的那种类型。根据现代生物学实验室现状和趋向的短期观点来看，她的实验室属于可能被淘汰的那一类。最近，在哈佛大学生物系作了公开演讲后，麦克林托克非正式地会见了一群研究生和博士后生。他们遵从她的告诫“化时间去看”，但他们也遇到了困难。他们哪里有时间去看去想呢？他们争辩说分子生物学的新工艺学是自我推进的，它并没有为他们留下时间，总是有下一次实验、下一项顺序要做。流行的研究步子看来已排除了这样一种沉思姿态。麦克林托克对他们表示同情，但是她在谈话中提醒他们，“隐藏着的复杂性”继续在貌似最简单的体系中潜伏着。她本人是走运的，她以落后的工艺研究一种缓慢生长的生物。即使在旧时玉米也不得人心，因为你永远不可能在一年之中收获两次以上。但是过了一阵子，她发现象玉米这样生长缓慢的植物，一年二熟也太快了。如果她真要分析所看到的一切，一熟就够她全力去处理的了。
　　当然，总是有一些生物学家能够证明是这种“对生物的钟情”使麦克林托克能如此多产——无论在科学方面还是在个人方面——但是他们中间的一些人要这样做的困难似乎以指数幂增长。一位麦克林托克同时代的人说，麦克林托克自己也进行过这样的研究，“如果你真正想懂得肿瘤，你就得成为一个肿瘤，”她甚至说，“在科学中到处在谈论着成功者、专利权、压力、钱、缺钱、剧烈的竞争、命运，事物是这样的相同，我不复知道我究竟可以被列为一个现代科学家还是一种濒临灭绝的野生动物。”
　　麦克林托克具有较为长远的眼光。她自信自然是站在像她本人那样的科学家一边的。证据是，她所指出的生物学革命现已发生。按照她的观点，传统的科学未能阐明的不仅是你“怎样”知道、还有你知道了“什么”。看来麦克林托克已进一步证实了有必要以她自己的，以及其他人的发现来扩展我们的科学概念。生物学的“分子”革命是由经典物理学为代表的科学的胜利。现在看来必须采取下一步是由自然科学家来探讨的再结合——这种探讨不是把诱导性的问题强加于自然，而是耐心地研究千变万化的生物。遗传的不稳定性和复杂性的发现，迫使我们承认细胞作用完美的一体化——而那种一体化是“我们的旧式思想所难以置信的”正像麦克林托克所看到的那样，我们正处在一场大革命之中，这场革命“将重新组织我们看待事物的方法，我们进行研究的方法”。她进一步说：“我不能等待了。因为我认为它将是不可思议的，全然是不可思议的。我们对事物的相互关系将会有一个全新的认识。”

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作者: yini    时间: 2005-11-3 09:55
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
请继续！完成标题内容

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-6 19:34
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
《论坛反应与交流》
《大医精诚中医在线 →医理探源》
蒋新民：请您谈谈中医的前景，您觉下文过火吗？请说说、下文：
让《经络图示仪》帮助《思考中医》
也许认为话大了、其实以《经络图示仪》做为研究和解惑中医是从手段的可行性和使用的可操作性来讲的，有了航天飞机才能更高更全地了解地球、所以讲有了《经络图示仪》做为研究和解惑中医总比赤手空拳要容易和客观。北京灵枢经络诊断技术研究所至所以从对经络、臟象上来归纳和演译中医、完全是建立在多年积淀的临症参数来认识中医的针灸穴点的主症根由所在、从而提出了 〔 四维网络 〕的动态变形理论、指导构成了《经络图示仪》的核心技术、使研究和解惑中医有了方向和方法。对于中医现状、借篇论文代我之意所述：“现代化是现代人关注的一个大课题。其实不仅是中医，任何一门传统的学问都要面临现代化。我觉得“保持和发扬传统特色，走现代化的道路”，这实际应该是一个永恒的精神、永恒的话题，只是中医界在实践这一精神的过程中，把传统与现代完全对立起来了，有一点你死我活的味道。好像要搞现代化就必须改造传统，就必须让传统跟现代一样，结果怎么样呢？现代的味道好像有了一点，可是传统的特色却越来越少，传统的东西却越丢越多。如果搞现代化是以这样的代价为前提，那么，这样的“现代化”对中医、对西医，乃至对整个人类文明又有什么意义呢？
我感到对于现代化我们需要重新来理解，尤其不应该站在传统的对立面来谈现代化，应该统一起来。实际上，中医在21世纪存在，中医为21世纪的民众服务，她已然是现代化了。如果现代的人不接受中医，那要你中医干嘛？中医自然就死掉了。可是现实的情况是，很多现代人还接受你，需要你，而且这个需要的程度越来越大，这个事实本身就很好地说明了传统跟现代实际上是不相违的。现代人需要传统，那这个传统不就理所当然地成为现代了吗？现在我们把“现代化”看死了，看得太片面了，总希望在现代之外去另外找一个现代化，就是背着儿子找儿子，这样一来，很多弊端自然就出来了。比如说我们现在的很多问题都要科研来点头，什么是科研呢？辨证论治不是科研，你必须加进现代实验室的这一套才算科研。用中医界的笑话说，必须小白鼠点头才算科研，才能获得通过。
进人21世纪后，人们对世界的多极化、文化的多元性，有了越来越强烈的呼声。可是中医界在这个问题上恰恰犯了一极化、单元性的错误，一个中医现代化实际已在很大的程度上扼杀了中医本具的活力，其所造成的损失是很难估量的。现代化的内涵是非常现实的，怎么样使中医更好地为现代人服务，或者说怎么样能使中医在现代社会更加突显出她的服务特点、她的优势，这个就是根本意义上的现代化。如果为了达到这一目的，中医需要越来越传统的话，那我觉得这个传统就是最真正意义上的现代化！当然，为了达到这个目的，需要中医抛弃成见，需要中医向西医靠拢，需要中医西医化，那也应该在所不惜。也就是说我们不要预先设定一个范式、一个模式，只有这个才是现代化，而其他的都不是，我们的问题就出在这里。
刚刚我们谈到世界的多极化、文化的多元性，而在学术界还存在一个学术生态环境问题，这是早些年杨叔子院士提出来的。我觉得在学术界谈生态环境是非常重要的，如果学术界没有一个良好的生态环境，只是搞单一的发展模式，从长远的利益来看，这是很严重的一个弊病。有关这一点，我们从这些年的单一的人工植树造林中应该已经看到了它的后果。自然是各种内因外力长期作用以至均衡的产物，而人类由于利益的驱使，往往目光短浅，破坏这种均衡。上世纪五六十年代，粮食短缺，为了解决这个问题，于是开垦荒山，砍伐树木，“敢叫荒山变粮田”就是当时家喻户晓的口号。这个方法确实也解决了一些暂时的困难，可是几十年过后，人们才发现荒山树木对于人类的长久生计似乎有着比粮食更重要的作用，这个时候才又忙着退耕还林。早知如此，何必当初！地球的每个角落都彼此相关，正如庄子所云：生物之以息相吹。中医作为仅存不多的传统学问，不但在医学界，而且在整个人类的学术界都是一方难得的净土，就整个学术生态而言，她就像仅存不多的一片原始“森林”，其作用在现在和将来都是不可低估的，我们为什么要急着去把她变成“粮田”。前车之覆，应该成为后车之鉴！
所以中医界应该多样化一些，不能只搞一个模式，应该允许一部分人搞传统，搞地道的传统，这个允许当然要能够在政策、体制、法规等方面予以保证。城市化建设是现代文明的一个标志，也是现代化的一个标志，但是如果将这个“城市化”搞到了黄山，搞到了九寨沟，那会是什么结局呢？这就毫无文明可言了。现代化的程度越高，只能让我们越来越方便地到达黄山，到达九寨沟，而绝不是为把黄山和九寨沟变为都市，我想中医的情况又何尝不是如此呢？！
总之，虽然我在《思考》中表现出一些忧虑，但我相信这种忧虑会很快成为过去，中医的未来是充满希望的。目前，中医的教育、中医的科研，以及中医的许多方面都存在着一些误区，都面临着相当大的困难，但是历史必将会证明，中医内在的源自于自然的强大的生命力是会经受住种种摔打的。中国佛协的法闻帅父曾经为前面提到的王凤仪先生作过一副对联，联曰：几见骅骝无道路，是真龙虎有风云。联中的蕴义便是对中医的一个真实写照。 ”讲到中西医的认识方法上：“ 当谈到中医这门学问与西医有什么根本不同时，我给他作了一个比喻，比如一颗橘子是甜的，现在我们要设法使它变酸，怎么办呢？西医的方法是充分地研究橘树，了解它的基因，然后通过改变橘树基因的某个片段，来使橘子变酸。那么中医呢？中医的方法很简单，让它过淮就是了，不是有橘过淮则酸的故事吗？淮橘为枳，中医用的正是这样一个方法。通过改变时空，改变方位，改变事物所需的条件，从而使事物向着我们希望的方向发展。以这次的“非典”为例，如邓老所说，“中医完全可以独立地治疗非典”，但是中医是否也需要像西医那样，要完全搞清楚这个SARS病毒以后，才能制订出一个治疗措施呢？不，完全不需要！通过辨证就能够制订出完善的行之有效的治疗方法。SARS病毒再厉害、传染性再强，它也需要一个基本的致病条件，而中医通过辨“证”就能够把握这个条件，再通过适当的方法来改变这个条件，条件没有了，SARS病毒也就不攻自破，不杀自亡，这正是中医治病的方法。而通过这个方法我们应该可以感受到中医是一门什么样的学问。”通过多年的以〔 四维网络 〕的动态变形理论、指导构成了《经络图示仪》的在人群中的使用、利用《经络图示仪》的拆分测头进行自助式针灸的发痕调治、通过刺激〔 四维网络 〕改变动态使之正态“变型”达到新的平衡稳态，也就是通过改变时空，改变方位，改变事物所需的条件，从而使事物向着我们希望的方向发展。〔 四维网络 〕的动态变形理论，就是以人体的正常态的动态经络臟象的四维网络同动态的进入非常态时的网络变型来归纳和演译出可以预见到的变型趋势来预诊断或以此施药来研判药理过程效果，达到中医的望、闻、问、切的综合，“切诊”在客观上表达清楚和备案记录上难以完全,用《经络图示仪》的图示记录补充了不足。《经络图示仪》采用模型的方法建构了自己的理论体系〔 四维网络 〕的动态变形理论，形成了模型论科学。有学者认为模型的方法也是现代科学的核心方法。实际上两者采用的“模型’是不同的，中医学、中国传统科学采用的模型是思维模型，而现代科学采用的模型是物质模型。思维方式若以西医药的思维方式是解决不了中医的提高。借文说之：“中医学是中国传统科学的重要组成部分，是中国传统科学唯一沿用至今的学科，它集中体现了功能的、代数的、模型论科学的特征。我们应该敢于承认中医并不是严格意义的科学，即不是现代自然科学意义上的科学，因为它不能数学描述，不能实验室检验。这是客观事实，没必要遮遮掩掩，从理论特征上说，中医还不是一种结构的、几何的、公理论的科学，但我们也应当看到中医却是－种宽泛意义的科学，是一种模型论科”。“物质模型是以某种速度、形式相似、人造或自然的模型实体去再现原型，物质模型是摸拟实验赖以进行的物质手段，思维模型是人们在头脑中创造出来的，并且运用它在思维中进行逻辑推理、数学演算和“思想实验”，可分为形象的（唯象的）模型和符号的（标志性的）模型，前者是以理想的或想象的形态去近似地反映客体，后者是借助于专门的符号、线条，并按一定的形式组合起来去描述客体。”。“中国传统医学，从《内经》开始采用思维形式的模型法（而不采用物质模型法），其思维模型主要有：阴阳模型、五行模型、干支模型、河洛卦象数理模型，可统称为“象数符号模型”。而以阴阳五行为最基础模型，它是中医及整个中国传统科学建构的基础。这个思维模型是定性化的，并不用以表量，虽然也能进行简单的运算，但不是作为严格的量的依据，而是提供定性和推论的依据。”；以〔 四维网络 〕的动态变形理论，形成了模型论为指导研制成《经络图示仪》硬件、其核心软件基础的思维模型依据近年来正在兴起的非线性科学。非线性科学混纯研究对于认知生命现象可能具有根本性的启发作用。非线性科学的系统性、自组织性、自相似性原理与中医的整体全息观念较为一致。可以操作的经络臟象理论需要综合能够融合成立体的“网络球”或“网络正方型实体”这样依据该体型的变型因果、采用控制论的“黑箱理论”才能完善思维模型。“近20年来非线性科学在探求非线性现象的普遍规律、发展处理它们的普适方法方面取得了明显的成就：相干结构的孤子揭示了非线性作用引起的惊人的有序性；确定性系统的混纯使人们看到了普遍存在于自然界而人们多年来视而不见的一种运动形式；分形和分维的研究把人们从线、面、体的常规几何观念中解放出来，而面对更为多样而真实的自然；自组织现象和图形生成反映非线性地耦合到一起的大量单元和子系统中由于有序和混饨竞争而形成的时空组织或时空过程。”由于《经络图示仪》的在人群中的使用、证明图示变型的动态时空<即时记录>、丰富了中医的诊断手段其简单又有良好的可操作性以及自我经验的积淀性，促进中医药学的探索。认清中医概念不是物质实体，而是关系实在。《经络图示仪》的临症记录使中医理法方药有了说服力极强的依据。这对沟通中西医找到共享点有了参照点。对中医概念、中医理论进行现代阐释有帮助。这些论点请同仁们试试、並恳请商榷。提出指教，谢谢！
8/31/2005
蒋新民

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-6 19:37
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
杨鸿智：
散论-7  后现代理论医学对中医的认识
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
   
在中国的医学界，对于中医学的讨论，是一个永恒的主题。我想，为了要说清楚这方面的问题，需要从两方面来进行。一个是直接讨论中医问题，另一个是要讨论现代科学问题。因为，所谓中医问题之所以存在，是在出现了现代科学以后，并以现代科学的标准进行对照以后产生的。所以，我下面的讨论分两方面进行：
    第一部分：直接讨论中医问题。
    第二部分：讨论现代科学问题。
    第一部分：直接讨论中医问题。
一  中医学是否科学
关于经验医学第一个重要讨论的问题是：它是否科学？就我们中国来讲就是：中医是否科学？首先应该知道，这个问题是在现代西医产生并传入我国之后才产生的。在我国几千年、数万年历史中，有什么人会怀疑自己的中医学的科学性吗？经验医学是认识论中第一个阶段感性认识的成果。感性认识是理性认识产生、发展、形成过程中的一部分。我们没有任何理由对认识过程的某一部分给予否定。提出这个问题本身，就表明提问者不明白一个正确的理性认识产生的正确过程。我们前面曾提到，因为医学不是原创科学，医学是由当时的自然科学直接派生出来的，不可能由经验医学直接上升为现代实验医学。但是，这并不能否认经验医学在认识史上的感性认识的地位及与现代实验医学的内在联系。只不过，它是古代自然哲学的部分的身份，与自然哲学一起向近代实验科学转化，并成为近代实验医学的基础的。这种情况可以用基因与个体生命的关系作比喻：父母生育了我们，我们以为是父母的身体变成了我们的身体，实际上并不是这样，父母的身体是由上一代基因增殖分化而来，这个机体一旦形成，只能走向死亡，只不过在父母的身体死亡之前，基因离开他们的身体，又发育成了我们。我们与父母之间没有直接的联系，我们和父母都是基因的产物，是基因的依据，是基因的房子。这个观点，出自道•金斯所著《自私的基因》。与中医是否科学的问题相联系，产生了一种为许多人接受的流行的说法，即：中医学与西医学是两个完全不同的理论体系。这种说法企图以中医与西医无关系来避免对中医的否定。既然无关，既然无可比性，可就无所谓谁科学，谁不科学。然而，研究科学的人都知道，任何结构的物质只能有一种与该结构相对应的运动规律。不可能有两个。这在哲学上也形成一个规律，就叫做结构与运动的相关性。如果我们现在承认中医学与西医学是说明同一个生命结构的两种完全不同的、相互独立的理论体系，那就等于实际上承认，这两种医学中一定有一种是不科学的。而这种说法实际上增加了否定中医的可能性。为此，我认为，还是将中医学视为认识史上的一个阶段，以此来保证它的科学地位更好些。
二  中医学是一个伟大的宝库
这个命题是说，中医学作为一种经验医学，有数千年，数万年的历史，因而它所积累的经验，在数量上是非常巨大，非常丰富，非常全面的。它不仅可以使我们能解决眼前疾病治疗的需要，（即使尚不能给出完全清楚的解释），甚至可以为以后的医学研究提供启示，提供课题。具体来讲，与西医相比，在有些方面，中医所积累的经验是西医尚未触及的领域。与“宝库”的命题相对应的是中医学界提出的一个口号“保持和发扬中医特色”。这个口号带有鲜明的时代印记。在西医学传入我国之前，是不可能有这个口号的。因为，那时的中国是中医的一统天下。在改革开放之前，也不会有这个口号，因为在改革开放前的几十年中，主要的口号是“中西医结合”。中西医结合的前提是承认中医的科学性和承认中医的存在。中西医政策，实际上是国家对中医的保护政策。既然已经在保护之中，中医没有在“存在”方面受到威胁，因此，也用不着提什么保持和发扬中医特色。这个口号的提出，是改革开放的产物。是医学界进入市场之后的产物。医疗市场的逐渐形成，促使患者在就诊时又有了中医、西医的选择，这种选择，又将中医放在西医对立的情况下。事实上，由于这种人为的选择，中医界又受到巨大的压力。特别是中、下层医疗市场上，特别明显。中医院或综合医院里的中医科，经济效益明显低于同级别的西医院或西医科室。正是在这种形势下， 保持和发扬中医特色的口号被重点提出，并成为中医界办院、行医的主要方针。这个方针在保持中医学的学术地位和中医行业的经济效益方面，是肯定有实际效果的。但是如果考虑到中医学是医学认识过程中的感性认识阶段，这些感性认识还有待于上升到理性认识，那么，保持和发扬现在的中医学，使中医学停滞的目前的感性认识阶段，那就有些不合理了。我们对于宝库的理解，不能只着眼于它已经具有的眼前效益，更应当看到它的战略的长远效应。就是说中医学是未来医学发展的起点。中医学这个大宝库存在的目的，并不是为了自己的存在本身，而是为了未来医学的出现。这正如一个受精卵的价值，受精卵就是一个宝库，它包含着一个未来生命的全部信息。可是，如果永远保留着一个受精卵又有什么价值呢？只有促使它生长、发育成一个婴儿，再长成一个能创造生活的人才，那才真正体现出这枚受精卵的意义和价值。正是按着这个逻辑，我们认为，中医学只有在向着后现代医学发展时，才有意义，有生命力。后现代医学的出现将更能使中医学的宝库作用得以体现。离开了前进和发展，静态地死守宝库不改变，只能使中医学失去活力，最后宝库变成历史博物馆，失去了实用价值。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-6 19:37
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
三  中西医结合
中西医结合是我国政府在卫生工作方面的一个基本政策。它除体现了一定的学术思想外，更主要地是体现了国家对中医学的保护政策。几十年来，医学界，中、西医两方面都做了许多工作。其中最大的成绩是不论在医学界内部，还是在一般的社会领域中，中医都得到了普遍的承认和尊重。因此，中西医结合方针，在保护中医这方面来讲，已经取得了完全的成功。但是，在学术方面，这个方针却未取得同样的成功。最突出的标志是，通过几十年的研究和临床实践，中西医双方达成了一个共识，即宣布：中医和西医是两个完全不同的、相对独立的理论体系。这种说法，在学术上再一次肯定中医学的地位。然而，一个非常深层的信息表露出来：既然这两个理论体系是完全不同的，相对独立的，那么怎么会有相互结合的可能呢？这一共识宣布了中西医结合思想在学术上的终结。现在，我们再从认识论的角度来看：中医学属早期为感性认识阶段，西医学属第二个阶段，即分析研究的阶段。这两个阶段都是暂时的，是过程，而不是目的。最终的目的是通过这两个阶段，使认识产生飞跃，最终上升到理性认识阶段。中西医结合，就是要将两个认识阶段结合起来，这种思想在理论上是一种混乱，在实践中是缺乏可操作性。就象一个人的成长一样，我们经过了童年、少年、青年、中年、最后到了老年。请设想一下，我们如何可以将童年和中年结合起来呢？不论是中医还是西医，都是人类对疾病认识的不同阶段，最后，它们都将上升到后现代理论医学阶段。一旦到了这个认识阶段，中医和西医也就失去了存在的意义。人类将只有后现代理论医学这一医学。但那时候，我们也不能说后现代理论医学就是中医和西医结合的产物。通过对后现代医学的学习，我们知道，后现代医学的直接来源是后现代自然科学，后现代医学不是现代医学的产物。后现代医学的出现是对中医学的否定，也是对现代西医学的否定。当然，这种否定是科学和哲学意义的否定，不是生活中感情意义的否定。
四  后现代医学与中医学的理论渊源
中医学强调整体观，而现代医学是机械论、还原论。目前，我们所讲的后现代医学又提出了整体思维方法，即系统论。这样，医学的发展经历了这样的过程：
朴素辩证法——机械唯物论——辩证法（系统论、整体论）
从这里可以看出，中医学与后现代医学的思维方法更接近，所以中医学向后现代医学转化更方便些。后现代医学的诞生为中医学的发展提供了难得的机遇。2000年10月4日《健康报》报道，周光召考察中医研究院时的讲话，其中特别谈到中医整体论符合未来科学的发展趋势。周光召在讲话中指出，中医药科技是世界生命科学最有可能取得重大突破的领域。中医药是传统文化的宝贵遗产，是人民卫生保健不可或缺的。目前，科学正处于还原论向整体论发展的趋势中，中医注意整体、系统的观点，符合人与自然的关系，其影响正在日益扩大，中医药应该得到更多的重视和发展，中医要加强自身的学科建设，尤其要加强基础理论的研究。以上观点不仅发自中医之外的研究人员，在中医界内部一些敏感的研究者也触及到这个问题。如现任天津市精粹国医研究所所长，南开区红十字会博爱门诊部主任张维耀，津门一代中医宗师邢锡波的传人，1994年出版了《中医的现代与未来》一书。在这部医著中，张维耀认为必须用自然辩证法和其他现代哲学流派的合理观点剖析中医经典著作，才能看清中医理论体系的真髓所在。正确地认识中医，首先要解决，认识论和方法论问题。古代哲学已转化成为中医的基本概念和理论核心，在古代自然哲学发展初期有功可叙，而当今已成为中医升华的桎梏。用科学的理论思维和研究方法评价中医理论体系和要素构成，探讨中医学基本原理的合理内涵，确定严格的定义和原理核心。该淘汰的不能勉强固守，该保留的也要翻新。如对阴阳学说，要限定其外延，才能明确它的合理内涵；对五行，去除单一循环的生克关系，保留制度化原理，为引进系统论思想创造条件。张维耀鲜明地指出：探讨现代中医的方向，首要的问题是观念的转变。加强实验技术研究是战术目标，是发展中医之“标”；突破基础理论，是战略目标，是发展中医之“本”。他倡导以现代哲学作为发展中医的指导思想。
五  中医后现代化
中医保持经验医学本色不变，只能说是保持历史，不再前进。虽然有“落后”的批评，但仍能存在并与西医争衡。现在，后现代医学的诞生，它在更高层次上的整体理论，势必淹没中医学的低层次的整体论。因此，从现在开始，中医学再不前地是不行了。中医学向后现代医学前进，是中医学最好的出路。过去曾有过中医现代化的提法，但这种提法，在实践操作后，只能是西医化。这当然是不正确的，也是不可能的。自从后现代医学诞生以后，现代医学也面临着自己的消亡。这样一来，中医现代化也自然不存在了。后现代医学是医学的理性思维阶段。中医学和现代西医学都将前进一步，达到后现代医学。届时，中医学也许仍将保存下去，但它的现实意义会越来越小，历史意义会越来越大。这对中医界不见得是坏事因为大多数中医工作者将在后现代医学的队伍里重新找到自己的工作岗位。现在可以预料，中医界向后现代医学的转化，也许会比现代西医学更早些，更快些。这也许就是周光召所说“中医药科技界是世界生命科学最有可能取得重大突破的领域”的内在含义。所谓“突破”，就不是“保持”而是变化，而且要大变化，本质的变化，这个变化归根结底，就是后现代化。
     中医的“阴阳自和”理论，实际上就是中医的自组织理论。中医虽然没有明确提出“自组织”这个名词概念，但是实际上中医已经把人体理解为一种自组织系统。把人体的发病和愈病都看作是机体自主性反应过程，强调人的自组织机制是健康，疾病，愈病的枢机。中医正是在这些理论的基础上，指出疾病有标，本之分。中医治病重在治本。中医的治本主要是运用推动机体自主调理的艺术。主要内容是扶正祛邪，五藏生克，阴阳自和。而这些是用后现代科学的混沌论和协同论才能认识到的科学道理。也就是因为如此，我们才说后现代医学为我们打开了理解中医之门，同时也为中医在未来后现代社会的更大发展打开了一个更大的门。中医与西医的关系问题，其中最重要的一点是西医不能理解中医。通过对现代科学和后现代科学的对比分析，我们就可知道现代西医为什幺不能理解中医。因为现代西医所依据的是以还原论为基础的整体负反馈调节理论。而中医则是依据促进子系统正反馈调解从而达到使机体在新的条件下达到新的平衡的自组织理论。只不过中医的这个自组织理论是扑素的原始的，而后现代医学则可使中医进入科学的理性的新阶段而已。后现代科学的理论为西方世界提供了一个理解中医学的语言。通过这个语言的桥梁，中医学才可能走向世界。关键的问题是，我们要学懂后现代科学理论并把它作为我们中医走向世界的桥梁。
      与“阴阳自和”、“自主调理”的中医理论相配合，中药的作用靶点也不是机体的临床症状，而是按中医所理解的这些症状后面的机体深层的变化。也就是后现代医学所说的细胞组织之间的相互作用。这完全苻合系统理论的。与此相比，现代医学用简单机械的思想来理解中要的作用，将中药的作用与临床症状直接相联。而以现代西医理论为根据的对中药的研究，是希望在中药众多成分中找到一种与临床症状直接对应的成分。实践证明，这是对中医理论和中药药理的歪曲。中医的现代化问题一直是中国医学界的一个重要问题。半个世纪来，我国在中医方面走了一条中西医结合的道路，但实践证明这条道路并未真正解决中医发展前途问题。从某种意义上讲，中西医结合正是出于保护中医的目的提出来的。而目前医疗市场的重新建立，中医面对医疗市场的竞争，又处于不利状态。后现代医学的出现，为中医的发展开辟了一条新的光明出路，中医的前途不是“现代化”，而是“后现代化”，中医将跳过现代西医一步到位进入后现代医学阶段，成为后现代医学的组成部分。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-6 19:39
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
六  医学发展的三个阶段和中医学在医学发展史上的位置
哲学研究告诉我们，一个正确理论的产生有三个阶段。第一是感性阶段，第二是分析研究阶段，第三是理论研究阶段。医学是人类对生命规律的认识，这个认识也离不开哲学所揭示的这三个阶段。与认识过程这三个阶段相对应，医学也就出现了三个不同的发展阶段。与感性认识阶段对应的是古代经验医学，与分析研究阶段相对应的是现代实验医学，与理性认识阶段相对应的应当是后现代理论医学。
     1．古代经验医学
许多有悠久历史民族都有自己经验医学，其中最突出的代表是我们中国的中医学。经验医学就是将经验直接应用于临床而对医学机制的说明，不是用医学这门自然科学，而是用物质运动的一般理论，即用哲学理论来解释。古代的这种容自然科学与哲学为一体的哲学叫做“自然哲学”从原因到结果之间的一段空白，只能用哲学推理相联系。人们公认，这种理论属“黑箱理论”。经验医学所产生的时代是在人类社会的古代，它所研究的物质对象是人体的整体，它所用的研究方法是黑箱理论，它思维方法是朴素的辩证法。
     2．现代实验医学
西方世界进入资本主义社会以后，随着生产的发展，自然科学也蓬勃发展起来。随着物理学、化学、生物学等学科研究成果在医学中的应用，“黑箱”逐渐被打开，人们看到了人体内各种精细的构造和各种复杂精密的功能。这样，建立在科学实验基础上的现代实验医学开始了。这时期的代表有维萨里的人体解剖学、哈维的血液循环，微耳和的细胞病理学、巴期德的微生物学等等。这期间发明了听诊器、体温表、X光、心电图，以及临床化验的出现，使诊断学有了很大的发展。由于消毒、应用全身麻醉和输血及吸氧技术的出现，外科学迅速发展起来。20世纪初，抗疟药、磺胺药，以及后来青霉素药出现，大大提高了临床治疗效果，曾经严重威胁人类生命的急性传染病和大部分细菌感染性疾病得到了有效的控制。人类感到空前的解放。人类平均寿命和全世界人口数也空前延长和增长了。这时，人们借助于现代科技技术在细胞水平上，对人体的结构和功能，对疾病的症状和发病机制，进行了大量研究。积累了大量实验资料和临床经验。通过这些，人们认识到一个完整的机体是由不同功能的系统、器官、组织、细胞等组成的。细胞是组成机体的共同的基本结构物质。所谓疾病是细胞结构、功能改变的结果。现代医学研究的对象不再是整个的机体，而是细胞。因此，现代医学又称“细胞医学”。现代医学的研究方法是实验的方法，从大体解剖到细胞显微镜观察，以及进一步的生理学和病理学的实验，或者再包括化学、生物学的实验。因此，现代医学又称“实验医学”。而正如本文前面分析指出的，现代医学所使用的思维方法是由现代自然科学那里继承下来的机械论和还原论。
     3．后现代理论医学
正象现代科学产生现代医学一样，后现代科学向医学的渗透将使医学也发生阶段性的新变化。这个新医学因为是在现代医学之后，故可称“后现代医学”。后现代医学不仅在思维方法上进入了辩证法阶段，而且研究的物质层次也进入分子或超分子层次。后现代医学还有一个重大的特点，它不仅象现代医学一样，继续进行实验研究，同时更增加了将后现代自然科学理论向医学领域引进的工作。因此，后现代医学的一个重要工作方面，是理论的整理工作和用理论指导临床医疗的形式。因此，可以将这种形态的医学称“理论医学”。从另一个角度来讲，后现代科学的系统理论，第一次真正揭示了生命运动的本质，也终于将人类对生命的认识上升到理性认识阶段。从这种意义上讲，后现代医学也有理由称为“理论医学”。总之，后现代医学的研究方法是理论综合，思维方法是系统理论或称辩证法。
4．医学发展三个阶段的比较
时间物质层次研究方法思维方法
古代经验医学整体医学黑箱理论扑素辩证法
现代实验医学细胞医学实验分析机械论、还原论
后现代理论医学系统医学理论综合辩证法、系统论
5．医学不是原创科学--医学发展三个阶段之间的关系
   医学发展的三个阶段之间有什幺关系呢？一般人可能认为那就是由古代经验医学开始，发展成为现代实验医学，最后上升为后现代理论医学。如用图表显示，可以画成一个直线前进的串联系列，如下：
    古代经验医            现代实验医学         后现代理论医学
这个图标的内涵是说，现代医学是由经验医学产生的，后现代医学是由现代医学产生的。但实际情况并非如此。即，医学虽然有这三个发展阶段，但这三个阶段之间却没有直接的联系。现代西医不是由中国的中医产生的，当然现代西医也不是西方经验医学的产物。同样，后现代医学也不是现代医学的产物。这里提出一个概念就是：医学不是原创科学，医学是建立在自然科学的基础之上的。特别是自然科学的物理学、化学、生物学。正是这些学科的发展，它们所取得的科研成果向医学的应用，才造成医学的发展，是自然科学由经验向实验科学的发展再到理论科学的发展，促成了医学三个阶段的出现。即每个阶段的医学，是当时自然科学水平的产物，而不同阶段医学之间的内在联系，是曲折地由自然科学的内在联系来体现的。那幺，各个医学阶段之间总该有点联系吧，这个联系就是：新阶段医学对旧阶段医学的内容，正确的就吸收，错误的就淘汰。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-6 19:42
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
《论坛反应与交流》
《燕南社区 &raquo; 健康论坛 &raquo; 东西方差异与习惯性思维》
禾田童生：谢谢！首先谢谢杨鸿智兄对本帖的关注及回复。上文我重点要阐明的是中西方思维的差异及由此对我们各种行为方式的影响，举例中医，只在于一方面本人对她的了解，另一方面大家对她的熟悉而较能体味我想阐明的事由。诚如之上我所表达的，中西方，一个是从抽象到具体，一个由具体到抽象，思维模式的不同，自然会有不同的后果。在各个领域都会有不同的体现，即然您举了那么多的关于中医的例证，或许我们可以探讨一下，虽然您知道我的重点不在于此，同时这方面的争论实在太多了，孰是孰非，真理过一步也许就是谬误。上文中您不认同中医学与西医学是两个完全不同的理论体系，更愿意将中医学视为认识史上的一个阶段，并以此来保证它的科学地位。同时您据以思辩的根据感性认识是理性认识产生、发展、形成过程中的一部分，没有任何理由对认识过程的某一部分给予否定。 那么，请问您，您认为中医科学发展的终极目标是什么？您愿意她继续以阴阳学说等方式达到您说的目标，还是据以对各种疾病的病理分析，中药的药理分析等来达到您想要的中医的终极繁荣？继续对您第一段：“中医学是否科学”提出我的疑问。您说：关于经验医学第一个重要讨论的问题是：它是否科学？就我们中国来讲就是：中医是否科学？首先应该知道，这个问题是在现代西医产生并传入我国之后才产生的。在我国几千年、数万年历史中，有什么人会怀疑自己的中医学的科学性吗？我想：首先要明确的是科学的定义，以及您是否会以我们普遍认为的科学的定义来对中医的所谓科学性进行理论性阐述？没有把这个弄清，又如何能以几千年前的人没有怀疑中医学就认为她充满科学性呢？你是不是想说，古代人说她是对的，所以她就是科学的？睡觉先了，以上其实是些老问题了。为什么转到了健康论坛？文中中西医不过是一介质，并不是最终想要表达的东西。
杨鸿智：
《您认为中医科学发展的终极目标是什么？您愿意她继续以阴阳学说等方式达到您说的目标，还是据以对各种疾病的病理分析，中药的药理分析等来达到您想要的中医的终极繁荣？》
我现在所要说的是“医学”发展的目标，而不是“中”医学发展的目标。我认为医学的发展已经走过了两个阶段，即感性认识阶段（中医）和分析研究阶段（西医），下一步应该进入理论医学阶段（后现代理论医学）。在理论医学阶段将不再分中医和西医，只有一个统一的新医学。这个新医学既不是中医，也不是西医。一切以现代医学的病理和药理对中医进行的研究和改造，只是使中医西医化，只是消灭中医，我是不同意这样的“中医现代化”的。
现在，我们许多人已经把科学神圣化了，永恒化了。实际上科学作为一个上层建筑，也是有时间性和具体内容的。现在所说的“现代科学”，是指西方文艺复兴后出现的机械论自然科学。我们的中医和我所宣传的系统论科学（后现代科学）都不在“现代科学”的范畴内。正因为如此，根本没有办法对中医进行“科学评价”。因为我是这样的观点，所以，我所用的“科学”概念，只是应用了在日常生活中所使用的“正确”的意思。现在，许多人把在现代机械论科学之外的东西都称为“伪科学”，认为大逆不道，不得了。其实，在机械论现代科学的故乡，已经进入后现代科学领域的知识分子干脆打出“反科学”的旗号。我们一些人见此更是不能理解。其实，所谓“反科学”，是反对“机械论科学”，而不是不要科学。反对机械论科学的武器是系统论科学，反对机械论科学的目的，是要建立系统论科学。这里关键是要明白“科学”二字的时间概念和机械论的具体内涵。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-19 14:08
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第155篇  细菌遗传物质的现代研究
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
一  细菌的染色体
（一）细菌染色体的结构
在电镜下观察，细菌细胞中不存在真正的核，DNA被局限在细胞的中心部位，它被细胞的其他部分所包围。与真核细胞相比，这个局限细菌DNA的区域常常被称为细菌的“核”；而细胞的其余部分常常被称为细菌的“细胞质”。在这种核与细胞质之间，不存在使二者隔离的膜，即细菌没有核膜。而细菌的DNA，尽管并没有象真核细胞的DNA那样与蛋白质结合，也常常被称为细菌的“染色体”，其分子量大约是1～6×109道尔顿。在这种染色体上，排列着细菌遗传的全部或大部分基因，它是细菌赖以生存的基本遗传物质。细菌的染色体实际上是一个环状双链DNA分子，在很多时候是以超螺旋状态存在。
早在1957年，韦尔曼(E.L.Wollman)和雅各布(F.Jacob)进行大肠杆菌遗传重组的一系列实验时，就发现其基因传递序列表现出完全相同的次序，即无论传递的起点如何，任何一对相邻的基因在所有传递中都是相邻的，尽管有时传递的方向可能不同。因此，韦尔曼和雅各布大胆地提出了一项推论：大肠杆菌的染色体是圆圈形的。这一推论，后来由凯恩斯(J.Cairns)所证实。
凯恩斯把大肠杆菌培养在含有3H-胸腺嘧啶的培养液中。大约经将近两次细胞分裂的时间，用溶菌酶将细胞壁部分消化而使细菌裂解，让裂解产物在一张半透性膜上慢慢沉降。然后把这张膜放在一片显微镜载片上，罩上一张照相底片，放在黑暗处，“曝光”大约两个月的时间。终了，把底片显影。在显微镜下观察所得的自放射照相，显示出一些黑色的照相乳胶颗粒，这是由细菌DNA的胸腺嘧啶残基中放射性3H原子的电子放射所致。这张显微相片显示出大肠杆菌的染色体完好无损地释放出来，并且是一个封闭的圆圈结构。
（二）细菌染色体的复制
细菌染色体DNA的复制是按照半保留复制方式进行的，这种复制模式被Mesclson和斯塔尔(Stahl)的实验所证实。由于细菌染色体是环状结构，从一个起点开始复制，可以产生二个复制叉。通过同位素标记和放射自显影观察，复制结束的位置与复制开始的位置，处在环上大致相对的两处，这表明复制是在二个复制叉上双向进行的。噬菌体转导实验也证明了大肠杆菌染色体的复制是双向的。两条新DNA链的合成，起初都是“不连续”的DNA片段，后来再由DNA连接酶连接在一起，形成一个较大的DNA分子。
（三）细菌染色体在遗传工程中的作用
细菌是有代表性的原核生物，一直方便而广泛地用于遗传学研究，在遗传工程中，常常被用作目的基因的受体。因为细菌只有一组染色体，是单倍体生物。单倍体生物遗传物质改变可以导致表现型立即改变。而二倍体生物遗传物质的改变则可能在表现型上不表现或表现很少的变化，因为一个染色体组中的成对染色体之一发生突变，可能产生隐性基因，它会由于相应的未突变染色体上显性基因的存在而被掩盖。
细菌被广泛应用，还因为它具有以下优点：
①比较容易培养，生长条件便于控制；
②生长周期短，繁殖快，短期内能获得大量细胞；
③代谢类型多，代谢能力强，能迅速积累大量代谢产物。
所以用细菌作遗传工程中的受体，无论在理论上还是在实践上，都具有得天独厚的优越条件。大家所熟悉的胰岛素、干扰素等许多遗传工程产品，都是将外源基因转移至大肠杆菌，再经发酵生产得到的。
细菌也可作为某些特定基因的供体。在自然情况下，某些特殊基因只存在于细菌中，如果将这些基因通过遗传工程手段转移至动植物体内，则可使这些动植物获得新的特性。比如世界著名的生物杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bacillus thringensis)，含有一种编码杀虫晶体蛋白的基因。美国威斯康辛大学和Agrecetus公司的科学家将这种基因转移至云杉细胞中，再经诱变、育种、栽培，已成功地获得能自我杀灭害虫、无须喷洒杀虫剂的世界上第一株杀虫转基因云杉。
二  质粒
早在20世纪40年代，美国女科学家麦克林托克在研究玉米的遗传规律时发现，玉米的某些性状的改变是和一些基因在染色体上的位置变动有关的。进一步的研究还发现，这些基因可以从染色体的一个位置“跳到”另一个位置，从一条染色体“跳到”另一个染色体。于是她便提出了“可移动的遗传因子”的概念。直到70年代以后，随着分子遗传学的发展，科学家们证实了“可移动的遗传因子”确是存在的，而且还发现这些因子并不罕见。它们还对有关的生物产生一定的影响。于是，有人便给这些遗传因子起了一个正式的名字——转座子，麦克林托克也因为她在这方面的开创性工作而获得了1983年的诺贝尔奖。
转座子中包含一些基因，这些基因可以使转座子从原来的DNA链位置上断裂开来，然后再插入到另外的DNA链位置上。当插入到一个新的位置后，转座子对附近基因的功能会造成一定的影响，在离开该位置时，它又有可能把一些附近的基因也一起带走。转座子的这种行为有点“唯我独尊”，是基因的自私性的一种表现。但无疑，转座子对基因组的进化是有很大作用的。还有一种转座子的自私性就更厉害了。这种转座子本身并不离开原来的位置，而是先转录出RNA，再由RNA反转录成DNA，然后插入到基因组的其他位置上。反复进行这一过程，就会使这种转座子在基因组中的拷贝数不断增加。由于这种转座子的特殊性，因此又把它们称为逆转座子。
细菌细胞中的遗传物质，除了染色体DNA以外，还有染色体外DNA——质粒。质粒(Plasmid)原指一切染色体外的遗传因子，但现在习惯上专指存在于细菌等微生物细胞中的染色体外遗传因子。质粒是能自主复制的染色体以外的双股环状DNA, 携有遗传信息, 控制非细菌存活所必须的某些特定性状。细菌的质粒具有自我复制、传给子代、可几个质粒共存于一个菌体、可自然丢失, 以及可通过结合或转化转移至受体菌等特性。
（一）质粒的大小和数量
质粒的分子量比染色体DNA小得多，一般在1～100×106道尔顿，约为细菌染色体DNA的0.5％～3％。质粒在细胞中的数目很不相同，有的只有一个，有的则可以有几个甚至十几个拷贝。而且，质粒的分子量愈小，数目却愈多。
（二）质粒的结构
质粒DNA在细菌细胞中是双链环状形式的分子，以共价闭合(超螺旋)和开放两种状态存在。但是，质粒DNA的什么部分在细胞中保持共价闭合环状分子形式和什么部分保持着开放环状分子形式，这个问题仍在研究中。在严格标准化条件下分离质粒DNA，各种分子的含量有很大变化。所以，在个别的一些质粒中，闭合DNA分子的量显得相当少，可能是由于质粒DNA分离程序本身使其结构破坏的结果。质粒DNA环状结构，对维持质粒复制或者对其接合传递是重要的。
（三）质粒的表型效应
质粒编码的基因，可以影响宿主细胞的表型特征。如：F因子(致育性质粒)可使细胞产生性繖毛，或叫F繖毛，细菌可通过性繖毛进行接合，专性噬菌体也可以通过性繖毛感染细菌。Col因子(产细菌素质粒)可以使细菌产生蛋白质类的细菌素，这些细菌素可以杀死与产生菌同类的细菌。R因子(抗药性质粒)可使细菌对几种抗菌素或其他药物呈现抗药性。带有T1因子的农杆菌，可使它感染的植物茎部产生瘤状突起。除了这些质粒以外，还有许多其他质粒，也可以依其表型效应而称为某某质粒或某某因子。当然，也有一些质粒不显示任何表型效应，它们被称为隐秘质粒。所谓隐秘，无非是没有发现而已，并不能肯定它没有任何表型效应。同样，已发现某种质粒具有某种表型效应，并不排斥它还会有其他表型效应。但质粒的存在与否，并不影响细菌在正常条件下的生存。
（四）质粒的复制
质粒通常编码若干个基因。它们可以自主地存在于细胞质中，独立复制，稳定遗传；也可重组到细菌染色体上，与染色体DNA同步复制，这种质粒又称附加体。
(1)质粒复制的类型 质粒在细胞内的复制是受到一定控制的，按其所受控制的程度可分为两类：严紧型和松弛型。严紧型质粒的复制受到严格的控制，每个细胞中的数量只有1～2个，它们似乎与染色体的复制受相同因素的控制，在一定的细胞周期内复制；染色体不复制时，质粒也不复制，如F因子。松弛型质粒的复制不受严格的控制，在整个细胞生长周期中可以随时复制。当用药物抑制了染色体的复制后，它们可以照样复制，显示出与染色体复制受不同因素的控制，因此它们在细胞中可以有较多的数量，一般可达10余个甚至更多，如ColE1质粒。质粒复制控制的类型，有时是和它存在的细胞有关，如某些R质粒在大肠杆菌中复制是严紧型，而在变形杆菌中则是松弛型。
(2)质粒的消除 质粒能够自发地消失。细胞分裂周期中，质粒的复制有时会落后于染色体的复制，此时会出现不带质粒的子细胞，这就是质粒的消除。质粒也可以通过化学药剂或高温等手段处理细胞而消除或被抑制，但质粒DNA并没有被破坏。没有质粒的细菌，可以通过接合、转化或转导等从具有质粒的细菌中获得质粒，但不能自发地产生质粒。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-19 14:09
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
（五）质粒的转移性
按照转移性，质粒可分为转移型和非转移型两大类。转移型质粒可以从一个细胞转移至另一个细胞。它们可以不依赖染色体独立地进行转移，也可以携带染色体DNA的片段一起转移，还可以带动自身不能转移的小质粒进行转移。这类质粒的分子量一般比较大，如F质粒，分子量为62×106道尔顿。非转移型质粒分子量一般比较小，如ColE1质粒，只有4.2×106道尔顿。
（六）质粒的不相容性
不相容性是指成对的亲缘关系密切的质粒不能稳定地保持在一起；如果两种质粒同处在一个细胞中，一种质粒可以抑制另一种质粒的复制和表型效应。如R因子和F因子同处在一个细胞中时，F因子的许多表型效应遭到抑制。具有不相容性的质粒属于同一不相容群或不亲和群。这一特性已用来作为质粒分类的基础。
不相容群和质粒赋予宿主细胞的表型效应无关。表型效应不同的细菌质粒可以属于同一不相容群，表型效应相同的质粒不一定属于同一不相容群。不相容性主要为质粒DNA本身所决定。属于不同的不相容群的质粒，可以稳定地共存于同一。
（七）医学上重要的质粒有:
    （1）. F质粒(因子)(fertility plasmid): 编码细菌性菌毛, 有F 质粒的细菌为雄性菌, 没有的为雌性菌(决定细菌致育性);
    （2）. Vi质粒(virulence plasmid): 编码细菌毒力如粘附菌毛;
    （3）. Col质粒(colicinogenic plasmid): 大肠杆菌及其他革兰阴性杆菌含有, 可产生细菌素;
    （4）. R质粒(resistence plasmid): 带有耐药基因, 可控制细菌产生灭活药物的酶,或降低细胞膜对药物的通透性。有的R质粒为接合性质粒, 可凭借自身转移功能(性菌毛), 在细菌间播散。
    （5）. 青霉素酶质粒: 见于革兰阳性耐药性的葡萄球菌中, 属于非传递性质粒, 主要通过噬菌体携带此质粒转导进入敏感的细菌中进行散播。
质粒的命名, 以小写字母p表示质粒, 后接两个大写英文字母表示发现该质粒的实验室或作者, 其后的数字表示质粒的编号。如pBR322即是一个人工建成的带有氨苄青霉素和四环素耐药性基因的重组质粒。
质粒(Plasmid)绝大多数菌含有，它能与体细胞染色体基因组合。它是菌体染色体外有遗传性和可变异物质。能随体细胞染色体复制而复制，并不裂体细胞，并可遗传给予子代。也可脱离下来独立复制增殖一定数量细菌保持菌间数量平衡。质粒进入体细胞也将其活性代入了体细胞。一般以共价键闭环双股DNA分子组合，这在结构上决定了它能与体细胞基因组合的特性，被酶切割后便与体细胞染色体组合，菌种多质粒亦多，因而除同卵双胎外极少有相同的子代，人类10万条基因库能否包罗还是个疑问。质粒有为适应选择压力而变异的特性，如在药物生境下产生的耐药性因子等。
三  转座子
DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移位因子（transposable element）介导的遗传物质重排现象。已经发现"转座"这一命名并不十分准确，因为在转座过程中，可移位因子的一个拷贝常常留在原来位置上，在新位点上出现的仅仅是拷贝。因此，转座有别于同源重组，它依赖于DNA的复制。
（一）转座子的分类和结构特征
a. 简单转座子
      转座子（transposon，Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。
     最简单的转座子不含有任何宿主基因而常被称为插入序列（insertion sequence，IS），它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个IS序列。转座子常常被定位到特定的基因中，造成该基因突变。IS序列都是可以独立存在的单元，带有介导自身移动的蛋白。
b.复合式转座子（composite transposon）是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座子，IS序列就不能再单独移动，因为它们的功能被修饰了，只能作为复合体移动
（二）转座作用的机制
      转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的（3-12bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。不同转座子的靶序列长度不同，但对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度都是一样的，如IS1两翼总有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。
      转座可被分为复制性和非复制性两大类。在复制性转座中，所移动和转位的是原转座子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座子。TnA类转座主要是这种形式。在非复制性转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位，IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座。
（三）转座作用的遗传学效应
① 转座引起插入突变;
② 转座产生新的基因;
③ 转座产生的染色体畸变;
④ 转座引起的生物进化.
有机体中天然的跳跃基因数目多少不同，比如酵母，在它的基因组里只有十几个跳跃基因，哺乳动物却包含成百上千个跳跃基因片断，这使得分辨它们在什么地方、什么时候，甚至于是否有过跳跃过程变得很困难。
人类基因组的 70% 含有自然转座子的 DNA，可能降低基因产生的 RNA量，并可能改变基因信号和其中制造蛋白的区域。转座子的存在如果对细胞或人没有伤害，将会代代相传；否则会在基因组中逐渐消失。

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作者: 杨鸿智    时间: 2005-11-19 14:09
标题: 《生命系统的确认》（3）— 系统如何永远保持最大适应度
第156篇  “相容突变”与“不相容突变”
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
yanggates.51.net
前面的内容一方面从宏观上做出预适应的推理，另一方面从微观的基因水平上对自然选择前的基因随机突变做了证明。问题是否到此完全解决了呢？实际上还有问题。第一，这些突变与原来生物遗传基因的关系，是全盘否定原来基因呢？还是在原来基因的基础上增加新的基因？第二，这些突变如果说是为了将要发生的环境改变做准备的，那么这些突变与现在实际的自然环境是什么关系？它是否会使现在的生物不适应现在的自然环境而死亡呢？我们的回答如下：第一，这些突变不是全盘否定原来基因，而是对原来基因组进行局部修改或者在原来基因的基础上增加新的基因。第二个问题，随机发生的基因突变可分成两大类。一类可称作“相容突变”。这些新增加的基因所带来的生物个体的解剖结构的改变和生理功能的改变，与当前的现实自然环境没有根本的茅盾冲突，不影响生物个体的生存。第二类可称作“不相容突变”。这些新增加的基因所带来的生物个体的解剖结构的改变和生理功能的改变，与当前的现实自然环境发生茅盾冲突，生物个体不能继续生存。
突变产生于变化之前——这个时间差使新的突变种不能生存。这个问题是经典达尔文主义所遇到的难题。也是基因在选择前随机突变理论没有给以说明的问题。如果真的是这样的话，就不会有适应新环境的新物种迎接新环境的到来。所以，适应新环境的突变一定是与原来的基因型相容的。突变基因利用原来的基因而在原来生存条件下生存下来。到环境发生改变，新环境到来的时候，原来的旧基因组又依靠新的突变基因的帮助，在新的环境中生存下来。正是新旧基因的相容性，成为原来生物个体的“翅膀”，使中心生物在自己生存的山峰行将下降的时候，飞到临近正在升起的新的山峰上去。这种相容性突变对生物发展的作用，在现实生活中随处可见。或者可以说这是物质系统前进的基本方式。它不可能完全丢掉原来的系统去完全建立一个新的系统。因为，这样的“成本”太大。比如汽车的发展就是这样。每一个新款汽车都是在原来汽车基础上进行局部改进而成的。没有一辆新车是真正的完全的新车。

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明心斋主人：
杨先生啊，你脸皮还真厚阿！为了稳妥起见，我又拜读了《在后现代科学背景之下的中国现代化之路兼论系统科学的发展和后现代理论医学的出现》和《后现代理论医学—自体原位器官重构技术的理论探讨》两篇大作。之后才放心提出对你的进一步批评。
    第一：你对“现代性”的基本含义丝毫不懂。对现代化的理解十分肤浅。
    第二：你完全没有意识到自己本身就是还原论，而且比别人走得更远。
    第三：你所运用系统论的方式只不过是强奸人家的观点。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
    第四：你对西方后现代思想毫不知情。
    退一步讲，如果容忍你的无知，所谓无知者无畏，权且把后现代医学算作你的独创（实际上人家格里芬早就提出来了），就算后现代是“更现代的”“更先进的技术”，你所谓的系统论医学、信息论医学也算不上。唉——我很不愿意说这是学术腐败的结果。但是真希望中国医学理论有关管理部门把视野放得远一点。（其实《医学与哲学》在九十年代末发表过两篇关于后现代医学的文章，完全可以作为基本的参考的） 杨先生，在下郑重地劝你，悬崖勒马，以免晚节不保。方案有两种：恶补后现代思想。 退休。
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    回复:后现代理论医学
    刺(游客)发表评论于2005-11-14 11:16:34
    很明显，杨鸿智先生对后现代思想并不了解。因为后现代无论从哪一种意义上来理解都与他所说的意思无关。 后现代一般而言有两种，一种是反现代；一种是超现代。前一种似乎勇气有余，智慧不足，在反对所谓基础主义的过程中，反而上了基础主义的套。别人的批评是对的，那种后现代只是一种意识形态上的立场。后一种后现代则试图同不二哲学入手，试图超越同时包容现代。这两种思想在杨鸿智先生的帖子中都看不到。不知道他讲的是何种后现代。很期待杨先生能澄清一下。

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