自体的组织探讨
人们已经看到细胞的各种生理功能与其组织有着密切的关系,并进而控讨细胞各组织的组装,了解生物大分子逐级聚集情况,以理解细胞内部若干细胞器的形成及其功能的生成。虽然找到了一些如通过某种模板的复制组装;通过酶的作用的酶类组装和通过单体自然聚集组装等,但这些是属于结构上的研究,还回答不了怎样会产生某种生命秩序的问题。这一问题不解决,在理解人体时就难以排除超自然力的活力论影响。自然科学和医学科学应从生物系统和人体系统的内在矛盾中探求结构是怎样把自己组织起来的力量。
根据物理学的热力学原则,世界紊乱无序只会与日俱增,所有功能调节过程必然终止,所有秩序必然分崩离析,为什么生物世界会出现与之截然不同的景象?这些带有根本性质的问题,把一批科学家研究兴趣转到系统怎样由无序状态走上有序状态,实现系统自体组织过程的问题上来。他们从不同途径提出了种种解释这个过程的理论和模型。
普里高津等提出耗散结构理论。他们认为,系统在远离平衡时,其热力学性质与平衡态、近平衡态有着重大的原则区别。在这种思想指导下,他们考察了自然界中流体,激光、化学反应等各种不同系统在远离平衡不可逆过程的情况,发现在这些现象中,存在着和生物进化过程相类似的演化方式。即从简单到复杂,从无序到有序的进化过程。在概括这些性质极不相同的系统的进化过程中,在这种共同的基础上,提出了不管是化学、物理、生物甚至社会系统,只要是在开放条件下,当进入远离平衡态非线性区,且系统中某一参量变化达到一定阈值时,通过涨落系统就可以发生突变,由原来的无序状态为有序的新结构。这种新结构不是守恒的分子力,而是能量耗散的结果。这一理论在一定程度上说明了一个宏观无序结构是在什么条件下自动组织起来的问题。
德国的哈肯通过对激光的研究看到了自发组织的现象,并由此经过长期精心研究建立了协同学理论。以解释在开放系统的物质流、能量流、信息流的作用下,系统本身的要素通过协同作用,自发组织起来的现象。他认为自组织现象是在序参量支配下的协同作用,将原来的无序的各部分吸引到有序状态之中。但是一个系统的变量很多,选择哪一个或哪几个参量作为序参量呢?哈肯具体的分析了系统中不同参量在临界点处的行为,他发现大多数参量在系统受到干扰产生不稳定时,总是企图使系统重新回到稳定状态,这种参量起了一种类似阻尼的作用,对系统的有序结构转变的整个进程没有明确的影响,称为快弛豫变量或快变量。而另外一些参量(一个或几个),在系统受到干扰产生不稳定时,总是使系统离开稳定状态走向非稳定状态,出现临界无阻尼现象,它不仅不衰减,而且始终左右着演化的进程称为慢驰豫变量或慢变量。慢变量是表示系统有序程度的序参量,它主宰着系统演化的整个进程,决定着演化结果所出现的结构与功能。这种序参量之间,序参量与子系统之间的协同与竞争,决定着系统从无序到有序的演化进程,是形成自组织结构的内在根据。
德国爱根提出了超循环理论,这是属于分子生物学及分子生物物理学领域。他认为逻辑上可以把进化分为在时间上并非截然分开的3个时期:第一是生物的化学进化阶段。第二是生物大分子的自组织阶段。即从无生命到生命的进化阶段。第三是达尔文生物进化阶段。他研究的主要是第二阶段的问题,首先从反应循环入手,指出在这一组相互关联的反应中,其中任何一步某一产物是先前某一步骤的反应物,就形成了一个反应循环。接着他提出了第二等级的循环,叫催化循环。它是指全部中间物或至少有一个产物是催化剂的反应循环。最后他提出了超循环的概念。超循环是较高等级的循环或者是由循环组成的循环。从道理上说,一个自催化系统也可称为超循环,因为它本身就是反应循环剂的催化剂的循环。而爱根所提出超循环是催化功能的超循环,不是指由反应组成的超循环。它是经过循环联系把自催化或自复制单元连接起来的系统,其中每一个自复制单元既能指导自己的复制,又对下一个中间物的产物提供催化支持。如,遗传密码的复制就是用这种超循环来保证的。核酸系列的每一段可以自我复制,另外它又通过所编码的酶去影响下一段的自复制过程。这种超循环说明生命秩序不是人体和生物体之外某种超自然的力量给予的,而是自组织的程序;也不是人体和生物体本身之外的某种目的论的产物,它们都是在自身复杂化过程中形成和提供的。
系统如何由众多要素自动组织起来。形成一个具有一定结构和功能的新系统,在微观机制上对系统怎样从无序状态过渡到有序状态作了科学说明。尽管一些问题还有争议,但必定他们把物理世界、生物世界的两种演化统一起来,在揭示系统自组织过程的规律性上作出了重要贡献。
自古代朴素的人体观,近代的机械论人体观到现代的辩证系统的人体观。(https://www.daowen.com)
在人体观的发展史上,古希腊亚里士多德指出:“整体不是局部相加的思想。”
人的生命现象,典型地表现在人体各部分整体上的耦合之中。这就促使古代自然哲学家和医学在整体的朴素水平上,对生命的活动进行解释和概括,但因历史条件限制,古代整体论思想,缺乏具体的科学分析和论证。
近代自然科学和医学对人体的生命现象都作了具体分析。他们把部分从整体中分解出来进行研究,热衷于对事物或过程的某一方面特性或规律的揭示,并且力图用最基本的力学、物理学、化学的知识,来解释复杂的生命系统所表现出来的各种活动。这却忽视或看不到整体的性质以及整体规律对部分的支配作用,认为生命的运动形式和规律,可以归结为人体各部分或各过程的物理、化学运动的形式和规律。他们虽然正确地指出了要弄清生命现象就必须研究生命现象赖以发生的机械、物理、化学过程,但不能说明生物体的统一性、秩序、组织和自动调节性等等。
有些人看到了生命运动不同于机械运动,看到了作为整体的生命现象,有着其部分相加不能说明的新的性质。认为这种性质似乎受一种特殊力量的支配,并把这种特殊力量称之为“活力”。持如此观点的人,历史上称为活力论者。看来他们是抓住了机械论者的要害,并正确指出生命现象不能归结为机械,物理,化学等过程,他们试图回答统一性,秩序,组织和自调性等问题,但却没有做出什么科学论证,只不过给机械论从外部加进了一种超自然的活力。而往往把人们引向神秘道路上去。
20世纪以来,人们用物理、化学的方法分析研究生命机体获得了巨大的成功。特别是分子生物学的建立与发展,使人们感觉到生物的结构与功能并没有什么神秘的活力,除了这些大分子之间的物理、化学之外再也看不到有什么外力支配。于是有人在新的水平上又提出了类似机械论的观点,认为生命现象,就是这些生物大分子之间的理化作用,生命规律可以归结为这些物理的、化学的规律。由于从分子水平上还不能完整来说明整体的特有性质,所以人们大多不同意上述论点。强调生物大分子只是组成生物体的基本元素,整体并不等于它的所有部分相加之和,强调生命现象只是生物体作为一个整体时才具备的。于是,整体与部分这个古老的命题又在新的科学水平上争论起来。
自20世纪60年代以来,这两种不同的看法,出现了相互影响的趋势。即一方面用物理、化学的分析方法不断向生物体的更深层次结构探索,同时也重视了用整体性观点去指导这种分析。这两方面辩证地结合起来,使人们有可能深入分析生物体内部结构,可以导向对有机体的整体性认识。从而扬弃机械论的狭隘和活力论的神秘,以揭示生命系统本身的特有本质。