自组织现象

任何一个生物个体的生长发育，都是从少数细胞开始的，由此发展成各种复杂有序的器官。而所有的细胞都是由许许多多原先是分散无序的原子组成的。现代分子生物学揭示，任何一个细胞中至少含有一个遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸），一切生物的遗传信息就是靠它们得以传递的。例如，鸡的卵受精后，它的DNA就能保证这只蛋孵化后，破壳而出的仍然是鸡而不是鸭，而且这只小鸡与它的父母还是同一品种的鸡。这个极其微小的DNA长链分子，却可能是由1亿到100亿个原子组成的。这些原子的种类有碳、氢、氧、磷、氮等等。这么多的原子在DNA里被组织得井井有条，它们构成了四种不同的核苷酸碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）和C（胞嘧啶）。我们在图中分别用圆凸（A）、圆凹（T）、尖凸（G）、尖凹（C）这四种符号表示这四种碱基。在每个DNA分子中，有两条长链绕成螺旋状，这种长链由糖基S与磷酸基P交替结合而成。它们又是靠A和T以及G和C之间的氢键结合在一起，而绕成螺旋状的。A、T、G、C只与S相连，不与P结合，最终构成了如图所示那样的DNA双螺旋分子。这条分子链中，A-T对和C-G对达100万到10亿对之多，但都按一定的严格次序排列着。一个生物体的全部遗传信息都以编码（就像电报的编码一样）的形式编在这些碱基的排列次序中了，这是多么神奇有序的结构呀！而这一切竟来源于被生物体摄入体内的空气、水、食物中的那些混乱无序的原子！

DNA分子结构

在自然界中，这种从简单到复杂、从低级到高级、从无序到有序的“自组织现象”，几乎比比皆是。那么，混乱无序的原子是怎样组成神奇有序的结构的呢？

普利高津认为，无序的东西通过“涨落”可以达到有序结构。那么，什么是“涨落”呢？原来，系统的状态在局部上会偏离宏观平衡态，这种自发产生的微小偏离就称为“涨落”。另外，系统所受的外界条件也或多或少总有一些变动，这也是一种“涨落”。正是这两方面的涨落，为系统发展到有序结构提供了机遇，因为它们使系统偏离甚至远离平衡态。这时，非平衡态的热力学规律就起作用了。