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 生命随想（和中学生漫谈系列之二） |
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克里斯琴
[个人文集]
加入时间: 2004/10/16
文章: 2082
经验值: 20325
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作者：克里斯琴 在 寒山小径 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
一
生命是物质和能量的一种特殊运动形式，可以说是一种高级的物质和能量的存在方式。一切生物最基本的本能就是繁衍种族——在种和量上，这好像是它们生存的唯一目的，因为不能良好完成这项任务的物种都已经或必将灭亡，不复存在；而善于这项活动的物种将越来越繁荣，数量越来越多，结果此物种所蕴含的物质和能量越来越多。
假定有机物是从无机物中诞生、生命是一系列自然进化之结果的假说是对的，那么在有机生命诞生之前的世界，物质和能量只以无机形式运动，后来随着生命的出现、数量渐渐增多、复杂化，世界的物质和能量中被生命所占据的部分便有了全新的运动形式。而正是因为生命体有自我繁殖这一显著区别于非生命体的特性，无机物世界正在被有机物、生命体逐渐取代。纵观地球漫长的历史，从开天辟地的一片混沌到今日覆盖这个星球的令人叹为观止的大千生命世界，不正是物质和能量的存在形态从无机向有机生命转变的最好例子吗。如果纯粹哲学意义上没有“高级”之说，生命至少是一种后期的宇宙间物质和能量的运动形式。
二
新陈代谢是一种高效率的生命活动方式。最早可能来源于融合和衰变分裂，进而发展成主动吞噬和排泄。新陈代谢的好处在于不停修补破旧的东西不如索性更换新的来得经济实惠,很朴素的道理。由摄入来替代和补充损耗，以排泄来保持系统精简高效，由此生物成为一种开放系统，不停在与周围环境主动地进行物质和能量交换。长远来看这种行为改造了世界，把无机物不停地变成有机物从而扩展了生物界。
以个体为例，在生长发育期，新陈代谢处于正平衡，摄入大于排出，物质和能量不断在生物体内积累，个体从而成长。到了成年期，代谢基本处于平衡，摄入和排出大致相等。各种生命活动的进行都需要能量，作为生命活动本质的各种理化反应都以物质为载体和媒介。成年期的新陈代谢主要是能量代谢，伴随之必然会有物质的代谢。
比如我们进食的食物主要由诸多蕴含能量的高分子化合物所构成，我们呼吸吸入氧气，通过一系列的生物裂解和氧化反应，把食物中的高分子消化吸收、氧化降解成为低分子、小分子从而获得原先蕴藏于这些高分子化学键中的能量，供各种生命活动使用，最后排出降解产物和不能利用的废料，这便是能量代谢的梗概。为完成这一过程及其他生命活动需要很多酶触与载体的参与（其中绝大部分由身体从食物经消化后提供的原料中合成，也有一些直接来自食物），它们不断在被消耗需要及时补充，而它们发生作用后的衰变体往往可以循环再利用，不能的将被分解、最终作为各种代谢产物被排出体外，这就是物质代谢的大概。
老薛（顶饿）认为既然原子和原子没有差别、能量和能量之间也是等价，新陈代谢的目的便是为了摄取“负熵”，以维持系统的有序和结构。这值得探讨，首先“负熵”在生物体里具体表现为什么定性的物质和能量形式、又如何定量测量就很难讲清楚。（看来玄学不光是中国人才喜欢）其次，于生命活动中消耗的能量和补充摄入的能量也许在量上相等，但形式和运动方式完全不同，通过能量的代谢转化，生命活动方得以实施，这才是目的。而能量代谢必然伴随着作为载体的物质的代谢活动。
新陈代谢有不同的层面，有细胞器水平的细胞生活、生化反应层面；有细胞水平的细胞衰亡新生层面；加上细胞外间质的更新，构成了组织器官水平的metabolism；繁殖则可以看成是种群层面的新陈代谢，以繁殖活动产生多样的子代好过个体的永生，因为多样多量的子代蕴涵更强的环境适应力，有利于种群发展。
三
最本质的生命活动有两种——摄食和繁殖，即俗谓的饮食和男女。前者是为了自身生存，后者是为了种族延续扩增，讲到底，前者是为了后者，即生命活动归根结底的目的在于自我扩张。这就是为什么断子绝孙可悲的原因，因为生命除此之外实在别无他义，也就好理解咒人断子绝孙有多缺德了。至于追求理想、探索世界、建设共产主义等在高级复杂的神经活动指导下的独特生命行为不过是为了最终能更好地进行摄食和繁殖活动的进化结果，大家不要本末倒置。说白了，就是吃好饭、抚养好孩子比实现共产主义更重要。
生物界通过食物链巧妙和谐地联系到一块儿，成为一个联动的相互间不可或缺的整体。你不可能从空气和土壤中获取营养物质，从阳光中获得能量，植物就能；一些动物进食植物，另一些动物进食动物，还有些动物什么都吃（比如人，从这点上讲，广东人进化得最完善，处在食物链的最顶端）以获取所需物质和能量；而他们的代谢、排泄产物及遗骸（粪、尿、尸体及呼出的二氧化碳）又为植物所利用。由此形成的生物界之系统内谐显得如此完美，几乎没有浪费，而此系统的目的就是吞噬无机界以扩展自身。
地球上一切生物的能量来源几乎都来自于太阳，最近发现的在深海火山周围活动的生态系是个例外，他们利用的是地热能。人类几乎所有活动都直接或间接依赖太阳能（核能除外），煤炭和石油其实是被保存在地壳中未受到充分氧化分解的古代动植物的遗骸。因而更直接、有效、洁净地利用太阳能必然是未来能源产业的发展方向，比如以水为循环介质的太阳能系统就很有发展前景。（以太阳能发电，多余的能量电解水，得到的氢气作为可贮藏的能源供引擎燃烧使用，产生的又是水）
四
生物界虽然在不断同化消化着无机世界，但仍然受到无机环境的极大左右，局部地区理化环境的改变会给所处其中的生态系带来根本性的影响。为了更好地适应不可预测的环境改变，生物界发展出了普遍的多样性。以两性交配的繁殖方式产生子代的过程中遗传物质得到随机重组，加上遗传变异的机会，使产生的子代个个不同，极尽多样。这使得在同一环境中，有可能进化出适应协调得更好的种；而当环境发生各种改变时，又有更多的可能使其中总有一些会存活下来，繁殖发展，延续种族。可见，生物多样性使物种蕴涵了更强的环境适应和应变能力，多样性是生物界在与环境互动地进化过程中发展出来的更高级的生物特性。它的指数式累积导致了今日生命世界的纷繁复杂、大千万象。
病毒、细菌、真菌等低等生命体没有性别差异，通过单性繁殖方式繁衍。到了复杂一点的多细胞真核生物如原始藻类才出现两性繁殖，两性繁殖方式由于推动发展了生物多样性而在进化过程中得以保存。为什么没有发展出多性繁殖来呢？那样不是更有利于多样性的产生吗？因为两性系统是既能发展多样性又能保持稳定性的最简洁经济的系统。复杂了就容易在调控上出错，须在调控校检上耗费大量资源，没有必要，浪费。这也符合世界的两极性之根本规律。上帝仅仅把一变成了二，世界就变得如此多姿多彩。
多样性的重要意义在别的领域也有广泛体现。比如市场经济体制和反垄断法的结合因为维护了经济活动的多样性而能保持经济增长的健康和活力；舆论自由法案保障了公众思想言论的多样性从而推进了思想文化的发展；民主制度也正由于是一种保障多样性的制度而显示其优越性。
现在你可以理解为什么生物学家、生态环境学家会愿意为了保护一些看似毫无用处、已濒临灭绝的物种的延续而不辞劳苦、倾注血本了。一来它们的存在对研究生态系的历史、演变和发展具有不可预知的价值；二来由于我们不是上帝，并不明白它们在整个自然生态环境中的确切地位和意义，保持物种多样性的努力本身就是对自然生态环境的维护。直到我们发展进化到可以脱离自然生态环境而生存繁衍之前，我们作为生态系的一部分不得不依赖我们已非常适应了的这整个生态环境，不希望它发生巨大变化。
五
计算机在记忆和运算方面的能力无与伦比，理论上可以做到unlimited，但是它不会像人一样思考。人工智能(Artificial Intelligence)研究的目的是设计开发能够像人类一样学习和思考的计算机系统。这一学科贯穿计算机科学、脑神经科学、心理学、哲学等领域，很难，目前尚处于起步阶段，但必然会给计算机工业和人类社会带来深刻影响。
从语言的理解、逻辑思维的建立，归纳、类比、联想等思维方法的掌握，及对经验反馈机制深入模仿后学习能力的发展；到创造性思维的诞生、好奇心和探索欲的植入；最后在机器人工业同步发展下，当机器人拥有了自我繁殖的主观意志，自然生命界被机械生命所取代的时日也许就不远了。
这听上去有点恐怖，我们怎么会让机器人自我繁殖、残害人类呢？
回答是“并不是没有可能！”，我们在战争中使用智能战斗机械和机器人，让它们尽可能地打击和摧残敌军，会让它们藐视人类生命；对机器人进行保存记忆和经验的版本更新操作就是告诉它们生命可以通过新陈代谢方式延续下去；完全的自动化生产（由机器人来管理监控生产机器人）等于教会它们如何自我繁衍……。一旦机器人学会了思考，你是不可能永远说服它们必需服务于人类的，就像你决定不了自己孩子的一生一样。
如果认识到生命体与非生命体最根本的区别在于——凡生命体都有自我繁殖的意志，它们不停地通过同化外部世界来实现自我扩张，是宇宙间物质和能量运动的一种后期形式；如果把生物界理解成区别于之前无生界的，一个物质和能量以全新的方式运动的系统，机械化生命不正是生命进一步进化的最现实的方式吗？
机械化生命形态极大程度地扩展了对物质的利用范围，从有机物富含的C,H,O,P,N等元素到各种金属、半导体和放射性元素。这种利用非同人类，乃是同化吸收，融合到系统内部。机械化生命拥有迄今为止生物生命体无可比拟的环境适应、变异演进和繁殖扩张能力。拥有了人类智慧和生物特性的机器人几乎就是神。从这种意义上说，计算机病毒可以算是一种早期的机械生命体。
而那时候我们人类的命运呢？机械化生命的生存完全不依赖自然生态环境，何况我们和它们是资源竞争者，命运可想而知。作为它们的祖先存在于它们遥远的记忆中？幸运一点的，或许能成为供它们研究的实验对象和标本而被饲养繁殖。好在，我们及我们的孩子这几辈人是看不到这一天的到来的。
有趣的是，如果依照本文对生命体的定义（具有自我扩张增殖特征的物质和能量的运动形态），在我们已知的世界中，终极的生命形态是什么呢？
——黑洞。
3.20.2005
作者：克里斯琴 在 寒山小径 发贴, 来自 http://www.hjclub.org
上一次由克里斯琴于2009-8-13 周四, 下午8:02修改，总共修改了3次 |
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