生物学混沌_宇宙时间奥秘
前面考虑化学钟时,我们发现有化学混沌。现在我们考虑生命钟,情况好像是一样。虽然关于生物混沌的研究仍属初步,它看上去对某些重要而往往是不良的现象,应该负有责任。混沌似乎发生在体内组织解体,身体处于非正常动力状态的时候。有人断言,心脏病暴发时,混沌便显露头角,一如在某些疾病时好时坏的变化之中。另外有人推测,对混沌的了解将有利于用脑电活动分析来预报癫痫发作。它甚至是演化少不了的因素,不过,这些论调不宜过分相信。近年来世上无疑地对于混沌的存在有“赶时髦”现象:一方面报刊科学通讯员将它大肆宣传,另一方面科研者抓住它,用它来赢得名声与经济资助。鼓吹混沌的人认为:混沌到处都有。然而,对于许多生物学中的例子,可以说陪审团仍在考虑之中。就如第六章所说,我们应该辨别内禀于系统的决定性混沌和来于外界噪音的随机变化。区别两者,理论上有很好的检验方法,但是实际应用起来,并非直截了当。这是因为,如果没有详细数据,我们依靠不了现有检定混沌特征的方法,例如计算自称为奇异吸引子的分维数。这些吸引子,就是其中资料最齐备的例子,也还没有人证明过是满足严格数学定义的。
尽管如此,在生物过程每个层次上,从细胞内的事件到细胞与细胞之间的事件,从有机体体内事件到诸有机体之间的事件,似乎多少的确存在有混沌和组织并列。这些事件都是不可逆过程,而不可逆性同时含有混沌和组织的配方,犹如印度舞神湿婆,一手拿着破坏的火,一手敲着创造的鼓。本章将继续调查研究生命的这两方面,希望能彻底领会不可逆耗散式系统在自然界的重要性。
由于熵在增大,所有活体系都在耗散。这种体系也都是动态的,因为其中的过程极端地倾向于演化。用术语来说,我们现在是在研究远离平衡、非线性耗散系统中,时间上不可逆的演化。一个等价的名词术语就是“动力系统理论”。有些生物学家和数学模拟专家对“耗散”、“远
离平衡”,以至“非线性”这类字眼感到恼火,把它们看成是别有用心的外行强加于现有学科之上、与题无关的商标。这种情绪虽然可以理解,总属可惜。对生物学的精明见解有些是从跨学科角度取得的。基于不可逆过程的数学性质,我们将要考虑的每个实例都强调时间之箭的重要性。当然,一个理论仅仅应用成功,还不能证明它就是正确的。但我们相信,不可逆性在生物学中的重要性,已积累的证据是如此确凿,不容忽视。下面的实例,目的就是提出这些证据。
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