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生命的本质——信息支配的物质运动
http://www.100md.com 2012年2月15日 王志华的博客
    生与死,这是每个人都不可回避的问题。同时又是每个人都感到高深莫测、不可思议的问题。一个人活着的时候具有生命,一旦死亡生命就结束了。谁也无法否认生命现象是一种物质运动,但又不能等同于一般的物质运动。其他的非生命物质运动可以重新来一次,但人死之后却不能重来,永远不能起死回生。尽管构成生命的所有物质仍然存在,但就是无法再现生命,令人百思不解。人们都希望得到答案,却又都得不到答案。迄今为止,生命问题仍然是科学上最大的难题。

    必须承认,哲学不是生命科学,没有研究生命科学的具体任务。尤其笔者才疏学浅,更不敢妄谈生命科学。但是,真正科学意义的哲学,最终必定涉足生命科学,也必定能够驾驭生命科学。正因为如此,笔者的思路已经无法回避生命科学的问题,不能为而必为之。

    哲学更为重要的意义还在于,只有从驾驭科学整体的高度来深刻理解生命的本质,才能有助于生命科学的深入发展,才能更透彻地理解信息支配运动在生命科学中的意义,才能更加深刻地理解人类智能的生命运动本质,才能更深刻地理解人性。这个问题一旦突破,不仅能够更深刻地理解人性的本质,而且哲学的另一个领域——认识论领域也将面临历史性突破。
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    生命是一种奇特的现象,是一种独特的物质运动,也是一个亘古未解之谜。自古以来,人类都在关注和思考这个问题,从思想家到科学家,从普通平民到各种宗教人士,都存在自己的思考和看法,产生了各种各样的假说[1]。但是,生命是怎样产生的,生命的本质是什么?目前的科学成果还无法做出终极的答案?因为生命问题可能是宇宙运动中也是科学上的最大奥秘。

    我认为,研究构成生命的物质成分与微观结构,固然是生命科学的重要内容。但是,纯粹的物质构造研究,未必能够解开生命之谜。因为一个失去生命的尸体,其物质结构未必不同。因此,应该把物质运动与信息化运动作为生命科学的整体来研究,重点放在物质运动中如何产生信息化运动来揭示生命的本质,从产生信息化运动的原理入手,来揭示生命的物质运动原理,这样才可能最终完成生命科学的研究。当然,这无疑是一个外行人的观点,但也并非没有参考意义。

    总之,生命是一种物质运动,但绝对不能简单地理解为纯粹的物理现象,而应该是信息软件与物质硬件所构成的整体运动,生命的核心本质是信息支配的自动化物质运动。实际上,所谓灵魂就是生命体中的信息运动系统。如果说这种判断是客观的,那么“生命是什么”的问题就得到了解决,生命的本质就得到了揭示。因此,生命科学的发展,不仅要研究合成生命的物质成分与结构方式,更重要的是要研究产生信息支配运动的生物原理,这样才能促使生命科学的全面发展。其中关于“信息支配运动”的生物原理,更是生命科学的重点。
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    一、生命的定义

    生命是什么?人们好像看得见、摸得着,同时好像又说不清、道不明。人们都能够感觉到生命的存在,因为“我活着就有生命,死了就没有生命”,就这么简单。但是谁能够说清楚生命是什么呢?

    人的生命似乎是物质存在,似乎又不是简单的物质存在;似乎是肉体的,似乎又不纯粹是肉体的。因为人死了之后肉体还存在,但生命却没有了。生命存在于肉体,却又不是肉体本身。死亡前后都是同一个躯体,活着的时候活蹦乱跳的,但是死亡后的尸体已经完全没有人的意义。也就是说,活人和死人都是同一个物质实体,区别就在于有生命和无生命。那么生命到底是什么?人们大有“只可意会不可言传”之感。

    生命现象是一个亘古不解之谜。面对生命,人们只好猜测,于是就形成了这样一种观点,认为生命是一种不依赖于肉体而存在的灵魂,灵魂在肉体之中人就活着,灵魂离开肉体人就死亡。在这个基础上,进而出现了离开肉体的灵魂——鬼神以及转世投胎等各种各样的鬼神理论。在中国古典文献中,还有关于“灵魂出窍”的故事。这些说法虽然没有任何科学意义,但是在逻辑上并没有什么破绽,而且能够自圆其说,这正是许多人相信灵魂存在的重要原因之一。
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    产生这种现象的主要原因,是我们对生命的本质缺乏了解,以至于长期以来无法对生命进行科学的定义。对生命无法进行确切的解释,任何说法都不能有力的回答“生命是什么”的问题。既然科学上不能拿出有力的答案,那么鬼神论反而更具有逻辑说服力。

    但是,在信息科学高度发达的今天,对于深入理解生命本质的问题提供了条件,必将极大地加速生命科学的进度,那么鬼神论也因此而无法继续维持其生命力。

    科学技术的高度发达,尤其是以电子计算机为代表的信息技术的高度发达,出现了“信息”、“智能”、“人工智能”等新的概念并且已经广泛普及,随着人类对信息世界的深入认识,为人类认识物质运动的信息化本质打开了一扇明亮的窗户,使得人类对信息世界的奥秘开始清晰可见。

    人们已经深刻体会到,信息本身与物质一样都是一种客观存在;深刻地体会到,信息既具有与物质运动形影不离的特征,又具有能够与物质运动相分离而独立存在的特征。这就意味着,信息科学不仅为进一步深刻认识生命的本质提供了可能,而且为哲学的历史性突破提供了可能。
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    现代信息科学已经很清楚地表明,信息是物质运动的重要组成部分,信息本身就是一种客观存在;进一步的研究证明,人类的精神活动也是一种物质运动,精神活动是特定的物质运动的一种存在形式,同样是一种客观存在。“物质与精神”是生物运动的两个组成部分即硬件与软件,都是属于物质运动的范畴。应该而且必须把“物质与精神”作为物质运动的整体构造来观察,唯其如此才能真正弄清楚事物的本来面目。这是因为,物质运动存在信息支配运动与非信息支配运动两种不同的类型。

    简单地说,一切具有生命的事物都是信息化运动,否则都是非信息化运动。信息化运动是最复杂的运动,也是物质运动的最高层次。因此,生物科学是最尖端的自然科学。信息化运动则是目前最尖端的哲学课题。

    生命的定义是什么?我曾经查找各种文献,但未能得到满足。汉语词典是这样解释的:“由核酸与蛋白质等物质组成的生物体。”毫无疑问,这个释义回答的是构成细胞的物质要素,由于细胞是生命体的微观元素,于是把细胞构造推论为生命定义。实际上这个释义并没有回答生命的定义。当一个人死亡之后,“由核酸与蛋白质等物质组成的生物体”仍然存在,但是没有生命。
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    不错,虽然生命体的元素——细胞也许就是由这些要素构成,但即使是如此,也只是回答了生命元素的物质结构。然而,这些要素的物理组合却未必就是生命。因为生物死亡的时候,这些要素仍然存在,其组织结构也依然存在。那么,究竟什么是生命的内在含义呢?

    我认为:生命是具有稳定的自组织系统的有机体,在自身的精密程序控制下,所产生的需求能动、持续稳定的自动化运动。可以简单地表述为:生命是自组织系统自我程序控制的自动化运动。这是生命的基本定义。1、物质运动性。任何生命都是一种物质运动,与无机运动不同的是,生命运动的生命体是一种稳定的自组织系统。这种稳定的自组织系统,是生命运动的物质载体,没有这个物质载体就没有任何生命存在。所谓生命,就是这个自组织系统的自动化运动。一个人的死亡意味着这个自组织系统终止了运动,反过来说自组织系统终止运动就意味着生命的结束。因此,不存在人死之后还有灵魂的可能,所谓脱离物质实体的神灵是不可能存在的。
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    二、生命的需求能动性

    生命的重要特征是具有自我运动的活力,这种活力来源于主观需求。作为人类来说,生命表现为一种生存与发展的欲望。

    任何生命体的存在,首先是为了维持生命现象本身的存在,然后才是追求其发展,这就必然表现出:主观需求——欲望——吸收能量——生存与发展的公式,否则生命就不能维持。

    比如人类个体,需要两大类的能量,即物质需求与精神需求,就物质需求来说,除了衣食住行外,还需要不断的吸收氧气。正是这种主观的能量需求现象,决定了人类必须不断地索取所需能量,劳动就是索取生存能量的一种手段。任何生命现象都存在能动需求,都具有主观能动性,只是存在程度上的差别而已。

    一般认为,植物是不具有能动性的,其实不然。一般情况下,树的根系都会比较均匀地向周边扩展,如果在一棵树的某一测施放一堆肥料,这棵树很快就向这堆肥料长出大量树根。这种随机性在植物世界大量存在,证明植物同样具有需求能动性。
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    三、生命的持续稳定性

    生命运动是一种不间断的连续运动,是一种自动化运动。一方面,持续性表现在生命个体,任何一个生命个体都必须持续不断的运动,运动的终止就意味着生命的结束。

    另一方面,表现在物种的持续稳定的繁衍。任何个体的生命都是有限的,但任何物种都能够以自己的固有方式进行繁殖,以“传宗接代”的接力运动形式,延续物种的生命运动。

    同时,任何一种持续发展的生命运动都具有高度的稳定性。一方面,表现在生命个体的运动稳定性。比如人体是一个最复杂的运动体,由多个不同的子系统构成一个协调运动的整体系统。在正常情况下,人体内部始终能够保持运动的稳定性,其中心率、呼吸、体温、血压频率的稳定性就是典型的表现。

    另一方面,表现在物种持续运动的稳定性,一个物种的运动无论持续多长的时间,如果期间没有改变物种内部的自组织系统的结构,那么物种的繁殖完全是一个原样复制的过程。人类的繁衍长达几十万年,却始终保持了物种的稳定性。
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    四、生命的程序控制性

    日常生活中所说的程序,是一个比较笼统的概念。严格地说,程序应该包含两方面,一是事物的固定的物质结构,这是一种静态的程序,这种结构决定事物的发展方向。如前所述,不同的生命基因结构决定不同的物种。

    二是事物运动过程的次序,也可以说是一种动态的结构。一种稳定的生物结构必须按照固有的、严密的次序进行运动,才能确保事物按照既定方向发展。比如人类的基因结构决定了人的发展方向始终是人,但人必须按照人所需要的固有次序运动,否则就会终止生命。前者是固态程序(也可以说是静态程序),后者是动态程序,静态程序与动态程序构成一个动静坐标系统,从而形成程序的完整体系。一种运动的稳定性,就是严密的程序控制的必然结果。

    一种生物能够保持几十万年持续稳定的存在而不出现变异,究竟是什么原因?表面看起来这是一个十分复杂而深奥的问题,其实道理非常简单。就是各个物种内部的自组织系统具有十分严格的程序控制。
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    (一)固态程序控制

    生命运动持续的高度稳定性,给了我们一个重要的启示:任何生命体都存在一个固定的自组织系统,不同的生命现象具有不同的自组织系统。

    细菌、昆虫、植物、低等动物、人类是不同类别的生命现象,各种生物之所以存在区别,在于不同的生物具有不同的内部自组织系统,这种内部自组织系统的固定性,决定了物种的稳定性。

    一种生命的自组织系统的形成,是微观世界能量相容的产物。首先,这种自组织系统不是可以随便形成的,而是在能量相容原理支配下构成的严密构造;其次,自组织系统不是可以随意改变的,如果改变其结构就必然改变其生命的性质。因此,物种的区别是先天性的,在生命起源的那个时刻就已经决定了。

    在生命起源的初期,形成什么样的自组织系统,就决定了出现什么样的生命现象,只要这种自组织系统是相容的、合理的,同时与环境的能量供求是和谐的,那么这种生命就不可能产生变异,就一定能够保持持续稳定的发展。各个物种的发展过程,都是其最初的自组织系统由低级向高级发展的过程。如果物种出现变异,那么毫无疑问,一定出现了物种自组织系统的变化。
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    生活事实告诉我们,一些同类而不同科的动物通过杂交可以繁殖后代,比如马与驴的交配可以繁殖骡子,形成了既不同于马又不同于驴的新的生命体,但是骡子却不能继续繁殖,不能形成一个能够自我延续的物种。植物通过嫁接或者杂交可以培育出新一代品种,如中国著名的水稻专家袁隆平院士培育出的杂交水稻,其外观形态、产量等多方面都优于父本与母本,但这种杂交水稻同样不能作为一个稳定的物种进行繁衍。

    自组织系统的这种程序控制本质,将强有力的证明,任何关于物种发展的变异学说都是毫无根据的猜想。尤其是所谓“劳动创造人”等观点,认为通过外在的物理作用来改变人类属性,完全是是一种没有根据的戏说,毫无科学含量。

    生物的内部自组织系统,决定了其物种的区别;自组织系统的稳定性决定了物种的稳定性。但这仅仅是生命运动程序控制的表现之一。更重要的还在于各种生物自身运动过程的动态稳定性,这是生命运动的核心。

    (二)动态程序控制
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    生命运动的稳定性,一方面是内部自组织系统的固态控制,另一方面是运动次序的动态控制。只要我们细心观察,就会惊奇的发现,每一种生物的运动过程都被一种神秘的力量所控制。人们之所以能够发现生物运动的规律,就是因为各种生物的运动,表现出形态、规模、频率、速度、强度等多方面的统一性、一贯性和准确性。

    比如,植物的生长、开花、结果,是人们最熟悉的运动过程,农民知道“桃三李四”的规律,就是在播种后,桃树三年结果、李树四年结果。这种时间的控制准确无误。还有,哺乳动物一般都是胎生,通过怀孕进行繁殖。每一种动物的怀孕期都不相同,牛约为1年、猪约4个月、狗约3个月,而人约为280日。尽管外部因素可能导致这种时间的些微差异,但基本上是一致的,而且亘古不变。更为惊奇的是,果树到了开花结果的时候,同一品种的每一棵独立的果树,竟然能够不约而同的在同一时间开花,而且其果实几乎也在同一时段成熟。这种高度的步调一致,远远超过了人类的行为,令人惊叹。

    又比如,人体内部运动的复杂性超过了一切其他事物,人体的每一个系统都是一个十分严密的、精确的复杂系统。而各个系统按照功能分工形成一个整体合作的严密、精确的大系统。无论是分系统、还是整体系统,其运动过程从时间控制到能量控制都十分严密而精确,比如呼吸的频率、心跳的速度、血压的高低、体温的高低,一切都在有序的控制之中。
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    就拿消化系统来说,我们每天吃进大量的食物,软的硬的、粗的细的、干的湿的、酸甜苦辣各种东西都往胃里倒,胃就像一个万能垃圾桶。可是,我们的消化系统却能够把这些乱七八糟的东西进行全面的化解、溶解、分解,把其中有益的成分分解出来输送到身体其他部位,而把无用的东西排泄出去。消化系统所进行的工作与一个社会的生产、分配系统完全相同,但是其统一性、一贯性、严密性、精确性,人类社会的行为系统却根本无法与之相比。

    更为有趣的是,龟甲类动物除了肉体以外,还有一个保护自己的甲壳,贝类、乌龟、蜗牛等等都是如此。甲壳的成分一般为钙。令人惊奇的是,这些动物在长大的过程中,肉体增长的同时,如同石头一般的甲壳也能够按比例模拟放大,其形状、花纹都不走样,这种生长方式竟然控制得如此精确,实在是巧夺天工,令人叹为观止。

    各种植物也不例外,一种果树一代又一代的繁衍,但始终保持着木质、木纹、叶状、花形、花色、花香、果实、结构与味道等各方面的高度一致性,而且只要是相同的树种,必定在各方面都是基本相同的,使人不可思议。
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    各种生物还表现出一个共同的特征,就是运动的周期性,在基本相等的时间内出现相同的运动。如植物生长与开花结果的季节性、动物的排卵周期等等,也就是通常所说的生物钟。这种周期性与地球运动的周期性密切相关,更重要的是与生物内部运动密切相关。

    这一切奇妙的规律,究竟是如何形成的,是什么在起决定作用?毫无疑问,生命运动遵循着一个共同的原则,就是严密的动态程序控制,我相信遗传工程学的最终研究结果一定会证明这个结论。

    五、生命的信息制导性

    在前面的论述中,曾经论述了“能量制导”问题,程序控制就是信息能量所完成的制导方式,而且是主要的制导方式。那么,制导也存在硬件制导与软件制导。

    信息科学的出现,遥控技术已经广泛运用于日常生活。这就告诉我们,除了物质直接对接的硬件能量传递与能量制导外,还存在另一种制导即软件制导,这种软件制导就是信息制导。因此,信息科学为我们更深刻地理解生命的本质提供了帮助。生命现象,实质是一种全方位信息支配的事物。任何一种生命,都是信息支配的产物。
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    一般来说,各种动物都具备能够对外界信息产生反应的功能系统。尽管这种信息系统存在高级与低级的区别,但都能够不同程度地对外界信息做出反应。

    最低级的信息系统,只能够对外界信息做出简单反应,有的只能够对单一信息做出反应。而高级生物的信息系统则能够接受、处理、传递多种信息,并且能够进行周密的思维分析。

    人类的智能系统则是最高级的信息处理系统,人类的信息系统是最精密、最完美、最高速的生物计算机。事实上,人类的一切行为,以及人体自组织系统的运动,都是一个信息处理与信息支配的过程。当然,人类个体之间的智能系统也存在一定差异,也就决定了聪明程度的区别。

    人类随机的信息处理与信息支配现象,证明了生命现象是信息支配的运动,对于这一点人们应该都能够理解。但是这仅仅是信息支配的内容之一,属于宏观的的显性信息支配,不代表信息支配的全部。比如,当一个人成为“植物人”,虽然丧失了意识,但能够借助于他人的帮助仍然可以维系生命的存在,甚至在一定的条件下还可以恢复意识。那么,植物人的存在是不是属于信息支配运动呢?当然是,植物人、植物本身都是信息支配运动。
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    前面的论述表明,生命运动客观上存在“显性信息”支配与“隐性信息”支配两种形式。一切无意识的生命运动,都不具备随机性,没有知觉,没有随机的反应,更没有喜怒哀乐与爱恨情仇等情绪变化。但是其机体内部同样依靠信息支配其运动,这就是隐性信息支配。

    生命运动受生命机体内部的严密的动态程序的控制,这种程序控制能够保持生物形态、规模、运动方式、时间周期、以及色彩、声音等各方面的原样复制。但物质结构是有形的,运动表现也是有形的,而控制运动的程序是无形的。实际上,程序控制是一种无形的信息支配,这就是软件。

    克隆技术的成功,给了我们重要的启示。克隆动物是从母本动物身上截取的一个细胞培育出的生命,能够完完全全保持母本动物的原样。为什么一个细胞能够复制出完整的生物,而且能够复制出与母本完全相同的生物?这恰恰说明,一个细胞保存了一个动物的全部信息,包括动物的组织结构、形态、规模、色彩、声音以及全部的运动程序。实际上一个细胞就是一个动物的完整的组织结构图和完整的运动程序图。一个新生命的出现,其运动的发展方向完全由这种信息支配着。生物科学的研究成果已经证明这一点。
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    没有显性信息系统的生物如植物,其内部运动完全是隐性信息支配的结果;而具有显性信息系统的动物,其外部随机运动依赖于显性信息系统的支配,而其机体内部的运动同样是隐性信息支配的结果。

    许多动物特别是哺乳动物,同时具有显性信息支配与隐性信息支配两种信息系统。毫无疑问,人类也同时具备显性信息支配和隐性信息支配两大系统。当人的显性信息系统遭到破坏,而隐性信息支配系统未被破坏时,这个人就成了无意识的植物人。植物人的显性信息系统虽然被破坏了,但他的隐性信息支配系统仍然在支配其身体自组织系统的运动。

    因此,判断一个生命是否死亡,唯一的标准不是看器官是否停止运动,而是看隐性信息系统是否完全停止运动。尽管器官可能暂时停止了运动,比如暂时停止呼吸,但只要隐性信息系统没有终止运动,那么这个人还可能起死回生。

    [1]为便于阅读理解,有关各种假说,以附论的形式记录在在本章的后面,供阅读时参考。, http://www.100md.com