杨鸿智医生 2008-8-15 16:01
第8篇 中医如何从自己的小丘飞上后现代医学的高峰
第8篇 中医如何从自己的小丘飞上后现代医学的高峰
作者:杨鸿智
《中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会》主任委员
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几千年来,由中华文明哺育成长的中医学,是一个医学的高峰。但是,因为时间太久了,现在,在中医学这个高峰旁边,不但已经出现了现代医学这个比自己还高的高峰,而且,还有后现代理论医学这个更高的高峰在崛起。那么,中医怎样才能从自己的小丘飞上后现代医学的高峰呢?
一个系统。为了达到对环境的适应,调整了自己内部的各种运行机制。如果该系统达到了对环境的适应,就像爬上了一个山峰。而环境是不断变化的,系统所在的山峰会突然消失,面前出现一个新的山峰。原来的山峰消失,表明系统原来具有的适应优势已经不存在。面对新的山峰,系统又没有必要的运行机制,这样,系统就如同跌入深谷,陷入困境。长时间后,系统会死亡。有人可能会说,系统会停止在一个山峰上,其实,这个说法是不合适的。没有这样可供系统停滞不前的山峰。如果说适应是山峰,不适应就是山谷。
按照达尔文进化论适者生存,不适者灭亡。但是,生物发展的事实是,生物并没有因为环境的变化而灭亡。虽然有些生命形式灭亡了,但是,同时有更多的生命形式产生了。自然环境的改变不但没有使生物灭亡,反而是使生物的发展更繁荣了。谁也不会因为恐龙的灭绝而否定现在的物种比恐龙时代更丰富。这就是说,在生物所在的山峰下降之前,生物的大部分会跳跃到新出现的更高的山峰上去。这是一个事实。
物种在其中进化的环境并不是一成不变的,一度适合于居住的地方随着时间的推移可能变得不那么适合了,甚至可能威胁到某一物种的生存。为了继续生存,这个物种不得不修改它们的适应方式以有利于适应能更自然存活下来的小生境。不过,这样的修改可能是危险的。即使这个物种产生出使它们最终适于生活在更能自然存活的环境中的突变体,但在过渡期间它能达到这种环境而不冒不能适应和可能灭绝的危险吗?尽管生物圈环境不是固定不变的,但大量物种仍同我们在一起生活。显然,存活下来的物种解决了从一种类型的环境转换到另一种类型的环境的问题。
我们可以在“进化图景”的框架内来分析这个谜。设想一个像一张纸那样向两个方向伸展的水平面,这个平面并不完全平坦,有些地方有向上隆起的小丘,物种基因遗传中的每一个变种都沿平面的一个方向或另一个方向移动。隆起的小丘给这个图景增添了适应的因素,物种越适应它的环境,它在小丘上就攀登得越高,小丘的顶部代表最适应的点。
根据达尔文的理论,物种慢慢向小丘的顶部攀登,它们在其基因库中产生随机的变种,由此而产生的突变体面临着生存下去的考验。不适应的突变体被自然选择淘汰,这就迫使物种沿适应的斜坡向上攀登。问题是,物种也能从一个小丘向另一个小丘移动吗?
在稳定的环境中不会出现这种问题,物种能停留在它们自己的小丘上,并向小丘的顶部靠近。但是在变化着的图景中,从一个适应的顶峰向另一个适应的顶峰转移迟早是必要的;在一组条件下的真正适应可能变成在另一组条件下灭绝的原因。但是物种并没有把它们从正在消失的小丘引向另一个上升的和更加稳定的小丘的高架道路,如果它们要到达另一座小丘,它们必须下降到两丘之间的谷底。然而,在达尔文的进化论中,这是不允许的。随机突变可能会产生多种多样的突变体,它们中间不太适应的就会被自然选择所淘汰。然而,“适应”的突变体推动着物种沿它们当时所在的小丘向上攀登,因此物种不可能在适应的斜坡上“向下爬”,自然选择把它们束缚在它们当时所在的小丘上。
突变体使物种在两维空间内沿适应区运动。第三维是物种对其小生境适应的水平。因为不适应突变体灭亡,好的适应突变体繁殖,所以突变一般推动物种向适应峰攀登。当小生境变得不太适合生存,或完全消失时 (适应峰陷下去或消失掉),问题就出现了。适应原小生境的物种必须适应另一个小生境,但如果使适应水平从现在的峰降下来的突变体被自然选择所淘汰,那么怎样创生那些大量的系统性的可把物种推向另一个峰 (更稳定或可能上升的)的山脚下的突变体呢?一旦到达那儿,逐步的突变就将把它往斜坡上推,但如何到达那儿却是个谜。
成功的物种在它们的进化史上是如何设法找到从一个小丘到另一个小丘的道路的,这是一个谜。有些生物学家猜测,当它们的小丘开始收缩时,物种能产生大量的突变体,有些突变体可以像触角那样活动,从小丘向下并越过谷底一直伸展到邻近的小丘。但是很难搞清楚,这种触角突变体何以能生存足够长的时间,从当时收缩的小丘伸展到另一个上升的小丘。正如S•赖特 (Sewall Wright)所指出的,即使在小群体中,偶然的错误也会增加与自然选择有关的突变的重要性。但遗传空间是广阔的,假定突变是随机地产生的,而一个物种的适应性只限于少数可能的突变体,那么实际上产生的大多数突变体可能都不适应。不适应的突变体也将出现在通往邻近小丘的道路上。尽管赖特提出,小群体(所谓的同类群)可能偶然“碰到”适应的斜坡,此后在斜坡上受自然选择的驱使,但看上去物种似乎更可能跌进灭绝的陷阱。不适应的突变体将会被无情地淘汰,即使后来它们可能适应 (就邻近的小丘而言)。
很明显,成功的物种在它们适应的小丘收缩时并没有死去,而是在这个图景上漫游并发现了新的和更好的小丘。在达尔文和新达尔文主义理论中,这种佯谬并没有得到令人信服的解释。这对达尔文本人来说也许不是什么值得大惊小怪的事,因为他并不把突变和自然选择的偶然过程看作是对出现生命秩序的圆满回答:他相信神的创造。但最后他的理论被当作是那些事实的完美解释。
另外还需要说明的是导致进化过程有序化的一致性,在这里佯谬也继续存在。生物物种的一致性和它们的多样性一样明显,例如,鸟和蝙蝠的翅膀与在种系发生方面完全无关的海豹的鳍和两栖动物、爬行动物及脊椎动物的前肢是同源的;虽然骨骼大小和形状千差万别,但骨骼本身所处的位置是类似的,无论是它们相互之间的位置关系,还是它们对身体其余部分的位置关系,都是如此。不同物种的心脏和神经系统的位置显示出共同的秩序:内骨胳物种的神经系统在背部,心脏在腹部;而外骨骼物种的心脏和神经系统所处的位置恰好相反。此外,某些很特殊的解剖学特征也为进化历史非常不同的物种所共有,最显著的例子是眼睛:不少于40种在种系发生方面毫不相干的物种的眼睛看来都有同样的基本结构。
其次,所有的物种都有较大的规则性。尽管在寒武纪期间产生的有机体种类多得令人吃惊,但生活在生物圈内的物种主要可以分为二十几类,无论在类内或类与类之间都表现出惊人的有序性和规则性。最后 (但并不是不重要),在生物圈的最高组织层次上存在着有序和组织的要素,这些要素使生物学家J•洛夫洛克 (JamesLovelock)提出了有争议的“盖娅①假设”。根据这一假设,生物圈是一个自在的生命系统。他于是得出这样的结论:使我们这个行星上的物理、化学和生物环境基本不变的精确调节始于对空气、水及土壤的温度和化学成分相互平衡的调节。
渐进的和随机的进化过程能产生这种有序和组织吗?正如我们已经看到的,随机性受到严重的怀疑,渐进论现在也是如此。自然选择是渐进的和连续的,这种概念受到了当代古生物学家的攻击,他们声称,“种系发生的渐进率”是错误的。(达尔文在《物种起源》中宣称,“自然选择不能产生重大的或突然的变化;它只能小步地和缓慢地起作用。”)在达尔文的巨著出版大约120年后,两位美国古生物学家,J•古尔德(JayGould)和N•埃尔德雷杰 (Niles Eldredge)把“跳跃”引进物种进化。①根据这种“不连续平衡”理论,新物种倾向于在相对短暂的时间周期内突然出现,这种时间周期通常为5000~50000年。不仅单个物种,而且全部物种都是以突然创造的形式出现的,它们的出现标志着某个纪元的开始。例如,寒武纪的剧变在较短的几百万年时间里产生出了现今居住在地球上的绝大多数无脊椎物种。
抛弃渐进论有利于进化的突然出现,使宏观进化理论与非平衡热力学理论一致起来:在后两种理论中,复杂系统的发展都需要现存系统的临界不稳定化和在不连续与非线性过程中出现新的有序。然而,无论是物理学的理论还是生物学的理论都不能在有效的时间范围内解答这个谜。这两种理论中的偶然性不涉及单个的幸存者和繁殖体,而是涉及整个物种和群体。因此,在生命领域中依然存在着有序进化之谜。
资料来源自闵家胤、钱兆华《全息隱能量場与新宇宙觀》一书。
(第63——70页)
杨鸿智:
前面已经描述了生物进化论所遇到的一个矛盾。进化是有方向的。自然环境是选择生物能否存活的主体。经过一次选择之后,存留的物种已经适应了这个环境。问题之所以发生,是因为环境总是会继续发生变化的。在已经产生适应的基础上,环境再发生变化时,生物原有的适应性在新的环境下将变成不适应性。这样,生物将面临死亡。但是实际情况是,在生命漫长的40亿年的历史中,虽然遇到过无数次环境的巨大变化,虽然也的确有些物种因此而灭绝,但是,总的来讲,生物总体总是能够调整自己的发展方向,使自己永远适应即将到来的自然环境的变化。这是为什么呢?自然选择只是提供了选择的方式。物种的形成,关键不在选择。关键在于有了既成的物种才有可能进行选择。所以,生物应该有一个主动的物种形成过程。针对这个问题,生物学家提出一个新的理论,叫做预适应理论。就是说,一个生物体会在自然环境发生变化之前,预先改变自己的遗传性。这样,生物体每次都在自然环境改变发生之前先改变了自己。因此使自己在自然环境改变发生的时候永远保持适应的最佳状态。
《预适应理论》
下面看《自达尔文以来》一书中关于预适应理论的说明。作者写道:
现代进化论者提出了解决这个难题的一个原则,这个原则中含的概念有一个不幸的名字叫“预适应”(我说不幸,是因为这个词的意思是物种在进化中提前适应了即将发生的事件)。一个科学假说的成功常有出其不意的成分在其中。问题的解决通常由于重新仔细地构想问题,而不是按照旧框架勤奋地搜集新的信息。利用预适应原则,我们通过接受标准的反对意见,去掉了初级阶段功能的难题,并且承认中间形态的作用与后来状态的作用不一样。有一个类似的例子,鱼的鰭怎么能成为陆上用的肢?多数鱼的鰭由纤细的齐刺构成,无法支持陆地上动物的重量。但是,有一个特殊的淡水鱼类,一种底栖的鱼,即我们的祖先,进化出具有强有力的中轴及少量放射突起的鰭。这种鰭极好地预适应地成为陆上用的肢。但是,它纯粹是出于水中使用的目的进化出来的。可能是利用中轴支撑水底来快速转动,从而可沿水底急行。简而言之,预适应原则就是认为无需极大地改变形态,就可以极大地改变功能。我们可以认为,中间形态的建立是由于新的功能发展时,旧的功能仍然保存着。从常识中很难导出科学的见解。因为常识主要代表了文化上的偏见,而不是赤裸的皇帝面前一个小男孩的淳朴和诚实。批评达尔文的人根据常识提出,形态上的逐渐改变必定表现出功能上的进步。因为他们确定不了一个功能在最初不完备阶段的适应值,所以他们便认为最初阶段或许不存在。(完备的形态是一下子创造出来的)或者认为最初阶段不是由于自然选择产生的。预适应的原则——结构延续中的功能变化——可以解决最初阶段的难题。(第107——110页)
预适应理论是宏观的,推论性的理论。它以生物进化的事实为基础,以推理为工具,得出了这样的结论。因此,这个结论偏重于推理和假设。缺少事实证据,证明生物能够从一个山峰“飞向”另一个山峰。这个证明,不久之后就由意大利的卢里亚做出了。他发现一个事实,即细菌基因可以自发地发生随机的基因突变。这个突变不是由外环境诱导产生的,突变是自发的,发生于环境因素变化之前。即与环境作用无关。这样,就从基因这个分子水平说明了一个物种从一个山峰飞向另一个山峰的原因。这个原因是:一个物种既使在它最适应的山峰上,它也会随时产生出其他的适应能力,随时为物种的转移作好准备。外环境的改变只不过是为新突变的显现、发展,提供了一个机会。
《基因突变和“转座子”基因使获得性遗传理论得以确立》
在前面的文章中,我们已经说明,由意大利的卢里亚提出的基因可以自发地发生随机的基因突变的理论从基因这个分子水平说明了一个物种从一个山峰飞向另一个山峰的原因。这个原因是:一个物种既使在它最适应的山峰上,它也会随时产生出其他的适应能力,随时为物种的转移作好准备。外环境的改变只不过是为新突变的显现、发展,提供了一个机会。
但是,当我们说基因可以自发地随机进行突变的时候,就好象是说基因的这个变化是不受环境影响的。这样就有了唯心主义的味道。现在,在许多科学研究者中已经有一个共识,即:当我们说突变是自发产生的时候,并不是说突变是无缘无故发生的,而是指未经人为干预而自然发生的。突变发生肯定有原因,只是原因不明,或者说我们没有去深究。有时是我们不感兴趣,有时甚至是没有必要去深究。
人们已经认为基因突变可以为获得性遗传提供一定的解释。但是,这个解释还有一点理论性的味道,还不是那么直观和具体。大约四十年后,被科学界承认的麦克林托克的“转座子”基因的概念,为我们提供了这个直观和具体的证明。
基因在染色体上作线性排列,基因与基因之间的距离非常稳定。常规的交换和重组只发生在等位基因之间,并不扰乱这种距离。在显微镜下可见的、发生频率非常稀少的染色体倒位和相互易位等畸变才会改变基因的位置。可是,麦克林托克这位女遗传学家,竟然发现单个的基因会跳起舞来:从染色体的一个位置跳到另一个位置,甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。麦克林托克称这种能跳动的基因为“转座因子”(目前通称“转座子”,transposon)。
麦克林托克理论的影响是非常深远的,她发现能跳动的控制因子,可以调控玉米籽粒颜色基因的活动,这是生物学史上首次提出的基因调控模型,对后来莫诺和雅可布等提出操纵子学说提供了启发。转座因子的跳动和作用控制着结构基因的活动,造成不同的细胞内基因活性状态的差异,有可能为发育和分化研究提供新线索,说不定癌细胞的产生也与转座因子有关。转座因子能够从一段染色体中跑出来,再嵌入到另一段染色体中去,现代的DNA重组和基因工程技术也从这里得到过启发。转座子的确是在内切酶的作用下,从一段染色体上被切下来,然后在连接酶的作用下再嵌入到另一切口中去的。
我国遗传学者王身立教授曾在1982年与谈家桢教授一起预言,麦克林托克会获诺贝尔奖。翌年,麦克林托果然荣获诺贝尔生理学医学奖。
《“相容突变”与“不相容突变”》
前面的内容一方面从宏观上做出预适应的推理,另一方面从微观的基因水平上对自然选择前的基因随机突变做了证明。问题是否到此完全解决了呢?实际上还有问题。
第一,这些突变与原来生物遗传基因的关系,是全盘否定原来基因呢?还是在原来基因的基础上增加新的基因?
第二,这些突变如果说是为了将要发生的环境改变做准备的,那么这些突变与现在实际的自然环境是什么关系?它是否会使现在的生物不适应现在的自然环境而死亡呢?
我们的回答如下:
第一,这些突变不是全盘否定原来基因,而是对原来基因组进行局部修改或者在原来基因的基础上增加新的基因。
第二个问题,随机发生的基因突变可分成两大类。一类可称作“相容突变”。这些新增加的基因所带来的生物个体的解剖结构的改变和生理功能的改变,与当前的现实自然环境没有根本的茅盾冲突,不影响生物个体的生存。第二类可称作“不相容突变”。这些新增加的基因所带来的生物个体的解剖结构的改变和生理功能的改变,与当前的现实自然环境发生茅盾冲突,生物个体不能继续生存。
突变产生于变化之前——这个时间差使新的突变种不能生存。这个问题是经典达尔文主义所遇到的难题。也是基因在选择前随机突变理论没有给以说明的问题。如果真的是这样的话,就不会有适应新环境的新物种迎接新环境的到来。所以,适应新环境的突变一定是与原来的基因型相容的。突变基因利用原来的基因而在原来生存条件下生存下来。到环境发生改变,新环境到来的时候,原来的旧基因组又依靠新的突变基因的帮助,在新的环境中生存下来。正是新旧基因的相容性,成为原来生物个体的“翅膀”,使这些生物在自己生存的山峰行将下降的时候,飞到临近正在升起的新的山峰上去。这种相容性突变对生物发展的作用,在现实生活中随处可见。或者可以说这是物质系统前进的基本方式。它不可能完全丢掉原来的系统去完全建立一个新的系统。因为,这样的“成本”太大。比如汽车的发展就是这样。每一个新款汽车都是在原来汽车基础上进行局部改进而成的。没有一辆新车是真正的完全的新车。
《结论》
中医学是一定要发展,要前进的。这是任何人的任何力量所不能改变的。中医学在自己的内部一定会产生许多“基因突变”,在这些随机的“基因突变”中,一定有适应新环境的“相容突变” 。现在看来,《王不留行》先生的《中医系统论》,就是这样的一个“相容突变”。《中医系统论》就是中医从自己的小丘飞上后现代理论医学高峰的翅膀。
《论坛反应》
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tyberson
发表于 2008-8-12 18:12
燕雀,不能认识鸿鹄的境界,这是显然的,这就是它小看鸿鹄和嘲笑鸿鹄的根本原因。