《未来医学思维》第四章---计沙

未来医学思维 2014-12-06

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第一章引言

现代科学理沦如一般系统论、信息论、控制论、耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论等，已使当今社会从近代400年的“分析时代”转向了现代的“系钪时代”，尽管人类基因组分析的自动化和计算机化的工作目标是要定位所有的基因和搞清它们的核苷酸序列，但人们的思想观念已经开始由实物中心逐渐地走向系统中心。、关系!信息!已成为现代科学的焦点。医学开始重新考虑“疾病”的概念，并已模糊地认识到在生命过程流中是功能决定结构，是先有整体后有局部，局部病变是全身性病变在局部的爆发。分子生物物理学在开拓“X——射线分析法”市场方对方兴未艾，生物医学模式就已经开始向美国医学家恩格尔提出的“生物、心理、社会医学”模式转化。然而，与此同时，西医的“还原论”与中医的“人天相应”观，就更加需要协调统一。在这一点上我们能不能想起现代物理的“量子力学”，想起“并协原理”，运用“系统·还原”的折衷模式去重筑医学理论大厦，更深层次地向人体“黑箱”进军!

第二章人体生命系统基本结构

和功能单位的重新认识

人体生命系统层次可分为孙系统“细胞”，子系统“组织”．小系统“器官”，大系统“系统”，巨系统“个体”，其中细胞为人体生命系统的基本结构和功能单位。、所谓系统，是指由相互作用和相互依赖的若干要素所构成的具有确定性能的有机整体。但“整体大于部分之和”，整体的性能原则上不能归结为其组成部分的性能或其累加和，部分之问的相互作用是产生整体性的根源，这些相互作用的有序化程度决定着事物的进化与退化。生命系统的这种发展是一种自组织过程流。所谓自组织是指系统在特定的内外条件下，从混沌到有序，从有序程度低到有序程度高，并稳定在一定有序程度上的自我完成过程．生命系统自组织行为除了能从环境中自我获得空间的、时间的、或功能的结构外，还能进行自镇定、自修复、自适应、自学习等自组织行为。，现代系统研究的早期开拓者贝塔朗菲指出，在生命系统过程流中结构是表现，功能是本质，功能决定结构。不管是细胞、组织、器官、系统还是个体，任何一个层次的生命系统中，自组织过程流都同时存在着自组织三个等级结构，分别为自组织一级结构，即时空结构或衍生结构；自组织二级结构，即生命系统耗散结构；自组织三级结构，即生命系统超循环、超耗散结构。

第一节自组织一级结构：时空结构(B)

一、定义

时空结构是指能从时间或空间角度进行考察，具有实物粒子属性各要素构成的准静态过程流。构成时空结构的要素有：空间结构(B1)、时间结构(B2)和B能。

B1：即空间结构，是指具有空间位置和相对静止质量，以间断的粒子形态为特点，具有伸张性、广延性。如构成细胞的空间结构有细胞膜B 1、细胞器B1等，依此类推有组织

B1、器官B1、系统Bl、个体Bl。

B2：即时间结构，指的足一些过程，就像燃烧现象是氧化过程一样，生命系统的时间结构是“由生理过程、生化过程、生物学过程以及行为中所表现出的各种非随机的节律性或周期变化的总合”，[2]具有持续性和川页序性。不同层次的生命系统，对应着不同层次水平的时间结构内容。如细胞对应细胞B2，器官对应器官B2，系统对应系统B2，个体对应个体B2。

B能：维持时空结构过程流现有水平所须能量。

一、自组织时空结构过程流示意图(图4)

从结构示：意图可以分析出：空问结构决定时间结构的存在；时间结构决定着B能的产生；B能又决定着空间结构的形态变化。反过来空间结构消耗B能则激发时间结构的活性，因而时间结构又要进一步影响到空间结构的形态。在自组织机制的作用下，时空结

构同时还与该结构外界环境

不断地进行着有序或无序的

空问结构粒子间相互作用，

和有序或无序的物质与能量

交换，在一定限度内维持着

时空结构的稳态，例如，当

生命系统空问结构受到损伤

时，自组织机制则通过与外

环境进行着有序的物质与能

量交换，包括神经、体液、

内分泌、免疫等，激励时间

结构的活性，促进空间结构的愈合。

第一节自组织一级结构：衍生结构(K)

针对生命系统，贝塔朗菲曾指出：“我们开始懂得，除了

可见形态的组织，如同我们（用普通显徽镜和电子最微镜)在宏观上观察的以外，还存在着由各种过程的相互作用产生的，以及保护其自身抵御干扰的，另外的不可见的组织”[3]这种不可见组织隐形的结构，本书系统地称之为衍生结构。

全息生物学指出，由于DNA的半保留复制和细胞的有丝分裂，多细胞生物的任何细胞体都具有与受精卵或起始细胞相同的一整套基因。任何一个在结构和功能上与周围的部分有相对明确的边界并有内部相对完整性的相对独立部分都是“全息胚”。如细胞、组织、器官等，全息胚包含着全部整体各部分生物学特性的信息。我们知道，不管是细胞、组织、器官还是系统，都具有与个体～．样的目的性生命活动。这种目的性生命活动的机制卡要表现为“自组织系统自发地走向有序稳定的方向性和自组织系统受干扰偏离的有序稳定又自发地返同有序稳定的力‘向性”。根据张颖清的“全息胚”理论可得出这种目的性活动是受潜在性思维支配的，我们把这种思维活动称之为“隐性思维”活动。特化的脑细胞、脑组织所进行的有意识思维活动，这里称之为：“显性思维”活动。

一、定义

所谓衍生结构，是指不能从时间或空间角度进行考察，具有非实物粒子属性各要素构成的耗散过程流。构成衍生结构的要素有：生物信息(K1)、生物场(K2)、K能。

Kl：即生物信息，是指任何层次的生命系统内外环境的一切刺激经过该层次生命系统所对应的“隐性思维”或“显性思维”加工后对该生命系统所发出的指令，以及该生命系统的遗传信息核苷酸序列，这些指令的强度、量或序列所包涵的意义统称为生物信息。例如。外界刺激作用于个体，在显性思维活动，即大脑意识活动的作用下转为生物信息使机体作出相应情绪或言行上的反应。而对于一个非生命系统来说，如邮电、通讯等，它只能传递外界信号本身的涵义，而不能像生命系统那样进行思维加工发出自己需要的生物信息来。

K2：即生物场，它具有能量、动量和质量，是以连续的弥漫的状态存在的，它可以向有形的问断物质转化，是有形的间断物质之间的相互作用的媒介。生物场与呈同期性变化的“环境场”相对应(详见后述)，包括有生物磁场、电场、电磁场、电磁波、引力场等。环境场除地磁场、引力场、电磁波外，还包括可见光部分，如阳光等。

现代物理学认为实物和场是世界上两种基本的物质形态，实物之间的相互作用依靠场来实现。现代生物磁学认为，一切物质均有一定的磁性，包括生物体内外的任何空间均存在强弱不等的磁场。我国学者在国家地震局地球物理所的“零磁空问实验室”里进行生物磁场方面的研究时，“用超导量子干涉仪进行测试，通过穴位贴磁，测出了心磁效应、胃磁效应、脑磁效应。以卜说明人体生物磁场是客观存在”【4】。“从运动电荷和磁的关系看，伴随着各种生物电现象一定有各种生物磁现象，心肌在除极和复极过程中的电荷运动所产生的磁场变化曲线就构成心磁图”[5]。“正常心磁图的磁场强度≤10-6GS，频率为0．1～40Hz，病态心脏的心磁图的磁场强度为5×10-7GS，频率为零”[6]。有些疾病的发病机制是与电场的改变：直接相关，如“肾小球。肾病的发病机制与基膜糖蛋白成分变化，使其负电荷消失有关，患者循环中带负电荷的白蛋白失去基膜电荷的阻挡即从肾小球滤出”[7]。人体辐射亦是生物场的重要成分，著名的周林频谱治疗仪就是依据测定人体频谱分布曲线采取仿生学方法制作的。

K能：维持衍生结构过程流现有水平所须能量。

二、自组织衍生结构过程流示意图（图5）

从结构示

意图可以分析

出，K能决定

生物场的存在：

生物场是生物

信息的载体；

生物信息又刺

激K能的产

生。反过来K

能为生物信息

的转化提供动

力；生物信息

又影响着生物

场场强和频率高低的变化，因而决定着消耗K能的多少，在自组织机制的作用下，衍生结构同时还与该结构外界环境不断地进行着有序或无序的生物场间或生物场与环境场间相互作用，和与该结构外界环境不断地进行着有序或无序的信息与能量交换，在一定限度内维持着衍生结构的稳态。例如，当外界刺激经过“思维”过程转化为无序的生物信息时，自组织机制则通过与外环境进行有序的“场”间作用和能量交换，强化生物场的有序性，促使生物信息由无序转化为有序。如果此时无序度超出该自组织一级结构的调节能力，整个该生命系统水平的衍生结构将处于无序状态，能量找不到发泻渠道，生物场与环境场不能同步，对于生命个体巨系统来说，就表现出心烦意乱的症状来，继续发展下去就会影响到机体的时空结构。这样就必须启动自组织二级结构——生命系统耗散结构。

第三节自组织二级结构：生命系统耗散结构

一、耗散结构

所谓耗散结构，就是远离热力学平衡的一种有序稳定结构。“普利高津等人指出，对一个与外界有物质和能量交换的开放系统来说，熵的变化可以分为两部分，一部分是系统本身由于不可逆过程引起的熵增加(des)，这项永远是正的；另一部分是系统与外界交换物质和能量引起的熵流(des)，这一项可正可负。这个系统的熵变化ds，就可写作两项之和．ds=des+dis”[8]。

利用普利高津耗散结构理论去分析生命现象，许多科学家都努力去做过，都不十分理想，原因是没有明确与一般系统不同的生命系统熵变化的两个部分。对于生命系统来说，由于存在着自组织行为，“自组织过程是系统承受环境选择的压力，抛弃不适应环境的行为模式，形成并加强与环境相适应的行为模式的过程”。生命系统通过时空结构与环境进行物质交换，新陈代谢使系统不断生长；通过衍生结构与环境进行信息交换，系统不断得到学习，增强适应性。随着系统在环境中学习并组织起来，系统的不定性在减小，“剩余度”增大。这样，生命系统在生存时t间时则对应着一个整体功能最佳标准有序度Jt，记作：Jt=Jt (t)。然而，生命系统时空结构同时自然地存在着一个衰老问题，迄今为止，各国科学家提出的衰老假说多达200余种。基因转录和翻译“差误”说认为，基因转录和翻译差误可造成有缺陷蛋白质的积累，从而导致衰老发生；体细胞突变说认为，体细胞突变增加，使功能基因丧失，减少了功能性蛋白质的产生：海弗利克学说认为，细胞供体的年龄决定着成纤维细胞分裂代数，年龄越大，细胞的生命力越小，分裂代数就越少；还有自由基学说；程序衰老说和基因调节说等等，这些都在说明生命系统熵增加部分应该是不可逆过程的时空结构，即DsB>0。尽管时空结构在自组织机制作用下与外界也在进行着物质交换，以尽可能维持生命系统各个时期的最佳有序度(Jt)，但随着机体的生长发育，时空结构的无序度也在累积加大，直至走向衰老死亡，这是不可抗拒的。只是在生命的不同时期时空结构熵增加有时显得十分缓慢，有时很快(如外伤、感染)，但总的来讲机体每前进一步都是以时空结构熵增加为代价的。而衍生结构具有非实物粒子属性，不存在衰老问题，且时刻与内外环境进行着信息与能量交换。衍生结构就整体来说，有时可以处于无序度增加状态，有时可处于有序度增加状态，有时也可出现没有“序度”变化状态。这样就保证了其熵变化的多样性，即dsK≥0或dsK<0。因此，生命系统内的耗散结构熵变化就可记作：ds= dsB+

dsK。

二、自组织二级结构生命系统内耗散结构示意图

(图6)

从结构图可以分析出：由于K能是由B能转化而来，因而时空结构决定衍生结构，但衍生结构可反过来影响时空结构。

在自组织机制的作用下，生命系统耗散结构与该结构外环境不仅在进行着有序或无序的物质与信息交换，同时生物场和空间结构与该结构外环境也在发生着有序或无序的相互作用，在一定限度内维护着生命系统内的耗散结构的有序稳定。例如，当外界刺激经过“思维”过程转化为无序的生物信息，并且超过自组织一级结构衍生结构的调节能力时，这种无序将波及到时空结构。如果对于个体巨系统来说，在神经、体液、分泌等系统的参与下，机体将产生某种应激反应，因而要影响到该系统的空间结构和生物场，机体原有的生物钟将被打乱。为维护耗散结构的有序稳定，同时自组织二级结构将与该结构外界不断地进行着有序的物质和信息交换，自我进行凋整，以达到维护有序稳定的目的。

第四节自组织三级结构：生命系

统超循环、超耗散结构

一、超循环

所谓超循环就是高等级的循环，或者是由循环组成的循环。艾肯所讲的超循环是通过循环联系把自催化或自复制单元联系起来的系统。艾肯的超循环理论主要研究的是从生物大分子到原生细胞进化问题并建立了数学模型。这里所讲的超循环是指包括细胞在内的任何层次所有生命系统水平上的超循环。

祖国医学“五行学说”认为，宇宙间的一切事物都由木、火、土、金、水五种物质的运动与变化所构成，并给出了五行生克循环图。本书认为任何一个生命系统都是由空间结构、时间结构、生活信息、生物以及该系统的整体功能等五种要素的运动与变化所构成。根据五行生克循环过程流示意图，见图7。图中，火对应生命系统整体功能(J)：土对应空间结构(B1)；金对应时间结构(B2)；水对应生物场(K2)；木对应生物信息(K1)。X表示富能构筑材料。从图7中可知，在这个互为因果超循环的封闭圈中。生命系统利用环境中的富能构筑材料X，使得系统内每一步的产物都是先前一步产物自身循环运动的结果，这种现象亦可称之为生命系统内超循环现象，任何层次的一个乍命系统，不管是细胞还是个体，由于时空结构的不可逆性，系统dsB>0，在时问和环境作用下，必然走向衰亡。要保证生命的延续和对环境的适应，因此产生r同层次生命系统间的超循环现象，其中包含有新的基凶重组出现。根据生命系统功能决定结构的理论，给出示意图如下(图8)。

二、超耗散结构

生命系统超耗散结构，是由生命系统时空结构、衍生结构和该生命系统整体功能有序度等要素共同构成(图9)，由于自组织机制的作用，决定了生命系统不仅包含了普利高津的耗敞结构，同时在生命系统整体水平上还存在着．一个超耗散结构。系统的熵变化不仅具有熵增加和熵流两个部分，还存在‘个利用环境中富能构筑材料X自组织起来的生命系统最佳标准有序度Jt。，即系统内熵永远小于零的部分。这样，在时刻t，生命系统实际有序度J的数学表达式可记作：J=J。一(㈡dsB+ idsK)(详见后述)。

从结构图9可以分析出生命系统整体功能决定时空结构；时空结构决定衍生结构；衍生结构支配着该生命系统的整体功能。反过来生命系统整体功能影响着该系统的衍生结构；衍生结构反作用于时空结构；时空结构又影响着生命系统的整体功能。在自组织机制的作用下，生命系统超耗散结构通过时问结构的作用与该结构外界环境不断地进行着有序或无序的物质交换。该生命系统生物场与外环境场也在进行着有序或无序的相互作用。同时该生命系统整体功能与外环境也往不断地发生着有序或无序的作用与反作用，在一定限度内维护着生命系统的有序稳定?例如，对于个体生命巨系统来说，整体功能主要指的是在神经、体液的控制调节下，各系统复杂而又相互协调的活动所共同体现出来的综合或整合的机能活动。语言、行为、大脑意识活动、体温凋节等都属于生命个体巨系统整体功能，．如果外环境的无序刺激超过了生命系统的自组织二级结构的调节能力，则机体将启动自组织三级结构，通过生命系统的整体功能主动地与内、外环境进行沟通，从而达到调整自身结构朝向稳态的目的。

第五节人体生命系统基本结

构和功能单位：细胞

在人体这个多层次生命系统中，细胞尽管是最低层次的生命系统，但同样也是由时空结构、衍生结构和该细胞的整体功能所构成的。对丁这些内容，传统的解析方法是无法认识到的。因而通过这种方法得出的细胞结构图像，不管是动态的还是静态的，也只能足反映一个非生命的，死而未腐的，细胞的空间结构，而无法表达细胞作为一个生命系统的真正内涵。祖国医学“阴阳理论”认为，宇宙间任何事物都包含着阴阳两个方面，由于阴阳两方面的运动变化，推动着事物的发展变化。这里假定时空结构(B)为阴，衍生结构(K)为阳。且B中Bl为阴，B2为阳。K中K1为阴，K。为阳。那么生命孙系统细胞示意图便可借太极图表达出来，见，图10所示。