第26章 生命创造力的动力和方向选择(1)
微观粒子增加的进化机制要求物质系统处于开放的远离热平衡状态，而耗散系统是远离热平衡和化学平衡状态的系统。耗散结构是生命进化中最基本的自发的自组织结构，它必须在开放系统中与环境不断地进行物质和能量交换，不断进行自我更新。这种与环境的关系也就是原始的生存斗争或互助共生。在这个过程中，自然选择决定着生命创造力的优胜劣汰或协同进化。
贝塔朗菲在一般系统论中提出了系统目的性原理，赋予目的性以全新的科学解释。参阅魏宏森，曾国屏：《系统论》，清华大学出版社，1995年12月，第234页。这个原理提出系统目的性是“一个系统在与环境的相互作用中，在一定范围内的发展变化不受或者少受条件变化（或途径经历）的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性”。它说明开放系统的系统发展中的自然选择，一方面是外界环境对系统的选择，同时，系统本身也在对外界条件进行选择。这种自组织的需要、互作和选择作用在无机世界种中已见端倪，而在生命系统中尤为明显,这是因为生命系统首先具有生存的需要、发展的需要。
14.1生存的需要
在耗散结构基础上，通过生存斗争和自然选择发展起来的生命系统被人们称为自创生（自维生）系统。细胞、组织、器官、生物体都是自创生系统的组成部分，它们自我修复、自我更新、复制，自我“生存”。生命创造力的动力和方向选择与物质创造力不同的基本特点，首先表现为生命体有生存需要。要生存就有主观性，就会趋利避害，从简单的趋光性、趋化性、趋水性的选择，直到高等动物的选择居住地点，摄食嗜好，“选美”行为等。在生存斗争中选择有利变异，淘汰不利变异，都是针对生存需要而言的。
生物体的生存需要为生命创造力提供了强大的推动力。当我们看到一粒麦种萌发出的幼苗，能够克服强大的压力从石砾缝隙中挺伸出地面，迎向阳光；看到悬崖峭壁上的松树，把根牢牢固着在岩隙中，挺立在山风之中；看到成群的雨燕冒着葬身鱼腹的危险，从澳大利亚到新西伯利亚远隔近8000公里，飞越重洋，以获得可以谋生的取食和繁衍后代的环境，总会使人们由衷地赞叹生命的顽强和生物为生存而斗争的艰苦卓绝的动力。
生存的需要和为生存的斗争是同延续生命及发展生命联系在一起的。生存不仅仅是个体生命本身，而且必须繁衍后代。而每个后代的生存需要又必须繁衍后代，成为连续的生命系统。或者说生存需要是对该生命独特的基因的生存需要，发展的需要。生物为了繁衍后代几乎是使尽自己生存的全部力量，因为个体的生存周期总是从生命开端到产生后代，而且不止一次地产生后代。
一粒麦种如果能够生存，即使生长极为不良，还是会把它吸收和制造的水分、养料供给它麦穗上的籽粒，不能长成二穗、三穗，也会集中到单穗；不能长成多个小穗分枝时，集中到一个小分枝或保证一两个籽粒的饱满和成熟。这种能力是原来的基因带来的，而且其生育分配机制也是基因带来的互联作用。这种生存发展的需要显示系统的目的性，它的选择机制体现出优化动力选择。动物更加明显，例如黑龙江中的鲑鱼，幼年在江中成长，成年在海洋成熟，然后逆黑龙江水而上到上游产卵繁殖，最后精疲力竭而死。在长江各支流生长的河蟹，到长江口外的海水中繁殖，幼年小蟹沿长江逆流而上，可直达数千公里的武汉，期间连续两次蜕皮换甲，并在各支流及湖泊中发育成熟，然后再顺流从长江口入东海繁殖。河蟹无论是体形还是肢足都不适于游水，它们必须艰苦地在长江底“爬游”以满足延续后代的需要。
显然，鲑和河蟹的个体生命反映出种群的历史事件，这一系列的变化必须使生存的需要与环境的自然选择结合在一起，并且贮藏在各自基因的全息功能之中。
14.2相互关联和场
生物对生存的需要是在生物场中通过互联作用展现出来的。早在二十世纪二十年代，A·格威奇通过对胚胎发育和器官形成的观察，提出一种生物场——形态发生场的假设，认为它是一种由单个细胞的特殊力场产生的“全系统力场”。例如海绵、水螅被分离的细胞能自发重组形成新的个体。蝾螈肢体，甚至眼睛虹膜都可以再生。涡虫、蚯蚓被切成两段，它的生物场会引导它重新长成完整的机体。正如被截成两段的磁铁会形成两个磁体，每个磁铁都具有它自己完整的磁场一样。
一粒麦种不仅在地球引力场的作用下，胚根朝地心伸展，胚芽向离心力方向生长，而且整个胚胎的发育、幼苗的生长，都在“形态发生场”之中。小麦植株的生存需要就是在这种生物场中实现的。雨燕和其他候鸟迁徙时的导航，鲑鱼和河蟹的导游，都受地球电磁场的引导，而且它们的逥游和季节性迁徙的生活习性，在个体生活过程中的展现也是在“形态发生场”中展现。或者概括地说，生物进化的目的性、适应性，获得性遗传问题都可以在“生物场”中的互联作用下形成。这些问题是经典达尔文主义和基因论都未能解释的。
场是一种奇异的实体，本身观察不到，其效应却可被观察到。场类似一种看不见的网，分布在宇宙空间，成为事物之间联系的介质。可以假设一切互联作用都是在场中进行的。类似的场在生命科学的不同领域都有发现，我们在这里将其统称为生物场。
生物场是否为生命创造力所特有？H·S·伯尔及其合作者认为，所说的场是指引和组织生物体结构的一种生命场。当生物体临将死亡的一瞬间，生命场即随之消失。生物体的生存需要和连续生命和发展的需要是否就是在这种生命场中实现。也有人认为，生物场是由离子、自由电子和自由质子所组成物质的第五种状态。还有人认为，场是一种能量。但是前苏联波波夫生物信息研究所曾报告，人类生物能量场的波长在300‐2000毫微米频率范围内变动，这种场与自然治疗仪产生的效应有关，治疗仪的场与患者的场相互作用。现在我国中医疗法中，也利用各种频谱仪对人体生物场发挥效能。至于中医的经络原理、针灸疗法，耳、手掌等的穴位与全身各相应部位的协同效应，也只能用生物场中的互联性来解释。
建立互联性和场的概念不仅可以使我们对生物体自身发育过程的探索超越DNA、RNA、蛋白质、酶的生化分析和单纯的神经生理学分析，而且在生物体与环境互作中的适应性、获得性遗传等问题也可跃上更高的层次。正如B·古德温的主张，认为“生命的进化发生在有机体和环境的分界面上，在由生物体和它们所包含于其中的场之间的相互作用中所产生的神圣之舞中实现”。欧文·拉兹落：《微漪之塘》，社会科学文献出版社，2001年，第178页。
例如获得性遗传问题，最鲜明易解的是病毒、某些真菌和昆虫抗药性的形成，并且能够在较短时间内（有的是几代之内）通过在特定理化条件下产生的基因突变积累而成新的遗传性。但是如何能使复杂的构造和功能在环境作用下形成相应的基因突变呢？例如鸟类筑巢、鱼类的洄游、蜘蛛织网等等所谓的本能行为，应该都是在它们生活过程中与环境互作下进化而来，仅用生化、生理知识不能解答。只有在场和互联作用假说指引下才能在将来完全明了其机制。
14.3斗争与共存的互作和自然选择
生命进化中的生存需要显示了生物体的主动性，因此自然选择作用是双向的、协同的。在生物体与环境的互动作用中，优势动力学选择和高层结构选择都包含着适应性的内容。但是生存环境是复杂多变的，于是造成生存需要与环境的互作也复杂多变。生命创造力的进化虽然有总的趋势（复杂性、适应性、由低级向高级的发展），但其具体方向或进化路线往往有较大的随机性。例如生物进化中存在许多退化和改变进化方向的事例，以及同一物种群体的多向选择性。
在系统演化过程中，互助（协同）与竞争是相互矛盾的对立体，它们相互依存，相互制约，相互斗争又相互促进，使系统成为有活力、有创造力的有序结构。
◇互助实际上是协同学概念中的协同，是系统中许多子系统的联合作用。系统的各组成要素在一定条件下联结、合作、协调与同步行动，自组织系统都离不开协同的动力作用。例如在9.2节关于原始竞争的对流模型——贝纳德对流中，水分子对流运动既存在分子间运动的竞争，又存在分子以统一行为进行卷筒形式的运动而形成有序的对流；哈肯在激光器研究中发现某些光波与被加强的光波一起动作，形成有序激光。而协同之中又存在不同激光模式的竞争。只是在竞争中，最终的所有激子都会归依优势光模，从而形成某种协同。
◇在一个生物完成其生命的周期中，互助（协同）与竞争的对立统一也是普遍行为。例如哺乳动物生殖中的精子与卵子的结合过程：大量精子同时游向一个卵子，正像不同激光模式的竞争，只有一个精子进入卵子而完成受精。但是这个成为幸运儿的精子也只有在大量其他精子的合作（协同）条件下才能获得竞争的成果，因为只有数量众多的精子通力合作，分泌出大量液体，才能软化卵子的细胞膜，使得某一个精子突入卵子。如果精子数量少于某一个临界值，则精子于卵子结合的行为便不能发生。
生物进化中的协同性比比皆是。例如某种兰花与丸花蜂的双向选择与协同进化：兰花的变异选择出吸引丸花蜂光顾的颜色、香味，黏性的花粉块和花丝的杠杆作用；而丸花蜂的变异选择出所有相应的感应和采蜜行为，完成异花授粉和取食的巧妙的互助性创造。共生现象就是生物不同种、属间的狭义的互助形式。在共生中，两种生物的个体生活紧密结合在一起，形成一个统一体。例如豆科植物与根瘤菌在根部组织——根瘤中的共生，前者的细胞为后者提供水和无机养料等生活条件，后者为前者摄取空气中的N2，提供氮肥。高一等级的互助如传粉昆虫与虫媒植物，鸟类、兽类与靠动物传播种子的植物，以及蜂、蚁的社会性生活等直接的合作行为。更广义的互助则是构成生命之网的相互依赖，相互作用。
美国微生物学家林恩以共生论的进化替代传统的微小突变的渐进式进化，以共生合作取代竞争和冲突的进步。她提出有核的普通细胞中的线粒体约有2万个，占细胞体积20%，其形状、大小与细菌类似。其起源是较大的真核细胞吞噬了细菌细胞，细菌得到大细胞提供的营养，并将化学能转给大细胞，随大细胞一起分裂繁殖，再生遗传。在进化中逐渐失去原有独立生活的机制，变成线粒体。在现有的真核细胞中（包括人类）有多种细胞器、质粒，都起源于原始细菌的共生。
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