未来医学思维：第四章---计沙

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(B 1)、时间结构(B 2)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(K 1)、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 0140Hz，病态心脏的心磁图的磁场强度为 510-7GS，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：J t=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 DsB0。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 dsK0 或 dsK0，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( dsB+ 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