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系统之美生物实验室-------兴和流云2016-9-19说:他到底是哪里美了,对他念念不忘的。眼睛盯好掉,先给你品尝哈这些自然系统!系统具有学习、多元化、复杂化和进化的能力。依靠这种能力,单个受精卵经过不断生长、分化,最终演化成一只青蛙、兔子或者人,体现了令人难以置信的复杂性;依靠这种能力,大自然中的一捧泥土有机质也能生生不息,滋养着不计其数、多姿多彩的生命物种;依靠这种能力,人类社会从刀耕火种,进化到发明了蒸汽机、水泵、专业化分工、大规模流水线生产、摩天大楼,以及全球化的通信网络。系统所具备的这种使其自身结构更为复杂化的能力,被称为“自组织”自组织特性会产生出异质性和不可预测性:系统有可能演变成全新的结构,发展出全新的行为模式。它也需要自由和试验,也需要一定程度的混乱来展现它的美。数学分形图看上去很复杂,但是他们都可以被分解为一些简单的结构,并由此变这些复杂的玩意。系统结构的复杂性演变——迭代。体型天差地别,长相千姿百态,他们可有什么关系呢?即使是非常复杂的自组织形式,也有可能产生于相对简单的组织规则。大自然完美使用了系统自组织的特性,用来塑造自身结构、用来生成新结构、用来学习、由此组建了大自然的多样化和复杂化。不说有多美,还过得克嘛!可是怎么说这些和系统有关系呢?整体的样子来源于个体的组合重复,以小见大得见整体。因为在混沌学中,一个演变过程对初态非常敏感的系统就是混沌系统。而出现混沌运动这种奇特现象,是由系统内部的非线性因素引起的。天气、经济、生命、星系等系统都是混沌难预的。著名的蝴蝶效应就是气象学家罗伦兹发现的,因混沌系统依赖初始条件,经过实验他认为天气是不可能被长时间预测的。正所谓差之毫厘谬之千里。生命也是一个相生相克、相辅相成的过程,所谓的牵一发而动全身。一个团体之所以是是因为已经不是一个人了,也不是几个人在一起就可以的,必须要团为一体。同样是立枯丝核菌,在苗期引发立枯病,在成株却能引起茎基腐病。牵一发而动全身,中医头痛医脚,脚痛医头的思想。输入一样因可能输出不一样的果,因为系统有非常复杂的相互作用,是非线性的。世界那么大,要到处看看。里三圈,外三圈千万不要错过。看完外面风光秀丽,期待里面更加美丽。可惜背地关系复杂。走过路过,不要错过,来到这里看看啥样!系统论创始人贝塔朗菲由此建立了关于生命组织的机体论。奠基了生态系统、器官系统等层次的系统生物学研究。引导了系统思想的建立目前,系统学已不限于自然系统,在社会、经济等领域影响也越来越大。那么,系统究竟是个什么玩意系统:是一个具有稳定相互作用的联系整体。1.相互作用:必有不止一个个体/要素/成分才能构成一个系统,而且这些个要素之间还必须有相互作用,不论是直接的(同一层次内)还是间接的(不同层次间)。2.稳定:系统内个体间的这些相互作用(链接关系)不能随意改变。生物体基因有四种碱基(A=T、G≡C),它们之间的搭配方式,作用方式都不能随意改动。不能随随便便就变成A≡T、G=C、AG、AC、TG、TC······因为构成系统的个体性质是确定的,即使有部分改变也不一定会影响到整体的变化,九牛失一毛——那都不是事!然而,这也并不是绝对不变的,细胞内除了这四种碱基,还有其它稀有碱基。如:甲基腺嘌呤、5-胞嘧啶甲酰······以此相对,更随便的RNA就养着更多的“小三”——稀有碱基参与到了它的生活当中。这样变动不羁的性格就造就了它没有DNA农那样稳定的结构,承担不了生命遗传的重任。链接改变的太快,他的规律性就相反的变得很低,由此组成的系统就很难在瞬息万变的环境中生存下去。发展是在稳定的基础上加以发展,除非有可以一夜暴富的突变,不然还是要循序渐进慢慢适应。如果不是因为系统具有相对稳定性,突变不是那么一发不可收拾。那么,我们去年积累的关于辣椒种植的经验今年可能就毫无用处了,昨天还有用的方法可能今天就一无是处了。虽然说遗传是相对的,突变是绝对的。但这种突变的效果要在错综复杂的系统中显现出来并非一朝一夕就可以实现的。然而,在短暂的人生当中,时间就如白驹过隙转瞬即逝,它并不给你太多的时间。所以,在系统中,可以先树立一个长远的的目标,在能兼顾当前的条件下立足于长远发展。万事俱备只欠东风,把当前该做的做了,系统自己就自行发展下去,天行健,君子以自强不息。当然,如果在此基础上再加入有意识的引导,那就更完美了,除非那系统已经病入膏肓无药可救了。原子、分子、生命、组织团体、星系宇宙。即个体被特定相互作用联系到一起后就成为了系统。所以,他就是那么常见,那么普遍。所以,千万别:“我假装看不见”。所以······除了系统,还有些什么鬼呢?地球人甲:系统是一个整体,那么这个整体之外还会有什么呢?外星人乙:你们这些愚蠢的地球人呐,当然还有了!外星人甲:除了系统,他外面就是环境名副其实的环境了。地球人乙:哦!原来是这种鬼样子给。地甲:那么问题又来了,他们是个啥子关系哟?外乙:哎!说来话长······外甲:据说,没有绝对孤立的系统,任何系统都要和外界环境进行一些交换。地乙:只给自足就可以了,还要麻烦啥子?外乙:说你蠢了还不相信,如果没得太阳,地球生态系统何以为继?外甲:根据热力学定律,物质能量不可以凭空产生和消灭,而能量流动是耗散的,有方向的,正所谓水往低处流。要再流回来就必须消耗环境输入的能量才能继续维持下去。这种需要外界输入才能维持的结构就被称之为耗散结构。外乙:而且,地球又没有能力把物质流和能量流分开的本事。地甲:所以,一个活着的系统,他就必须要和外界环境进行物质能量的交换了吧。外甲:不止如此,在生命系统中,还有信息流。特别是在现在这种瞬息万变的时代,信息就变得至关重要了。地乙:那么,一开始的系统又是怎么建立起来的呢?外乙:一个团体,一开始是怎么成立的呢?地甲:人们有实际的需要(有好处),有人号号召,然后就逐步建立起来了吧!外甲:大体也就是这个样子,如果个体通过某种方式链接到一起可以构成更稳定、更有前途的结构,那么他就有可能被无限的时间堆积出来。就像一颗辣椒可以被播种在很多种气候和土壤环境下。即使一开始人们并不知道在什么环境气候下能够让他长得更好,结更多的果。但是随着人们一次又一次的尝试,总会找到适合他的地方,虽然一开始可能会非常艰苦。外乙:所以,一开始困难一点没有什么关系,重点是这样下去会有什么关系。地乙:那么,系统建立起来了之后又要怎么才能更好的维持呢?外甲:一言难尽,且听我慢慢到来性质整体性目的性动态性滞后性相对独立性结构层次性层次相关性环境适应性开放性稳定性突变性相似性自组织性整体性若干要素按特定的方式组成的具有个体所没有的新规定、新功能的有机整体。=>整体功能大于(不等于)部分之和。此系统区别于他系统的规定性。一个氨基酸构不成蛋白质,一只蚂蚁不能完成蚁群的重任,一个人也不没有一个军队的战斗力。一个件事代表不了一个人,一颗星球也没有一个宇宙的奥妙······系统整体性源于系统的相互作用、发生相互影响后“己”非“己”,“他”非“他”,系统的复杂不在于个体有多复杂,而是不同的组合变得复杂。一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝。三个臭皮匠顶个诸葛亮。在物理、化学、生物、社会系统中随处可见。即使你的工厂被拆除了,只要它的精神还在,你就能很快重新建立起另一家。如果一场革命摧毁了旧政府,但新政府思想和行为的系统模式没有变化,它就仍然难逃再次被推翻的命运。是什么让他可以重新在站起来呢?有整体的轮廓就可以重建,支离破碎就~如果有一块对所有牧民免费开放的草坪。那么,显然每一个牧民都会尽力扩大自己的畜牧规模……自觉或不自觉地,明确或含蓄地,他们都会问:“如果我再增多一头牲畜,效益如何?”这样,牧民就会费尽心机增加畜牧量,而结果是草场退化,无牧可放。虽然这个结果将由大家共同承担。而每个人的意识里能采取的唯一明智的行动就是不断扩大牧群的规模,然后眼睁睁看着悲剧的酿成……每一个牧民都被锁定在系统中,迫使他们无节制地增加牲畜数量。然而,每个人拼命努力追求自己的最大利益,结果却是自取灭亡,无利可图。任何系统,包括生物、经济或社会,如果变得如此单一,也就会变得僵化、难以自我进化。如果一个系统,在结构上鄙视、限制实验,不允许差异和多样性的存在,并消除了这一创新的原材料,长期来看,都将注定消亡。要想改变先要跳出你所在系统中固有的位置,抛弃当时观察到的有限的信息,力求看到系统整体的状况。从一个更广阔的视角来看,可以重构信息流、目标、激励或限制因素,从而使分割的有限的、理性的行动累加起来,产生新的结果。系统的整体性要求看问题要全面,从事物的多个角度取舍。目的性因为确定的系统有确定的结构,在一定环境下结构就表现出一定的功能或目标。整体的目的表现了他是不是一个统一的整体。一个酶、一颗植物、一个发电站、一个党派,他们都有属于自己的结构和职能。固定的氨基酸系列和固定的细胞环境,固定的动植物和固定的气候环境,固定的动力设计和固定的生产目的,固定的思想理念和固定的社会时代。它们在属于自己的系统中翩翩起舞。虽然会起起伏伏,但是也不轻易就始乱终弃。几乎所有的系统都有一个目标——确保自我永存。系统之所以能看成一个整体是因为他们有同一个目标(至少表面上是)。系统内的个体也有自己的目标,而一个成功的系统就在于能够保持个体和整体的目标一致性。没有个人牺牲怎么可能会成为一个优秀团队。胜人者有力,胜自者强。即使不受其他物种排斥,环境也不会对任何一个人手下留情。生命的终敌是环境,如果系统不优化自身结构,那么即使暂时胜过了对手,结果也只有灰飞烟灭。系统要的也不是胜过谁,而只是要确保自我永存。为此个体可能要做出牺牲,就像为了整体的存活,成球蚂群外围的蚂蚁就得承担烈火焚烧一样。动态性随着时间空间的变化系统不可避免的要出现新变化,千篇一律无法长存。要正常的生长发育,基因就要选择性表达。为了在不同地方成功种植辣椒,农民就要用不同的种植方法。为了更好的防治病虫害可能就要使用不同的药降低抗药性。因为外界环境的客观变化不以系统意志而改变,所以往往需要预测未来一段时间的变化趋势才能顺水行船。同一个药(青霉素)被不同的人食用,效果可能天差地别。同一颗辣椒在不同的人手里,不同的环境下,辣椒的生长情况,结实情况都可能也各有不同。要阐述一个药物在机体的变化,就要知道从一开始进入到最后排除体外的所有细节。要知道辣椒的整个情况就要从头到尾亲力亲为,才会知道具体有哪些重要的“细枝末节”。因地制宜、具体问题具体分析、不用以往的眼光、思想去应对所有事,一切皆有可能。为了提高工作效率,对不同的人、不同的事就要采取不同的方法策略。为了尽快完成目标就要随时更新信息,就需要不断创新。滞后性因为信息反馈需要时间,系统做出回应也需要时间,所以当系统被干扰之后需要一定时间才能恢复。如果反应不过来或者无力反抗······生物往往如此,如果基因结构、生理结构、形态结构的改变跟不上环境或者其他物种的变化那么就可能被竞争排斥、环境压迫退出生命舞台。但是,当系统受到侵扰时,因为系统的滞后性,系统又可以借此获得更多的时间来适应变化,恢复稳定。明知农药无法解决根本问题,但是农户也不得不用。因为辣椒的成长需要时间,农户更需要赢得辣椒结果并且赚还能上一笔的时间。然而,科学技术对人类的作用却适得其反,虽然获得了更多对抗环境的工具,但是却没有让人本身获得更多适应的能力,反而日渐削弱。虽然战胜了一个又一个物种,看似强大无匹,但是在一场又一场胜利的背后隐藏的却是人类亲手挖出来的坟墓。相对独立性构成系统每一个的个体都是相对独立的,他们都有脱离这个系统加入另一个系统的可能。每一个整体都有不同的方面,一颗辣椒由根茎叶花果实等不同方面共同构成。但每一个整体也是一个个体,新的辣椒还需要老辣椒的果实来繁殖,只要还没有威胁到整体的生存,个体的变动也是系统所需要的,需要多种力维持平衡。在整
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