生命有机体的秩序性

第一节　生命有机体的秩序性

人文生态学主要是研究以人为中心的生命有机体、它们之间的相互关系，以及它们与自然生态和社会生态的关系。因此，本书着重讨论生命系统的功能，涉及到心理行为与意识作用；不讨论该系统内部的生物化学机制。换句话说，这里的生命系统偏重于物理机制，以及此系统与宇宙其它系统的相互作用。

这样的生命系统，在当初由原来环境中的原子所组成；此系统内的原子的熵低于环境中同样原子的熵，低熵意味有序化。至于原子与分子如何组成生命，这是一个非常复杂的问题，是21世纪生命科学的重大课题。本书在这里只从整体上着重讨论生命有机体的秩序性，因为有序化是生命有机体的唯一特征。

人类与动物都不能离开绿色植物。植物在日光作用下，把高熵的二氧化碳与水转化成高熵的氧气与低熵的固体纤维素存放在体内。由于植物的这种重大作用，使地球表面的熵得以减少，有利于人类进化。人类主要靠绿色植物为生，所食的动物大都也是从植物摄取营养的。人类摄取营养就是把低熵的化合物吸进体内，然后又把不需要的高熵化合物（如二氧化碳）排出体外。看来人类与动植物的共生互利关系是非常密切的，这就是人文生态学的基本精神。

大量资料证明：在地质年代内，地球生物圈内的熵是逐渐减少的；人类的智能也就逐渐生成。当然人类智能的起源是一个非常复杂的问题，涉及的因素很多；地球生态圈的有序化可能只是其中之一。

地球生态系统中的熵平衡问题，人体内部的熵低到什么程度，目前都是不清楚的。然而电子显微镜观察细胞，结果发现细胞器中有结晶型的排列结构。这就指出：通常的蛋白质生命或碳基生命的基本砖块，可能就是自然界的结晶体。

植物、动物与人都有细胞，但植物自己不能活动，因此动物比植物更富有生命，脊椎动物比环节动物又更有生命，一个有智力的黑猩猩比一个无智力的河鲈更富有生命。人为万物之灵，就在于有智能；由于长期进化与遗传变异等原因，尚有更深层次的潜在智能。如何开发它们，这是值得认真研究的大问题。

生命有机体的细胞既然含有结晶体，因此回顾一下饱和溶液中的晶体，对于探索生命的演化过程是有启发的。晶体在与外界环境交换物质与能量的过程中，是一个开放的热力学系统。溶液中的离子先处于高熵的无序状态，然后逐渐沉淀形成低熵有序化的结晶。晶体的生长不仅对地球表面的有序化起到一定作用，而且与许多碳基生命密切相关；例如地球上水的结晶化对地球上各种生命的形成起到很大作用。

在自然界的通常环境下，晶体不是自发生成的，需要有晶核或晶母；象一般生命一样，需要有种子或幼芽。例如在第一次世界大战期间，美国人开始不能把液态的三硝基甲苯（TNT）合成结晶的固态。不久一个无用的德国炮弹运进美国后，发现其中的结晶TNT，结果造出固态的TNT。今天已经知道，空气中有大量的晶核；因此很容易生产结晶的TNT。

地球在45亿年以前开始冷却，太阳辐射的热能一直为地球表面的有序化过程起了巨大作用。在有序化的外因下，又有大气中的晶核作为内因，可以推断：最早的生命形成可能是生长的晶体，生命的早期演化可能是氨基酸因竞争而形成的结晶化。在地球上最坚固、最锋利、最长寿的晶体就是金刚石，为什么如此，因为它是高度有序的结晶体。由此可知：中国古代的人文哲学谈到人的意境进入高度有序化的状态，其智能类似于金刚石不是没有道理的。这就从生态物理学的角度，扩大了生命的内涵。

西方的科学家如密苏里大学的韦斯利（W．J．Wesley）等人设想的机器人（robots）或宇宙人（space man）是生态物理学生命，可以代替地球人所不能完成的工作与活动。这种生命能否通过未来的科学技术制造出来，姑且不论；即使能制造出来，其智力不会超过人类的智能生命，因为它毕竟是由人的智力设计出来的。