当前新冠病*肆虐全球,人们对它的来源自然极为关心。从科学的角度来看,这是一种自组织的纳米结构,只不过它不同于造福人类的无数纳米材料和器件,首先它是绞杀人类的恶魔,是全人类的公敌,其次它也不像科学家们精心发明创造的纳米器件一样,它大概率不是人工合成,而是在一定的环境条件下自己生成的,即所谓自组织生长。
相关病*的结构如图1所示。
图1新型冠状病*的分子结构和肥皂的分子结构。
澳大利亚新南威尔士大学化学教帕里·特拉德尔森(PalliTroradarson)称,肥皂比酒精能更有效杀死冠状病*。他的根据就是,新型冠状病*其实是一个自组织的纳米结构,其中最脆弱的部分就是由双层磷脂分子组成的脂双层包膜(lipidbilayerenvelope)。而洗手液中的皂质可以轻易溶解脂类,让病*的包膜(fatmembrane)解体。肥皂水一搓,病*内部的结构像一盒扑克牌一样散落一地,失去了活性。
通常,这类病*在人体外可以长达数小时甚至数天保持感染活性。酒精类消*剂虽然也可以让病*快速失活,但其实并不如普通的肥皂。肥皂的作用如图2所示。
图2,肥皂分子及其去污原理示意图。
人们普遍关心,新型冠状病*究竟是怎样产生的呢?是自然生成还是(有意或无意)人工合成的呢。现在有一个答案,来自美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯(FrancisCollins)。这是一个科学研究的成果,而不是猜测,更不是*治性的指认。他的根据就是:“SARS-CoV-2刺突蛋白与人体细胞ACE2(一种血管紧张素转换酶)受体的结合水平,要远远强于目前所有计算机预测的模型。这一结果的原因可能是因为病*在ACE2的定向选择之下不断进化,直到具有了超强的结合能力。”“也就是说SARS-CoV-2大概率只能靠自己的努力来进化出感染人类的能力,人类现有的水平造不出那么异于模型的刺突蛋白。”换句话说,人类还没有本事造出这个妖怪。用柯林斯的话说,任何试图打造冠状病*武器的生物工程师都不可能设计出刺突蛋白的构象出像SARS-CoV-2这样(奇特)的病*。种种所谓“阴谋论”的奇言怪论,也都不攻自破了。
既然新冠肺炎病*是自然产生的,那么它的具体来源又是什么呢?柯林斯提出了两种构想:
第一种构想是,随着新的冠状病*在其天然宿主(可能是蝙蝠或穿山甲)中不断进化,其刺突蛋白也随之发生突变,从而具备来与人体中和ACE2蛋白结构相似的分子相结合的能力、并感染人体细胞。
图3柯林斯的报导
第二种情况是,这种新型冠状病*在获得能够引发人类疾病的能力之前,就已经从动物进入到人类。经过数年甚至数十年的逐步进化之后,它们最终获得了在人与人之间传播的能力,并可以导致严重疾病。
无论具体过程如何,从科学上看,都是一种自组织现象。
所谓自组织,是在没有外部特定设置的条件下,系统内部各子系统之间能自行按照某种规则形成一定的结构或功能的现象。关于自组织的理论发轫于物理学的研究,针对热力学第二定律的推论:熵增加的悖论。按照平衡态热力学,一个封闭系统的熵只会增加、不是减少;由于“熵”这个物理量是系统混乱度的度量,熵的单调增加最后即导致系统无限混乱而消亡,即所谓热寂论。但现实世界活生生地存在和发展,如何解释这种现象呢?比利时籍的俄裔化学家普利高津发展了一耗散结构理论为核心的非平衡热力学,阐明系统怎样从混沌无序的初态向稳定有序的终态的演化过程和规律,也就是自组织原理的基础。
普利高津的理论认为,无序向有序演化必须具备几个基本条件:
(1)产生自组织的系统必须是一个开放系统,系统只有通过与外界进行物质、能量和信息的交换,才有产生和维持稳定有序结构的可能。
(2)系统从无序向有序发展,必须处于远离热平衡的状态,非平衡是有序之源。开放系统必然处于非平衡状态。
(3)系统内部各子系统间存在着非线性的相互作用。这种相互作用使得各子系统之间能够产生协同动作,从而可以使系统由杂乱无章变成井然有序。
除以上条件外,自组织理论还认为,系统只有通过离开原来状态或轨道的涨落才能使有序成为现实,从而完成有序新结构的自组织过程。
新冠病*是一种微生物,它的自组织发展也需要条件。例如食用野生动物是可能的条件或渠道之一,这是人类可以而且必须加以控制的。自组织发展的特点,也使得新冠病*发生各种变异,所以有些地区品种更多,这并不奇怪。
关于生物的进化,从达尔文的物种起源,到前苏联的米丘林、李森科学派,和孟德尔、摩尔根的遗传学,都有自组织发展的影子,虽然没有运用这个名词和理论。这当中一个核心问题,是生物演化或遗传,是基于内因还是外因。达尔文是相信物竞天择的,认为生物必须“为生存而斗争”。在同一种群中的个体存在着变异,那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代;而不具有有利变异的个体就被淘汰。如果自然条件的变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的自然选择,微小的变异就得到积累、而成为显著的变异。由此可能导致亚种和新种的形成。达尔文的进化理论,从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。而米丘林、尤其李森科,以人为地改变环境条件,试图改造品种,甚至弄虚作假,并成为学霸,迫害正直的科学家,尤其是坚持孟德尔摩尔根遗传学说的生物学家(并涉及在中国的谈家桢先生)。而实际上,在孟德尔遗传定律的基础上,摩尔根的染色体、基因学说才解释了遗传的本质。而基因变异才是生物演化的内在因素。
达尔文摩尔根
不仅生物界,由最高等的生物、人所组成的人类社会,其发展变化也充满了自组织的色彩。个体的需要和诉求,会形成社会变迁的原动力,推动社会向某种方向运动。这样一种自组织的发展,也需要一个开放系统。一个封闭的社会体系会自取灭亡,历史的经验和教训已经不胜枚举。
我们从新冠病*说起,似乎已经扯得太远了。但是细想起来,不同的事物,不同的层次,还是在同一个世界里,有一些共同的规律性值得我们去深入思考。
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