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生命智力巨系统的群体智慧和整体智慧

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发表于 2014-3-14 08:59:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
生命智力巨系统的群体智慧和整体智慧
王红旗(重构智因学研院首席科学家)
摘要:创建于21世纪初的生命智力学发现:所有的生命都拥有生命智力,生命活动与生物进化的实施者都是生命智力,或者都离不开生命智力的参与。生命智力学有一项非常重要的推论“初级生命智力系统可以设计制造或形成高级生命智力系统”,其原理是众多的初级生命智力系统能够形成或涌现出群体智慧和整体智慧,从而构建出具有更高生物智慧的生命智力巨系统。众多的初级生命智力系统之所以能够形成或涌现出群体智慧和整体智慧,其机制在于细胞膜生命智力系统能够通过构建附着物、衍生物,来获得几乎无限扩展的全新的生命智慧,典型的事例包括细胞膜网络生命智力系统、神经元细胞膜网络生命智力系统。
关键词:生命智力,巨系统,细胞膜生命智力系统,群体智慧,整体智慧
正文:
创建于21世纪初的生命智力学发现:所有的生命都拥有生命智力,生命活动与生物进化的实施者都是生命智力,或者都离不开生命智力的参与。生命智力学有一项非常重要的推论“初级生命智力系统可以设计制造或形成高级生命智力系统”,其原理是众多的初级生命智力系统能够形成或涌现出群体智慧和整体智慧,从而构建出具有更高生物智慧的生命智力巨系统。众多的初级生命智力系统之所以能够形成或涌现出群体智慧和整体智慧,其机制在于细胞膜生命智力系统能够通过构建附着物、衍生物,来获得几乎无限扩展的全新的生命智慧,典型的事例包括细胞膜网络生命智力系统、神经元细胞膜网络生命智力系统。
一、生命智力学的推论:初级生命智力系统可以设计制造高级生命智力系统
经过长期的观察与探索,我发现所有的生命都拥有生命智力,并于21世纪初创建全新的生物学理论——生命智力学暨智因进化论(亦可称为生命智力进化论、生命智能进化论、生命智慧进化论、生物智力进化论、生物智能进化论、生物智慧进化论等),其核心内容是:生命是一种拥有生命智力的复杂结构物,是否拥有生命智力乃是生命与非生命的分水岭,或者说生命乃是生命智力的杰作。生命与生命智力同时起源、同步进化,生命智力的实质是使用间接信息达成期望效应。所有的生命都拥有生命智力,不同的生命拥有不同结构、不同形式和不同层次的生命智力,生物进化的实质是生命智力主导实施的生存方式多样化和生存技术复杂化,以及生命智力系统自身的不断发展[1]。
众所周知,生物进化的事实表明,几乎所有的高级生物,都是由低级生物进化而来的。对此,自达尔文1859年出版《物种起源》以来[2],生物学界主流观点都相信从低级生物向高级生物的进化乃是通过“随机微变+自然选择”机制而实现的。对此,我从2004年正式创建生命智力学暨智因进化论以来,曾多次撰文指出生物经由“随机微变”途径形成复杂、精巧、协同、整体新结构和新功能的可能性乃是极低的,物种进化的实质是生命自主生存技术创新,而实施生存技术创新的主体只能是生物自身拥有的生命智力系统[3]。
根据生命智力学暨智因进化论的基本原理,可以得到三十余项重要的推论,其中有两项彼此密切相关的推论分别是“一种生命智力系统可以设计制造或另一种生命智力系统”、“初级生命智力系统可以设计制造或形成高级生命智力系统”[1]139-141。例如,众多的生命智力系统可以构建形成生命智力群系统与生命智力巨系统。

二、生命智力群系统与生命智力巨系统
我在生命智力学的名词解释中指出[4]8-59,生命智力的实质是能够使用间接信息(相对于直接信息亦即自然基本力而言,例如基因编码蛋白质、符号、语言等等),或使用间接手段(涉及到相应的信息、能量和材料、工具,例如各种各样的催化酶等等)达成期望效应的能力。所有的生命都拥有生命智力,不同的生命拥有不同结构、不同形式和不同层次的生命智力。所有的生命活动和生物进化的实施者都是生命智力。生物进化(包括人类社会发展)的实质是生命智力主导实施的生存方式多样化和生存技术复杂化,以及生命智力系统自身的不断发展。地球上的生命具有多种形式、多种层次的生命智力或生命智力系统,它们主要有细胞核(包括RNA、dna、染色体)生命智力系统、细胞膜(包括内外附着物、衍生物)生命智力系统、单细胞生命智力系统、细胞膜网络生命智力系统、神经元细胞生命智力系统、大脑思维细胞生命智力系统,以及生命智力巨系统等等。
1、群体动物的生命智力系统
群体动物的生命智力系统是指由若干群居动物个体的生命智力系统组成的新的能够管辖群体行为的生命智力系统(简称生命智力群系统)。群体动物的生命智力系统有多种形式,例如普通群居动物的生命智力系统、分体式群居动物的生命智力系统,以及人类社会的国家生命智力系统,等等。所谓普通群居动物的生命智力系统,是指同一物种的群居动物表现出来的集体行为和相互影响现象,例如狼群的集体捕猎行为,昆虫的聚集行为,鱼类的集体洄游行为。
有趣的是,某些鱼类的鱼群里,通常都仅有一只雄鱼,其余都是雌鱼;但是,当该雄鱼死去后,在众多雌鱼中会有一只雌鱼变成雄鱼,接替原来那只雄鱼的地位和功能;显然,在这里也存在着群体的生命智力系统,它的控制信号来源于雄鱼对雌鱼性别的抑制。
有必要指出的是,在群体动物的生命智力系统里,还存在着分体式群居动物的生命智力系统。所谓分体式群居动物的生命智力系统专指蚂蚁、蜜蜂等群居动物的生命智力系统。以蚁群为例,蚁王、蚁后、工蚁、兵蚁、侦察蚁各司其职,它们的功能是由其身体结构决定的,而它们的身体结构又是由发育信号和食物信号决定的,彼此之间的关系就好像是一个个分离开来的器官,因此我把它们称之为“分体式群居动物”。
众所周知,能够繁殖的蚁王、蚁后不出巢、不干活,能够干活(取食、建巢、守卫、伺侯蚁后和蚁卵)的工蚁、兵蚁却不能够繁殖。这样就有一个问题:工蚁是如何进化的?按照达尔文的进化理论,由于工蚁、兵蚁发生的随机变化,不能够被工蚁、兵蚁通过遗传积累起来,因此也就达不到自然选择的作用,也就是说工蚁、兵蚁是不可能进化的,显然这是违背事实的。对此,生命智力学暨智因进化论指出,蚂蚁的生命智力系统同时存在于蚁王、蚁后、工蚁、兵蚁、侦察蚁身上,是蚂蚁的生命智力系统在引导着蚂蚁不断改进自己以更好的适应生存环境。
2、生命智力巨系统
生命智力巨系统指由若干生命智力系统组成的新的超级生命智力系统,生命智力巨系统拥有群体智慧和整体智慧。生命智力巨系统主要有三种类型,第一种类型是由同类生命智力系统组成的生命智力巨系统,第二种类型是由不同类型生命智力系统组成的生命智力巨系统,第三种类型是由若干生命智力巨系统组成的超级生命智力巨系统。生命智力巨系统的前身或初级阶段是生命智力聚系统,即由若干生命智力系统组成的相互协调的生命体群落,包括群体动物的生命智力系统。
由于人体同时拥有DNA生命智力系统、细胞膜生命智力系统、单细胞生命智力系统、细胞膜网络生命智力系统、神经元生命智力系统和大脑思维生命智力系统,因此人体属于第二种类型的生命智力巨系统。
由不同类型生命智力系统组成的生命智力巨系统,彼此之间存在着分工与合作。具体来说,DNA(包括RNA)生命智力系统(实际上还涉及到其它生命智力系统)擅长设计、制造基因和智因,并能够使用基因去制造相应的蛋白质,再使用相应的蛋白质去实现进一步的功能。细胞膜生命智力系统擅长利用蛋白质去制造相应的化合物分子,并利用各种各样的蛋白质和各种各样的化合物分子,去设计、制造多种多样的附着物和衍生物,这些附着物和衍生物可以各自实施进一步的功能。
细胞膜网络生命智力系统擅长设计、制造、使用(简称“设造用”)各种各样的新细胞、新组织、新器官。例如,猪笼草的食虫器官捕虫囊就是细胞膜网络生命智力系统“设造用”的典型成果。中医理论所说的经络、穴位、气功都与人体的细胞膜网络生命智力系统的运转有关。
神经元细胞生命智力系统擅长使用生命体,并能够把生存信息和欲求反馈给DNA生命智力系统、细胞膜生命智力系统和细胞膜网络生命智力系统,以便进一步改进生命体的结构与功能。例如,动物的拟态和伪装,就体现着神经元细胞生命智力系统的生存信息和欲求反馈。
大脑思维细胞生命智力系统不仅擅长使用生命体,能够把生存信息和欲求反馈给DNA生命智力系统、细胞膜生命智力系统和细胞膜网络生命智力系统,以便进一步改进生命体的结构与功能。同时还特别擅长设计、制造、使用各种各样的身外之物和身内之物,并且能够超越现实、虚构现实,直至用思维信息重构宇宙万物。
根据生命智力学暨智因进化论,单细胞生物的行为是由DNA生命智力系统和细胞膜生命智力系统指导的,多细胞生物的行为是由多细胞网络生命智力系统指导的,动物的行为是由神经细胞生命智力系统指导的,人类行为是由大脑思维生命智力系统指导的,国家行为是由国家生命智力系统指导的。国家生命智力系统是由国民生命智力系统、团体生命智力系统和国家管理体制生命智力系统共同构建起来的,一个国家的国民和团体越是拥有自由创新的能力和机会,一个国家的国家管理体制越是高效和公正,这个国家的国家生命智力系统就越高明和越不可战胜。
进一步说,人类社会也是一种超级生命智力巨系统(随着人与人之间信息交流越来越快捷、越来越丰富,人类社会这个超级生命智力巨系统的效率也随之迅速提升),而地球上的所有生物实际上也构成了一个“地球生命智力巨系统”亦即“生命智力全系统”。
有必要指出的是,山东大学的李绍明先生在翻译《细胞生命的礼赞》(刘易斯•托马斯)一书的“译者序”里写道:他以超人的学识和洞察力,把握了所有生命形式共同的存在特点,批判地超越了19 世纪以来一直统治生物学界、并给了整个思想界和人类社会以深刻影响的达尔文的进化论。他指出进化论过分强调种的独特性、过分强调生存竞争等缺陷;转而强调物种间互相依存的共生关系,认为任何生物都是由复杂程度不同的较低级生物共同组成的生态系统,并以生态系统的整体论为我们指示了理解物种多样性的新的途径。[6]。事实上,《细胞生命的礼赞》一书的核心观点“众多生命体的聚集和共生是形成生物多样性的重要因素”,而这正是我所说的“生命智力巨系统”现象。

三、为什么初级生命智力系统可以设计制造高级生命智力系统?
问题是,“初级生命智力系统可以设计制造高级生命智力系统”的推论,初看起来似乎是明显的违背常识:初级生命智力系统怎么可能设计制造出比自己更高明的高级生命智力系统呢?这就好像是说小学生能够培养出大教授一样的有背常理。其实,这里的奥秘在于,众多的初级生命智力系统有可能形成具有超越个体智慧的群体智慧和整体智慧。
我曾撰文《关于自组织、CAS、涌现与生命智力的学术通讯》指出:学术界有一种“涌现”理论,其主要奠基人约翰.霍兰德(John Henry Holland)在《涌现:从混沌到秩序》一书中指出,“在复杂的自适应系统中,‘涌现’现象俯拾皆是:蚂蚁社群、神经网络、免疫系统、互联网乃至世界经济等。但凡一个过程的整体的行为远比构成它的部分复杂,皆可称为‘涌现’。”一般来说“涌现”指一个系统中个体间预设的简单互动行为所造就的无法预知的复杂样态的现象。显然,至少有某些“涌现”现象,可以用“初级生命智力系统设计、制造或构建高级生命智力系统”予以更好地解释[5]。
事实上,生物进化之所以能够成功,其重要的原因就在于,生物群体亦即众多的生命智力系统的聚集,生物整体亦即众多的生命智力系统的结合,产生(涌现)了超越个体生命智力系统层次的全新的生命智力巨系统亦即群体智慧或整体智慧。举例如下:
1、众多核苷酸分子串的聚集能够产生核酸群体智慧,众多核苷酸分子串的结合能够涌现核酸整体智慧;我将它们命名为智核酸,其初级形式包括各种核酸病毒,其高级形式即DNA(包括RNA)生命智力系统(拥有基因或基因组)。
2、众多氨基酸分子串的聚集能够产生蛋白质群体智慧,众多蛋白质的结合能够涌现蛋白质整体智慧;我将它们命名为智蛋白,其初级形式包括各种蛋白病毒,其高级形式即蛋白质生命智力系统(拥有蛋白质组)。
3、蛋白质生命智力系统及其附着物、衍生物、催化物、捕获物或结合物等,聚集结合在细胞膜上和细胞膜内,形成新的具有群体智慧和整体智慧的细胞膜生命智力系统。当DNA(包括RNA)生命智力系统成为细胞膜生命智力系统的捕获物或结合物时,拥有细胞生命智力系统的单细胞生物就诞生了。细胞膜上有许多功能区,这些功能区是以特定的蛋白质及其附着物、衍生物为核心构建起来的;仿照“基因”一词,我将细胞膜上的功能区命名为“膜因”。有必要指出的是,在细胞繁衍复制的过程中,不仅要复制基因,而且也要复制膜因;从这个角度来说,膜因与基因一样,也是细胞生命信息的不可或缺的遗传载体。
4、当众多单细胞生物(细菌、微生物)聚集在一起的时候,能够产生新的群体智慧;例如,众多黏菌聚集在一起时,对周围环境的反应展现出了新的智慧。当众多单细胞生物(细菌、微生物)紧密结合在一起的时候,能够产生新的整体智慧——细胞膜网络生命智力系统,与此同时单细胞生物也就进化成为多细胞生物。
5、单细胞生物的基因数量约在数百个道上千个左右,而多细胞生物的基因数量约有数千个到上万个左右。虽然目前生物学界对单细胞生物和多细胞生物的膜因数量,尚无深入具体的研究,但是可以推知多细胞生物的膜因数量要远比单细胞生物的膜因数量要多许多。毋庸置疑,基因数量和膜因数量的增加,乃是单细胞生物进化成为多细胞生物的关键所在。奥秘在于,细胞膜网络生命智力系统拥有更强大的设计制造新基因(组)、新蛋白质(组)、和新膜因的整体智慧,其使用的主要技术手段或工具,包括基因开关、膜因开关、虚拟蛋白、逆中心法则等[7] [8]。
6、众所周知,多细胞生物的所有细胞都拥有相同的基因,多细胞生物能够从一个繁殖细胞(受精卵)发育出多种多样的承担不同功能的专职细胞并实现细胞分工,主要依靠的技术手段或工具,乃是设置基因开关和膜因开关。进一步说,细胞膜网络生命智力系统正是通过打开或关闭不同细胞上的基因开关和膜因开关,来让不同的细胞承担不同的功能。为此,仅设置基因开关和膜因开关是不够的,细胞膜网络生命智力系统还需要设计制造出能够开启或关闭基因开关和膜因开关的“生物智能钥匙”,并在需要的时间去输送、感应并使用这些“生物智能钥匙”去打开或关闭相应的基因开关和膜因开关。“生物智能钥匙”的形式多种多样,它们可能是某种蛋白质、某种酶、某种激素、某种化学分子;或者是某种物理变化,例如温度的变化、光的照射、电磁感应等。
7、众多同类或异类植物的聚集,能够形成全新的群体智慧;众多植物与动物的聚集,也能够形成全新的群体智慧。例如猪笼草能够设计制造出诱捕昆虫、消化昆虫营养的精巧结构的捕虫囊,以及植物的花与蜜蜂的共生关系,都离不开植物与植物之间、植物与动物之间形成的群体智慧。
8、中国人在公元前发现的人体经络现象(这是人类最伟大的发现之一),实际上是多细胞生物的细胞膜间隙形成的某种特殊的生命信息隧道效应——它虽然没有类似血管、淋巴、神经元那样的特定管道,但是仍然具有在众多细胞之间进行信息传导、载体(递质)传导的功能,这种传导包括单向的或双向的信息输出隧道或输入隧道,充分体现着细胞膜网络的高超智慧。据此可知,不仅人体存在着经络现象,其他动物也存在着类似人体的经络现象,而且植物也同样存在着类似动物的经络现象。
9、由动物的细胞膜网络生命智力系统设计制造出来的众多神经元细胞,它们彼此之间能够形成全新的群体智慧和整体智慧,以及神经元细胞网络生命智力系统,其高级形式即某些高级动物和人类拥有的大脑思维生命智力系统。
10、对于人类和动物来说,每一个个体生命都是生命智力巨系统,因为他或它都同时拥有DNA生命智力系统、细胞膜生命智力系统、细胞膜网络生命智力系统和神经元网络生命智力系统、大脑思维细胞生命智力系统。
11、群居动物能够形成超越个体智慧的群体智慧,这类群体智慧可称为群居动物生命智力巨系统。具体来说,群居动物生命智力巨系统包括多种类型:其一是鸟群、鱼群的集体行动、同步反应所体现出来的群体智慧,例如沙丁鱼群躲避捕食者时的同步动作。其二是蚁群、蜂群的集体生存所体现出来的群体智慧,它们的特点是个体差异很大,而且分工明确;而且,当群体数目低于一个阈值时,其群体智慧似乎不存在;只有当群体数目高于一个阈值时,才能够充分体现出它们的群体智慧。其三是狼群、象群、猴群等群居动物所体现出来的群体智慧,例如狼群在捕猎时,其成员之间能够实施驱赶、包抄、埋伏等一系列行之有效捕猎策略。
12、人类能够形成体系更加多元、规模更加庞大的远远超越个体智慧的群体智慧,这样的群体智慧可以称为人类社会生命智力巨系统,例如家庭、家族生命智力巨系统,企业、团体生命智力巨系统,地区、部门、行业生命智力巨系统,国家、民族生命智力巨系统,国际组织生命智力巨系统。可以预见的是,随着通信技术的不断提高和普及,人类社会的生命智力巨系统所体现的群体智慧也会随之不断提高和普及;如果这种趋势持续下去,有朝一日人类社会的生命智力巨系统有可能形成全新的整体智慧,届时所有的人将相当于一个整体生物一样行动。
综上所述,不难看出,几乎所有的生命智慧都发生在细胞膜上;与其说是基因决定一切,不如说是细胞膜主导一切[9]。事实上,从物理现象的自组织,到生物现象的条件反射、条件应对、直至出现条件预设亦即形成期望,从化学现象的催化剂到生物现象的间接信息(酶、激素等),都意味着生物智慧的形成与进化,而它们的基础正是细胞膜生命智力系统。令人惊叹的是,细胞膜生命智力系统似乎具有无限的发展潜力,而这种无限的发展潜力就在于细胞膜能够不断地扩展自己的附着物、衍生物。例如,我们人类的大脑神经元细胞,承担思维智慧功能的载体就是由神经元细胞的细胞膜上所衍生出来的极其复杂的成千上万计的神经节、轴突、树突等结构,正是它们构建形成出类似“云计算”、“云思维”的超级整体智慧。从这个角度来说,初级生命智力系统之所以能够设计、制造或构建高级生命智力系统,正是因为众多的初级生命智力系统具有群体智慧或整体智慧。

参考文献
[1]王红旗,《生命智力简史:生命智力学与智因进化论》(A BRIEF HISTORY OF LIFE INTELLIGENCE)。美国学术出版公司(Academic Press Corporation)2012年6月在北美地区出版发行中文版。
[2]达尔文(英),物种起源[M]。北京:商务印书馆2007年。
[3]王红旗,物种进化的实质是生命自主生存技术创新,以及智因设计进化论的提出[J]。墨尔本:汉声杂志,2008年3期第39-40页。
[4]王红旗,《生命智力简史:生命智力学暨智因进化论》繁体字版。香港:光道新世界国际出版社2012年10月。
[5]重构,关于自组织、CAS、涌现与生命智力的学术通讯[EB/OL]。Jdtdshj的个人主页2012-12-12 08:19:55。
[6]刘易斯•托马斯,细胞生命的礼赞(李绍明译)[M]。长沙:湖南科学技术出版社1989年。
[7]王红旗,生命智力的中心法则与逆中心法则[EB/OL]。新华网•科技探索,生命智力学  关注  于 2013-03-13 18:43  发表。
[8]王红旗,发现进化态基因、虚拟态蛋白、逆中心法则的重要意义[EB/OL]。生物信息学天空网站•学术论坛•生物科技资讯•前沿趋势,发表于 2013-11-20 10:02:23。
[9]王红旗,谁是生命的主人,基因说了算,还是细胞膜说了算[J]。墨尔本:汉声杂志,2008年10期第52-55页,2008年11期第39-42页。
[10]王红旗,《破解千古难题:先有鸡还是先有蛋——揭秘生物进化“鸡蛋-蛋鸡”路线图》电子版书稿,2013年。
[11]王红旗,《生物智能导论》电子版书稿,收入2011-2013年撰写的有关生命智力学的文章,2013年。

ZY94-9000《生命智力巨系统的群体智慧和整体智慧》140314
本文收入八纮九野丛书《重构电子版丛书》之《智因2014进展》,
重构智因学研院电话010-51843850 信箱jdtdshj@163.com

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