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主题:自从达尔文以来的进化论的最重要进展 -- 心文连博

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  • 家园 自从达尔文以来的进化论的最重要进展

    看到irobot一文的回帖中的这个,原文的链接坏了,还能找到么,这个问题的探索有重大意义。

    别指望上帝或自然选择法会做到这一步。如果我们只能用大量详尽的、自然选择过程中未必能发生的细节来解释生物的秩序,如果我们现在所见到的从一开始都经历过艰难的挣扎,那我们今天就不会存在于此了。只有足够的宇宙空间和时间上的机遇并不能产生这一切。”

    根据达尔文的描述,任何一种生物体的精确的遗传详况都是随机演变和自然选择的产物。但生命本身的自组,即秩序,却具有更深刻、更根本的含义。秩序纯粹地产生于网络结构,而不是产生于细节。事实上,秩序是造物主的头等奥秘

    2004年的这个问题,今天终于有了答案,一个生态系统通过自然选择的方式产生进化过程,它耗散能量,增加熵,整个系统趋向均衡态(熵最大)。尽管它是有生命的,但是符合如下特点:趋向均衡态,没有高能的外部环境。正是通过这种方式,Kaila 和 Annila 在《英国皇家学会会报A》上发表论文 "Natural selection for least action",表示热力学第二定律可以写成描绘进化过程的运动方程


    本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
    • 家园 我大致看了一下论文的原文

      觉得idea比较有趣,但离“重大进展”还有相当的距离。文章主要描述的,是通过热力学二定理的一种运动微分方程的表达方式(这个是文章的第二作者在之前另一篇论文里提出的),来推导出一个开放的生物系统中能量沿最陡的熵增路径而转移并达到与环境相关的稳定态。

      从文章讨论部分的一些引用看,这个观点也不算很新了,只是推导的方式不同。主要卖点还是进一步支持那个运动微分方程的表达式。就生物学角度看,在没有具体生物数据,至少是模拟数据支持之前,只能算是一种待证的假设。

    • 家园 这回三聚氰胺参与人类进化课题可以开始研究了

      塑料能加到婴儿奶粉里面,奇迹啊

    • 家园 你这段评论表述窃以为有点问题,非常令人困惑

      2004年的这个问题,今天终于有了答案,一个生态系统通过自然选择的方式产生进化过程,它耗散能量,增加熵,整个系统趋向均衡态(熵最大)。尽管它是有生命的,但是符合如下特点:趋向均衡态,没有高能的外部环境。

      生态系统包括生命和其外部环境两个部分,如果要讨论熵变和能量传递与进化的关系,不宜合在一起讨论。因为“进化”是对生命体本身而言的,而不是对生态系统而言。

      生物体为维持本身的低熵状态,需要摄取外界有用的能量,并排出热量和排泄物,从而增加了外部环境的熵值,这个外部环境既包括生态系统中,生物体的外部环境,也包括生态系统外的环境。生物体的熵值在生活中降低了或者维持为常数,而外界系统的熵则增加了。要想降低外界系统的熵,唯一的方法就是向更外界的系统摄取有用能量并排放熵(太阳能之所以重要,就是如此)。

      所以讨论整个生态系统的熵变,对生物学来说恐怕意义不大,不如把生物体和其外部环境分开讨论比较好。

      还有这个“能量”也比较令人困惑,因为“热能”也是能量,但系统热能的增加则伴随着熵值的升高而不是降低。就像红字所标示的,最好是写成“有用的能量”。

      这个“均衡态”的表述我觉得并不是什么令人惊异的新发现,自组织现象尤其是生命现象的出现本来就不否定总系统的均衡态趋势。

      生命现象令人惊讶的地方是在于:处于不均衡态(用行话说,远离平衡态)的子系统(生物)竟然可以自发出现,不需要更高级的某种智慧(上帝)“刻画”出来。不令人惊讶的地方则在于:这种现象是决定性的,至少低级的自组织现象比如化学斑图,是完全可以由一些已知的动力学方程预言的,至于生命,同样如此,只不过,也许现在我们的科学水平还没有到那一步,还不了解全部必须的条件罢了。

      这里的决定性,并不是说某种动物一定要长四条腿,决定性也是有档次的,跟系统的性质有关的。还以我专业涉及的一氧化氮化学斑图为例,出现的图样比如螺旋波,其波长决定于反应物压力和温度,但其出现的位置,就不一定了,跟具体的样品表面的粗糙度之类都有关系,这个在生命演化中,大概就可以类比为某些“偶然性因素”比如星星撞地球毁灭恐龙,之类。

    • 家园 能不能聊聊第一个生命体是怎么出现的?

      从无机到有机,这最最关键的第一步是怎么跨出的?因为什么原因造成的?大家都是碳水化合物,怎么差别就这么大呢?? 根据下面诸多大侠讨论的,智慧生命出现只是早晚的事情,但生命的出现是必然的么?

      • 家园 是不是必然,我认为要加些条件

        我的专业是研究无机化学反应中的自组织现象,仅仅是一个简单的一氧化氮还原反应,却可以呈现出非常奇妙的自组织现象,仅仅决定于一些简单的化学反应法则。当系统符合一定的条件(压力,温度)时,这些现象可以再次出现,是决定性的。

        类似的事情扩展到自然界来看,那么,我们的地球也许恰好某段时间是这样一个合适的系统,能够有利于产生自组织。但这并不表示孤立的看,地球就一定能产生生命,某些外部事件(比如月球轨道改变撞击地球,或者太阳活动增加烧毁地球)完全有可能改变地球,所以说说“生命的产生是必然的”感觉并不严谨,应该加上“在一定的条件下”

      • 家园 合着我这么多话,都白说了

        根据下面诸多大侠讨论的,智慧生命出现只是早晚的事情

    • 家园 人类现在可是"有害"基因在大量的扩散呢

      医学不发达的时候,原先生存条件没有现在好,结果很多遗传病人直接就被淘汰掉了,现在好,这些人都能靠着药物或者治疗生存下来并有后代。。。

      人来有6000多种基因缺陷造成的遗传病,不知道以后几代下来,估计人人都会摊上一两种了。

      选择的压力,其实还是很重要的

    • 家园 呵呵?花如此之少?

      科学还是要耐得住寂寞啊:)

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