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然而,里德伯原子显示出了一种奇妙的混沌行为,描述它需要把正常情况下由6维(3维描述位置,3维描述动量)来描述电子的相空间进行缩减。因为原子中的磁场限定了对称轴:电子只相当于在与沿轴方向的距离相关的二维平面内运动,没有绕轴的运动,所以很容易减去二维。在这剩下的四维相空间中,可以取称之为能量壳层的3维薄层,这就允许建立一个电子运动的3维模型。复杂的3维相空间模型还可以通过取穿过能量壳层的所谓彭加勒截面(固定的二维平面)作进一步简化,这样就得到了二维表象,它由电子的轨道与该平面表面相交的点构成。
正是在这一表象中里德伯原子行为的奇异特征变得很明显。现在我们搞清楚了,与其他混沌系统一样,里德伯原子不能分解为单个组分的运动棗沿一坐标轴的运动与沿其他所有方向的运动紧密相联。而且,能级的分布也在经历变化。与在原子基本状态中能级随机分布互不相关不同,里德伯原子的能级是非随机分布的,而且紧密相关。持续的激励推动原子所达到的连续能级突然分裂:能带变得既高度分离又相互联结,尽管在原子中并不存在能解释通过能带显示出的新发现的有序或它们与之紧密联系的动力学意义上的力。①有意义的解释必须首先要涉及大尺度彭加勒系统中的以真空为基础的恒定相互作用。在磁感应而导致的混沌态下相互作用效应变得很明显,因为原子比在基态时更敏感。结果,其态函数就显示出同调性,这种同调性我们可以期望在标量介质真空零点场中的相邻的孤立子上显示出来。
对于超导性和超流动性中的同调现象也可作与此相关的解释。超导体中电阻的消失被认为是由于其运动产生电流的电子(对所有电子薛定谔波函数具有相同的形式)具有高度的同调性。在超低温时,常温下的那种由于晶格中原子的振动所产生的扰动被消除,因而恢复了同调性,所以电流就可以无阻碍地通过导体。这一现象同样可以看作是充满信息的真空谱中电子嵌入的一种效应,在那种场中磁导率/电容率如达到某种程度(这由量子传播的有限速度独立地给出),那么互相接近的带电粒子就会互相吸附,在不存在热干扰的情况下,它们就象连续基本介质中的类孤立子波那样同调运动。
约瑟夫森效应(相互间保持有限距离的超导体相互关联)也关系到连续基本场。按照D·杰迪斯(Del Giu…dice)等人的观点,关联效应不仅仅在超导性这种特殊情况下可以得到,在存在物质实体的相邻系统的任何地方,无论它们是原子、分子还是其他粒子,在它们中都会出现瞬时关联。一对紧挨着的细胞能象约瑟夫森结那样进行相互作用,一组全同细胞能产生这种结的整体排列而把细胞都闭锁在这一状态上。因为细胞的同调性又在细胞集中产生同调作用,所以我们就获得了一种保证生命系统进行整体整合的主要因素。①在这一点上,具有真空谱全息子结构的微观和客观尺度系统的相互作用是既作为物理学又作为生物学世界中的最重要的过程出现的。
持久的研究也许可以显示出把普朗克领域内可观察到的现象归于量子与量子真空波谱场相互作用而取得的丰硕成果。在这种相互作用方面,量子态的同调性并不是特设的,而且导致波函数崩坍的状态在自然界中也不是任意的。
这里描述的量子真空相互作用非常具体而有新意,而它的哲学基础与物理学前沿研究中的广泛意见是一致的。我们尤其同意玻姆的观点棗通过考虑起源于量子真空的微妙效应来完善量子理论,在计算物理效应时我们同意用随机电动力学来消除真空涨落。这一概念的基本哲学与惠勒的格言一致:“真空物理学处于每一件事的核心。”①
3 生命世界中的相互作用效应
我们在生物学世界中获得的事实是明显的,我们面对的并确实融入其中的是一个巨大的,系统套系统的等级序列。行星生态系统是地球上最大的系统,它由大陆和次大陆生态系统组成,而大陆次大陆生态系统又由特定的物理、化学和生物环境中的生物群落构成。居住在这些生态系统中的单个生物由细胞组成,细胞由蛋白质组成,蛋白质由分子组成,分子由原子组成,而原子则是原子核和电子的量子组态。
达尔文和新达尔文理论坚持认为,这一相互套迭的等级体系是在随机突变的自然选择作用下进化的,主流理论则坚持种系变异具有随机性的假设,并赞同魏斯曼关于种系和个体可以分离的学说。后者通常被解释为是指在生物体的整个一生中与环境的生理相互作用并不具有遗传效应棗它们并不产生种系DNA的变化。因此,突变的随机性保证了种系的基因变化既不受显性状态的影响,也不受环境条件的影响。经典的达尔文理论告诉我们,适应性变化是一种由随机产生的恰好与特殊环境“吻合”的遗传变种的后天选择支配的过程,然而,正如霍(Ho)等人指出的,这些假定棗突变的随机性的基因和环境影响不相干棗都被分子遗传学实验的发现所证伪。①为什么如此,我们可以加以简述。
3。1 生命的另一种图景
在我们的经验中所碰到的物质事物和在宇宙的深处作为这些事物的基础的能量场之间的微妙关系改变了我们所知的生命和生命世界的每一件事的性质。正在出现的图景给了自然界相互关联网络的图像,这一网络产生了连续的、自我创生的有组织过程中所观察到的所有事物。
这一新图景告诉我们,生物有机体并不是一系列偶然事件的结果,有机体的遗传信息库并不是与其环境毫无联系的,它的变异体也并不仅仅是偶然性的牺牲品。在基因组和有机体之间,甚至更广泛的有机体的环境之间,存在直接的 (尽管是微妙的)联系。这远不止是基因的偶然再组合,产生新物种的突变体是“适应的”;在有机体的遗传亚结构方面它们灵活地响应了它们在环境中所经历的变化。
这种适应性变异的发生一次又一次地被前沿思想家和研究者所提到,尽管它又召回了拉马克主义的幽灵 (在二百多年前提出的观点,该理论认为有机体在其生活中获得的特点可以由它们的后代继承,即可以遗传给它们的后代),但前卫派研究者们已经经常谈到基因的突变和环境要求之间关联的可能性。适应性突变的理论 (它激起了1980年旋风般的争论和讨论)目前正在根据新的证据进行再检验。
正在出现的洞察并不是一种返祖现象,因而是过时的概念:它并不认为长颈鹿获得它的长脖子是因为各代长颈鹿都要尽量伸长脖子以便够到越来越高的树枝上的树叶。相反,新概念提出了基因组的适应性,基因组即为给长脖子编码的遗传信息库,生物有机体所有其他躯体特征也都是如此。微生物学家现在发现,基团组是“流体”。
控制实验已经出现了许多影响基因组和刺激其内适应性变化的环境作用的例子。例如,对亚麻而言,由于受到肥料的影响而导致的基因的直接变化已经被注意到。人们还注意到,接触到杀虫剂的不同昆虫产生出了可遗传的扩大特殊基因,这些基因可以把化学药品解毒和对毒素产生抵抗作用;由于电磁和化学影响的结果许多物种的基因库也发生了类似的修正,这也是人们知道的。
看上去基因组似乎是由环境中的变化情况来“内构”的。把种系和有机体一生中所遇到的变化相互分离或孤立开来 (这是经典达尔文主义的主要支柱)正变得越来越失去根基,并将很快被抛弃。有机体和环境形成了整个系统的一部分,而在时间中进化的正是这个系统。纯粹的偶然性被抛弃了,据说变异体是在高度结构化的“渐成系统”的过程中出现的。
现在更多的生物学家已经搞清楚,种系稳定性并不是由于基因组的孤立。连续的适应并不是作用在纯粹偶然性所导致的突变体上的自然选择的结果。自然选择在进化中起作用这一点当然是无须争论的:对存活和繁殖不利的变异体不能长久存在,这有利于人们观察到的有机体和环境之间的适应。但是人们现在把自然选择看作是一种消极的而不是创造性的因素:它可能扫除不适应的变体,但却不能保证那些真正适应的变体能被创造出来。生物学家认为,积极的因素是在能一致地自我进化的包容系统中的有机体和环境的紧密匹配,这一因素降低了进化过程中的偶然性作用,并把流体基因组与预报主要革命性跳跃的系统的突变体相互连结起来。
关于生命的新图景使我们对自己身体的本质认识得更加清楚,我们不是生物化学机器,这与经典概念 (这种经典概念仍然被专业生理学和医学所坚持)有了本质的和完全的不同。生理学和医学把有机体的运作看作是把它的功能与它的生理结构相互联系起来的相互作用,而它的生理结构又与它的躯体的化学成分相关联。根据这一过时的观点,健康依赖于生理学结构的整体,而这一整体又依赖于涉及众多有机和无机化学物的平衡相互作用。这就意味着,当我们身体不能发挥适当的功能时,其原因就一定是由于某种化学的不平衡而导致了某种结构缺陷。
在各种不同的应用方面,“生物化学医药”获得了显著的成功,但是这并没有掩盖这样的事实:对许多类型的有机体的健康状况而言它并不是适当的。要处理支配身体功能、结构和化学的相互作用还需要添加另一种成分,这个成分就是生物能量场 (bioenergy field)。
初看起来,人类的生物能量场 (或生物场)在本质上似乎是电或磁的。神经生理学家发现,连结大脑中特定区域的电流产生的效果与引起特定的大脑