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白涛专栏 >> 生命对称振荡论(下)

白涛 (bxf77330@yahoo.com.cn) 2007.03

那么,分子对称共振作用力是怎样产生的呢?是由于在生化反应中若干个原子或分子亚基以拓朴结构相吻合的方式,嵌入到某一大分子集团的非对称共振拓朴空间之内,形成了新的拓朴结构,因而引发了该集团原拓朴空间的结构发生形变,以形成新的分子共振拓朴空间。此时,这一巨大分子集团因此发生了几何空间结构的扭动、弯曲等变构作用,从而产生了分子共振力。特别是,当所嵌入的分子亚基脱离后,该分子集团又自行恢复了原状,因而可以发生分子共振作用力循环。例如,当氧合血红蛋的转化为脱氧血红蛋白时,它的分子对称共振拓朴空间,就会因氧原子嵌入,而使α 1β2亚基中的一对αβ亚基旋转了15°,在这个交界面上,有些原子的移动量可达 6A°。α1β2接触区的拓朴结构,被设计得象两个交替结构的鸽尾形开关那样,可左右移动。事实上,一切蛋白质或 DNA分子的对称共振作用力,都是以一种分子拓朴结构的开关的变构方式表现出来的,这就是分子共振作用力的普遍作用方式和实质。

上面说明了分子共振作用力,实质是单对称轴分子拓朴结构的开关变构作用。而从中国古代科学的基础阴阳学说来看,这正相当于一阴一阳的交替循环作用。这就是著名的 “ 一阴一阳谓之道” 的原理和体现。在这里,由于蛋白酶由几个蛋白质组合在一起成为分子开关( molecular switch),以接收、整合和传递分子共振力。含有彼此间由构象开合变化而相互偶联的一对蛋白质,具有将能量从一种形式转变为另一种形式的能力。这就是一阴一阳的转换。假设一种蛋白质有一个催化部位,能将 ATB水解为ADP。这会引起催化部位的变构。而这一分子共振力的变化又会传递到这一蛋白质上距离稍远的另一个结合部位上。第二个部位的作用是,当 ADP结合在第一个部位时,它与另一个蛋白质结合,例如DNA促旋酶是一种能量转化装置,它能把 ATP的自由能转化为分子超螺旋中的扭力能。每扭一个螺旋要消耗9千卡 /摩尔的能量。而当ATP结合上去时,它又把这一蛋白质释放出来,它的功能就象一种分子马达(分子 型内燃机),把化学能(阴性势能),转变为动能(阳性动能)。这就是表现在分子共振力作用中的一阴一阳之道。需要说明的是,由于分子共振力是生化分子的一个共振运动,因此,它不但会形成一种机械博动力,而且还会产生热辐射,因而同时伴生电磁振荡场。这也就是说,伴随着分子共振博动力循环的还有热量流与热辐射的循环。它们就是中医所说的气的循环。这样,在生命振荡中,既有阳气循环。又有与此相应的、当进行合成代谢时,由于要吸收分子共振力,或分子共振热能,所表现的 “ 阴气” 的循环。由此可知,生命振荡的实质,就是由于分子拓朴结构中的分子开关的变构作用的交替循环转换,所形成的化学能(水解热)的释放与生成的交替化学振荡循环,或是阴阳振荡。这就是从中医角度来看待生命对称振荡的意义。它从生化分子结构的共振力的功能的角度,阐明了生命振荡的本质。同时,这也是生命的本质。

以上说明了生命自组织构成的根本原因在于生命振荡,而生命振荡的实质,就是由于分子拓朴结构中的分子开关的变构作用的交替循环转换,所形成的化学能(水解热)的释放与生成的交替化学振荡循环,或是阴阳振荡。在生命自组织中,这种热能的释放与生成的交替化学振荡循环,对大多数生命细胞来说,是通过呼吸过程来完成的。这里所说的呼吸运动是广义“呼吸运动”。所谓广义呼吸运动就是认为:即呼吸不仅仅只是心血管系统的功能,心血管也不仅 仅是控制呼吸运动的唯一的决定性器官,它是包括人体所有器官,所有肌肉系统、甚至包括骨髂系统在 内的人体整体组织所具有的功能。这就是 “ 广义整体呼吸原理”但是,广义整体呼吸的意义还不仅仅只限于此。广义呼吸并不仅仅是一种呼吸运动。它更是生命整个机体的代谢燃烧活动,更确切地说是生命机体的整体有氧燃烧活动。而人的所有呼吸器官,所有各式功能组织器官,只不过都是这种广义有氧燃烧活动的物质基础,或者更确切地说是它的生化结构基础。而这些生化组织结构的功能,就是促成整个生命机体来进行有氧生命燃烧。这就叫 “ 广义整体有氧燃烧” 。在这里,在生化组织结构中,血液与气体的流动和呼吸器官的循环往复运动,只不过是这种广义整体氧化燃烧的生化反应中介。它们的真正功能是促使这种广义整体有氧燃烧能有条不紊地、有序地、有强有弱地进行。这也正是生命力存在的本质。人体在进行广义整体呼吸时,表 现出 中医所说的“ 阴升阳降 ”的规律。它对应于肾脏中的肾上腺素、糖皮质激素及去甲肾上腺素,这些阴性激素上升到肝、胃,来控制,主要是抑制胰岛素,来抑制它的分泌,减少糖代谢的分解燃烧。而当它们上升到脑垂体及下丘脑,又可通过 CRF来反馈调节ACTH(促肾上腺皮质激素)的释放,并通过人体内分解代谢的负影响,反馈给脑垂体与下丘脑,以控制 TSH(促甲状腺激素释放激素)的释放,从而控制T3和 T4(甲状腺激素),并进而影响生长激素、加压素的释放。当这些阳性激素随着血液与经络下降到全身各个器官时,它们又会促进人体的分解代谢的有氧燃烧过程,从而产生对有氧分解代谢的正影 响。通过这种“ 阴升阳降 ”的循环,就完成了整个人体的新陈代谢过程,这就是中医所说的 “ 阳气和阴气” 的循环。它们与空气呼吸循环,往复有序地结合在一起,共同在人体血脉与经络内,形成一种生命整体有氧呼吸振荡循环,即冷热电磁辐射的循环。热循环呼吸才是生命整本呼吸的实质所在,它是生命的空气循环呼吸的目地,而空气循环呼吸只不过是生命机体为达到这一目地而采用的手段。这就是与人体的依据氧气和二氧化碳呼吸循环呼吸相对应的“热循环呼吸”。它就是人体的“双重呼吸”。所以,人体的整体呼吸是由空气循环呼吸与热循环呼吸,这一“双重呼吸”所共同构成的。特别应指出的是,热循环呼吸才是生命整体呼吸的实质所在,它是生命的空气循环呼吸的目地,而空气循环呼吸只不过是生命机体为达到这一目地而采用的手段。这是由于,生命的本质正是一个能自主产生能量,即热量的自组织系统。由此可知,人体及一切生命自组织的本质,只不过就是一个结构精密的、由生化分子构成的、全自动反馈的“热交换系统”而已。因此,热循环呼吸必然是构成这一生命自组织的存在基础,而经络就是热循环的通道。也就是为什么说阴阳电磁振荡是生命本质的根本原因。这是由于,生命的本质正是一个能自主产生能量,即热量的自组织系统。因此,热循环呼吸必然是构成这一生命自组织的存在基础, 它同时还偶联着人体内各种DNA与蛋白质的生成代谢耗能反应。因此,这个消耗热量的过程,也是人体 “ 广义整体有氧燃烧呼吸 ” 的组成部分。可谓一阳一阴,阴阳振荡循环。这是一个有氧燃烧的分解代谢 --合成新生化分子的耗能代谢 反应--再一次有氧燃烧的分解代谢的振荡循环偶联过程。

综上可见, 生命自组织系统内的振荡循环,就是通过阴性与阳性蛋白质的分解代谢与合成代谢的循环偶联反应,所形成的化学能(水解热)的释放与生成的交替循环振荡。它也表现为 冷热电磁辐射(低频与高频电磁辐射)的交替循环振荡 。这就是本文作者所提出的生命对称振荡的具体体现。

但是, 人体之所以能够形成生命自组织系统, “ 广义整体有氧燃烧呼吸 ” 只不过是构成因素之一。它只不过是其中具有能量供应作用的呼吸子系统,为了保证 生命自组织系统的存在,还必须有化学物质供应 子系统的帮助才行。这就需要化学物质的分解(消化) 子系统与化学物质的合成 子系统的存在,例如,三羧酸循环子系统与消化葡萄糖或乳糖有关的分解蛋白酶合成 子系统。与此同时,为了使这三个 子系统协调一致,更需要有一个信息控制子系统来使它们可以形成一个自反馈环 ,以及便于营养与排泄物质的流通与调节及 解析的循环子系统与解析子系统,从而构成一个完整的生命自组织系统。这样, 一个完整的生命自组织系统的“广义的化学振荡循环”,就最少需要六个 子系统,来构成一个自反馈组织循环系统。 对于这六个子系统之间的整体关系,可借鉴中医的“五行”学说。中医的“五行”学说认为:人体的五脏分别与 “五行”的金,木,水,火,土相对应,而“五行”之间存在着 相生相克的单向关系。但是,生命振荡论 认为,在生命自组织系统内的 六个子系统之间,存在着的是双向的非线形关系,这六个子系统分别对应着人体的六种器官,比 中医的五脏多了一个大脑器官,并且与中医对于五脏的说法,也不尽相同,而且在它们之间存在着双 向的是生与克的非线形关系,如下图所示:

这六种子系统的非线形的自反馈循环,或是 自反馈组织循环系统, 就构成了生命自组织系统的具体生命振荡过程。以上所涉及的是宏观的器官组织。但是,还可以在分子水平上,将与这些器官组织相对应的蛋白质也划分为 六种子系统,分别称为六个“蛋白族”(以每个器官组织的头一个汉语拼音字母命名): H族蛋白,F族蛋白,SH族蛋白, G族蛋白,P族蛋白,N族蛋白。与此同时,这 六个“蛋白族”还分别对应着细胞染色体中的 六个基因组:H基因组, H基因组,SH基因组,P基因组, G基因组,N基因组.这样,就得到了细胞染色体中,各个 基因组之间的整体关系,以及各个基因组与各个蛋白族之间的 整体关系。

虽然 生命 自反馈组织循环系统的六种子系统相互之间具有非线形的关系,但这六种子系统相互之间还具有构成一个自反馈循环的主要 整体关系。它对应着 生命自反馈组织循环系统的最基本的 生命对称循环振荡。这就是生命自反馈组织循环系统的“正 循环”。所谓“正循环”,是指生命自反馈组织,按照分解代谢 ---合成代谢的这一顺序,在信息控制子系统的控制下,途径循环 子系统和解析子系统,并在呼吸 子系统的配合下,所完成的一次完整的代谢循环过程。与这种代谢循环对应的就是生命自组织系统的有序生化反应过程。这也正是前面所讲过的“超广义的化学振荡循环”,或是“超广义代谢振荡循环”。所发生在 这种超 广义代谢循环的 整体关系及其 有序生化反应过程 ,可以应用中医的 “ 五行 ”与 五脏 对应 关系的 学说 来加以说明。中医的 五行 , 将人体的 五脏 分别归属于五行。从五脏的 相 生关系来看,肾水之精以养肝木,肝木藏血以济心火,心火之热以温脾土,脾土化生水谷精微以充肺金,肺金清肃下降以助肾水。这说明了五脏之间的相生关系。从五脏之间的相互制约来看,肺气清肃下降,可以抑制肝阳上亢,即金克木;肝气条达,可以疏泄脾土的郁滞,即木克土;脾的运化,可以避免肾水的泛滥,即土克水;肾水的滋润,能够防止心火的亢烈,即水克火;而心火的阳热,可以制约肺金清肃的太过,即火克金。 需要说明的 是 , 金 , 木 , 水 , 火 , 土 , 是 对 人体的 五脏 的性质的 一种 类比的说明:

《尚书·洪范》:“水曰润下,火曰炎上,木曰曲直,金曰从革,土爰稼穑”。

金曰从革,木曰曲直,水曰润下,火曰炎上,土曰稼樯,从革作辛,曲直作酸,润下作咸,炎上作苦,稼樯作甘 ”。由此可知,中国古代,是以 辛凉 , 味酸 , 味咸 , 味苦 , 味甜 等“五味”与 金属锋利 , 树木曲直 , 水性向下 , 火气向上 , 土生谷粮 来相类比,而比喻 五脏 的性质的,所以,所谓的“ 五行 ”其实是对物质的 辛 , 酸 , 咸 , 苦, 甜 的五种化学性质的说明。这就是中医“ 五行 ”的本质。

当然,中医所说的 五脏 ,主要指的是西医所说的 五脏 所具有的功能,不应将这两者完全对应起来。这样,如果将 人体自反馈组织循环的这六个子系统,与 中医的 五行 与 五脏 的循环 关系对应起来,就可以得到了 人类 染色体的各个基因组之间的整体循环振荡 关系,以及各个基因组与各个蛋白族之间的 整体循环振荡关系,例如,前述有关 “ 阴升阳降” 的规律,就反映了 肾水的滋润,能够防止心火的亢烈,即水克火 的有关 肾 与 心 的 整体 循环振荡关系 。这里的“心火”(中医把大脑的功能与心脏的功能归并在一起),指的是 糖代谢的分解燃烧。这就是生命自组织系统的代谢循环的 整体 循环振荡 关系及其 有序生化反应过程。但是,这种 “阴升阳降 ” 的规律,既反映了生命自反馈组织循环系统内的热能(自由能)或热量的吸收与分解燃烧的对立统一的整体循环振荡联系,也揭示了生命自反馈组织内生化反应的有序循环规律。 这才是生命对称振荡的实质意义所在。这也是 细胞染色体中,各个基因组之间的整体循环振荡 关系,以及各个基因组与各个蛋白族之间的最根本的 整体循环振荡关系的实质意义所在 。与各个子系统相关的基因组,极其与之相关的各个蛋白族之间的 整体循环振荡关系的本质,就是依据生命自反馈组织循环系统内的热能(自由能)或热量的吸收与分解燃烧的对立统一的不同 运动状态,通过“有序熵的自反馈平衡原理” 来实现 各个基因组与各个蛋白族之间的自我反馈平衡调节。

特别需要加以说明的是中医所说的 五脏 ,并不等同于西医所讲的 五脏 器官,而是指西医所讲的 五脏 器官所具有的五种功能,不应将这两者完全等同起来。但中医的 五行 与 五脏 的 功能关系,正好与 生命自反馈组织循环系统的 五种子系统的功能关系相对应。由于 西医中的大脑的器官与功能在 中医的 五脏 及 五行 学说中没有的单独划分出来,而在 生命对称振荡 的 理论 中, 大脑的功能对应着 人体自反馈组织循环系统的信息控制 子系统;为此,在生命对称振荡 中医的 理论 中,除 中医的 五行 之外,又增添了控制 五行 协调运转的第六行,借用中国“道家”学说中,将人体比喻为调和阴阳 五行 的“鼎”的说法,可称“第六行”为“鼎行”。不过, “鼎行”只适用于 生命自反馈组织循环系统,而不 适用于自然 系统。

综上所述,就是对生命对称振荡,其中既包括“超广义生命对称振荡”,也包括“狭义生命对称振荡”的具体过程,及其所涉及的各个 器官组织,以及对各个“蛋白族”和 基因组的相互关系的说明。由本文所述可知,生命对称振荡理论,是中西方科学相结合的学说。它是一个描述生命过程的整体发展规律的基本理论。

注释:

[注 1] 谢乃贤《化学体系中的非线性动力学》,《自然杂志》1991年 11期P807

[注 2] 《人体及动物生理学》王玢主编,高教出版社1988年 P355

[注 3] 梅磊《大脑太极图——左右脑特征空间结构》,《自然杂志》 1990年第10期P661

[注 4] 郑集《普通生物论》人民教育出版社1982年 P612

[注 5] 黄存哲《生物学概论》高教出版社0984年 P85

[注 6] 《量子生物学引论》刘次全 编著 科学出版社 1989年 P158

[注 7] 《普利高津与耗散结构理论》 沈小峰等编 陕西科学技术出版社 P271

[注 8] 《生物化学》[美]LUBERT、 STRYER北京大学出版社会 1992年第二次印刷 P283

[注 9] 《生物化学》[美]LUBERT、 STRYER北京大学出版社会 1992年第二次印刷 P455

[注 10]《量子生物学引论》刘次全 编著 科学出版社 1989年 P133

[注 11] 《生物化学》[美]LUBERT、 STRYER北京大学出版社会 1992年第二次印刷 P135

[注 12] 《时空整合论》白涛《盛世中华(理论动态篇)》 人民日报出版社 2003 年 P155

2007 年9月本文作者添加的注释:

以上有关各个基因组与各个蛋白族之间,为实现自我反馈平衡调节而进行着超广义化学振荡反应的理论,已得到了最新科学实验的证实。据“ 研判情报信息网”报道:科罗拉多州立大学(Colorado State University )的新研究显示,哺乳动物中所有基因的功能都是受昼夜节律(circadian rhythm),或者说日节律调控的[《 研究发现了昼夜节律掌控所有生命功能》“研判情报信息网”(科技要闻>>>网页摘要2007年6月18日 ]。

此项发表在 >6月15日《PLoS Computational Biology》杂志上的文章,驳斥了现有理论,即仅仅10%~ 15%的基因受到生物钟的影响。尽管在此之前,科学家们已经认识到昼夜节律调控着生物体的行为,但是此项研究将之摆在了更为重要的地位,即日节律可以掌控所有的生命功能,尤其是代谢活动。此项研究认为振荡( oscillation)是生物体所有基因的基本特征,而非之前认为的只是部分基因的特殊功能。对于在代谢活动中相关基因的振荡特性的了解,有助于我们对基因如何相互作用并调控健康和疾病的理解。科罗拉多州立大学的研究者 Andrey Ptitsyn搜集了相关研究,并通过高级计算机算法为98%~ 99%的基因建立了基线。在之前的研究结果中,当中的大部分基因从未有过与日周期相联系的表达水平变化的报道。甚至于一些基因被认为是持家基因( housekeeping gene),作为基因表达研究的稳定照。

“只要正常进食的人都有体会,人是不能太迟进食的,现在我们离这个现象的答案更近一步了,”

兽医和生物医学学院(College of Veterinary Medicine and Biomedical

Sciences )的研究员 Ptitsyn介绍说,“我们发现所有的基因在一天过程中总是呈现出显著的变化规律,这种规律体现在了活性的模式,或者表达的模式上。每条基因表达通路都受到昼夜节律的影响,而且不同通路基因的节律的同步性对于生命活动是非常重要的。”这就充分证明了生命振荡理论是正确的。

                                                                                                                       

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