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生命中的控制现象

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进化论那篇写吃力了,换个话题放松放松


1楼2016-01-15 09:35回复
    什么是生命中的控制现象?我先举一些例子:
    例子1:老鹰抓兔子的时候,除非兔子正在跑动,否则一开始老鹰一定是对准兔子俯冲下去的,它没有不这么做的理由。
    然后兔子发现了老鹰的袭击,开始逃跑,这时老鹰就要改变飞行方向,飞向兔子的前方某个位置去拦截兔子。
    兔子采取规避措施,它转向了,于是老鹰也改变自己的方向,飞向兔子新的逃跑方向的前方。
    这个过程会反复进行,其间老鹰与兔子间的距离持续减小,直到老鹰抓住兔子,或者在最后一刻失之交臂。
    这个过程称为“连续调节控制”,因为老鹰改变飞行方向的动作是连续进行的,因此老鹰的飞行轨迹会是一条连续曲线,否则,就应该是一条多段直线组成的折线。


    2楼2016-01-15 09:36
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      例子2:
      恒温动物都有一个基本恒定的体温,体温恒定,意味着通过体表散失掉的热量,与体内产生的热量相等。
      散失的热量与环境温度有关系,但身体也可以影响它,比如收缩毛孔减少散热,或者通过出汗挥发来增加散热。
      至于体内产生的热量,身体应该有手段改变,当然这个改变的范围可能比较有限,我们的体内各种活动必然要产生热量,而能够产生的最大的发热功率,也应该是有限的。
      我们的身体肯定在不断的改变散热条件或者发热量,才可能让体温恒定。
      如果不断的检测体温,会发现体温实际上是在围绕某个温度值在上下波动,而且如果把温度—时间曲线画出来,会发现它基本上是一条平滑曲线,而不是折线。因此,这个例子也属于连续调节控制。
      这个例子与例子1有一个非常本质的区别,它也有目的,目的是保持恒定体温。这个目的是谁设置的?不明确,所以,它的控制主体是什么,我们不清楚。
      这个例子很像工程中的自动控制,但自动控制系统是人设计的,控制目的也是人植入到机器里的,控制的主体是人,这一点不含糊。
      这可以当作一个‘设计现象’,自动控制是人设计的,既然例子2和自动控制类似,那么它好像也应该是设计出来的,那么设计者是谁?


      3楼2016-01-15 09:45
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        例子4:我们的气管和食道有一小段是共用的,就在嗓子眼处。我们在吞咽的时候,‘气门’是封闭的,不能呼吸。
        这也是一个控制,明显和例子3是同一个类型。
        这个控制有时候不好使,于是你就会呛住。
        所以,这个例子你不应该当作‘设计现象’,否则设计师就太蹩脚了点,为什么不直接让气管和食道分开?反正共用这么一小段也节约不了多少材料,还专门设计一个控制机构?有种‘脱裤子打屁’的感觉。
        所以,这个例子恰恰向我们暗示,生命不是设计产品。


        5楼2016-01-15 10:05
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          例子5:有一些人是近视眼,有些人是远视眼,剩下的是正视眼。加上近视和远视的度数差别,是很分散的。
          在三四岁的小孩子那里,差不多90%以上都是正视眼,或者接近于正视眼,即近视或者远视的度数不超过50度,而且远视居多。
          但在初生婴儿那里,屈光度的分布曲线接近于正态分布,但在近视眼这边有一个大缺口。也就是处于正视眼附近范围的不很多,远视眼居多,近视眼比较少。这是通过仪器从新生儿那里得到的统计数据。
          新生儿屈光度的分布应该完全是遗传决定的,因为环境因素还没有机会起作用。近视这一边曲线上的大缺口,应该是进化的结果,在原始条件下,近视眼尤其是高度近视眼,生存条件太差了。
          为什么进化没有彻底消灭近视眼基因?这是因为并不存在近视眼基因,眼睛屈光度由好几个基因联合影响。
          如果一部份基因偏向于远视,另一部份偏向近视,组合后的结果可能是正视眼,那么偏近视的那些基因就有理由保留下来,所以进化无法彻底解决近视眼,只能起到压制作用。
          从前面的描述,可以想到在新生儿发育到三四岁期间,发生了控制作用,使得原本在比较靠中间位置的大部分婴儿,最后都发育成了正视眼,也就是先天近视眼往远视方向发育,先天远视眼却向近视方向去发育,最后在正视眼附近汇合了。
          三四岁之后,这个控制机制仍然存在,但对于不需要长期近距离用眼的人群,这个控制机制就不起作用了,因为控制已经完成。但对于需要长时间近距离用眼的人而言,就会继续起作用,会让已经在正视眼范围的人,又变成近视眼。
          所以,除开少数遗传造成的高度近视,大部分人的近视眼实际上是发育期间控制作用的结果。要知道,近视眼也是有好处的,在长时间近距离看书的时候,没有戴近视眼镜的近视眼,要比正视眼的人更不容易眼睛疲劳。


          6楼2016-01-15 10:06
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            控制是有目的的,例子1的目的很明显,老鹰是为了抓住兔子当作食物。生命内部的控制同样有目的,体温、呼吸频率、血压、红血球数量等等参数的稳定,明显对我的身体很重要。
            但这些目的不是我决定的,我的意识没有过问,也过问不了,有许多身体控制机制的存在我压根不知道,那么这些目的是谁设置的?
            根据经验,我认为目的是有意识的生命在行为方面的独有特征,那么在我自己身体内部,难道还存在一个我没有发现的有意识的存在,是它设置了这些控制机制中体现的目的?
            如果不能从进化角度解释这些,就很容易又陷入神创论的泥坑。


            8楼2016-01-15 11:12
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              进化论解释生命中存在的控制机制,并不比解释其他的生命现象更困难,如果你能够接受进化论对于鸟的飞行、孔雀尾巴的美丽、哺乳动物和鸟类中的母爱表现的解释,那么就很容易理解为什么会有这些控制机制:因为这些机制有利于生存繁衍,自然选择就会支持它进化。
              反过来,如果你打死都不接受进化论对生命现象的解释,那么同样也不会接受进化论对生命中控制机制的解释,那也只能由你去了。
              所以,我并不打算在这个话题上更多的去讨论进化论证据,而是直接把所有这些机制都理解为进化的产物。


              9楼2016-01-15 11:27
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                楼主的长篇大作确实不错,希望楼主继续为科普吧带来更多大作。
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                 你笑,全世界都跟你笑;
                 你哭,全世界只有你一个人哭。


                IP属地:甘肃来自Android客户端10楼2016-01-15 11:58
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                  既然提起这个话题的目的,不是为了讨论进化论,那么我为什么要提出这个话题呢?
                  就因为生命中存在的控制,与由动物实现的控制,以及工程领域的自动控制,除开‘目的’这个要素有本质差别以外,在结构、功能和表现上有很多相似性,而工程控制领域又已经摸索出大量的实践经验,而且已经总结出了理论成果,所以就存在一个可能性,即借鉴工程控制领域的理论和经验,来对生命中的控制机制做一些分析和研究,有可能得到一些意想不到的收获。
                  我个人在理解近视眼的成因上,就借鉴了控制原理的思路(那是我的专业),得到了一些有用的信息,所以我会在接下来的讨论中,以眼睛的发育机制为主要方向,毕竟在生命中其他的控制机制上,我没有怎么下过功夫。


                  11楼2016-01-15 13:31
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                    在进一步讨论之前,我应该给控制下一个定义,以避免鸡同鸭讲的局面。
                    控制这个概念没有一个公认的严谨定义,但能够得到比较普遍认可的说法还是有的,我们就把这个说法当作一个粗略的定义好了。
                    出于某种目的,对一个过程施加影响,以让其向目的所预期的方向变化,这就是控制。


                    13楼2016-01-15 16:01
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                      那么,像体温调节、眼睛发育这样的机制,就不应该称为控制,因为在这些机制里,并不存在自然语境下的‘目的’。
                      要用控制这个概念来描述这些机制,‘目的’这个词的语境就需要变一变,于是,我又不得不从进化的角度谈一谈了。


                      16楼2016-01-15 16:22
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                        进化机制中的自然选择要素,带有很强烈的指向性,它指向一个基因能够扩散的方向。也许是携带这个基因的个体更容易生存(适者生存方向,也是最普遍的方向),也许是携带这个基因的个体更容易得到繁衍后代的机会(繁衍方向,例子有孔雀的尾巴等等),也许是携带这个基因的个体行为能够让更多携带同样基因的个体生存(利他行为方向,例子有母爱表现等等)。总而言之,自然选择支持的是有利于基因自身的扩散的那些特性。


                        17楼2016-01-16 15:52
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                          这种指向性,和我们所理解目的性,本质上是完全两码事,但从表现上却非常相似,区分不开。
                          比如,有人用‘自私的基因’这个拟人化说法,来体现这种进化的指向性。把基因拟人化为进化的主体,它有目的性,而且很自私,只做对自身有利的事情。
                          它对携带它的生命个体很自私,只要有利于它自身的扩散,即使让携带它的生命个体生存困难,这样的生命特性也会进化出来,而仅仅对生命个体生存有利,却无助于基因扩散的特性,就是不会支持。
                          它对同一生命族群里的其他基因也同样自私,有利于其他基因的扩散,但对它自身的扩散没有好处的事情,也一样不支持。
                          我认为‘自私的基因’这个拟人化的说法,比‘适者生存’更容易让我们判断出自然选择会支持什么样的进化方向。


                          18楼2016-01-16 15:53
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                            这不过就是一种明确的指向性而已,但单纯用指向性这个词,很难表现出这种指向性与目的性非常相似的特点。
                            贫乏的自然语言找不到一个恰当的词,既能够表达出这种指向性与目的性的相似,又不会引起误会。
                            我生造了一个词,伪目的性,期望可以勉强表达这层意思。
                            自然选择这个说法本身就暗示了伪目的性,因为选择这个词在常规语境下,就是有意识有目的的主体做出的行为。
                            像体温、血压等调节机制,以及眼睛屈光度的发育机制,肯定都是进化的产物。我这话是针对相信进化论的人们说的,如果你压根不相信进化论,那就当我没说。
                            既然是进化的产物,具有伪目的性就很正常,这就解释了这些调节控制机制中的目的是怎么来的:不过是能够让身体更加适应环境,或者别的什么能够影响基因扩散的原因。


                            19楼2016-01-16 15:54
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                              这个是不是那个反馈调节


                              IP属地:北京来自iPhone客户端21楼2016-01-17 11:51
                              收起回复