还原论、非线性与医学之续二

9.
1920年代宾州大学华顿商学院经济学家乔治泰勒提出过一个有趣的“裙边定律”，认为街头的大多数妇女的裙子长度越短，则表明社会的宏观经济状况越好。

这个看似玩笑的定律似乎真的有用，据说它在印证股票市场景气与否时颇为灵验。在20年代和60年代，女性的裙边和股票市值一直协同升高———1968年超短裙达到极限，一般裙长在膝上15至25厘米。在30年代和40年代，股票市场表现低迷，女人们的裙子也越来越长。

（写到这里，想起以前见过一个关于这个定律的图表与数据，但想不起是在哪里见的，不知哪位达人手头有这个图表能给我发一份，跪谢！）

那么裙边效应是如何产生的呢？

这就与丝袜有密切的关系。原来长丝袜可以展露美腿而吸引眼球，所以普遍受到女性的宠爱。但在上个世纪化工工业水平比较低时，丝袜是一种昂贵的商品，每当遭遇经济危机，女人更愿意穿长裙子，原因在于她们没有更多的钱购买长丝袜，丝袜易损耗，需几天一换。当经济繁荣，人们有余力购买丝袜时，超短裙、迷你裙就成为了流行的时尚。

“口红效应”也是一种与“裙边效应”相似的有趣现象。在美国，每当在经济不景气时，口红的销量反而会直线上升。这是因为口红是一种廉价的消费品，在经济不景气的情况下，人们仍然会保持强烈的消费欲望，所以会转而购买廉价的商品来安慰自己的购物心理。

这两个例子可以给我们这样一种启示：微观个体与它所处的宏观环境密不可分，忽视了对宏观环境的研究必然难以理解微观个体的行为。如果我们只从妇女的购物心理、审美情趣去分析流行时尚的趋势，而忽视了宏观经济对家庭收入的直接或间接的影响，就根本无法理解“裙边效应”“口红效应”，也难以对妇女们的购物需求作出正确预测。

现代医学对疾病的研究也存在同样的问题，以癌症为例，大量研究都表明癌症的形成与宏观环境、人的行为方式有直接的关联。

国内外大量临床调查表明心理因素是诱发癌症的重要原因。例如沈阳军区总医院对200名乳腺癌患者进行了问卷调查，统计她们在过去三年中遭遇的丧偶、离异、失业、疾病等会对心理造成重大打击的事件，调查结果表明乳腺癌患者三年内平均每人遭遇的重大打击事件约为1.6件。相比之下，对照组的200名普通乳腺疾病患者，平均每人遭遇的重大打击只有0.9件，约为癌症患者的一半，这说明心理打击是引发癌症的重要因素。

另一方面，情绪因素对癌症的治疗效果有非常重要的影响。英国皇家马斯登医院在上世纪 8 0年代末做了一项为期5年的追踪研究，癌症病人入院治疗前先进行心理测量，按照情绪反应状况将患者分为四组，最好的是积极乐观组，最差的是悲观绝望组。研究结果发现5年以后积极乐观组与悲观绝望组病人的生存率分别为75％和2 5 ％，这说明癌症患者的情绪反应状况对预后影响极大。

现代医学沿着还原论的道路，对癌症发病机制的研究深入到越来越微观的层面时，情绪、生活质量、行为方式等宏观因素就越容易从专家们的视野中消失，要从微观世界中寻找到根除癌症治疗方法，难免会是南袁北辙。

这就好比一片水域长满水葫芦，说明这里的水质已经收到了严重污染，水葫芦的繁茂是水质变化后的产物。然而如果植物学家们只专注于从基因层面阐释水葫芦繁衍的规律，而看不到水质受到污染的本质，那么即便通过基因转移等先进手段找到了消灭水葫芦的方法，也无法改变水质被污染的实质，“按下葫芦起来瓢”，整个水体系统必然要出现新的问题。

昨天，我与一个高中同学聊天，得知他的夫人在美国宾州大学从事癌症的分子生物学研究，并且他们的研究成果还不错，动物实验表明他们找到的基因疗法能有效消除小白鼠的肿瘤，白鼠的远期生存率也很高。只不过这种方法距离临床还有遥远的距离。

那么是否真的找到攻克癌症治的新希望了吗？我并不抱乐观态度。

事实上近年来关于基因治疗攻克癌症的喜人报道层出不穷，但进入临床阶段时，都没有显示出比传统治疗方式更好的效果。

而且从宏观角度看，动物实验中，动物的肿瘤都是用化学方法诱导生成的，然而这种肿瘤的生成方式与人体自然生成的肿瘤的宏观环境是完全不同的，这就好像在实验室中培养出水葫芦进行研究，确实找到了杀死水葫芦的化学试剂，在实验室中效果良好。

但是当把试剂投撒到被污染的水域时，水葫芦可能被杀灭，但水质却无法得到改善。

10.

在西方哲学中，与“还原论”针锋相对的是一种被称为“整体论”思想方法。早在古希腊时代，亚里士多德就已经作出了“整体大于部分之和”的论断，认为当事物被拆分为若干部分之后，事物一些独特的属性将会随之消失。

在西方哲学史上，不断有人提出与“整体论”相似的观念，但由于“整体论”思想方法难以对事物定量描述，难以用科学实验研究进行检测，也就难以贯彻到科学研究当中。二十世纪中叶以前，构建在“整体论”基础上的科学理论可谓凤毛麟角。

相比之下，笛卡尔构建的“还原论”，一开始就强调拆分事物的目的是通过科学实验研究清楚每一个部件性质，以此来获得对事物的全部认识。因此“还原论”可操作性很强，可以直接贯彻到科学研究中，也就成为了主导西方科学数百年发展的强势哲学，“整体论”则大多停留在哲学思辨的层面。

但事实上在很多不同的领域，人们早已察觉“还原论”思想的一大弊端是“见树木不见森林”，当人们越是深入细致的去考察事物的微观规律时，会发现距离事物的宏观属性越来越遥远。正因为如此，当我们去追溯那些伟大思想家们的思想轨迹时，会发现很多人都有意无意的避开了还原论的思维方式，试图从整体属性来把握事物的本质。

就拿爱因斯坦、弗洛伊德和马克思来举例吧，他们被誉为对世界最有影响的三个犹太人，三人虽说处于不同的时代，研究不同的领域，但在不拘泥于细节，擅长从宏观、整体的角度去探寻规律的思维方式上却颇有共通之处。

爱因斯坦对原子如何构成分子、原子核内部是否有复杂结构这样的细节性问题不感兴趣，他总是站在时空结构、对称、守恒、自然规律的内在和谐等极大极高的山峰上审视世界。

例如，面对迈克尔逊实验得到的“光速不变”结果，许多科学家都试图去修正以往的“以太”理论（当时“以太”被认为是光的传播介质），试图加深对“以太”微观性质的理解来解决理论上的难题，著名的“洛伦兹方程组”就在这种哲学背景下产生。

爱因斯坦却从时空属性的高度对“洛伦兹方程组”进行了全新诠释，并由此构建起了一套可以研究宇宙结构的宏大理论体系。

再如，当十九世纪末的理论难以解释“黑体辐射”和“光电效应”的实验规律时，科学家们前仆后继的构建更精确、更复杂的分子运动模型来调和理论与实验的矛盾，而爱因斯坦却独具慧眼的看到，问题在于人类对物质属性的理解出现了偏差，从而提出了“光量子说”。

在西方心理学史上，弗洛伊德是影响最深远的人物，他的心理学理论中并没有神经冲动、大脑皮层、条件反射这些具体的细节，他总是立足于从人的欲望与人的心理经历中解释心理现象，从梦境、行为习惯分析人的内心世界。在宏观层面审视心理现象使得心理治疗有所依凭，因此弗洛伊德成为了现代心理治疗的鼻祖。
他的心理学理论完全不同于巴甫洛夫，巴甫洛夫的理论中一切心理现象都可以归结为条件反射——就象狗看见食物就分泌唾液那样。这种机械的还原论理论无法解释人类复杂的内心世界。

在马克思的历史唯物主义中，促使社会发生变革的根本原因不是君王的英明领导或者起义领袖的一时冲动。变革的根本动力是生产力与生产关系这一对矛盾的运动，个别历史人物可以暂时起到促进或者阻碍历史前进的作用，但在生产力这个巨大推动力的作用下，个别人物的影响微不足道。

如前面所说那样，把蜀国的衰落归结为关羽的一时大意、把满清帝国的建立归结为吴三桂一怒为红颜，这种看法在历史唯物主义者眼中是完全错误的。作为历史唯物主义者应当从经济、政治、文化的角度去分析国家兴衰的原因——蜀国长期穷兵黩武使得蜀国民众“面皆有菜色”，这才是历史唯物主义者眼中一个像样的理由；满清入主中原，则应该把原因归结于明末军事与政治上的混乱，以及李自成起义军的阶级局限性。

无论在物理学、心理学还是社会科学中，普遍存在这样的事实：当把事物无限剖析分解后，会因为失去了事物整体的面貌而迷失研究的方向，无法从宏观层面找到主宰事物发展的深层次原因。

这就好比电视机里出现一位美女主持人，如果我们想把她看清楚点，就凑近屏幕用放大镜观察，却发现美女消失了，只能看到若干红红绿绿的斑点，如果你不甘心想用显微镜去观察，那就只会看到灰尘与细菌——当我们把目光集中在构成事物的个别元素上时，事物完全失去了它本来的意义。

“整体论”思想观提示我们，思考问题时如果保持一种先整体后局部、先宏观后微观、先本质后表象的“自上而下”的思维方式，将更加容易洞察到事物的内在规律。

就如爱因斯坦说过的那样：“正象坐在火车里一样，要是我们只观察靠近轨道的东西，景物急速地奔驰使我们眼花缭乱。但当我们注视到远处的山脉时，景色似乎变化得非常馒，科学的基本问题也正是这样”。

进入二十世纪，随着科学家们对一些神奇自然现象的深入理解，历史上那些零零星星的“整体论”思想逐渐汇集在一起，兴起了一套明显区别于还原论的科学思想体系，并且对后来科学的发展产生了深刻影响。

11.
1900年，法国的贝纳德发现了一个奇特的物理现象。

他把一个碟子里加入一些液体，在炉子上均匀加热。由于底部的液体温度较低，表面液体温度较高，于是底层与表层的液体开始对流。一开始，这种对流过程是杂乱无章的，但是当底部温度逐渐升高，底部与表面的温度达到一个特定的差值时，神奇现象出现了：

液面出现了极为规则的蜂巢状花纹！

这个被称为“贝纳德花纹”的现象虽说简单，但对人类理解世界有着非常重要的启示意义。它的独特之处在于：

人们从简单的物理现象中，发现了某些与生命体相似的特征，物理世界与具有生命的世界似乎不再格格不入。

以往发现的物理或化学现象，与我们生活的世界似乎有很大差距。

物理世界中，如果没有外界的干预，事物总是会自发的由有序走向混乱，由复杂走向简单。没有生命的沙漠中，岩石总是不断风化，最后与沙漠同化；在水里滴一滴墨水，形成短暂的花纹之后就会均匀的扩散到水中，而无法保持自己独立的形态。

但生命的演化却截然相反，植物在阳光的照射下可以自发的把无机盐、二氧化碳和水组织在一起，形成精巧的结构；动物可以从一个的受精卵开始自发演化出异常复杂的生命形态。

物理世界中也可以看到一些自然产生的有序而精美的结构，例如放大镜下的雪花，电子显微镜下的金属晶体。但是这些有序的结构一旦被毁损就无法复原。生命的有序结构却能够抵御外界的干扰，人体的皮肤被划破了，不久又能复原；草原遭遇火灾，不久又能欣欣向荣；一个国家经过战争的洗礼之后，仍然能继续发展。生命世界中的事物常常能够自动应对外界的变化，保持自己独有的结构。

另外，每个生命体都有着自己运行的目标，细胞要新陈代谢，草要生根发芽，人要生存繁衍，当外界环境妨碍它们实现目标时，生命体总会千方百计绕过障碍，选择有利于达到目标的行为方式。

而物理世界中，所有物体都只会在外力的安排下机械运动，单摆没有外力的干预就不会改变预定的轨迹，钟表总是按照钟表匠预先设定的方式准确运转。生命体却不可能像钟表那样按照预先设定的方式精确运行。

这些差异，使得物理世界与生命世界之间存在一条难以逾越的鸿沟，甚至有很多哲学家认为生命现象背后有一种独特的“活力”在主宰。

“贝纳德花纹”的启示意义就在于，科学家们从一个简单的物理现象看到了沟通生命世界与物理世界的希望。这样一个单纯的物理现象，却出现了某些生命世界的特征：它可以自发的产生有序结构，并且这种有序结构是“活”的，只要出现适宜花纹“生存”的环境——液体上下表面温度差达到阈值——花纹就能自发形成，而且花纹的形状由它自身的内部结构决定，外界无法直接操控它形成的图案，当外力把花纹破坏时它又能很快自我恢复。

“贝纳德花纹”并非一个孤立的现象，科学家们在实验室中还发现了另外一些能够自发形成有序结构的物理或化学过程。其中一个著名的例子来自化学中的“B-Z反应”（因前苏联科学家Belousov和Zhabotinsky发现而得名）。

这个反应是这样的：把特定浓度溴酸钾、丙二酸、双氧水三种化学溶液放在容器中发生反应（并加入显色剂）。反应过程中，溶液里的双氧水会不断被消耗。

接下来神奇的现象就出现了：系统开始完全无色，然后颜色突然改变为琥珀色，然后又改变为无色，迅速又改变为蓝色，溶液的颜色就在琥珀色与蓝色之间振荡，并且所有这些改变都以一个恒定周期自动变化。这个过程一直持续到溶液中的双氧水消耗殆尽，并且只要不断补充双氧水，这个振荡过程就不会停息。

更为有趣的是，如果在培养皿中倒入薄薄一层反应物，放入不与之反应的颗粒，如沙粒或牙签尖端等，美丽的图景就产生了：以这些点为中心产生一个个缓慢向外移动的同心圆花纹，形成一个会不断往外扩散的有序结构，并且只要反应不中止，有序结构就会一直存在并变得越来越复杂（如图）。

“贝纳德花纹”、“B-Z反应”等现象的共同特征是：它们在特定环境条件下，能从无序状态当中自发的形成有序结构，并且只要环境条件有利，他们就能够将这种“活的”有序结构一直维持下去。

科学家们把这类现象称之为“自组织现象”。显然，生命世界中的大多数现象都具备“自组织现象”的特征，任何一个生命体都在将周围简单、无序的事物吸收进来，形成复杂精巧的结构，并且一直把这种结构维持下去直到死亡。

因此科学们相信，对这些现象进行深入研究，就可以发现“自组织”的普遍规律，从而窥见到生命世界的奥秘。
——摘自拙作《爱因斯坦与黄帝内经》