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《自私的基因》第四章 基因機(jī)器(2)

自私的基因 作者:(英)理查德·道金斯


這一章將論述行為,即生存機(jī)器的動(dòng)物分支廣泛利用的那種快速動(dòng)作。動(dòng)物已經(jīng)變成活躍而有進(jìn)取心的基因運(yùn)載工具--基因機(jī)器。在生物學(xué)家的詞匯里面,行為具有快速的特性。植物也會(huì)動(dòng),但動(dòng)得異常緩慢。在電影的快鏡頭里,攀緣植物看起來象是活躍的動(dòng)物,但大多數(shù)植物的活動(dòng)其實(shí)只限于不可逆轉(zhuǎn)的生長(zhǎng)。而另一方面,動(dòng)物則發(fā)展了種種的活動(dòng)方式,其速度超過植物數(shù)十萬倍。此外,動(dòng)物的動(dòng)作是可逆轉(zhuǎn)的,可以無數(shù)次重復(fù)。

動(dòng)物發(fā)展的用以進(jìn)行快速動(dòng)作的機(jī)件是肌肉。肌肉就是引擎,它象蒸汽機(jī)或內(nèi)燃機(jī),以其貯藏的化學(xué)燃料為能量產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。不同之處在于:肌肉以張力的形式產(chǎn)生直接的機(jī)械力,而不是象蒸汽機(jī)或內(nèi)燃機(jī)那樣產(chǎn)生氣壓。但肌肉與引擎相類似的另外一點(diǎn)是,它們通常憑借繩索和帶有鉸鏈的杠桿來發(fā)揮其力量。在人體內(nèi),杠桿就是骨骼,繩索就是腱,鉸鏈就是關(guān)節(jié)。關(guān)于肌肉如何通過分子進(jìn)行活動(dòng)的方式,人們知之甚多,但我卻感到下面的問題更有趣:我們?nèi)绾慰刂萍∪馐湛s的時(shí)間和速度。

你有沒有觀察過構(gòu)造復(fù)雜的人造機(jī)器?譬如說,針織機(jī)或縫紉機(jī)、紡織機(jī)、自動(dòng)裝瓶機(jī)或干草打包機(jī)。這些機(jī)械利用各式各樣的原動(dòng)力,如電動(dòng)馬達(dá)或拖拉機(jī)。

但這些機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如何控制時(shí)間和速度卻是一個(gè)更其復(fù)雜的問題。閥門會(huì)依次開啟或關(guān)閉,捆扎干草的鋼抓手會(huì)靈巧地打結(jié)并在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻伸出割刀來切斷細(xì)繩。許多人造機(jī)器的定時(shí)操作是依靠凸輪來完成的。凸輪的發(fā)明的確是個(gè)輝煌的成就。它利用偏心輪或異形輪把簡(jiǎn)單的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的、帶節(jié)奏性的運(yùn)轉(zhuǎn)。

自動(dòng)演奏樂器的原理與此相仿。其他樂器,如蒸汽風(fēng)琴,或自動(dòng)鋼琴等則利用經(jīng)過按一定模式打孔的紙制卷軸或卡片來發(fā)出音調(diào)。近年來,這些簡(jiǎn)單的機(jī)械定時(shí)裝置有被電子定時(shí)裝置取代的趨向。數(shù)字計(jì)算機(jī)就是個(gè)例子。它們是大型的多能電子裝置,能夠用以產(chǎn)生復(fù)雜的定時(shí)動(dòng)作。象計(jì)算機(jī)這樣的現(xiàn)代電子儀器,其主要元件是半導(dǎo)體,我們所熟悉的晶體管便是半導(dǎo)體的一種形式。

生存機(jī)器看來繞過了凸輪和打孔卡片。它使用的定時(shí)裝置和電子計(jì)算機(jī)有更多的相同之處,盡管嚴(yán)格說來,兩者的基本操作方式是不同的。生物計(jì)算機(jī)的基本單位是神經(jīng)細(xì)胞或稱作神經(jīng)原。就其內(nèi)部的工作情況看來,是完全不同于晶體管的。神經(jīng)原用以在彼此之間通訊的密碼確實(shí)有點(diǎn)象計(jì)算機(jī)的脈沖碼,但神經(jīng)原作為一個(gè)數(shù)據(jù)處理單位比晶休管復(fù)雜得多。一個(gè)神經(jīng)原可以通過數(shù)以萬計(jì)的接線與其他單位聯(lián)系,而不僅僅是三個(gè)。神經(jīng)原工作起來比晶體管慢些,但就微型化而言,晶體管卻大為遜色。因此,過去二十年來微型化是主宰電子工業(yè)的一種傾向。關(guān)于這一點(diǎn),下面這個(gè)事實(shí)很能說明問題:在我們的腦袋里大約有一百億個(gè)神經(jīng)原,而在一個(gè)腦殼中最多也只能塞進(jìn)幾百個(gè)晶體管。


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