小宇宙---复杂的巨系统

                                                          Small universe---complex giant system

------兼评饶毅谈色一文（3）

都世民（Du Shimn）

摘要：本文通过学习钱学森的系统观念，讨论人体科学，即小宇宙探索。以视觉系统为例，结合饶毅教授谈色一文，分析两种探索思路，对一些相关问题进行必要地讨论。

关键词：钱学森，人体，巨系统，开放性，感官

钱学森的人体观

科学家钱学森认为：“人体作为一个系统。首先，它是一个开放的系统，也就是说，这个系统与外界是有交往的。比如，通过呼吸、饮食、排泄等，进行物质交往；通过视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等进行信息交往。此外，人体是由亿万个分子组成的，所以它不是一个小系统，也不是一个大系统，而是比大系统还大的巨系统。这个巨系统的组成部分又是各不相同的，它们之间的相互作用也是异常复杂的。所以是复杂的巨系统。”实际上，当前的人工智能只使用了人类理性中可程序化的一小部分，距离人类的理性差距还很大，更不要说初步接近人类更神奇的部分--感性了![1]

钱学森先生是航天领军人物，他跨大学科研究小宇宙却受一些人指责，更不用说中国科技大学原校长朱清时， 2017-06-14 ，他在北中医演讲：我用身体观察真气和气脉[2]，却遭到与论的围攻，诸多媒体一片反对之声，笔者不想一一列出媒体和发声者名字 。[3]中国中医药报

必须指出：总是有少数人把自已不理解的事物说成伪科学，自已也没有研究，把自己祖宗也批了。我们不可能不知道，人类在大宇宙中如同恆河中的一粒沙子，我们每个人在大宇宙中如同微纳观层面，现在研究细胞就是微纳层面，如果没有系统覌，热捧细胞概念，能搞清小宇宙吗？能为小宇宙这一复杂巨系统建模吗？

朱清时先生说“气”就受到与论的大围攻。让人奇怪地是，暗物质和喑能量普遍认为没有找到，可是在中科院举办的刋物《科学世界》上标明了暗能量在宇宙中的准确区域，这是根据什么标定的？令人不可思议！在中国科技媒体上，出现如此之大的反差，究竟是为什么？

钱学森与莫泽夫妇系统观对比

钱学森先生是一輩子从事航天技术的研究，他受命于毛泽東主席和周恩来总理，从事这自动化复杂大系统的研制，完成了我国两弹一星的研制，我们这一代人生在旧社会，长在红旗下，甘当铺路石。我们怀念钱学森先生。钱先生不仅在我国两弹一星研制中作出卓越贡献，是世界所公认。不仅如此，钱先生是跨大学科的提出者、实践者，为我们作出了榜样。他在晚年研究人体科学，从探索大宇宙的航天技术进入生命科学的微观领域的小宇宙，他用系统观提出对小宇宙的认知，这对当今生命科学的研究具有重要的指导意义。奇怪的是一些人却将钱先生研究人体科学说成是他晚年的污点，他们这种观点是站不住脚的。[4]

笔者首先从《大自然探索》2015年首刊上，发现“大脑中的GPS”一文。这篇文章是较早解读2014诺贝尔生理学或医学奖。该奖得主挪威科学家莫泽夫妇和美国科学家奥基夫共同发现的[5]。该文用“位置细胞”和“网络细胞”两个概念来说明这一创意。

后来发明者又感到先前的说法不完善，又提出“速度细胞”的概念。[5]业内专家对这一发现的点评是：如果这些细胞发生了特异性病变，例如某些特异性蛋白缺失，会不会发生一些特殊的疾病。老年性痴呆患者，出现记忆力和智力病变因素外，会不会这种特殊的感觉细胞也发生了病变，导致不记得回家的路。

笔者从另一视角提出疑问：莫泽夫妇是生物学家，他们跨大学科，从细脆学跨到航天领域和导航学科，认为人脑有GPS系统，其实他们对航天技术和导航技术不了解，他们忽略了系统与基夲单元之间有多少层次，这之间是如何链接和相互作用，他们承认对此机理不清楚，是一种假想。问题在于这种跨学科假想缺乏系统覌。生物学家研究细胞、蛋白质、线粒体、分子和原子，基因的目的是想获取对小宇宙的认知。如果将细胞研究继续“碎化”，如今可见1纳米，将来可能看见比纳米小一个数量级的物质，最后还是《金刚经》所说的，我们无法看到的“微尘”，也是《心经》所述的“色即是空”！我们怎么搞清楚小宇宙？

北大饶毅教授在谈色一文中，不仅跨学科谈到科学家牛顿对人眼的三问，现在看来这三问是跨学科问题。三百年前没有这么多学科。如今饶毅教授又引用几位诺奖得主在微纳层面的研究，实际上是对小宇宙继续“碎化”，向深度发展，这种研究缺少小宇宙内的系统性，与莫泽夫妇的研究是相同方向，莫泽夫妇将细胞网络从实体转向虚拟，通过电脑的软硬件完成的，这种做法有没有普遍适用性，是要通过物理学试验验证的。视细胞网络连接就没有六边形之说。

人体内有GPS系统吗？这种跨学科解释，应该证明以下几点：

1.GPS系统运转必须有能源，卫星上用太阳能供电。地面设备用交流或直流电。小宇宙能源系统在哪里？

2.GPS系统的卫星与地面终端的联系是利用无线电波传输各种信息，速度是光速。小宇宙内至今都是离子通道，没有无线传输，不可能形成GPS系统！

3.GPS系统是以多种网络形式控制和运转。小宇宙内映射神经网络能完成吗？肯定不能！4.GPS系统是人为的，不是天然形成的。用微纳层面的神经元能将上述诸因素一 一对号入座吗？如果不能有效证明，又怎么能说明诺奖评定的正确性。[7]

美国洛克菲勒大学化学生物学博士 田禾在英国《金融时报》中文网发表文章“屠呦呦获诺奖背后的三层争议 ”，文中指出：诺贝尔科学奖项与中国人无缘，是因为西方科学界处心积虑打压中国人。此次屠呦呦获奖，阴谋论终于不攻自破。其实据我所知，大部分欧美科学家并不了解国人对诺奖“求之不得、辗转反侧”的复杂心态，刻意打压真是无从谈起。[8]

作者不否认欧美科学家不了解中国，一方面说明诺奖评议关注中国少，另一方面也说明中国对自己的科技成果评定方法和体制与国际上有所不同，但小宇宙研究是复杂的巨系统研究，应该重视自上而下的研究方式，增强系统分析和多层次关联，以及系统的开放性与大宇宙的相互作用，在各个层面的具体表现和相互联系，不能局限在自下而上无系统关联的研究模式，欧盟脑计划研究中途换帅已有提醒作用。希望国家层面关注生命科学的系统性研究，确立巨系统领军人物，寻求突破，走自己的道路。

如何理解巨系统？

钱学森先生对人体的论述的关键词：人体，巨系统，开放性，感官，信息交往，相互作用，人工智能。

钱学森先生将人体这小宇宙看成复杂巨系统，这是由许多子系统，例如眼、耳、鼻、舌、身、意感官子系统；再构成大系统，例如免疫系统、新陳代谢系统、经络系统，由大系统组成巨系统，这巨系统异常复杂。这是钱先生用系统覌阐述生命科学，分为四个层次。既强调了巨系统，又强调了这个巨系统的复杂性。如今若对比大、小宇宙，不难发现人类对小宇宙的认知远远不夠，从学科看，现在偏重生物化学、解剖学，基础的物理知识都被边缘化，诸多学科很少介入；例如人体能源系统到底有多少种供能方式，可以供给人体百年自动运行，这个谜至今难解，人体的气血通道与能源系统有什么关联？肉眼可见血液，却看不见吸入的气，也看不见这气在体内的运行通道，西方有名家认为血运行气，而中国中医和练气功的人都认为体内有气感，气沉丹田穴。人体之气可发力至头顶、下巴、臂、肩、腿、脚、手掌诸多部位，这是不争的事实，钱先生从航天跨学科进入生命科学，不被一些人理解，却有少数人用伪科学帽子乱扣，用污点之词批评钱先生。

如今数字技术和网络技术盛行，可是人体这复杂巨系统的数学模型没有现成的，已有的H--H方程，在視觉系统中就与麦克斯韦方程矛盾，哪一组方程能反映人体规律，尚无名家发声。如今各学科过分强调计算，已建立的数学模型不能解读诸多问题，这是事实。计算出的结果不经过实验验证就可以以论文形式发表，最突出的例子是人造电磁黑洞研制成功，以为计算结果就是正确的，无须物理试验证明，那暗能量可以以粒子形式穿过地球。怎么证明呢？

生命科学是系统科学，迫切需要确立像钱先生这样的领军两弹一星的科学家，能夠整合诸多学科，让生命科学研究有重大突破。

人体感官系统的复杂性

眼睛就是一个感官系统，如果看成相机，就不像是个系统。如果不通过系统覌去思考眼睛的构造，只考虑视网膜是细胞、蛋白质、分子，是说不清楚眼球为什么要转动？眼外肌到底怎么能拉动眼球？它的微覌机制、能源机制、同步控制机制是怎么回事？需要自动控制的专家们去研究。用生物化学的知识是不能破解的。另外，这眼球与视网膜之间属于什么系统？该系统怎样完成高分辨率、扫描、跟踪、识别、成像、色觉、意识等诸多功能？用莫泽夫妇的方法将上亿个细胞分类，怎么解释这些功能？！用视经元解释视觉意识怎么可能！

如果看成接收电磁波的超级阵列扫描天线系统，就由1.3亿个单元组成的超级天线，而眼球是梯度折射率透镜，它的转动也是一个超大型分子马达组成的控制系统。两个眼球同步运转，与超级天线组成宽角扫描天线系统，由复杂的神经纤维输入同步控制信号，光感受器的合成由二级细胞网络完成，然后经无足突细胞检波输出电信号。由网间细胞输出反馈信号。这是构造上的复杂性，目前对视网膜上几级细胞的连接及其机理的研究有待深入。

感光细胞的形状、尺寸、间距、分布、视色素的变化、视细胞中的双极细胞、水平细胞、无足突细胞、网间细胞等复杂组合，形成的检波机制、反馈机制，在系统中为何解读其相互关系和相互作用？想用生物化学解释也是不可能的。生物化学家认为近视眼是缺少多巴胺造成，如果用药物补充多巴胺也不能减少近视眼发病率。这样的例子不用多举。我们必须用系统观念思考视觉系统，充分认识其复杂性，增加多学科多视角研究，寻求突破性进展。

眼睛是与大宇宙直接相互作用，又是一个开放的子系统，眼泪是眼睛排泄物，与情感关联，与眼球转动有关联，输入的是日光和雷電等各种光，输出有信息、泪水、眼屎、眼神、眼如電光等，这与人在大宇宙中各种环境影响有关。至今对眼泪的研究都还是个谜？

•人为什么流泪？为什么哭？

•盲人为什么也有“视力”？

•人眼成像在视网膜上的根据是什么？为什么不成正像，却成倒像？

•视网膜是细胞量级，眼球是厘米级，二者间隙是毫米级，不同层面的语言不能匹配！缺少系统分析。

•眼外肌是宏观层面，怎么控制眼球转动？眼球为什么要转动？昆虫眼为什么哪么大，眼睛里无转动部分，这是为什么？现在解释昆虫等复眼机制很不合理？反正它们不会说话，无法搞清楚。以为复眼图像是电视荧屏上多幅图像拼凑的，这种说法不靠谱。

•感光细胞有几种形状？海陸空各种动物的感光细胞为什么会不同？

•人眼能接收电磁波应无争议，谁能推翻麦克斯韦电磁理论？谁能证明麦克斯韦电磁理论不能用于微观细胞，H--H方程不能表达电磁波属性，所有变量都是标量，无矢量！

•人的记忆与視觉有关，记忆存储在宏观还是在微观？根据是什么？

•视觉意识是在细胞里产生吗？它是反馈机制，细胞怎么产生反馈机制？

•眼外肌与视细胞也不在一个层面，互相不匹配！

•人眼既有宏观也有微纳覌，甚至是分子、原子层级，这之间怎么链接？宏观怎么进入微观？无论是数学还是物理学，我们怎么解读？

在视觉系统中就有非线性检波，复杂的神经控制网络。如果看成这样的大系统，人的视觉成像不会是倒像；人的色觉问题会迎刃而解；3米以外看见烛光的问题也会有解；人眼视错觉也会找到原因……。找到突破口才能体会到生命科学的系统性和复杂性，才能更深入地探索小宇宙。

生命科学的研究是人类长期探索的目标，麦克斯韦发明电磁理论已一百多年，在大宇宙发揮了巨大影响，改变人类的生活，电視、电话、导航、雷达、遥感、航天、测地，现在想在全球找一个地区没有电磁波是很难的事。

遗憾的是，生命科学看不到电磁波理论介入，麦克斯韦“鱼眼透镜”似乎与生命科学无关，却被人工视觉研究者关注，这些关注大都是计算方法探讨，看方到物理概念的介入。但是电磁波对人体的影响的研究和太赫兹技术的应用推广已露苗头，由于学科边界的限制很难整合，迫切需要在国家层面对生命科学研究的人力和物力进行重新整合，传承我们祖先的科学思维，走中国人自己的创新道路。

人体是复杂的巨系统，由多个大系统组成。细胞和基因只是人体的基本单元，人的视觉成相是由心而生，不是由脑而生，肉眼中的像不在视网膜上。心找不到不等于没有。如果有人能证明心不存在，就等于否定中国文化中很关键的词汇：“相由心生”。现在没有实验证据证明像由脑生。

参考文献

[1]“为什么说机器学习不是人工智能？”来源：人机与认知实验室，2018-04-14 12:12。人工智能/社会科学/操作系统

http://www.sohu.com/a/228258509_358040

[2]【独家】朱清时在北中医演讲全文：我用身体观察真气和气脉，原创 2017-06-14 朱清时 。

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MjEzNTAyMg==&mid=2650892591&idx=1&sn=6d36a252d46e0e373aec1e226a97e316

[3]媒体评朱清时院士的真气论：权威科学家宣讲玄学令人大跌眼镜(图)，2017-06-13 09:29

澎湃新闻网http://www.sohu.com/a/148399545_260616?_f=index,recom

[4]关于所谓的钱学森一生的污点，来源：百度贴吧，鸟生羽汤

https://tieba.baidu.com/p/3772047919?red_tag=2413317170中国中医药报

[5].杨先碧，“大脑中的GPS-指引我们找到回家的路”，大自然探索，四川科学技术出版社主办，2015年第一期，52-57。

[6].医学诺贝尔奖获得者发现速度神经细胞 ，2015-7-17，

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14622.html

本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-906050.html  此文来自科学网孙学军博客。

[7]小宇宙有GPS系统吗？---评议《大自然探索》发表的“大脑中的GPS”一文，本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-1339385-862397.html  此文来自科学网都世民博客。

[8].屠呦呦获诺奖背后的三层争议 ，美国洛克菲勒大学化学生物学博士 田禾撰稿 ，来源：英国《金融时报》中文网，2015-10-16。

[9]钱学森论坛深度会议聚焦强军富国研讨会暨2018（第五届）中国军民两用技术应用推进大会在京召开，来源：中国日报网2018-05-18 ：16:02，百度首页。