3.2.3.2 动物与能量受体之间的信息流

鳃是硬骨鱼的呼吸器官。水从口进入后经过鳃流出，水流方向正好与鳃板中的血流方向相反，形成的逆流交换系统能高效地既带来氧又带走二氧化碳。鱼鳃有两块很大的鳃盖，鳃盖里面的空腔叫鳃腔。掀起鳃盖，可以看见在咽喉两侧各有四个鳃，每个鳃又分成两排鳃片，每排鳃片由许多鳃丝排列组成，每根鳃丝的两侧又生出许多细小的鳃小片。

鱼在水中时，每个鳃片、鳃丝、鳃小片都完全张开，使鳃和水的接触面积扩大，增加了摄取水中所溶解的氧的机会。在鳃小片中有微血管，这里的表皮很薄，当血液流过这里时就完成了气体交换:将带来的二氧化碳透过鳃小片的薄壁，送到水中;同时，吸取水中的氧，氧随血液循环输送到身体各部分去。由于口部和鳃盖的交替开闭，可以使水不断地由口进入口腔，经咽到达鳃腔，与鳃丝接触，然后由鳃孔排到外面，鱼类的呼吸作用就是在这个过程中完成的。

按照能流进化论，鱼介导的自然界中的能流是“鱼食（能量供体）→鱼（能量传递介体）→氧气（能量受体）”。通过该能流可知，鱼群发生聚集的点不外乎两种情形：一种是食物多的地方，一种便是氧气充足的地方（貌似有点废话，但这也恰恰说明能流进化论的普遍性和普适性）。对于第一种情况，常见于公园里的鱼池。当有游客抛洒鱼食时，造成鱼食与氧气之间的能势差在鱼池大环境中的分布不均衡。在鱼食所在微环境，需要相对较强的能量传递能力来尽可能的削弱鱼食与氧气之间的能势差，也就需要更多的鱼，也便发生鱼群聚集现象。简言之，鱼池大环境能势差的分布不均衡导致鱼群在鱼池中分布的不均衡。这种情况反映的就是能量供体的信息对生物的影响。

    在溶解氧浓度相对较高的水环境中，也会存在鱼群聚集的现象，这种情况常见于阴雨天。在阴雨天，水中溶解氧的浓度相对较低，而水池表面溶解氧的浓度相对较高，氧气在水池大环境垂直方向上的分布不均衡，导致鱼群在水池垂直方向上的分布不均衡。这种情况反映的便是能量受体信息对生物的影响。

    此外，当水面上方有排水口时，在排水管流出的水落入水面的地方，也会存在鱼群聚集的现象。如下图所示，这种现象出现主要原因也是在流水落入水面的地方，水中溶解氧的含量相对其它地方较高，造成鱼食与氧气之间的能势差在鱼池大环境中的分布不均衡。在排水口下方的水池微环境，需要相对较强的能量传递能力来尽可能的削弱鱼食与氧气之间的能势差，也就是需要相对更多的鱼。

    蚂蚁搬家行为被认为是即将下雨的先兆，也是一种判断天气状况的自然常识。对于蚂蚁而言，其介导的能流可以用“食物→蚂蚁→氧气”表示。蚂蚁的食物储存量和氧气的浓度决定了洞穴环境所需要的能量传递能力。当天气快下雨时，洞穴中储存着的食物量受天气影响相对较小，然而，由于空气中的水汽比较多，致使土壤环境相对更加的湿润，进而影响空气在土壤中的流通，致使洞穴中的氧气的浓度降低。在这种条件下（能量供体的量不变，能量受体的量减少），食物和氧气对蚂蚁能量传递能力的需求降低，蚂蚁通过减少群体数量来满足洞穴环境的需求，表现为蚂蚁搬出洞穴。通过改变能量受体而影响物种能量传递能力的现象在自然界中普遍存在，例如，狮子、老虎、豹子等食肉动作在捕获猎物时，最常用的动作就是锁喉和撕咬猎物的喉咙，以截断猎物的能量受体。

综上所述，蚂蚁搬家行为在本质上是自然环境对它们的能量传递能力进行选择的结果，也是一种能量受体信息驱动的生物行为。

3.2.4 人与其能量供体和能量受体之间的信息流

我们人类几乎具有所有感知能量供体信息的器官，如感知光信息的眼睛、感知化学物质信息的鼻子、以及感知声音信息的耳朵等。自从人类直立行走以来，鼻子远离地面，表现为嗅觉能力退化，然而，直立可以让眼睛看的更远，可以更快速、更容易的发现能量供体。人与其它动物相比，与能量供体和能量受体之间的信息流更为复杂，除了具有正常的获取能量供体和能量受体信息的能力外，还具有深入认识、分析、改造甚至创造能量供体和能量受体信息的能力。

（一）对能量供体存在环境的认识

红旗渠被誉为“世界第八大奇迹”， 是20世纪60年代林县(今林州市)人民在极其艰难的条件下，从太行山腰修建的引漳入林工程，被人称之为“人工天河”。那么，林县人民为什么要在艰苦岁月里苦战10年，用苦和累、智与慧、血和汗，在悬崖绝壁上凿出这条全长1500公里的“人工天河”呢？

历史上，河南安阳林州市就严重干旱缺水。据史料记载，从明朝正统元年(即1436年)到新中国成立的1949年，林县因大旱绝收就有30多次。有时大旱连年，河干井涸，庄稼颗粒不收，严重到“人相食”。

庄稼和人都是生物体，也都是能量传递介体，由其介导的能流可分别记作“太阳光→庄稼→氧气”和“庄稼→人→氧气”。在干旱条件下，太阳光和氧气的量不变，因而对能量传递能力的需求不变。然而，庄稼在干旱条件下的能量传递能力相对较弱，难以满足自然界对能量传递能力的需求，因而被自然界所淘汰，表现为庄稼减产，甚至颗粒不收。对于“庄稼→人→氧气”这条能流，在干旱条件下，尽管氧气的含量不变，但庄稼减产意味着能量供体量减少，进而对能量传递能力的需求降低。对于人而言，能量传递能力的降低主要通过两种方式实现：一是个体变得瘦弱；二是人口数量减少。

能流进化论中有阐明，生物体在介导能流时，还需要从中获取维持自身能量传递能力所需要的能量。在严重干旱的条件下，庄稼这一能量供体的突然减少，使得当前环境中的人难以从中获取充足的能量。在这种情况下，人要想维持当前的能量传递能力，即保持健康和稳定人口数量，那么，人只能去寻找新的能量供体，这也是为什么在严重干旱时，会出现“人相食”的惨状。

通过上述分析可见，制约林县人民能量传递能力的关键因素就是“水”。如果不解决水的问题，在自然选择的作用下，林县人就有被淘汰的危险。因此，红旗渠的建设势在必行。

能流进化论也认为，自然界对能量传递能力进行选择的依据是物种群体的能量传递能力，而不是个体的能量传递能力。同时，物种需要维持的不仅是当前的能量传递能力，还需要保障未来的能量传递能力。在修渠过程中，林县人民面临着资金、粮食、工具（如铁锤、钢钎）、原料（如水泥）等各方面的匮乏，这些因素也削弱了林县人民的能量传递能力，然而，林县人民凭借着勤劳、勇敢、智慧和大无畏的精神克服了修渠过程中所遇到的种种困难。在修渠过程中，没有直接参与修渠的老弱病残人主动节省粮食以供应给修渠的工人，貌似不公平的能量分配却提高了整个林县人的能量传递能力。十年修渠，很多人的健康受到了影响，有些人甚至牺牲在了工地上，但他们的付出保障了子孙后代的健康，使林县人民有了光明的未来。

在该实例中，红旗渠的建设是林县人民应对自然选择的结果，是林县人民提升自身能量传递能力的结果，是林县人民保障子孙后代能量传递能力的结果，更是林县人民对庄稼（能量供体）信息深入认识的结果。

（二）对能量流影响因素的认识

 能流进化论认为，生物在自然界中的价值是作为能量传递介体驱动自然界中的能量分布相对更加的均衡。生物要体现出其价值，就需要一个稳定的可以让其发挥能量传递能力的环境。简言之，就是一个可以让生物安心吃的环境。这一环境看起来简单，其实不稳定因素很多。食物的种类越多，做工越复杂，所涉及的不稳定因素就越多。对我们人类而言：

 1）食物原料来源的不稳定性：如养殖水产的河流或湖泊可能被污染；吃的大米可能重金属超标；运输过程可能会被掺假等。

 2）食物加工过程的不稳定性：如所用的油可能是地沟油；厨师的制作工艺可能不适合你的胃口；突然从菜里夹到一只蟑螂等。

 3）个体的不稳定性：如遇到不开心的事时没心情吃；吃到一半时被老板无情的叫走；因为生病没胃口吃；因肠胃不适而导致消化不良；点餐过量等；

 4）吃饭环境的不稳定性：如一只毛发脏乱的流浪狗待在你的桌边不走；饭店被打劫；隔壁桌打群架、突发地震等。

……

 为了吃的安心，就要加强对环境的管控，加强对污染的水、土壤等的治理，加强对食品的监管，加强治安，改善用餐环境，提高医疗水平，提高道德水平，提升气象条件的预测精度和准确度……而以上问题的解决又需要增加和加强对参与者的培训等等……

 由此可见，一个可以让人吃的安心的环境是如此复杂，不止需要通过提升自己的竞争力以让自己可以在一个相对更好的环境吃之外，还需要无数的人来为这个环境提供保障。我们每个人都在努力的工作、学习，表面上看，事情种类繁多，其实，归根结底，都是为了给自己创造一个可以吃的安心的环境，为了给自己一个增强能量流的环境。

（三）感知能量流影响因素的能力

人类有几乎所有生物都具有的感知环境的组成部分，即毛发。仔细想想，从原核生物到真核生物，从单细胞生物到多细胞生物，好像大多数生物都有毛，说明毛对生物在自然环境中的生活有着某种普遍意义。

你有没有过寒毛直竖的经历？一位朋友曾对我讲，有次钓鱼时，突然感觉后背寒毛直竖，回头一看，一条大蛇正从他后面爬过。人一般在看到了自己害怕看到的东西时，往往会有这种反应。然而，在没有看到时，为什么也会有这种反应呢？为什么我们的毛发能感觉到危险来临或恐怖将近？

在很多革兰氏阴性菌及少数革兰氏阳性菌的细胞表面存在着一些比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，称为菌毛或称伞毛、纤毛。菌毛不具备运动功能，也见于非运动的细胞中。因机械因素而失去菌毛的细菌很快又能形成新的菌毛，因此认为菌毛可能经常脱落并不断更新。这些菌毛可增加细菌吸附于其他细胞或物体的能力。

环节动物体壁上多着生刚毛。刚毛来自上皮内陷的刚毛囊分泌，为几丁质物质，包裹刚毛的上皮组织受肌肉的束的牵引可以伸缩。以蚯蚓为例，蚯蚓刚毛的种类和形态常因种类不同而有差异，如水栖蚯蚓刚毛细长，陆栖蚯蚓刚毛较短，一般的刚毛微呈"S"形与钩状。目前普遍认为，刚毛起固定支撑作用和辅助运动作用。

我们哺乳动物就更不用说了，几乎全身都长满了毛，而且在不同的生物体上发挥的作用不同，如我们人体的汗毛有排汗液的作用，狗的毛有保暖的作用，斑马、老虎的毛有保护色的作用……

然而，毛既然在生物上的存在具有普遍性，说明其对生物应该具有一种普遍的作用。目前我们所认识到的毛的形态和功能多样性，应该只是毛在漫长生物进化中所呈现出来的附加功能而已。那么，毛的在生物上的普遍作用应该是什么呢？

       从能流进化论的角度分析，既然生物在自然界中的价值是介导能量从能量相对较高的物质（能量供体）流向能量相对较低的物质（能量受体），以驱动自然界中的能量分布相对均衡。那么，生物除了具有一个共同的介导能流的呼吸作用外，就应该还具有一个共同的功能，那就是获取能量供体和能量受体的功能，而要获取能量供体和能量受体，首先就需要先感知到能量供体和能量受体。因此，作者认为，毛的在生物体中的普遍作用就是感知环境中的能量供体和能量受体。

所有毛在形态上的一个共同特点是尖端尖细，从物理角度看，任何物体越尖锐的地方作用力越大，引起的物理效应（力、热、光、电、磁）越强，对环境的响应也就越灵敏。毛在生物体上分布的广泛性及其尖端尖细特征大大增强了生物对环境的感知力，特别是对能量供体和能量受体的感知力。那些没有毛发的生物，一般也会有一种用于感知环境的尖尖的器官，如蛇是靠尖端的舌头感知猎物。在生物的进化过程中，随着一些新的感觉器官的出现，如耳朵，眼睛、鼻子等，使得毛发在感知环境中的作用减弱，但这不能否认毛的“尖端效应”在生物实现其自然价值中的作用。

（四）发现能量供体的能力

         我们人类虽然没有鹰的视力，但是发明的望远镜使观测者能看到原来看不到的暗弱物体；监控设备可以让人不用在现场就能获取能量供体的信息；生命体探测仪让生物类能量供体无处可藏；文字可以让对能量供体信息的认识更容易的传递，人与人之间对能量供体信息的交流也会提高发现能量供体的能力。

（五）改造和制造能量供体的能力

 随着生活水平的提高，人们的生活也越来越有情调，很多人喜欢在得闲时玩弄点花花草草。不过，很多养花者可能会有这样的经历，买的花在花店里长得好好的，可是抱回家没几天就奄奄一息，最终以悲剧收场。同一盆花，为什么换个环境就不一样了呢？

这个问题可以从能流的角度很容易给以解释。如果家里的养殖环境和花店一样，那么花一般是不会死的。这里的环境主要指两点：一是需要花介导能流的能势差相似，且具有能势差的能量供体和能量受体给予花的选择压力相似；二是让花维持其能量传递能力的环境（如温度、湿度、光照等）相似。

一般而言，花所在的能量传递单元是“太阳光→花→氧气”，花的价值在于介导光能向氧气方向传递，在这个过程中，部分光能会转化为更容易在自然界流动的热能。因此，要想把花养好，首先要保证家里的培养环境要与花店具有相似的光照条件和通风条件，即保证光照强度（能量供体）和氧气（能量受体）的量相似，也就是保证能势差及能势差对花的选择压力相似。

能流进化论认为，任何生命体在不同的环境具有不同的能量传递能力。要想把花养好，还需要为其提供让花具有相对更强的能量传递能力的培养环境。例如，仙人掌在相对干旱的环境里往往具有相对较强的能量传递能力，如果在养殖仙人掌时，浇水过于频繁，其能量传递能力就会大大降低。此时，在相同的能势差条件下，仙人掌承受的选择压力就会变大。能势差对能量传递能力的需求与仙人掌的能量传递能力难以满足这个需求之间的矛盾就会致使仙人掌被淘汰。简言之，顺能流者昌，逆能流者亡。

基于上述分析，可知人类改造和创造的能量供体都不能脱离我们对能量供体的认识，这些能量供体除了具有可以被人类介导其能量流动的信息外，还需具有以下特征：

1）具有被人类发现的信息。例如，一些动物通过脚印、洞穴、气味等信息暴露其位置；一些水果通过颜色、气味等信息被人类识别。

2）具有影响人类能量传递能力的信息。例如，蔬菜和水果中含有人体所需要的多种营养成分，是膳食维生素和无机盐的主要来源，还含有丰富的纤维素、果胶和有机酸等，能刺激胃肠蠕动和消化液分泌，对促进人们的食欲和帮助消化起着很大作用。

3）具有被人类改造的信息。例如，水稻在春秋时期，平均亩产53公斤；战国时期，平均亩产63公斤；魏晋时期，平均亩产90公斤；唐朝时期，平均亩产138公斤；宋朝时期，平均亩产225公斤；明朝时期，平均亩产333公斤；清朝时期，平均亩产278公斤；建国以来,我国农业上最引人注目的成就是以占世界7%的耕地，养活占世界23%的人口，随着良种的推广应用，到90年代初期,单产又进一步提高到400公斤的水平。2014年9月24日，湖南隆回县百亩攻关示范片经湖南省科技厅组织现场测产，平均亩产1006.1公斤；9月27日，湖南祁东县百亩示范片经衡阳市农业局组织测产，平均亩产1003.6公斤；10月4日，湖南龙山县百亩示范片经自治州农业局组织测产，平均亩产1004.5公斤。截至10日，超级稻亩产达到了1026.70公斤。

4）具有可以被人类创造的信息。例如，不像其它动物那样直接以现成的植物或动物为能量供体，我们人类不但可以根据原食材的特性进行加工制造，如制作月饼、油条、豆浆、刀修面、驴打滚、粽子等，还可以人工合成，如人造奶油等。

（六）制造能量受体的能力

氧气是我们人类唯一的能量受体，具体不可替代性。人类制造氧气的方法主要有液态空气分馏和氧气发生器法

工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至—170℃左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99％以上的纯氧，同时得到氮气和提取稀有气体的原料。

氧气发生器方法是通过一种叫做电解的过程从水中制造氧气。在这个过程中，电流从一个叫做阳极的带正电的电极经过水，到达另一个叫做阴极的带负电的电极。因为水本身是一种不良的导电体，所有往水中加入盐可以增强水的导电，在这个过程中水被分解成氢气和氧气。