生物学思维（整理上科大胡霁演讲）

可怜的冯三厣

文章结构框架：


一、生命的秩序：1告别活力论——既然生命与非生命的元素组成部分一样，那么从化学、物理这个层面来讲，他俩之间的活动应该是无差别的，而所谓的生命物体中的活力论就不应该存在。


2生命的结构——氨基酸和核苷酸通过共价键串联起来，构建生物大分子的强键，他就像502胶一样，非常稳定牢固。它是一级的线性链条，缺乏方向性、弹性。生命=∑生物大分子，生物大分子是构成生命的基本单元，它有复杂的空间结构，是高维有序的。
3弱键的连接——弱键形成二级、三级等结构，他们共同发挥功能，互相协作。它拥有定向性（特定的角度构成特定的连接方式）、柔韧性（面对外界，不过于刚性）、可逆性（可断开，可连接）。在生物大分子的高维结构的构建中起到重要作用，产生丰富的生命结构。因此，稳固而紧密，并且比较硬的组织方式有利于建立执行力较强的小团队，而在一个更大更强的组织结构中就需要跨部门、跨层级的弱键连接，让组织更有活力和灵活度
第一节总结：弱键与强健相互相成，构成生命的整体。而他们所面临的挑战又是什么呢？他们又如何维持自身内部的高维机构，避免崩解呢？
二、新城代谢：1对抗熵增——生命是代谢的持续性变化，这种变化是生命的本源。
2能量之流——生命需要置身于能量流中，能量的需要将外部能量流转换为内部随时可用的能量源。生物在自己的体内搭建了一个微型的抽水蓄能电站（线粒体），生物就可以把从外界能量流里面获取的能量内化成细胞内随时可以使用的势能差
3生命的稳态——不需要大力出奇迹（高温高压），也非小鸡炖蘑菇（慢慢等待时间）。生命通过酶快速的反应，降低活化能。它就像一条中间渠道，能够省时省力的完成新城代谢，加快反应。但是如果速度过快也不行，会起到破坏性的效果，因此需要一个负反馈机制进行调节，保持稳态的需求。


第二节总结：在热力学第二定律（熵增）作用下，生命或组织总是从有序到无序的状态发展，但是生命可以通过新城代谢不断的破坏与重构来对抗外界的熵增，这一机制的形成，需要生命把自身置于一个外部的能量流里去驱动代谢过程，以及需要构建一个随时可以使用的势能差，从而随时随地提供能量来实现自身的代谢化学反应。但有了能量还仅仅只是拥有了驱动力，为了实现整个新城代谢过程还需要酶来跨越活化能的反应势能，让反应快速的进行，同时生命还可以通过负反馈机制进行调节实现一种稳态，这是我们能够抗拒熵增的关键要素。所思：既然生命活动以及现实世界如此，那么对于个人来讲，要想实现不断的进步与成就，就需要我们，一方面不断的从外界获取知识、技能、社交资源，储存自己的这些能力，并且能够随时调取这些能力；另一方面还需要我们积极的作为、参与、努力、胆识来加速成长。同时还要有一个反馈机制（知进退、中庸）进行调节使自己处在一个有利的位置。
三、高维突破：1进化漏洞——个体维持自身秩序的能力是有限的，而熵增的过程是无线的，因此最终都会败给熵增的力量。但是却可以通过复制（后代）来对抗熵增的破坏，秩序就可以继续留存下来。对于一个国家，重要的不是它的领土、财富，这些外在的形式，真正重要的是它的文化、传统、信念，这些信息储存在脑中并应用在生活当中的人民。然而，地球的环境总是发生着变化，所以物种并不是通过简单的复制保持不变。达尔文提出物种可变论，即演变的过程——随着环境的改变继续获得生存的能力。在新城代谢层面上，生命是主动地去变化自身的物质来对抗熵增；在进化层面上，对于环境的冲击生命会主动的变化自身想维持的秩序，以便更好的传承秩序。但是进化的驱动力是自然选择，而不是生物的主动行为。简单的随机突变产生新物种概率极低，升级极慢（因为DNA复制出错的概率极低），这样的随机突变与进化速度之间的矛盾是一个难，即——生命是如何快速高效地获得创新的基因，从而较快的实现进化？对于个人或企业组织来讲，理解了上述原因，那么在面对自然选择、适者生存的时候，我们就更有可能成为那个适者。
2.高维突变——（1）其实，生物并不需要设计一个全新的基因，来实现一个新功能，而是通过简单的功能切换就有可能满足新的需求。这是因为，在生物设计自己的基因序列时，特意留下了能够进行这样功能切换的冗余性、多样性从而实现旧物新用的改造。基因保存的信息里与外界展现的功能之间并不是一一对应的关系，而是一种网状映射的关系（多面手）。在一定程度上将，就是对原有实物的组合、优化。（2）对于大面级的基因通过转座子实现（剪切—复制—粘贴的工具），解决了基因组扩大的问题。也即复制出一个副本加到原来基因组里面。正本的基因保留原来的功能，多出来的副本基因就可以放心的去变异去探索更多的新功能而不会干扰到正本的基因；正本和副本可以各自保留一部分的基因信息，做一下部分的改变，这样就可以添加一些新功能；正本和副本都不变时，增加了冗余度（3）基因的重组是一个高风险、高难度的事情，如果处理得当（多次迭代）会产生全新的功能。重组也即基因组A与基因组B结合。
总结：达尔文那个年代认为，进化来自随机突变的连续累积，而这个过程实现的进化非常缓慢。相反，生命在自己本身的基因组中就预留了一定的冗余度，从而从这个基因库中找出一个相似的基因，修改一下，就能产生环境变化所需要的功能。这就是说随机突变是一种线性思维，而基因网络是一种网络思维。第二，基因通过转座的方式掌握了复制、并行进化的方法，从而复制了好几个基因网络，同时推进寻找新的基因、功能，这样就能够更快的进行基因创新了。第三，基因通过重组的方法，像超时空组合的方式一样，可以瞬间实现了最终的目标功能
3共生网络——低等的生物（病毒，人类基因中含有5%-8%左右）与高等的生物（人）之间可以发生遗传物质的交换的。人类逐渐驯服、利用了这些病毒。自然界的各物种之间并非是一个具有清晰的遗传递层关系的生命之树（单一），而是一个互相高度纠结的状态，及生命之网。换句话说，进化并不是单个的生物自身奋斗历程，一个物种并不是单一物种，而是承载了众多起源的基因组合体，然后通过借助基因网络的力量，进化就可以实现更高维度的灵活的创新。这就反映了网络思维战胜线性思维的方法，这种协同进化就取代了闭门造车的物种。
总结：从大的时间尺度和空间尺度来看，生命一定不是恒常不变的，而是处在一个永恒的进化之中。达尔文的进化论指明了一条光辉的道路，但是从底层逻辑去理解进化论就需要落脚到基因创新上面。因此，进化需要高效的基因创新，除了一维的随机突变之外，通过更高维的方法——复制、重组、交流等，就拥有了更快的进化路径。进化不是简单地生命之树，而是一张不断涌现创新的生命之网。
四、智慧涌现：1强者诅咒——对于大型动物，由于需要摄取更多的能量，更多的空间，从而导致生存下降，进行缓慢的增长。


2智能飞船——大脑每时每刻只会使用一些最精细的能量来源（葡萄糖）。大脑这种神经系统最初的需求是为了产生反射，而非智慧。细胞之间需要协调地工作才能够应对外界的刺激，大脑就充当了一个司令部来协同这个工作。大脑的发育，使得社会化产生的优势呈现一个指数型的增长趋势。人类大脑进化的过程依赖社会化，而社会化带来了更多的能量，从而让更发达的大脑成为可能，而发达的大脑会让社会化更加的高效，这之间形成了一个不断自我加强的循环，从而形成了能够实现智慧强大的大脑。在失去社会化网络的支持后，社会化的正反馈进化过程就被破坏掉了，人类就会退化到形体更大、更壮的老路子。在原始社会，靠着人际网络我们打败了所有顶级掠食者，走上食物链的顶端；在帝国时代，靠着民族和国家组织起来更大的社会体系从而发展文明；在现代社会，通过互联网的连接，可以和全球各地的人联系起来一起去进行协作和互动，走在了加速发展的路上。我们是在一个社会化的网络里通过整体的强大来获取生存的优势。人类通过社会化的网络协作方式，在过去摆脱了个体进化导致的强者诅咒，产生了智慧，这也可以帮助我们超越进化的限制，进入一种网络进化的过程，对于每个人只是网络上的一个节点。
3突破势垒——生命在演化中的4个阶段，都会遭遇到一个问题、障碍、瓶颈。分别是：空间复杂性差异的鸿沟；活化能的大障碍；信息复杂性差异的鸿沟；强者诅咒和能量效率的约束。也即跨越结构、能量、信息、智慧势垒。生命从来都不是以正面强攻的方法去攻克这些堡垒，而是从更高维的视角来解决问题。因为加了维度就不会困在原有维度的陷阱里。生物擅长用升维的方法去求解低维问题。用升维的方法去看待势垒，然后用高维的方式来实现降维打击。从更高维的角度看问题，其实就是重新定义了那个问题，从而势垒便不再是势垒。从更高维的角度去改变那个低概率事件，而非正面去怼那个困难的势垒。
总结:人类不再是进化我们身体本身的机能，而是进化我们的智慧，即二阶进化。当脑控技术+人工智能结合时就有可能会更高效的促进大脑工作，从而融入到更强大的智慧系统中，进行更高维的生存方式。

jimkqqq

“在生物设计自己的基因序列时，特意留下了能够进行这样功能切换的冗余性、多样性从而实现旧物新用的改造。。。生命在自己本身的基因组中就预留了一定的冗余度。。。基因通过转座的方式掌握了复制、并行进化的方法，从而复制了好几个基因网络，同时推进寻找新的基因、功能，这样就能够更快的进行基因创新了”  这样的措辞，听起来，很符合“在新城代谢层面上，生命是主动地去变化自身的物质来对抗熵增；在进化层面上，对于环境的冲击生命会主动的变化自身想维持的秩序，以便更好的传承秩序”。也许只是用词问题，但是逻辑上似乎不大好，“主动”？A跟B凑在一起过日子很好，活下来了，被我们看到了。不代表当初A和B是“主动”凑在一起的，而是其他的组合方式都被灭掉了，至于为什么被灭掉，有可能是的确不“好”，也有可能是运气不好。保存下来的，有它的合“理”性，但是恐怕不能说它是主动求生存、找到正确道路、因而活下来，也不能断言它就是历史上唯一合“理”的