《理极天启》附录二 生命演化路径方程

附录二 生命演化路径方程

                                                             绝妙

                                     婀娜多姿俏红颜,如花美貌胜天仙。

                                    今日有幸执子手,千娇百媚惹人怜。

藉着快乐的动力,沿着美的路径,去寻访真理的云隐处。

一路艳遇!

在这个附录中,我将要用类比推理来分析一个东西:将物理学中的力学—光学的两重类比扩充到力学—光学—生命演化路径的三重类比。

那么什么是类比推理呢?

类比推理就是相同或相似事物之间的规律的迁移。

在逻辑思维中,主要有演绎法、归纳法和类比推理这三种。但这三种思维方法所具有的特点各不相同。其中,在前提条件坚实的基础上演绎法所得到的结论的正确性相对最高,归纳法次之,类比推理又次之;但类比推理的约束条件最少,运用最灵活,归纳法次之,它至少要两个事物才能寻找其共同特点;演绎法要求最严格,它要基于一个命题、一种假设或一个公理。

横看成岭侧成峰,不同的人可以根据自己独特的视角来看待他眼中的“同一类”事物。

而现在,我们要用生物学类比物理学,将一个进化论中的新问题类比物理学中的一个熟悉的问题。原有的熟悉的问题自然早已经有熟悉的解决方案了,所以我们可以借鉴这种解决方案看看是不是可以运用到全新的问题上。

在前面的正文之中我已经讲过了理论进化论中存在七种类型的生命,让我们再来好好想想这究竟意味着什么。

由于存在型物质也是生命了,它们与传统上所讲的碳基生命一样都是生命,那么这所有的生命是不是还会遵循一些更高的更抽象的规律呢?

根据Ⅰ型生命的定义,一块石头也属于生命,石头在运动的时候它会遵循一些特别的规律,比如最小作用量原理。

什么是最小作用量原理呢?

就像在社会经济活动中人们总是追求用最小的投入获得最大的产出一样,人们也总是倾向于认为自然界也应当是以最经济的方式来运作的,它应当不会做一些毫无必要的事,这就是自然界中的最省思想或最小作用量原理的渊源。

当然在不同的问题当中,这个所谓的最小的“作用量”是不同的,需要我们去发现和定义。

在与光相关的问题中,这个最小的作用量就是光程。

这个问题还要从费马开始讲起。

费马(Fermat Pierre de,1601-1665)生活于17世纪的法国,一生中主要以律师为职业,并且还是一个议员。他为人敦厚、正直,从不受贿和行贿,所以深得他人的信赖,官职也逐渐上升。由此可见当时的法国还是比较公正廉明的,居然不用行贿就能升官。费马博览群书,见多识广,通晓好几门外语,数学只是他的爱好之一,所以他是在业余时间研究数学,是一名业余数学家。而当费马以一名业余数学家、业余选手的身份在科学和数学史上大放光彩时,这让那些默默无名的专业数学家情何以堪啊!同样有趣的是,我们所熟悉的爱因斯坦当年则是在干完短暂的家教老师之后,揣着中学物理教师资格证一溜烟跑到瑞士伯尔尼的那个专利局,跨行跨专业地干起了初级专利申请审查员一职。他每周工作六天,每天早上8点钟上班,工作8小时,一开始他的年薪是3500法郎[ 《爱因斯坦传》,[美]沃尔特·艾萨克森著。],业余时间就做一些科学研究,而他居然以这样的方式在那里整整工作了7年!也就是说,在爱因斯坦写出了狭义相对论之后他还在那里工作!一个天才物理学家居然在猫着身干着专利审查员的工作,真可谓天意弄人、造化弄人!所以在这7年时间中爱因斯坦的正规工作是一名专利局的技术人员,也就是说他也只是一个业余物理研究者。

《三国演义》中的猛张飞,本业是卖猪肉的,他也只是业余习武,结果一不小心做到了天下第六的战力。关二爷本来只是个推车到处卖枣的,在外卖了五、六年了,也许是在卖枣之余搞搞健身锻炼,一不小心就获得了天下第四的战力。业余选手远远超越专业选手,这就好比战争中的杂牌军民兵能征善战、东突西进、四面出击、攻城拔寨,而正规军中央军却抛锚、掉链子、在森林里迷路、状况百出……

科学有时候也很搞笑,科学史中也有黑色幽默。

人生总是充满无奈。

言归正传。

话说我们的费马律师在打完了一天的官司之后回到家文思泉涌不辞劳苦发挥连续作战的精神又研究起了光的传播问题来,蛮干巧干使劲干突然之间大悟就于1662年提出了费马原理。在费马的最初表述中,他是用最短时间来表述他的思想的,即他认为光从一点传播至另一点是以时间最短的方式进行的。但后来的物理学家改动了一下他的表述,用“最小光程”来代替“最小时间”,当然本质上效果是相同的;这个改动的原因在下文中即见分晓。我们从光程的定义开始探讨,即

                        光程=光在某一介质中行进的路程×该介质的折射率

所以光的运动就是以光程最小的方式发生的,这就是对费马原始表述的另一种等效表述。

举个例子亲切细致地说明一下。

设存在折射率分别为n1和n2的两种介质,光从介质1中的A点传播到介质2中的B点,如下图Ⅱ—2所示,那么现在的问题是光会选择怎样的路径传播呢?


上述图中只画出了三条可能的路径,但实际上光的可能路径有无数条,所以真实的光究竟是走的哪一条呢?

我们设点A距两介质的分界面的垂直高度为a,设点B距界面的高度为b,设A、B两点的水平距离为k,A点的垂足与折射点的距离为x,那么B点的垂足与折射点的水平距离就为(k-x)。如下图Ⅱ—3所示:


所以根据光程的定义,我们可以用上述图中的两个直角三角形的斜边乘上对应介质的折射率再相加就可以得到一个以x作为自变量的函数,即:


而当该函数取极值(最小值)时,它的导数应当为零,所以令H(x)的导数为零,对其结果变形就可以得到折射定律,即上述折射角的正弦:入射角的正弦=n1:n2。

即是说,费马原理可以描述光的折射问题。也就是当x取某一个值时,它会使得光从A点到B点的总光程最小。

以上是光的折射,比这个更简单一些的情形费马原理也是适用的。比如光在同一种介质中沿直线传播。为什么会这样呢?因为两点之间直线最短,而同一介质的折射率是不变的,所以距离最短时光程也最小。光在反射时,反射角等于入射角,因为这样也可以等效于是在沿直线传播。如下图Ⅱ—4所示:


光从A点反射至B点,这过程反射角等于入射角。我们可以作一点C使之与B关于界面对称,然后将A与C连一条直线,所以任何其它的路径(比如图中的经过D点的虚线路径)都比AC的距离长,因为两点之间直线最短,所以也比AB的距离长。当AB的距离是最短的时,此路径的光程也是最小的,因为A、B两点都在同一介质中,其折射率不变,所以光的反射也符合最短光程原理。

这就是费马原理的威力,它将此前孤立的光的直进性定律、光的反射定律、光的折射定律和光路可逆性定理统统都纳入到了一个简洁而优美的体系中!

这就是物理学的美,这就是物理学的强大,一个规律或一个方程可以概括一大堆的东西。想想看,这就好比一个文科生啰哩吧嗦地说了半小时一大堆的东西,然后你只是拿出一个方程甩到她脸上,啥也不说潇洒转身离开,挥一挥衣袖不留下一句废话,这种感觉就是一个字——爽!

说不定在你潇洒转身的那一刻她就深深地爱上了你……

以上的回顾有几点值得分析回味一下。

第一,我们是通过数学计算才得到x的解的或最短光程的,但光这样的物质又不懂数学计算那它怎么会知道哪条路径的光程会最短呢?光又是如何从众多的可能路径中去选择一条最特别的路径去通过的呢?

原来光虽然没有人类这样的大脑能进行思考,也不懂得数学计算连小学都没毕业、数都不会数、手指头都不会扳,但光却具有一种人所没有的本领——相位!光具有波粒二象性,所以光具有波动运动的特点,所以光具有相位。而根据费曼的思想,光其实是探寻了从A到B的所有可能路径,但这些所有可能路径所对应的相位是不同的。某一条可能路径与临近的可能路径相比,如果相差较大,那么相位的差别也较大,则这些可能路径是不能叠加形成明显的轨迹的,或者说它们相互之间被抵消了。只有某条可能路径,它与临近的可能路径相比差别很小,所以相位差也很小,这样它们才能够相互叠加,相互加强,形成稳定的光线路径。

所以其实正是由于人类不具备光这样的本领,所以人类才要用后天学习到的数学知识进行计算这样一种笨拙的方法才能找到那唯一的一条实际路径。光从不需要学习、复习、熬夜和考试,凭着它与生俱来的天赐本领就可以做到这一点!羡煞人类!

第二,以上的每一条路径都由一个x决定,即是由一个H(x)函数决定,而不同的路径则对应着不同的x和不同的函数,所以A、B两点间的路径与函数的函数有关,这就是泛函。而这些不同的函数之间的区别就在于只有一个函数有极值(最小值),其它的都没有极值。

第三,上述最短光程原理的方程表述形式如下:


符号δ表示一阶变分,第一个大写的S表示作用量,n表示折射率,ds表示路径元。(什么是一阶变分呢?简单地讲就是当自变量保持不变时,函数值与另外一些函数形式相同但描述的轨迹略微不同的函数值相减或作差。上述式子就是意为符号δ右边的积分式与某些虚拟路径所对应的这种积分式相减)而又由于折射率n等于真空中的光速c除以光在介质中的传播速度v,而ds比上v就是dt,所以最短光程又可以写成以下形式:


在此我们就可以看出最短光程与最短时间之间的等价关系了。

这样一个方程我们要注意的就是它的形式。

第四,之所以没有选择以“最短时间”的方式来表述费马原理的原因在于,如果采取“最短时间”的表述形式的话很容易让人想当然地认为大自然中所发生的一切真实运动都是以时间最短的方式发生的,或者说大自然是最节省时间的。但在其它一些情形中却并不都如此。比如,我们都知道物体的重心越低越稳定,而重心越低对应的系统的势能就越小,系统总会向着重心最低和势能最小的方向演变,而在这个演变的过程中大自然又会节省时间。所以现在的问题是:当自然界面临着一方面可以节省能量另一方面又可以节省时间时,大自然会如何处理?它难道仅仅只节省时间吗?抑或者它更倾向于节省时间?还是更倾向于节省能量?这两者节省的比例权重是怎样的?是1:1、2:1或1:2还是某种其它的比例?

这个问题的答案既惊人又简洁又优美!

原来,在面临节省时间和节省能量的各种可能的、潜在的运动“方案”中,真实的运动是既注意节省能量又注意节省时间[ 《最小作用量原理与物理学的发展》,许良。],即是同等地节约两者,即大自然是不区别地对待这两者的。所以,真实的运动是使得能量和时间之积尽量取最小。按照莫培督的思想,大自然中的真实运动是以最节省“作用量”的方式呈现的,或者说大自然遵循“最小作用量原理”;而作用量的量纲就是能量乘以时间!在上述费马研究光的传播问题中,光并没有被介质吸收(被吸收的情况不在我们的讨论范围内),所以光和介质的能量都没有变化,所以在这样的情况下系统的能量已经不能再降低了,或者说已经不能节省能量了,所以才只能节省时间。

这才是事情的真相!这也是为什么物理学家没有选择“最短时间”来表述的原因。

上面刚提到的那位莫培督——他被称为“最小作用量原理之父”——他明确提出了作用量的表达式,即:


式中,m表示质量,v表示速度,ds表示路径元。

在这个新的表达式中,值得注意的就是作用量的量纲。

由爱因斯坦的质能方程可知:能量=质量乘以光速(速度)的平方,所以上述的mv即是能量比上速度,而右边的ds表示路径元,而路径元比上速度就是时间,所以莫培督定义的作用量的量纲就是能量·时间。

可见,大自然是无偏允地对待能量和时间的!

这与生命力的量纲完全相同,事实上这又回到我当年发现生命力方程的那个灵感那里了。所以我们可以期待用某种与生命力类似的量来描述生命的演化路径的问题。

反过来讲,在生命力方程中,能量和时间都是一次齐次式,两者的地位在方程中是完全相等的,所以可见生命在运动过程中,既要扩大能量又要扩大能量的延续时间,那么生命会如何处理这两者的关系呢?所以从生命力方程中的能量和时间的平等关系可以知道,生命也是平等地对待扩大能量和扩大时间的,生命对这两者也是不搞厚此薄彼的!

可见,从生命力方程与传统物理学中的最小作用量原理之间的堪称巧妙和完美的对称,我们就可以知道理论进化论是一个正确的理论了!

所有的智慧都是相通的!

一通百通,浑身轻松!

第五,以上的分析说明最小作用量原理既可以适用于光这种具有波粒二象性的微观粒子,又可以适用于经典的宏观物体。所以在物理学中是光学—力学两重类比。

以上是对我们所熟悉的物理问题的回顾。

现在让我们来看看与这个问题相似但又不完全相同的进化论中的一个全新的问题。

科学始于问题而非观察,当我们能够提出一个正确的问题时,我们就成功了一半。所以我们依然从问题开始。

在理论进化论中,我想弄明白的问题是这样的:我们都知道物种是可以变化的,比如始祖马经过约5000万年的演变而成了现代马。那现在的问题是,始祖马为何是朝着体形大型化、足部单蹄化、适于草原快速奔跑这样一种方向演变呢?为何它没有朝着其它方向演变呢?比如体型更加小型化?更加适于在灌木中生存甚至是发展成像老鼠那样的掘地生活?或者将问题弱化一点:一个物种的演化有什么物理上的极值类的特点吗?

“化石记录表明,马最古老的祖先开始出现于新生代的始新世。由于森林面积的缩小,马的祖先由吃树叶转向食草,由栖居森林转向栖息于草原。环境和食性的改变,使马的祖先开始产生一系列新的适应性特征:体型增高、变大,趾数减少,齿冠增高。已知最古老的马是始祖马(Eohippus),出现于始新世。始祖马生活在灌木丛,体高30 cm,以嫩叶为食,前足4趾,后足3趾,臼齿齿冠低。渐新世至中新世的渐新马(Mesohippus)生活在森林中,体高40cm,有森林三趾马之称,仍以植物的幼嫩枝叶为食,前、后足均为3趾,臼齿低冠,冠面由始祖马的低尖型演变为脊牙型。中新世晚期的中新马(Merychippus)生活在草原,体高近1m,有草原三趾马之称,以含硅质较多的草为食,前、后足仍为3趾,中趾着地;臼齿脊牙型,高冠,齿面加大。上新世的上新马(Pliohippus),体高约1m,前、后足都只有中趾显露,第2、4 趾极度退化。牙齿也更为进化,各方面已十分接近现代马。真马(Equus)出现于上新世后期。体型变大,牙齿高冠,也较为复杂。单趾(第三趾)得到了发展,在趾端形成了硬蹄。表现了对较硬食物和奔驰于空阔草原生活的高度适应。”[ 《进化生物学》(第4版)。]


图Ⅱ—6表示某些生命随时间演化的进化分歧图。

也就是说,随着时间的推移,生命出现了分歧演化。事实上,这种分歧演化还有比始祖马发展成现代马更复杂的情况的。比如非洲的马拉维湖中的丽鱼,从少数一些种类辐射进化出了1900多种丽鱼,在激烈的生存竞争中它们的进化速度比其它物种快了十几倍,是已知脊椎动物中进化速度最快的。其中仅仅以海藻为食的丽鱼就进化出了400种。

那么为何不同的丽鱼种是以那样的一条路径而不是沿另外某种路径演化的呢?就像光是以最短光程而不是以其它路径传播的。如何解决这个问题呢?

当然,在此“路径”一词我是在抽象意义上使用它,显然我并非指某条丽鱼在湖泊里沿着某条具体的水迹路径运动。我使用“路径”一词想表达的意思是指丽鱼在演化时始终贯穿乃至强化的一些特征,比如某种丽鱼的牙齿为何朝着不断细致、尖化的方向演变?为何它们采取装死、伏击的捕食策略?为何会进化出口孵?为何是以那样一种方式对抗掠食者?等等。

那么联系和类比上面讲过了的物理学中的极值原理,我们可以期待大自然中的生命运动也应当会遵循某种极值原理。

在此,我们可以自问一下:为什么可以作这样一种类比呢?

自答:

第一,生命以这样一条路径或那样一条路径演化,其背后一定是有原因的,自然界不可能哪个地方出了差错而导致生命演化成了那个样子。所以我们可以尝试着去找出这背后的原因,这也是自然科学的任务。

第二,在自然界中我们已经见到了许多生命演化运动中追求极值的例子了。比如,蜜蜂的蜂巢就是六边形结构,它是以最节省材料的方式被建造的。鸟类的骨骼既轻巧便于飞行,同时也有足够的坚固性,这也是生命在激烈的生存斗争中所必然趋向的方向。再比如植物中的叶镶嵌现象,它使得植物中没有哪片绿叶完全遮挡住了另一片绿叶,使得植物能尽量以较小的代价(能量和原材料损耗)去获取较多的生存资源。茎的背地生长和根的向地生长也说明了同样的道理。爬山虎的随生根如果没有吸附到他物就会自行萎缩,显然这是避免能量的浪费。再比如,向日葵这样的植物居然发展出了将花盘面朝太阳的本领,以尽可能地接受阳光的照射。诸如此类的例子都使我们可以倾向于认为生命总是会以最小的代价去获得最大的收益。

第三,上面的一些典型的例子并不能用于“证明”自然界中的生命运动就一定存在极值原理,因为这样的举例是不完备的,所以我们可再从理论上来进行探讨。通过第八章和附录一的阐述,我们都已明白了自然选择方程的正确性了。该方程从抽象的角度揭示了一切生命的竞争归根到底都是生命对自身能量利用效率之间的竞争,而生命之间的这种竞争会不断推高生命对自身能量的利用效率,所以在追求更高的能量利用效率的“军备竞赛”和生存斗争中,理应可以期待生命会达到某种极值,这就切入了极值原理。

所以,我们首先从自然选择方程开始分析。

从附录一的分析可知,在自然选择方程的作用下,某些生命自身的能量可能会不断减小,所以在一般情况下会朝着体型小型化的方向演变;而相反地,某些生命会朝着体型大型化的方向演变。

但以上的分析只考虑了所研究的生命自身而已。

另一方面,无论是生命的体型小型化还是大型化,这都意味着它对自身的能量的利用效率在提高。相对的,当一个生命的能量的利用效率在提高时,这就意味着与它争夺生存资源的生命的效率在变低,虽然后者的效率在变低,但这却也是后者所能够达到的最高的效率。反之,如果某生命对自身能量的利用效率在降低时,这就意味着与它争夺生存资源的生命的能量的利用效率在提高。所以,如果我们要寻找一种与生命运动有关的极值时,我的观点是应当把这些相互影响的生命全部都考虑进来,这里显示了一种对称的美:我们不应当只考虑某些生命而不考虑另一些相关的生命。事实上,相互影响、相互关联的所有生命各自都在有条不紊地朝着各自极值化的道路前进,大自然就是这样“并行处理”一切的!所以虽然我们的研究对象仅仅只限于某一生命,但在这一过程中,相关生命的极值化也是要考虑进来的。

那么是不是用自然选择方程来刻画这种极值呢?答案是否定的。原因一方面在于自然选择方程不能体现上述对称的思想,它不能将那些相关的生命都涵盖进来;另一方面在于,自然选择方程它描述的是,在某一个特定的生命运动中,生命的、与这个运动相关的那些生命能量的利用效率越高越好(比如草食动物吃草时就涉及对相关组织系统能量利益的运作效率),所以它是一个揭示细节效率的微分方程,而一个生命有数不清的这样的细节。对于一个生命而言,它的眼睛的极致化演变会朝着一个方向进行,比如猫头鹰的夜间视力极佳,而它的尾巴的极致化演变又会朝着另一个方向进行,比如朝着更灵活的方向演变等等,而一个真实的生命不可能任由这些部分各自为政、各自朝着它的极致化方向演变,所以其结果只能是折衷。

而折衷即意味着是一种整体性的考量。

而整体性的考量——在理论进化论的框架内——最容易让人想到的就是生命力方程。

但生命力方程却包含利他生命力这个部分。如果A生命是B生命的波及生命,而A、B生命又同时都是C生命的波及生命,那么这样一来,按照上面的对称的思想,A生命就要重复考虑了,这样自然是不妥的,因为自然选择方程和生命力方程既完全正确又都不包含任何重复性考虑的特质在里面。

所以一方面要保留整体性的考量,一方面又要符合对称的思想,还要舍掉利他生命力的部分,最后形式上还要像自然选择方程,它应当像自然选择方程一样揭示某种效率的提升和极致,综合这些,所以我认为存在以下这样一个方程:


这就是生命演化路径方程。其中ΔΛ1表示生命利己生命力的变化量,1至n表示对应的这n个生命。我在附录一中这样讲过“现在一般认为地球生命起源于35亿年前。有研究指出,史前的太阳比现在要暗一些,也就是说太阳的光度在缓慢地增加,大致是每10亿年增加10%,所以当今的太阳的光度约是原始生命所面对的太阳光度的1.4倍,而我们只需要观察一下当今地球生命的规模和‘体型’就可以知道这个增长量远远超越了原始生命的1.4倍,原始生命的那点生物总量完全可以忽略不计!可见,在伟大的太阳光能(这是一种有序度较高的能量)的源源不断地输入下,在自然选择方程的筛选、‘鞭策’和作用之下,地球生命系统确实发生了翻天覆地的进化。”在地球生命从起源至今的生命演化发展壮大的过程中,是所有生命都在竭尽全力地寻求自身的生命能量在时间上的延续能力的最大化发展!

方程意义:设在较短的Δt的时间间隔中(当Δt确定了时,这就意味着时间不能再变动和取极值了)发生了某一事件,这一事件中有n个生命参与(卷入)进来了,或者说有n个生命受到了直接或间接影响,那么这所有n个参与的生命的利己生命力的变化量与Δt的比值是一个极值,生命的真实的演化路径就是沿着这样一些极值所组成的那样一条线进行的,当然,这里所说的线(或演化路径)是在能量—时间图中的那种抽象的线。对比一下此方程和自然选择方程,两者的分子部分区别很大,如果前者描述了生命的极值问题,那么自然选择方程为何不是以这样一种形式出现的呢?原因就在于一切生命运动中都存在一对基本的矛盾:短期的和长期的、当下的和未来的矛盾。对生命而言没有短期能有长期吗?不可能。没有当下能有未来吗?也不可能。正所谓远水解不了近渴。这就好比一个小孩子,也许他将来会很有出息,能够权倾一世,但如果他连当下这童年都熬不过,那么一切都免谈!任何生命在面对当下的生存斗争中,那种涵盖了未来的、做整体性描述的生命力是难以在当下体现出强大的即时效力的;在面对当下的竞争时,生命所能够用的就只有它“手头上”的资源,即它体内的那些能量!所以自然选择方程只能是那样一种形式。

类比,我在前面已经介绍了最小作用量原理,该原理指出自然界的运作总是既节省能量又节省时间。那么这里所说的节省究竟是在怎样的范围内而言的呢?答案自然是所有参与进来的物质都会节省能量和时间,不会是某些物质节省而另一些物质又不节省,这种不对称是难以想象的。比如一个不倒翁在重心降到最低点的过程中,既节省能量又节省时间。而这样一个系统节省也就是它其中的每一个原子都会节省,是所有原子节省的一个折衷的结果,因为当较重的部分降低时较轻的部分则会升高。所以在生命演化的过程中,相关的生命都应当对称的考虑进来。

举个例子。一点面包屑掉落到了池塘中,有两条鱼游过来吃这面包屑。如果这两条鱼的一切都是对称的,那么这两条鱼自然全部都要对称的考虑进来,而上述方程就符合这种要求。

如果我们令上述极值等于L,即


这就是在第九章出现过的那个方程,与哈密顿原理的形式完全一样,并且这个方程又与最小作用量原理相通。

这是一个堪称神奇的方程!

下面我就来解释一下它的神奇之处!

首先,上述方程和哈密顿原理都是等时变分方程。所谓等时变分顾名思义就是在所有可能和潜在运动中,各种运动的时间必须相等。由于时间已经不能节省了,所以物质的运动只能是在能量方面取极值了。而在哈密顿原理描述的物理学现象中,物质(也即理论进化论中的Ⅰ型生命)一般都是取能量最小化这样一种极值。而在理论进化论中,上述方程描述的碳基生命(Ⅴ型生命)是取最大值,即生命都倾向于在最短的时间内获得最大的能量增长,因为这样可以使生命最大程度地远离死亡和灭绝。更有意思的是,当生命在运动过程中只需要消耗最小的能量时(这是符合哈密顿原理的),那么它自然就会获得最多的能量收益了,而这又符合理论进化论的内涵!所以可见两种相反的情形、Ⅰ型生命和Ⅴ型生命全都被这个形式的方程巧妙地描述了!

最后,从自然选择方程可知,生命对自身能量的利用效率会在该方程的作用下不断被推高或不断创造出更高的效率,也即“没有最高只有更高”,所以上述的L会不断地变化,会不断地增长。

那么,既然生命演化路径方程与哈密顿原理相通,那么运用生命演化路径方程能不能重新推导出后者呢?

答案是可以得到一个极为类似的形式。

下面我们就来推导。

首先交代一下,在哈密顿原理中,L等于动能减势能,即


从生命力方程可知,生命的利己生命力的量纲也是能量·时间,所以上述等式的右边两个分式其分子与分母中的时间都抵消了,所以这两个相减的量都是能量!这就与哈密顿原理中的L表示动能减势能[ 在此为什么不进一步从上述量推导出动能和势能呢?这是因为对于Ⅴ型生命(碳基生命)而言,比如一株小草,如果我们去讲它的动能和势能,我未能理解这意味着什么含义。对小草有用有意义的是光合作用效率、生长速度、种子的传播等等,而这正是利己生命力所描述的东西,所以不需要再进一步地去推导一些没用的东西了,即使能推导出来那可能也是多余的和难以理解的。所以,在此只需要两者可以达到精妙的对应就可以了。]这两个量的地位完全一样了!在此,一切都对应起来了!

一切都神奇地对应起来了!

要知道从分析力学到进化论这两个领域可是八竿子都打不着,居然还会有如此精妙的对应,真是太不可思议了!

百年难题遥相应,千里姻缘一线牵!

难以置信!

这再一次显示出理论进化论的正确性,这就是系统思维!

最后的最后,如果沿着这样一条思路继续探究下去,最小作用量原理是会通向场论的,那么生命也会通向场论吗?

这真是一个匪夷所思的问题!

这真是一个伟大的问题!

这真是太惊人了!!

科学始于问题而非观察,如果能够提出一个正确的问题那我们就成功一半了。

更加惊人的是,在下卷中对这个问题会有更进一步的认识!

“亲爱的读者,你准备好踏上这思想的冒险之旅了吗?”

“本书的写作是非常开放的!”

“开放到看不到尽头!”

最后的开始,附诗一首:

                                                           登峰

                                          山高人为峰,我自来攀登。

                                          登峰造极处,又见岭重重。

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