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《自私的基因》第四章 基因机器(2)

这一章将论述行为,即生存机器的动物分支广泛利用的那种快速动作。动物已经变成活跃而有进取心的基因运载工具--基因机器。在生物学家的词汇里面,行为具有快速的特性。植物也会动,但动得异常缓慢。在电影的快镜头里,攀缘植物看起来象是活跃的动物,但大多数植物的活动其实只限于不可逆转的生长。而另一方面,动物则发展了种种的活动方式,其速度超过植物数十万倍。此外,动物的动作是可逆转的,可以无数次重复。

动物发展的用以进行快速动作的机件是肌肉。肌肉就是引擎,它象蒸汽机或内燃机,以其贮藏的化学燃料为能量产生机械运动。不同之处在于:肌肉以张力的形式产生直接的机械力,而不是象蒸汽机或内燃机那样产生气压。但肌肉与引擎相类似的另外一点是,它们通常凭借绳索和带有铰链的杠杆来发挥其力量。在人体内,杠杆就是骨骼,绳索就是腱,铰链就是关节。关于肌肉如何通过分子进行活动的方式,人们知之甚多,但我却感到下面的问题更有趣:我们如何控制肌肉收缩的时间和速度。

你有没有观察过构造复杂的人造机器?譬如说,针织机或缝纫机、纺织机、自动装瓶机或干草打包机。这些机械利用各式各样的原动力,如电动马达或拖拉机。

但这些机械在运转时如何控制时间和速度却是一个更其复杂的问题。阀门会依次开启或关闭,捆扎干草的钢抓手会灵巧地打结并在最恰当的时刻伸出割刀来切断细绳。许多人造机器的定时操作是依靠凸轮来完成的。凸轮的发明的确是个辉煌的成就。它利用偏心轮或异形轮把简单的运转转变为复杂的、带节奏性的运转。

自动演奏乐器的原理与此相仿。其他乐器,如蒸汽风琴,或自动钢琴等则利用经过按一定模式打孔的纸制卷轴或卡片来发出音调。近年来,这些简单的机械定时装置有被电子定时装置取代的趋向。数字计算机就是个例子。它们是大型的多能电子装置,能够用以产生复杂的定时动作。象计算机这样的现代电子仪器,其主要元件是半导体,我们所熟悉的晶体管便是半导体的一种形式。

生存机器看来绕过了凸轮和打孔卡片。它使用的定时装置和电子计算机有更多的相同之处,尽管严格说来,两者的基本操作方式是不同的。生物计算机的基本单位是神经细胞或称作神经原。就其内部的工作情况看来,是完全不同于晶体管的。神经原用以在彼此之间通讯的密码确实有点象计算机的脉冲码,但神经原作为一个数据处理单位比晶休管复杂得多。一个神经原可以通过数以万计的接线与其他单位联系,而不仅仅是三个。神经原工作起来比晶体管慢些,但就微型化而言,晶体管却大为逊色。因此,过去二十年来微型化是主宰电子工业的一种倾向。关于这一点,下面这个事实很能说明问题:在我们的脑袋里大约有一百亿个神经原,而在一个脑壳中最多也只能塞进几百个晶体管。

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