二、生物复杂系统的特点

    在化学反应中，大量分子参与的化学反应往往就是复杂系统，它们生成新的分子。生命现象比物理和化学中的现象更复杂。在生物世界中随处可见复杂系统。细胞由复杂的细胞膜、细胞核和细胞质组成，它们之中的每一个都含有许多低一层的组分。在细胞中，在同一时间有条不紊地进行着几十到几千个新陈代谢过程。人体更是一个复杂系统，成年人是由大约1016个细胞组成，每个细胞在演化过程中还有随机性，因此在细胞层次上研究人体的所有问题是不可能的。器官由大量细胞组成,它们以非常规则的方式协调一致地进行合作。各个器官又进一步服务于各种特定的目的，并在一个动物体内协调一致地进行合作。

    世界上最复杂的系统大概要数人的大脑了，它由1010个甚至更多的神经细胞所组成。它们协调一致地进行合作才使我们能够识别图样和说话，或者进行其他的思维活动。

    每个生物体都是一个复杂系统，而且它们有许多级层次，从分子层次、细胞层次、器官层次，直到整个植物或动物。在这里"微观的"和"宏观的"变成了相对的概念。例如一个生物分子同组成它的原子相比可以看作是"宏观的"，而同细胞相比它就是"微观的"了，等等。

    生物复杂性有两个重要的特点。首先，在每一个层次上，我们都会发现一些特定的组织或结构。因此，物理学不可能取代化学，精通化学并不意味着我们了解了生命。同样地，懂得了人体的生理结构和机能并不能完全解释人类的行为和社会的规律。当从微观过渡到宏观层次时，系统一次又一次地出现那些并不出现在前一个层次上出现的新特性。

    然而，生物系统最重要的特点还在于它的各个部分之间的高度协调。在一个细胞中，在同一时刻有条不紊地进行着数千个代谢过程。在动物体内，成千上万个神经和肌肉细胞密切协作，产生了井然有序的运动：心跳，呼吸或思维。认知识别是需要大量细胞高度协调地合作进行的过程，人类的思维和言谈也是如此。显然，所有这些高度协凋、密切相关的过程只有通过交换信息才能实现。这些信息被产生、传输、接收、处理，还要转换成新的信息，并同时在系统的不同部分之间和不同的层次之间交流。因此可知，信息是生命赖以存在的至为关键的因素。

    如果你问世界是由什么组成的，在二十世纪中叶，大家的回答很可能是"物质和能量"。但是今天理解"知识经济"这个概念的人都知道，信息同样是世界不可或缺的组成部分。如果只给工人们以电能、金属和塑料，他们不可能做出任何有用的东西，只有当他们具有如何组装、焊接和调试的所有信息，他们才能造出汽车飞机和其他产品。在我们身体的细胞中，核糖体拥有氨基酸组建模块和ATP合成为ADP过程中释放的能量 ......