第四章 基因機器 · 1
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個動物個體對另一個動物個體的行為。
這一章将論述行為,即生存機器的動物分支廣泛利用的那種快速動作。
動物已經變成活躍而有進取心的基因運載工具——基因機器。
在生物學家的詞彙裡,行為具有快速的特性。
植物也會動,但動得異常緩慢。
在電影的快鏡頭裡,攀緣植物看起來像是活躍的動物,但大多數植物的活動其實隻限于不可逆轉的生長。
而另一方面,動物則發展出種種的活動方式,其速度超過植物數十萬倍。
而且,動物的動作是可逆轉的,可以無數次重複。
動物發展的用以進行快速動作的部件是肌肉。
肌肉就是引擎,它像蒸汽機或内燃機一樣,以其貯藏的化學燃料為能量産生機械運動。
不同之處在于:肌肉以張力的形式産生直接的機械力,而不是像蒸汽機或内燃機那樣産生氣壓。
但肌肉與引擎相似的另外一點是,它們通常憑借繩索和帶有鉸鍊的杠杆來發揮力量。
在人體内,杠杆就是骨骼,繩索就是腱,鉸鍊就是關節。
關于肌肉如何通過分子進行活動的方式,人們知之甚多,但我卻感到下面的問題更有趣:我們如何控制肌肉收縮的時間和速度。
你有沒有觀察過構造複雜的人造機器?譬如說,針織機或縫紉機、紡織機、自動裝瓶機或幹草打包機。
這些機械利用各式各樣的原動力,如電動馬達或拖拉機。
但這些機械在運轉時如何控制時間和速度卻是一個更為複雜的問題。
閥門會依次開啟和關閉,捆紮幹草的鋼抓手會靈巧地打結并在最恰當的時刻伸出割刀來切斷細繩。
許多人造機器的定時操作是依靠凸輪來完成的。
凸輪的發明的确是個輝煌的成就。
它利用偏心輪或異形輪把簡單的運轉轉變為複雜的、帶節奏性的運轉。
自動演奏樂器的原理與此相仿。
其他樂器,如蒸汽風琴,或自動鋼琴等利用經過按一定模式打孔的紙制卷軸或卡片來發出音調。
近年來,這些簡單的機械定時裝置有被電子定時裝置取代的趨向。
數字計算機就是個例子。
它們是大型的多功能電子裝置,能夠用以産生複雜的定時動作。
像計算機這樣的現代電子儀器,其主要元件是半導體,我們所熟悉的晶體管便是半導體的一種形式。
生存機器看起來繞過了凸輪和打孔卡片。
它使用的定時裝置和電子計算機有更多的相同之處,盡管嚴格說來,兩者的基本操作方式是不同的。
生物計算機的基本單位是神經細胞或所謂神經元。
就其内部的工作情況看來,是完全不同于晶體管的。
神經元用以在彼此之間通訊的密碼确實有點像計算機的脈沖碼,但神經元作為一個數據處理單位比晶體管複雜得多。
一個神經元可以通過數以萬計的接線與其他單位聯系,而不僅僅是3個。
神經元工作起來比晶體管慢些,但就微型化而言,晶體管卻大為遜色。
因此,過去20年來微型化是主宰電子工業的一種傾向。
關于這一點,下面這個事實很能說明問題:在我們的腦袋裡大約有100億個神經元,而在一個腦殼中最多也隻能塞進幾百個晶體管。
植物不需要神經元,因為它們不必移動就能生活下去。
但大多數的動物類群都有神經
這一章将論述行為,即生存機器的動物分支廣泛利用的那種快速動作。
動物已經變成活躍而有進取心的基因運載工具——基因機器。
在生物學家的詞彙裡,行為具有快速的特性。
植物也會動,但動得異常緩慢。
在電影的快鏡頭裡,攀緣植物看起來像是活躍的動物,但大多數植物的活動其實隻限于不可逆轉的生長。
而另一方面,動物則發展出種種的活動方式,其速度超過植物數十萬倍。
而且,動物的動作是可逆轉的,可以無數次重複。
動物發展的用以進行快速動作的部件是肌肉。
肌肉就是引擎,它像蒸汽機或内燃機一樣,以其貯藏的化學燃料為能量産生機械運動。
不同之處在于:肌肉以張力的形式産生直接的機械力,而不是像蒸汽機或内燃機那樣産生氣壓。
但肌肉與引擎相似的另外一點是,它們通常憑借繩索和帶有鉸鍊的杠杆來發揮力量。
在人體内,杠杆就是骨骼,繩索就是腱,鉸鍊就是關節。
關于肌肉如何通過分子進行活動的方式,人們知之甚多,但我卻感到下面的問題更有趣:我們如何控制肌肉收縮的時間和速度。
你有沒有觀察過構造複雜的人造機器?譬如說,針織機或縫紉機、紡織機、自動裝瓶機或幹草打包機。
這些機械利用各式各樣的原動力,如電動馬達或拖拉機。
但這些機械在運轉時如何控制時間和速度卻是一個更為複雜的問題。
閥門會依次開啟和關閉,捆紮幹草的鋼抓手會靈巧地打結并在最恰當的時刻伸出割刀來切斷細繩。
許多人造機器的定時操作是依靠凸輪來完成的。
凸輪的發明的确是個輝煌的成就。
它利用偏心輪或異形輪把簡單的運轉轉變為複雜的、帶節奏性的運轉。
自動演奏樂器的原理與此相仿。
其他樂器,如蒸汽風琴,或自動鋼琴等利用經過按一定模式打孔的紙制卷軸或卡片來發出音調。
近年來,這些簡單的機械定時裝置有被電子定時裝置取代的趨向。
數字計算機就是個例子。
它們是大型的多功能電子裝置,能夠用以産生複雜的定時動作。
像計算機這樣的現代電子儀器,其主要元件是半導體,我們所熟悉的晶體管便是半導體的一種形式。
生存機器看起來繞過了凸輪和打孔卡片。
它使用的定時裝置和電子計算機有更多的相同之處,盡管嚴格說來,兩者的基本操作方式是不同的。
生物計算機的基本單位是神經細胞或所謂神經元。
就其内部的工作情況看來,是完全不同于晶體管的。
神經元用以在彼此之間通訊的密碼确實有點像計算機的脈沖碼,但神經元作為一個數據處理單位比晶體管複雜得多。
一個神經元可以通過數以萬計的接線與其他單位聯系,而不僅僅是3個。
神經元工作起來比晶體管慢些,但就微型化而言,晶體管卻大為遜色。
因此,過去20年來微型化是主宰電子工業的一種傾向。
關于這一點,下面這個事實很能說明問題:在我們的腦袋裡大約有100億個神經元,而在一個腦殼中最多也隻能塞進幾百個晶體管。
植物不需要神經元,因為它們不必移動就能生活下去。
但大多數的動物類群都有神經