《深奥的简洁》6.生命的真相

那从这儿我们把前面这个基础打牢了以后，我们知道了混沌，知道了分形，知道了幂次分布，那接下来我们就要进入到这本书我认为最有价值的地方：生命的起源。就是我们说，人为什么有256种不同的细胞，而且这细胞每一个都知道自己该干什么？这要从一个混沌的实验开始讲起。

假如你们家的地上堆了上万颗扣子，然后你坐在中间没事干，给你很多线，你拿这个线随便把两个扣子连在一块儿，丢开，连在一块儿，丢开。然后你的手伸下去是随便捞的，有时候你会捞起一个两个连在一起的，没关系，再拿一个过来连着，再丢开。然后就不断地做不断地做，做这么一个很无聊的行为。

那结果是什么呢？就肯定会出现一大堆一大堆的扣子，因为随着你不断地拿不断地拿，这个扣子就会集中，这个集中的规律是怎么来的呢？就是那个丛聚的群组，丛聚的那一大堆扣子是怎么样发生的呢？最大的丛聚开始时随着连接的增加，以类似线性的方式缓慢增长。因为大多数纽扣都只有少数连接，都连了一个两个，每次新加入的连接，会给已经是最大的丛聚带入新纽扣的机会不大。也就是说虽然你这有一个五个扣子的。但是周围全是一个扣子。所以每次增加的都是一个都是一个，这个机会不大。

但是当连接数的数目，接近并超过纽扣数量的一半的时候，就是你这个上面有5000颗扣子了，超过一半了。最大的一个丛聚的大小，会因为连接线的加入而急速增长，成指数形态增长，为什么呢？因为你这时候随手拿过来的都是一块儿一块儿的，都是大的丛聚。所以新加入的连接很可能将现存的一个小丛聚，和现存的最大一个丛聚连在一起，很快地单一的超大型丛聚将形成。网络中大多数的纽扣属于同一族群，随后增长速率又开始回落，因为新加入的连接通常只会将属于同一组群的纽扣连在一起，偶尔才会将超大丛聚之外的少数族群加进来，虽然新加入的连接不再带来巨大改变，但毫无疑问这是一个复杂系统。当连接数超过节点数一半时，系统会从一个无趣的状态，也就是线性的慢慢增长的状态，进入另一个具有更多结构的稳定状态，这个就叫作相变。

就是水在过了零度以后，啪，相变变成冰了，就是这个图上我们能够看到，说在一开始线性增长时候很慢。但是过了这个相变点以后，它开始高速地增加，增加以后又过了一个点，又维持新的这个相不变了。这就是通过纽扣实验，我们来模拟把一大堆的这些细胞放在一起以后会产生的这个效果。把这个原理先算明白，算明白以后接下来我们看看，怎么形成生命出来的呢？

一般认为人类DNA中大约有10万个基因，它们构成了人类的基因组，而人类基因序列计划显示它被高估了，大约只要1/3数量的基因就足以界定人类的特质。基因存在于人体中的每个细胞，但并非同时都在运作，不同细胞具有不同功能，例如肝脏细胞知道它的功能，和肌肉细胞大不相同。细胞在胚胎发展时期，分化为不同功能的细胞种类，了解这个过程以及细胞如何执行不同任务，是生物学中最大的挑战。

细胞运作的网络，可以将每个基因当成一个节点，而其间的关联就像串联纽扣的线，你可以把一个基因当作是一个纽扣，连起来那个过程就是线。涉及的基因数介于3万到10万个之间，即使用最先进的计算机，也无法描述这个网络的行为。如果每个节点的对外连接数超过两个，混沌将控制全局。系统有许多吸引子，它们的状态数目非常大而且很敏感，一项微小的改变将使系统偏向另一个吸引子，这与典型的蝴蝶效应类似。唯一能产生多样有趣变化，同时又稳定得足以被观察的系统，是那些每个节点恰好具有两个连接的系统。有趣的事在混沌边缘发生了，回馈机制是使系统有趣的基本要素。

在这些系统中，每个状态循环的长度等于节点数的平方根——就这句话，前面没听懂都不要紧，这句话要听懂——在每个状态循环的长度，等于节点数的平方根，即使具有10万个节点的系统，典型的状态循环也只有317个步骤这么长，10万的平方根大概317。更棒的是这些状态循环是强力吸引子，如果系统从任何随机状态出发，它将很快地移向一个吸引子并逐渐稳定下来，并且不会被微小干扰影响。

吸引子还记得吧？就是那个稳定状态，熵值最大能量最低的稳定状态，不同吸引子数大约等于节点数的平方根。如果有10万个节点，那么就存在317个不同的吸引子，3万个节点则有173个不同的吸引子，人类基因体中大约有3万到10万个基因，而体内有256种不同的细胞，是否有可能每一种类的细胞，对应人类基因体内的，某一特殊状态的循环，并且基因在其中被开启和关闭呢？

这就是我们体内那么多种不同细胞来源的一个可能性，我至今都说它是个可能性，原因是还在研究当中，但这一数字的确是太接近了。所以如果我们理解清楚了吸引子的这个定义，就是当这些细胞在那儿大量地组合，你可以想象那些纽扣在被一个看不见的手混乱组合的这个过程当中，最终停下来的是10万的幂次根。就是我们体内可能有几万个这样的基因在起作用，这几万个基因的吸引子一开方，正好是256。

这就是我们体内最神秘的深奥的简洁，当然还需要更多的证据，目前还在研究。但是我们能够找到这样的类似，能够找到这样的可能性，我觉得就足以让我们惊叹。那接下去这本书就从我们生命然后再上升到物种的高度，就是我们生态链上的每一个物种，在不断地进化，然后有红后效应。就是你如果不进化的话，那后边的就把你吃了，所以你也得跟着共同进化。

但是假如每一个生物都和很多个生物发生关系的话，那就直接进入混沌状态了，这个世界就没有规律可循，没法去预测。但是假如它和别人都不发生联系，又不会形成相应的这个演化的机制。所以每一个物种大概和几个相应的物种发生联系，然后进行共同的进化等等。这是后面的这个内容。