生物全息研究走出韦三立

　　生物全息研究走出韦三立
　　──形式本体论复杂性初探（7）

　　郁松　 曾富

　 2.7 生物全息研究走出韦三立
　 形式本体论通向实验的道路也许是漫长岁月，因为这只能从逐步分化定位到具体的实验，才能设计出公认的形式取得定量的数据。例如张颖清提出的生物全息律，抓住与激光摄影的全息效应“部分与部分、部分与整体相似”的联系，核心是说部分包含着整体的全部信息，这只能是形式本体论讨论的问题。早在1866年，德国生物学家海克尔阐述的生物重演律就讨论过这类问题，但作为整个生物学实验定律，海克尔的理论并没有得到认可。而形式本体论是存而待论类似灵感思维，也类似形式逻辑科学并不一定在于做实验。科学实验的本质是创造人工自然，但在天然自然中也散发着无数自然规律的证据。这方面张颖清收集生物全息现象时，做了大量出色的工作，如他主动地到大自然中观察植物的叶形、果形及叶柄的长短，动物身上毛的花纹，角的分枝，冠的分裂，找出了大量实物证据，扩大了人们对海克尔生物重演现象的视线，在全国引起极大的反响。
　 由于当时我们在科协工作，在与张颖清的通信中，建议他向内蒙古自治区科协申报召开全国生物全息学术研讨会，张颖清接受了这个建议。当时内蒙古自治区科协主席，曾帮助著名数学家陆家羲解决路费参加最后一次、也是陆家羲的第一次参加全国数学学术研讨会；在这位科协主席的支持下，经过一年多的准备，1983年9月第一次全国生物全息学术研讨会在内蒙古集宁市顺利召开了。
　 我们为什么积极促成张颖清扩大影响，因为在我们苦苦探索自然全息现象时，张颖清突破了一点坚冰。
　 早在1962年，我们观察到竹子早期生长发育的竹笋与后期竹桠枝端上的发育，有形态既相似又有不相似的类似海克尔生物重演现象，把我们从1959年开始思考的物质无限可分，现在的物体可分开始近乎颗粒的球形拓扑类型的表面，是否预示宇宙早期是球面图像与后期大量物体分立个体近似球面的形式重演有联系衔接起来，这使我们产生了“自然全息”的概念。即我们对竹子“从早期端上的发育可以从后端上的发育看见”的类似“宇宙蛋”界面的类比研究，一下升腾为"自然全息"的理智：自然全息是一种由此及彼的自然联系与思维联系的印记。这个灵感发现虽使我们非常高兴，但这是一个包括物质、宇宙、思维、时空，既涉及宏观又涉及微观的范畴，无论设计多少具体实验，都难以给出整体的定量，只能属于一种形式本体的逻辑思维。后来我们知道早有宇宙蛋学说和宇宙大爆炸学说，但我们没有放弃，在努力掌握四大力学和高等数学的20多年里，我们取得了一些好结果，但也发现了不少新的问题。1981年张颖清在上海《自然杂志》第四期发表的《生物全息律》，給我们提供了一个从整体到部分逐步分化寻找证明的启示。
　 形式本体论的自然科学研究，是在人工物化实验之外，也可以接受一部分类似天文实验仪器的观察以及类似思想实验、思维实验或理想实验结合数学分析的研究方法。由此我们是否能够把形式本体论定义为是大脑实验结合数学推演的一种科学研究方法呢？因为我们定义的大脑实验不是不做实验，大脑实验不仅是依靠实物显示、资料、自然信息在众多的人中进行理性思维，而且还是在尽力而为地做一些或找出一些模拟实验或相似实验。所以它同目前称呼的思想实验、思维实验、理想实验有区别，也同真实实验有区别。应该说张颖清的生物全息律在1983年时取得的积极成果，主要还是属于大脑实验的范畴。1983年我们去他工作地点内蒙古集宁市开第一次研讨会，亲眼看到他做的一些具体实验，也还类似麦克林托克的转座因子实验是属于宏观生产表现的范畴，涉及微观机制的实验是不严密的。例如，他公布的同一生物样品体现部分与整体相似的几张氨基酸云图，其相似也仅类似分形分维图像；我们伸进他的暗箱实验的手指和手掌，通过光电子的荧光屏闪烁，计数得的数据比较，也极为不稳定和模糊。以后张颖清把这类有争议的具体设计实验都取消了，也不再提，而专注于农业生产和医疗治病的实验。这是受传统科学宣传要重视实践应用走的道路，而形式本体论的主旨是科学求真；在从整体到部分逐步分级定位到具体的实验，还未取得众多主流科学家公认的情况下，由于一批热衷于实践应用的追随者，匆忙推进类似全息生物治疗仪等医药用品和方法，以及筛选的农业生产对比实验报告，冲击着另一些人的日常科学、生产活动，全息生物学遭到一部分人的否认，就不是偶然的事情了。
　 但我们至今仍然认为，张颖清开创的生物全息律是极有意义的一项科学创新。在这项科学创新中，张颖清是走了，像但中国著名花卉专家韦三立这样的早期追随张颖清的新人却站了起来。1983年我们在第一次研讨会上认识韦三立，他还是北京市西城区园林绿化管理处的一名花工，不到30岁。文化大革命中断了他的中学学业，但韦三立参加工作后善于学习，并掌握不少观赏园艺植物的培养技术。1981年他读了张颖清的《生物全息律》后，并没有把生物全息律继续泛化，而是分化定位到叶插法繁殖金边虎皮掌出现的颜色特征变化的具体实验上。他取用两片无病的金边虎皮掌叶片横切成6厘米左右长的段共10段，经过晾晒然后插在盛有素土的花盆中，除其中一段插穗腐烂之外，9段插穗长出形成的新株，金边消失，其余外观与虎皮掌相似，检查结果发现长出的新根壮茎都是从金边虎皮掌插穗绿色部分发的芽，有部分与部分相似的联系。
　 在1983年第一次全国研讨会上，张颖清拿着韦三立的这些实物，赞扬了韦三立的工作，这使韦三立的钻劲更大。1984年8月韦三立又在北京市黄土岗公社有新的发现，他找到的金边虎皮掌植株，一种是由插穗中部的绿色部分长的新植株，为全绿色和含有褐色虎纹；但另一种由插穗边缘黄色部分长的新植株，叶片却为全黄色，没有褐色虎纹。即叶片边缘黄色部分分出的芽长成的新植株，呈现了强烈的叶片边缘的黄色性状。这就更加能证明部分与部分相似的强烈效果，而有可能使颜色特征的变化与使用营养繁殖法繁殖的新植株可以很好保留亲代母体特征的花卉繁殖理论相悖。
　 1985年第三次全国全息生物学研讨会在山东大学召开，张颖清在大会上介绍黄土岗的这批材料时，并没有重复去做这种实验，更没有做分子水平上的严密实验，而是径直把它上升为“高活性基因组合理论”，以后又发展为“全息胚学说”。如果高活性基因组合理论不在金边虎皮掌微观基因层次做定量实验，在第一次全国研讨会上对这种生物全息律的获得性遗传研究方法就有争论。生物全息现象不但涉及宏观表现，更涉及微观机制，在组织培养方面，无论是细胞学说还是基因学说都有很多成熟的实验方法和理论可供参考。张颖清的高活性基因组合理论像是深化发展了，但这样下去的可证实性会有更多的丟失。会间我们与韦三立交谈时，韦三立才说，北京市黄土岗的这批材料是他首先发现的，然后才转告张颖清的。我们鼓励他做微观层次的实验研究，韦三立说他的知识和条件不具备，但他想到中国农业大学去读研究生，因那里有一位教授看到他已经出版的一本园艺栽培方面的书，想收他作研究生，但单位上不让考，不给他出介绍信。对此，我们想法帮了韦三立这个忙。韦三立如愿以偿地考上了中国农业大学的研究生，以后又继续攻读博士研究生，他现已是中国农业大学生物学院植物科学系的一名教授。
　 十多年来韦三立集中在专项农业技术和观赏园艺植物组织培养实验上，出版了大量的书籍，受到读者们的欢迎。像韦三立这样定位到具体的实验上的人，全国有不少，有的还作了数理演绎方面的探索。例如，四川大学李后强教授认为张颖清提出的生物全息律、全息生物学和全息胚等概念，是分形生物学的重要组成部分。他从分形分维的具体计算出发，还得出一些生物体分形外显性的量化指标。南京理工大学祁洞之教授的生物全息数学模型，更是建立在纤维拓扑空间群的描述上。但所有这些努力，都还没有脱离形式本体论的范畴，达到量化全息生物普遍规律的地位。而形式本体论除有得诺贝尔经济学奖的外，离得诺贝尔自然科学奖的实验要求还有很大一段距离。
　 很早我们提出了全息生物学的复杂性讨论，意在深化“部分包含整体的信息”的形式本体论的讨论。钱学森先生不赞成扩大生物全息的范畴，1983年11月1日他给我们的来信说：“生物科学几十年来一直在研究从受精单细胞发育过程中出现规律形态的道理，即胚胎学及形态发育学，这才是'生物全息律'的学问。”我们把钱先生的话转告了张颖清，我们认为，钱学森先生说的是有道理的，因为如果把部分与部分、部分与整体相似，部分包含着整体的全部信息的猜想无限扩大，搞成了从生物到社会到宇宙到诗词艺术都是这种统一规律的泛泛系，既不是形式本体论，更不是实验研究方法，那只能是哲学。当然哲学也是可以研究的。张颖清搞全息胚生物学是听从了钱学森的话的，但他狭隘地理解了钱学森先生的意思。已是山东大学教授的张颖清先生1989年12月2日给我们的来信说：“生物全息律的全息一词，一开始是借用，而无有物理学上的全息的内容。到了全息胚学说，已经完全可以不必再借用全息（物理学上）的一词了。所以现在译成英文时，全息胚是ECIWO（包含着整体信息的胚胎的缩写），全息生物学是ECIWO Biology，这已完全是生物学意义上的了。所以生物全息律与复杂性并不是针对全息生物学的内涵来讨论，在实际上是把问题搞复杂化了。”
　 生物体中是否有完全独立存在的脱离细胞学说和基因学说之外的“全息胚ECIWO”的实体？类似英国克隆羊的成功是否完全是张颖清的全息胚学说的预言所致？我们不是这方面的专家，也没法做实验；鉴于我国古代经络学说的巨大影响，以及金凤汉小体的经络实体的不存在，我们决定不再参与张颖清教授现内涵上的讨论，而中断了通信。
　 我们认为，现代的全息科学都有借鉴物理学家戈柏和罗杰斯在1948年提出的“全息”概念的含义，这是在全息摄影中，全息照片记录了位移和相位两方面的信息产生的效应。这是一个具体的科学实验，而不是哲学推论。我们提出的“自然全息律”受此启发，延伸出的A、B两种界面集合效应的形式本体论思想，深知它与实验研究方法的区别。上世纪五十年代初，英国著名科学家玻姆为了突出隐序运动的隐藏性与复杂性，专把涉及隐序的运动叫做变状，而把包含有变状元素的代数，叫做隐序代数，而提出“宇宙全息”的概念。他认为在隐秩序中，每一个事物是以这样一种方式与别的任何事物相联系，即对任何单个元素的仔细研究，原则上都可以揭开这个宇宙中的其它任何一个元素的详尽信息。但玻姆的“宇宙全息论”并不成功。
　 到了1994年，索斯金德和特荷夫特提出了宇宙全息原理，他们指出：我们周围的物理事件，都可以完全通过定义在更低维世界的方程来说明。这是限定在类似矩阵元的弦理论的数学上的运用，它可以把高一次的维数空间减低一维投射到低一次的维数空间来运算，这类似全息图形是由特制的2维胶片再现3维影像。索斯金德和特荷夫特的全息原理即是分化定位到弦理论中的一个具体的数理分析演绎归纳方法的运用，但要作为实验研究，至今也还只是一种新的且富有争议的思想，而且有不同的人提出了这个原理的不同形式。数年来经过一些讨论，对于全息原理的确切意义还没有达成一致的共识。但作为形式本体论，它可以成为物理学基础研究的一部分，量子论和相对论都有可能作为特例由它导出。但全息原理不是哲学，也不是泛系泛泛系一类的研究。