蛋白质的分子量动辄数十万,还有各种组织和器官,所有这些结构和生物功能都是由生物DNA的复杂结构决定的。虽然不是所有的生物都比非生物复杂,但还是很容易找到一个区分生物和非生物的复杂性的大致界限。那么非生物的结构为什么远没有生物那样复杂呢?
不同种类的非生物都在不断产生和不断被破坏。有些非生物总能大量产生,如冰、铁锈等,有些非生物结构很难被破坏,如沙粒、惰性气体等,所以这些物质我们很容易见到。但也有很多非生物产生的速度慢,结构被破坏的速度快,例如钠、钾等金属在空气中会迅速被氧化,所以这些物质我们在自然界中很难见到。再如石油,我们现在能见到石油,是因为古代几乎没有人开采和利用,石油虽然产生的速度慢,但被破坏的速度也很慢。现在人类大量开采和使用石油,石油将很快被用完,那时我们的后代就看不到石油这种结构的物质了。
定理:任何一种结构的物质长期存在的条件都是其结构产生的速度大于等于破坏的速度。
这好像是一句废话,其实很重要,达尔文之所以没有说清楚什么叫“适者”,关键就是因为没有找到这个定理。
定义:系统的适应性就是系统产生的速度与被破坏的速度之差。
系统适应环境就是指系统在某种环境下比较稳定,能保持自身结构和主要功能的存在。由上面的定理可知,只有当系统结构产生的速度大于等于其破坏的速度时,这种结构才能长期存在,才能适应环境。
功能的适应主要有两种实现方法。一种是系统结构中对应这种功能的部分的产生速度大于等于破坏速度。例如,生物的某些细胞分裂速度大于其死亡速度。另一种方法是通过柔性变化实现适应。例如,生物皮肤毛孔收缩以减少水分蒸发。系统结构存在时,系统某些功能可能丧失,能保持的系统功能是适应环境的系统功能。
非生物曾经出现过的结构形式一定比现存的结构形式多得多,比现有的非生物复杂得多的非生物应该也出现过。但多数复杂非生物结构的产生速度慢,被破坏的速度快,所以很多结构在现实世界中不存在。任何物质产生和被破坏的速度都取决于自身的性质和环境条件,非生物中的复杂物质的性质使他们容易被破坏。而且,结构越复杂的物质,就越不容易产生,越容易被破坏。所以非生物中没有像生物那样复杂的结构。