一、生物有机体的“活性”与基本特征
1.生物有机体是一个重要的耗散结构体
耗散结构理论将复杂系统与其所存在的环境看做是一个有机联系的整体,强调系统的开放性,指出系统依靠外界环境所提供的物质、能量和信息流以使其维持在远离热力学平衡态的稳定状态,维持系统的动态有序结构;从外界引入熵流以抵消自身的熵增,将会使系统的总熵减少,总熵的减少则意味着系统的有序程度增加,也就有可能形成一种动态的有序结构,使系统从无序走向有序,并最终具有“活性”。耗散系统因此和其所对应的外界环境形成共存关系,如果相应的环境作用不存在,就相当于外界环境对系统提供了某种负的作用,将会使整个系统发生变化乃至使系统本身解体。
生物有机体的独特性质及表现使得人们不得不假定:生物有机体是一个耗散结构,而且是最重要的耗散结构。对于生物有机体来讲,既存在宏观稳定的静态结构与动态结构,又存在微观的静态结构与动态有序结构。这些不同层次的结构间存在复杂的相互作用。静态结构对于正常动态结构的维持起到基础的作用,正是由于有动态结构的参与和对静态结构的作用,活的机体才具有非常独特的性质。在一个稳定的活性结构中,各个层次、因素之间相互协调。生物有机体依靠其特有的协调活性对外界刺激进行适应性加工,维持机体的整体动态稳定性。
2.生物有机体耗散结构的特殊性
(1)每个部分都是一个稳定的耗散结构。生物有机体内的每一部分都是一个耗散结构。对于每个部分而言,生物有机体内部的其他系统对于该部分都将以一定的方式和量值形成作用,这种作用对于该部分正常组织和功能的维持至关重要。由于每一部分都可以作为一个耗散结构体,为维持其正常结构与功能,都需要一定的外界环境作用,在生物有机体整体达到相互协调时,各个部分之间的相互作用便成为维持机体内部各个部分耗散结构协调与稳定的最佳协调环境因素。生物有机体内部各个部分之间的相互作用只有保持在一定的范围内,才可形成在协调基础上的最佳相互刺激。
(2)外界环境的变化引起耗散子结构发生不同的变化。外界环境变化对机体形成的刺激,会使耗散结构发生变化。由于机体结构的多层复杂性,生物有机体内各子系统受外界刺激作用而变化的速度及程度自然就不一样。有些子系统在受到外界因素作用时可以很快地变化,而有些子系统则不容易变化,因此在新的外界因素作用下就会分别形成不同的稳定状态,原本的生物有机体的整体协调也就变成了不协调,这就将外界刺激内化为机体内部的不协调,形成各个子系统之间新的相互作用,促进机体内部结构的变化,从而达到一个新的稳定协调状态。
3.最佳协调环境作用
维持正常耗散结构与环境各种形式的相互作用,成为耗散结构维持其正常组织结构的基本条件。各种环境因素也正是因为这一点而成为维持耗散结构处于协调适应状态的基本作用因素。这种因素以相应的值一直作用在耗散结构上,耗散结构将维持这种协调有序的动态结构不变,或者说依据其耗散结构变化的固有规律而发生变化,不会出现耗散结构变化加快以及发生其他变化的情况。耗散结构即因与环境之间相协调而稳定存在,此时的外界环境称为对耗散结构构成最佳作用的最佳协调环境。根据耗散结构对环境的要求也可以看出,在最佳协调环境时并不意味着环境对耗散结构没有作用,而是说这种作用将保持在一定范围内。
根据生物体的“活性”可知,协调状态下表现出来的各种特征和行为就是生物有机体对环境的适应。在适应状态下外界环境的作用不使生物有机体产生感受,当环境变化或有新的刺激作用时,机体除了正常进化与发展之外,还会产生不适应感。这种由超出正常作用值的因素作用的结果,就会对“由适应到不适应”以及“由不适应到适应”过程赋予一定的生物化学意义。这种意义即生物有机体对所形成的有利作用和不利作用的反映。
二、刺激作用
1.刺激的意义
对生物有机体的刺激与对物理实体的刺激是不一样的。所谓对物理实体的刺激,就是周围环境对物体的作用;对于生物有机体来讲,刺激则是指超出维持耗散结构状态所需作用量的部分。物理特征的当前量值与维持生物有机体的耗散结构稳定的量值的差越大,对机体的刺激就越强,差越小则意味着对机体的刺激越弱。只要生物有机体与外界环境之间构成协调关系,那么,作用到机体上的诸因素中,当前量值的大小就不再重要,起重要作用的因素就成为机体在协调时的最佳协调环境值以及物理因素的当前值与最佳协调环境值的差。
由于“活性”状态是一个区域状态[19],系统前后两个状态之间相应物理量值的差异便成为刺激,这种刺激就是维持耗散结构稳定的正常刺激。“活性”结构内部彼此之间的相互刺激都将维持在正常刺激范围内,并且,这种范围与“活性”的活动范围具有某种程度的关系。欲使耗散结构发生变化,必须存在超过该刺激值的刺激量。
2.矛盾性认识与刺激
在生物有机体由协调到不协调时,由不协调状态对机体形成的作用就会产生某种感受,机体会将这种感受与外界环境的作用对应起来,相应的结果就会由机体的状态变化输入大脑而在心理状态上表现出来。
(1)矛盾性认识与刺激。从心理过程看,如果某个事物信息输入大脑时已经产生确定性认识,形成稳定认识泛集,那么该事物信息再输入时就会自然激活该认识泛集,从而形成确定反应。如果说对于同一个事物产生了新的认识,这种新认识就与先前所形成的认识有了区别,两种有区别的认识同时在大脑中显示出来,就在心理上形成刺激。这是一种信息形式的刺激,它有别于生物有机体受到外界物理因素作用时的刺激,只在大脑中反映。但这种对心理模式的刺激却可以通过大脑的复杂功能对生物有机体的整个组织结构产生有效作用,也就可以形成对机体运动与变化的有效作用。
心理上的适应是指在信息作用下形成了稳定的S-R模式。如果构成S-R1或S1-R,就相当于在刺激以及反应上形成差异。由于这种新的作用或新的反应都与S或R相联系,有些仅仅只是在此基础上稍加变化,由于彼此之间存在某种局部特征上的相同或相似,就具有同时显示的可能,此时就会产生将其统一起来、联系起来的心理动力——认定,通过形成新的耗散结构以与之相适应。由此可以看出,心理过程上的差异性与外界对机体的刺激性是一致的。
(2)心理上的差异表现。形成不同的认识也就形成了认识上的差异,这种差异会成为对已形成的认识结构进行变更的驱动力。原认识已经成为一个稳定结构,在差异性作用下会使原来稳定的认知结构发生变化,进而形成在差异性因素作用下的新的稳定结构。对于同一个事物形成不同的认识也可以归为这种情况。对于同一事物形成不同认识可以表现在多个方面,比如说从不同的角度出发、在不同的目标下形成不同的认识,从不同的学科角度研究同一个具体的对象,通过各种不同感知觉器官接收到不同信息特征来对同一事物进行不同描述;由于能力有限,在开始时形成一定的局部认识,而后又形成新的较为全面的认识;开始时形成不正确的认识,而后通过与其他事物建立联系而形成正确的认识。再比如,从不同的局部特征出发,根据不同的目的,采用不同的方法以形成不同的整体认识。无论是什么情况,只要形成与原来不同的新认识,并且这些不同的认识之间存在某种关系,就会对已经构建的认知结构形成作用,使其产生相应的变化。从另一个角度看,有差异也就意味着认识之间的不协调,就会根据同化与顺应等过程构建彼此的协调关系。
从心理上产生不协调的过程是多种多样的。由于心理过程涉及客体、主体、主体与情感之间复杂的相互作用,因此这种不协调就可以由外界信息之间的差异性形成,由主体对客体之间的差异形成,通过主体与主体、主体与情感反应、情感反应与情感反应之间的差异形成。只要形成了这些方面的差异(不协调),就形成了对稳定认知结构的有效刺激,就会使神经系统的运动发生改变,进而产生新的稳定状态,形成相应的物质和信号;当传至各个组织的效应器官时,就会使其组织结构及运动状态发生相应的变化,也就会形成生理层次上的反应。
在协调状态下生物有机体各个部分之间虽然处于维持耗散结构所需要的相互作用状态,但这种相互作用却不为神经系统所感知,这就是虽然存在相互作用但由于彼此协调而使神经元(神经元也处于“活性”状态)不对这种相互作用有所知觉的情况。根据刺激的意义,只要偏离此协调状态,由协调走向不协调,就可以体会到不协调所产生的感受——痛苦;而通过由不协调状态达到协调状态,则会形成快乐物质和快乐感受,并可使人充分体会到原适应状态的美妙。更准确地说,是生物有机体内部先在外界环境作用下通过适应形成各个层次之间的相互协调,当外界环境发生变化时,生物有机体便会在某种程度上产生不协调,当变化的外界环境重新回到原来的协调状态时,生物有机体就会因回到协调状态而形成快乐,并由此对协调状态产生一种间接的认识。
(3)神经系统内的刺激表现。神经元的兴奋有两种情况:一种是受激兴奋,一种是自激兴奋——依靠自身的活性而兴奋。神经子系统在相互作用时,彼此所代表的信息是不同的。神经子系统兴奋时将自身运动的信号传递到其他神经子系统,就会形成刺激。反映不同信息的神经系统之间的相互刺激强度,一方面与神经子系统所能激活的信息数量有关,也与彼此之间是否存在固有关系模式有关。众多变化的关系模式可以作为已知的必然性逻辑关系不形成刺激,也仍可以从变化的角度作为刺激因素而存在。在考虑稳定状态下不同神经系统的相互刺激时,这种关系模式数量及强度就可以作为构建神经子系统相互作用强度的一种度量。通过神经元之间的神经联结而形成的刺激,有激活性刺激和新奇性刺激两种。如果在激活其他信息模式时,彼此间不存在某种关系,只是依靠神经元之间的连结而将兴奋传递过去,这种信号就成为对其他神经子系统的新奇性刺激。
信息之间的相互作用是通过神经元兴奋的传递来实现的。任何神经元都会以自身所固有的运动模式不断自兴奋,同时,要维持这种“活性”运动,必须要有来自其他神经元的不同的兴奋刺激。神经元是如此,任何一个神经子系统也是如此。
如果外界信息不停地输入神经系统,神经系统就会一直发生变化,那么,该如何考虑这种情况下的刺激度量?此时我们可以将神经子系统的稳定时间作为参考时间,考虑在一个稳定时间内外界信息输入对神经子系统的运动所产生的影响,神经子系统的研究运动发生变化与自主运动之间的差异,并由此确定与刺激有关的特征。在神经系统的动力学稳定时间内不同信息可以同时并存,并可建立起相对应的关系,这样便构成了刺激。但是,神经系统的动力学稳定时间应该如何确定?决定其变化的因素是什么?看来,需要确定的因素还很多。