1.2.2 人体复杂巨系统的复杂性分析
人类作为地球上智慧生物的最顶端,自然也是系统复杂性的最高层。《人体简史》中提到[7],构造一个人需要59种元素。其中6种“碳、氧、氢、氮、钙和磷”占了我们身体的99.1%。人体里最多的成分是氧,占可用空间的61%。所以说,几乎2/3的我们是由这种无味气体组成的。组装一个人体,总共大概需要7×1027个原子。这么多无意识的粒子,共同构成了具有顶级智慧的人。大脑是掌管人类智慧的主要器官,作为一项纯粹的奇迹,大脑75%~80%的成分是水,其余主要成分是脂肪和蛋白质,这三种平平无奇的物质,经过了怎样的因果模型作用后便涌现出了思考、记忆、视觉、审美等能力,这是人工智能研究面临的终极目标,但也许永远不会实现。
人体是由细胞构成的,细胞构成了组织,组织构成了器官,器官构成了系统,系统构成了人体。人体是一个复杂巨系统,由九大系统组成,即运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、内分泌系统、免疫系统、神经系统和循环系统。我们常说“之所以岁月安好,是因为总有人在背后负重前行”,这句话对于人体这个复杂巨系统来说也很恰当。
其实,人体也是一个非常脆弱的系统,当外部环境发生改变时,机体的迅速变化表明了机体结构的不稳定性,当溺水、煤气中毒或脑血栓导致短暂的脑部血液供应不足,就会促使与智力活动有关的脑细胞发生无法恢复的严重损伤。例如,当脑血管中的血流发生短时间的停滞时,就可导致脑的某一部分活动的突然故障,从而发生昏迷和知觉丧失。我们知道,假使在很短一段时间内,例如7~8分钟,完全停止脑的血液供应就会促使与智力活动有关的脑细胞发生无法恢复的严重损伤。
为使人的脆弱能适应更多的变化冲击,人体有着多重的保护机制。例如人体是一个恒温保持系统,虽然正常人有每日的体温波动,即由上午4时左右体温表读数上平均36.3摄氏度的低点到下午4时左右平均37.3摄氏度的高点,但在此范围外不会有更大的变动。在感染性疾患的过程中,热度可升至40摄氏度以上而不致造成病变。免疫系统的核心是五类不同的白细胞:淋巴细胞、单核细胞、嗜碱粒细胞、中性粒细胞和嗜酸粒细胞。它们都很重要,但最让免疫学家兴奋的是淋巴细胞。专家称淋巴细胞“差不多是整个身体里最聪明的小细胞”,因为它们能够识别几乎任何一种不受欢迎的入侵者,并迅速做出针对性的反应。淋巴细胞主要有两种类型:B细胞和T细胞。T细胞又细分为两类:辅助T细胞和杀手T细胞。杀手T细胞负责杀死被病原体侵入的细胞。辅助T细胞帮助其他免疫细胞发挥作用,包括帮助B细胞产生抗体。还有一种 T 细胞叫“记忆T细胞”,它能够记住早前入侵者的细节,因此,如果同样的病原体再次出现,它们能够协调快速反应——这就是所谓的适应性免疫。