生命的动力 ——生命现象的物理解释与猜测
目录
1、生命，结构还是过程？
2、“机械论”与“活力论”之争
3、生命中的熵减或物质能量集中
4、集中动力和稳定性，生物的生长与生存
5、生命产生和维持的自组织模式
6、生命的两个基本特征
7、现有物理学对生命的解释
8、动物的主动选择功能
9、动物对信号刺激的反应
10、物质能量的体内贮存
11、由选择物质能量到寻找物质能量
12、动物的本能行为和按记忆反应的行为
13、动物是如何认识空间和时间的
14、细胞的分裂复制和生物的生殖
15、微观生命动力和宏观生命动力
16、群体的生命动力
17、人所具有的特殊生命动力（一）
18、人所具有的特殊生命动力（二）
19、人类知识的来源（一）
20、人类知识的来源（二）
21、伦理道德等人类价值观的来源
22、关于心理学的讨论
23、人所具有的特殊生命动力（三）
24、偶然中的必然、物质能量系统的进化
25、其它材料构成的生命体
26、物理学面临的新问题
摘要：
生命实际上是一个可以生殖的、自组织的、区域性熵减的物质能量传输和集中系统。自组织是生物自主的目的、意志、以及人类创造力和探索力的根源。生命动力实际上就是自组织的物质能量流动。生命动力有三种类型，即个体的生命动力、群体的生命动力、以及人所具有的超出生物个体或群体生存目的的、具有创造探索能力的特殊生命动力。这三种生命动力分别对应于三种形式的自组织的物质能量流动，即个体内部的物质能量流动、不同个体之间的物质能量流动，以及无确定指向的物质能量流动。物质能量自组织的流动，除具有不同的指向外， 个体中的物质能量流动还具有四种不同的形式。最基本的形式就是被动的接受外界的物质能量的输入或输出，这种形式的生命体就是植物，而当生物能够主动的选择外界的物质能量的输入或输出时，动物就出现了。下一个更高级的形式就是主动的寻找物质能量的输入，这种形式的动物已具有信号刺激的反应功能，这种动物必须要能在其体内贮存食物，并且其外部结构不能完全对称。而人所特有的生命动力使得人体内的物质能量流动能够控制人体外的物质能量流动，并对人体内的以个体或群体生存为目的的物质能量流动进行制约。
1、生命，结构还是过程？
生命的本质是什么？我们可以立即分辨出生命体和非生命体，生命过程和非生命过程，但要从科学的角度回答生命体和非生命体、生命过程和非生命过程的本质区别，却是比较困难的。
生物学以揭示生命的本质为已任。纵观生物学的发展历程和研究现状，可以看出，生物学主要在以下两个方面取得了辉煌的成就：一是对生物的结构从分析的角度进行了深入的研究，另一是对生物物种的遗传和进化给出了详尽的解释。生物学不仅将生命体剖分为具有不同特定功能的部件，并且认定构成生命体的基本单元为细胞。然后，细胞又被进一步剖分，并最终发现了隐藏在细胞核中的遗传密码DNA。历史上，使生物学生产重要进展的科学事件有：达尔文提出生物物种进化论；孟德尔发现遗传定律；细胞的发现；化学在生物学中应用及分子生物学的诞生；染色体及遗传密码的发现等。
不难看出，生物学关于生命的研究，有以下两个特点。一是将生命主要作为一个结构而不是主要作为一个过程来研究。我们对具有生命现象的物质结构进行了深入细致的解剖，研究了它们由大到小不同层次的结构、成份和功能。尽管在研究生物结构及其构成这些结构的物质成份的同时，我们也研究了发生在这些结构和物质成份中的物理的或化学的过程，但当我们讨论生命现象时，我们首先想到的是一个具有一定结构和化学成份的生物体，而不是生命活动的过程，不是物质和能量的流动、集中过程。与此相关，生物学研究生命的另一个特点是主要采用了逐步细分的研究方法。相对而言，将生命体作为一个整体，研究发生在这一整体上的物质能量过程，研究这一整体与外界的物质能量交换，在这些方面，现有的生命科学基本上无实质性的进展。显然，化学在生物学研究中起到了至关重要的作用，但物理学在生物学中的应用却相对较少。
不可否认，遗传是生命的一个主要特征，但是不是将生命体与非生命体、生命过程与非生命过程区别开来的唯一特征，或主要特征，还有待商榷。
生命现象尽管是发生在一个由特殊材料构成的特殊的结构中，但是，生命现象也应该是一个过程，或者说，生命的本质特征不仅通过其特有的结构表现出来，还应该通过发生在这一结构中的过程表现出来。生命过程应该是物质和能量的流动过程，并在流动过程中表现出了物质和能量的集中。如果我们已彻底查清了生命过程的实质，则不论发生这一过程的物质是什么，不论它是不是由细胞构成，是不是碳水化合物，这一过程也可以被认为是生命过程。可能将来，具有生命特征的结构不一定全部都由碳水化合物构成，它们可能由金属材料制成，或者由一团星系构成。生命的存在不一定必须要有水和空气。如果未来的计算机具有人的智慧，具有生命体才具有的自主意识，能够自动复制繁殖，那么这种计算机算不算是生命体呢？区别生命和非生命的本质特征是生命体的特殊结构，是构成生命体的物质或材料，还是生命体的特殊结构和材料所具有的特殊功能？是发生在这一特殊结构和材料中的过程所表现出的某种特性？
2、“机械论”与“活力论”之争
尽管生命科学，特别是与遗传有关的分子生物学已取得了长足的进展，但是，在我们的理解中，生命现象与非生命的物理现象仍然有着巨大的差别。生命现象能否用物理规律给予解释呢？在历史上，关于生命的本质，曾有过“机械论”和“活力论”之争，甚至直到现在，这种争论还在以某种方式延续着。有人认为，系统论的创始人贝塔朗菲提出的“机体论”，其实质仍是“活力论”。
“机械论”认为，生命现象，不管其多么复杂，最终都可以从物理学的角度给出解释。只不过生命系统是一个超大规模的复杂系统，对生命现象的物理解释是一个十分繁杂的事情。发生在生命体上的任何过程，生物的任何举动，都是有原因的，都是由当时的外界条件和生物体以往的历史唯一的确定，所有这些原因所产生的结果，都服从已知的物理规律。因此，“机械论”也是“决定论”。而这些物理规律，也就是决定那些非生命过程的物理规律。生命过程与非生命的过程，除了复杂程度不同外，无任何实质性的差别。生命体就其本质而言，就是一种复杂机械。“机械论”者甚至相信，将来，不仅生物学可以从物理学中得到解释，甚至心理学、伦理学、法律、道德等人文科学都可以从物理学中得到最终解释。
“活力论”似乎给人一种唯心论的感觉，它认为生命体中有一种不能用现有的机械的物理规律给予解释的神秘活力。但“活力论”所强调的生命现象和非生命现象的显著区别，“活力论”所强调的生命“活力”的存在，恰好抓住了问题的关键，给人印象深刻，甚至使人怀疑物理规律能不能真正解释生命的本质。生命的“活力”或生物生命活动所表现出的“目的”，生物所具有的自主意识或所谓的“意志”，长期困惑着人们，也向人们展示着生命与非生命本质上的不同。
3、生命中的熵减或物质能量集中
显然，不论是“机械论”还是“活力论”，都可以看成是一种哲学观点，由于相关学科的发展还不够成熟，它们都没有能对具体的生命现象给出具体的解释，例如对植物和动物的生命过程的区别给出解释。自从热力学第二定律提出之后，人们才认识到，生命的“活力”可以用一个熵减过程来说明，至此，生命现象才真正与物理学联系了起来，物理学也才真正找到了解释生命现象的钥匙。如果认为早期的“机械论”和“活力论”之争是生命现象物理学解释的第一阶段，是哲学上的争论阶段，则用熵减过程来解释生命现象，就可以看成是生命现象物理学解释的第二个阶段，是给出某种程度的实质性解释的阶段。
在热力学中，系统熵的改变量定义为：dS= dQ/T。这里，dQ为外界输入系统的热量，T为系统的温度。根据克劳修斯，热力学第二定律可以表述为熵增原理，即如果一个系统与外界没有热量交换，dQ=0，则这个系统经历了不可逆过程之后，我们计算系统内各个子系统的熵改变量的总和，或各个子过程的熵改变量的总和，就会发现，系统终了状态的总熵S会大于起始状态的总熵，ΔS＞0。我在《熵改变与物质能量能量的扩散或集中》一文中，已经指出，熵的定义可以扩展为dS= dE/T，dE为传入系统中的所有形式的能量，包括机械能和其它与机械能类似的、不能归结为热能的能量，只要我们认为机械能或其它不能归结为热能的能量所“具有”的温度为无穷大，机械能从承载机械能的系统传入或传出时引起该系统的熵改变量始终为零即可。《熵改变与物质能量能量的扩散或集中》一文说明了，熵增过程可以看成是物质或能量在空间中的扩散过程，与此相对应，纯粹的熵减过程，可以看成是物质或能量在空间中的集中过程。许多常见的自发过程都是熵增的物质能量扩散过程，例如，热传递、气体的自由膨胀和物质的自动扩散过程。热量只能从高温区域自动的流向低温区域，温度高的区域能量密度也高。物质也只能从物质密度高的区域自动的扩散到物质密度低的区域。由于物质是能量的承载者，因此，物质扩散也可以看成是一种能量扩散。最终，这些自发的过程使得系统内部的能量分布，以及与能量分布相关的物质分布达到处处均匀，系统达到热力学上的平衡态，系统的熵达到其所能达到的最大值。玻尔兹曼从统计物理学方面对熵给出了著名的几率解释，即熵S是系统的热力学几率W的函数，S=KlnW，K为玻尔兹曼常数。系统对应的热力学几率越大，系统内各元素的状态就越难确定，系统的“无序”程度也就越大。熵增过程是系统从小几率的状态向大几率的状态的变化过程，也就是系统从有序走向无序的过程，而熵减过程就是系统从无序走向有序的过程。在仙农的信息论中，熵与系统的信息量有关，关于系统的信息越多，系统的确定程度就越大，系统的负熵值也就越大，系统也就更为有序。
生命过程就是一类熵减过程，这一观点已成为许多人的共识。植物并没有按照熵增的常规将自身扩散或溶解到土壤和空气之中，相反，土壤和空气中的某些特殊物质却被植物通过光和作用而提纯出来，并被转化为植物体自身，使植物与周围环境的差距进一步拉大，植物系统的有序得到进一步扩张，并使我们以为构成植物的物质能量系统具有了一定的“目的”或“活力”。实际上，生命的“活力”或“目的”并不是某种神秘莫测的、不可解释的属性，只是由于生命过程是一个熵减的过程，与通常的熵增过程截然不同，才使我们以为生命体这种物质能量系统似乎具有了某种神秘的“活力”或“目的”。生命活动的“目的”就是生物的生存和生长。当负熵不断增加，有序的系统不断扩张时，即当生物生长时，或当这一具有负熵的系统抵抗外界输入的正熵或自身不断产生的正熵而维持其已有的负熵时，也就是生物维持其生存时，我们就说这一系统似乎具有了一定的“目的”。生命的“活力”，实际上就是使生命系统产生熵减过程的机制或动力。生命系统的“目的”或“活力”，只不过是我们的一种看法，是与通常的熵增过程完全不同的熵减过程或维持负熵的过程给我们所造成的一种感觉。
但是，由于熵减过程似乎与热力学第二定律相矛盾而被人们看作是“麦克斯伟的妖魔”在作怪。直到近代，人们才认识到这类熵减过程的合法性。实际上，第二定律并不排斥系统内部某些区域出现熵减过程，如制冷机的制冷过程，但是，在这一熵减过程进行的同时，系统还必须要有一个相关的熵增过程存在，使得整个孤立系统的总熵变是熵增的。如果仅考虑出现区域性熵减的子系统，则这一子系统必须是一个开放系统，这一子系统中除了熵减过程外，还必须要有一个熵增的物质或能量的传输过程。在空调制冷的过程中，热量从温度较低、能量密度较低的室内集中到了温度或能量密度较高的室外，这是一个纯粹的熵减过程，但是，在这一熵减过程进行的同时，空调必须耗电，将电能转变为机械能，并进而转变为热能，这是一个熵增的能量扩散过程，从而使得包含室内和室外及电源的整个系统是熵增的。
从物质能量流动的角度讲，生命过程是一个物质能量的传输和集中过程，物质能量的集中就是生物的生长。当生物不再生长时，生物的生存过程就是纯粹的物质能量传输过程。从热力学的角度讲，生命过程可以认为是一个符合热力学第二定律的区域性的自发的熵减过程，在包括生命体及其生存环境的总系统中，熵是增加的。熵减过程就是生物的生长过程。当熵减过程结束后，维持已有的负熵值的过程就是生物的生存过程。为了生产负熵，更为了维持已有的负熵值，系统必须始终存在一个熵增的物质能量传输过程。新陈代谢过程中，除了包含有一个熵减的物质能量集中过程外，还包含了一个使生物生长不违反第二定律的熵增的物质能量的传输过程。显然，只有当生命系统是一个与外界有物质和能量交换的开放系统时，符合第二定律的熵减过程才有可能发生。
关于生物体内的物质和能量的传输过程，生物学已从微观的角度进行了深入细致的研究。但是，关于植物体内的光和作用、关于动物体内的物质代谢和能量代谢，有许多问题我们还未完全了解，许多细节还有待深入探究。从微观和宏观两个方面进一步深入研究生命过程中的物质能量流动，仍然是生命科学的一项主要工作。本文就试图从宏观的角度来讨论生命过程中的物质能量流动。
据说，有科学家曾对小白鼠喂食具有放射性物质的食物，过几天再改喂正常食物。通过检测发现，开始时，放射性物质在胃部富集，然后，扩散至全身包括毛发的所有部位，最后，放射性物质又逐渐被正常物质替代。这说明，即使是发育成熟的器管，其细胞内部仍然在不断的进行着物质能量的流动。
薛定谔在他著名的《生命是什么》一书中，认为生命体是“以负熵为生的”。生命体为了维持它的有序结构，必须“吃进负熵”，但“吃进”物质或能量却似乎不是必须的。耗散结构理论的创始人普里高津也认为，系统的熵由系统自身不断产生的正熵和外界流入系统的熵两部分组成。因此，要维持一个有序的、具有负熵值的系统，则必须由外界不断的向系统输入负熵。我认为，熵不是一个守恒量，熵是一个在系统变化过程中，在物质能量流动过程中不断产生和改变的量，使用“熵的流动”一词并不十分恰当。而物质或能量却是守恒量。熵只不过是守恒的物质或能量在流动过程中所表现出的物质能量的集中或扩散程度的一种度量。生命系统是一个区域性的负熵系统，但我们不能说维持负熵需要输入负熵，而是应该说要输入物质和能量，以便在物质能量流动的过程中产生物质能量的集中，也即产生负熵。
4、集中动力和稳定性，生物的生长与生存
在热力学中，特别是在讨论所谓的“线性热力学过程”的热力学理论中，如在讨论线性的热传导、物质扩散等过程时，我们曾使用了“广义热力学力”和“广义热力学流”的概念。广义热力学力是指产生这一热力学过程的原因或动力，广义热力学流是指由这种原因或动力所导致的物质能量扩散的流动。如在热传导现象中，广义热力学力就是导致热传导过程发生的温度差，而广义热力学流就是热传导过程中单位时间内所传导的热量。对于线性的热传导过程，它们二者的关系是线性关系。
如同在线性热力学中使用“广义热力学力”和“广义热力学流”来描述熵增的物质能量扩散过程一样，对于符合热力学第二定律的区域性熵减的物质能量集中过程，我们也可以用“物质能量集中的动力”和“物质能量集中的流动”这一对概念来进行描述。例如，在气体膨胀对外做功的过程中，纯粹的体积膨胀是一个熵增的物质能量扩散过程，纯粹的对外做功是一个熵减的物质能量集中过程，这里，物质能量集中的流动是指系统的能量从一个温度为有限值的区域向温度为无穷大的“区域”的流动，具有机械能的系统的温度可以看成是无穷大，而导致这一流动的动力，可以认为是物质能量空间分布的不均匀，即导致体积膨胀的压力差，也可能是体积膨胀的物质扩散的流动。但是，这种物质能量集中的动力在物质能量集中的过程结束后，也就随之消失了，因此，气体膨胀对外做功的过程不可能长期存在。
区别集中动力和集中流动的一个重要原因是在某些特殊的情况下，集中动力可以与集中流动无关而独立存在，而且，集中动力的独立存在恰恰是物质能量集中的有序状态能够维持其稳定或长期存在的基本前提。显然，已有的物质能量集中状态并不能保证自身的稳定存在。例如，雪花中水分子的排列可以说相当有序，雪花实际上是一团水分子将热量集中到别处后的一种剩余状态。但当温度再次升高时，即当有热量扩散到雪花时，雪花就会融化。对于一个熵减过程，当由于其边界条件或其它条件的限制，使得产生有序的“资源”已经用完，熵减过程停止后，为了维持已有的负熵值或物质能量集中状态的稳定，即在随机出现的外界输入的干扰或内部自发的熵增来临时，系统能够随时发动一个熵减过程来抵消干扰引起的熵增或自发的熵增，则原来使系统产生熵减过程的机制或动力，就必须在熵减过程停止后，仍能继续存在。若干扰直接提供了产生有序的“资源”，且限制条件允许，这一熵减动力就能立即发动一个熵减过程来产生有序，因此，已有的有序就会进一步“生长”。若干扰破坏了已有的有序从而产生“资源”，则这一动力所发动的熵减过程就能使破坏了的有序得以恢复，从而使系统保持稳定。可见，有序的恢复和稳定也是通过有序的生长来实现的。例如，在温度自控的制冷机的制冷过程中，独立存在的制冷的动力就是电源的电动势，或将机械功转化为热的趋势。这一动力在制冷过程停止后，为了维持所达到的低温而必须继续存在。温度的传感和控制机构，应该说相当于物质能量集中的限制条件。
可以认为，这里已给出了生物生存与生长的热力学解释。生命存在的基本前提是生物必须是一个开放系统，生命系统中必须存在一个物质能量的流动过程，从而使物质能量流动过程中附加的物质能量集中不违反热力学第二定律。但是，这一系统能否长期稳定的存在，却取决于系统是否始终存在一个物质能量集中的动力，这一动力在物质能量集中过程不再进行时，生物不再生长时仍能继续存在。对生物而言，这一物质能量集中的动力就是生命系统中始终存在的物质能量的流动，是生物的新陈代谢过程。生物的生存或生命系统的稳定与生物的生长实质上是统一的。
但是，生物系统的稳定要比温度自控的制冷系统的稳定复杂得多。制冷系统维持稳定的集中动力是外界提供的电源电动势，但生命系统的集中动力却是系统内部的新陈代谢过程。制冷系统的稳定仅仅是维持一个物质能量集中状态的稳定，维持室内的低温。但是，生命系统的稳定除了要维持已有的物质能量集中状态外，还要维持生命系统中始终存在的物质能量流动过程的稳定。在生命系统中，新陈代谢过程，既是生命过程自身，也是维持生命过程稳定的过程。导致集中动力的物质能量流动与集中动力所要维持的物质能量流动是同一股物质能量流动。在这一物质能量流动的过程中，出现了区域性的物质能量集中，因此，只要维持了这一物质能量流动的稳定，也就维持了已有的物质能量集中状态的稳定。
在生命过程中，物质能量集中的限制条件也是存在的，它使得生物不可能无限的生长，动物不可能永不间断的吃东西。由于这些限制条件，动物要休息、睡眠、冬眠，使生物的生命活动表现出某种周期性来。同时，由于外界输入的熵增、特别是生命体内部的自发熵增，生物会渐渐衰老，并最终走向死亡。
5、生命产生和维持的自组织模式
生命的熵减过程解释已使我们可以理解生命与非生命的巨大差别。但是，这一理论不能说明生命过程从无生命的熵增环境中自发产生的问题；也不能说明生物的集中动力自身自动保持稳定的问题。显然，这一理论不能说明生命过程和温度自控的制冷过程的区别。制冷机是人造的，但宇宙中的第一个生命体不可能是上帝制造的，它只能从熵增环境中自发产生。制冷机长期工作的前提是要有一个长期存在的电源，其稳定性是由外界提供的电源保证的。维持生命的机制或动力是一个长期存在的特殊的物质能量传输过程，它与生命过程本身的物质能量流动实质上是同一过程，但这一特殊的物质能量传输过程在熵增环境中又是怎样被保持稳定的呢？
可以认为，生命现象物理解释的第三阶段是普里高津的耗散结构理论，包括哈肯的自组织系统理论。根据普里高津的耗散结构理论，对于一个远离平衡状态的热力学系统，系统的原始状态可能是完全无序和混乱的，如果系统与外界存在着物质和能量的交换，则在外界条件达到一定的阈值时，系统内部的某个偶然性涨落就有可能被“捕获”，并以自激励的方式放大，系统就可能从无序走向有序。这种有序的系统是稳定的，系统稳定的前提是系统必须始终存在一个物质能量传输过程，只有开放系统才能保持这种有序系统的稳定。而且，系统走向稳定的方式与系统有序的初始产生的方式一样，都是自激励的。哈肯的自组织系统理论进一步强调了自激励在系统走向有序和维持稳定中的作用，并将自激励描述成自组织。耗散结构理论不仅从热力学上成功的证明了系统从无序自动走向有序的可能性，阐明了系统走向有序的内外部条件，而且，更为重要的是，耗散结构理论和自组织系统理论指明了系统从无序走向有序的方式就是自激励或自组织。
我们用“物质能量集中的动力”和“物质能量集中的流动”这对概念来讨论耗散结构中的物质能量流动过程。由于自组织系统的稳定依赖于一个始终存在的物质能量传输过程，这一物质能量流动在我们所考察的系统内部起始是混乱的，后来是有序的，因此，我们完全有理由认为，自组织系统中的集中动力就是这一有序的且始终存在的物质能量流动，这一物质能量流动维持了自身的稳定性，并在流动过程中出现了物质能量的集中。但是，稳定性并不是自组织系统的本质特征。自组织系统区别于温度自控的制冷机的本质，在于自组织系统中的集中动力是系统内部自发产生的，而不是外界提供的。按照耗散结构理论，当外界条件达到一定的阈值时，系统内部的某个与外界的物质能量传输相一致的偶然性涨落就构成了作为集中动力的物质能量流动，而由此集中动力所引发的物质能量集中的过程恰恰又是集中动力自身的加强过程，因此，物质能量集中的过程和集中动力自身的加强过程相互激励而加速发展，直到限制条件所允许的最大值，系统内部也就随之逐渐出现了物质能量的集中分布状态。在集中过程结束后，这一作为集中动力的物质能量流动仍继续存在，因此，系统的物质能量集中状态就被稳定的维持在允许的最大值上。物质能量集中状态的稳定也就是集中动力的稳定，也就是构成集中动力的物质能量流动的稳定。作为集中动力的物质能量流动是一个熵增的热传递过程，它保证了区域性物质能量集中不违反热力学第二定律。在自组织理论中，物质能量的集中过程和集中动力自身的加强过程相互激励，被描述为自组织。
耗散结构的一个典型例子是贝纳德（Benard）对流，即水在上下两个不同温度的平板热源之间的流动，下板的温度高于上板的温度。当两板之间的温度差大于某个阈值时，无规则热运动中的某个初始向上流动的分子束“影响”了周围的高温分子，使得这些高温分子汇聚到这一向上流动的分子束之中，加强了这一集体向上的分子流动，同时，这一集体向上的分子流动又进一步“影响”周围的高温分子，使其更多的汇聚到这一集体向上的分子束之中，这种自激励的过程将加速发展下去，直到限制条件所允许的最大值，最终形成了稳定且有序的对流状态，即形成了“贝纳德花斑”。这里，集中动力即集体向上的分子流动。在与这一集体向上的分子流动垂直的平面上，集中动力导致了周围高温分子向这一集中动力存在区域汇聚的物质能量集中的流动，最终，在与集中动力的流动垂直的平面上，形成了能量的集中分布状态。在能量的集中过程结束后，这一作为集中动力的集体向上的分子流动仍继续存在，如果限制条件允许，仍能继续“影响”周围的高温分子，因此，能量的集中状态就被稳定的维持在允许的最大值上。能量集中状态的稳定也就是集体向上的分子流动的稳定。作为集中动力的高温分子集体向上的流动是一个熵增的热传递过程，它保证了其横截面上的物质能量集中不违反热力学第二定律。
显然，由于自激励、自组织，有序的物质能量传输过程不仅能从无序的熵增环境中的某个偶然性的涨落中自发的产生出来，并且得以不断的生长或加强，而且也能维持自身的稳定。在这一物质能量传输过程中，出现了物质能量的集中，因此，自激励、自组织的物质能量传输过程的稳定也保证了已有的物质能量集中状态的稳定。
由于集中动力与集中流动、与物质能量集中的状态相联系，因此，耗散结构理论和自组织系统理论都未区分作为集中动力的物质能量流动和作为集中流动的物质能量流动，未区分物质能量的集中流动和物质能量的集中状态，但是，做出这些区分，将会使自激励、自组织过程的物理图像更加清晰。
生命体实际上就是这样一种特殊的耗散结构或自组织系统。生命过程，即新陈代谢过程，实际上就是自激励、自组织的物质能量流动过程，是自身保持自身稳定的过程。它既是生物的生长过程，也是已有生长成果稳定的维持过程，或者说，它既是物质能量的传输与集中过程，也是已有的物质能量集中状态和物质能量传输过程稳定的维持过程。因此，可以认为，耗散结构理论和自组织系统理论已经成功的说明了生命系统的有序从无序环境中自发产生并自动维持稳定的方式，从而使生命系统与温度自控的制冷机区别开来。
可以看出，生命系统是一个“活的”系统，是一个“自动的”系统，或者说是一个“具有生命”的系统，它能够以自组织、自激励的方式自发的从无序的熵增环境中产生出来，转变成一个有序的、区域性熵减的系统，并且，仍以自组织、自激励的方式来自动的维持或扩张系统已有的有序状态或负熵值。
我们将生命系统中的这种以自组织形式产生有序的动力叫做“生命动力”，或者更确切的说，叫做“个体的生命动力”。在生命动力的作用下，生物的一切活动，生物对外界输入输出的物质能量流动或物质能量流动差异的一切反应，都应符合“生命原则”，也就是说，生物对外界刺激的反应，都应更有利于生物的生命活动，更有利于生物的生长和生存，符合生物生长和生存的“目的”。“生命原则”是“生命动力”的作用结果，是“生命动力”的外在表现。生命动力并不是一种不可解释的“活力”，而是自组织的物质能量流动。“生命原则”也不是一种神秘的法则，它实际上是生命这一自动的物质能量传输和集中过程给我们造成的一种感觉。
本文使用“生命动力”一词，并不仅仅是华丽的形容，我们后面将会看到，生命动力会有不同的层次和形式，生命动力的“力”也可以有多个不同的指向。生命动力是熵减的物质能量集中动力的一种特殊形式，即自组织、自激励的形式。使用“生命动力”一词，将会使我们关于生命问题的讨论变得更加方便和清晰。
关于地球上的生命来源，除了宗教上的上帝创造说之外，一种观点是来源于其它星球。但是，其它星球上的生命又是如何产生的呢？有报导说，一些科学家在试验室中模仿生命产生之前的地球上的海洋、大气和空间环境，在闪电的作用下，竟然生成了某些构成生命的基本物质，如氨基酸。实际上，生命产生的自组织、自激励模式已经在原则上说明了生命是如何从无生命的自然环境中自发产生的，说明了宇宙中的第一个生命是如何诞生的。
6、生命的两个基本特征
自组织或自激励的区域性熵减过程就是生命过程吗？除了生命系统外，以普里高津为首的布鲁塞尔学派还研究了其它形式的耗散结构，其它可以生产自激励、自组织模式的熵减过程，如贝纳德对流、激光、被称为化学钟的周期性振荡的化学反应等，甚至一座城市也可以看成是一个耗散结构。这些过程或结构能算作生命吗？这些过程不论其存在时间有多长，最终都会终结或“死亡”，但是，生命却能一代又一代延续下去。显然，仅仅是一个具有自组织的区域性熵减过程的结构还不是生命，生命的另一个基本特征是生殖，这种自组织系统必须能够自动复制自己，自动繁殖自己。一个生命体在因外界输入的正熵或自身内部的自发熵增而老化并最终死亡前，必须留下另一个甚至更多的生命的“种子”，必须以自己的自组织的物质能量流动为原始动力来引发另一个或多个自组织的物质能量流动。如果自组织的物质能量流动系统引发的另一个自组织的物质能量流动系统与自己完全相同，该自组织系统就具有了遗传功能，如果不相同，则我们就说该自组织系统或生命体发生了变异。
我认为，具有一个自组织的区域性熵减过程和具有生殖功能是生命的两个基本特征。生命的特征首先表现为生物自身的生长和生存，离开了生物体自身的存在，生殖也就无从谈起。但离开了生殖，生命体就只能存活一代。如果一个结构具有了这两个基本特征，则不论构成这一结构的材料是何种物质，不论它是不是碳水化合物，它都应该被称作生命。
关于地球上现有生物的生殖问题，生物学，特别是分子生物学已进行了仔细的研究。遗传基因、遗传密码已被发现，细胞的复制、生物的生殖都已在某种意义下获得了解释，人们可以人为的控制这些过程，人为的“克隆”出一个与原来的生命完全相同的另一个生命来。但是，生殖过程怎样才能从物质能量流动的角度给予解释？遗传密码以怎样的方式决定了生物体中的物质能量传输和集中过程的形式？这些问题还需进一步研究。
7、现有物理学对生命的解释
通过上述的讨论，我们已经感觉到，生命现象的物理学解释，或者更具体的讲，生命现象的热力学解释，生命现象的物质能量流动解释，已使我们可以在一定程度上理解和把握生命的本质，使我们不再对生命的“活力”或生命活动中所表现出的“目的性”产生困惑。“目的”或“活力”只有通过过程才能表现出来，“死的”结构或状态不具有“目的”，不能体现出系统所具有的“活力”。生命首先是一个过程，一个物质与能量的传输与集中过程，一个区域性熵减及其维持负熵值的过程，而且，更重要的是，生命是一个自发产生的、自动维持的、自组织的区域性熵减过程。因此，生命系统是一个“活”的或“具有生命”的系统。自组织或自激励的区域性熵减过程是生命的一个最基本的特征。
这就是到目前为止的物理学所能给出的生命现象物理解释的全部内容。现有的物理学对生命的另一个特征即生殖现象从物质能量流动的角度基本上未做出任何解释。
显然，上述的关于生命现象的物理解释，才仅仅是一个开端，许多问题还没有说明。例如，我们如何从物质能量的传输与集中过程来说明植物和动物的区别？如何说明动物所具有的对外界刺激的反应，特别是对信号刺激的反应？生物体这一种特殊的物质能量系统是如何认识时间和空间的？如何解释人所具有的创造和使用符号的能力？以细胞为代表的物质能量子系统怎样组成了具有宏观过程和宏观功能的生物体这一物质能量大系统？生殖过程怎样才能从物质能量流动的角度给予解释？遗传密码以怎样的方式决定了生物体的结构以及生物体中的物质能量传输和集中过程的形式？某些生物群体中的组织或社会现象怎样用物质能量流动的观点给予解释？等等。
本文试图从物理学的角度、从物质能量流动的角度对植物、动物以及包括人的整个生命体系的生命现象给出全面系统的解释。但就我们目前所掌握的物理学方面的知识而言，还无法就上述所有问题给出明确的解释。因此，本文只能给出一些粗浅的解释，但也是基本的或原则性的解释。许多解释，与其说是解释，还不如说是猜想。
8、动物的主动选择功能
前面第4节关于生长和恢复的讨论，最为直接的表现在植物的刺激反应过程中。刺激实际上是正常的物质能量输入输出的变化，这种变化使植物的生命活动与正常情况发生偏离，使有序或有序产生的速度减少，而“生命动力”又能在刺激过后，随时发动一个熵减过程，即产生一个对刺激的反应，使生命活动恢复正常。例如，干旱使植物枯萎，而雨水滋润之后，植物又能恢复生机。野火烧不尽，春风吹又生。
但是，动物却是根据自身不同部位或不同方向上接收到的刺激，根据自身不同部位或不同方向上接收到的物质能量输入输出的差异情况，通过自身或自身某一部分的空间运动、或其它改变物质能量输入输出的内部机制的调节，选择了一个对自身物质能量集中最为有利的方向或区域来进行物质能量集中。正如我们所看到的，动物通过运动，通过对前进方向或前进区域的选择来做出对刺激的反应。当然，接收到的物质能量输入或输出的差异必然还与动物表面的形状、“质料”等因素有关，甚至于某些刺激是由某些专门的部位来接收的。例如，并不是动物外表的所有部位都具有味觉或嗅觉功能。可以说，植物的生长和恢复所需要的物质能量输入完全由外界随机的提供，植物在这里不做出任何“努力”，植物的生长和恢复完全是“被动”的。但是，动物已能够“主动”的选择最佳的物质能量输入了，动物已能主动的“表达”自己生长和生存的目的了。主动与被动的区别、系统主动选择功能的出现，对前进方向或前进区域的选择，通过运动来反应刺激，是动植物的根本区别。
当然，动物也具有植物的刺激反应方式，如伤口的愈合，病后的康复。但是，动物还具有植物所不具有的高级的主动选择式的对刺激的反应。植物人就只有植物的刺激反应方式，他甚至可能没有疼痛的感觉，或者说他不会躲避疼痛的刺激。高级生物必定具有低级生物的刺激反应方式，因为高级生物是在低级生物的基础上，增加高级生物所特有的刺激反应功能而进化来的。
显然，物质能量系统的主动选择功能，已无法用上述的自组织理论来说明了，选择的过程，已不仅仅是生长和恢复过程了，尽管它仍以自身的生长和恢复为目的。动物的物质能量传输和集中过程与植物相比，已具有了完全不同的性质。对于植物来说，不同方向上的物质能量输入，除了产生物质能量的集中或扩散外，不再产生其它作用。但是，对于动物，存在于不同方向上的不同流密度的物质能量输入，除了产生物质能量集中或扩散外，还会导致整个系统的调节或运动，从而使系统能够接收某一方向上的物质能量输入，该方向能最大限度的增加物质能量集中，减少已集中的物质能量扩散。我认为，这种对物质能量输入方向的选择，可以看作是物质能量输入流密度矢量沿不同方向上的分布，向对物质能量集中最为有利的方向的汇聚，即“物质能量集中流动”的集中。当然，动物外界的物质能量流动分布并没有发生变化，这里的集中是指相对于运动着的或内部进行着调节的动物而言所表现出的集中，集中的参照物是动物而不是地面或其它动物外部的固定物体。这种物质能量流动的集中根本不同于物质能量空间分布的集中。因此，我们不得不认为，自然界存在着两个不同层次的集中，一个是物质能量在空间不同区域分布、或物质能量密度标量场分布的集中，另一个是物质能量流动沿不同方向的分布、或物质能量流密度矢量场分布的集中。也就是说，被集中的物理量有物质能量标量和物质能量流密度矢量两类。前一个集中导致了一个物质能量集中的流动，后一个集中导致了物质能量集中流动的流动方向的汇聚。由于系统的熵指系统内部的物质能量空间分布状态的集中或分散程度的度量，则前一集中直接对应于熵减过程，后一集中不能与熵减过程对应，但它却存在于熵减的系统之中，仍以熵减为目的，进一步引起导致熵减的物质能量流动。
流密度矢量集中最后所选择的方向并不一定就是最大的物质能量输入的方向，因为最大的物质能量输入并不一定导致最大的物质能量集中，有时，物质能量输入将导致物质能量扩散。因此，流密度矢量集中的原因或动力，不能由流密度矢量场自身所表示。导致流密度矢量集中的原因或动力，必定是流密度矢量所具有的物质能量集中或扩散的能力或趋势，必须由流密度矢量场的集中最终所导致的物质能量密度标量场的集中情况来确定，表现出流密度矢量集中所具有的熵减的目的来。我认为，这种集中或扩散的能力或趋势必须用表示这一流密度矢量场各个分量沿不同方向上的变化率的张量来描述，这是一个具有九个值的三维二阶张量。即为：Fij=?Ji/?xj ，其中，Ji为流密度矢量的分量，i,j=1,2,3。这一张量就是流密度矢量集中的“集中动力”。流密度矢量场集中最终所选择的对物质能量集中最为有利的方向，也应该由这一张量所表示的物质能量集中或扩散的能力或趋势确定。同理，由流密度矢量集中的“集中动力”所导致的流密度矢量的集中过程，即系统内部的物质能量流动的变化过程、对动物而言的运动或调节过程，也必须用一个三维二阶张量才能描述，这一张量就构成了导致流密度矢量集中的“集中流动”张量Jij。
如果流密度矢量的集中过程又进一步加强了引起这一集中的流密度矢量分布的差异，则这一流密度矢量的集中过程就具有了自激励的性质。这种自激励的流密度矢量的集中方式在动物生命活动中的表现，以及在其它非生物的、熵减的系统中的表现，还需进一步研究。
有差异才能有选择，如果动物周围的物质能量分布或物质能量流动分布完全相同，则选择就无从谈起。法国哲学家布列坦曾讲过这样一个喻言，说一头驴处在两堆完全相同的干草之间，由于没有差异，驴无法在两堆干草之间做出选择，这头可怜的驴只能被活活饿死。
为什么物质能量输入的流动要向对物质能量集中最为有利的方向汇聚而不向别的方向汇聚？也就是说，为什么动物要向对自身生命活动最为有利的方向运动而不向别处运动？为什么这种集中要仍以熵减为目的？难道这里有某种无法解释的神秘的“目的”？我认为，物质能量流动向别的方向汇聚的情况也可能存在，甚至于物质能量流动的流密度失量出现扩散的情况也可能存在，不以熵减为目的的选择也可能存在，自然界并不偏爱生命系统。只不过这些选择要么对熵减的系统无任何作用，要么还可能有害，它不仅不进一步引起熵减，而可能引起熵增，导致自组织的熵减系统走向崩溃。即使这一自组织系统已具有了生殖功能，但它们的生存也最多只能是几代，最后，所有的这类自组织系统都会因这种有害的选择而解体。因此，我们不能看到自然界一直存在的具有这些不利选择的自组织系统或生命系统。只有那些物质能量输入的流动向对物质能量集中最为有利的方向集中的生命系统才能保存了下来，一代又一代遗传至今。可见，达尔文的“自然选择、适者生存”的进化论在这里是适用的。
可以认为，上述的讨论已经对动物的主动性或主动选择功能给出了一个明确的物理学上的解释，尽管这一解释是十分粗糙的，流密度矢量集中的细节、流密度矢量的集中在非生物界的表现等问题还有待于深入研究。这里所讨论的动物是十分简单的，但复杂动物对外界刺激的反应，原则上仍是上述的选择式的反应。
尽管生物学上将生物划分为不止植物和动物两大类，许多微生物很难判定其是植物还是动物，但从物质能量集中的方式来说，将生物划分为仅仅具有物质能量集中目的的植物和附加有流密度矢量集中的动物两大类，即仅仅具有生长和恢复功能的植物和在此功能基础上增加有主动选择功能的动物两大类是足够的。
有人认为，植物也具有选择式的反应。当一棵树的一半受到充足的阳光照射，而另一半却享受不到阳光时，受到阳光照射的一半生长旺盛，甚至树杆就会向阳光照射的一边弯曲。但我认为，受到阳光照射的一半生长旺盛，甚至树杆弯曲，恰好说明了植物的反应是被动式的反应。树杆弯曲是在受阳光照射而生长后才形成的，不是在生长前就主动弯曲的。
当然，许多植物也可能具有动物才有的主动性，它们能对某些刺激表现出选择式的反应。如含羞草，当人用手触摸其叶子时，叶子会自动卷曲，以避免人手的触摸。合欢草在白天叶子张开，到晚上照不到阳光时，叶子就会合起来。这种叶子的自动卷曲或开闭，似乎不是生长后形成的，它们也许是一种主动的选择式的反应。它们似乎是一种介于植物和动物之间的生物。关于这类生物，也许需要我们进行更深入的研究。
9、动物对信号刺激的反应
显然，上节关于动物主动选择的解释，关于动物刺激反应过程的解释，不包含动物对“信号”刺激的反应，例如动物对其眼睛接收到的光信号的反应，因为“信号”不是能够直接用来进行物质能量集中的物质能量流动。这种解释仅仅对如食物气味、温度变化等物质能量流动形式的刺激反应有效。像蚯蚓、蛔虫这样的低级动物只能对物质能量流动做出选择式的反应。高级动物当然也具有这种低级的刺激反应形式，但还具有对信号刺激的反应。
实际上，信号刺激也是一种物质或能量形式的刺激，只不过这种刺激不会直接影响到动物接收刺激部位正常的生命活动。不同颜色的光对于眼睛来说，只要光的强度适当，都不会使眼睛感到不适，动物完全可以不对这种刺激做出反应。
但是，不可思议的是，动物却对这种刺激做出了反应。动物为什么要对这类刺激进行反应呢？显然，这类刺激中包含有对动物生命活动有用的信息。眼睛看到的光信号可能是食物发出的，也可能是某种对动物生命活动有威胁的事物发出的。这里，“信号”一词强调的是刺激的形式，“信息”一词强调的是刺激所包含的对动物生命活动有关的内容。动物不是对这种刺激本身的物质能量进行反应，不是对光的强度做出反应，或对光的热效应做出反应，而是对光中的图像做出反应，对图像中所包含的有用信息进行反应。但是，这些光刺激并未直接影响到动物的生命活动，动物是怎样知道这些光信号中所包含的信息的呢？
我认为，动物实际上是根据记忆对这些信号刺激做出反应的。任何刺激都会留下痕迹，即使这些刺激不会影响到接收部位正常的生命活动。甚至这些记忆会被转录在动物体内的其它地方，通过神经系统，存放在被称为大脑的部位。在现代技术中，将一个情景、一个过程记录下来，是一件十分容易的事情。我相信，动物进化到某种程度，也会具有这种功能。但仅仅是留下刺激的痕迹是不够的，动物还必须留下对这些刺激反应的记忆，留下动物自身生命活动的记忆，或者是留下与信号刺激等效的物质能量刺激的记忆。由于它们是被同时记录下来的，这两方面的记忆必定存在着一定的关联，如它们可能被存放在同一个地方，或者它们之间可能存在着一种神经上的联络通道。当相同的刺激、相同的光信号再次出现时，这种信号不仅被再次记录下来，更重要的是，由于它与上次刺激相同，它可能更方便的顺着原来的记忆路径被再次输送到上次存放的地方，因此，上次的记忆被再次激活。不仅是刺激的记录被激活，而且，上次关于这一刺激反应的记录也被激活，或与信号刺激等效的物质能量刺激的记录被激活，因此，动物就做出了与上次相同的反应。
但是，动物第一次看到某种图像，以前并没有关于这种信号的记忆，动物是如何进行反应的呢？对第一次看到的图像，动物最多只会记录下该信号，并不会对这一信号做出反应。如果说有反应，也必定是在出现这一信号刺激的同时，也存在着直接影响动物生命活动的物质能量流动式的刺激。动物根据物质能量流动对其进行反应，并记下了这一物质能量流动刺激，或关于物质能量流动刺激的反应，而且同时记下了这一信号刺激。当动物再次遇到这一信号刺激时，即使与它等效的物质能量流动刺激并不存在，动物也能根据上次的记忆对其做出与上次相同的反应。例如，哺乳动物第一次吃奶时，决不会是一看到奶头的形状就知道它是可以提供奶水的。它可能是在母亲的帮助下，或在奶水气味的指引下，尝到了奶的美味，但它也同时看到了奶头的形状，因此，奶的滋味与奶头的形状被同时记录了下来。当动物再次看到奶头时，尽管没有奶的滋味，动物也能想起奶的滋味，并对其做出反应。
显然，具有信号反应功能的动物已能对不直接接触的“远处”的事物进行反应了，这种动物已具有了记忆、学习的功能。当然，动物对信号刺激的反应也是一种选择式的主动反应。
可以看出，大脑在动物的刺激反应过程中起到了至关重要的作用。尽管整个刺激反应过程是由动物整体做出的，但对信号刺激的记忆，对与信号刺激等效的物质能量刺激的记忆、或者是关于对信号刺激按物质能量刺激的反应的记忆，以及在这些记忆之间按动物的“生命原则”建立起某种联系，却是由大脑完成的。当同一信号刺激再次来临时，原有记忆的激活、按“生命原则”将与信号刺激等效的物质能量刺激的记忆激活，或将动物上次反应的记忆激活，并指挥动物身体的其它部分做出反应，也是由大脑完成的。即记忆和按记忆发出反应的指令都是由大脑完成的。生命动力所发动的按“生命原则”的反应，尽管由动物身体的所有部分相互配合进行，但其关键的部分却是在大脑这一特殊部位进行的。大脑就如同电脑中的CPU，是动物对信号刺激进行记录和反应的控制中心。
当然，动物对信号刺激的反应，能在何种程度上进行，还取决于动物所具有的接收信号刺激的能力，取决于动物内部传递刺激和反应的神经网络的进化程度，取决于记录刺激和控制反应的大脑的进化程度。有些动物只能接收某一两种信号刺激并对其做出反应，而有些动物却能对更多种类的信号刺激做出反应。如果神经网络不够强壮，或记录刺激和反应的大脑的存贮空间有限，“内存”不够大，则动物对信号刺激的反应也就只能是简单的几种反应。另外，有记忆也就必定有遗忘，遗忘可能是大脑中的自发熵增造成的。只有那些与动物生命活动联系密切的记忆，或经常使用的记忆，才能被长期保留下来。
显然，上述的关于动物对信号刺激反应的解释还是十分粗浅的，许多地方还需进一步细化。动物这一物质能量系统为什么会具有这一特殊的信号刺激反应功能？在动物大脑中，信号刺激的记录与等效的物质能量刺激的记录之间的联系、或信号刺激的记录与对刺激反应的记录之间的联系是怎样建立起来的？当信号刺激再次到来时，原来的关于这一刺激反应的记录是怎样被激活的？在大脑这一特殊部位，生命动力这一自组织的物质能量流动是如何进行的？这一生命动力是如何发动一个符合生命原则的物质能量流动过程，并进而指挥动物身体的其它部分做出对信号刺激按物质能量刺激的反应？这些问题我们目前都是一无所知。我们只能说，由于偶然的机会，某些动物这一物质能量系统获得了这种功能，并且这种功能与这一物质能量系统的熵减要求相适应，它能够带来更大的熵减而不是熵增，能够使生命系统更易于生存，符合动物的“生命原则”，不会使动物这一自组织的物质能量系统崩溃，而动物的生殖和遗传使动物的后代继承了这一功能，因而使得我们今天看到的这些动物具有了这一功能。
10、物质能量的体内贮存
除大脑和神经系统外，胃和消化系统的出现，贮存外界物质能量的结构的出现，也是具有信号反应功能的动物所必须的。具有信号反应功能的动物主要根据外界信号来获取远处的食物，获取它所需要的物质或能量，而不是仅仅根据它直接接触到的周围现有的物质能量分布来选择一个最佳的物质能量输入，但有用的信号并不是随时都有的，因此，动物必须贮存食物，贮存它所需要的物质或能量，以备外界没有食物时，动物体内仍能有一个不间断的物质能量流动，以维持一个稳定的生命动力。这样，动物的生存就不必苛求外界环境随时随地都要有符合条件的物质和能量。动物已将其生命活动所需要的、每时每刻都必须存在的物质能量的输入过程转移到动物体内进行了。当然，我们也可以说，胃和肠管的内部空间仍然是动物的外部，因为在这部分空间中，不发生动物体内、动物细胞内的那种物质能量流动。我认为，胃和消化系统至少是与动物的信号反应功能同时进化出来的，也可能更早，但不可能晚于信号反应功能的出现。
动物在其体内贮存脂肪，也是一种形式的能量贮存，在没有食物供给时，贮存的脂肪通过体内缓慢燃烧就能提供动物生命活动所必须的能量。但贮存脂肪与贮存食物不同，因为贮存脂肪的过程，也可以看成是动物生长的过程，脂肪本身就是动物身体组织中的一部分。
有些动物已进化到让人惊叹的程度，它已能在它的体外贮存食物。例如田鼠，挖开它的洞穴，我们会发现有专门存放食物的贮藏室。如果我们确认田鼠也只不过是一个物质能量的流动系统，我们就不得不为此惊叹。自组织的物质能量流动系统由主动选择物质能量的输入，进化到在其体内、甚至在体外贮藏其物质能量流动需要的物质能量，不能不说是生物进化、自组织的物质能量流动系统进化过程中的又一次里程碑式的飞跃。
11、由选择物质能量到寻找物质能量
有人会说，眼睛的主要作用是看清了前进的道路，不至于使动物掉下悬崖或陷入泥潭，动物寻找食物主要靠嗅觉。但动物是怎样知道眼前的地面是能够立足的呢？当然还是记忆。动物一出生就站立在这样的地面上，因此，它记住了这种图案的地面是可以站立的，是对它的生命没有威胁的。的确，看清前方的道路是眼睛的一个主要功能。但动物为什么要向前去而不向后退呢？是前方有食物的光信号吗？
如果动物主要是根据远处的食物信号来进行反应，获取食物，而不是根据它所直接接触到的物质能量流动来选择一个最佳的运动方向以获取最佳的物质能量输入，但食物信号并不总是存在的，在四周长期均没有食物信号时，动物就不运动了吗？动物就等待死亡吗？显然，动物必须由选择食物进化到主动寻找食物，这是具有信号反应功能的动物所必须的功能。如果主要依靠食物信号来获取食物的动物不同时进化出这种主动寻找食物的功能，这种动物就不能长期生存，我们今天也就不能看到这种动物。自组织的物质能量系统从主动选择物质能量的输入进化到主动的寻找它所需要的物质能量，也是自组织的物质能量系统进化史上的一个重要事件。主动寻找食物，表明了动物已具有了自主的“意志”。
动物为什么要产生寻找的行动呢？是动物饥饿了，是物质能量的输入不足。动物的大脑不仅要能感应外界输入的信号刺激和直接接触的物质能量刺激，还要能感应内部的某些物质能量流动的进程，当物质能量的输入不足时，指挥动物去主动寻找食物。实际上，与其说饥饿感来自于动物的内部，还不如说是来自于动物的外部，胃中的空间也可以看成是动物的外部空间。但饥饿就要产生寻找的行动吗？动物的行动，是动物知道只有通过行动才有可能获得食物，这可能是在动物出生第一次对食物信号做出反应时就已经记住了的，因为那次尽管有食物图像或食物气味的吸引，但它也是通过行动才获得了食物。当然，动物寻找食物，判断首次看到的新图像是不是食物，的确主要是依靠嗅觉，眼睛在寻找食物的过程中仅仅是起了看清道路的作用。具有眼睛的初级动物，可能主要是以这种刺激反应方式生存的，其眼睛的功能可能主要是看清前方的道路。这类初级动物不具有更多的信号反应功能，可能主要是因为大脑的容量有限。
但是，即使动物要主动寻找食物，要主动出击行动，在四周都是无用信号或噪声信号的情况下，动物为什么会选择向前走而不是向后退呢？我认为，这是由动物外表的不对称结构决定的。显然，前方的道路是看清楚的，是安全的，是可以前进的。如果动物能看见所有方向，则动物也就无法对它主动前行、寻找食物的方向做出选择。另外，动物的运动器官也决定了向前运动要比向后运动方便。
前面已指出，即使是不具有信号反应功能的动物，其接收到的直接影响其生命活动的物质能量流动刺激也与动物表面的形状、“质料”等因素有关。外表处处相同，没有任何差异的动物只能对外界的差异做出选择，而当外界没有差异时，就无法做出选择，只能被动的接收外界的物质能量的输入或输出，此时，这种动物就与植物相差不多。单个细胞就是通过整个细胞膜来吸收营养的，动物的单个细胞也是这样。当动物的外表不对称时，动物就能在处处相同的外界环境中人为的制造出不同来。
12、动物的本能行为和按记忆反应的行为
动物对有些信号刺激的反应，特别是低级动物对信号刺激的反应，会不会是动物的本能，是先天就有的，是动物一出生就会的？我认为，低级动物由于信号刺激的接收器官有限，神经系统不够健全，大脑的存贮容量不大，它们能有的信号刺激接收和反应功能不会太多。除了看清前方的道路外，低级动物能够反应的其它的眼睛接收到的信号不会太多。但这并不是说低级动物对眼睛接收到的光信号的反应是它的先天本能。动物在刺激反应过程中的本能式的反应，应该仅是指对直接影响动物正常生命活动的、物质能量流动或物质能量流动差异式的刺激的反应。例如，当我们不小心接触到发烫的物体时，我们会不由自主的将手收回来。公鸡在天亮时鸣叫，可能是光线的强度对公鸡的生理活动产生了影响，是公鸡对光线强度的一种反应，而不是公鸡对光线中所包含的不影响其生命活动的信号所做出的反应。飞蛾扑灯，是因为飞蛾的生理过程需要灯的光强或热量，可能飞蛾的体内仍进行着与植物的光和作用类似的某种光反应。
应该说，动物，包括我们人类，在婴幼儿时期，甚至是在刚出生的几个小时内的记忆，对于它以后的行为，是非常重要的，这个时期的记忆决定了它成年后的大部分行为，特别是对大脑贮存记忆的容量有限的低级动物更是这样，尽管动物已具备了接收并记录这些新的、有用刺激的生理结构。这种动物可能仅对刚出生时记录下来的信号刺激进行反应。这容易给人造成误解，以为这些低级动物的对图像信号的反应是一种先天的本能，而不是根据记忆的反应，不是后天通过学习获得的行为。动物刚出生时第一眼就看到了地面是可以站立的，因此，动物记住了这一点，并在以后会毫不犹豫的站立在地面上。这不是动物的本能，尽管动物不得不站立在地面上。动物在刚出生时就获得的对于某种信号刺激的记忆和对这种信号刺激的反应，不像动物成年后获得的对某种信号刺激的反应功能，如巴甫洛夫的狗对铃声的反应那样，有一个反复学习的过程，因而极易让我们认为这是一种先天的本能。动物刚出生时就记住的事情，对动物来说可能是印象深刻，以至于就像是一种本能。一个人在童年时期的经历，会决定这个人成年后的性格，由于它是在人的童年时期就形成的，在成年后不易变化，看起来就像是先天的本能一样。同样，人和动物在地面上站立和行走，也应该是后天获得的行为，只不过这些后天获得的行为可能在人和动物出生后不久就学会的，并且，大脑对这种行为的指挥似乎根本就不需要时间。动物学会在地面上行走，鸟学会在空中飞翔与人学会游泳，学会骑自行车是同一性质的事情。
当然，动物对信号刺激的根据记忆的反应也必定与动物的生理结构和生理过程有关，受到生理结构和生理过程的限制。我们以啄木鸟啄开树皮，啄食藏在树皮下的虫子为例来讨论这一问题。我认为，啄木鸟第一次啄开树皮啄食虫子，肯定是偶然的，或者是在虫子气味的引导下进行的，或者是看到了别的鸟啄开了树皮吃到了虫子而学来的，这决不是先天就会的。啄木鸟偶然啄开树皮发现了虫子，或看到了别的鸟啄开了树皮啄食虫子，啄木鸟记住了这一过程，学会了这一捕食技巧。但是，啄木鸟善于啄开树皮去寻找虫子，而别的鸟类却不经常这样作，是因为啄木鸟喙的生理结构与别的鸟类不同，它具有较强的敲击能力而不会感到不适。其它鸟类却不行，即使其它鸟类也知道啄开树皮能发现虫子，但它们也知道啄开树皮会使自己的喙受伤，因此，它们会修改原先的记忆，不再去啄树皮。青蛙对活着的昆虫、对在空中飞动着的昆虫感兴趣，而对死去的昆虫不感兴趣，这是一种本能呢，还是后天学习形成的习惯？我认为，青蛙嗅到了死昆虫所散发的食物气味、或青蛙尝到了死昆虫的味道，不会不认为这就是它所需要的食物。但当青蛙那潮湿的舌头粘上死昆虫时，也同时粘上了更多的它不能食用的砂土，或它那薄薄的舌头被细枝或尖刺划伤了。青蛙记住了这一切，因此，青蛙不会再去粘食不动的昆虫。当然，也许青蛙的视觉系统对运动着的东西比较敏感，而对静止的东西不敏感，这种敏感特性属于本能。猫逮老鼠是猫的天性，猫之所以喜欢老鼠可能是猫对老鼠肉的滋味有特别的喜好。猫虽然是食肉动物，但猫不可能去袭击牛马这样的大型动物的，即使猫也喜欢牛马肉的味道。这并不是猫的天性，而是它根本就无法“拿下”这些大型动物。曾有过“鼠王”吃掉小猫的报导，这说明老鼠怕猫并不天生的。
不可否认，有些动物的有些特殊行为可能是由动物的基因确定的，是一种先天的本能。动物的基因不仅确定了动物体的结构，而结构制约了动物的行为，而且，基因也可能直接确定了动物的一部分行为。例如，蜘蛛结网、蜜蜂筑巢，显然不可能是后天学来的。蜘蛛结网可能是一种先天的本能，当网上第一次粘住昆虫后，蜘蛛对网振动的反应也可能是一种本能的反应，这种本能导致蜘蛛去修复它的网，但同时，蜘蛛也发现了一顿美餐。这样，网的振动与食物联系了起来，并留下了记忆。母鸡孵蛋，是一种本能的行为。母鸡是通过眼睛认出了蛋是它要孵化的吗？我认为，母鸡首先是通过身体的感觉认出了蛋，因为蛋是它生的，然后，母鸡看见了蛋，因此，蛋的视觉图像才与母鸡的孵蛋本能在母鸡的大脑中产生了对应关系。此后，即使我们将鸡蛋偷换成鸭蛋，母鸡也会把鸭蛋当成是它生出的，并给予看护和孵化。
动物的基因到底在多大的程度上决定了动物的行为？动物的那些行为是由基因决定的，那些行为是后天学来的？这一问题还需深入研究。我认为，基因直接确定的行为是由动物的生理结构、生理过程所决定的，是在某一个生长阶段必定发生的行为，是同类动物中每个动物都会具有的行为。但动物后天学来的行为，动物对信号刺激的反应，却是可以改变的，动物对信号刺激的记忆是在不断的进行着修改。因为信号是可变的，不是固定的。我曾看到过鸡吃雪粒的过程。冬天第一次下雪，由于天气寒冷，落下来的是一颗一颗的雪粒。开始时，鸡以为是食物，便不停的捡食，但后来，鸡发现上当了，就不再捡食，即使我们撒下白色颗粒状的食物，鸡也不再捡食。
对于生物、特别是动物来说，基因究竟有那些作用呢？首先，基因决定了生物的生理结构。其次，基因决定了生物的生长发育过程。有些昆虫，先是由虫卵发育成爬行的蚕虫，再作茧自缚，最后蜕化成蛾，显然，这一过程是由基因预先确定的。第三，基因确定了动物的一部分行为，如蜘蛛结网、蜜蜂筑巢，公鸡打鸣，母鸡下蛋。动物还有一部分行为是后天通过学习所获得的，但动物的结构、或者说动物的基因制约了动物的这部分行为。基因的这些作用，是如何实现的，现有的生物学已进行了一定的研究，但我们关于这些问题的认识，可以说基本上仍是一片空白。
在动物的大脑中，有没有先天就贮存了一些视觉图像或听觉信号呢？动物一看到这一图像的物体，就能认出它是可以吃的，或它是需要孵化的？我对此是持否定态度的。也许有一天我们能读出刚出生的动物大脑内预存的图像，那时就可证明我的观点的对与错。如果动物大脑内有预存的图像，那肯定是后天获得的功能或特征能够遗传给下一代，我们追根求源，第一张图像肯定是后天获得的，而不可能是上帝画在该类动物始祖的大脑中的。但拉马克的后天获得的功能能够遗传这一进化观点已经被多数进化论学者抛弃了。我更偏向于相信，田鼠在体外贮藏食物，是田鼠后天通过学习获得的行为，而不是先天遗传的行为。不论田鼠是自己后天创造了这一行为，还是从同类那里学到了这一行为，田鼠都已认识到贮藏食物的好处。
我认为，在有些生物学家那里，基因作用被不恰当的夸大了。似乎基因是万能的，凡是我们解释不了的现象，都被说成是基因确定的，基因就如同生物的上帝，它决定了生物的一切。这实际上是一种不负责任的作法，是一种对问题的逃避。甚至有人还给基因赋予了许多像“目的”这样的神秘属性，例如说基因是自私的。的确，基因决定了生物的结构和遗传特征，决定了生物生命活动的过程和形式，但我们并不能因此就不再深入研究生物的具体结构，不再深入研究生物具体的生命过程。生物的许多属性，只有通过其具体的生命活动过程才能表现出来，尽管它们也是由基因确定的。说基因是自私的，就等于说结构是自私的，这就如同说某张桌子是自私的一样。但“自私”就像生物生命活动的“目的”一样，实际上是发生在这一结构上的过程所表现出的某些特征，是我们对这些过程的一种看法。
13、动物是如何认识空间和时间的
信号刺激实际上也是物质能量分布的变化，尽管这些物质能量分布状态不会直接影响到动物的正常生命活动。一成不变、处处均匀的物质能量分布无法传递不同的信号。物质能量分布可以分为物质能量在空间不同方向上的分布和物质能量在时间中不同时域的分布两类，前者可以称为空间信号，后者可以称为时间信号。眼睛接收到的光线强度或颜色在不同方向上的分布可以看成是二维空间信号。但光强也使人感受到信号的远近，使人能接收到三维空间信号。当然，两只眼睛的视差也能使人感受到第三维的存在。我不知道有没有一维的空间信号，或者说，有没有这种动物，它只能接收一维的空间信号，并对其做出反应。如果有关于一维信号的接收反应功能，则这种反应也只能是一维的，动物只能做出前进或后退的选择。时间信号是存在于时间序列中的物质能量分布的变化。可以认为时间信号是一维的，只不过这种一维的信号“一去不复返”。显然，听觉所接收到的声音信号是时间信号，声音的强弱变化、音调的频率变化均构成了时间信号。当然，空间信号不仅仅只是眼睛接收到的光信号，候鸟长途迁栖时是通过地磁来定位的。即使是光信号，有些动物是色盲，只能接收到光强的变化，而有些动物却可以接收到人的可见光以外的红外光或紫外光。同样，时间信号也不仅仅是耳朵听到的声音信号，第三维的空间信号、即图像远近的感觉也许能看成是时间信号，因为它能告诉动物食物有多远，需要运动多长的时间才能得到食物。更广泛的时间信号是物质能量空间分布随时间的变化。
在动物进化的历程中，是首先具有了空间信号的接收反应功能，还是首先具有了时间信号的接收反应功能？我认为，尽管时间信号看起来相对简单，只有一维，但对空间信号的反应却比较容易，这种反应就是仅仅选择一个空间运动方向，与初级或原始动物选择一个物质能量输入的最佳方向完全一致。但对时间信号的反应却比较复杂，因为这不仅仅是选择一个运动的方向，而是要选择一个与时间有关的过程。因此，动物可能是首先进化出了空间信号的接收反应功能，而后才进化出了时间信号的接收反应功能。昆虫可能只有空间信号的接收反应功能，而无时间信号的接收反应功能，至少，昆虫不会对声音信号做出反应。只有进化到一定程度的高级动物才具有时间信号的接收反应功能。
高级动物为什么要对与时间有关的过程做出选择呢？动物的反应不就是对物质能量流动的差异、或包含有物质能量分布差异的信号做出选择吗？动物的反应不就是选择一个运动的方向吗？显然，当动物具有了贮存食物的胃和消化系统，将物质能量的传输和集中完全转移到动物体内进行后，动物对外界刺激的反应，就完全可以超出关于运动方向的选择了，动物已不必每时每刻必须做出选择了，动物已完全可以从容的选择“等待”了。当然，低级动物也不是每时每刻都在对外界刺激进行反应，但是，低级动物的休息是由其生理过程决定的。高级动物也会按其生理过程要求而休息，但高级动物的等待却不是由其生理过程决定的，而是它做出的一种选择，是对时间信号刺激的选择式的反应，是对外界事物发展进程根据记忆和经验所做出的一种决断。我认为，根据当时的外界情景做出“等待”的选择，是高级动物对时间信号刺激反应的一个最明显的例证。
巴甫洛夫曾以狗为例研究了高级动物的刺激反应形式，并将动物的刺激反应区分为无条件反射和条件反射两类。巴甫洛夫认为，无条件反射是动物先天具有的、比较简单的对刺激的反应，如把食物放在口内，口内就会分泌唾液等。条件反射是动物在无条件反射或已经十分巩固了的条件反射的基础上，通过后天的学习、通过经验的积累所新形成的、且容易变化的对刺激的反应。例如，狗对铃声本来无任何兴趣，但在每次喂食前，先敲出铃声，则经过一定时间的训练，即使没有食物，只出现铃声，狗也会以为有食物要送来，并分泌出唾液。那么，狗看到食物的形状时，假设只看到形状，而没有嗅到食物的气味（当然，狗的嗅觉很灵敏，但其它动物可能具有这种情况），狗也会认出这是食物，并分泌出唾液，这种反应属于条件反射还是无条件反射？显然，巴甫洛夫的无条件反射一部分对应于本文所说的动物对物质能量形式的刺激的反应，对应于动物的先天本能行为，但也有一部分对应于动物对信号刺激的反应，特别是对空间信号，即图像信号的反应，这种反应可能是动物出生后不久就学会的。巴甫洛夫的条件反射对应于本文所说的动物对信号刺激的反应中的另一部分，这部分对信号刺激的反应是在动物出生以后很久才学会的，是比较复杂的对信号刺激的反应。而狗对铃声的反应，显然就是动物对时间信号的反应。狗不仅在铃声和食物之间建立起了对应关系，而且，狗已知道铃声过后，就是食物，狗已认识到这是一个有规律的先后顺序过程。
显然，这里的动物已能认识空间和时间，已能认识状态和过程了，自组织的物质能量系统已具有了认识空间和时间、认识状态和过程的能力了。动物认识过程的能力在高级动物捕食低级动物的过程中表现得淋漓尽致，它们在捕食的过程中使用了令人叹为观止的种种技巧，例如，隐蔽自己、等待时机、协同作战等。如果认为田鼠贮藏食物是田鼠认识过程的一种表现，这说明田鼠认识的过程，已经是相当复杂的过程了。
也许有人会认为，动物、甚至物质能量系统已“认识”了时间和空间，这种说法似乎有些勉强，我们人类关于时间和空间的本质，至今仍还在争论不休。我认为，通过人或动物所“表达的观点”来判断它们是否已认识了时间和空间，是不科学的，因为有时人或动物的表述可能是不真实的。判断动物是否具有某种功能，只能通过动物的行为，只能通过动物对外界刺激的反应。行为主义心理学已明确的强调了这一观点。如果动物根据外界的信号、根据当时的情景做出了等待的决定，我们就完全可以说，该动物已经“认识”了时间、“认识”了事物发展变化的过程。如果动物除因生理要求而休息外，每时每刻都在选择空间中的一个方向，则这种动物就只是“认识”了空间，“认识”了外界的物质能量状态；而且，因为它选择了一个空间中的方向，它确实也就已经“认识”了空间。
14、细胞的分裂复制和生物的生殖
到目前为止，除了我们人所具有的特殊的认识世界、并改造世界的人与外界的相互作用外，我们已从物质能量流动的角度讨论了其它所有生物个体与外界的相互作用，讨论了各种生物个体对外界的刺激反应方式，讨论了发生在生物个体身上的各种物质能量流动及集中的形式。在讨论人所具有的特殊的对外界信息的反应之前，在讨论人所具有的特殊的生命动力之前，我们还可以继续对生命动力的其它方面特征进行更全面、更深入的分析。
实际上，关于生物的生殖过程，生物学，特别是现代分子生物学已进行了详尽的研究。生物的生殖有无性生殖和有性生殖两大类型。单细胞生物，如细菌，常见的生殖方式就是无性的分裂生殖，即通过将一个细胞分裂成两个细胞而进行生殖。实际上，在由多细胞构成的生物体内，也进行着这种细胞分裂，生物的生长发育正是通过细胞分裂来实现的。多数植物和动物体内的细胞分裂，是有丝分裂。我们知道，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核构成，细胞核中有染色体，遗传基因就隐藏在染色体中。细胞进行有丝分裂时，染色体被复制，并平均分配到两个子细胞中。当然，除单细胞生物外，一般情况下，生物体内的细胞分裂并不产生一个新的生命体，它们并不脱离原生物体而独立存在，这种细胞分裂只是使生物得到进一步生长或更新。只有在特殊部位专门生成的细胞，才能脱离原生物体，并通过继续分裂生长成一个新的生命体。这种细胞被称为孢子，孢子脱离母体成为新生命的生殖方式叫做孢子生殖，这是一种无性生殖。一个细胞与另一个不同性别的细胞结合而构成一个新生命体的生殖是有性生殖。细胞中的染色体是成对出现的，在进行有性生殖时，细胞首先进行减数分裂，生成的精子或卵子中只有一半数量的染色体，然后，精子与卵子结合，合成的细胞中有一半染色体来自精子，另一半来自卵子。由于生物体内的任一细胞都具有全部数量的染色体，因此，只要条件合适，生物体内的任一细胞都能独立生长成一个完整的新生命体，这就是生物的“克隆”。同理，许多生物具有断裂生殖能力，从该生物体上断裂下来的任一部分都能重新生长成一个完整的新的生物体。由于每个细胞都具有决定生物性状的所有遗传密码或染色体，从每个细胞生长成的新生命体就传承了父辈的所有遗传特征，因此，生物具有相当的稳定性，除非在生殖的过程中，遗传密码由于某种原因被改写了，使生物发生了变异。而达尔文的“自然选择”选择了更有利于生物生存的变异，淘汰了不利于生存的变异，使生物的物种发生了进化。
可以看出，生物的生殖和生长都是通过细胞的分裂实现的，只不过用于生长的分裂出的新细胞不能脱离原生物体而独立成为一个新的生命。新的生命，实际上就是从生物体上脱落下来的一个细胞。新的自组织的物质能量流动，是由原来的自组织的物质能量流动分出了一部分作为原始动力而引发的。生物繁殖的动力，源于生物生长的动力，是生物个体的生命动力作用的结果。
当然，生殖并不能简单的等同于生长，从生物体上掉落下来的作为新生命的细胞是独特的，特别在有性生殖的情况下更是这样。自动诞生的作为新生命的细胞与生物体上的其它细胞有显著的区别，它是在一定的条件下，是在生物生长到一定的阶段才产生的，并且能自动的从生物体上通过一定的管道脱落下来。
生物体内除自身生长和生存的个体生命动力外，是不是还存在一个独立的生殖动力？生物体内除存在一个使自身生长和生存的物质能量流动外，是不是还存在着另一个专门用于生物生殖的物质能量流动？这一问题也许需要专题研究，但我认为，这可能是不存在的，生殖只不过是生长的一种变异。生殖的能力并不是生物刚出产就有的，它与生物生长的程度有关。人与动物的生殖欲望也不是每时每刻都存在的，熊猫几乎就没有生殖的欲望。性欲是生物生长到一定阶段必然的生理反应，是由生物个体的生长决定的。无论如何，生殖与生长有着无法分割的联系。
也许，自然界会存在这样一种生物，它并不生殖，只是在不断的生长，而且它足够的强壮，能够抵御自身内部自发产生的熵增和外界输入的熵增，不会使它走向衰老和死亡，从它出生之日起，直到现在我们还能看见它的繁荣茂盛。
我们前面第4节关于生物生长的讨论，在这里原则上也是适用的，生物的生长也就是有序的增长，是特定的物质和能量的集中。但是，与其它有序系统相比，生物的生长要复杂得多，它是细胞的不断分裂和复制。细胞是能够独立生存的生命单元，尽管细胞的独立生存需要一定的外界条件。生物体实际上是由许多可以独立生存的生命单元组合而成，但这并不是简单的累加，不同的细胞或由细胞构成的不同组织承担着不同的功能。细胞是如何组成具有一定结构的、各部分具有不同功能的生命体的，这一问题尽管分子生物学已进行了许多研究，但我们目前仍不是十分清楚。
关于细胞的分裂、生物的生殖，如何从物质能量流动与集中的角度给予解释呢？或者说，为什么生物这种特殊的自组织的物质能量流动和集中系统具有上述的分裂生殖功能，而其它自组织系统或有序系统就不具有生殖功能呢？例如，为什么贝纳德对流这种自组织系统不能自动分裂和复制呢？制冷机也是一个有序的系统，只不过维持这种有序或物质能量集中的动力是由外界提供的，是制冷机电源的电动势。但电源的电动势是始终存在的，为什么制冷机的制冷系统就不能自动复制或生殖呢？实际上，贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统不仅不能生殖，也不具有生物所具有的细胞分裂形式的生长模式。它们不能以自身的自组织的物质能量流动来引发另一个自组织的物质能量流动，那怕是与自己不同的另一种形式的自组织的物质能量流动。
也许有人认为，贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统太复杂，只能人为制造，自然界无法自动生成如此复杂的系统，更不要说自动复制或生殖这种系统了。但我认为，生命系统也许更为复杂。但是，这却给我们一种启示：构成生命系统的材料是由生命系统在自身生长的同时自动生成的，生物的生长就是这种材料的汇聚和合成，是具有特殊功能的物质的集中；而在贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统中，尽管也存在有序的增长，但却不能合成出构成这种系统的材料，这种系统中有序的增长只对应于能量的集中。例如，室内空调系统有序的增长是将室内空气中的热量集中到室外，贝纳德对流中有序的增长是高温水分子汇聚到向上流动的分子束之中。在这些过程中，不仅不能汇聚或生成构成这种系统的边界材料，如金属材料，也不能汇聚或生成这种系统的工作物质，如空气和水。显然，这是贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统与生命系统的一个显著区别。
贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统与生命系统的另一个明显区别是贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统不能在空间中扩张，它们均被限制在一个封闭的空间内，其有序的增长只是有限空间内的能量的进一步集中。而生物却能在空间中扩张，其有序的增长是有序系统体积的增大。由于体积不能增大，复制或生殖也就无法实现。
我认为，生命系统之所以能复制和生殖，而贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统却不能复制和生殖的主要原因是生命系统内部的物质能量的集中状态和物质能量的流动是不均衡的。显然，细胞内部并不处处相同，而是具有一定的结构，细胞中有细胞质、细胞核。同样，宏观生命体也具有结构。在细胞或宏观生命体中，物质能量集中的结果，集中后的物质能量分布状态是不均衡的。不仅如此，更为重要的是，细胞质、细胞核并不是一个死的结构，在它们的内部还存在着物质能量的流动，而且，细胞质与细胞核中的物质能量的流动和集中过程也是不同的，不均衡的。细胞质中的物质能量集中，仅仅是细胞质的生长，而细胞核中的物质能量集中，却导致了染色体的复制，并最终导致了细胞的分裂。在贝纳德对流系统和制冷机的制冷系统中，能量的集中是处处相同的。空调制冷后，室内各处基本上是同一个温度。贝纳德对流中，向上流动的水分子束的温度要高于向下流动的水分子束，这里已出现了能量分布的不均衡，但这种不均衡的分布却是周期性排列的。
让我们来看一下晶体的生长过程。晶体的生长也是有序的增长，是构成晶体的分子或原子将自身的能量转移到别处的结果。因此，一般情况下，结晶过程是一个放热过程，结晶需要降低晶体周围环境的温度。显然，晶体的生长也是构成晶体的材料的汇聚，是同种分子或原子的汇聚，而且，晶体生长过程也伴随着晶体体积的增大。这些特征与生物的生长非常相似。但是，晶体内部各处却是处处相同的，晶体的结构是一种周期性的结构。而且，更为重要的是，晶体的内部并不存在一个物质或能量的流动，晶体是一个死的结构。晶体本身的有序状态的维持，完全依赖于外界的环境，如果环境温度升高，晶体就会解体。维持晶体有序状态的物质能量集中的动力并不像制冷机那样是始终存在的，更不是自组织的。因此，晶体尽管能生长，但我们却不把它当作生命看待，也不认为它能够生殖。
显然，我们这里对生物生长和生殖从物质能量流动和集中角度给出的解释，关于贝纳德对流系统和制冷系统以及晶体为什么不具有生物的生长和生殖功能的解释，是十分粗浅的。这里给出的生物与贝纳德对流系统、制冷系统及晶体的几个区别，也仅仅是物质能量流动和集中的形式上的区别。关于这一问题，还需要我们进一步研究。
15、微观生命动力和宏观生命动力
我们知道，细胞是能够独立生存的最小生命单元，只要条件合适，细胞就能继续长大，并产生分裂，因此，可以认为，细胞这一微观的生命系统已具有了生命动力。我们把细胞中的生命动力称为微观生命动力，而将宏观的生物体所具有的生命动力称为宏观生命动力。可见，在生命系统中，生命动力具有不同的层次。
实际上，存在于各个细胞体内的自组织的物质能量流动，与存在于宏观生物生物体中的自组织的物质能量流动是同一股物质能量流动，最多，这股物质能量流动在细胞体内多了些微循环。当细胞生长到一定的程度时，由于细胞内部的物质能量流动分布的不均衡，细胞就会分裂，产生或引发一个新的微观的自组织的物质能量流动。如果这一新产生的细胞从原生物体上脱离出来，它就构成了一个新的宏观生命体，以它为初始动力，引发了一个新的宏观的自组织的物质能量流动。如果这一新产生的细胞中的微观物质能量流动与生物体中其它细胞中的微观物质能量流动并联或串联起来，则原有的宏观的物质能量流动系统就会生长。可见，宏观的自组织的物质能量流动只不过是微观的自组织的物质能量流动的串联或并联。
但是，这种串并联并不是简单的周期性排列，有些地方的串并联密度要高一些，而有些地方要低一些，从而使宏观生命体出现了结构，使宏观的物质能量流动出现了与微观的物质能量流动不同的功能或特征。整体大于部分相加。
另一方面，细胞也具有一定的独立性，如果我们把细胞一个一个全部从生物体上割裂出来，把流经这一细胞的物质能量流动从流经整个生物体的宏观物质能量流动中分离出来，生物体有可能会死亡，流经生物体的宏观物质能量流动会解体，但细胞却不一定解体，如果将细胞置于培养液中，继续给这一细胞提供其必须的物质能量输入，则流经细胞的物质能量流动就能继续存在，这个细胞就能继续生存和生长，并继续产生分裂。
已经证明，在生物进化的进程中，首先产生了单细胞生物，而后才出现了多细胞生物。在偶然的情况下，一群单细胞生物聚集在一起，他们正好能组成一个相互协调的整体，他们之间的物质能量流动正好首尾相接或相互并联，形成一个宏观的物质能量流动，而且外界条件也与这一宏观的物质能量流动相适应，因此，一个多细胞生命体便诞生了。显然，多细胞生物比单细胞生物更加丰富多彩，他们可以组合成，或者说演变出更为多种多样的生物结构。可以说，由单细胞生物进化出多细胞生物，是生物进化进程中的一个非常重要的突变。
现在，我们看到的植物和动物都是多细胞生物。但我们知道，植物体和动物体中的物质能量流动有着实质性的差别，动物已具有了主动选择功能，动物不仅具有能使物质能量集中起来的物质能量流动，还附加有流密度矢量集中。动植物的这种区别是它们还未进化成多细胞生物的时候就已经存在了，还是在它们进化成多细胞生物后才出现的？或者说，单细胞生物、甚至于不具有一个完整的细胞结构、但已具有生命特征的一些DNA片段，一些能够产生生长并能复制自己的DNA片段，如病毒，它们是否也能区分成具有植物特征和具有动物特征两大类呢？这一问题可能需要我们进一步研究。我们知道，多细胞的植物和动物体内的细胞结构是不同的。我猜想，单细胞生物、甚至病毒，也能区分成植物式的和动物式的两大类。但是，前面说过，像含羞草这类生物，似乎是介于植物和动物之间的生物，它们的细胞也是介于植物细胞和动物细胞之间的吗？
16、群体的生命动力
下面我们将讨论某些生物群体所具有的特殊的“组织或社会”现象。对于具有组织和社会现象的生物个体和群体，对于某些生物群体所具有的特殊的群体生命动力，上述的细胞与宏观生物体之间的关系，微观生命动力与宏观生命动力之间的关系，给我们提供了一个类似的参照。
一些生物群体具有一种特殊的组织或社会现象，如蚂蚁、蜜蜂等。在蜜蜂王国中，有蜂王、雄蜂和工蜂，它们各司其职，协同合作，共同组成了一个组织严密的群体。这种严密有效的组织体系，使我们不得不认为，这一群体已具有了一个整体的生命动力，我们把这种生物群体所具有的生命动力称为群体的生命动力。群体的生命动力服务于生物群体的整体，而不是每一个个体。在群体生命动力的作用下，生物的一切活动，都应符合生物群体的“群体生命原则”，它使得生物群体整体更有利于生存。显然，每个蜜蜂个体也具有自己个体的生命动力，当个体的生命受到威胁时，个体的生命动力就会起作用，促使生物个体避免威胁。但是，当整个群体受到威胁时，蚂蚁、蜜蜂的群体生命动力就会大于个体生命动力，某些个体就会为了群体的生存牺牲自己。
如果认为细胞中的微观生命动力与宏观生物体中的宏观生命动力是不同层次的生命动力，宏观生命动力中的物质能量流动是由微观生命动力中的物质能量流动的串并联构成的，则生物个体的生命动力与群体的生命动力就是不同指向的生命动力。个体生命动力的方向是指向个体