结构与功能_宇宙重构
实际功能与潜在功能行为与目的相同的结构是否有不同的功能生物细胞各扫门前雪氨基酸与蛋白质酶的功能新结构的助产士酶是共产主义战士指挥者在哪里是否存在没有相应结构的功能
一般来说，“功能”一词具有功利主义的色彩，它的基础则在于结构的性质。如果结构物为了自己的某种目的来使用自己的性质，或者某结构物为了自己的目的而使用另外一种结构物的某些性质，这种行为便构成了结构的实际功能；相对而言，如果只是计划使用某种性质，那么只能够形成结构的潜在功能或预期功能。应当指出，预期功能往往与实际功能存在着较大的差距，而潜在功能往往与认识水平有关。
问题在于，我们如何判断结构物的行为是否存在某种目的？一个电子与一个质子，利用电荷的异性相吸性质，结合成一个氢原子。我们通常并不认为电子或质子的这种行为有什么目的。但是，一个男人与一个女人，利用性别的求偶性质，结合成一对夫妻，却没有人怀疑他们的行为具有明确的目的（可以同时有多种目的）。
俗话说“人为财死，鸟为食亡”。这句活不仅承认人的行为有目的，而且也承认鸟（可扩展到所有动物）的行为有目的。向日葵把自己的花盘朝向太阳，含羞草在受到惊动时合拢自己的叶子。显然它们的行为也存在某种目的：有利于自己的生存。不过，人类为了炫耀自己的高贵，不大愿意承认动物或植物的行为也具有目的，而是称之为本能，所谓本能就是没有思想指导的行为能力。
但是，没有思想指导并不等于没有行为目的。任何一种结构，只要它的行为或表现方式、存在状态有着不同的选择，那么不同的选择便可以归结为不同的目的。
如果进一步思考下去，可以发现目的与利益之间存在着复杂的关系。一般来说一种结构物的目的总是在追求对自己有利，或者说它的根本目的是为了自己的继续存在或存在得更好更多。但是，往往事与愿违，因嫌纱帽小，致使锁枷扛。此是闲话，略过不表。
我们感兴趣的是，结构与功能的关系问题。例如，相同的结构是否具有不同的功能，不同的结构是否具有相同的功能。在这里，不同与相同，都是相对而言的；因为，绝对相同的结构似乎并不存在。这个电子与那个电子并不绝对的相同（它们所处的时空场不同，它们所携带的能 量也不相同；或许它们的表面形状乃至大小也不相同。我们所测得的电子的质量等参数，只不过是许多电子的统计平均值）。
条条大道通罗马，对于“通往罗马”这个功能来说，存在着或可以使用许多不同的结构（道路）。从北京到广州，可以徒步，可以骑马，可以乘牛车，可以坐汽车，还可以坐火车、坐飞机；显然，不同的结构，可以完成相同的交通功能（它们所使用的空间、时间、能量并不相同）。看来，不同的结构可以有相同的功能，即异构同能；对于生命功能来说，当然也存在着许多种不同的结构，否则我们的世界将变得枯燥乏味。对于人类来说，为了相同的目的，为了获取某种功能，当然也可以采用不同的结构，八仙过海，各显神通。
那么，相同的结构是否具有不同的功能，即同构异能？这是一个饶有趣味的问题。从抽象的哲学思辨来看，答案是否定的。因为我们之所以能够判断某些结构是否相同，正是根据它们所显示的功能是否存在着差异而定，在这里结构与功能是一种同义反复。如果把结构视为原因，功能视为结果，那么相同的原因应当导致相同的结果，即相同的结构具有相同的功能；但是，相同的结果有可能起源于不同的原因，婚姻可能出于爱情，也可能出于政治、金钱、报恩、冲喜之类的原因，即相同的功能可能起源于不同的结构。显然，结构与功能并不是完全可逆的。
因此，我们凭借事物的功能，去认识事物的结构，是一条必由之路，同时也是一条不大可靠的路。
从实用的角度来看，相同的结构往往有不同的功能。首先，对于同一个结构物来说，它本身就具有许多不同的性质，一块磁铁既有重力又有磁力，而不同的性质可以导致不同的功能。其次，不同的使用者由于学识不同目的不同，可以赋予同一个结构物不同的功能；古人长期用丝绸制作服装面料，美国人约瑟福·亨利在 19 世纪初用他妻子嫁衣上的丝绸作为电线的绝缘层，制出了强有力的电磁铁。
不过，在许多场合下，特别是在生物进化的过程中，一种结构或器官往往只承担一种功能，形成专业化的分工。例如，鼻子的嗅觉细胞有许多种，每一种细胞只负责识别一种气味分子；这种“各扫门前雪，不管他人瓦上霜”的工作态度，可能是为了获得高度的准确性，宁肯存在某种“浪费”，也不肯“一心二用”。看来这是一种宏观搞活、微观卡死的策略，不知对人类的社会管理机构，是否有参考意义。
在生物体内存在着许多种酶，目前国际酶学委员会已公布了 2000 多种酶，其中有数十种酶的结构已经研究清楚，并逐渐认识到酶与生命起源和生命活动的密切关系。
我们知道氨基酸的结构的通式是：
许多个氨基酸相互连结起来（伴随脱水效应）就构成了蛋白质，每个蛋白质都是一个分子，通常由数千个到数十万个原子组成。例如，牛胰岛素的蛋白质分子，由 51 个氨基酸组成，分别排列成两条链状（称为肽链），一条有 21 个氨基酸，另一条有 30 个氨基酸。
蛋白质的种类极多、功能各异，取决于它所包含的氨基酸的种类、数量、排列序次，以及肽链的卷曲折叠形式或形状。酶也是蛋白质，它们具有特殊的催化作用，可以极为精致地控制细胞内的每一种化学反应。如果说生物细胞是一座化工厂（微小而又复杂），那么酶就是生产 流水线上的专业设备和操作员；各种原材料和中间产品，在酶的帮助下经过化学反应被加工成生物所需的各种部件。因此人们称酶是生命的催比剂。
酶的功能有许多特点。其一，催化效率极高，一份淀粉酶可催比 100 万份淀粉，使之分解为麦芽糖，与人工制造的化学催化剂相比效率提高 1000 万到 10 万亿倍。其二，专一性强，许多酶只介入特定的化学反应，例如脲酶，它只能促使尿素分解为氨和二氧化碳，而对任何其他物质都不起作用；对这种现象，可以用锁和钥匙的比喻来解释，即酶的分子结构中有特定的空间位置，正好与特定的底物（被催化物的分子）的相应结构组成钥匙与锁的关系，一把钥匙开一把锁（即形成反应中间体）。其三，酶的工作能力适应于自然界的常规环境，例如常温、常压、PH 值近乎中性、液态胶体环境（生物代谢都是通过水进行的，水与有机大分子构成胶体，在这种环境下，结构物避免了重力的影响，可以自由地相互作用）。
通常将酶分成六大类，即氧化还原酶、转移酶（肝炎病患者的病情，常用转氨酶的活性为指标）、水解酶、裂解酶、异构酶（这种酶不改变被催化物的成分，仅改变其分子内部的排列结构）、合成酶。
事实上，酶是这样一些结构物，它们的功能在于促成新的结构物的产生，可称之为结构的助产士；也就是说，酶的功能在于：使一种或多种结构物，以尽可能低的成本（指能量消耗），转变成另外一种或多种结构物；而且，对于一种酶来说，它所促成的反应结果是定向的、不可逆的。这对于生命活动、生物进化是非常重要的。
据研究，高等动物和人的神经与肌肉纤维不是直接相连的，中间有一个 10 至 100×10-3μm 的空隙，在这个间隙里有乙酰胆碱类物质负责传递信息。当传递信息时，乙酰胆碱脂酶将乙酰胆碱催化成乙酸和胆碱；稍后，乙酰胆碱转移酶又将乙酸和胆碱重新催化成乙酰胆碱，以便承担下一次的传递信息任务。又如，细胞膜可以主动的有选择地从外界吸收物质，依赖的是细胞膜上的透性酶，透性酶就好像船一样地来回运输所需的物质，而且一种透性酶只能运输一类物质，细胞内有许多种透性酶。
显然，酶具有识别、记忆、选择、定向的功能，而且在完成上述功能之后，仍能保持自己的完整结构。因此，酶实际上是一种复制结构的“基因”。如果说遗传基因可以复制出生命，那么“酶基因”则在复制组成生物细胞的小部件。有趣的是，这些小部件，在蛋白质合成酶的作用下，可以合成蛋白质，而酶本身也是一种蛋白质。这样便产生一个问题：是先有蛋白质，还是先有蛋白质合成酶？
同样令我们感兴趣的是，生物细胞内存在着许多种酶，每种酶都有着各自的工作范围。那么是谁通过什么途径来指挥这些酶呢？或许，细胞内并不存在一个指挥者，在那里就好像一个理想的社会，每一种酶或每一个酶，都是一个战士，它们自觉地“各尽所能”，高尚地“各取所需”，恰到好处地为了细胞的整体利益勤奋地工作着。但是这些“战士”是怎样培养出来的呢？它们又是如何理解并执行细胞的整体利益呢？看来我们将被迫向“偶然”、“巧合”去求援。
如果细胞内存在着一个指挥者，那么它必然具有接收信息、处理信息，发布命令、执行命令的功能和权威；每一种酶或每一个酶都有向“上” 反映情况的能力，并且能够接收到“上面”的命令和忠诚地执行这些命令，例如什么时候开始工作什么时候停止工作。因此，这个指挥者一定有着自身的复杂结构，但是我们至今并没有找到它，以至我们可以说它并不存在。
看来我们又回到一个老问题上了，即是否存在没有相应结构的功能。或许我们对结构的理解过于单纯和机械，总以为没有大脑便不能思考，所以没有指挥者便不可能使各个成员协调工作。其实我们身体上有无穷的细胞，我们的大脑并不能控制这些细胞的活动，它们很快乐，我们实在不必多操这份心（这是一个非常复杂的问题，涉及到不同层次结构的通信问题。事实上，我们体内的每一个细胞，都是一个生物或一个生命体，对它们来说，人体实际上是一个广阔的环境，而且是一个很不错的生存场所。不过，当它们犯错误时，有可能遭到化学武器、机械武器、高能武器的惩罚）。
对于人类来说，特别关心结构的功能问题。因为人之所以成为人，正是用身外之物来改造自己的结果，其他生物却靠自己肉体结构的变化来增加自己的生存能力（少数动物也开始使用身外之物），而肉体结构的变化是非常缓慢的。但是，人在关心或追求结构的功能时，往往忽略了结构的效应是多方面的，而且常常是不以人的意志为转移的。
云母屏风烛影深，长河渐落晓星沉；
嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。
嫦娥偷吃长生不老药飞到月宫，这究竟是好事还是坏事，唐代诗人李商隐的诗句，究竟是同情还是嫉妒？
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