诺奖,可能在中国发酵食品产生吗?(下篇)

来源: 企业家日报网 时间: 2023-03-02 作者: 李后强

作者:李后强(四川省委省政府决策咨询委员会副主任,成都市社科联主席,四川省酒类流通协会名誉会长,振兴川酒首席经济学家、发展战略顾问)

从微生物的哲学观看白酒

“微生物社会行为学”是涉及众多学科领域的交叉横断科学,核心概念是非线性、适应性、约束性、序参量、自组织、差异协同等,最高境界是系统哲学。让科学家惊讶不已的是,微生物可以操作人体大脑!

科学家John F. Cryan等发现微生物群和社会大脑之间有重要关系。他们指出,肠道微生物群与中枢神经系统之间存在“微生物-肠-脑轴”的双向通路,可以通过这些途径向大脑发出信号,影响动物的社会行为。

实际上,肠道微生物大部分是有益菌,可以间接影响人类的大脑活动,与人的睡眠、记忆、焦虑、抑郁症等都有很大关联。从微生物角度看,人与人之间的差别不是体现在基因上而是在微生物数量和种类上。

人体内的微生物细胞数量远远超过人体自身细胞数量,比例大约为10:1。从遗传角度看,人类所继承的基因99%都是微生物的基因,多么有趣!

(图来自John F. Cryan团队的论文)

(图来自John F. Cryan团队的论文)

(图来自John F. Cryan团队的论文) (图来自John F. Cryan团队的论文)

对于由微生物制造的中国发酵食品尤其是白酒,世界或者国际社会的认知十分有限。人们普遍认为,中国发酵食品还处于“无人区”“处女地”,是国际食品界的“哥德巴赫猜想”或者“黎曼猜想”,存在多个诺贝尔奖级难题。

在人类历史上,有几个勇敢的探险者,在复杂系统研究中获得诺贝尔奖,如威尔逊(Wilson, K. G,1982年获诺贝尔物理奖)、普利高津(I.llyaPrigogin,1977年获诺贝尔化学奖)等。特别是2021年诺贝尔物理学奖,授予研究复杂系统的三位科学家以表彰他们“对我们理解复杂系统的开创性贡献”,他们分别是Syukuro Manabe、Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi。

在发酵食品研究上,行走从微观到宏观的路径,是西方人的思维方式。从宏观到微观,这是东方人的思维方式,就是行走从系统学、突变论、协同学到混沌学、分形学、孤波学等研究路径,对于探索发酵食品也许是可行之路。

由中国系统科学研究会和深圳市政府联合主办的国际系统科学与世界经济学术研讨会于1997年4月25日到27日在深圳召开。我作为会议执行主席之一有幸与协同学创始人哈肯(Hermann Haken)教授多次接触并探讨中国特色的复杂系统问题。

他说,中国人很聪明,在研究发酵食品和中医药机理等复杂问题方面有很大潜力和优势。哈肯的夫人也非常赞同这个观点,她说中国的发酵食品特别是白酒很好,要让世界分享。

当代著名系统哲学家、广义进化论专家拉兹洛(Ervin Laszlo)对我讲,“中医和发酵食品非常复杂,但中国科学家能够为世界提供路径和答案”。

可见,发酵食品的复杂性得到国际学术界的公认,最后答案也许出自中国人之手。

在目前认知水平下,我们主张从系统学和中医学的角度来研究发酵食品的功能与效应,因为我们对于微生物世界了解太少,尤其是对于微生物社会行为学知之更少。

(1997年4月25日作者李后强教授(右)与哈肯教授(左)在深圳合影)

(1997年4月25日作者李后强教授(右)与哈肯夫妇在深圳合影)

(1997年4月25日作者李后强教授(右)与拉兹洛教授(左)在深圳合影)

在微生物发酵系统研究中,涉及许多物理学、社会学、数学的定律与原理,几乎都是非线性问题。

比如,微生物之间有和谐共生关系,这是协同学研究的问题;发酵系统要开放,从无序到有序,这是耗散结构和自组织理论研究的问题;发酵系统发生瞬间重大变化,这是突变论研究的问题;微生物信号和能量传播,可能是孤波学(Soliton)研究的问题;微生物的分岔繁殖与集聚行为,是混沌和分形理论研究的问题。

同时,在近线性与非线性之间还有KAM定理(卡姆定理),可以由此思考过渡带和临界点问题;把复杂问题简单化,从多变量中提取主变量、从而抓住主要矛盾,这是威尔逊“重整化群”的方法等等。KAM定理说明了三维以上非线性系统的运动轨道出现混沌现象具有普遍性,揭示了决定论和随机论之间没有不可逾越的界线,这为微生物社会行为学研究如何突破难点指明了方向和路径。微生物世界普遍存在的是“差异协同”现象,而不是对立统一关系,这是乌杰、拉兹洛等创立的系统哲学的基本观点。

发酵系统的差异协同现象表明,微生物社会行为不是“零和博弈”,而具有自组织突现特征和整体优化特性,满足“最小作用量原理”,甚至存在“真、善、美”的价值取向。

(1997年4月27日作者李后强教授(站立左二)与乌杰(坐右一)、拉兹洛(坐中)、哈肯(坐左一)教授在深圳讨论系统科学问题)

在发酵系统研究中,目前可以借鉴“开放性与系统性的整体性”“非线性与自组织性的协同性”“适应性与生成性的突现性”等系统思维,这些观点形成了“复杂系统哲学”,为微生物社会行为学研究开启了一个新范式。

发酵食品的“蝴蝶效应”

发酵系统具有“蝴蝶效应”那样的对初始条件的极高敏感性,酒曲、温度、湿度等在局部范围内的微小波动经过非线性作用的放大,会使发酵系统产生巨大变化,产品质量甚至不可预测,这就检验操作者的技术水平和艺术高度。

哈肯在协同学中用“序参量”来揭示系统演化的自组织性,这对于研究微生物世界很有启发性。

哈肯把“序参量”看成是使复杂系统内部多种要素自发组织起来的“无形之手”,序参量来源于系统要素之间的协同作用,其产生是一种自发行为,是一种从微观元素到宏观整体的因果关系,这在科学层面为微生物社会行为学研究提供了有力的理论工具。

微生物发酵系统内部要素之间的非线性作用导致的复杂性、协同性、自组织性,为人们理解和把握微生物社会的行为提供了新的方法。对于微生物发酵系统而言,只有开放才能生存,非线性是有序之因,非平衡是有序之源,序参量是“上帝之手”!

研究微生物的社会行为,必须冲破学科界限的枷锁,探索和解答“整体可以大于部分之和”“由简单性生成整体性、适应性、复杂性、突现性”等难题,为微生物社会行为学的发展开启新大门。计算机模拟技术可以为科学家研究微生物复杂系统的动力学机制提供有效的支持和帮助。

微生物发酵实际上就是一种受约束的生成过程,每一个微生物都不能独善其身,必然具有广泛联系并身受制约。

要深入了解微生物世界,应该从“复杂系统哲学”“认知科学哲学”“心灵哲学”入手,充分发挥计算机模拟的神奇功能,结合“元宇宙”技术进展,对发酵系统的“适应性、突现性、依随性、因果网络、机制耦合”等重要概念进行重新审视和透彻揭示,找出本质特征和基本规律。

我们认为,对于微生物发酵系统的认识,已经从一般系统论上升到复杂系统哲学高度。这表明,在哲学明灯照耀下,微生物社会行为学正在不断丰富和发展,并稳步走向成熟与定型。


责任编辑:蒋莉

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