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信息熵与信息医学

李庄  
【摘要】:传统医学,关注的主要是人体中的物质、能量系统。认为生命最基本的特征是机体与环境以及机体内部物质和能量的交换、转变,是物质代谢和能量代谢。这种认识的局限性,随着生命科学的发展,已揭示出生命体还存在另一种特殊的代谢过程——调节控制物质与能量代谢以及生理反应与生长发育的细胞信号系统——"信息代谢"。其实,客观实在就是直接存在的物质(质量和能量)世界和间接存在的信息世界。信息虽然不是物质,但它来源于物质状态和结构的外显,并可以脱离物质而相对独立地存在。信息也不是能量,但与能量息息相关,传输处理信息需要能量但并不是由能量来决定。物质守恒,能量守恒,信息不守恒,这就是信息世界。人体经历了30多亿年的演化,已经承载着历史进化的信息——结构出现、生长发育等程序,创生了特定的信息模式,或称为信息编码网络模式。今天,人体完全可视为具有特定结构和状态的各种信息体。DNA双螺旋是信息体、肽链即氨基酸序列是信息体,蛋白质是信息体,细胞是信息体,神经元是信息体,人脑是信息体……基于以上考虑,在人体中信息源、载体(信道)、信宿也已是一个相对的概念。信息医学中强调信息思维。在人体系统的研究中,把环境信息作用下系统的要素、结构关系、整体性质的涌现构建,以及系统的发展演化过程,是作为信息编码模式的出现、存在的进化过程,也以此来把握系统的本质规律。所以与传统思维有很大的区别。这种思维,已经把质量、能量活动退居为信息之后,把信息的自组织,信息流的调控规律,以及信息的量度提高到很重要、很本质性的高度来认识。上世纪40年代,诺贝尔物理奖得主薛定谔就首次深刻地指出:"生命的基本问题是信息问题"。随着"三论"的出现、发展,生物信息过程中遗传信息流、神经—激素信息流,以及受控于前者的代谢信息流,得到了广泛的研究,还出现了很多的信息治疗的仪器。不过,今天的信息医学主要还是定位于生命大分子(核酸、蛋白质……)层次上细胞的信息和调控上,因为人类的疾病都直接或间接地与基因和细胞信号传导有关,在一定意义上,可以说基因和细胞是疾病之源。总之,信息医学的一个特点是把基因、细胞(蛋白质)作为研究疾病机制的关键,同时认为药物是基于对信息的表达和调控的起作用来达到治疗的目的。

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