一个堪比“DNA双螺旋结构”的发现,生命的稳定在于“非对称性”

老胡懂点星 2025-04-23 15:46:14

马普学会的一组物理学家,最近在《Physical Review Letters》上给出了一个突破性结论:非对称分子作用,可能才是生物系统稳定存在的关键。

核心在于四个字:非互惠性(non-reciprocity)。

在传统的被动体系中,分子的吸引与排斥是对称的,最终会形成一种平衡态。这是物理学里最“舒服”的局面,一切向稳定看齐。但生命显然不是这样。

研究人员构建了一个模型系统,引入了非互惠作用:一个分子吸引另一个,而另一个却排斥它。这不是偶然,这是刻意“打破”平衡。

结果令人惊讶。这种不对等的相互作用,并没有让系统崩溃,反而增强了整体稳定性,还能自发地产生不同的活动态,比如不靠膜结构区隔却高度有序的“分子凝聚体”,或者细胞内那种类似“旅行波”的信号传递。

简单说,就是:不对等,反而让生命有了结构。

这和宏观世界的经验完全相反。

公司、社会、国家,我们总是强调互惠、对等、公平。但到了细胞层级,却可能是“你拉我、我推你”的模式维持了系统秩序。

为什么?

因为对称的系统一旦受到扰动,容易陷入僵化。而非对称机制下,扰动成了一种调节的机会。系统不需要重建,只需重新调整“吸引-排斥”的配比,就能跳跃到另一种活动态。

这解释了为什么活细胞能快速响应环境、维持多稳态、甚至在缺乏膜隔离的前提下组织复杂功能。稳定,不靠封闭,而靠动态的非均衡。

这不是第一次有人提到非互惠作用。但以往大多局限在理论推导或者合成材料系统里。这一次,研究团队把它带进了“活的物质”世界,证明了生命复杂性背后的一个可能源头。

这听上去近乎悖论,但物理规律本就如此。非平衡系统才能做工,正如发动机必须有热差,生命也必须有流动、有不对称。

这个观点的爆炸性,不输DNA双螺旋当年的震撼。它让我们看见另一条理解生命路径的可能:从传统的“化学规则”跳跃到“物理结构”,从分子成分转向分子行为。

而这场跳跃,靠的是那一句:非对称,才稳定。

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老胡懂点星

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