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突变 ，生活中孕育着的自然现象 ◆文 ／颜士州 海浪一次次拍打着海边的石块 ，使 石块一天天变小、变圆、变光滑 ，这些变 化都是缓慢的、连续的，人们把这种现象 叫做渐变。自然界和人类社会还有另一 种现象。比如 ，水热到 100oC会突然沸 腾 ；地壳运动积聚了一定的能量，会突然 爆发地震 ：人类社会在一定条件下会发 生经济危机、社会革命。这些都是突然的 变化，人们把这种现象叫做突变。 人类对渐变现象的认识比较早 ，英 国地质学家顿尔 ，用渐变的理论很好地 解释了地球表面的变化。英国生物学家 达尔文，也用渐变的理论很好地解释 了 生物的进化现象。但是对于突变现象，科 学家的认识则比较迟。最早重视突变作 用的是法国古生物学家居维叶，他曾经 说过 ：“微小 的作用力即使连续数百万 年，也不能产生阿尔卑斯山岩层的断裂 和倒转。”这个观点已经接触到了地壳运 动中出现的突变作用，可惜的是，他把这 种地壳运动的突变作用错误地认为是上 帝所创造的。 塔顶没有了)一直是稳定的。 平静 的局面；用 “经济收益”与 “人 口密 1972年 ，法国数学家雷内·托姆发表 突变理论广义地回答了为什么有的 度”的变化来解释古代某些城市的突然 了 《稳定结构与形态发生学》这部著作， 事物不变，有的渐变，有的则是突变。托 兴衰。 它标志着突变理论的正式、口]世。突变理 姆通过严密的数学推导证明了一个重要 突变理论还具有重要的现实意义。 论的基本思想是从稳定结构的研究开始 的数学定理：当那些导致突变的连续变 全世界每年约有 400艘海难沉船 ，船舶 的。事物在质变过程中，如果经历的中间 化因素少于4个时，自然界形形色色的 的稳定性对航海的安全事关重大。通过 过渡态是不稳定的，那么，它就是突变过 突变过程都可以用几种最基本的数学模 研究船舶稳定性的突变现象，发现当船 程；如果 中间过渡态是稳定的，那么，它 型来把握。这几种最基本的突变是，折叠 舶超载或处于海浪的波峰时，船舶倾覆 就是渐变过程。让我们用 取“积木使塔倒 型、尖点型、燕尾型、蝴蝶型、椭圆型、抛 可能性的突然增加是由燕尾型突变引起 塌”的实验来说明这个道理。 物型。当作为突变原因的连续变化因素 的。这项研究为船舶设计、海难预防提供 首先，用积木搭成一座高高的宝塔 ， 为2个时，引起的突变是最简单的尖点 了科学依据。 然后一块一块地取走积木，开始时并不影 型突变。 癌变也是一种突变现象。研究这个 响宝塔直立在那儿，但是，如果从塔的支 从理论上看，我们在这里说到的突 过程 ，将有可能找到避免或减少癌变、延 柱底下取走一块积木以后，塔就变得不稳 变理论太复杂、太抽象了。其实，也许我 长癌症患者寿命的途径。 了，甚至会 “哗啦”一声整个倒塌。这一刹 们并没有意识到，日常所遇到的许多生 目前 ，科学家对突变的研究仅仅处 那出现的倒塌现象就是突变现象。因为取 活现象和社会现象就孕育着突变。就拿 于只知其然而不知其所 以然的初级阶 走宝塔底下的积木，就动摇了整座宝塔赖 那最简单的尖点突变来说，可以指动物 段，只能用突变理论来解释大量突变现 以高高耸起的形状 稳“定性”。反过来，如 在愤怒、恐惧两种因素控制下表现出来 象，用类比方法预见突变的发生，而还没 果人们只是一块块从塔顶取走积木，即使 的攻击和逃跑行为 ；可以用 “战争代价” 有办法来控制突变，还不能把握突变发 组成宝塔的积木全部被取光，塔从有到无 和 “威胁”的变化来解释国家在战争与和 生时的 “度”。这些正是科学家们准备攻 发生了质变，也不会出现突然倒塌的现 平之间的抉择 ；用犯人的 “紧张心理”和 克的问题。 象，这是因为这个过程中的过渡态 (即使 孤“独感”的变化来解释监狱中的暴乱与 30l 珊u。