作者說,達爾文在19世紀中葉建立了生物進化論以後,仍然沒有使生命起源的問題得到很好的解決。恩格斯在19世紀70年代曾經預言:“生命的起源必然是通過化學的途徑實現的。”50年代誕生了分子生物學以後,人們又在模擬原始地球的條件下,在實驗室合成了構成生命的基礎有機物——蛋白質和核酸。但是,在理解核酸和蛋白質的關係上,又遇到了新的困難,這就是“先有核酸還是先有蛋白質”的問題,或者更抽象地說即“先有信息還是先有功能”的問題。這使人想起了古老的“蛋、雞”之爭。超循理論探討了這一問題。作者指出,在生物信息起源上的這種“在先”,不是指時間順序,而是指因果關係;事實上,提出“在先”的問題,不是提出了一個科學問題,而是一個偽問題。這裏有一種雙向的因果關係,或者說是一種互為因果的封閉圈。核酸和蛋白質的相互作用,相當於“封閉圈”即“循環”的一個複雜的等級組織。從反應循環,到催化循環,再到超循環就構成了一個從低級到高級的循環組織。
超循環理論的提出,也是對生物學中多樣性和統一性關係深入思考的結果。地球上的生物有數百萬種之多,其形態結構、生理機製和生態習性各異,因而存在著多樣性。然而,在它們的細胞中又隻有一種基本的分子機構,即普適的遺傳密碼以及基本一致的翻譯機構和一種大分子屬性,其中翻譯過程的實現又要求數百種分子的配合,因而又存在著統一性。作者指出,這種統一性很難想像是一下子形成的,除非是一次巨大的創世行動的結果。他認為,在生命起源和發展中的化學進化階段和生物學進化階段之間,有一個分子自組織過程。
在分子自組織進化階段,既要產生、保持和積累信息,又要能選擇、複製和進化,從而形成統一的細胞機構,因此這個自組織過程隻有采取超循環的組織形式。
作者認為,超循環組織和一般的自組織一樣,它必定起源於隨機過程,開始於隨機事件,但是,隻要條件具備,它的出現雖然不是決定論的,但卻是不可避免的。在超循環自組織過程中,也包含了許多隨機事件,但是,這些隨機效應能反饋它們的起點,使得它們本身變成某種放大作用的原因。經過因果的多重循環、自我複製和選擇,功能不斷完善,信息不斷積累,從而向有序的宏觀組織進化。他認為,“上帝不擲骰子”和“絕對偶然”的觀點在此都是不正確的。
作者指出,達爾文自然選擇原理不僅是生物學進化的原理,而且也是研究超循環自組織的指導性原理。達爾文原理強調“物競天擇,適者生存”,作者在對超循環的研究中指出,不僅“生存競爭”、“空間隔離”是重要的,而且“協同作用”、“整合作用”同樣是重要的。超循環組織,作為一個遠離平衡的開放係統,既競爭又協同,既隔離又整合,從而選擇和進化。因此,作者的超循環理論在分子水平上把競爭和協同結合起來,發展了達爾文原理。
作者強調,他之所以提出超循環理論,是想把物理學普遍原理推廣到生物學並與生物學成果相結合,對經驗事實進行抽象,從現存中追蹤曆史的遺跡,從而用模型反映現實的結果。正是在建立抽象模型的基礎上,他運用了包括非線性微分方程、概率論、博奕論、不動點分析等數學工具對模型進行了定量的處理,從而得出定量的、規律性的富有意義的結果。作者提出的超循環理論,雖然有一定的實驗事實支持,但還有待於進一步改進和完善。他希望他的理論能夠“激起……進行新的實驗,從而有助於更深刻地理解作為‘自然規則’的生命以及生命的起源”。
作者還特別指出,在神經組織和社會組織中,也存在超循環的組織形式,超循環理論的許多結論,不僅具有自然科學意義,而且具有社會科學意義。
他指出任何其他種類組織,諸如僅有空間隔離的組織或者非循環網絡,都不可能同時滿足如下3個條件:1、為保存它們的信息,要在每一自複製體的野生型分布中保持競爭;2、允許幾種(除了競爭的)實體及其突變體分布共存;3、把這些實體統一成某個相幹的進化單元,其中每一個體的優勢都能夠被所有成員加以利用,而且這個單元在此作為一個整體,在與任何可選擇的組分單元的激烈競爭中都得以繼續存在。
超循環可以當作一類特殊的反應網絡加以分析,因為它們表現出“規則的”行為。所以在第二部分中進行了這種一般的分析。它們表現出獨特的、其他類型耦合不具備的性質,從而可作為“抽象的超循環”加以統一處理。對這題材作如此解釋表明它是一種很好的描述。