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为何美中关系如新冠炎症风暴一般濒临失控?

The following article is from 北美新药科普历史网 Author 项西行

当前之美中关系面临破局,如果用一个控制论的概念来解释,那就是“负反馈”机制消失


1950年控制论大师维纳在其名著《控制论:或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》中提出:生物和社会的很多复杂现象,都是由大量纵横交错的反馈控制回路来控制的。反馈分为两种,正反馈和负反馈。举一个例子,当前中美关系断崖式的崩溃,就是正反馈达到极致的一个明证。

美中关系在新冠疫情之前就经历了贸易战的考验,在华为和知识产权问题上的交锋,相互的反感达到了一定程度。疫情之后,这种对立情绪又从骂战互相甩锅开始,逐渐扩散到了向来重视面子和大局的外交领域:

最开始是美国驻华外交人员在返华过程中,由于在病毒测试和隔离问题上和中国谈不拢,迟迟无法返回工作岗位;

然后美国悍然升级,忽然要求中方3天内关闭驻休斯顿领事馆;

中方立即报复,关闭美国驻成都领事馆;

有人估计美国下一个目标可能就是中国驻旧金山领事馆了......

两国在对方的领事馆数目不是无限的,这么你来我往地怼下去,难道要在外交上降级,从大使级降到代办级?此外还有台湾牌,南海牌,从外交纠纷可以升级到海空的擦枪走火,再升级到全面的军事对抗和冲突......这个画面对于两个核大国来说,那简直就是美得不敢想象。

这样,甲方出牌,招来了乙方的报复,进一步强化了甲方的复仇心态,然后再次出手,招致对方更猛烈的还击......如此,每一步动作所招致的结果回馈给攻击方,都在强化下一步出手的力度,这样以牙还牙的恶性循环,最后导致一个一拍两散的双输结局,反而产生了大变局之后的浴火重生,给各方势力一个重新洗牌的新局面,这就是控制论中所说的“正反馈”,这个“正”和不是正能量的“正”。

在国际关系甚至战争中,这样互相叫板导致最终同归于尽的正反馈,是一种悲剧。但是在生物学中,通过正反馈达到反应极致的机理,有其必要的生理功能。一个最明显的例子就是女人生孩子。

生物进化论决定了,哺乳动物用体内的子宫孕育下一代,是最有进化优势的传宗接代方式。但是如何把子代从母体中分离就成了一个最大的难题,特别是人类有一个聪明发达的大脑壳,而女性的产道又相对的狭窄。所以灵长类就不得不进化出一套非常强悍的催产途径来应对:

随着胎儿的成熟,他们不断增大的脑袋对子宫形成持续的压力,这个压力感传递到下丘脑,引发其分泌催产素,这种激素进一步加强了子宫肌肉的收缩,更大的压力刺激下丘脑生产更多的催产素。如此一波一波的宫缩反应 ,一开弓就没有回头箭直到顶峰,能把孕妇疼死,但也确保了婴儿的艰难出生。

这是一种确保了物种延续的正反馈机制。

生物正反馈的另一个例子,就是人体免疫系统对入侵病毒的攻击。新冠病毒在入侵宿主肺泡细胞后,它的部分蛋白残体会被一种免疫细胞(T细胞)的表面受体分子(TCR)所感知,然后TCR分子和胞内一种叫ERK的信号蛋白会被磷酸化(磷酸,是传递生命信号的一种主要介质物质)。粘贴在ERK蛋白上的磷酸分子,就仿佛电器开关一样打开了分子的活性,并激活了更多下游信号的磷酸化,最后造成了大量白介素和干扰素这样细胞因子的基因表达被开放。最后,这些细胞因子能够诱导更多免疫细胞来到病灶,检测到更多了病毒,激活更多了ERK 分子,分泌更多的细胞因子,吸引更多的免疫细胞前来参战......

免疫系统消灭病毒的过程,是一个你死我活的过程,所以需要这样一个促进效应最大化的正反馈途径。

但是,大国外交不是生孩子这样的一锤子买卖,也不是免疫系统一方彻底消灭入侵病原的零和游戏。这种竞相加码儿冤冤相报的正反馈,往往破坏了国际政治角力中的平衡。

也许有人会问,难道没有“正能量”的正反馈机制吗,古语云“你敬我一尺我还你一丈”,也就是说任何一方释放一点善意,也许能得到对方感恩的加倍回报,如此礼尚往来,岂不最终就能达到世界大同了?

遗憾的是,这只是一种美好的想象和编造。近年来不少权威研究发现,在所有哺乳动物里,人类所处的灵长类是最易怒,对同类最有攻击性也是最暴力的一个种群。我们对挑衅信号的报复本能,要远远超过对善意表达的良性回应。这大概也解释了近10年来,社交媒体的流行,并没有因为去除了交流的障碍而促进人类的互相理解与团结,反而是加剧了分裂,对立甚至仇恨。


所以不能奢望人类之间相互挥舞橄榄枝为主流,特别是意识形态和文化差异极大的国家。

国际关系是一个牵一发而动全身的微妙平衡,如果再举一个生物医学例子的话,有点像人体内的血糖水平的精细调控。当血液血糖含量上升的时候,胰脏里的胰岛细胞会感受到这个变化,然后分泌胰岛素,指挥人体细胞开动细胞表面的葡萄糖转运子,把血浆中多余的葡萄糖吸入胞内;同时命令肝脏开始用血糖为原料合成糖原储存起来,就像一个蓄洪水库一样。

胰岛素这种应高血糖的刺激而分泌,然后又抑制血糖水平的调控机制,叫做“负反馈”。推广到社会科学,这种机制在处理外交关系的时候是必不可少的一个环节。

拿美中关系来说,如果政治上的互相叫板是一个正反馈渠道的话,那么经济合作和文化交流就应该成为负反馈机制。一旦政治和军事上的对峙和挑衅超出了一定的极限,经贸机制应该自动介入,对主动挑衅和过界的一方进行警示甚至是台面之下的惩戒,迫使他们回到原点,有点像人体血糖水平,虽然在餐前餐后起伏波动,但是在胰岛素这根杠杆四两拨千斤的微调下,就不会出大差错。

正如维纳在《控制论》中所指出的那样,世界复杂现象的构成,少不了正反馈与负反馈两条线的相辅相成和此起彼落。就拿我们现在最熟悉的新冠病毒来说,免疫系统在正反馈下有效激活,最大程度地攻击病毒,固然是战胜病毒关键的一步,但如果单有正反馈的火上浇油而无负反馈警告大家点到为止,免疫反应就会扩大化成为“炎症风暴”(Cytokine Storm),对自体器官发动无差别的进攻。 

我们在前文提到,病原体组分对T细胞的刺激,可以激活细胞内一系列“激酶”的活性,比如占据免疫信号传导核心地位的ERK。这些激酶的功能是把磷酸基团粘贴到下游信号蛋白分子上,就像是打开分子活性开关的钥匙一样,让免疫激活的信号进一步向下传递,逐级放大。

除了这样的正反馈,免疫应答中也存在精细的负反馈机制。比如,T细胞的表面受体也能感知到附近自体组织的存在,这种分子相互作用,其性质和病原分子与免疫系统之间激烈的互动颇为不同,它能够激活一种叫做SHP-1的磷酸酶的活性。这种磷酸酶的功能和正反馈中的激酶活性相反,它能把高活性蛋白分子上的磷酸分子给拿下来。


这就相当于发炎过程中,自体组织在对免疫系统发出口令:自己人!于是免疫系统就动用SHP-1这个负反馈信号,把在正反馈中被动员出来的信号大军给脱了一遍敏,就减少了免疫抗病毒中机体自相残杀的现象。

由于某些未知的原因,在新冠病毒感染引发的严重肺炎和器官衰竭中,免疫应答的负反馈的机制失效了,造成了炎症因子泛滥成灾,免疫细胞大开杀戒。也正是这个原因,地塞米松(Dexamethasone)这种有抑制炎症反应功效的皮质类固醇,能把重症插管患者的死亡率从41%降低到29%。

最后再回到国际关系。目前,“中美脱钩”,“产业链分离”这样的说法很流行,对于站在政治光谱两极的人士来说,也很痛快很解气。只是不要忘了我们处于一个核时代,两个核大国之间的彻底“脱钩”,也就意味着他们之间失去了任何相互对话相互制衡的“负反馈”机制,剩下的只有把矛盾放大激化的“正反馈”了。

我们已经看到,在免疫应答中,哪怕在负反馈途径完整无缺的条件下,一种全新而狡猾的病毒依然可以让整个体系翻车,那么在同样凶险的国际关系中,大国间负反馈机制这样一个重要的避险方式,被意气用事的政客们人为地除掉了,这又岂能是世界和平之福呢?

参考资料:

Tuning the immune system: competing positive and negative feedback loops

https://www.nature.com/articles/ni0303-210.pdf

TCR ligand discrimination is enforced by competing ERK positive and SHP-1 negative feedback pathways

https://www.nature.com/articles/ni895

The phylogenetic roots of human lethal violence

https://www.nature.com/articles/nature19758

Dexamethasone in Hospitalized Patients with Covid-19 — Preliminary Report

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2021436



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