古语有云:失之毫厘,谬以千里。千里之堤,以蝼蚁之穴溃;百尺之室,以突隙之烟焚。有一首翻译的英文诗写道:钉子缺,蹄铁卸;蹄铁卸,战马蹶;战马蹶,骑士绝;骑士绝,战事折;战事折,国家灭。
在生命科学领域,蝴蝶效应同样无处不在。例如细胞因子风暴,某次微小的感染激活了若干细胞因子,随之造成了免疫反应过度激活,可能引发炎症或器官衰竭。
例如癌基因突变,某次单个基因位点的突变,在经过数次细胞传代后,会发生不同的结局,具体请参见The butterfly effect in cancer: A single base mutation can remodelthe cell, PNAS, 2015, 112(4):1131-1136。
例如心脏节律性地跳动,正常人的心脏不是完美的振荡器,而是一个混沌系统,Babloyantz A, Destexhe A . Is the normal heart a periodic oscillator? [ J] . Biol Cybern , 1988 , 58 : 203。有专家已经申请了发明专利:一种基于ECG 混沌模型的混沌起搏器控制方法,专利号201210184928.0。
例如病毒感染动力学,病毒感染后,病毒和细胞数量的平衡点和周期波动都可能出现。同时随着时滞的增加,稳定点被突破,并最终导致混沌模式的出现,具体参见博士学位论文,王开发,病毒感染动力学模型分析,2007年,西南大学。
那么,蝴蝶效应、混沌理论与生命科学、医学还会发生哪些故事呢?敬请持续关注我的博客和微信公众号:“非线性科学与医学沙龙”。