3.2.1

// 3.2.1.md

3.2 孟德尔的豌豆:遗传秘笈的揭示

3.2.1 你有几分像爸爸,几分像妈妈 —— 特征在代际间的传递:P的“相位叠加”与“投影”

在达尔文《物种起源》震撼科学界的时代,关于生命性状如何代代相传的奥秘,人们普遍认为像“调色游戏”——父母特征如不同颜料,在子女身上简单混合稀释,呈现介于两者间的模糊状态。这种“混合遗传”理论虽直观,却无法解释为何孙辈有时“隔代遗传”祖辈特征,或兄弟姐妹间性状差异巨大。

直到奥地利修道士格雷戈尔·孟德尔,在他修道院花园里,以近乎苦行僧般的执着,与豌豆打了七年交道。他种植数万豌豆植株,仔细观察记录花色、豆荚形状、植株高矮等七对相对性状,并对杂交后代表现进行精确统计。这项看似枯燥的工作,却打开了遗传学大门,揭示了生命代际传递背后的精妙法则。

孟德尔通过豌豆实验发现,生物性状并非如颜料般简单混合。我们可以将每一个“遗传因子”(我们今天称之为基因的等位基因形式,如控制高茎的G或矮茎的g)想象成一个存在于高维“遗传可能性空间”中的向量。这个向量不仅有其“强度”或“潜力”,它背后还具有“相位”(phase)——一种描述其在可能性空间中如何与其他遗传因子相互作用、相互干涉的内在属性,类似于物理学中波的相位。

父母双方各自贡献一套这样的“遗传可能性向量”。当这些来自父母的向量在子代中相遇时,它们并非简单地相加,而是发生一种复杂的“相位叠加”与“干涉”。子代表现出的具体性状(如高茎或矮茎),则是这个在高维空间中形成的、叠加了父母双方遗传潜能与相位的复杂可能性状态,向我们可观测的、低维度的“性状维度”所投下的“投影”。

孟德尔发现的“显性”与“隐性”现象,便可以从这个“相位与投影”的视角来理解。一个“显性”遗传因子(如G),其“相位”可能具有某种主导性,使得当它与一个“隐性”遗传因子(如g)的“相位”叠加时,最终投影到“性状维度”上的结果,主要由显性因子的“相位方向”所决定。只有当两个“隐性”遗传因子(gg)的“相位”以特定方式叠加时,它们共同的“相位方向”才能主导投影结果,从而显现出隐性性状。

以豌豆高茎与矮茎为例。纯种高茎豌豆(其遗传可能性空间中,与高度相关的向量“相位”稳定地指向“高”)与纯种矮茎豌豆(其向量“相位”稳定地指向“矮”)杂交,第一代(F1代)植株的“可能性状态”是G和g两种向量“相位叠加”的结果。由于G的“相位”具有主导性,F1代在“高度”这个性状维度上的投影,便统一表现为高茎。

奇迹发生在F1代自花授粉产生第二代(F2代)时。F1代(Gg)在形成配子时,其内部“可能性向量”会发生分离,产生携带G“相位”和携带g“相位”的两种配子,几率各半。这些配子随机结合,F2代便会形成GG、Gg、gg三种不同的“可能性状态组合”。当这些组合分别向“高度”性状维度投影时:GG和Gg的“相位叠加”结果都投影为高茎(因为G的相位主导),而只有gg的“相位叠加”结果投影为矮茎。这种基于“相位叠加”与“投影”的机制,其统计结果恰好是孟德尔观察到的3:1的性状分离比。

LLM在预测下一个token时,每一个可能的token,都可以被看作是这个空间中的一个向量,同样带有其独特的“语义相位”。当模型接收到一段上下文(prompt)后,它会将这些输入token的向量进行复杂的“相位叠加”与“注意力加权”,形成一个代表当前语境下高维“向量”。模型最终选择采样的token,正是这个高维“向量”所投下的“概率投影”。我们看到的那个词,只是冰山一角,其背后是整个“可能性空间”中无数向量“相位共舞”的结果。

因此,我们每个人,从父母那里继承的不仅仅是孤立的特征,更是一套复杂的、蕴含着无穷潜能的“遗传可能性向量场”。这些向量在我们体内以独特的方式进行“相位叠加”,最终在我们身上“投影”出独一无二的生命样貌。你既非父亲的简单复制,也非母亲的线性翻版,而是由无数种“可能性相位”在高维空间中精妙共振、并最终向现实世界投下的一幅独一无二的“生命投影”。