谁读过《人生的临界点》这本书？跟我说说。
(华东师范大学张沁源2005年6月65438+10月65438+9月)
第一，常识空间之外的物理科学
深入到宏观和微观的极端。
20世纪科学取得了巨大的成就。就对物质能级及其基本运动规律的认识而言，涉及到物质系统的以下五个能级:一是原子和分子能级；第二，核层面；第三，夸克层次；第四，轻子级；第五，宇宙层面。前四个层次可以归为微观系统。第五层次可以和地球上的天体、行星、恒星一起归为宏观系统。
虽然在19世纪就初步了解了原子和分子水平，但直到20世纪，特别是量子力学诞生的20世纪20年代以后，原子和分子水平的研究才涉及到物理、化学、生物学等多个学科，如量子化学、分子生物学、凝聚态物理等。
以居里夫人为首的科学家研究了物质的放射性，使人们认识了物质的另一个层次——原子核。原子核是由中子和质子组成的系统，中子和质子通过强相互作用紧密结合形成原子核。对原子核的研究使人们获得了一种新的能源——核能，并成功建造了核反应堆，实现了核能的和平利用。
夸克层次在20世纪60年代被发现和研究。科学家发现，夸克是比中子、质子等粒子更基本的粒子，中子、质子等粒子都是由夸克构成的。此后，科学家利用极高能量的加速器发现了六种夸克。夸克层次遵循量子色动力学描述的规律。
轻子能级的研究早于夸克能级的研究。最初的天体主要是光子和电子，后来发现了μ子和τ-中子及其对应的三种中微子，即电子中微子、μ子中微子和τ-中微子。1956年，杨振宁和李政道在轻子层次发现宇称不守恒，10年后，Weinberg等科学家建立了描述轻子运动规律的电弱统一理论。
宇宙层面的研究是基于广义相对论和天文观测，如河外星系谱线的红移和3K微波的背景辐射。河外星系谱线的红移和哈勃定律表明宇宙正在膨胀；k微波背景辐射表明宇宙早期处于高温高密度状态，宇宙诞生于大爆炸。如今，广义相对论预言的黑洞也已经被观测间接证实。
以上五个物位的空间跨度从最小10-19米到最大1017米(约1017米)，相差1036倍。然而，这五个物质层面的本质区别并不在于它们的空间范围。在原子和分子层面，最重要的是电磁相互作用；在原子核和夸克的层次上，最重要的是强弱相互作用；在轻子水平，最重要的是弱电磁相互作用。正是通过对这五个物质层面的研究，人们认识到自然界中四种基本的互动形式。
在宇宙层面，1917年，爱因斯坦发表了题为《基于广义相对论的宇宙学考察》的论文，在理论上开创了宇宙作为物理整体的研究，成为现代宇宙学诞生的标志性文献。1946年，美籍俄罗斯物理学家加莫夫首次将广义相对论与原子核理论联系起来。探索宇宙膨胀的起源和宇宙中元素的丰度，提出大爆炸的宇宙学模型。1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现的3K微波背景辐射成为大爆炸宇宙学模型最有力的支持。此后，宇宙大爆炸的宇宙学模型成为宇宙学理论研究的主流，因此被称为标准宇宙学模型。20世纪80年代，基于大爆炸的宇宙学模型，提出了描述极早期宇宙的爆炸。
1989年，美国发射了“宇宙背景探测器”COBE.1990。第一批发回的探测数据显示，微波背景辐射与2.730K的理论曲线匹配度为99.75%。COBE卫星在1992年探测到的背景辐射的不均匀性符合热爆炸宇宙学模型所要求的极早期爆发。
根据大爆炸的宇宙学模型，我们已经满怀信心地解释了宇宙的结构、运动和演化。宇宙具有均匀各向同性的结构，宇宙整体在膨胀。宇宙起源于高温高密度，每个空间点都在经历大爆炸(没有中心)。从BIGBANG那一刻开始，宇宙开始膨胀，随着膨胀，宇宙密度降低。宇宙温度下降。在大爆炸后的第一百秒，温度下降到1000亿摄氏度。宇宙中有电子、正电子、中微子、光子、少量质子、中子等基本粒子，每6543800亿个光子(或电子、正电子或中微子)对应一个质子或中子。大爆炸后180秒，温度下降到100亿摄氏度，质子和中子结合成氦核。宇宙大爆炸后的70万年，温度下降到4000摄氏度，电子和原子核结合形成原子，后来形成星系和恒星。今天是宇宙大爆炸后15亿年，气温低于-270摄氏度(3K)。
那么宇宙的未来会是怎样的呢？这取决于宇宙目前的物质密度。如果物质密度等于或小于一个临界密度，宇宙将永远膨胀。如果物质的密度大于这个临界密度，宇宙的膨胀就会逐渐减缓，从膨胀变为收缩，最终回到大爆炸时那样的高温高密度状态。1998年，科学家发现宇宙正在加速膨胀，而且似乎宇宙很可能永远膨胀下去，宇宙的演化是无止境的。
统一之路
沿着相对论和量子力学指引的道路，20世纪上半叶，人们开始寻找更高层次的统一，即自然力的统一或相互作用的统一。迄今为止，只发现了四种自然力，即强力、电磁力、弱力和引力。这四种力或相互作用在强度和力的范围上有很大的不同。乍一看，似乎没有统一的依据。但是，背后真的没有统一的机制吗？爱因斯坦不这么认为。他认为追求自然的统一不仅是科学家的神圣职责，也是科学家的能力。他说，“我们真的有希望找到一条正确的道路吗？不仅如此，这条正确的道路除了是我们的幻想之外，还有空间吗？我们能希望经验引导我们走上这条正确的道路吗？如果有理论(如经典力学)可以在很大程度上对经验做出正确的判断，但不追根溯源，我可以毫不犹豫地回答，在我看来，确实有一条正确的道路，我们有能力找到它。”事实上，爱因斯坦从创立广义相对论开始，就一直致力于电磁相互作用和引力相互作用的统一。虽然没有成功，但他始终相信，将来会有人继续他未竟的事业。
在爱因斯坦去世的那一年(1955)，杨振宁创立了规范对称理论。根据规范对称理论，强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用都受规范对称原理支配。因为这四种相互作用对应四种力，杨振宁称之为对称优势。因为所有四种相互作用都受规范对称性支配，所以有四种相互作用。
1969年，Weinberg和Salam在规范对称理论的基础上率先实现了弱相互作用和电磁相互作用的统一。弱电统一理论有一个重要的预言，就是在弱相互作用和电磁相互作用的基本粒子反应中，比如电子和中微子的散射过程中，应该有一个中性流。中性流是Z等中性粒子形成的粒子流，除了中性流，还有W和W传输的带电电流，W，W，Z都是规范粒子。1982年，西欧中心的一个实验小组用计算机在一台质子-反质子对撞机上筛选了140000个碰撞案例。最后，找到了五个例子来证实W粒子的产生。1983年，西欧中心又发现了6个Z粒子的例子。实验中测得的这三种粒子的质量与理论完全一致。弱电统一理论得到实验证实。温伯格和萨拉姆1979获得诺贝尔物理学奖。
弱电统一的成功增加了统一所有四种相互作用的信心。20世纪70年代，建立了以SU(5)群数学为基础的统一强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的理论，称为SU(5)大统一理论。
苏(5)大统一理论可以解释现有的对强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用的理解，但其两个重要的预言质子衰变和磁单极子的存在并没有得到实验证实。目前实验给出的质子寿命几乎是无限长的，因为质子的半衰期大于6543.8亿年，但在大统一理论中，质子的半衰期小于65438+10亿年。至于磁单极子，没人见过，因为磁南极总是伴随着磁北极。虽然著名物理学家狄拉克提出了1937可能存在磁单极子的假设，但人们并没有认真对待。现在大统一理论又提出了磁单极子存在的假设，导致很多实验室试图寻找，但是至今为止。
尽管今天大统一理论仍有许多困难，但许多科学家并不认为我们应该放弃统一的想法。比如杨振宁认为统一是方向，现在的问题很可能是因为对称的概念没有得到很好的拓展。在谈到对称性与相互作用统一理论的关系时，他说:“今天没有解决的问题，很可能是因为我们没有把对称性的概念延伸到底。近20年来，对称性概念的普及和再普及成为一个热门话题。1973有人提出了一个非常巧妙的数学结构，叫做超对称。1976有人提出了一个新的对称性概念，叫做超引力。虽然和超对称不一样，但关系密切。其实有人在1984提出超弦。正是扩展了对称性的概念，我们今天才扩展到相当大的程度，这在以前是不可想象的...我们现在不敢谈它的未来。但是，如果你问一个学基础物理的人，这个大方向——我希望把对称性的概念扩大一点，再延伸一点，通过这些努力，尝试解决一些我们还没有解决的问题。方向对吗？我认为90%的人会认为这是正确的方向，尽管这个正确方向的一些细节仍在探索中。”(杨振宁，自然杂志，1995，10，第257页)
科学不会停止发展，21世纪的物理科学面临新的突破。虽然相对论和量子力学都是成功的，并且在量子场论的领域中已经结合在一起，但是在最近的10年中，相对论和量子力学的发展出现了不协调。正如温伯格所说，现在发现“量子力学和狭义相对论几乎是不相容的，它们在量子场论中的和谐给粒子的相互作用模式带来了强烈的限制。(S. Weinberg《终极理论之梦》，湖南科学技术出版社，2003年，第114页)量子力学与相对论的不协调主要说明相对论是一种定域理论。另一方面，量子力学是一种非局域性理论。量子力学的非定域性是近十年来量子力学实验最重要的进展。量子力学的非局域性主要表现为一种非常奇怪的现象——量子纠缠，即一个量子系统中两个相距遥远的部分之间存在关联，而相对论认为不可能存在。量子纠缠现象得到了贝尔定理和埃斯贝克特实验的支持。(关于量子纠缠，我们在
李政道不久前在复旦大学演讲时说，他也提到了物理科学面临的问题。他认为当代科学有两大难题，一是类星体，二是暗物质。粒子物理有两个问题，一个是对称性破缺，一个是看不见的夸克。如果我们能够理解这些问题，它将在21世纪的科学发展中发挥重要作用。
李政道指出，类星体问题实际上是一个能量机制问题。
恒星的亮度在一瞬间可以比太阳高1-65438+万倍，超新星比新星亮1-20万倍。然而类星体更加强大，其亮度是65，438+0，000个星系亮度的总和。自从65，438+0，966，5438+0年发现类星体以来，其能量机制至今不明。我们只知道它远不止核能。1987年发现类星体亮度突然翻倍，原因尚不清楚。通过对类星体的研究，我们期待找到一种比核能强得多的能量机制。暗物质问题是关于是否存在未知形式的物质。天文观测表明，银河系星系团中有3/4的物质是不可见的，其能量无法用光学、红外和辐射手段测量。寻找暗物质。
粒子物理中的对称性破缺问题与未知力有关。粒子物理中的很多理论，比如量子色动力学，爱因斯坦的广义相对论，都是从对称性中推导出来的。然而，我们的世界是不对称的。这说明除了已知的强力、电磁力、弱力、引力之外，可能还有未知的力，这就是对称性破缺的原因。如果我们理解了这个力，就有可能知道对称性破缺的机制。我们可以知道不对称的起源，然后才有可能知道质量的来源(包括暗物质)。夸克问题不仅是一个物质结构问题，也是一个能量机制问题。根据现有的粒子物理理论，所有的强子和核子都是由夸克组成的，但至今在实验中没有观察到自由夸克。有没有夸克，夸克结合成强子的能量机制是否特殊，这些都是极其根本的问题。
为了解决量子力学和相对论的协调、相互作用的统一以及李政道提到的四大问题，物理学界正在进行艰难的探索。其中被誉为“从21世纪意外跌入20世纪的物理学”——M理论成为最热门。
m理论是由10维超弦理论发展而来，目前还没有确定的名称。m取魔法、神秘、漫威、膜、马尔蒂奇和所有理论之母的第一个字母。
m理论认为我们世界的基本组成部分是一个超对称超级大块(膜或
掘金)，一个超级块既包含1维弦和2维膜，也包含3维和更高的物理实体。在M理论中，时空是11维，其中1维时间，10维空间。M理论中的空间比真实空间中的3维空间多7维。空间的紧致度是普朗克长度，所以我们无法观测到四维时空，这是我们的真实世界。M理论有一个特殊的性质——对偶，这意味着各种超弦理论在M理论的框架内都能给出相同的结果。
目前，M理论已经对四种相互作用的统一给出了合理的解释，并提出了宇宙起源的新观点，形成了M理论宇宙学。在M理论宇宙学中，我们所处的膨胀的三维空间宇宙被视为更高维度中空气运动的一片或区域墙，宇宙起源于一个量子真空。
第二，复杂性科学
从自组织到超循环
Prigogine的自组织理论创立于20世纪60年代。Prigogine研究了远离平衡态的开放系统，指出这样的系统在非线性相互作用(如涨落)的情况下，在不违反热力学第二定律的情况下，会从无序走向有序，并将这一过程称为自组织。自组织是一种相变，表现为一个具有耗散结构的系统。在向熵减发展的过程中，会进入一个新的更有序的稳态。这种有序度的增加，对应的是信息量的相对增加。自组织有自我创造、自我成长、自我进化和自我复制的类型。一个远离平衡态的开放系统(无论是机械的、物理的、化学的、生物的甚至是社会经济的系统)，当系统中某个参数的变化达到某个阈值时，通过不断与外界交换物质和能量，就会经历波动。
根据自组织理论，可以很好地解释如何保持生命和地球等自然物体的秩序。一个有生命的有机体是一个开放的系统，它通过不断地与外界交换物质和能量，从外界获取负熵，保持着自组织的秩序和旺盛的生命力。
普里戈金的耗散结构理论不仅解决了热力学第二定律与生物进化论不协调的谜团，而且消除了自然界自组织现象的悬念，为我们认识包括社会在内的整个世界的复杂性打开了一个通道。
圣达菲研究所的斯图尔特·考夫曼认为，只有依靠自组织理论，我们才能真正理解生命现象。他在《宇宙是家》一书中写道:“我想说，生命除此之外还有另一个源泉，那就是自组织；这是有序状态的根源。我终于相信生物界的秩序不仅仅是零零碎碎地建立起来的。这是因为自组织的原则是天生的，自发的。复杂的原理刚刚被揭示和理解。”(斯图尔特·考夫曼，湖南科学技术出版社，宇宙是家，序言，2003)
德国科学家哈肯在普里高津建立自组织耗散结构理论后不久，于1973年创立协同学。协同学认为，当生物和非生物开放系统中的子系统远离平衡态时，它们会通过非线性相互作用产生协同一致的效应，并通过一定范围内的波动达到某一临界点。我们可以通过自组织使系统从无序走向有序，使旧结构发展成为在时间、空间、性质和功能上发生了根本变化的新结构。因此，我们可以认为协同学是一门关于自组织集体行为的科学。协同学把一个复杂的自组织系统看作是由许多子系统组成的集体，自组织是这些子系统在耗散结构条件下协同作用的结果。
超循环理论是德国科学家曼弗雷德·艾根在1970年提出的。艾根认为超循环是一个分子自组织过程，他将生物化学中的循环现象分为不同层次:第一层次是转化反应循环，整体上是一个自我再生的过程；第二个层次叫催化反应循环，整体上是一个自我复制的过程；第三个层次是所谓的超循环，是指催化循环在功能上耦合的循环，即催化超循环。事实上，在超循环组织中，并不要求所有组件都扮演自催化剂的角色。一般来说，只要这个循环中有一个环节是自我复制的单元，这个循环就能表现出超循环的特征。超循环的特点是:不仅能自我再生、自我复制，而且。
超循环结构进化的内在因素主要来自两个方面:一是复制过程中自我复制单位的失误，类似于基因突变；其次，超循环结构是由多种成分组成的多层次系统，内部存在复杂的非线性相互作用。在这种情况下，正如混沌理论所指出的，内在的随机性将在很大程度上发挥作用，对超循环结构施加另一种内部扰动。因此，超循环结构的演化通常与三个因素有关:复制误差、固有的随机性和环境干扰。
超循环结构只能存在于进化中。超循环结构要存在，进化必须满足三个前提条件:(1)以足够大的负熵流促进结构的新陈代谢；(2)使系统信息积累和传承具有足够强的复制能力；(3)确保构件之间具有足够强的功能耦合的结构的存在和发展。只有这三个条件同时满足，超循环结构才能稳定存在并发展进化。
上述复杂性理论主要讨论复杂系统的形成机制、结构和演化，很少研究复杂系统的动力学。20世纪60年代出现的混沌理论是关于非线性复杂系统的动力学。混沌理论中的混沌定义为确定性非线性系统有界敏感初始条件下的非周期行为。
混沌理论起源于对天气系统的研究。混沌理论认为，天气系统对初始条件很敏感，任何微小的变化都会引起系统后续发展中意想不到的变化。混沌理论的创始人之一，美国气象学家洛伦茨形象地把一个系统对初始条件极其敏感的情况比作蝴蝶效应。他说，巴西的一只蝴蝶扇动翅膀可能是德克萨斯州龙卷风的起因。洛伦茨也认为蝴蝶效应不是偶然的，而是必然的。
混沌理论是对决定论的另一个挑战。量子力学在微观领域抛弃了拉普拉斯决定论，而混沌理论在我们熟悉的宏观领域排除了拉普拉斯决定论。现在我们知道混乱无处不在。升起的烟柱碎成耀眼的漩涡，旗帜在风中来回飘扬，水龙头滴落的水乱作一团。在飞机的飞行中，混乱存在于汽车在高速公路上受阻的行为中，甚至存在于金融过程中。混沌是一门关于系统本质的科学，它打破了各个学科的界限，把不同学科的人聚集在一起。混沌不仅是一种理论，也是处理复杂、非线性和非周期系统的有效方法。
正如格莱克在《混沌:创造一门新科学》一书中所说:“混沌是一种理念，它让所有科学家相信，我们都是同一合资企业的成员。物理学家或生物学家或数学家认为，简单的确定性系统可以滋生复杂性；人们认为，对于传统数学来说过于复杂的系统可能仍然遵循简单的规律；还有，不管他们的专业领域是什么，我相信每个人的任务都是理解复杂性本身。”(詹姆斯·格莱克，《混沌:创造一门新科学》，上海译文出版社，1990，第321页)。
第三，生命科学
分子生物学与生命本质的讨论
人生是什么？生与死的界限在哪里？这是一个从一开始就一直困扰人类的问题。今天，虽然离最终答案还有一段距离，但至少可以认为，20世纪分子生物学的出现，已经把这个问题完全纳入了现代科学的轨道。早在19世纪，恩格斯就曾说过，按照当时的科学理解，“生命是蛋白质组的存在方式，这种存在方式的本质在于这些蛋白质组的化学成分的不断自我更新。”至于蛋白质组是什么，当时并不清楚，恩格斯本人也不满足于用“蛋白质组”这个词来代表生命的原始人。他相信科学的发展会给一个更合理的名字。
20世纪上半叶，终于发现了生命的基本元素之一蛋白质，然后发现了核酸。蛋白质和核酸都是高分子量的分子，所以通常称为生物大分子。1953年，奥森和克里克发现DNA(脱氧核糖核酸)具有双螺旋结构。从此，一门新的学科——分子生物学诞生了。
随着分子生物学的发展，人们不仅能够在分子水平上掌握生物的结构及其功能相关的内在机制，如遗传与变异、物质代谢与能量代谢、生物的调控等，而且一些生物大分子已经被人工合成，一些生命过程可以在实验条件下重现，化学反应与生命活动的差距越来越小。所以有人认为生命就是这些生物大分子的运动。病毒的发现也在一定程度上模糊了生命和分子的界限，因为有些病毒，比如口蹄疫病毒，比分子(比如血红蛋白分子)小；还有一种病毒，只有核酸，没有蛋白质。它比普通病毒小几十倍，携带的信息很少。它只能编码几十种氨基酸，但也能在宿主体内繁殖。那么病毒是生命吗？生命科学中的这些新情况，让一些生物学家感到生与死的界限模糊了，回答生命是什么的问题更加困难了。比如生物学家萨斯在他的《进化生物学》一书中。生物学家库欣在《生命的起源》一书中说:“要严格定义，包括所有生物物质(过去和现在)，排除所有非生物物质，是不可能的。”
在生命是什么的问题上，除了生物学家，物理学家和化学家也给予了极大的关注。量子力学创始人之一薛在1944发表了一本名为《什么是生命——活细胞的物理观》的小册子。在这本不到100页的书中，他提出了一些富有启发性的思想和概念。他说:“一个活的有机体生存的唯一方式就是不断地从环境中吸收负熵。”有机体“依靠负熵维持生计”。或者更准确地说，新陈代谢的本质是让生物成功地消除它们活着时不得不产生的所有熵。”在这里，薛首次引入了负熵的概念。根据热力学第二定律，孤立系统的熵总会增加，系统会越来越无序，但生命体会有组织有序地发展。薛抓住了生命的这一重要特征，将负熵与生命活动联系起来。系统论的创始人贝塔朗菲在他的著作《生命的问题》中说:“一个有生命的有机体是一个开放的秩序系统，它凭借自身的条件使自己保持在成分的交换中。”
用现代物理学和系统思想研究生命现象意义深远，是探索物理学和生物学统一的先驱。事实上，正是在阅读了《什么是生命》之后，奥森和克里克决定投身于分子生物学的研究。日本遗传学家Hirao Kondo认为《什么是生命》的出版是生物学革命的象征。
当然，把生命现象和生命运动完全归结为物理化学现象和物理化学运动是不可取的。
在对生命本质的理解中，上一节讨论的复杂性科学将提供一种新的解释。圣达菲研究所的斯图尔特·考夫曼(stuart kauffman)在他的《宇宙是家》一书中写道:“简而言之，裸RNA和裸核糖体多聚体假说并没有对我们观察到的所有自由细胞的最小复杂性给出深刻的描述。我坚持认为，第三章描述的有序起源原则仍然有意义。该原理阐明了物质必须达到某一点的原因。我坚持认为，它是生命本质问题中的应有之义。”(第55页)
总之，在生命科学中使用还原方法时，必须考虑生命现象的复杂性，因为生命现象和生命运动确实有其自身的特点。首先，地球上的生命是基于核酸和蛋白质大分子。核酸(DNA和RNA)在生命整体和个体的延续中起着信息载体的作用，而蛋白质则起着信息识别和功能表达的作用。第二，生命总是在与环境进行物质和能量的交换，而这种交换的机制就是新陈代谢。而且，如果生命在物质和能量交换过程中熵值降低(即从外部吸取负熵)，生命就会正向发展，反之亦然。第三，生命具有遗传和变异的特性。第四，生命是一个高度组织化的开放系统。它可以接受和处理外部信息并生成信息。第五，它能自我调节，适应环境。最后，生命是发生和死亡的统一。正因为个体生命的存在和死亡，整个生命才是永恒的。
这样，目前对生命本质的认识可以概括为:生命本质上是一个由核酸和蛋白质组成的、具有自我更新能力的、高度有序地加工、处理和储存物质、能量和信息的复杂多分子系统。它具有自我调节、自我复制和对内外环境作出选择性反应的特性。
意识的本质
意识的本质和对大脑的研究是生命科学中的另一个重要课题。大脑是产生意识的器官，意识的复杂很大程度上是因为它的高度复杂性。人的大脑只有3-4磅重，却包含了大约6543.8+000亿个神经元。这是一个天文数字，和银河系的恒星总数在一个数量级。那么大脑的复杂性仅仅是因为神经元太多吗？当然不是。肝脏有将近1000亿个细胞，但是，再多的肝脏加在一起也无法取代大脑丰富多彩的生命活动。大脑的高度复杂性部分是由于组成大脑的神经细胞的多样性。神经细胞可分为神经元和胶质细胞。其中，神经元根据形态差异可分为很多种，如大锥体细胞、小锥体细胞、颗粒细胞、短轴突神经元和一般野生细胞，根据功能不同可分为传入神经元。传出神经元和中间神经元。还有许多类型的胶质细胞，如星形胶质细胞、原生质星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞和室管膜细胞。对于神经元来说，除了形态不同，还有分子差异。此外，尽管所有细胞都有相同的基因，但不同组织中的细胞对基因表达有不同的选择。目前，视网膜中存在顶泌细胞。这种选择性表达的基因存在于小脑的浦肯野细胞和脊柱的运动神经元中。除了结构和分子上的差异，神经元在输入和投射上也有差异。
在研究神经元复杂性的同时，还发现神经元具有同一性。同一性表现为功能相似的神经元聚集成柱状或板状，穿过皮层，所有神经元传导信息的方式都非常相似。信息沿着轴突以动作电位的短电脉冲的形式存在。