人体是一个复杂系统

从科学的角度出发，人体是复杂的系统，其神秘的面纱要通过精确的调查才能掀开。为了我们的讨论，这一领域的研究也适用于复杂系统的管理，可从三个不同方面来看这个问题。第一，人体适应力惊人，非常强健，有韧性。了解人类，实际上所有的有机体，为什么如此有韧性，能够促使科学家和工程师采取类似的机制改善非生物技术的适应能力。第二，很多在开发的复杂技术意味着对生物过程进行干预，以用于医疗目的或提高能力。所有的好医生都知道，干预人类的功能必须非常小心，否则很危险且难以预测。第三，人体的复杂性使得我们完全且轻松实现一些广为关注的技术理想非常困难，比如开发个性化药物，或是在婴儿出生前给他设定一些特征。本书中，复杂性的作用自然而然会拖慢技术创新步伐的观点会反复出现。

在对人体研究采用科学语言和方法之前，“灵魂”和“精神”等词语用于代表人的神秘特征。生命、智慧、创造力以及意识都是灵魂的天赋。按复杂性的语言来说，灵魂的天赋是涌现特征，是一种不只是他们产生的化学和生物互动的综合特征。涌现的概念是否足以解释生命的神秘仍是一个未回答的哲学问题。涌现是一个准科学的术语，经常作为一个占位符号，用现有的科学无法理解。人体中流动的能量特征比如力量、磁性、感觉等不足以描述“精神”一词所能抓住的特质和精神状态。当然，医学发现在加速发展。但是，将人体作为系统研究揭示出其多重复杂性和不可预测性。人体包括错综复杂的子系统，相互之间的影响并未为人所知。

在复杂系统的研究中，涌现的概念是一个特别有意思的主题。系统部件之间的简单互动会涌现出新的模式或全新的特质。化学和物理变化涌现出生命。如果没有传导体，心脏内窦房结中的上万个起搏细胞也能自我组织形成整个心脏的连贯心跳。人体大脑的单个神经元并没有意识，但是所有的神经元形成一个整体能使我们可以阅读眼前的这本书，并且意识到自己正在阅读。

一些形式的涌现是可以解释的，比如大型城市在两条河流交汇处出现，是因为许多单个的行为者追求自我利益的行为导致的。其他形式的涌现，包括单个神经元的活动涌现出的精神状态更为神秘些。

人体是所有复杂系统中研究最多的领域。这个系统对疾病、事故很脆弱，关键部件容易恶化。人体在没有多少药物或医生的帮助下，也具有很强的疾病康复能力。小伤口能自我康复。断的骨头一旦复位也能自我恢复。中风之后几个月，语言能力等关键功能能够专项被大脑的其他区域支持。但是，自然的损耗，比如说酗酒将破坏人体的强健和韧性。

比如说，吸烟能损害人体的自然抵抗力，并为肺部疾病埋下隐患。

身体中薄弱性的“剥削者”包括病原体细菌，通常在胆中生存，并且当免疫系统脆弱时有机会利用自身的动力生存、再生和繁殖。“设计”的特征可能会让身体更强健，但也可能改变其生存和发展的适应力和能力。所有物种都是如此。如果对胆进行重新设计使其不再成为病原体的港湾，那可能会导致胆也不能保存其他的对于消化十分必要的其他形式的细菌。

在生病之前，身体里反映是否有问题发生的生物化学环境会产生变化。探测有疾病发生的标志物，通常称之为生物标记，医学家们认为它们对于预防疾病十分重要，对于降低医疗成本十分关键。美国每年在医疗方面的花费高达2万亿美元，其中仅有10%用于药物，2%用于诊断检测，大概85%用于照顾病人以及医疗管理。很显然，预防疾病将对医疗成本产生最大的影响。

大部分在开发的新医学技术研发方向都指向及早探测反映疾病发生的生物变化。亚利桑那州立大学生物设计研究所的创新和医药中心研究人员设想发明一款家用的检测人体健康状态的设备：“盒子里的医生”（Doc-in-a-Box）。“盒子里的医生”可以放在家里的长柜上，用来定期分析血液、唾液和尿液样品，以确定某些变化，指示是否有早期疾病发作。不同层级的生物标记与指示剂的正常基础水平进行对比。换句话说，通过与其他人的身体情况进行比较确定健康水平，或是通过与自身正常的身体化学和生物学情况进行比较。比如说，如果身体里的抗体正在与血液中数量上升的病毒做斗争，这就警示身体感染了病毒。

除了开发这种可以进行多种诊断测试的“盒子里的医生”存在很大的困难以外，读取数据和确定检测结果应当如何使用也面临很多的问题。有一种设想是通过个性化药物，并告知相关的诊断信息，赋予个人为自己的健康负责的能力。但是，考虑到人体的复杂性，这是个糟糕的想法。有些人一看到自己有感染的迹象，就毫无疑问倾向于使用一些自己并不需要的抗生素等药物。或是想象一位女士她读了自己的染色体，分析了菌群（肠道里的动植物群），每天都从“盒子里的医生”那里得到生物标记变化的反馈。所有的这些诊断信息到底是有用还是造成困惑？的确，有些信息非常具体可以表示有必要进行治疗。安吉丽娜·朱莉家族患有乳腺癌和子宫癌的病史，以及BRCA1基因病变的存在表明她患癌症的可能性很高。但是，大多数的诊断信号并不明确。在大多数情况下，要将各种因素