生命科学大系统理论
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生命本能系统论第一章中医对生命的认识作者:郭生白来源:郭生白中医研究院中医为什么要认识生命?医学是完善生命、保护生命的科学,怎么能不研究生命呢?人有生死寿夭,这是为什么?天有风寒暑湿燥火伤于外,人有喜怒忧思伤于中,病有正邪盛衰进退的变化,这又是因为什么?生命从哪儿来的?人为什么会生病?病是怎样治愈的?人能不能不生病?人能不能青春永驻、返老还童?人如何健康长寿?……所有这些问题,都是医学家终生研究的课题。
这些生命现象内含的本质是什么?中医从两千五百年前便开始研究了。
一、中医认识生命的方法中国这个古老文明的大国,五千年的文化之中,一个最古老、最伟大的智慧就是“天人合一”。
其中最重要的便是“顺应自然法则”。
自然法则就是“天地之道”。
中医这个文化体系当然不能超越这个伟大的智慧观念,当然是在这个大观念中思考生命,在生命现象中看到生命的本质。
我着重地说几句题外话:两千五百年前的中医,与今天的西方医学不同。
中医在当时的历史条件下,在“天人合一”观念中,是用整合的方法看世界,看宇宙万物,看生命。
这就决定了中医的宏观理念。
所以中医对生命的发生是用聚变的观念,将生命的发生看成“阴阳合德”。
中医是在聚变中认识了生命,什么是阴阳合德呢?“阴”是有形的静物质,“阳”是无形的动能。
这两种物质在特定的条件中发生了聚变。
两种物质的属性合成另外一种属性的东西:生命发生了。
阴阳合德,两种不同物质的属性合成另一种什么属性呢?——“阴阳互根”。
什么是阴阳互根呢?“阴阳互根”是生命自己发生的运动。
这个生命运动能把外界物质变化为自己身体需要的物质,而且发生了生命生存本能:自主性运动本能,共生性本能,排异性本能,应变性本能,守个性本能等五个生存本能系统。
这是中医对生命本质的认识,而且在东汉已经运用于临床了,出现了数之不尽的神奇医案!二、中医与西医对生命认识的不同中医对生命的认识与西方医学不同。
这不仅是早了两三千年,主要是认识方法不同。
中医是用整合的观念,在宏观中看到生命发生于聚变。
一、数学:1、基础数学2、计算数学3、概率论与数理统计4、应用数学5、运筹学与控制论二、物理学:1、理论物理2、粒子物理与原子核物理3、原子与分子物理4、等离子体物理5、凝聚态物理6、声学7、光学8、无线电物理三、天体物理与空间科学:1、天文学1-1、天体物理1-2、天体测量与天体力学2、航空、航天科学技术2-1、飞行器设计2-2、航空宇航推进理论与工程2-3、航空宇航制造工程2-4、人机与环境工程四、化学与化学工程:1、化学1-1、无机化学1-2、分析化学1-3、有机化学1-4、物理化学(含:化学物理)1-5、高分子化学与物理2、化学工程与技术2-1、化学工程2-2、化学工艺2-3、生物化工2-4、应用化学2-5、工业催化五、地球科学:1、地理学1-1、自然地理学1-2、人文地理学1-3、地图学与地理信息系统2、地球物理学2-1、固体地球物理学2-2、空间物理学3、地质学3-1、矿物学、岩石学、矿床学3-2、地球化学3-3、古生物学与地层学(含:古人类学)3-4、构造地质学3-5、第四纪地质学4、地质资源与地质工程4-1、矿产普查与勘探4-2、地球探测与信息技术4-3、地质工程5、石油与天然气工程5-1、油气井工程5-2、油气田开发工程5-3、油气储运工程6、海洋科学6-1、物理海洋学6-2、海洋化学6-3、海洋生物学6-4、海洋地质6-5、信号与信息处理7、大气科学7-1、气象学7-2、大气物理学与大气环境六、农业与生物学:1、生物学1-1、植物学1-2、动物学1-3、生理学1-4、水生生物学1-5、微生物学1-6、神经生物学1-7、遗传学1-8、发育生物学1-9、细胞生物学1-10、生物化学与分子生物学1-11、生物物理学1-12、生态学2、农学、畜牧兽医科学2-1、作物学2-1-1、作物栽培学与耕作学2-1-2、作物遗传育种2-2、园艺学2-2-1、果树学2-2-2、蔬菜学2-2-3、茶学2-3、农业资源利用2-3-1、土壤学2-3-2、植物营养学2-4、植物保护2-4-1、植物病理学2-4-2、农业昆虫与害虫防治2-4-3、农药学2-5、农业工程2-5-1、农业机械化工程2-5-2、农业水土工程2-5-3、农业生物环境与能源工程2-5-4、农业电气化与自动化2-6、畜牧学2-6-1、动物遗传育种与繁殖2-6-2、动物营养与饲料科学2-6-3、草业科学2-6-4、特种经济动物饲养(含:蚕、蜂等)2-7、兽医学2-7-1、基础兽医学2-7-2、预防兽医学2-7-3、临床兽医学3、林学、水产学、食品科学技术3-1、林学3-1-1、林木遗传育种3-1-2、森林培育3-1-3、森林保护学3-1-4、森林经理学3-1-5、野生动植物保护与利用3-1-6、园林植物与观赏园艺3-1-7、水土保持与荒漠化防治3-2、林业工程3-2-1、森林工程3-2-2、木材科学与技术3-2-3、林产化学加工工程3-3、水产3-3-1、水产养殖3-3-2、捕捞学3-3-3、渔业资源3-4、食品科学与工程3-4-1、食品科学3-4-2、粮食、油脂及植物蛋白工程3-4-3、农产品加工及贮藏工程3-4-4、水产品加工及贮藏工程七、生命科学:八、健康与医学:1、基础医学1-1、人体解剖和组织胚胎学1-2、免疫学1-3、病原生物学1-4、病理学与病理生理学1-5、法医学1-6、放射医学1-7、航空、航天与航海医学2、临床医学2-1、内科学2-2、儿科学2-3、老年医学2-4、神经病学2-5、精神病与精神卫生学2-6、皮肤病与性病学2-7、影像医学与核医学2-8、临床检验诊断学2-9、护理学2-10、外科学2-11、妇产科学2-12、眼科学2-13、耳鼻咽喉科学2-14、肿瘤学2-15、康复医学与理疗学2-16、运动医学2-17、麻醉学2-18、急诊医学3、口腔医学3-1、口腔基础医学3-2、口腔临床医学4、公共卫生与预防医学4-1、流行病与卫生统计学4-2、劳动卫生与环境卫生学4-3、营养与食品卫生学4-4、儿少卫生与妇幼保健学4-5、卫生毒理学4-6、军事预防医学5、中医学5-1、中医基础理论5-2、中医临床基础5-3、中医医史文献5-4、方剂学5-5、中医诊断学5-6、中医内科学5-7、中医外科学5-8、中医骨伤科学5-9、中医妇科学5-10、中医儿科学5-11、中医五官科学5-12、针灸推拿学5-13、民族医学(含:藏医学、蒙医学等)6、中西医结合6-1、中西医结合基础6-2、中西医结合临床九、药物与毒理学:1、药学1-1、药物化学1-2、药剂学1-3、生药学1-4、药物分析学1-5、微生物与生化药学1-6、药理学2、中药学十、工程、能源与技术:1、工程与技术科学基础学科2、矿业工程2-1、采矿工程2-2、矿物加工工程2-3、安全技术及工程3、冶金工程3-1、冶金物理化学3-2、钢铁冶金3-3、有色金属冶金4、机械工程4-1、机械制造及其自动化4-2、机械电子工程4-3、机械设计及理论4-4、车辆工程4-5、精密仪器及机械4-6、测试计量技术及仪器5、动力工程及工程热物理5-1、工程热物理5-2、热能工程5-3、动力机械及工程5-4、流体机械及工程5-5、制冷及低温工程5-6、化工过程机械6、电气工程6-1、电机与电器6-2、电力系统及其自动化6-3、高电压与绝缘技术6-4、电力电子与电力传动6-5、电工理论与新技术7、能源科学技术8、建筑学8-1、建筑历史与理论8-2、建筑设计及其理论8-3、城市规划与设计(含∶风景园林规划与设计)8-4、建筑技术科学9、土木工程9-1、岩土工程9-2、结构工程9-3、市政工程9-4、供热、供燃气、通风及空调工程9-5、防灾减灾工程及防护工程9-6、桥梁与隧道工程10、水利工程10-1、水文学及水资源10-2、水力学及河流动力学10-3、水工结构工程10-4、水利水电工程10-5、港口、海岸及近海工程11、测绘科学与技术11-1、大地测量学与测量工程11-2、摄影测量与遥感11-3、地图制图学与地理信息工程12、纺织科学技术12-1、纺织工程12-2、纺织材料与纺织品设计12-3、纺织化学与染整工程12-4、服装13、轻工技术与工程13-1、制浆造纸工程13-2、制糖工程13-3、发酵工程13-4、皮革化学与工程14、交通运输工程14-1、道路与铁道工程14-2、交通信息工程及控制14-3、交通运输规划与管理14-4、载运工具运用工程15、船舶与海洋工程15-1、船舶与海洋结构物设计制造15-2、轮机工程15-3、水声工程16、核科学与技术16-1、核能科学与工程16-2、核燃料循环与材料16-3、核技术及应用16-4、辐射防护及环境保护17、兵器科学与技术17-1、武器系统与运用工程17-2、兵器发射理论与技术17-3、火炮、自动武器与弹药工程17-4、军事化学与烟火技术十一、环境科学与工程:1、环境科学2、环境工程十二、力学、材料科学:1、力学1-1、一般力学与力学基础1-2、固体力学1-3、流体力学1-4、工程力学2、材料科学2-1、材料物理与化学2-2、材料学2-3、材料加工工程十三、计算机科学与信息技术:1、系统科学1-1、系统理论1-2、系统分析与集成2、电子科学与技术2-1、物理电子学2-2、电路与系统2-3、微电子学与固体电子学2-4、电磁场与微波技术3、信息与通信工程3-1、通信与信息系统3-2、信号与信息处理4、控制科学与工程4-1、控制理论与控制工程4-2、检测技术与自动化装置4-3、系统工程4-4、模式识别与智能系统4-5、导航、制导与控制5、计算机科学技术5-1、计算机系统结构5-2、计算机软件与理论5-3、计算机应用技术十四、经济学与商务管理:1、管理学1-1、管理科学与工程1-2、工商管理1-2-1、会计学1-2-2、企业管理(含:财务管理、市场营销、人力资源管理)1-2-3、旅游管理1-2-4、技术经济及管理1-3、农林经济管理1-3-1、农业经济管理1-3-2、林业经济管理1-4、公共管理1-4-1、行政管理1-4-2、社会医学与卫生事业管理1-4-3、教育经济与管理1-4-4、社会保障1-4-5、土地资源管理1-5、图书馆、情报与档案管理1-5-1、图书馆学1-5-2、情报学1-5-3、档案学2、经济学2-1、理论经济学2-1-1、政治经济学2-1-2、经济思想史2-1-3、经济史2-1-4、西方经济学2-1-5、世界经济2-1-6、人口、资源与环境经济学2-2、应用经济学2-2-1、国民经济学2-2-2、区域经济学2-2-3、财政学(含∶税收学)2-2-4、金融学(含∶保险学)2-2-5、产业经济学2-2-6、国际贸易学2-2-7、劳动经济学2-2-8、统计学2-2-9、数量经济学2-2-10、国防经济十五、其它学科及交叉学科:1、教育学1-1、教育学原理1-2、课程与教学论1-3、教育史1-4、比较教育学1-5、学前教育学1-6、高等教育学1-7、成人教育学1-8、职业技术教育学1-9、特殊教育学1-10、教育技术学2、体育科学2-1、体育人文社会学2-2、运动人体科学2-3、体育教育训练学2-4、民族传统体育学3、交叉学科。
21世纪生命科学的四大分支学科的定义及研究内容
一、细胞生物学
细胞生物学(cell biology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。
细胞生物学由Cytology发展而来,Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。
现代细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。
在我国基础学科发展规划中,细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
二、遗传学
遗传学研究生物起源、进化与发育的基因和基因组结构、功能与演变及其规律,经历了孟德尔经典遗传学、分子遗传学而进入了系统遗传学研究时期。
三、发育生物学
发育生物学(developmentalbiology)是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。
四、生物化学
生物化学: 运用化学的理论和方法研究生命物质的边缘学科。
其任务主要是了解生物的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化。
从早期对生物总体组成的研究,进展到对各种组织和细胞成分的精确分析。
目前正在运用诸如光谱分析、同位素标记、X射线衍射、电子显微镜以及其他物理学、化学技术,对重要的生物大分子(如蛋白质、核酸等)进行分析,以期说明这些生物大分子的多种多样的功能与它们特定的结构关系。
生物多样性保护的科学理论与实践生物多样性是指地球上生物种类、遗传信息和生态系统的多样性。
生物多样性保护是生命科学领域着力研究的一个重要方向,它涉及到生态系统健康、可持续发展、人类福祉等方面。
本文将探讨生物多样性保护的科学理论与实践。
一、生物多样性保护的科学理论1、生态系统生态系统是由生物和非生物因素互相作用的复杂系统。
生物体系是由生物因素、非生物因素和物种相互作用所组成的生物、物理和化学过程。
这个生物体系可以呈现出非常丰富和复杂的特征。
因此,生态平衡是必须维持的,以确保自然资源的可持续利用。
2、生物多样性是稳定生态系统的必要条件生物多样性是指在地球上存在的各种生物和生态系统之间的多样性。
生物多样性包括物种多样性、生态系统多样性、基因多样性和生态多样性等。
物种多样性是生物多样性中最基本、最重要的组成部分,因为它是生物多样性的保持和稳定的基础。
3、生物多样性保护的重要意义生物多样性是地球上生命的根基,它承载着地球上绝大部分的生命,为人类提供了粮食、衣物、药品等无数福利。
生物多样性保护不仅能够保护生态系统和自然资源,同时还可以为人类经济和社会发展带来不少好处。
生物多样性的破坏也可能对人类造成巨大的影响。
例如,气候变化、洪涝灾害等恶劣天气,就与生物多样性减少有关。
二、生物多样性保护的实践1、国际公约和国内法规当前,世界上大部分国家都制定了生物多样性保护的相关法律、法规。
例如,中国采取了国家公园系统和证明备案制度等措施保护生物多样性。
2、保护生物多样性的主要方法为了保护生物多样性,可以采用一系列生物多样性保护策略,包括:生态保护、资源利用、生态补偿、生物多样性保护、环境监测和数据共享等。
3、多样性的生境保护生境保护是生物多样性保护的重要手段。
生物多样性的破坏和丧失大多是因为生境破坏所引起的。
生境保护主要包括原生态保护、野生动物保护、减缓气候变化等方面。
4、制定合理的管理政策为了保护生物多样性和生态系统,需要采取科学的和多种措施,包括创建自然保护区、制定水土保持措施等。
生命科学概论内容包括
生命科学概论是一门涉及生物学、遗传学、微生物学、生物化学等多个领域的综合学科,其研究对象包括生命现象、生命物质和生命活动。
以下是一些生命科学概论的主要内容和主题:
1. 生命科学的基本概念:介绍生命科学的研究对象、范围、生命科学的基本概念、研究方法和研究现状等。
2. 生命活动的物质基础:介绍生命活动所需的物质基础,包括蛋白质、核酸、脂类、糖类等生物大分子,以及细胞器、细胞结构等亚显微结构。
3. 生命的起源与演化:介绍生命的起源、演化历程和生物进化理论,包括物种演化、遗传变异、物种形成和生物多样性等内容。
4. 生物的分类与物种命名:介绍生物的分类系统、物种的命名规则和命名方法,以及生物分类学的基本知识和方法。
5. 植物的结构与功能:介绍植物的结构、功能和生长发育规律,包括植物的细胞、组织、器官、系统等不同层次的组织结构,以及光合作用、物质运输、生长和繁殖等基本生命过程。
6. 动物的结构与功能:介绍动物的结构、功能和生长发育规律,包括动物的细胞、组织、器官、系统等不同层次的组织结构,以及物质运输、能量转换、信息传递等基本生命过程。
7. 人体生理与解剖学:介绍人体的解剖学结构和生理功能,包括身体系统、器官结构与功能、人体发育过程等,以及身体的免疫、神经、内分泌等基本调节功能。
8. 基因与遗传学:介绍基因的基本概念、遗传规律、遗传变异和基因工程等方面,以及基因组学和生物信息学的基本知识。
9. 生物化学与分子生物学:介绍生物化学和分子生物学的基本知识,包括分子结构、化学反应、代谢过程。
4 生命科学4.1 生命科学概述4.1.1 生命科学的基本概念生命科学(life science)是研究生物体及其活动规律的科学。
自从有了人类的文明史,就有了人们对生命现象的探索。
生命(life)是什么?或者说生命与非生命的本质区别是什么?这是生命科学最基本的问题,至今还没有一个为大多数科学家所接受的关于生命的定义,但我们可以从错综复杂的生命现象中提出生命的一些基本属性和特征。
生命具有化学成分的同一性,除含有多种无机化合物外,还含有蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等多种有机分子,这些有机分子都是生命过程的产物。
细胞(cell)是生物结构与功能的基本单位,除病毒以外,所有的生物体都是由细胞组成的。
在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、生态系统等层次,生物界是一个多层次的严整有序的结构。
新陈代谢(metabolism)是由一系列酶促反应所组成的反应网络,生物体内时时刻刻在进行着物质的合成与分解,同时伴随着能量的贮藏与释放,这就是新陈代谢,生物通过新陈代谢而生长发育,进行各种生命活动。
生命通过繁殖而延续,在自然界,唯独生物具有繁衍后代的能力。
生物通过繁殖产生与自身相似的后代的现象叫做遗传(heredity);子代与亲代之间及子代不同个体之间还会产生一定程度的差异,称之为变异(variation)。
遗传、变异和自然选择的长期作用导致生物界的逐渐演变,这就是生物进化(evolution)。
广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领域。
4.1.2 生命科学发展简史生命科学是在人类生产实践中产生的,并且随着社会生产力和整个科学技术的发展而发展,大体可分为以下几个发展阶段。
1.生命科学建立前期从远古时代直至公元16世纪属于前生物学时期,以我国和古希腊最具代表性。
与生命科学有关的成就主要反映在医学和农学上,具有经验性和适用性的特点。
远在四、五千年前,我国就建立了农业,开始了作物的种植,牲畜的养殖。
《第三代生命科学论》之——“整体论-还原论-系统论”螺旋发展作者:颜丙强张涛还原论是整体论的辩证否定,系统论又是对还原论的辩证否定,科学的思维方式出现了“整体论-还原论-系统论”的三段论螺旋发展,在前进、上升中表现出深刻的内在继承性和历史逻辑性。
1、正确认识整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的关系要正确地认识和理解整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的关系。
一方面,要认识从古代整体论到近代还原论,再到现代系统论,是思维方式发展的历史必然。
另一方面,又要正确认识整体论、还原论、系统论三种思维方式之间的内在联系与原则差别。
在今天,要特别注意认清从还原论向系统论转变的必然性,以及系统论思想原则上区别于还原论思想的根本特征。
一种说法,系统论是整体论与还原论的相加或统一。
这种概括有一定道理,强调了系统论吸收了整体论和还原论的各种合理内核,是基于又高于整体论与还原论的。
但是,这样讲述抹杀了系统论的新发展及其与整体论、还原论的原则性区别。
系统论不但吸收了整体论和还原论的所有合理内核,而且克服了整体论和还原论的局限,更重要的是,它有了新的创造,提出了只属于系统论的全新的观点和方法,这主要体现在系统论所特有的基本原理中。
系统论是一种划时代的新发展,已经在螺旋式发展轨迹上进到了高一层次。
2、系统论与整体论的联系与区别系统论吸收并发展了整体论的整体观点,强调了整体与部分的原则性差别,把注意的重心放在系统整体上。
但是,整体论没有打开整体,不了解整体内部的复杂内容,更不了解整体性的根源。
系统论对整体的研究吸收了还原论的合理内核,打开了整体,认识了整体内的各种复杂情况,克服了整体论的局限。
同时,又克服了还原论在把整体分解为部分时,割断和破坏各种相互关系的局限,揭示了相互关系的存在及其重大意义,并从更深层次上揭示出相互关系的有序性机制和自组织机制,阐明了系统的整体性的根源和达到整体最佳的途径,因而具有更加完备的性质。
3、系统论与还原论的联系与区别系统论是在还原论思维方式的基础上发展而来的,它吸收了还原论的一切合理内核。
生态系统理论四个系统例子生态系统理论(ecological systems theory)发展心理学中,由布朗芬布伦纳(U Bronfenbrenner)的提出的个体发展模型,强调发展个体嵌套于相互影响的一系列环境系统之中,在这些系统中,系统与个体相互作用并影响着个体发展。
明确描述。
布朗芬布伦纳的生态系统理论对环境的影响做出了详细分析。
因为他承认生物因素和环境因素交互影响着人的发展,所以把这种理论描述为生物生态学理论可能更为准确。
布朗芬布伦纳认为,自然环境是人类发展的主要影响源,这一点往往被人为设计的实验室里的研究发展的学者所忽视。
他认为,环境(或自然生态)是“一组嵌套结构,每一个嵌套在下一个中,就像俄罗斯套娃一样”。
换句话说,发展的个体处在从直接环境(像家庭)到间接环境(像宽泛的文化)的几个环境系统的中间或嵌套于其中。
每一系统都与其他系统以及个体交互作用,影响着发展的许多重要方面。
布朗芬布伦纳的理论缺失改变了发展学家思考儿童发展环境的方式。
例如,在20世纪四五十年代,发展学家可能会检验儿童成长环境的某个方面的作用,并将儿童之间的所有差异都归于环境在这个方面的差异。
例如,儿童在认知、社会甚至生理上的不同都可能会归咎于离婚对儿童的影响。
有了布朗芬布伦纳的理论,就可以思考许多可能影响儿童发展的不同水平和类型的环境效应。
生态系统理论的其他信息家庭与生态系统理论将家庭看做是一个社会系统意指家庭很像人体,是一个整体结构,它由相互关联的部分组成,其中各个部分之间都会相互影响,而且每一部分都有助于总体功能的发挥。
以传统的核心家庭为例,即使只有父亲-母亲-孩子组成的系统也是相当复杂的。
婴儿和母亲的交往就已经涉及一个交互影响的过程。
我们注意到,婴儿的微笑可以由母亲的微笑所引发,而母亲的担心的表情通常也会使孩子变得小心谨慎。
当父亲参与进来时又会发生什么变化呢?如图3所示,母婴之间的双向过程突然转变成了由夫妻关系、母子关系和父子关系组成的家庭系统。
生物学计算和系统生物学的理论研究和应用示例近年来,生命科学领域的研究取得了广泛关注和迅猛发展。
生命科学涵盖众多学科领域,如生物化学、生态学、神经生物学等,其中计算生物学和系统生物学受到了特别的关注。
生物学计算和系统生物学的理论研究和应用示例,对生命科学的进一步发展有许多的意义。
计算生物学的发展源于计算机技术和生物学的相互融合。
在研究中,计算生物学致力于通过大数据的收集、处理、分析和模拟等方法,更好地揭示生命科学中的各种现象和规律。
计算生物学广泛应用于分子生物学、进化生物学、系统生物学等学科领域。
它已成为研究生命科学的重要工具之一。
生物学计算在应用领域中的效果非常显著。
在发现新的药物和治疗方法方面,计算生物学在对不同生物系统的大规模计算和模拟中,极大地提高了效率。
例如,计算生物学已经用于筛选化合物,并预测其对特定病原体的抗菌作用,帮助药品研发人员更快速地开发出能够治疗疾病的药物。
除了生物学计算,系统生物学也是一个研究生命科学的重要角色。
系统生物学研究生物体的组成成分、相互作用方式以及其特性和功能的结构。
系统生物学的研究需要结合生物学的基础知识和信息学知识。
它涉及大量的分析,但也遵循着科学方法的要求。
系统生物学的应用场景广泛,比如可以用它来构建生物反应网络模型,揭示不同细胞类型的差异及其在疾病状态中的变化,此外,系统生物学还可以帮助解决许多失调的生物过程,进而开发出相应的治疗方法。
生物学计算和系统生物学的应用对于人们的生活产生了深远影响。
他们可以应用于环境生态保护领域,通过预测气候变化等因素对生态环境的影响取得有效的防控措施。
此外,它们还可以用于处理大量的医疗数据,帮助医生进行疾病的诊断和治疗,从而提高医疗体系的效率和精确度。
总的来说,生物学计算和系统生物学的应用是生命科学研究的重要前沿。
随着计算生物学和系统生物学技术的不断提高,生命科学将更快地发展和进步,为我们带来更多对人类健康和生命品质的价值和贡献。
生命科学大系统理论---对生物与社会两大生命系统的综合研究(内容简介)沈律所谓“生命科学大系统理论”就是通过对生物与社会两大生命系统的综合研究,建立起来的一门生命科学综合系统理论。
生物系统具有生命现象已经成为学术共识,而社会系统具有生命现象也正在成为一种学术共识。
“生命科学大系统理论”就是在对生物与社会两大生命系统进行综合研究的基础上建立起来的一门全方位的大系统理论。
其主要内容如下:第一,该系统理论认为,现代世界,科学技术的发展主要表现为综合化、整体化、系统化、数学化、产业化、商品化、国际化、革命化、超常化、风险化、交叉化、边缘化、横向化和复杂化等等微观发展特征,同时还强烈地表现为科学技术化,技术科学化;科技社会化,社会科技化等宏观发展趋势。
这些科技发展特征与趋势,使得未来科技发展的带头学科发生了质的变化。
如果说二十世纪科学技术的发展是以物理科学为带头学科,那么,二十一世纪科学技术的发展将是以生命科学为带头学科。
所谓带头学科就是指在一定的历史时期对整个科学技术的发展具有普遍指导意义的学科。
二十世纪,物理科学充当了这一角色,而到了二十一世纪,生命科学就要取代物理科学充当这一角色。
也就是生命科学的思想理念和技术方法将要以认识论和方法论的形式渗透到科学技术发展的各个方面。
生命科学技术方面的突破将会带动其它科学技术学科的迅速发展。
由此看来,二十一世纪,谁把握了生命科学技术,谁就把握了科学技术发展的未来。
因此,未来我国要想挤身于世界科技强国之林,并想占有一席之地,加强对生命科学技术研究与开发的投入应成为我国科学技术事业发展的重中之重。
然而,对于生命科学的理解或对于生命系统的理解,目前国内外学术界基本上还处于狭义的认识阶段。
即把生物科学当成是生命科学。
把生物系统看成是生命系统的全部内容。
主要的人力、物力和财力均投入在对生物系统的研究与开发之上。
而从广义上讲,真正意义上的生命科学应是包括生物科学、社会科学和思维科学在内的大生命科学,同样生命系统也应是包括生物系统、社会系统和思维系统在内的大生命系统。
因此,从大生命科学上讲,我们在加强对生物系统研究与开发的同时,还应该加强对社会系统的研究与开发以及加强对思维系统的研究与开发。
而对思维系统的研究与开发则包括两个方面,一方面是对人类生物中枢神经系统的研究与开发;另一方面是对人类社会中枢神经系统的研究与开发。
所以我们认为,建立“生命科学大系统理论”体系,加强对“生命科学大系统理论”的研究与开发应引起我国政府的高度重视。
也就是我国政府科技决策者和科技工作者都应站在一个更广义的角度来加强对生命科学的战略抉择和研究开发。
总之,从大生命科学上讲,我们不仅要研究生物系统,而且还要研究社会系统,同时还要研究人类思维系统(生物与社会两大思维系统)。
只有这样,生命科学事业才会真正地走上健康正确的发展轨道。
第二,该系统理论认为,人类社会是不断进化发展的,并且总是从低级到高级,从简单到复杂。
在发展的过程中又总是要从旧社会中不断产生新社会。
人类的文明进步就象人类自身的生物进化一样,具有生命现象,我们把这种现象称为人类社会的生命运动现象。
人类社会所具有的生命现象主要表现在以下几个方面:(1)人类社会系统同样具有新陈代谢现象。
我们知道,人类社会的文明发展离不开物质生产和知识生产。
离不开物质、能量和信息的交换过程。
人类社会总是要不断地吐故纳新,新陈代谢,不断地进行同化作用与异化作用。
新文明总是要不断地取代旧文明。
新社会总是要不断地取代旧社会。
在进行新陈代谢的同时还要进行社会的自我控制与自我调节,从而实现自身的社会目的性和维持自身的相对稳定性。
这些构成了人类社会的全部新陈代谢过程。
(2)人类社会系统也同样具有生殖与发育现象。
人类社会在由旧社会向新社会转化的过程中,新社会必须要在旧社会中经历一个孕育过程。
每一次人类社会的变革过程都将孕育一个新的社会生命体的形成。
孕育一个新的社会制度的诞生。
而这一新社会的形成和诞生过程就是人类社会系统的生殖过程。
诞生以后的新社会又必须经历一个生长发育过程才能不断地发展壮大。
人类社会的发育过程包括两方面:一是胚胎期,另一是胚后期,即生长发育时期。
这两个时期的结合构成了人类社会发育生长的全过程。
(3)人类社会系统的发展也同样具有一定的遗传与变异现象。
人类社会的遗传与变异现象可以看成是人类社会的继承与发展现象。
我们知道,新社会形态或新社会制度是从旧社会中诞生的。
新社会文明是从旧社会文明中形成的。
因此,它将在不同程度上继续保留了旧社会的某些特征以及旧社会文明的某些特点。
这就是人类社会的遗传现象。
同时,新社会并不是旧社会的完全翻板,而是一种创新,是一种发展。
因此,在一些方面则不同于旧社会。
不同于旧社会文明的一些特征。
这就是人类社会的变异现象。
人类社会的遗传与变异同样遵循遗传因子的自由分离与自由组合定律。
不过,其遗传因子不是DNA或RNA序列中的某些片段,而是科学体系或技术体系序列中的某些片段,即科技规范因子。
(诸如:一般科学,特殊科学,一般技术,特殊技术以及介于一般与特殊之间的大量的中间科学与技术因子)(4)人类社会系统也同样具有一定的进化与分化现象。
我们知道,人类社会是进化的。
是一个不断地从低级到高级,从简单到复杂的发展过程。
例如:从古代社会到现代社会,从古代文明到现代文明的发展过程都是一种进化现象。
在进化发展的过程中同时出现了很多种社会文明的分化。
诸如:有东方文明和西方文明的分化,有中国文明和美国文明的分化,有欧洲文明和亚洲文明的分化,人类社会之所以会出现那么多的文明形式,其主要原因就在于各种文明社会的基因组结构不同所致。
随着各种社会文明基因中的科学技术规范因子(基因)所包含的纵向科技遗传信息和横向科技遗传信息的质与量的不同而出现差异。
以上是人类社会系统所具有的一些重要的生命现象,对这些生命现象的研究将有助于我们更好地认识人类社会和改造人类社会,使人类社会的发展不断地走向文明、繁荣和美好。
第三,该系统理论认为,生命系统是包括生物系统、社会系统和思维系统在内的一个大生命体系。
所谓生命现象就是客观世界物质信息系统(大生命系统)生命信息的复制与表达过程。
无论是生物信息系统的复制与表达,还是社会信息系统的复制与表达,从信息的复制与表达的角度上讲都可以看成是一种生命现象。
因此,信息系统构成了生命系统的本质特征。
任何一个生命系统都具有:新陈代谢(同化与异化)、遗传与变异、进化与分化、生殖与发育(生命周期过程)等生命现象。
这些构成了生命过程的全部内容。
生命系统是自然界最复杂的物质系统,对生命系统的研究将有助于人们真正把握客观世界的本质及其发生与发展的规律。
第四,该系统理论认为,DNA(RNA)序列结构构成了生物生命系统的基因组图谱。
而科学(技术)序列结构构成了社会生命系统的基因组图谱。
从生命大系统角度上看,我们不仅要加强对生物基因组和后基因组的研究(制订和实施《人类生物基因组和后基因组计划》),而且还要加强对社会基因组和后基因组的研究(制订和实施《人类社会基因组和后基因组计划》)。
只有这样我们才能从生物与社会两方面全面揭示生命系统的本质及其发展规律。
所谓基因组就是一个基因信息系统。
无论是生物系统还是社会系统都具有一个完善的基因信息系统。
这个基因信息系统控制和规定了生命系统(生物系统与社会系统)的新陈代谢、遗传与变异、进化与分化、生殖与发育等等全部生命活动过程。
因此,可以说:一个生物基因组图谱决定了一种生物的生命,即一种生物的生命发展过程;而一个社会基因组图谱则决定了一种社会的文明。
即一种社会的文明发展过程。
由此我们认为,生物系统的进化从本质上讲是生物基因组(基因图谱)的复制与表达的结果,而社会系统的进化从本质上讲则是社会基因组(基因图谱)的复制与表达的结果。
第五,该系统理论认为,生命系统的进化过程包括生物系统的进化与社会系统进化。
生命系统的进化从本质上讲就是生命系统的基因组的进化。
生命系统在进化的过程中,总是在进行生物基因的杂交与重组或进行社会科技创新与重组。
由此,产生大量的生命(生物和社会)基因组(基因图谱),同时又在不断地对产生的生命(生物和社会)基因组(基因图谱)进行绘制与修改,然后经过自然选择或人工选择的方式让一部分基因组(基因图谱)进行复制与表达,让另一部分基因组(基因图谱)淘汰掉,最后形成各种各样的生命系统(个体、群体、人类、社会)。
生命系统的基因组中包含了生命系统新陈代谢、进化与分化、遗传与变异、生殖与发育的全部生命信息,即生命系统的基因组浓缩了生命系统从产生到发展再到消亡的全部生命信息。
在自然界每时每刻都在产生各种生命基因组或各种基因组图谱。
但在环境选择的压力下,很多基因组都未能进一步进行复制与表达。
只有哪些适应环境的基因组才能复制与表达出来并获得生存与发展的机会。
生命基因组的进化是生命系统进化的根本标志。
也是生命系统进化的核心内容。
生命系统的基因组就是相当于一本书籍或一个图谱。
它存贮了生物系统与社会系统进化发展的全部信息内容,它同时又控制了整个生命系统进化发展的全部过程。
生命系统基因组的绘制与修改过程及环境的自然选择和人工选择的过程,就是生命系统的进化与发展基本过程。
在这个过程中,有的基因组在环境选择的压力下保存了下来,而有些则灭绝了。
由此看来,生命系统的进化过程就是一个被环境选择的过程。
那些适应环境的基因组能被保存下来,而那些不能适应环境的基因组则被消灭了。
所以说,生命系统进化的内因是生物系统基因组和社会系统基因组的进化,从生物基因组上讲是其基因组内遗传基因的杂交与重组,而从社会基因组上讲则是其基因组内科学技术创新与重组。
正是由于生物基因组内生物遗传基因的杂交与重组导致新的生物基因组的产生,也正是由于社会基因组内科学技术的创新与重组,才导致新的社会基因组的产生。
而自然选择和人工选择则是以环境外因的形式对适应环境的基因组进行有效选择。
前者无人类理性的干预,而后者则有人类理性的干预。
环境的多样性选择决定上了生命系统的多样性进化。
生命系统的进化是其内因和外因共同作用的结果。
第六,该系统理论认为,生命系统(生物系统与社会系统)的生命信息的传递遵循一定的中心法则。
即:(1)DNA可以自复制并通过转录的方式将信息传递给RNA,然后RNA通过翻译将信息转化为蛋白质,RNA也可以自复制,并在某种特殊的情况下,也可以将生命信息反转录给DNA,DNA也可以翻译成蛋白质。
从而构成了生物系统信息传递的基本过程。
这就是生物生命系统遗传信息传递的中心法则;(2)科学可以自复制并通过转录的方式将信息传递给技术,然后技术通过翻译将信息转化为生产力(物质产品),同样技术也可以自复制将信息反转录给科学,科学也可以翻译成生产力(知识产品)。
从而构成了社会系统信息传递的基本过程。