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生命科学简史论文

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生命科学简史论文

生命科学哲学(Philosophy Of Biological Science)是本世纪六七十年代兴起的一股科学哲学思潮,虽然它的兴起主要是以本世纪50年代以后生命科学的蓬勃发展为基础,但从事生命科学哲学研究的哲学家们并不局限于把他们的哲学看作是一门部门哲学,而是更进一步,把他们的哲学看作是科学哲学的新范式:一种与传统的根植于物理科学之上的科学哲学相对的新的科学哲学。因此,当代人们提到生命科学哲学就有两层含义。狭义地讲,生命科学哲学是关于生物学的哲学,主要研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。换句话说,生命科学哲学就是关于生命的本体论、认识论和方法论的哲学学科。在此意义上,“生命科学哲学”即是“生物学哲学”,它是科学哲学的一个子学科。广义地讲,生命科学哲学是科学哲学的新思潮。传统的科学哲学究其根本,都是以物理科学(包括物理学和化学等学科)为根据的,所以新哲学家们把这种哲学称之为物理科学哲学(Philosophy Of Physical Science)。新哲学则主要是以生命科学为基础而又兼顾物理科学。所以为了突出新哲学与传统哲学的不同,一些哲学家把这种新哲学称之为生命科学哲学。 1 生命科学哲学兴起的背景自然科学是哲学的基础,任何一种哲学的产生都与当时的科学背景密切相关。近代科学是从1543年开始的,虽然这一年出版的两本伟大著作中的一本——维萨里的《人体的构造》是生物学的一个分支,可是其后的一百多年,生物学并没有突飞猛进的发展,而运动学和力学却首先得以快速发展。1687年,牛顿的《自然哲学的数学原理》出版,使经典力学这座宏伟大厦最终落成。此后,物理科学的其它学科也都先后发展起来并逐步成熟。与此相对,生物学在牛顿时代尚处于孕育时期,用恩格斯的话说就是“还处于搜集材料的阶段”,牛顿的物理革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物学思想的重大革新是在19世纪和20世纪才开始产生的。因此,当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候,或者说,当培根、笛卡尔、莱布尼兹和康德论述科学和科学方法时,完全是以物理科学为基础的。在这种情况下,物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准,大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的标准范式,认为一旦理解了物理科学,就能理解其它任何科学。尽管早在19世纪中叶,达尔文就曾说过生物学的成就将会使哲学出现新繁盛,可是19世纪的科学哲学仍然完全根植于物理科学之中,不论是第一代实证主义(孔德)还是第二代实证主义(马赫),他们关于科学的本质,科学的理论结构和概念框架、科学方法等等的论述,完全是以经典物理学为依据的。进入20世纪,实证主义发展到了它的第三代——逻辑实证主义。正如提出这种理论的核心人物所说,逻辑实证主义主要依据的自然科学理论是数理逻辑和20世纪初诞生的相对论和量子力学。面对这种情况, 著名的生物学家和哲学家恩斯特·迈尔(ErnstMayr)不无遗憾地说:“自从伽利略、笛卡尔、牛顿以来直到20世纪中叶,科学哲学一直由逻辑学、数学和物理学所左右达数百年之久”( 〔2〕.piv)。然而,本世纪中叶以后,由于传统科学哲学的自身危机以及分子生物学革命和综合进化论的革新,使哲学家们开始转向对生物学的哲学概括,以便从生物学中找出科学的新范式,于是,有关生物学的哲学思考成为西方科学哲学讨论的一个最热点的领域之一。在这种讨论中,生物学哲学作为一门学科逐步成熟。我们先从传统科学哲学的危机谈起,传统科学哲学有三个主要的教条:一是分析命题和综合命题的区分,认为自然科学的命题是综合命题;第二是还原论,“即认为每一个有意义的陈述都等值于某种以指称直接经验的名词为基础的逻辑构造”;第三是演绎的解释理论,认为科学解释就是推理,一个需要解释的对象,只要它能从一些规律性陈述和一些前提条件中推导出来,它就得到了解释。其中第二点是逻辑实证主义的中心命题,这个命题换个说法就是认为,在科学中,观察(或经验)和理论是可以完全分开的,科学的本质就以经验为基础建立科学理论,科学理论的正确与否就是看它能否得到证实。奎因在《经验论的两个教条》中已对这种经验与理论的二分法以及第二个教条进行了批评。不过,决定性的批判则来自波普尔。波普尔认为,从逻辑的角度看,完全证实是不可能的,然而反过来,证伪却是可能的。由此,波普尔提出了证伪主义的科学纲领:科学的标志不在于它的可证实性,而在于它的可证伪性。由于波普尔的工作,科学哲学开始发生一个重大的转变:从研究科学理论的静态结构转向研究科学理论的历时结构。于是库恩的范式论、拉卡托斯的研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义方法论等科学哲学理论相继出现,使传统的科学哲学出现严重的危机。我们再从生物学本身的发展看。自从1953年沃森()和克里克()认定DNA的双螺旋结构以来,生物学便跨进了飞速发展的新时代。短短十多年的时间,遗传密码就得以破译,基因的作用机理也弄清楚,遗传工程亦开始实施。同时,由于新知识的渗透和综合,生物学的一些古老的学科,如进化论、胚胎学、分类学等也面貌一新。一时间,世界范围内出现了一股研究生物学的热潮,生物学成为继相对论和量子力学革命以来发展最快,成就最多的学科。生物学的这些革命性发展自然引起越来越多的哲学家对它的关注。他们或者利用生物学的成就重新评价以往科学哲学的适当性,或者从生物学中总结出独特的认识论、方法论和本体论问题。传统科学哲学的危机以及生物学的持续发展因此使生命科学哲学成为当代科学哲学研究中的最激动人心的领域。各种论文和论著大量涌现。1985年,在一些哲学家和生物学家的努力下,一本专门讨论生命科学哲学的杂志——《生物学与哲学》也在西方创刊。作为一股新的科学哲学思潮的生命科学哲学就是在70年代兴起的,在80年代和90年代,这门学科逐步成熟并不断发展。 2 自主论和分支论:当代生命科学哲学的两大派别近来西方出版的几乎所有生物学哲学的著作都以生物学在科学体系中占有什么位置,或者说生物学与物理科学相比有什么不同这个问题作为开篇。按照罗森伯格的说法,生物学和物理科学的关系问题是“生物学哲学的中心问题”。在此,我们可以换个说法,把这一问题看作是生物学哲学的基本问题,因为,第一,这一问题是任何一个生物学哲学家必须首先提出并要作出回答的问题。“生物学与其它自然科学是否不同和怎样不同是生物学哲学… …所面对的最突出、最明显、经常被提出、争议最多的问题”(〔3〕. P13)。第二,对这一问题的不同回答方式及结果,决定着生物学哲学讨论的几乎所有其它问题的回答方式及结果。生物学家和哲学家提出的有关生物学的逻辑的、认识论、本体论和方法论的较具体问题几乎都是围绕这一问题展开的,比如还原论与突现论的争论,关于社会生物学科学性争论,心身关系的争论等等都是如此。第三,对于生物学家和生物学哲学家来说,对这一问题的不同回答反映了他们对生物学应当前进的方向的不同看法。生物学的研究应当采取什么样的方法?未来生物学的重点在什么地方?对生物学和物理学关系问题的不同回答,直接关系到对这些问题的看法。关于生物学的地位或者说生物学与物理科学关系的争论一直在两对立的派别之间进行,这两个派别,一个可称之为分支论,一个可称之为自主论。分支论认为,生物学在原理和方法上与物理科学并没有什么不同,而且未来的研究到了一定的时候会将整个生物学还原为物理科学。与之相对,自主论则认为生物学理所当然地是一门自主的科学,因为它研究的对象、它的概念结构和方法论与物理科学根本不同。联系到前面提到的生命科学哲学兴起的背景,我们就可以看出,分支论和自主论实际上是对传统科学哲学危机和生物学迅速发展的两种不同的反映。从科学哲学的转折来看,本世纪五十年代后,由于波普尔的批判,科学哲学从逻辑实证主义走向与之相对的历史主义。然而,并不是所有的哲学家都在这种转折中追随波普尔、库恩等人放弃了实证主义,相反,有许多哲学家仍然坚持实证主义的基本原则,只是在细节上对实证主义作了不同程度的修改。 这些哲学家有人把他们称作后实证主义者(Postpositivist)。后实证主义的基本观点是:(1 )科学是通过建立越来越普遍的经实验验证并具有解释能力的经验概括发展的,这些经验概括进一步被组织到更普遍的理论中去以更加扩展和加深这些概括的解释的统一性和预言的精确性;(2 )科学解释就是要把被解释的对象归并到普遍的规律或定律之下,因此,任何科学都需要规律或定律或至少是可改进的概括;(3 )科学需要规律或定律还因为实践的预言和控制也是依据规律或定律做出的。没有规律或定律,不仅解释是不可能的,预言和控制就更不可能。(4)不同的学科有不同的发现、规律和理论,但所有这些发现、 规律和理论将最终组成一个连贯的理论阶梯,在这个理论阶梯中,可从最基本的物理学的理论和规律出发推演出所有其它学科的理论和规律,即所有的学科最终可统一于物理学。当然后实证主义的观点并不仅是我们所列的这些,但对我们的问题这已足够。很显然,后实证主义的这些观点只不过是对实证主义的进一步修正而已,它们的基础仍然是物理科学。在生物学的惊人发展面前,这样的关于科学本性的结论适合生物学吗?很显然,从生物学目前的状况看,它还不能立刻地,明显地满足后实证主义的描述。生物学目前还不象物理科学那样有许多简单、精确、相互联结并具有解释和预言能力的定律或规律;它的许多发现和描述语言与物理学和化学的发现和语言很少联系;它研究的模型系统的普遍性也是有限的。所有这些特征使它成为验证后实证主义科学哲学的很好的场所。这些不同是表面的、暂时的,还是本质的、永恒的呢?于是,在哲学家中间,生物学与物理学是否不同和怎样不同的问题,就变为生物学是否和怎样与后实证主义的哲学图景相符合的问题。回答相符合的哲学家,就竭力从生物学中寻找材料证明后实证主义哲学图景的普遍性,并竭力证明生物学与物理学的上述差别是暂时性的。回答不相符合的哲学家则相反,他们从生物学寻找材料反对后实证主义的哲学思想,并竭力表明,生物学与物理学差别是永远不会消失的。以上是分支论和自主论争论的哲学根源——后实证主义和反实证主义(antipositivism)。分支论和自主论的争论还有其科学自身发展的依据。本世纪中叶以后,生物学中最激动人心的事件就是分子生物学的革命。由于这一革命,生物学的许多现象都可根据DNA 分子的结构得到解释。分子生物学的成功使许多生物学家以及哲学家坚信,生物学的所有现象最终都可以根据它们组成部分的物理化学规律完全得到说明,物理学和化学的方法完全适合生物学研究。DNA 双螺旋结构发现者之一克里克就断言:“生物学当代运动的最终目标事实上就是根据物理学和有机化学解释生物学。对于这一点有很多理由。因为化学和物理学的相关部分……量子力学与我们关于化学的经验知识一起,表明能为我们提供建立生物学的确定性基础,这与牛顿力学……为比如机械工程提供基础是同样的方式。”(〔4〕.P10)物理学和化学之所以能为生物学提供一个“确定性基础,”在这些人看来,是因为生物体最终是由物理材料——运动中的分子和原子组成的。这些分子和原子在生物体中被聚集在不同的组织水平上,一些水平甚至能避开其它水平自主地活动,但是最终都是物理学和化学的产物。因而克里克说:“最终人们希望生物学的整体可根据比它低的水平进而正好从原子水平得到解释”。(〔4〕)既然生物有机体可以从其组成部分的物理特性和化学特性得到解释,所以这些生物学家和哲学家继续断言,整个生物学最终将变为物理学和化学的一个分支。这些生物学家和哲学家就是我们所说的分支论者,概括起来,他们认为:“生物学最好能成为物理科学的一个分支,一个能够通过运用物理科学方法,现在特别是物理学和有机化学的方法发展的独立分支”。(〔3〕P16)他们把分子生物学作为用物理学和化学研究生物学的最成功的范例,因此,对他们来说,生物学的其余部分都应象分子生物学一样,主动地与物理化学靠近。目前,生物学和物理科学之间仍然存在着很大差别,有许多生命现象还不能用物理学和化学解释,但他们认为,随着生物学和物理学的发展,最终都可以用物理学和化学来解释。然而,除了分子生物学之外,群体遗传学、综合进化论、生态学、行为学、分类学等生物学学科在本世纪也得到了革命性发展,“都显示空前繁荣,茁壮成长”。这些学科都有其本身的词汇,方法论和概念结构,与其它学科特别是物理科学很少联系或只有最少的接触。因此,面对分支论的挑战,从事这些学科研究的生物学家以及从这些学科搜集材料的哲学家就认为,尽管物理学和化学方法在生物学研究中曾取得过振奋人心的成绩,但是物理学和化学的方法并不能完全适合生物学的主题内容。他们认为“生物学真正重要的目标以及获得这些目标的适当方法,与其它科学的目标和方法是如此不同,以致于生物学的理论和实践必须与物理学和理论实践保持持续的隔离。”(〔3〕.p16) 这些生物学家和哲学家就是自主论者。根据他们的观点,生物学追寻的是回答物理学不能回答的问题,因而生物学必须运用物理学提供不了的方法和手段,当然,生物学也可自由地借用物理学的理论和方法,但它不能仅仅简单地靠借用发展,它必须形成自己的方法。生物学运用物理学方法在某些方面能够取得成绩,但生物学若运用自己独立的方法则会取得更大更明显的成就。分支论与后实证主义的观点是一致的,但在自主论者看来,后实证主义从物理学中得出的科学图景对生物学来说是完全错误的。生物学当然是一门自主的学科,后实证主义那种建立在物理科学基础之上的科学统一观念会使生物学走向迷途,并阻碍生物学的快速发展。除了分子生物学以及宏观生物学自身研究特点、研究方法使一些人支持分支论、一些人支持自主论外,未来生物学研究的重点在哪一个方面,也是人们支持分支论或自主论的重要原因,或者说是动机。著名生物学家和哲学家恩斯特·迈尔曾说:“许多物理学家坚信全部生物学的见解都能归结为物理学的定律,这种情况使许多生物学家为了自卫而主张生物学的自主性,很自然,不只是物理学家,而且信奉本质论的哲学家也极力反对这种生物学的解放运动,但是这种解放运动在最近几十年不断增强了力量。物理科学的原则,理论和定律是不是能说明生物科学中的每件事呢?生物学至少部分的是不是自主的科学呢?对于这些问题的冷静讨论,由于物理科学和生物科学明显的对抗情绪,甚至是互相敌对的情绪,就成为非常困难的事情。许多人曾经想把各门科学分类排列,把数学(或者特别把几何学)规定为科学的皇后。在为争取各项荣誉如诺贝尔奖金、政府及大学的预算、职位以及在非科学家中的普遍声望的竞争中,这种对立变得非常表面化了”。(〔1〕.pp37—38) 从迈尔的话里我们可以看出,生物学家支持或反对生物学自主性的一个重要原因是为自己从事的职业的重要性作辩护。 3 争论问题的展开围绕“生物学和物理学是否不同和怎样不同这个基本问题,自主论和分支论展开了一系列的争论。从争论问题的普遍性程度看,主要有以下几个不同层次的问题:首先,最普遍的一个问题是生物学和物理学研究的目标或战略是否相同的问题。自主论认为,在生物学和物理学的基本研究战略中存在如下一个明显的差别:物理科学的解释框架是机械论的,而生物学的解释框架则是有目的的、目的论的或功能的。这里所说的机械论广义地说是指这样一种观点:一个系统的行为是通过它的组成部分的牛顿性质——位置和动量(或它们的其它替代量)决定的,一个机械(力学)系统的行为是该系统组成部分的位置和动量数值的数学函数。物理科学对其需要解释的现象都是通过扩展这些力学概念及建立这种数学函数解释的。生物学的解释框架则与此不同,主要是目的论的。这里所说的目的论是指通过寻求系统的目标、功能、需要来解释系统的行为。生物学在解释生物现象时不是通过寻求构成生命系统的力学行为来完成,而是通过发现整个系统以及它的组成部分服务的目标、功能或需要来解释。这就是说,生物学解释主要依靠的是对生物系统服务目标的正确辩别,而在物理科学中,没有目标、目的、功能、需要等概念的位置和空间。因此,生物学和物理科学研究的总体目标就不相同:一个通过把现象分解成它的组成部分的力学行为来解释,另一个则通过在一个给定的现象中辩别出一个功能网络来解释。在这种情况下,两个领域的基本研究战略就必然不同。分支论者也承认物理科学与生物科学在解释方式上存在这种差别,但与自主论者相反,他们认为这种差别是表面的,是可以排除的。争论的第二层次的问题是关于生物学和物理科学中理论的本性、数目和关系问题。物理科学的研究对象可区分出不同的层次,对不同层次对象的研究可形成不同的理论,发展出不同的学科分支。这些不同的学科分支和理论可能是独立研究、独立建立的,然而,在物理科学中已达到这样一种水平,不同层次的理论可以逻辑地、数学地整合在一起。力学、光学、热学、电磁学、量子力学、相对论以及化学键理论、化学动力学理论、平衡常数理论等,都如此紧紧地连结在一起,以致于我们可以把这些理论从更基本的到派生的加以分类,然后用基本的解释派生的,并且可以根据一个领域的理论新进展预测另一个领域理论发展的情况。相比之下,生物科学中的各种理论间的联系就没有这么紧密。进化论、遗传学、生态学、古生物学、胚胎学、发育学、生理学等等学科都有其自身的理论,但这些理论之间的联系,并不象物理科学那样可以形成演绎关系,可以数学地整合在一起。举例来说,进化论对生物学的地位,就象牛顿力学对物理学的地位一样重要,然而,它们的理论结构却大不一样。牛顿力学本身的定律可用数学公式表示,其定律之间可形成严密的推理关系,其理论体系可用公理化方法建立,而进化论的理论内容只能定性描述而不能数学化,尽管有人试图对进化论也作公理化处理。通过牛顿力学可以推演出物理科学其它领域的一系列理论,而通过自然选择理论却推不出比如分类学、古生物学、形态学、胚胎学、生态学、遗传学中的有关理论,尽管有人说自然选择理论统一了这些学科。面对生物科学与物理科学理论本性、数目和关系的这些差别,自主论认为,这反映了生物科学自身的独特特点,说明生物学是一门自主的科学,而分支论则认为这种差别是暂性的,这表明生物学在目前还不是一门特别完善的科学,随着生物学的发展,这种差别将最终消失。争论的第三层次的问题是关于生物学中是否存在规律以及规律的形式问题。一般说来,物理科学的理论是由一系列规律或定律经整合或演绎构成的。因此,传统科学哲学都把规律或定律看作是科学理论的象征,认为任何一门科学都应有自己独特的规律或定律。生命科学理论范式的形成,使一些人对此发生了怀疑。生物科学的理论是由规律或定律构成的吗?在当前的争论中,一些自主论者提出了否定意见,认为在生命科学中并不存在规律,他们认为规律或定律的观念是传统科学哲学的偏见,新哲学应摒弃这种偏见。生物学若没有规律,生物学如何存在和发展呢?这些人认为在生物科学的理论结构中概念起着中心地位,生物学的发展表现在概念含义的扩展和新概念的提出。不过,也有一些自主论者象分支论者一样承认生物学中存在规律,但他们同时又认为,这种规律是独特的,与物理科学的规律相比,不仅在内容上而且在形式上都是不同的。这些自主论者认为,物理科学的规律反映的是推挽式的(push—pull)因果机制一个在先的原因产生一个或多个结果,而生物学的规律描述的却是生物目标、目的或功能与为了得到它们的生物系统之间的关系。目标和它解释的行为之间的关系不是物理意义上的因果关系,因为在物理科学中,在后的目标不能解释产生它的事件,但在生物学中,先在事件是由目标解释的。因此,物理科学中的规律是因果性的,而生物科学中的规律则是功能性的或目的论的。反对这一点的分支论者长期以来一直试图分析自主论者所说的规律的意义,以便它们也能在非目的论的概括下被表达。分支论者认为,生命现象不过是物理现象的一个复杂的种类,所以对生物学现象的描述与对物理现象的描述就没有什么种类上或本质上的区别。对他们来说,目的论描述或者是物理规律的方便省略,或者是通向另外的用物理规律对生命现象作更精确的描述的中转站。争论的第四个层次的问题是关于一些只在生物学中出现而不在物理科学中出现的概念和语词的含义的争论。比如关于生物学和物理学研究战略差别的重大争论 目的论和因果关系的争论必然要涉及到一些概念,象“适合”、“适应”、“竞争”、“掠夺”、“拟态”等。在分子生物学中,人们毫无顾忌地使用象“识别”、“密码”、“错误”等概念。这些概念都是目的论的概念,在物理学中是不存在的。它们能被转译成没有目的论的概念吗?它们在生物学中的存在是否说明生物学有严重错误的内容?这些都是值得深入思考的问题。总之,围绕生物学哲学的基本问题,哲学家们在从整体研究纲领、目标直到个体概念四个不同层面的具体问题展开自己的讨论,这些问题即互相区别又互相联系,使生物学哲学从总体上既表现出内容上的多样性,又表现出统一性。

1.未知。2.外星文明在地球上的试验。3.由无机物进化而来,但是具体过程不清楚。

当赏读完一本名著后,大家一定都收获不少,此时需要认真思考读后感如何写了哦。那要怎么写好读后感呢?以下是我精心整理的生命简史的读后感范文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

漫步生命的历史长河,我们无疑会睁大好奇的双眼接收着浩瀚如海般的生命奇迹点滴。从最初的生命衍生,到随后越来越多的生命进化演变,到再然后的人类的出现,到现如今某些物种的消亡及某些新物种的发现——某事某刻的我们一旦静心下来对这些生命的故事进行汇总整合,我们或许会由衷地发现这是一幅极其绚烂多彩,史诗般的恢弘生命大篇。

探寻生命的源头,解读生命的历史,我最近正逐一细读着围绕“地球生命40亿年的演化传奇”主题的科普读本《生命简史》。40亿年是一个相当漫长的时光。如何可以从生命的源头追根溯源引领我们去考究生命的历史其实是相当艰巨的工作。不过《生命简史》这这本书册的资讯内容却并不是完全的学者们的假想推测。事实上,《生命简史》最大的亮点就是这本书的编者基于现有的诸多古生物留存下的化石证据,加以更多的推理演化,成就着更多生动淋漓的生命发展历程。

这不是一朝一夕的内容,这更是日积月累,或者是更多年份的积累演化而成。今时今日的读者们则可以通过这本书的阅读更加进一步地深入这样一曲“生命神话”般的分享中。站在巨人的肩膀上看生命的历程,我们无疑不仅一饱眼福地答疑解惑着强烈的好奇心,我们更可以进一步地提升认知和对生命发展进程的了解。不断发展中的生命传奇注定着有太多的看点耐人回味。

永恒的海洋,从尘埃到生命,细胞、组织和躯体,我的同类和异族——这本书循序渐进地借由着地球上现存的化石向我们推演着生命的诞生,生物的进化,物种的孕育等诸多关于生命源头的故事。毫不夸张的说,这本书之中的内容知识点是海量的。除了让我们大饱眼福外,我们的好奇心也得到了充分的满足。尤其是在相关此类专业的大师级人物的分享中,我们更会深入地了解着原本静默无声的化石实则蕴藏着深厚的话语。

它们用着形状,颜色,结构等方方面面的细节向我们揭开着关于生命发展的奥秘。这些化石变得是那般栩栩如生地充满着生机和灵性。作为读者,我觉得自己翻看这这本书的过程中队生命的简史有着一个更加形象深刻的认知。

文字的叙述在某种角度比较还是相对的单子。所以这本书的另一亮点就是文中还时时穿插着图文画面的解说。哪怕是非专业人士的读者,我们也可以借由着这本书真切地学习和了解着生命的主题。深奥的生命话题在《生命简史》这这本书中变得浅显易懂,生动有趣。这也难怪乎这本书被诸多的读者称之为是一座纸上生命博物馆。

走近化石,解读生命,《生命简史》一书通过化石,为我们众多对生命话题的读者逐一答疑解惑在书中。

生命的含义到底应该作如何理解才是正确的呢?就一般人的观点来看,动物、植物都有生命,但却不由自主地会有所偏爱!然而大家能够达成一致意见的却是,地球这个星球,倘若没有一点点生命迹象——譬如现在的月球或者火星——的话,恐怕也就不会拥有目前这般显赫的地位了!

就目前人类知识与观察,地球不仅仅是太阳系中独一无二的存在,很有可能是宇宙中独一无二的存在——很偶然地存在,很偶然地诞生了生命,历经40亿年发展,经过了五次生物大灭绝,直到今天!至于未来怎么发展,天知道呢?用剑桥大学教授、英国皇家学会会员、英国自然历史博物馆古生物学专家理查德·福提的话说就是,“生命——众所周知——就是一场赌博”。似乎根本没有什么是必然的,一切都是偶然,生命如是,人类也如是。

理查德·福提,追寻着三叶虫的足迹,足迹遍及世界各地。他关心的只有生命,各种各样的生命存在、各种各样的化石遗存,从三叶虫开始,直到恐龙,直到人类自己。回顾了生命在地球上出现至今的历史——他称之为简史——之后,他还想知道,未来究竟会是什么样子的呢?稍微有些让人感到沮丧的是,理查德·福提认为,即使生命已经在地球上出现了40亿年之久,那也只能说明了地球上的生命足够幸运,一切只能归咎于幸运。

千万不要自以为是,即使如今人类已经成为了地球上似乎占据了主导地位的生命,能够无比深刻地改变地球——当然很多时候也是在破坏地球——似乎比其他任何生命,地球上曾经出现的任何生命都要强大。那又如何呢?“谈笔间樯橹灰飞烟灭”,说的可不止是曹魏军队的命运,那或许也是地球上一切生命的结局!当太阳的氢元素燃烧殆尽,变得无比“狂怒”之时,皮之不存,毛将焉附!

700万年前,人类开始从灵长类中脱颖而出。数十万年前,智人战胜了尼安德特人、丹尼索瓦人,进而幸运的繁衍至今。似乎,这是一个十分漫长的发展史。但对于地球上的生命来说,几百万年的历史算得了什么呢?理查德·福提说,假设地球的历史是一张表盘,那么“蓝绿细菌”大约在凌晨2点出现,无脊椎动物差不多在10点出现,而人类,却只是在午夜12点前1分钟匆匆出现——这一现实足以警醒人类,真的没必要自以为是,以为自己无比伦比。在人类之前,以为自己是地球主宰的,或许还有三叶虫,或许还有恐龙,它们繁荣昌盛的历史是数以亿年计的,人类的历史远远不能与之相比。

似乎,没有对比就没有伤害。在《生命简史》这这本书中,古生物学专家理查德·福提充满诗意般地回顾了自己的研究历史以及足迹。他既是在作生命的科普讲座,也是在探讨生命存在的意义和价值,甚至于还想为生命、想为人类找到一个未来——未来可期,还是不可期呢?显然,这个问题很难得到一个确证的回答。现有的一切,只能说是一步一个脚印地向前走,走到哪一步算哪一步吧!人类知道自己所在的星球并非宇宙的中心不过才能几百年的历史,而人类第一次真正冲出地球、到达所谓的“地外”也不过才有60年多一点的历史。

一切都是崭新的,新到了不能再新——所以,最正确的态度或许就应该是,既不必妄自尊大,亦不必妄自菲薄!人类已经足可以笑傲江湖了,没必要得寸进尺,没必要这山望着那山高!

不知道宇宙中的某个地方会不会有“外星人”存在——或许他们根本不屑于理睬人类还有地球上的一切所谓生命体!如果以人类的眼光来看待那些平时根本落不进人类注意力之中的那些微不足道的小生命,或许就能理解外星人对于人类以及地球的一种可能的态度了!或许,外星人会觉得,那也能叫做生命吗?

米兰·昆德拉有句名言:“人类一思考,上帝就发笑。”经历了漫长的进化,以胜者之姿雄踞地球的人类,终也只是渺小的。是进化无尽头,还是我们本就无需操心太多?古生物学专家理查德·福提窥生命的既往以论将来,创作言简意赅的《生命简史:地球生命40亿年的演化传奇》一书,告诉我们,生命是一场赌博,渺小的和伟大的都一样值得称颂。

这似乎有悖直觉,物竞天择,更能适应环境的后来者,难道不比祖先具有优势吗?被划为“高等”的动物,难道不比早期的单细胞生物更值得赞叹吗?生命的演化历程却诉说着故事的不同版本。在福提笔下,生命的演化过程可以一言以蔽:地球诞生于激烈的冲撞中,一大锅原始汤里活跃着分子,分子慢慢构成了活细胞,再产生组织和器官、分化出性别,生物的栖息地从海洋扩展到陆地和天空,还有了我们引以为傲的意识。40亿年里,时间并未均等地分配给每一步。我们也不能武断地判定,人类或者高等动物出现的瞬间最惊艳——上述每一幕都可与之比肩,演化过程经历了无数次的突破,个中艰辛堪比分娩之痛。尽管地球初期的生命要在显微镜下方能看见,却奠定了后续演化的基础。

好奇的科学家颇想探索,是怎样的契机让分子孕育出生命?他们模拟了地球原始汤的配方,尝试各种反应条件,却屡屡受挫,不得其解。也许一切只是上帝掷骰子的结果,像《红楼梦》里的冷香丸,妙就妙在“可巧”二字。生命纯属偶然,难以复制。譬如,每当我们规划移居外星时,总要先思量:那里有没有赖以维生的空气和水?福提说,地球上的大气和水源于一次严重的“肠胃胀气”,数以万计的喷气孔带出的蒸汽将地球包裹起来,生命因之有了出现的可能。地球的原始住民未必不如我们适应环境,酷热的气候、高浓度的甲烷,自有古老的嗜热菌快活地徜徉其中。它们兴旺发达,日后的氧气浓度升高,于它们而言才是场灾难!此后,还有无数偶然事件推动的演化,像是蓝绿细菌被细胞偶然捕获,成为了功能独特的叶绿体,造就了植物;为了争夺阳光,草本植物拼命向上,有了树木;树冠太高,根部输送营养困难,叶片的蒸腾带动了树干细胞的毛细作用。又如,早期微生物抱团生活,偶然发生了一次合作失误,尝到甜头的成员变成了捕食者;有了捕食和被捕食的关系,就必须洞察危险,于是三叶虫有了眼睛……这种连锁反应环环相扣,永无止境。生命令人叹为观止的构造,其实是在应对环境;而环境的变化又充斥着偶然,因此福提说:“际遇或许是动力,或许是阻力,这取决于历史。”既是运气,对渺小的生命和巨大的生命而言,都是同等的。

可是,随着生命活动的日益频繁,活动范围的不断扩大,生态链的渐趋复杂,生命对环境的作用也越来越明显——生命一面在利用环境,一面也在为其他生命创造环境,演化不再是被动的。这些环境变化的发生可能是不自知的,如早期绿色植物对大气中氧气浓度的贡献;可能是短视的,如食肉动物的几代放纵,致使草原肉库空虚,给自己招来了灭顶之灾;可能是基于自利,刻意地视而不见,如人类排入大气和水里的化学物质,或从环境中掠夺、谓之不竭的生命。作为有意识、会思考的生命,倘说我们真的堪称演化的“胜者”,难道不该更清醒、更审慎地面对环境的选择吗?

纵观生命的历史,福提认为,我们必须对自然抱持敬畏之心,既然大自然已经掷过这么多次骰子,历经天翻地覆的变化,灭绝过这么多“主宰者”,人类亦不该自以为特殊,高枕无忧。然而就人类的历史论,我们有别于其他生命的思考能力当能换得更强的做选择的能力。选择,指的不仅是面对环境变化的时候,争取怎样的应对策略;还包括在变化发生之前,洞察征兆、未雨绸缪的能力。福提对地球生命的前景和人类的未来表示乐观,这是建立在我们是理性睿智的博弈者,而不是索求无度的赌徒的前提之上的。

读完理查德。福提写的《生命简史》,我对人类、万物及我们居住的地球,有了和以往完全不一样的认识。

这本书描述了生命进化的40亿年的历程。在与自然的抗争中,伟大的生命一步步从海洋走向陆地、从低级走向高级,在地球——我们共同的家园上,绘制着绚丽多彩、光辉照人的历史画卷。

书中列举的一些事实令我震撼。水蒸汽得以凝结成水滴,这些水滴通过不断汇集凝结而形成了原始的浅海。这不禁让我慨叹自然之神奇,一定条件下,矛盾可以共生,孕育伟大生命的摇篮。还有更令我吃惊。“生命初期环境由于中世纪的人们描绘的地狱一般,那是一个炽热的充满强酸的世界,大气层中几乎没有氧气,硫磺从火山迸发出来,同时还伴有陨石慧星激烈的碰撞。”多么恐怖的情景,现存的所有动植物在那样的环境中绝对没有办法生存。然而,45—38亿年前,我们最原始的细胞(这里称为细菌也许更合适)就是在这样恶劣的环境中顽强地吸取养分,利用能量,挣扎着生存,一点点进化。这真是一首浩翰的'生命史诗呵!还有一个具有一定合理性的说法,做为万物之灵长的人类而为我们所不屑的蛆虫,在几十亿年前并没有什么不同,我们都是一个个小小的平凡的细胞而已。我们所蕴含的元素是完全一样的,这让我对一切生命都充满了敬畏,我们不应小觑任何生物,正如庄子所讲:“天地与我共生,而万物与为我一。”“存在即合理”,自然的法则从不偏袒任何生物,只是时间驯服了整个世界上不断进化、变异的生物。

穿梭于生命演化的历程,感受着自然的神奇,有时,我的脑海会冒出泰戈尔的句子:“我的主,你的世纪,一个接着一个,来完成一朵小小的野花。”这种对生命的热爱,几乎成了一咱信仰。合上厚厚的书,望着窗外鳞次栉比的大楼,看着路上甲壳虫似的小汽车,我不禁哑然失笑。如果说生命的演化史是个时钟,那么蓝藻大约出现在凌晨两点,无脊椎动物大约出现在上午十点左右,人类则像灰姑娘一样,在整个戏剧即将终止的十二点的前一分钟才登上舞台,可是我们才几秒的时间就以极大的加速度将地球造成一个以人类为主的世界,这是应悲哀,还是应庆祝?

我不再对自然环境的不断恶化而紧张,因为我仿佛看到人类灭亡后,自然又以自己的行事发展,细胞、组织、躯体、动物……那些哭喊着:“救救我们的自然母亲”的人员是不懂的,自然有什么好拯救的呢,它没有什么感情,更不会因为某种生物的灭亡而停止自己的发展。真正该被拯救的恐怕是冒昧的人类吧!

可是人类有情,谁也不愿看到浩翰的人类文明、人类科技被自己的双手毁灭。根据生物进化理论,在人类灭绝后,要上亿年的时间才能再出现像人类一样智慧的生物。

我想,每个人都应读一读《生命简史》,想想吧,我们就是这亿万生命的集合:在身体里面,流淌着他们的汁液,凝聚着他们的活力,保护着他们的追求……

看封面的时候以为是一本精装书,没想到,是一本平装的,双封面,质量很好,我突然,觉得这种比精装本,更适合阅读。

因为这种软面的本子更适合在各个房间阅读,躺着、坐着、趴着……他不像精装本,必须端正地坐在书桌前。

不知道什么时候开始,流行类似于某某简史某某通史这样子的书籍。

其实生命经常同一个词联系在一起:基因。

这是个不容避开的词。

最古老的生命探索可以追溯到20世纪初,以前我们最喜欢看的CSI(犯罪现场调查)中应用的破案手法,很多都核基因有关。

当时对这些场景是怀着畏惧和激动的心情的,很想知道这是怎么回事,但是以前的信息网络不如现在发达,我们获得的知识有限,只能在电视剧和父母的口述中了解一星半点。

当时的书籍也通常都是一些流水账,每个点都不深入,点到即止一带而过,但是这本《生命简史》,让我重新对这类书有了新的定义。

有人说,达尔文和孟德尔虽然互不相识,但俩人却为二十世纪全部的生命科学奠定了基础。

就像所有其他关于生命的书一样,这本书非常实用耐读,在这一点上,我们的很多书往往沦为理论的刻板教堂。书中几乎可以说每一页都没有任何理论,只是在鼓励你走进生命的世界,开始自己的观察和理解。

记得小时候,我的第一本启蒙书就是关于自然和生命的。

通常爸妈都会买一本色彩鲜艳的图画书,说回来,之所以要观察生命自然,最浅显的理由,恐怕只是因为——我们都是生命的孩子。

如果每一本教科书都是这么浅而易懂,也许我的生物课就不会那么差了。

其实说了这么多,如果把这本书简单地认为只是一本科普书,那就错了。作者理查德其实是想通过这本呕心力作,表达强烈大自然中一些小生命的求生欲望,它们虽然渺小,但是不屈向上,茁壮生长,前几天我堂妹过来翻了翻这本书,当时就想借回去看,我说这本书我看了三分之一,太精彩了,看完才能借给你。

后来堂妹失望地走了。

晚上的时候,我看完了剩下的三分之二,理查德在这些力重千钧的文字背后,让我们懂得生命只有一次,要好好珍惜生命。

福提说:人类的自然寿命只不过是地质年代中的一个瞬间,和它比起来,我们的寿命微不足道。假设地球的历史是一张表盘,那么“蓝绿细菌”(蓝藻细菌)大约在凌晨2点出现,无脊椎动物差不多在10点出现,而人类就像灰姑娘突然想起舞会要结束一样,在午夜12点前1分钟匆匆出现。

然而,人类却在如此微不足道的地质年代中,有着举足轻重的作用。人类不断探索、不断发现、不断在已知的时空间寻找未知。也正因为有了这份永远充满能量的好奇心,我们才有机会阅读这一本理查德·福提的《生命简史——地球生命40亿年的演化传奇》。

前一阵子读了尤瓦尔·赫拉利的《人类简史》。这是一本在阅读过程中会感觉有些枯燥但又一直会吸引你读下去的书,这一本书我的阅读时间相对较长。而《生命简史》则完全不同,看福提的这本书,除了传播许多关于生命不断进化的知识,还有着福提本人去山川荒漠找寻生命进化的记录。跟随着福提的脚步,与他一起经历科学研究和旅行,回忆探索过程中的点点滴滴,艰辛、喜悦、困苦、惊奇,每一个过程,都似感同身受。

捧阅《生命简史》的时光,跟随福提在时光中穿越,是非常愉悦的夏日时光。

福提说:发现带来的喜悦买不来、装不出,在书本中也体会不到。在我们已知的粗浅知识体系中,提起三叶虫、提起恐龙,都可以简略地聊上几句。尤其是孩子们,我家宝贝小的时候对恐龙有着近乎疯狂的喜爱,关于恐龙的绘本,关于恐龙的电影、动画片,恐龙的各式玩具,只要看到就希望抱回家里,无论是新的还是家中已有的。在孩子眼中,恐龙时代神秘也丰富。每一次有新的发现,他都会不停地讲述给别人听,时不常的,还会拿着书本来考考你。对于所有的恐龙种类基本如数家珍,没有他叫不上来名字的。

可见,对于生命的热爱与探索是与生俱来的。这份热爱鼓舞着我们不断生命的本源,同时也在思考着未来。

很多长时间以来,一直在争论先有的鸡还是先有的蛋。

从生物学角度来说,鸡属于鸟类,由恐龙进化而来。恐龙又是由某种远古爬行动物进化而来。而地上的动物大多由远古的鱼类进化而来。然后绝大多数生物都是从三叶虫进化而来。在产生“卵生”这一动物生态行为之前,动物已经存在。也就是说,鸡属于动物,动物先产生,然后进化出了生蛋的功能。结论是:在会下蛋之前,鸡的祖先早已存在。所以当然是先有鸡了。

还有更加简单的一种说法:先有鸡,我们先把鸡当成眼珠,把蛋壳当成眼框,因为有眼珠的大小,眼框才能根据眼珠的大小包住眼珠,换作鸡也一样,若先有蛋,那鸡后来若比蛋壳大,根本包不住,所以先有鸡后有蛋。

这本《生命简史的》的封面是一个露出一只眼睛的蛋壳,这目光冷静坚定。在探寻生命起源的过程中,人们一次次地否定,一次次地遇到阻碍,却始终坚定地前行,无论是一无所获还是有了新的发现,我们始终相信,在如此瀚海广阔的天地间,正是因了这份不断的进取,才有了今天的我们——从太古时期的细胞生物、石炭纪的“巨虫时代”、二叠纪的恐龙,冰川的时代的猛犸象……

生命——众所周知——就是一场赌博。40亿年的生命史,运气各不相同,但是,生命越发强健。回顾生命史应该心怀敬畏,胜过一切的敬畏之心。

福提在书的最后写道:让我们共同期盼着人类的明智之举吧,运气的转盘将一直在我们的命运中旋转。气候一定还会变化,也许还有火流星,也许还有毫无征兆的突发事件。

但是,生命总有对策。

生命主要起源于碳族元素,先看看碳的循环,硅锗属于碳族元素,有半导体的性质,碳族永远处在能源的霸主地位,碳通过光合作用以碳氢化合物的形式周而复始的循环着太阳的能量,同时也演化着生命,生命的起源于物质元素,元素的性质是原子核和核外电子得与失,能量来自太阳能,以硅元素作为核心物质制造的硅氢能催化剂在水中能直接把太阳的能量和其它形式的热能15-100温度转化成化学氢气能,打开了人工制制能源的新途径,化石能源只是个过渡的哺乳期,氢能源将成为人类能源主食,真正的零排放将向我们走来,利用半导体的性质解决光热化学的转化难题,

生命科学学科论文

请问是湖南理工学院的吗

浩瀚的工程啊啊啊啊啊啊啊

现代生命科学技术的论文基因芯片——“生物信息精灵”——浅谈数学、计算机在现代生命科学研究中的作用二十世纪是物理科学的世纪,而二十一世纪则是生命科学的世纪。生命科学,尤其是生物技术的迅猛发展,不仅与人类健康,农业发展以及生存环境密切相关,而且还将对其它学科的发展起到促进作用,所谓"今天的科学,明天的技术,后天的生产"。而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。现代生物技术,是一门领导尖端科技的学科,正因如此,我很想知道它与数学——我得专业课,计算机等理论或技术是怎样有机的联系在一起的。基于此,我利用课余时间查阅了许多网站、书籍,并有了小小的收获。现就“基因芯片”技术,浅谈如下。一、基因芯片简介基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般,其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内,可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子(也叫分子探针)。 由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列,利用分子杂交及平行处理原理,基因芯片可对遗传物质进行分子检测,因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点,是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。二、基因芯片技术 生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生,它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术,将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程,如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上,使这些分析过程连续化和微型化。也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术,制作成具有不同用途的便携式生化分析仪,使生物学分析过程全自动化,分析速度成千上万倍地提高,所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。可以预见,在不远的将来,用它制作的微缩分析仪将广泛地应用于分子生物学、医学基础研究、临床诊断治疗、新药开发、司法鉴定、食品卫生监督、生物武器战争等领域。 生物芯片技术是目前应用前景最好的DNA分析技术之一,分析对象可以是核酸、蛋白质、细胞、组织等。目前全世界用生物芯片进行疾病诊断还处于研究阶段,国外已将其用于观察癌基因及肌萎缩等一些遗传病基因的表达和突变情况。 生物芯片技术还可以用于治疗,例如已开发出在4平方毫米的芯片上布满400根有药物的针,定时定量为病人进行药物注射。另外,科学家还在考虑制作定时释放胰岛素治疗糖尿病的生物芯片微泵及可以置入心脏的芯片起搏器等。生物芯片技术与组合化学相结合将开辟另一个极有价值的应用方向,即为新药研制提供超高通量筛选平台技术,这必将使新药研究开发和传统中药的成分评估获得重大突破。三、基因芯片的应用技术举例1、基因破译 目前,由多国科学家参与的“人类基因组计划”,正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图。众所周知,染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基。由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程。与传统基因序列测定技术相比,基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍。 基因芯片的检测速度之所以这么快,主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶,可进行并行检测;同时,由于微凝胶是三维立体的,它相当于提供了一个三维检测平台,能固定住蛋白质和DNA并进行分析。 美国正在对基因芯片进行研究,已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”,使解读人类基因的速度比目前高1000倍。图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置。2、基因诊断 通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因。癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50%以上。 未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代。3、基因环保 基因芯片在环保方面也大有可为。基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染,还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。这种对环境友好的基因一旦被发现,研究人员将把它们转入普通的细菌中,然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤。4、基因计算 DNA分子类似“计算机磁盘”,拥有信息的保存、复制、改写等功能。将螺旋状的DNA的分子拉直,其长度将超过人的身高,但若把它折叠起来,又可以缩小为直径只有几微米的小球。因此,DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器。 基因芯片经过改进,利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机。基于基因芯片和基因算法,未来的生物信息学领域,将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业。四、基因芯片的实际应用 基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值。在基因芯片的驱动下,人类正进入一个崭新的生物信息时代。1、在美国科学家第一次将一个他们称之为生物芯片的计算机芯片植入人体的细胞上,从而使人体细胞与计算机连接。这是美国科学家波利斯·鲁宾斯基(Boris Lubinsky)和他的同事黄永(译音)在3月份的美国《生物医学微设备》杂志中著文披露的。 2、人体细胞外面包有一个细胞膜,该细胞膜具有使特定物质单向通过的功能。多年来,科学家们一直寻求找到用电冲击的方法,使所希望的物质进入细胞膜,但直 到目前为止,所用的方法有时成功,有时失败。而使用鲁宾斯基和黄永研究出来的 新方法,细胞膜由计算机得到一个信号,让某些物质进入到细胞中。随具体场合的 不同,这些物质可以是例如用来改变基因的遗传物质,也可以是药物或蛋白质。这样,就可以更好地使这些物质发生效力。 鲁宾斯基等科学家打算研制出能对例如神经细胞和肌肉等人体组织发出指令的生物芯片,这样至少会使人所服用的药物发挥更大的效力。俄亥俄州立大学生物医学工程中心主任莫里罗·弗拉里称鲁宾斯基的这项发明是处在发展阶段早期的具有潜在作用的实验室工具。美国科学家们称,他们已经找到了一种能使人体细胞和电路进行交配的生物工程芯片,它能在医学和基因工程学方面发挥关键的作用。 这种比头发还小还细的微型装置使健康人体细胞和电子芯片结合,通过电脑对芯片进行控制,科学家认为他们能够控制细胞的活动。 电脑向细胞芯片发送电脉冲,激发细胞膜孔张开,并激活细胞。科学家希望能够大批量地生产这种细胞芯片,并能够把它们植入人体,取代或修正病变组织。 领导这项研究的加州大学机械工程学教授鲍里斯·鲁宾斯基说:“细胞芯片还使科学家在复杂的基因治疗过程中更准确地进行控制,因为他们能够更准确地开启细胞孔。” 鲁宾斯基还说:“我们在生物学领域里引入了工程学的精髓,我们完全可以在不影响周围其它细胞的情况下输入DNA、提取蛋白质以及注射药物。” 该细胞芯片的出现与长期存在的一种理论有关,即一定量的电压能够穿透细胞膜。 多年来,科学家一直在进行用电力轰击细胞试验的遗传研究,希望藉此引入新的疗法和基因物质。研究人员希望能最终制造出与激活不同的身体组织(从肌肉到骨骼到大脑)所需的准确的电压量相调合的细胞芯片。那样的话,将会有数以千计的细胞芯片用来治疗各种类型的疾病。3、用独创技术自行研制的中国第一片应用型基因芯片于近日在第一军医大学正式诞生。 据第一军医大学有关负责人透露,该军医大研制成功的基因芯片,是中国首次应用一种创新的基因片扩增技术,率先攻克了内地同行在基因芯片研究中首先面临的快速经济地搜集数以万数基因探针难题,并巧妙运用新技术手段明显地降低成本。 目前,该芯片已完成实验室工作,即将进入临床验证阶段,如果顺利,用於临床诊断的基因芯片可望不久投入批量生产。但到目前为止,全世界还没有实际用於临床应用诊断的基因芯片生产。 在实验室里,将这几片比大拇指盖稍大的基因芯片,放在检测器上,与之相连的电脑屏幕上立刻出现了纵横交错的红红绿绿荧光点,出现的每个荧光点就是一个基因片断的点阵。只要取病人一滴血放在芯片检测卡上,经过分子杂交后,连上电脑就可以立刻显示出基因变化情况,并通过电脑把基因语言翻译成医生能读得懂的信息,从而对疾病做出准确的诊断。 这种芯片的成功诞生,标志着疾病的诊断由细胞和组织水平推进到基因水平。它们的开发应用将在环境污染控制、动植物检疫、器官移植、产前诊断、药物筛选、药物开发等方面展示出广阔的前景。五、生命科学渐成IT公司关注焦点 人类基因组工作草图绘毕的消息像打开了阿里巴巴宝藏的大门,以基因技术为核心的生命科学市场正吸引着越来越多的淘金者。近来,为这些淘金者生产“铁锨”的资讯科技(IT)公司的积极行动颇为引人注目。1、揭开基因之迷须破译大量数据 人类基因组草图仅仅是读出了“生命之书”,而要真正读懂它,揭示所有基因编码所代表的信息,还必须破译浩如烟海的数据。 在著名的英国桑格中心里,有关人类基因组的数据已经达到22万亿字节,是世界上首屈一指的美国国会图书馆藏书内容的两倍多。据这家中心估计,在未来两至三年内,与人类基因组有关的数据量还将上升到50万亿至100万亿字节。2、生命科学公司10%投资用于开发资讯科技 为了解决处理数据所需的庞大计算能力的问题,世界上最大的12家生命科学公司目前把近10%的科研预算用于资讯科技投资,而且这个比例可能还将增长。 据美国国际商业机器公司(IBM)估计,与生命科学有关的资讯科技市场将在今年达到35亿美元,到2003年达到90亿美元。3、市场潜力巨大 一些著名的IT企业,已将眼光瞄准了这一潜力巨大的市场。例如,IBM已经决定投资1亿美元,用五年时间研制一种名为“蓝基因”的超级电脑。 “蓝基因”的运算能力将是美国现有40台最快的超级电脑运算能力总和的40倍,它主要用于模拟人类蛋白折叠成特殊形状的过程。世界最大的个人电脑制造商美国康柏公司,也垂涎这块“肥肉”。4、康柏趁早下手培养未来客户基础 已经成为生命科学领域电脑服务器主要供应商的康柏公司最近宣布,它将继续投资1亿美元,支持新兴生物技术公司,以培养未来的客户基础。 其实,IT公司还远不止盯着这些近期利益。以基因研究为基础的生物经济可能在新世纪里成为新经济的重要组成部分,对此人们已经达成共识。5、行业标准制定者能享有巨大经济利益 根据以往的经验,率先进入市场的公司大多能够成为行业标准的制定者,这些行业标准往往意味着巨大的经济利益。 今年8月,德国狮生命科学公司的股票上市。由于投资者看中这家公司的基因次序检索系统(SRS)可能成为行业新标准,其股票价格在短短时间里迅速上涨了50%。6、政府支持基因研究 IT公司进军生命科学领域,与各国政府对基因研究的支持密不可分。为了在基因组研究的下一个阶段——分析蛋白质结构的国际竞争中领先,不少国家积极采取措施,促进信息业与生物产业的结合。 例如,日本不久前就组织了“官产学”大联合的“生物产业信息化研究共同体”,参加这个共同体除了制药、食品、生物、化学等与基因科学相关的企业外,还有不少电脑公司。 小结:科学界公认,生物芯片技术将给下个世纪生命科学和医学研究带来一场革命。目前我国科学家正在加速研制这种可能快捷便利提取DNA,查找遗传基因特性的新技术。相信,这一现代生物与高科技联姻的成果将为二十一世纪的发展作出巨大的贡献!

生物科学和健康随着生物科学的发展,生物科学对社会的影响越来越大,同样的对于健康的影响也不可小视。这主要表现在以下几个方面: 1、影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2、促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3、随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4、促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5、影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6、对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7、生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 从这么多的方面可以看出,生物科学在我们现在社会的影响范围之广,作用之大,是体现了这个学科的重要性。本文主要简单谈谈生物科学和健康的联系。后面待续……给你发EMAIL吧

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《生命科学》简介1988年创刊,原刊名为《生物学信息》内部发行;1992年起更名为《生命科学》,公开发行,CN31-1600/Q,大16开,64页,是由国家自然科学基金委员会生物科学部、中国科学院生命科学与生物技术局、中国科学院生命科学和医学学部和中国科学院上海生命科学研究院共同主办的全国性、公开发行的学术性、综合类期刊。自2004年第1期起,被中国科学技术信息研究所“中国科技论文与引文数据库”收录,即被评为“中国科技核心期刊”。《生命科学》是以评述、综述、研究简讯(动态)等形式报道生命科学研究的发展趋势、学术动态和研究成果,以促进学术交流。本刊重点发表生命科学范围内的评述性或综述性文章和重大项目介绍、研究进展与管理经验,同时报道有关领域的科研信息、科学家介绍、研究机构介绍和书评等内容。特别是每年的第6期全文刊登国家自然科学基金委员会生命科学部当年资助项目,对科研工作者确定申请项目和确立科研课题等方面都有很大的帮助,受到了广大科技工作者的欢迎。随着科学技术的飞速发展,学科之间的交叉和融合将成为本世纪科学技术发展的特点,创新和飞跃往往发生在学科的交叉点上,本刊自2003年第6期起,特开辟"新思维"栏目,旨在介绍学科新的生长点和学科交叉的趋势。2004年第5期起,我刊开设了“科学回忆”栏目,该栏目是为了通过科学家们对自己成长历史中最有感触、最有领会、最有促进的事件的总结,撷取他们创新思想的火花,来启发读者对科学研究过程中人的精神活动的理解,感悟科学发现的魅力,感受创新者的心路历程。《生命科学》荣获第二届上海市优秀科技期刊评比一等奖。被“中国科技论文与引文数据库”、“中国学术期刊(光盘版)”、“中国期刊网”、“中文科技期刊数据库”、“中国科学引文数据库”、“中国学术期刊综合评价数据库”、“中国生物学文献数据库”、“中国生物医学文献光盘数据库”、“万方数据数字化期刊群”和“台湾华艺CEPS中文电子期刊服务”收录。《生命科学》的读者对象是从事生命科学与相关科学的研究、教学和管理的工作者, 以及有关学科大专院校学生。

自然杂志近年来发展的很快,出版集团还出版了其它专业杂志如《自然医学》,《自然免疫学》,《自然遗传学》,《自然细胞生物学》,《自然神经科学》、《自然生物学技术》、《自然方法学》、《自然临床实践》、《自然结构和分子生物学》、《自然评论》,《自然化学》,《自然物理学》,《自然纳米技术》,《自然材料学》和《自然综述系列》,总共37个子系列杂志,另外还有其他语言版的《自然中国》,,《自然印度》等系列。应该说自然是乞今为止世界上最权威,最有影响力,学科最齐全,相对来说最为公正的科学杂志!其中的《自然医学》, 《自然免疫学》,《自然遗传学》三份的影响因子已和《自然》《科学》一样高,在专业领域里威望很高。《自然》杂志不光关注生命科学,还积极跟踪新兴科学像纳米技术和材料科学。个人的感觉是自然杂志以其亲民扑实的作风,敏锐的目光和分析和最其全的学科复盖面,大有一统科学文献江山的气概和实力。

《科学》(Science) 是美国科学促进会(AAAS)出版的一份学术杂志 。1880年,纽约新闻记者约翰·麦克尔创立了《科学》杂志,这份杂志先后得到了托马斯·爱迪生以及亚历山大·格拉汉姆·贝尔的资助。此后,由于财政困难《科学》于1882年3月停刊。一年后,昆虫学家Samuel H. Scudder使其复活并取得了一定的成功。然而到了1894年,《科学》重新陷入财政危机,随后被以500美元的价格转让给心理学家James McKeen Cattell。1900年,Cattell与美国科学促进会秘书Leland O. Howard达成协议,《科学》成为美国科学促进会的期刊。1944年Cattell去世后,AAAS成为《科学》新主人。这本杂志主要刊登最新的科学研究成果。同时,《科学》也刊登关于科学的新闻、关于科技政策、科学家感兴趣的事务的观点。《科学》刊登各个学科的原创论文。目前,《科学》是全世界最权威的学术杂志之一,它的主要竞争对手是英国出版的《自然》杂志。像自然一样,《科学》杂志也是周刊,稿件学术水准和质量和自然比肩的,所不同的是科学没有子刊系列,也没有像《自然》那样的定期发表综述的刊物。因为这一点,《科学》杂志的影响力是不及《自然》的。

在生命科学领域,《细胞》(Cell)杂志为另一份同行评审科学期刊,主要发表实验生物学领域中的最新研究发现。《细胞》是一分深受关注并具有较高学术声誉的期刊,刊登过许多重大的生命科学研究进展。与《自然》和《科学》一样,是全世界最权威的学术杂志之一。单从其影响因子来看,它一直高于《自然》和《科学》两杂志,表明它所刊登的文章广受引用。

《细胞》是由爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司旗下的细胞出版社(Cell Press)发行。《细胞》杂志主要以美东学术重镇波士顿为基地,以哈佛大学,麻省理工学院的生命科学家为后盾。《细胞》杂志前主编Benjamin Lewin不光主导这份生物学中最有份量的杂志,而且亲自主编教课书《Gene》,该书出版后广受好评,被殴美大学列为生物遗传学的第一首选教课书。 Lewin先生的知识也更新的很快,该书差不多每两年再版一次,现在已出版到第8版了。DNA双螺旋的发现者沃森教授也写了一本《Molecular Biology of Gene》不过,没有Lewin先生的书流行。《细胞》杂志也有许多子刊系列像《Cancer Cell》,《Stem Cell》,《Immunity》,《Neuron》和《Molecular Cell》等都是生命科学中的重量级刊物。再加上爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司拥有的大量其他刊物,爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司也是在生命科学文献界能够呼风唤雨的出版公司。

个人对这三份杂志的感觉是,全世界的科学家对《自然》要略微青睐一些,自然对发展中国家的投稿都比较友好,编辑会对来自英语国家的稿件进行英语修改和完善。编辑部的原则是科学第一,语言第二。《自然》杂志幅盖面很广,应该是龙头老大的地位。《科学》杂志也许一直会保留其风格,即在学术水平上跟《自然》争风斗艳,但是刊物还没有要扩张的迹象。

《科学》即是《自然》的对手,又和《自然》一起协手并肩统领报道人类科技的进步和发展的进程,比如当人类历史上耗资最大的人类基因测序工作完成后,《自然》发表了由Landers博士领导的学术界的人类基因测许结果;而《科学》则发表了由Venter博士领导的工业界完成的人类基因测序结果,可谓比翼双飞,也显示了英语在世界科学的领导地位。《细胞》杂志在生命科学界则是独树一旗,跟《自然》和《科学》的以短篇报道方式科学研究中的突破和进展不同之处是《细胞》的每篇文章都要求是长篇大论,文章必须要叙述一个完整的研究过程和结果,每期《细胞》的文章总数一般不超过15 篇。此外《细胞》跟其名一样,文章的角度也多从细胞生物学,分子生物学的手段和方法展开,相对来说,较少从分子遗传学,群体遗传学,化学生物学的角度出发。

这三份DJ学术期刊不仅是各大学和研究所的必定刊物,而且欧美大学许多教授,科研人员都自己定阅这些刊物,其中《科学》个人定阅价是140美元,《自然》是 199美元一年。像其他许多杂志一样,欧美杂志的做法是定阅者交的费用只是像证性的,杂志主要靠名气和发行量后面所带来的广告费挣钱维持生计,杂志越有名,发行量越大,越容易生存。但是像爱尔塞维亚(Elsevier) 这样拥有众多杂志的出版公司也往往表现出很强的拢断行为,曾几何时,以波士顿地区哈佛麻省理工为代表的新英格兰派系的《细胞》杂志的学校、研究所定阅费(往往是图书馆的定阅杂志,全校师生可以下载文章)昂贵的连美国的公立大学都感到难以承受,以加州大学,密西根大学为首的几十所公立大学曾经罢投《细胞》杂志的稿件,以表达他们的不满,双方的挣执曾使牛气十足的《细胞》杂志降下身段接受发展中国家科学家的稿件,中国也有了事隔二十几年得以重返《细胞》杂志的大事记!

这几份牛气的DJ学术的垄断行为和昂贵的订阅费也引起了一些科学家的烦感,终于有一些人站了出来,他们决心创办一份真正免费的生命科技杂志,Plos(Public Library of Science)就是这样诞生的产物,它是完全开方的,免费阅读, 免费打印!只有发表是收费的,多完美的主意!记得几年前我在加州大学旧金山分校做博后时,有一天所里来了一个讲座,就是关于Plos杂志,题目就是介绍一份全新的杂志Plos-公共科学杂志,当时听讲的人并不多,比起一般的学术讲座真可谓廖廖无几,主持人开场白介绍-讲演者也是一位优秀的科技工作者,她在博士博后期间有7篇论文发表,文章包括《Nature》,《Gene Development》《JBC》,《Molecular Cell》等,后来她加入了《自然》杂志的编辑行业。她讲到在她做编辑的时候才感觉到,很多发展中国家的大学的财力无力订阅全《自然》家族的杂志,因为稿费昂贵的原因,一些优秀的稿件也不能送到《自然》这样的DJ刊物,这种情况被诺贝尔奖获得者NIH前院长Harold E. Varmus,博士也知道了,他和斯坦福大学的生化教授,基因芯片技术的殿基人之一Patrick O. Brown,博士,以及加州大学伯克莱分校的遗传学教授Michael B. Eisen博士共同发起创办了一份属于大众的科学杂志,真正意义上的免费杂志!这样2000年10月Plos终于诞生了。如果你能细看一看Plos杂志的核心原则,就就会明白它是一份百分之百的大众的科学学书杂志!对于发展中国家,Plos给予了最无私的优惠政策:

可喜的是Plos杂志今天已成为了仅次于《Nature》,《Science》和《Cell》的有极大影响力的刊物,并且成为了拥有Plos-one和Plos生物,医学,遗传学,计算生物,病原学,热带医学7个成员的大家庭, 虽然美国科学院院刊(PNAS)和少数几份杂志也是免费的,但都没有Plos这样有高的引用率和影响力。

《Plos》杂志的成功和贡献再一次告诉我们,发展科学技术一定要有一套体系,从科研基金的建立和管理,到建立世界顶尖大学及研究所,特别是最后一个环节-发表科学技术成果的平台和媒体-科技杂志,每一样都极其重要!中国以人数众多的科技人才,庞大的接受了西方教育的海外人才库和飞速发展的经济为后盾,中国成为世界科技大国和强国的现实只是时间问题,要想在这个问题上不走弯路,早日实现这一目标。创办一份成功的类似于《自然》或《Plos》这样的科技杂志是比不可少的,也是绝对需要的。

根据主管单位级别期刊等级,基本全是国家级:1.《生态学报》国家级,主管:中国科学技术协会2.《生物化学与生物物理学报(英文)》国家级,主管:中国科学院3.《遗传学报(英文版)》国家级,主管:中国科学院4.《中国生物化学与分子生物学报》国家级别,主管:中国科学技术协会5.《生物化学与生物物理进展》国家级,主管:中国科学院6.《微生物学报》国家级,主管:中国科学院7.《生物物理学报》国家级别,主管:中国科学技术协会8.《遗传》国家级,主管:中国科学院9.《生物工程学报》国家级,主管:中国科学院10.《应用生态学报》国家级,主管:中国科学院11.《中国科学院》国家级,主管:中国科学院12.《中国科学.C辑》国家级,主管:中国科学院13.《古生物学报》国家级,主管:中国科学院14.《微生物学通报》国家级,主管:中国科学院15.《水生生物学报》国家级,主管:中国科学院出版图书情报委员会16.《菌物系统(改名为:菌物学报)》国家级,主管:中国科学院17.《生物多样性》国家级,主管:中国科学院18.《生物工程进展(改名为:中国生物工程杂志)》国家级,主管:中国科学院19.《实验生物学报》新闻出版总署未查到,应该属于停刊或改名期刊20.《生命的化学》国家级别,主管:中国科学技术协会21.《古脊椎动物学报》国家级,主管:中国科学院22.《微体古生物学报》国家级,主管:中国科学院23.《生态学杂志》国家级别,主管:中国科学技术协会24.《生物数学学报》新闻出版总署未查到,应该属于停刊或改名期刊

生命科学植物学报

植物生物学方面的期刊基本定位以“综合性、高水平”为办刊方针,求新、求快,及时、准确地反映我国植物科学领域科学家最新研究成果(新发现和新方法等)、系统评述国际研究热点(新理论、新发展)。刊登内容主要以发表涵盖植物科学各领域(包括农学、林学和园艺学等)具有重要学术价值的创造性的研究成果。栏目设置研究论文、研究报告、研究快报、技术方法、特邀综述和专题论坛。这里推荐《植物学报》,它主要刊登植物学各学科有创新的原始研究论文和快讯,并发表植物科学重要领域的综述国际最新进展的文章;期刊的定位是以中文(英文摘要)及时、快速和全面地反映我国植物科学及其相关学科研究的最新成果。《植物学报》是由中国科学院植物研究所和中国植物学会主办的中文版综合性学术期刊。双月刊,128页,国内外公开发行。发表涵盖植物科学各领域(包括农学、林学和园艺学等)具有重要学术价值的创造性的研究成果。服务对象为中国国内从事科学研究和高等教育的中高级专业人员。《植物学报》是全国优秀期刊、中国自然科学核心期刊和中国期刊方阵“双效”期刊。已被国内外多家著名检索系统收录,包括CAB、AGRIS、CSCD、CSTPCD、CNKI和CAJCED等。

不好。植物生理学报是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学科目。该科目的研究难度非常大,并且录取人数非常少,对学历要求非常高,所以该科目是非常不好投的。但该科目凭借其有趣的内容受到很多学者的喜欢。

综合性大学的学报Q--综合性生物科学 1、生态学报 2、应用生态学报 3、生物多样性 4、生物工程学报 5、遗传 6、生物化学与生物物理进展 7、微生物学报 8、中国生物化学与分子生物学报 9、水生生物学报 10、中国生物工程杂志 11、中国科学.C辑,生命科学 12、生态学杂志 13、微生物学通报 14、应用与环境生物学报 15、生物物理学报 16、古脊椎动物学报 17、古生物学报 18、微体古生物学报 19、生物数学学报 20、生物技术 21、生命的化学 22、实验生物学报(改名为:分子细胞生物学报) 23、生物技术通报 24、生命科学 25、生物学通报 Q94--植物学 1、植物生态学报 2、植物生理学通讯 3、西北植物学报 4、植物分类学报 5、云南植物研究 6、植物学通报 7、武汉植物学研究 8、菌物学报 9、植物研究 10、热带亚热带植物学报 11、广西植物 Q95/96--动物学/昆虫学类 1、动物学报 2、昆虫学报 3、动物学研究 4、动物分类学报 5、兽类学报 6、动物学杂志 7、昆虫知识 8、昆虫分类学报 9、人类学学报 10、四川动物 下面还有一些是农业和食品的看能不能靠上第六编 农业科学S--综合性农业科学 1、中国农业科学 2、南京农业大学学报 3、华北农学报 4、西北农林科技大学学报.自然科学版 5、华中农业大学学报 6、中国农业大学学报 7、福建农林大学学报.自然科学版 8、浙江大学学报、农业与生命科学版 9、扬州大学学报.农业与生命科学版 10、湖南农业大学学报 11、华南农业大学学报 12、河北农业大学学报 13、西南农业学报 14、江西农业大学学报 15、河南农业大学学报 16、吉林农业大学学报 17、安徽农业科学 18、上海农业学报 19、中国农学通报 20、沈阳农业大学学报 21、西北农业学报 22、四川农业大学学报 23、安徽农业大学学报 24、江苏农业科学 25、江苏农业学报 26、云南农业大学学报 27、山东农业大学学报.自然科学版 28、浙江农业学报 29、内蒙古农业大学学报.自然科学版 30、广东农业科学 31、甘肃农业大学学报 32、湖北农业科学 33、新疆农业科学 34、广西农业生物科学 35、东北林业大学学报 36、贵州农业科学 37、河南农业科学 38、新疆农业大学学报 S1--农业基础科学 1、土壤学报 2、水土保持学报 3、土壤 4、土壤通报 5、植物营养与肥料学报 6、水土保持通报 7、水土保持研究 8、土壤肥料(改名为:中国土壤与肥料) 9、生态环境 10、中国水土保持 11、中国生态农业学报 S2--农业工程 1、农业工程学报 2、灌溉排水学报 3、农业机械学报 4、节水灌溉 5、中国农村水利水电 6、干旱地区农业研究 7、农机化研究 8、中国农机化 S3,5--农学、农作物 S4--植物保护 1、植物病理学报 2、中国生物防治 3、植物保护学报 4、植物保护 5、农药 6、昆虫天敌(改名为:环境昆虫学报) 7、植物检疫 8、中国植保导刊 S6--园艺 1、园艺学报 2、果树学报 3、中国蔬菜 4、北方园艺 5、食用菌学报 6、中国果树 7、中国食用菌 8、中国南方果树 S7--林业 1、林业科学 2、林业科学研究 3、北京林业大学学报 4、 福建林学院学报 5、东北林业大学学报 6、南京林业大学学报 .自然科学版 7、浙江林学院学报 8、西北林学院学报 9、世界林业研究 10、中南林学院学报(改名为:中南林业科技大学学报) 11、竹子研究汇刊 12、中国森林病虫 13、林业资源管理 14、浙江林业科技 15、林业实用技术 S8--畜牧、动物医学 1、畜牧兽医学报 2、中国兽医学报 3、中国预防兽医学报 4、中国兽医科技(改名为:中国兽医科学) 5、中国兽医杂志 6、草业学报 7、中国草地(改名为:中国草地学报) 8、草地学报 9、动物营养学报 10、蚕业科学 11、黑龙江畜牧兽医 12、草业科学 13、中国家禽 14、动物医学进展 15、中国饲料 16、畜牧与兽医 17、饲料工业 18、中国畜牧杂志 19、饲料研究 20、中国畜牧兽医 S9--水产、渔业TS2--食品工业 1、食品科学 2、食品与发酵工业 3、食品工业科技 4、中国油脂 5、中国粮油学报 6、食品科技 7、食品与生物技术学报 8、中国乳品工业 9、食品工业 10、茶叶科学 11、食品与机械 12、河南工业大学学报.自然科学版 13、中国调味品 14、粮食与油脂 15、粮食与饲料工业 16、中国食品添加剂 17、粮油加工与食品机械(改名为:粮油加工) 18、中国食品学报 19、中国酿造 20、食品研究与开发

生命科学课程论文

生命科学导论论文环境提供法理依据和制度保障。一、物种入侵的概念及过程。按照世界自然保护同盟(IUCN)的定义,所谓外来物种,是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外(即在其自然分布范围以外或在没有直接或间接引入或人类照顾之下而不能存在)的物种、亚种或以下的分类单元,包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。 外来入侵物种则是指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入,在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力,并给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。从新石器时代起农民就不断地移植植物物种、动物物种。17世纪以来,旅行的人们加强了这种混杂,有时结果是好的,但更经常是带来灾难性后果。 随着交通方式的进步、国际贸易和旅游业的发展,外来物种入侵的概率大大增加。一个地域的某物种比过去更经常地被有意或无意地携带或转移到另一个地域,并在缺乏天敌等制约因素的新环境下繁殖、扩散, 进而对当地生态环境、社会经济和人身健康产生难以估量的影响,如众所周知的水葫芦、松材线虫等。随着全球化进程中国际间经贸交流和人员往来的日益频繁,外来物种扩散的规模和速度均超过以往,给人类造成的危害日益加剧。外来物种入侵的方式主要包括以下两种:一是有意引进,包括用于养殖、种植、花卉等目的的引种,用于生物防治、绿化、水土保持、环境保护等目的的引进;二是无意引进,包括随航空、陆路、水路运输工具和压舱水的引入,随进出口货物和包装材料的引入,旅客无意引入等。那么,外来物种究竟是怎样成功“入侵”我国的呢?在国家环境保护总局南京环境科学研究所的组织协调下,中国自2001年12月开始在全国展开了历史上首次外来入侵物种调查。经过近两年的努力,最近终于摸清了外来入侵物种的底数,本次调查共查明外来入侵物种283种。调查结果显示,在283种外来入侵物种中,是属于有意引进造成的,是属无意引进造成的,自然入侵(指物种随风媒、虫媒和鸟媒等媒介自然传播)的仅占。而在外来入侵的植物中,有一半左右是作为有用植物引进的。 可见,人们对外来入侵物种认识滞后是造成外来物种入侵的最大因素,很多单位和个人对外来物种可能导致的生态和环境后果缺乏足够的认识,对外来物种的引进方面存在很大的盲目性和急功近利的倾向。有些地方和部门,盲目认为外来植物比本地植物好,因此在工作中不注意发掘本地的优良品种,而热衷于从国外引种,极大地增加了外来物种入侵的风险。可以说,“人祸”(人为原因)是外来有害生物入侵的“帮凶”,外来物种入侵问题首先是一个人为的问题。而外来物种通过各种途径到达某一生态系统,并不是一进入新的生态系统就能形成入侵,而是在一定条件下实现从“移民”到“侵略者”的转变。外来入侵种的入侵是一个复杂的生态过程,这个过程通常可分为四个阶段: 1.侵入:指是生物离开原生存的生态系统到达一个新境; 2.定居:是指生物到达入侵地后,经当地生态条件的驯化,能够生长、发育并进行了繁殖,至少完成了一个世代; 3.适应:是指入侵生物已繁殖了几代,由于入侵时间短,个体基数少,因而种群增长不快,但每一代对新环境的适应能力都有所增强; 4.扩散:是指入侵生物已基本适应生活于新的生态系统,种群已经发展到一定数量,具有合理的年龄结构和性比,并具有快速增长和扩散的能力,当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制,该物种就大肆转播蔓延,形成生态“暴发”,并导致生态和经济危害。 但并不是每个物种的入侵都必须完成这四个阶段,如豚草和三裂叶豚草的入侵某一地区并成为优势种群,大约经历三个阶段:第一是入侵阶段,通常呈单株散生或是成小丛;第二是定居阶段,通常呈小斑块或呈大斑块分布,许多干扰生境还没有被占据;第三是稳定阶段,通常呈大群分布,几乎占据了当地所有适于豚草类生长的干扰生境。 二、物种入侵的危害外来物种的危害极大,一般说来,有以下几点:1. 直接减少当地物种数量。2. 间接减少依赖于当地物种生存的物种数量。3. 改变当地生态系统和景观。4. 对火灾和虫害的抵抗能力降低。5. 土壤保持和营养改善能力下降。6. 水分保持和水质提高能力下降。7. 生物多样性保护能力下降。 据了解,世界许多国家因外来物种入侵造成的经济损失都很惊人,美国每年损失1500亿美元,印度每年损失1300亿美元,南非损失800亿美元。 IUCN 2003年2月5日发表的研究报告估计,目前,外来入侵物种给各国造成的经济损失每年超过4000亿美元。IUCN还指出:当前,外来生物入侵是导致原生物种衰竭、生物多样性减少的重要原因。中国首次外来入侵物种调查的结果表明,外来入侵物种已对中国生物多样性和生态环境造成了严重破坏,一些物种在某些地方已经达到难以控制的程度。据中国农业部最新的统计显示,目前已经至少有380种植物、40种动物、23种微生物正“全面”入侵我国,外来入侵物种每年对中国国民经济有关行业造成直接经济损失共计亿元。专家们根据间接经济损失评估模型计算的结果表明,外来入侵物种对我国生态系统、物种多样性及遗传资源造成的间接经济损失每年为亿元,两项相加,外来入侵物种对中国造成的总经济损失为每年亿元,为国内生产总值的。 入侵物种给我国带来的更大灾难是对生态环境的破坏。能够成功入侵的外来物种,往往具有先天的竞争优势,一旦在新的滋生地摆脱了人类的控制和天敌的制约,就会出现爆发性的疯长,排挤本土物种,形成单一优势种群,最终导致滋生地物种多样性、生物遗传资源多样性丧失。生物入侵经典案例:1859年,当澳大利亚的一个农夫为了打猎而从外国弄来十几只兔子后,一场可怕的生态灾难爆发了。兔子是出了名的快速繁殖者,一只雌兔一年可以产25只兔仔。而且这些野兔发现自己来到了天堂:澳大利亚没有鹰、狐狸这些天敌,与兔子处于同一种小生态 的小袋鼠对它们也没有竞争能力,因此兔子数量剧增。这些野生的兔子吃牧草,啃小麦,剥食树皮草根,所到之处麦苗牧草荡然无存。它们还到处打洞,破坏水源,使良田变荒漠,一些小岛甚至发生了水土流失。当地的农业和畜牧业遭受巨大损失,并使当地有袋类由于食物缺乏而受危。人们筑围墙、打猎、捕捉、放毒等等,办法用尽,而兔灾仍然无法消除。1950年,人们尝试一种控制野兔的新方法。一种能杀死的兔子的病,即粘液瘤病(兔的一种病毒性传染病枣译注),被引入澳大利亚。科学家先将该病传染给蚊子,然后经蚊子再传染给兔子。但是针对兔子的细菌战被证明只是使不断恶化的状况得到暂时缓解,一小部分兔子对这种病毒具有天然的免疫能力,它们在侥幸逃生后又快速繁殖起来。整个20世纪中期,澳大利亚的灭兔行动从未停止过。克氏原螯虾(procambius clarkii),也就是我们平时吃的小龙虾,我们在垂涎其美味的同时恐怕从没想过他是一种危害极大的入侵种。我国20世纪30~40年代从日本引进,日本于更早时期从美国引种,主要用作食物和宠物。如今在中国分布范围日渐扩大,在我国南方特别是长江流域的诸省市都能见到。螯虾能给堤坝造成危害是由其喜欢穴居的生活习性决定的,它的前端长有一对钳子般的螯足,打洞的速度很快,范围也较大。由于它们经常生活在江、河、水库、池塘和水田等的岸边,因此对于堤坝的危害可能比白蚁的危害更大。它们的洞通常深度1-5米,直径6-12厘米,有垂直洞,也有水平洞,有时洞洞相连,在大堤背水面数十米以内经常发现。这些虾洞往往与管涌形成有关,对堤防危害极大:在1998年长江特大洪灾中,防汛人员在长江荆江大堤章化段巡堤查险发现清水漏洞,开挖处理时在堤身挖出大量螯虾;鄂州长江干堤燕矶段也发现10多起螯虾危害大堤的情况,武汉市汉阳区汉江大堤上黄金口段的一处约100平方米的池塘边就曾发现了37个虾洞,经及时用砂石料填埋,才消除了隐患。它们能在临时性水体中生存,且食性广泛,建立种群的速度极快,易于扩散。对当地鱼类、甲壳类、水生植物极具威胁,破坏当地食物链;因其取食根系而直接对作物(尤其是水稻等水生、半水生作物)和天然植被有灾害性破坏;螯虾食性很杂,对鱼苗发花和1龄鱼种培育有一定程度的影响,并危害人工繁育的幼蚌。由于克氏原螯虾适应性强,抗逆能力强,食性广泛,种群增殖速度快,目前对克氏原螯虾尚无有效的防治方法。近年来,入侵中国的外来生物呈现传入数量增多、传入频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧,每年因此而造成的经济和生态损失高达数千亿元,潜在危害更是难以估量。 四、治理措施中国是世界上遭受生物入侵危害最严重的国家之一,入侵种多、危害严重。目前广泛采取引进新物种的“天敌替代法”有可能是“引狼驱虎”,我国应立足本土生物多样性优势,寻找对付入侵的“本土卫士”。 中科院植物研究所副研究员高贤明博士认为造成生物入侵危机的主要原因就是各地盲目引进各种外来物种,同时在生物入侵的治理中,为追求“立竿见影”的短期效果,各地未经过任何科学的论证和必要的试验,就普遍采取从国外引进天敌和替代物种的“以夷治夷”方式,殊不知这样的做法导致新的生物入侵危险性极高。 近来科学家在四川、云南、贵州等地已发现众多能排挤、抵御外来生物入侵的本土物种,这使中国的生物入侵治理有了新的“转机”。参与中科院“重要外来物种的入侵生态学效应及管理技术研究”项目的专家最近重点对四川省攀枝花市仁和区进行了初步调查,发现在与被称为植物界“食人鱼”的紫茎泽兰生存竞争中最终可以占优势的本土植物有100多种。目前他们正在对这些植物进一步筛选,并在良种选育、采种园建设、栽培技术、管护措施等方面进行深入研究。另外,我国应尽快制定《防止外来物种入侵法》和《入侵物种管理法》,而且由于外来入侵物种的影响面极大,我国应成立包括农业、林业、环保、海洋、贸易、检疫、卫生、国防、司法、教育、科研等国家主管部门在内的统一管理协调委员会,从国家利益的高度全面管理外来入侵物种。立法时的核心问题是加强和完善对外来物种引入的评估和审批制度,并应充分考虑到入侵种传入的各个环节,针对每一传入途径制定相应的法制管理对策。具体应当包括如下方面:第一、建立完善的外来物种入侵风险评估体系。作为国家与地方管理部门早期预警和决策的依据,外来物种入侵风险评估体系的建立势在必行。需要进行风险评估的方面主要有:健康风险、对经济生产的威胁、对当地野生生物和生物多样性的威胁,以及引起环境破坏或导致生态系统生态效益损失的风险等。 应当在立法中明确规定,凡从国外引入,或者从国内跨生态系统引入时,都需要办理申请和经过评估。在充分的科学研究和信息收集整理的基础上,制定我国外来入侵物种的管理名录及评估方法,将其作为法律附件,为司法实践提供科学参考。法律本身可以长期稳定不变,但这些附件应该是动态的,需要根据科学研究的结果更新。第二、建立外来入侵物种早期预警、监测和快速反应体系。首先,我国建立外来入侵物种早期预警体系应包括建立国家和省级水平的早期预警工作体系。早期预警单位应该进行野外调查,验证所收到的报告与物种鉴定的结果,以及做出是否需要加强监测的建议。而且在监测的管理方面,应大力加强有关信息系统的建设,并建立起相应的入侵物种数据库和物种鉴定专家数据库。立法应当明确规定建立定期(年度)普查制度。地方与中央则应分别建立相应的定期报告与公告制度,以便及时汇总信息以发布国家生态安全预警名录,制止外来物种的入侵和蔓延。另外,我国亟需建立专门的入侵物种快速反应体系。国家环保总局在构建该体系中应发挥积极作用,充分结合各部门已有的和拟建的快速反应机制,使之形成全过程的监督管理体系,实现协调统一和信息共享。第三,建立完备的预防措施、野外释放试验、清除、控制体系。预防措施首先要通过立法建立双许可证制度,即从国外引进物种时,均要求有出口国和引进国两个许可证明,从而控制潜在风险物种的进口、出口和转移。另外应当改革现有防范机制,并加强海关执法,强化海关对于物种的非法转移及物种转移的许可文件的检查。 由于外来入侵种常常有停滞期,所以在允许大面积扩大释放之前必须进行一个试验,即在被控制的和可恢复的条件下进行野外释放试验。如果外来物种产生不良影响,即应迅速制定清除计划。此类计划极易引起更严重的生态破坏,所以必须十分周密,针对不同的情况采用不同的方法,并确保清除方法有效、无污染,而且不能危害人类和本地动植物。清除计划必须确保有足够的立法和机构组织保障,还包括清除后必要的生态系统恢复措施。 但是实际生活中,彻底清除有害生物和物种常常很难,这时只能使用控制计划,将入侵物种控制在可以管理、引起灾害尽量小的状态。控制计划当然也应当通过立法给予保障。第四、关于责任和费用承担问题 按照“谁受益、谁补偿,谁破坏、谁恢复”的原则,建立完备的生态效益补偿制度[8]。法律应明确规定引入者所必须承担的相应的清除和经济赔偿责任,其中包括进行危险性评估、实验、监测和治理的义务。同时国家行政主管部门通过立法对引种不当的责任机构或人员,予以经济处罚。责任人应向受害者支付补偿费,或受害者可以依法申请国家赔偿。由于外来物种入侵所造成的经济损失往往极为严重,而预防、清除或控制此种危害,维护现有的生物安全所需要的费用,更是责任人难以承受的天文数字,所以应建立风险分担机制,规定进口单位需要购买责任保险,以将经济风险转移给商业保险公司或社会保险机构。当然,国家和地方政府也必须将控制外来物种入侵种作为生态保护的措施之一纳入财政预算,建立相应的基金。最后,立法中应明确规定鼓励使用当地物种,外来物种仅在安全和必要的前提下,才能考虑是否引入。 daobanda

生命科学哲学(Philosophy Of Biological Science)是本世纪六七十年代兴起的一股科学哲学思潮,虽然它的兴起主要是以本世纪50年代以后生命科学的蓬勃发展为基础,但从事生命科学哲学研究的哲学家们并不局限于把他们的哲学看作是一门部门哲学,而是更进一步,把他们的哲学看作是科学哲学的新范式:一种与传统的根植于物理科学之上的科学哲学相对的新的科学哲学。因此,当代人们提到生命科学哲学就有两层含义。狭义地讲,生命科学哲学是关于生物学的哲学,主要研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。换句话说,生命科学哲学就是关于生命的本体论、认识论和方法论的哲学学科。在此意义上,“生命科学哲学”即是“生物学哲学”,它是科学哲学的一个子学科。广义地讲,生命科学哲学是科学哲学的新思潮。传统的科学哲学究其根本,都是以物理科学(包括物理学和化学等学科)为根据的,所以新哲学家们把这种哲学称之为物理科学哲学(Philosophy Of Physical Science)。新哲学则主要是以生命科学为基础而又兼顾物理科学。所以为了突出新哲学与传统哲学的不同,一些哲学家把这种新哲学称之为生命科学哲学。 1 生命科学哲学兴起的背景自然科学是哲学的基础,任何一种哲学的产生都与当时的科学背景密切相关。近代科学是从1543年开始的,虽然这一年出版的两本伟大著作中的一本——维萨里的《人体的构造》是生物学的一个分支,可是其后的一百多年,生物学并没有突飞猛进的发展,而运动学和力学却首先得以快速发展。1687年,牛顿的《自然哲学的数学原理》出版,使经典力学这座宏伟大厦最终落成。此后,物理科学的其它学科也都先后发展起来并逐步成熟。与此相对,生物学在牛顿时代尚处于孕育时期,用恩格斯的话说就是“还处于搜集材料的阶段”,牛顿的物理革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物学思想的重大革新是在19世纪和20世纪才开始产生的。因此,当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候,或者说,当培根、笛卡尔、莱布尼兹和康德论述科学和科学方法时,完全是以物理科学为基础的。在这种情况下,物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准,大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的标准范式,认为一旦理解了物理科学,就能理解其它任何科学。尽管早在19世纪中叶,达尔文就曾说过生物学的成就将会使哲学出现新繁盛,可是19世纪的科学哲学仍然完全根植于物理科学之中,不论是第一代实证主义(孔德)还是第二代实证主义(马赫),他们关于科学的本质,科学的理论结构和概念框架、科学方法等等的论述,完全是以经典物理学为依据的。进入20世纪,实证主义发展到了它的第三代——逻辑实证主义。正如提出这种理论的核心人物所说,逻辑实证主义主要依据的自然科学理论是数理逻辑和20世纪初诞生的相对论和量子力学。面对这种情况, 著名的生物学家和哲学家恩斯特·迈尔(ErnstMayr)不无遗憾地说:“自从伽利略、笛卡尔、牛顿以来直到20世纪中叶,科学哲学一直由逻辑学、数学和物理学所左右达数百年之久”( 〔2〕.piv)。然而,本世纪中叶以后,由于传统科学哲学的自身危机以及分子生物学革命和综合进化论的革新,使哲学家们开始转向对生物学的哲学概括,以便从生物学中找出科学的新范式,于是,有关生物学的哲学思考成为西方科学哲学讨论的一个最热点的领域之一。在这种讨论中,生物学哲学作为一门学科逐步成熟。我们先从传统科学哲学的危机谈起,传统科学哲学有三个主要的教条:一是分析命题和综合命题的区分,认为自然科学的命题是综合命题;第二是还原论,“即认为每一个有意义的陈述都等值于某种以指称直接经验的名词为基础的逻辑构造”;第三是演绎的解释理论,认为科学解释就是推理,一个需要解释的对象,只要它能从一些规律性陈述和一些前提条件中推导出来,它就得到了解释。其中第二点是逻辑实证主义的中心命题,这个命题换个说法就是认为,在科学中,观察(或经验)和理论是可以完全分开的,科学的本质就以经验为基础建立科学理论,科学理论的正确与否就是看它能否得到证实。奎因在《经验论的两个教条》中已对这种经验与理论的二分法以及第二个教条进行了批评。不过,决定性的批判则来自波普尔。波普尔认为,从逻辑的角度看,完全证实是不可能的,然而反过来,证伪却是可能的。由此,波普尔提出了证伪主义的科学纲领:科学的标志不在于它的可证实性,而在于它的可证伪性。由于波普尔的工作,科学哲学开始发生一个重大的转变:从研究科学理论的静态结构转向研究科学理论的历时结构。于是库恩的范式论、拉卡托斯的研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义方法论等科学哲学理论相继出现,使传统的科学哲学出现严重的危机。我们再从生物学本身的发展看。自从1953年沃森()和克里克()认定DNA的双螺旋结构以来,生物学便跨进了飞速发展的新时代。短短十多年的时间,遗传密码就得以破译,基因的作用机理也弄清楚,遗传工程亦开始实施。同时,由于新知识的渗透和综合,生物学的一些古老的学科,如进化论、胚胎学、分类学等也面貌一新。一时间,世界范围内出现了一股研究生物学的热潮,生物学成为继相对论和量子力学革命以来发展最快,成就最多的学科。生物学的这些革命性发展自然引起越来越多的哲学家对它的关注。他们或者利用生物学的成就重新评价以往科学哲学的适当性,或者从生物学中总结出独特的认识论、方法论和本体论问题。传统科学哲学的危机以及生物学的持续发展因此使生命科学哲学成为当代科学哲学研究中的最激动人心的领域。各种论文和论著大量涌现。1985年,在一些哲学家和生物学家的努力下,一本专门讨论生命科学哲学的杂志——《生物学与哲学》也在西方创刊。作为一股新的科学哲学思潮的生命科学哲学就是在70年代兴起的,在80年代和90年代,这门学科逐步成熟并不断发展。 2 自主论和分支论:当代生命科学哲学的两大派别近来西方出版的几乎所有生物学哲学的著作都以生物学在科学体系中占有什么位置,或者说生物学与物理科学相比有什么不同这个问题作为开篇。按照罗森伯格的说法,生物学和物理科学的关系问题是“生物学哲学的中心问题”。在此,我们可以换个说法,把这一问题看作是生物学哲学的基本问题,因为,第一,这一问题是任何一个生物学哲学家必须首先提出并要作出回答的问题。“生物学与其它自然科学是否不同和怎样不同是生物学哲学… …所面对的最突出、最明显、经常被提出、争议最多的问题”(〔3〕. P13)。第二,对这一问题的不同回答方式及结果,决定着生物学哲学讨论的几乎所有其它问题的回答方式及结果。生物学家和哲学家提出的有关生物学的逻辑的、认识论、本体论和方法论的较具体问题几乎都是围绕这一问题展开的,比如还原论与突现论的争论,关于社会生物学科学性争论,心身关系的争论等等都是如此。第三,对于生物学家和生物学哲学家来说,对这一问题的不同回答反映了他们对生物学应当前进的方向的不同看法。生物学的研究应当采取什么样的方法?未来生物学的重点在什么地方?对生物学和物理学关系问题的不同回答,直接关系到对这些问题的看法。关于生物学的地位或者说生物学与物理科学关系的争论一直在两对立的派别之间进行,这两个派别,一个可称之为分支论,一个可称之为自主论。分支论认为,生物学在原理和方法上与物理科学并没有什么不同,而且未来的研究到了一定的时候会将整个生物学还原为物理科学。与之相对,自主论则认为生物学理所当然地是一门自主的科学,因为它研究的对象、它的概念结构和方法论与物理科学根本不同。联系到前面提到的生命科学哲学兴起的背景,我们就可以看出,分支论和自主论实际上是对传统科学哲学危机和生物学迅速发展的两种不同的反映。从科学哲学的转折来看,本世纪五十年代后,由于波普尔的批判,科学哲学从逻辑实证主义走向与之相对的历史主义。然而,并不是所有的哲学家都在这种转折中追随波普尔、库恩等人放弃了实证主义,相反,有许多哲学家仍然坚持实证主义的基本原则,只是在细节上对实证主义作了不同程度的修改。 这些哲学家有人把他们称作后实证主义者(Postpositivist)。后实证主义的基本观点是:(1 )科学是通过建立越来越普遍的经实验验证并具有解释能力的经验概括发展的,这些经验概括进一步被组织到更普遍的理论中去以更加扩展和加深这些概括的解释的统一性和预言的精确性;(2 )科学解释就是要把被解释的对象归并到普遍的规律或定律之下,因此,任何科学都需要规律或定律或至少是可改进的概括;(3 )科学需要规律或定律还因为实践的预言和控制也是依据规律或定律做出的。没有规律或定律,不仅解释是不可能的,预言和控制就更不可能。(4)不同的学科有不同的发现、规律和理论,但所有这些发现、 规律和理论将最终组成一个连贯的理论阶梯,在这个理论阶梯中,可从最基本的物理学的理论和规律出发推演出所有其它学科的理论和规律,即所有的学科最终可统一于物理学。当然后实证主义的观点并不仅是我们所列的这些,但对我们的问题这已足够。很显然,后实证主义的这些观点只不过是对实证主义的进一步修正而已,它们的基础仍然是物理科学。在生物学的惊人发展面前,这样的关于科学本性的结论适合生物学吗?很显然,从生物学目前的状况看,它还不能立刻地,明显地满足后实证主义的描述。生物学目前还不象物理科学那样有许多简单、精确、相互联结并具有解释和预言能力的定律或规律;它的许多发现和描述语言与物理学和化学的发现和语言很少联系;它研究的模型系统的普遍性也是有限的。所有这些特征使它成为验证后实证主义科学哲学的很好的场所。这些不同是表面的、暂时的,还是本质的、永恒的呢?于是,在哲学家中间,生物学与物理学是否不同和怎样不同的问题,就变为生物学是否和怎样与后实证主义的哲学图景相符合的问题。回答相符合的哲学家,就竭力从生物学中寻找材料证明后实证主义哲学图景的普遍性,并竭力证明生物学与物理学的上述差别是暂时性的。回答不相符合的哲学家则相反,他们从生物学寻找材料反对后实证主义的哲学思想,并竭力表明,生物学与物理学差别是永远不会消失的。以上是分支论和自主论争论的哲学根源——后实证主义和反实证主义(antipositivism)。分支论和自主论的争论还有其科学自身发展的依据。本世纪中叶以后,生物学中最激动人心的事件就是分子生物学的革命。由于这一革命,生物学的许多现象都可根据DNA 分子的结构得到解释。分子生物学的成功使许多生物学家以及哲学家坚信,生物学的所有现象最终都可以根据它们组成部分的物理化学规律完全得到说明,物理学和化学的方法完全适合生物学研究。DNA 双螺旋结构发现者之一克里克就断言:“生物学当代运动的最终目标事实上就是根据物理学和有机化学解释生物学。对于这一点有很多理由。因为化学和物理学的相关部分……量子力学与我们关于化学的经验知识一起,表明能为我们提供建立生物学的确定性基础,这与牛顿力学……为比如机械工程提供基础是同样的方式。”(〔4〕.P10)物理学和化学之所以能为生物学提供一个“确定性基础,”在这些人看来,是因为生物体最终是由物理材料——运动中的分子和原子组成的。这些分子和原子在生物体中被聚集在不同的组织水平上,一些水平甚至能避开其它水平自主地活动,但是最终都是物理学和化学的产物。因而克里克说:“最终人们希望生物学的整体可根据比它低的水平进而正好从原子水平得到解释”。(〔4〕)既然生物有机体可以从其组成部分的物理特性和化学特性得到解释,所以这些生物学家和哲学家继续断言,整个生物学最终将变为物理学和化学的一个分支。这些生物学家和哲学家就是我们所说的分支论者,概括起来,他们认为:“生物学最好能成为物理科学的一个分支,一个能够通过运用物理科学方法,现在特别是物理学和有机化学的方法发展的独立分支”。(〔3〕P16)他们把分子生物学作为用物理学和化学研究生物学的最成功的范例,因此,对他们来说,生物学的其余部分都应象分子生物学一样,主动地与物理化学靠近。目前,生物学和物理科学之间仍然存在着很大差别,有许多生命现象还不能用物理学和化学解释,但他们认为,随着生物学和物理学的发展,最终都可以用物理学和化学来解释。然而,除了分子生物学之外,群体遗传学、综合进化论、生态学、行为学、分类学等生物学学科在本世纪也得到了革命性发展,“都显示空前繁荣,茁壮成长”。这些学科都有其本身的词汇,方法论和概念结构,与其它学科特别是物理科学很少联系或只有最少的接触。因此,面对分支论的挑战,从事这些学科研究的生物学家以及从这些学科搜集材料的哲学家就认为,尽管物理学和化学方法在生物学研究中曾取得过振奋人心的成绩,但是物理学和化学的方法并不能完全适合生物学的主题内容。他们认为“生物学真正重要的目标以及获得这些目标的适当方法,与其它科学的目标和方法是如此不同,以致于生物学的理论和实践必须与物理学和理论实践保持持续的隔离。”(〔3〕.p16) 这些生物学家和哲学家就是自主论者。根据他们的观点,生物学追寻的是回答物理学不能回答的问题,因而生物学必须运用物理学提供不了的方法和手段,当然,生物学也可自由地借用物理学的理论和方法,但它不能仅仅简单地靠借用发展,它必须形成自己的方法。生物学运用物理学方法在某些方面能够取得成绩,但生物学若运用自己独立的方法则会取得更大更明显的成就。分支论与后实证主义的观点是一致的,但在自主论者看来,后实证主义从物理学中得出的科学图景对生物学来说是完全错误的。生物学当然是一门自主的学科,后实证主义那种建立在物理科学基础之上的科学统一观念会使生物学走向迷途,并阻碍生物学的快速发展。除了分子生物学以及宏观生物学自身研究特点、研究方法使一些人支持分支论、一些人支持自主论外,未来生物学研究的重点在哪一个方面,也是人们支持分支论或自主论的重要原因,或者说是动机。著名生物学家和哲学家恩斯特·迈尔曾说:“许多物理学家坚信全部生物学的见解都能归结为物理学的定律,这种情况使许多生物学家为了自卫而主张生物学的自主性,很自然,不只是物理学家,而且信奉本质论的哲学家也极力反对这种生物学的解放运动,但是这种解放运动在最近几十年不断增强了力量。物理科学的原则,理论和定律是不是能说明生物科学中的每件事呢?生物学至少部分的是不是自主的科学呢?对于这些问题的冷静讨论,由于物理科学和生物科学明显的对抗情绪,甚至是互相敌对的情绪,就成为非常困难的事情。许多人曾经想把各门科学分类排列,把数学(或者特别把几何学)规定为科学的皇后。在为争取各项荣誉如诺贝尔奖金、政府及大学的预算、职位以及在非科学家中的普遍声望的竞争中,这种对立变得非常表面化了”。(〔1〕.pp37—38) 从迈尔的话里我们可以看出,生物学家支持或反对生物学自主性的一个重要原因是为自己从事的职业的重要性作辩护。 3 争论问题的展开围绕“生物学和物理学是否不同和怎样不同这个基本问题,自主论和分支论展开了一系列的争论。从争论问题的普遍性程度看,主要有以下几个不同层次的问题:首先,最普遍的一个问题是生物学和物理学研究的目标或战略是否相同的问题。自主论认为,在生物学和物理学的基本研究战略中存在如下一个明显的差别:物理科学的解释框架是机械论的,而生物学的解释框架则是有目的的、目的论的或功能的。这里所说的机械论广义地说是指这样一种观点:一个系统的行为是通过它的组成部分的牛顿性质——位置和动量(或它们的其它替代量)决定的,一个机械(力学)系统的行为是该系统组成部分的位置和动量数值的数学函数。物理科学对其需要解释的现象都是通过扩展这些力学概念及建立这种数学函数解释的。生物学的解释框架则与此不同,主要是目的论的。这里所说的目的论是指通过寻求系统的目标、功能、需要来解释系统的行为。生物学在解释生物现象时不是通过寻求构成生命系统的力学行为来完成,而是通过发现整个系统以及它的组成部分服务的目标、功能或需要来解释。这就是说,生物学解释主要依靠的是对生物系统服务目标的正确辩别,而在物理科学中,没有目标、目的、功能、需要等概念的位置和空间。因此,生物学和物理科学研究的总体目标就不相同:一个通过把现象分解成它的组成部分的力学行为来解释,另一个则通过在一个给定的现象中辩别出一个功能网络来解释。在这种情况下,两个领域的基本研究战略就必然不同。分支论者也承认物理科学与生物科学在解释方式上存在这种差别,但与自主论者相反,他们认为这种差别是表面的,是可以排除的。争论的第二层次的问题是关于生物学和物理科学中理论的本性、数目和关系问题。物理科学的研究对象可区分出不同的层次,对不同层次对象的研究可形成不同的理论,发展出不同的学科分支。这些不同的学科分支和理论可能是独立研究、独立建立的,然而,在物理科学中已达到这样一种水平,不同层次的理论可以逻辑地、数学地整合在一起。力学、光学、热学、电磁学、量子力学、相对论以及化学键理论、化学动力学理论、平衡常数理论等,都如此紧紧地连结在一起,以致于我们可以把这些理论从更基本的到派生的加以分类,然后用基本的解释派生的,并且可以根据一个领域的理论新进展预测另一个领域理论发展的情况。相比之下,生物科学中的各种理论间的联系就没有这么紧密。进化论、遗传学、生态学、古生物学、胚胎学、发育学、生理学等等学科都有其自身的理论,但这些理论之间的联系,并不象物理科学那样可以形成演绎关系,可以数学地整合在一起。举例来说,进化论对生物学的地位,就象牛顿力学对物理学的地位一样重要,然而,它们的理论结构却大不一样。牛顿力学本身的定律可用数学公式表示,其定律之间可形成严密的推理关系,其理论体系可用公理化方法建立,而进化论的理论内容只能定性描述而不能数学化,尽管有人试图对进化论也作公理化处理。通过牛顿力学可以推演出物理科学其它领域的一系列理论,而通过自然选择理论却推不出比如分类学、古生物学、形态学、胚胎学、生态学、遗传学中的有关理论,尽管有人说自然选择理论统一了这些学科。面对生物科学与物理科学理论本性、数目和关系的这些差别,自主论认为,这反映了生物科学自身的独特特点,说明生物学是一门自主的科学,而分支论则认为这种差别是暂性的,这表明生物学在目前还不是一门特别完善的科学,随着生物学的发展,这种差别将最终消失。争论的第三层次的问题是关于生物学中是否存在规律以及规律的形式问题。一般说来,物理科学的理论是由一系列规律或定律经整合或演绎构成的。因此,传统科学哲学都把规律或定律看作是科学理论的象征,认为任何一门科学都应有自己独特的规律或定律。生命科学理论范式的形成,使一些人对此发生了怀疑。生物科学的理论是由规律或定律构成的吗?在当前的争论中,一些自主论者提出了否定意见,认为在生命科学中并不存在规律,他们认为规律或定律的观念是传统科学哲学的偏见,新哲学应摒弃这种偏见。生物学若没有规律,生物学如何存在和发展呢?这些人认为在生物科学的理论结构中概念起着中心地位,生物学的发展表现在概念含义的扩展和新概念的提出。不过,也有一些自主论者象分支论者一样承认生物学中存在规律,但他们同时又认为,这种规律是独特的,与物理科学的规律相比,不仅在内容上而且在形式上都是不同的。这些自主论者认为,物理科学的规律反映的是推挽式的(push—pull)因果机制一个在先的原因产生一个或多个结果,而生物学的规律描述的却是生物目标、目的或功能与为了得到它们的生物系统之间的关系。目标和它解释的行为之间的关系不是物理意义上的因果关系,因为在物理科学中,在后的目标不能解释产生它的事件,但在生物学中,先在事件是由目标解释的。因此,物理科学中的规律是因果性的,而生物科学中的规律则是功能性的或目的论的。反对这一点的分支论者长期以来一直试图分析自主论者所说的规律的意义,以便它们也能在非目的论的概括下被表达。分支论者认为,生命现象不过是物理现象的一个复杂的种类,所以对生物学现象的描述与对物理现象的描述就没有什么种类上或本质上的区别。对他们来说,目的论描述或者是物理规律的方便省略,或者是通向另外的用物理规律对生命现象作更精确的描述的中转站。争论的第四个层次的问题是关于一些只在生物学中出现而不在物理科学中出现的概念和语词的含义的争论。比如关于生物学和物理学研究战略差别的重大争论 目的论和因果关系的争论必然要涉及到一些概念,象“适合”、“适应”、“竞争”、“掠夺”、“拟态”等。在分子生物学中,人们毫无顾忌地使用象“识别”、“密码”、“错误”等概念。这些概念都是目的论的概念,在物理学中是不存在的。它们能被转译成没有目的论的概念吗?它们在生物学中的存在是否说明生物学有严重错误的内容?这些都是值得深入思考的问题。总之,围绕生物学哲学的基本问题,哲学家们在从整体研究纲领、目标直到个体概念四个不同层面的具体问题展开自己的讨论,这些问题即互相区别又互相联系,使生物学哲学从总体上既表现出内容上的多样性,又表现出统一性。

生命科学是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。下面是由我整理的生命科学学术论文,谢谢你的阅读。

有机化学与生命科学的关系

摘 要:有机化学在生命科学发展中起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用,它们有着密切的关系。本文从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。

关键词:有机化学;生命科学;关系

有机化学是生命科学的基础,有机化合物是构成生物体的主要物质,生物体中各种有机化合物的结构、性质以及它们在生物体内的的合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。有机化学产品正越来越多地应用于农业。如农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂)、植物生长调节剂、化肥、农膜等保证了农业生产;兽医药、饲料添加剂促进了畜牧业生产。要正确地使用,必须了解这些有机化合物的组成、性质和生理功能。但是,目前有些学校的生命科学专业越来约忽视有机化学课程,课时越来越少,这样对学生的进一步学习不利,比如生物化学、分子生物学等后续课程的学习。本文将从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。希望能引起从事生命科学专业人对有机化学的重视。

1. 有机化学的发展与生命科学有密切的关系

有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。1807年,J. F. Yon Berzilius首先把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质还没有认识,因而便赋予有机化合物一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F. Wohler从无机物氰酸铵制得了尿素,否定了关于“生命力”的假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。

随后有机化学的发展主要集中在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。比如,19世纪中叶,I. Pasteur关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面体构型学说的建立,它是生命分子结构不对称性的基础。E. Fischer对碳水化合物立体化学和肽合成化学的贡献是这两大类重要的生命分子化学的奠基石。20世纪50年代,A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的化学结构,为Vatson-Crick DNA双螺旋结构的提出铺平了道路。60年代H. G. Khorana开创的磷酸二酯法合成寡核苷酸,不但证明了DNA上每三个碱基组成一个三联体密码子编码一个氨基酸从而提出了一套遗传密码,而且也开始了人工合成DNA的研究。化学家也将用化学小分子和化学工具研究生命体系。1985年H. Smith和K. Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)从而使分子生物学在技术上有了一个突破和飞跃。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然产物FK506时发现FK506的结合蛋白FKBP12。1991年他们又利用小分子探针FK506和Cyclosporin发现他们可以抑制磷酸化酶神经组蛋白Calcineuin的活性。同时发现了可以生成FKBP-12-FK506神经组蛋白复合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的复合物。这些小分子同时与两个蛋白结合,而表现出的生物活性也是细胞内信号传导通路的分子基础。1992年,SchrEIber在美国《化学与工程新闻》发表了题为“用有机化学的原理探索细胞学”的论文,确信生命的过程就是生物体中化学变化过程[1-3]。

总之,有机化学理论上和实践上的成就为现代生物学的诞生和发展打下了坚实的基础。价键理论、构象学说、反应机理等成为解释生化反应的有力手段,蛋白质和核酸的组成和结构研究,顺序测定方法的建立,合成方法的创建,酶催化机制的研究,模拟酶的合成的化学模型的建立,小分子探针技术,单分子激发的技术,单分子操作的技术等重大成就,为现代生物学及生物技术开辟了道路。有机化学与生物问题的密切结合是推动生命科学发展的有力柱,也将人们对生命过程的了解提高到一个新的层次[4, 5]。

2. 一百多年来,有机化学的最高科学成果—— 诺贝尔化学奖综览

1901-2010年共110年,除去8年未授奖外,共授化学奖102项,其中有机化学方面得化学奖65项,占整个化学奖的。碳水化合物、光合作用得研究共8项;蛋白质、酶和核酸方面得研究共18项;甾族化合物、维生素和生物碱方面研究共8项;其它方面共31项。其中与生物相关的占34项。占有机化学的。由此可以看出有机化学与生命科学有着密不可分的关系。

3. 有机化学研究的任务与生命科学的关系

有机化学研究的主要任务是分离提纯、物理有机化学、合成。分离提纯即分离、提取自然界存在的各种有机物,测定它们的结构和性质,以便加以利用。物理有机化学是研究有机物结构与性质间的关系、反应经历的途径、影响反应的因素等,以便控制反应向我们需要的方向进行。合成是在确定了分子结构并对许多有机化合物的反应有相当了解的基础上,以由石油或煤焦油中取得的许多简单有机物为原料,通过各种反应,合成我们所需要的自然界存在的,或者自然界不存在的全新的有机物[6]。

有机化合物的分离提纯与生命科学

有机化学的分离提纯与生命科学的关系主要体现在两个方面,一是天然有机化学,二是分离与分析。

天然有机化学是研究动植物(包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物)及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学的发展与国民经济有密切的联带关系,对于开发新型药物、新型农药至关重要。我国自然资源非常丰富,又有几千年传统防治疾病的经验积累,在我国大力发展天然有机化学的研究有着非常现实的意义。对内源性生理活性物质的发现及其生理活性研究,又开辟了天然有机化学研究的新领域。充分利用开发我国动植物资源包括海洋生物资源,努力开拓新的生理活性物质,为国民经济服务是天然有机化学的重要任务。

分离提纯和分析的紧密结合是有机分析的一大特点。在生命科学中也涉及到复杂系统的痕量或微量的有机物分离分析问题,比如生物活性物质的提取和分析等。气相色谱的发展是高效分离的突破口,而高效气相色谱和高效液相色谱是现代分离技术的基础。在气相色谱中新型高选择性的耐高温固定相(如手性固定相和异构体选择性分离的固定相)仍是比较活跃的研究领域。液相色谱中选择性色谱柱和选择性流动相

的应用发展是今后若干年中的主攻方面。细径柱的合理开发,多维色谱以及以色谱为主的系统分析网络将使复杂系统有机痕量物质的分离和分析跃上新的台阶。超临界流体色谱,包括毛细管柱超临界流体色谱是正在发展中的新技术。毛细管电泳是生命科学日益发展的情况下产生的新型的高效技术,在蛋白质和核酸的分离方面已显出极大的威力,是有很强发展活力的新领域。核磁共振波谱技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步,其中二维方法的发展已成为解决结构问题最主要的物理方法。NMR今后的发展趋势是如何得到更多的相关信息、简化图谱、提高检测灵敏度和发展三维核磁共振技术。质谱技术最突出的进步是新的解析电离技术的发展。随着接口技术的进步,联用技术的应用面更扩大,效果更为提高。这将使质谱成为生命科学中的一个崭新的研究手段。

物理有机化学与生命科学

物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。生命科学中的物理有机化学研究,包括主——客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。量子有机化学由静态向动态方向的发展是当前物理有机化学的重要组成,分子力学方法在有机分子结构与构象的研究方面有着非常乐观的发展前景。我国化学家蒋锡夔院士等发表了题为“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”的论文,提出了可用物理有机化学方法解决生命科学的难题。

有机合成与生命科学

有机合成也与生命科学有着密切的关系。在与生命科学的联系中,金属有机化学和元素有机化学是最为活跃的领域之一。比如,有机磷化合物在农药、医药、萃取剂等方面以及有机合成化学中都有重要的应用。开展有生物活性的有机磷化合物的研究,在生命科学研究中也具有极为重要的意义。近年生物有机硅化合物以及有机硅化合物在有机合成中的应用有新的迅速发展。在基础和应用基础研究方面,硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学和多硅烷的研究是当今有机硅化学重要研究课题。有机硅化合物在有机合成中特别在天然有机物的合成中占有重要的地位。

无论从有机化学的发展、有机化学的研究成果和有机化学研究的任务来看,有机化学课程在生命科学中都起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用。因此在生命科学中要加强有机化学的学习。

[参考文献]

[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell New,1992,70:22~ 32.

[2]周晓俊,吴晖. 有机化学与生命科学. 云南师范大学学报,1998,18(1):93-96.

[3]张礼和. 从生物有机化学到化学生物学. 化学进展,2004,16(2):313-318.

[4]朱光美,杜灿屏. 试谈生物有机化学研究的现状与展望. 大学化学,(4):6-8.

[5]吴毓林,陈耀叠. 探索有机体的奥秘—谈世纪交替时代的有机化学. 中国科学院院刊,1995,10(10):215-219.

[6]汪小兰,有机化学(第四版),高等教育出版社,2005,1-2.

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