已经过去的20世纪是一个知识爆炸的历史时期。该世纪四五十年代,一门直接关系人类自身、人类生活的新学科— — 生命科学开始发轫,到70年代已成为当代热门学科,使广大自然科学和社会科学工作者不能不密切关注、积极参与。生命科学的崛起,豫于生物科学的突飞猛进,然而又不局限于生物科学范围。例如,研究生命运动的遗传学和分子生物学揭开了生命的奥秘,特别是生物遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)基因成分研究的突破,首例无性繁殖“多利 克隆羊的试验成功,以及安乐死问题在世界范围内的争论,都和社会科学有着千丝万缕的联系,从而生命科学不仅是当代自然科学发展的最大趋势,而且对人类的生命活动规律和现有生存方式产生巨大的影响。把握这种规律,认识这种影响,又势必成为社会科学专家学者的课题。生命哲学、生命伦理学、生命法学、生命美学等新学科,就是由生命的发展所拓展的当代社会科学新视野。一、生命哲学:对生命本身的哲理思考过去的哲学只关注人的社会或文化属性,而忽视人的自然生命属性,这就把人只看成是社会或文化的存在,投注意人因为有了自然生命存在而存在。生命科学启示我们,投有自然生命就投有一切,对人来说,第一宝贵的就是自己的自然生命,因此人应该认真思考,人怎样括着才符合生命的本性,才最有意义和最有价值?生命科学又启示我们,人的自然生命之所以能够存在,是因为有自然生命的能量即生命力存在,因此人活着如果符合生命的本性,就活得最有意义和最有价值,所以人应该激发、保持和加强生命的力度,使有限的生命具有无限的生命力。这种从生命科学引发而成的生命哲学,促使现代人辩证地对待自己的生命历程,既克服消极的悲观主义,又消除盲目的乐观主义;既怀有积极人世的人文主义精神,又不乏顺其自然的自然主义态度;既洋溢对生命限度的超越性,又充满对生命价值的创造性。生命哲学之所以能够从生命科学获得启示,原因盖出于对现代人自然生命态度和质量的忧虑。人们看到现实社会中,固然有不少人热爱生命,珍惜生命,甚至为他人生命的存在而奉献自己的生命,体现了最为辉煌的生命价值取向,但也有不少人为了满足声色犬马的生理刺激,追求灯红酒绿的官能满足,不 暗浪费生命,甚至为吸毒而摧残自己的生命,为贪财而毁灭他人的生命。人们还看到现代文明固然为现代人带来了福祉,但也带来了人类生存环境的破坏,使不少人产生了一种源于自然生命深层的忧患意识。此外,过于理性的社会和富裕的物质生活,又使不少人缘于自然生命底蕴的欲望和血性之气消弭,失去了个性的鲜亮的原生色泽,递减了生命力的自然形态的强度。因此,出于对现代人自然生命的深切关怀,生命哲学也就以唤醒生命、指导生命、强化生命为己任。生命哲学在获得以上所述生命科学启示的同时,又把这种启示和与生态学相互联系的生态哲学结合起来,研究人和自然的相互作用,成为一种引人注目的生态智慧。哲学不仅是古希腊人所说的极具活力的“爱智慧”的学问,而且哲学关注的智慧本来就是人生命中的能力和对生命的态度。生态智慧发现,人和自然相互作用,实际上就是人的生命和自然生命的相互作用;还认为人对自身生命的热爱和珍惜,首先要建立在热爱和珍惜自然生命的基础上。生态学的重要分支大地伦理学的奠基人莱奥波尔德指出,人只是自然有机体中不可分割的组成部分,其他生物和人一样都有自己的生态位和自身的内在价值,因此人类除了满足生机的需要外,没有权力缩减生命形式的丰富多样性。历史学家汤因比更在《人类与大地母亲》一书中提出警告:“如果生物圈不再能够作为生命的栖身之地,人类就将遭到种属灭绝的命运,所有其他生命形式也将遭受这种命运。”⋯生态智慧或生态哲学,作为一种生命哲学,决不是灰色的理论,而是人和自然亲和活动的产物。这在被人誉为世界哲学泰斗的挪威学者奥耐·聂斯的人生和学术经历中可以看得十分清楚。对聂斯来说,哲学不仅是一种爱智慧,而且是将智慧之爱付诸行动。他是一个著名的喜马拉雅山攀登者,长期生活在渡罗的海的一个小岛上,经常观察并惊叹海中物种的多样性和生命的丰富性。他在一个小木屋里构建他的生态智慧理论,满怀热情地引导人们走出这个充满生态危机的时代。他的“太我实现”观点认为全体生命有着内在联系,人类真正的成熟的心理发展应该是和所有生命合作,和谐相处,在一个“太我”中实现所有生命最大的潜在的价值。可见,由于生态智慧或生态哲学的参与,使具有坚实的科学性的生命哲学,又平添无限生机和活力= 、生命佗理学:对生命控制的道德观念生命科学特别是分子生物学的迅速发展,对传统社会模式不仅具有巨大的冲击力量,而且改变了传统社会价值观,提出了种种道德伦理理论,特别是使原有的生命道德问题空前复杂化尖锐化。为了研究与生命直接相关的包括医学中的伦理问题,探讨生命科学控制生命过程和生命质量的伦理原则,生命伦理学这一社会科学新学科应运而生。生命伦理学发轫于20世纪50年代,美国在1969年和1971年分别于纽约和华盛顿相继成立了生命伦理学研究机构,并分别出版《海斯区斯中心报告》和《医学与哲学杂志》,1978年肯尼迪研究所又编撰了《生命伦理学百科全书》,从而把这一学科推向各地,形成世界规模。近年来,生命伦理学研究又出现了几个热点,如英国爱丁堡罗斯林研究所的科研小组。首例无性繁殖绵羊“多利 克隆成功,引起了世界性的激烈反响。因为人们看到此项技术有可能应用于人而产生克隆人,从而造成生育模式的改变,人伦关系的模糊、性别比例的失调、人类基因的损害。又如世界各地许多人赞成安乐死,也有许多人反对,赞成者认为安乐死可以使病人免受疾病长期折磨的痛苦,因而符合人道主义精神。反对者认为安乐死违反了生命的神圣性和不可侵犯性,因而和传统道德规范冲突 由此又产生病人的安乐死自主决断是否应该成为实行主动安乐死道德上的充分理由的不同意见,因为这有可能出现医疗道德滑坡、护理质量降低情况,甚至使某些医护人员或病人家属的险恶用心得逞。再如,生命科学的基因诊断技术可以使得基因治疗成为可能,但也可能使人类丧失千万年来在繁衍过程中形成的多样化的遗传特性,从而人类基因库就失去生态平衡。而且这一技术在治疗“致病基因”时,又存在对基因遗传病人是否尊重个人的自主权、平等权和隐私权等原则分歧,因而有可能导致一些难以解决的社会问题。由于生命伦理学从人性出发,立足于人权,维护人的生命道德,因此它的研究是以人类生命权益为宗旨的。例如它为了提高人类生命质量,探讨自然、社会、环境和生命、生命权的关系;它还关怀人的生命结束时期,提出自然死、尊严死等伦理规范。为此,托马斯·比彻姆和詹姆斯·奇尔德雷斯在《生命伦理学原则》一书中,提出了自主、不伤害、行善、公正四条基本原则。对生命科学控制生命过程和生命质量的伦理研究是全球性的。在我国,也存在体外受精、试管婴儿、重组DNA、优生术、变性术、性别选择、器官移植、精神病遗传者的婚姻控制、精神病人的行为控制、残缺新生儿的地位和待遇、“植物人”护理,以及动物实验、植物保护、环境卫生等许多和伦理道德有关的问题。我国学者邱仁宗在1987年出版了《生命伦理学》专著,说明这一新学科在我国也引起了重视,但近十年来在新条件下的医护患关系、人体实验、康复医学等重大伦理问题在书中尚未涉及,又表明我国的生命伦理学研究还需要提高一个新的层次。 ·三、生命法学:对生命保护的法律意识“多利羊 克隆成功,成为全球热门话题,影响所及,法学界也闻风谋划因克隆而来的法律对策。其实,自生命科学诞生之时起,为生命立法的问题早就在有识之士的考虑中了。在20世纪7O年代,各国有关生命的立法,已至少涉及20多个方面,如精神卫生立法、生育和人123政策立法、医疗事故预防立法等等。现在,以基因工程、遗传工程为代表的现代生物技术已成为生命科学的主旋律,有人预言2l世纪是统一生物学世纪。将“生物一社会人”的生命科学研究,统一到科学规范和法律制度的轨道上,是生命法学的形成原因,也是生命科学对生命法学的巨大挑战。从DNA被发现到“人体阿波罗计划”,再到“多利羊”克隆成功,表明生命科学的发展越来越快,但也会引起很多麻烦。例如,人类基因工程中的DNA重组研究或实验活动,如果缺乏严格法律规则约束.有可能因科研人员违规操作或其他各种原因导致对人类的毁灭;对人类个体基因的检测与公开,有可能会侵犯个人隐私权;异常基因者的检测和公开,有可能受到社会各方面歧视;发现异常基因胎儿是否都要求孕妇中止妊娠;基因改变是否为新的民族主义创造技术条件;对基因疾病患者治疗是否有法律依据?又如,人体克隆技术的应用与发展,有可能混乱人与其克隆体的伦理关系和法律关系;为了延长或拯救人的生命,截取克隆人部分器官,是否会触犯杀人罪、伤害罪等刑法罪名;为了优化生殖生育功能、改善人类生命质量,通过基因选择、基因识别筛选后复{6j健康、有特定基因的克隆人,有可能改变人类固有的遗传性状.从而打破人类自然进化的运动规律,导致后天免疫力功能性匮乏等致命缺陷的潜伏与发生;人体克隆等复制技术应否设定法律禁区和如何设定?再如,利用遗传工程技术防治遗传病的医用研究,有无设定法律限制;生产人体器官替代品或人体有用物质,是否进行安全性、科学性、可行性的测试与论证;研制在人体中植人的“生物芯片 以调节、改善人体生命活动机能.是否设定符合有关法规的风险防范机{6j和严格操作规程;电子生物工程技术的研制、开发和应用,如何防止“人工智能”操作系统的失控而给人类带来某种伤害和灾难?以上所述.表明“寻求一个满足人类自然生命体未来发展要求的,且为科技发展、社会伦理标准与法律规则共同认可的法律制衡机制,这将成为今后生命法学研究的攻坚课题”。令人欣喜的是,生命法学研究在我国已经登堂人室。1997年6月,上海社会科学院法学研究所召开了上海市生命法学理论研讨会,会上宣布成立我国第一个“生命法学研究中心 。可以预见在不久的将来,这门充满生命力的新学科,在我国必然更加发扬光大。四 生命美学:对生命状态的审美观照古今中外哲人智者对生命状态大都重视,黑格尔更认为“自然美的顶峰是动物的生命”。但是,从美学角度对生命状态进行审视,并对生命美异乎寻常的关注,还是生命科学兴起之后的事。当代社会科技相当发达,物质文明程度很高,但生命状态不一定美轮美奂,甚至暴露出许多假恶丑的反审美倾向。自然界生物惨遭涂炭和锐减,已成不争之事实。但人们还是在杀戮野生动物,砍伐原始森林.以满足永无餍足的欲望。殊不知摧残自然界生物的生命.等于摧残人类自己的生命.人类已经无可奈何地遭到大自然的报复了。更严重的是现在人们生命力的弱化速度越来越快.生理健康和精神健康今非昔比,恐惧、焦灼等生命萎缩现象屡见不鲜.颓废、自虐等生命堕落现象触目惊心。近年来生命科学的欣欣向荣,使美学界人士深切感到社会生活中生命状态的反审美倾向再也不能任其泛滥了。他们发出重塑生命、还我生命的呼吁,渴求生命之树茁壮成长 生命之花灿烂开放、生命之火辉煌燃烧、生命之水欢畅流动。某些美学界精英人物还清醒地看到,长期以来我们的美学家在象牙之塔里陶醉于美学的空虚繁荣,没有对现实生活中由于一些人对生命的冷漠、欺和残暴所造成人生的不幸予以正视和关怀,于是美学成了一种于世无补的点缀。再有,我们的美学研究面虽然很广,但恰恰忽略了人类自身的生命活动,没有对生命意识、生命体验、生命创造进行美学的阐释。于是,我们的美学体系和教材虽然林林总总、蔚为大观,但难以在其中看到生命的绿色或剖伤,听到生命的呼喊或哭泣,嗅到生命的芬芳或霉味.魁摸到生命的欢跳或窒息。美学这种落后状况,比起生命科学的如火如荼,显得太不协调。于是-~-]以生命科学为参照系的生命美学悄然绽放,成为美学园地鲜艳夺目的奇葩。生命美学虽然和生命科学一样,关注人的生命现象,但是它不是像生命科学那样执着于生命的功利性和科学性,而是着眼于生命审美性和本体性。这也就是说,它对生命的审美现象和本质更感兴趣,在对形形色色生命状态的审美观照过程中,如我国学者所说的那样,。时肘顾念着人的现实历史境遇、顾念着人的生存意义、顾念着有限生命的超越,顾念着生命中无比神圣的东西 ,而且思索生命的终极追问、终极意义、终极价值,通过生命的存在实现生命的超越,因此,生命美学是一种研究人类生存方式与审美活动的关系, 以探索生命的存在与超越为旨归的美学”。Ⅱ顺便指出.美育作为一种运用美学原理进行审美活动的教育,也是美学的有机组成部分。由此,生命美育也是生命美学研究的对象。它一方面涉及生命的全过程,研究人类从受孕到死亡的审美现象和审美方法,指导人们如何进入审美的人生境界,因而和终身教育有密切的关系;另一方面有助于人的审美素质的形成,审美素质能够把人生的外在目的转化为内心的生命体验,使个体生命环境充满诗意,在提高生命质量的同时提高生活质量,因而又和素质教育有内在的联系。
生命科学实验教学体系构建与创新人才培养 屠萍官,吴庆余 文献来自: 实验技术与管理 2002年 第02期 CAJ下载 PDF下载 介绍了清华大学生物科学与技术系现代生命科学实验教学中心简况以及在生命科学实验教学体系建设与创新人才培养中的做法 ,并提出了正在进行的实验教学改革的新思路。[1]周海梦兔肌肌酸激酶的分离纯化和部分性质的测定-努力将科研成果转化为高 ... 被引用次数: 10 文献引用-相似文献-同类文献 2. 生命科学导论课程教学方法的探索 李菡,杨国栋,冯炘 文献来自: 高等农业教育 2003年 第05期 CAJ下载 PDF下载 生命科学导论课程作为高等农业院校的公选课正在各校相继开设,针对面向学生多、课程内容广、更新快、课时少且无实验课这样一个状况,如何选择和运用恰当的教学方法组织课堂教学,是保证此课程教学效果的关键所在。通过对本课程 ... 进一步提高生命科学导论课程的教学质量。生命科学导论课程教学方法的探索@李菡$山东农业大学 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 3. 对《生命科学导论》的几点商议 辛颖 文献来自: 中学生物教学 2004年 第11期 CAJ下载 PDF下载 《生命科学导论》P .14 :……生物特有的基础大分子 ,包括 4种核苷酸、2 0种氨基酸 ,以及糖类、脂肪等。这一叙述只计算了RNA或DNA的核苷酸 ,其实核苷酸的种类应该是 8种 ,包括 4种脱氧核苷酸和 4 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 4. 人工智能与生命科学 杨明经,郭德纨 文献来自: 中国医学物理学杂志 1994年 第03期 CAJ下载 PDF下载 摘要本文从AI的发展历史阐述了AI与生命科学的联系、AI在生命科学中的应用和两者面临的挑战与发展前景。关键词:人工智能,生命科学,专家系统,人工神经网络引言人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)发展至今近40年来,取得 ... 被引用次数: 2 文献引用-相似文献-同类文献 5. 从“生命科学导论”进入工科专业课程表谈起 张惟杰 文献来自: 中国大学教学 1999年 第06期 CAJ下载 PDF下载 “生命科学导论”正在进入通常被认为与生物学毫无关系的工科专业的课程表。这种现象就像一滴水,折射出教育思想的深刻变化。长期以来,在与生物有关的农、医、工科一些专业的基础课程中,必不可少地列入了一些生物类课程,如:微 ... 从“生命科学导论”进入工科专业课程表谈起$上海交通大学@张惟杰 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 6. 微全分析系统中的微分离学及其在生命科学中的应用 林炳承 文献来自: 现代科学仪器 2001年 第04期 CAJ下载 PDF下载 十几年来毛细管电泳作为一种非常重要的分离分析技术已对生命科学的各个领域的发展起到了极其重要的作用[3] 。 96根阵列毛细管电泳的实用化大大加快了举世瞩目的人类基因组工程的进程 ,使之由原定的 2 0 0 5年提前到 2 0 0 0年基本完成。在今后一段时间 , ... 被引用次数: 14 文献引用-相似文献-同类文献 7. 为什么需要科学史——《简明科学技术史》导论 江晓原 文献来自: 上海交通大学学报(哲学社会科学版) 2000年 第04期 CAJ下载 PDF下载 的新阶段已经开始到来为什么需要科学史——《简明科学技术史》导论@江晓原$上海交通大学人文学院!上海200030科学史 ... 被引用次数: 5 文献引用-相似文献-同类文献 8. 21世纪生命科学展望 卢向阳 文献来自: 常德师范学院学报(自然科学版) 2000年 第02期 CAJ下载 PDF下载 为生命科学刊物。在20世纪的前半叶,由于物理学和化学向生命科学领域的渗透,极大地推动了生命科学的发展,使生命科学由器官、组织、细胞水平发展到分子水平,而20世纪后半叶,分子生物学的飞速发展又反过来为物理学、化学、 ... 被引用次数: 2 文献引用-相似文献-同类文献 9. 计算机科学的新领域——“软生命”技术导论 罗漫 文献来自: 蒙自师范高等专科学校学报 1994年 第02期 CAJ下载 PDF下载 它必将在计算机和生命科学领域甚至于在道德及法律上对传统 观念带来巨大冲击和深刻的影响. “软生命”技术研究的主要课题应该是: 2 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 10. 浅谈在高等中医药院校开设《生命科学导论》课程的重要性 任颖,王宏英 文献来自: 中国生物化学与分子生物学会中医药专业委员会2005年年会文集 2005年 CAJ下载 所以中医药院校开设《生命科学导论》更有其理论和实际意义。本课程可作为中医药学的公共课,课程的主要目的是介绍现代生命科学的基本概念、原理、理论研究方法及近半个世纪以来生命科学的主要发展,以及其重要的学科分支和前沿知识 ... 被引用次数: 0 文献引用-相似文献-同类文献 查生命科学 的定义 搜生命科学 的学术趋势 翻译 生命科学导论 搜索相关数字 养老金业务生命表男性寿命 珍生命工程面积 官兵生命代价
关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题分析,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。(参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》)。1.关键词规范关键词是反映论文主题概念的词或词组,通常以与正文不同的字体字号编排在摘要下方。一般每篇可选3~8个,多个关键词之间用分号分隔,按词条的外延(概念范围)层次从大到小排列。关键词一般是名词性的词或词组,个别情况下也有动词性的词或词组。应标注与中文关键词对应的英文关键词。编排上中文在前,外文在后。中文关键词前以“关键词:”或“[关键词]”作为标识;英文关键词前以“Key words:”作为标识。关键词应尽量从国家标准《汉语主题词表》中选用;未被词表收录的新学科、新技术中的重要术语和地区、人物、文献等名称,也可作为关键词标注。关键词应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条。2.选择关键词的方法关键词的一般选择方法是:由作者在完成论文写作后,从其题名、层次标题和正文(出现频率较高且比较关键的词)中选出来。论文正文要点⑴引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义,并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出问题-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证方法与步骤;d.结论。为了做到层次分明、脉络清晰,常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段,一个逻辑段可包含几个小逻辑段,一个小逻辑段可包含一个或几个自然段,使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多,一般不超过五级。
随着人们对客观事物认识的不断加深,已经不再满足于停留在易解问题的领地,这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注。笔者综述了复杂性的概念、生命科学中的复杂性极其复杂性研究。 关键词 生命科学;复杂性科学;生物复杂性 复杂性科学的概念诞生至今已经20多年,这期间有大批学者从不同的领域入手展开了卓有成效的探索。人们希望更全面深入地从客观世界事物的整体与部分以及层次关联在时空演化的全程描述角度来研究支配客观事物运行的基本规律,建立起新世纪科学技术发展的理论基础,以指导新的发展实践。 这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注,也有人将其称之为生物复杂性(biocomplexicity)研究,生物复杂性科学主要探索在一些传统学科间交叉的问题。准确地说,是寻求以定量和整合的途径来深入了解各种生命系统之间复杂的相互作用,其中既包括生物的、行为的、化学的和物理的相互作用,也包括生态的、环境的和社会的综合作用等[1]。 1 复杂性科学研究的概念和范畴 复杂性的定义是相对于简单性而言的,简单性一向是现代自然科学、特别是物理学的一条指导原则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。还原论的基本思想也就是找出复杂现象或事物背后的简单机制。事实上一些复杂的事物或现象,其背后确实存在简单的规律或过程。 关于复杂性的概念并没有一个统一的说法,而是根据研究的对象有不同提法,比如,从熵的角度:复杂性等于热力学测定的一个系熵和无序;信息的角度:复杂性等于一个系统使一个观测者“惊奇的能力”;分形尺寸:一个系统的“模糊状况”,即在越来越小的尺寸上显示的详细程度;有效的复杂性:一个系统显示“规律性”而不是随机性的程度;体系复杂性:由一个体系结构系统的不同层次所显示的多样性;语法的复杂性:描述一个系统所需要的语言的普遍性程度;热力学深度:将一个系统从头组织在一起所要的热力学资源的数量;时间计算上的复杂性:一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的时间;空间计算上的复杂性:一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的存储量[2];等等。 从20世纪30年代系统科学开始兴起,人们逐渐认识到系统大于其组成部分之和,系统具有层次结构和功能结构,系统处于不断地发展变化之中,系统经常与其环境(外界)有物质、能量和信息的交换,系统在远离平衡的状态下也可以稳定(自组织),确定性的系统有其内在的随机性(混沌),而随机性的系统却又有其内在的确定性(突现)。 复杂性科学往往研究的是复杂性系统,复杂系统主要有以下表现:(1)系统各单元之间的联系广泛而紧密,构成一个网络。因此每一单元的变化都会受到其他单元变化的影响,并会引起其他单元的变化。(2)系统具有多层次、多功能的结构,每一层次均成为构筑其上一层次的单元,同时也有助于系统的某一功能的实现。(3)系统在发展过程中能够不断地学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善。(4)系统是开放的,它与环境有密切的联系,能与环境相互作用,并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。(5)系统是动态的,它不断处于发展变化之中,而且系统本多对未来的发展变化有一定的预测能力。 一般来说,复杂性研究的基本方法是:(1)定性判断与定量计算相结合。(2)微观分析与宏观综合相结合。(3)还原论与整体论相结合。(4)科学推理与哲学思辨相结合。 复杂科学研究中所用的理论工具:(1)非线性科学——非线性动力系统理论(稳定性和分叉理论、混沌、孤子)和统计力学(分形、标度),及非平衡系统中的复杂和随机现象的研究;(2)计算机模拟——它是十分重要的手段,目前已广泛用于复杂科学的研究中;(3)计算智能;(4)数理逻辑;(5)在不确定条件下的决策技术;(6)综合集成技术;(7)整体优化技术等。 2 生命科学与复杂性研究 生命科学的研究对象都是复杂系统,(具有关联性、多样性、自学习、自组织、开放、动态的特点),生命科学研究的系统正因为其复杂性,对其构成的原因和演化的历程,此前均缺乏了解,也因此吸引了复杂性科学研究者的高度重视。近几十年来,对生物系统所具有的整体性、关联性、网络层次性、统计涨落性、内在和外在的随机性、模糊性、开放性和历史性等这一类复杂系统的典型特征进行了探讨。生物体本身的特点以及生物的进化使得人们的思维方式从单纯的物理学简单系统的研究转变为对生物学的复杂系统的研究[3]。 基因是生命遗传的基本密码,生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的,也是由基因组中大量的非编码信息和非编码基因决定的。因此生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的,也不仅仅是由基因组中大量的非编码信息决定的,而是由这些元素在生物体各个层次上复杂、动态的相互作用决定的。 作为生命系统的指挥和协调中心—神经系统,其中枢功能结构为大脑,近十年来脑功能的科学研究是复杂科学领域中的一个热点。大脑有复杂的结构,它的组织层次按空间尺度有:分子、膜、突触、神经元、核团、回路、网络、层、投射、系统。大脑表现出的某些高级功能是不能在较低的层次上观察到的,其中有些是由各个单元之间的相互作用而涌现出的集体行为。人们的思维规律是不断变化的,但是最低层次的规律是不变的。脑功能的复杂性首先体现在各神经子系统自身的高度非线性、不稳定性和适应性;其次体现在它们之间相互连接的非均匀性及大规模并行等特点。不仅如此,即使在非常简单的神经系统中也存在着令人惊异的复杂性,这反映在它们的功能、演化历史、结构和编码方式。比如,单个神经元放电的时间序列包含复杂多样的时间模式,反映了神经细胞内的复杂的动力学过程[4]。脑电信号是中枢神经系统自发产生的生物电活动,它包含了丰富的神经系统状态和变化的信息,因而在临床和神经电生理研究中得到了广泛的应用。现在人们对EEG建立动力学模型,并研究其中的混沌现象,显示动力学模型方法对于研究大脑正常生理和病理状态具有的意义[5]。 近年来控制领域实现和发展了脑控系统,即基于脑电信号的人机融合控制系统,直接以脑电信号为基础,通过脑机接口来实现控制。“脑控”研究涉及神经科学、计算机科学、控制科学和心理学等多学科交叉。相关研究已经开发出了利用大脑的思维、通过电子接口来控制各种设施的运动状态,并取得预期效果的“脑控技术”,这项技术在医疗等多个方面具有重要的应用价值。 人工生命(Artificial Life)是近10年发展起来的一个新方向,是以进化为主要特征的复杂性研究。人工生命致力于研究生命形式(并不局限于某种特定的载体)的普遍特征。地球上的生命被看成是一种具有特定载体—蛋白质—的特定生命形式,地球上的生命进化也仅仅代表一种特定的进化途径,因此可以用别的物质来构造另类载体的生命形式,赋予它们生命的特征,使其具有进化、遗传、变异等等生命现象,得到生命的普遍行为[2]。 其他如心血管系统中的心率变异性和管腔应变问题;动态病(以异常时间组织结构为特征的疾病,如周期性发热、周期性关节肿胀等)的预防、治疗和数学建模问题;生态系统的种群繁殖问题;流行病中的疾病传染规律;生化反应的动力学过程;免疫系统中信号产生、传递和转导的动力学过程等都体现了生物系统的复杂性,属于复杂性科学研究的范畴。 因为生命体的多样性和复杂性决定了临床医学本身的复杂性;疾病是复杂的,不仅生命体本身病理过程复杂,而且心理、社会、环境等因素都会影响病理过程;许多复杂性疾病,如心血管疾病、癌症、艾滋病等皆是生命体多层次、多层面因素作用的结果。现代医学是在还原论指导下对生命和疾病局部的、分离的认识,仍停留在分析和描述的水平上;所以需要借助复杂性研究方法。在研究方法和观念上有所突破。 祖国传统中医学独特的思维方法和对复杂系统整体状态的把握与复杂性研究有类似的思路。中医学对人体内部的相互作用以及人体与环境的相互作用提出了众多的命题,为现代医学研究准备了丰富的素材,对中医的理论体系的认识还必须运用物理学、生物学、数学、控制论、系统论等学科的最新知识。 复杂性科学对我们来说是一个充满未知的领域,研究方法上既有还原论,也有综合论和系统论,这两种思想正在经历碰撞并开始出现融合的趋势。但是在研究对象上,它研究的问题并不是刚刚出现,而是因为人们认识的深度和它本身的难度,使这一类问题被搁置了起来。目前,对复杂性的研究已经分别在一些学科取得了初步的进展,随着科技的进步、人类对自然和自身认识的深化,生命科学中的复杂性问题必然会被逐步地认识和解决。
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
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。
email多少?
浩瀚的工程啊啊啊啊啊啊啊
请问是湖南理工学院的吗
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
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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!
自己看有多少你能用的上的 生命科学和生物技术的发展正在展现出未可限量的前景,将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响,并将在农业、医药与健康、能源、环境保护等领域有广泛的应用,同时也为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。我们应采取更加积极有效的措施,大力支持生命科学和生物技术及其产业快速、健康地发展。【摘 要 题】生物科学 当今世界,科学技术发展突飞猛进,新兴学科、交叉学科不断涌现,科技进步对经济社会的影响作用日益广泛和深刻。伴随着信息科技革命方兴未艾的浪潮,生命科学和生物技术的发展也正在展现出未可限量的前景。越来越多的人们已经预见到,一个生命科学的新纪元即将来临,并将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。 党的十六大指出,对于我国来说,二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期,我们要集中力量,建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说,生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。 一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景 无论是科技界还是产业界,都基本认同这样一个重要判断:在新的世纪里,生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术,正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一,深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同,但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来,生命科学与生物技术获得了飞速发展,为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。 作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”,生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后,生物技术产业显示出强劲发展势头,成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%,2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略,强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”,并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍,达到8800亿日元,力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会,继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后,又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”,进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度,早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划,明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明,世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。 目前,生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后,水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成,这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定,将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(Functional Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域,这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。 生物技术方面的进展则更为迅速,基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等,将大大加快基因工程药物和疫苗的研制,以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看,生物技术目前仍主要应用于医药和农业,但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面,尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在,但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷,达5867万公顷。据有关资料分析,转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译,将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年,利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。 值得强调的是,当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合,形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域,产生了生物技术群。比如,生物芯片技术的开发和运用,将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路,改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗。据Goldman Sachs最新技术报告显示,美国的IBM、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向,内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计,到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革,已经引起许多国家的高度关注。 当然,生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面,存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论,并已引起了世界各国的普遍重视。然而,各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时,并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐,而且在国家层面上,从争夺未来科技及产业制高点出发,都进一步加大研发投入,加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们,新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革,寻求支持。通过加强科学研究,积极制定相应的法律法规和政策,可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。 二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇 在近代历史上,中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂,留下诸多遗憾和教训。今天,生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域,无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择,这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为,生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。实现上述的目标,我们已具备独特的优势和条件。首先,我国是一个生物资源大国,拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计,我国拥有动植物、微生物约26万种,其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家,有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份,位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说,这种优势是不可替代的,也是具有独占性的。 其次,广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域,我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国,必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全,必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力,如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术,都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域,如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康,始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前,对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段,因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域,利用生物技术开发可再生清洁能源,包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等,将为解决我国的后续能源,展现出极其广阔的发展前景。在环保领域,生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前,利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛,生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外,生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此,无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。 第三,中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨,到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说,再到宋明理学家的“万物一体”之论,强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初,毛泽东同志就曾说过:“在自然科学方面,我们也要做独创的努力,并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产,直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上,中国只有发挥自身的优势,形成自身的特色,才能在国际舞台上占领一席之地。 第四,经过多年来的不断努力,我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础,创新和开发能力不断增强,具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代,我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素;70年代,我国首创三系法杂交水稻技术,对解决中国粮食需求做出了重大贡献;80年代,我国又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果,为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来,我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面,中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划,高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311(籼稻)的基因组序列草图;在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域,一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化,基因工程制药产业已初具规模,人工血液代用品即将进入临床研究,体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平,B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究,肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域,我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤;超级杂交稻研究又取得新的突破,每公顷产量突破吨,率先实现了国际上提出的超级稻指标;转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷,占棉花种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿元;植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之,我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置,具备了冲击国际前沿,争夺“制高点”的基础和实力。 三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考 虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就,但与发达国家相比,我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战,将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展,关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。 为此,我们应采取更加积极有效的措施,大力支持生命科学和生物技术研究,促进生物产业快速、健康地发展。首先,我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下,抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展,决不只是一般意义上的市场份额问题,而是关系到我国国计民生和国家根本利益,关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次,我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域,如果一味地步人后尘,就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势,充分利用已经形成的基础和能力,寻求新的突破和跨越,这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三,我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程,也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点,进一步加强宏观调控,促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用,形成持续稳定的良好政策环境。 今后一个时期,促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展,必须遵循三点基本方针:一是大力加强研究开发;二是积极推进产业化;三是高度重视并切实保障生物安全。今后5~10年,通过不懈努力,我们将实现如下目标:建立具有国际先进水平的生物技术创新体系;造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍;培育和扶持一批新兴产业,使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上;使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平,在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面: (1)切实加强基础研究,提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究,重点支持生长发育的基因调控,外源基因高效表达调控、定点整合技术,生物多样性,人类重大疾病和重要动植物病(虫)害防治分子机理等方面的研究。 (2)大力发展关键技术和平台技术,积极改造传统产业,促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术,生物技术药物等重要生物制剂研制,干细胞及组织(器官)工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术,农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。 (3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品,培育一批企业或企业集团,提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求,优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化,支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。 (4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发,采取有效措施,加大我国生物资源的保护力度,建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。 具体行动措施包括:一是实施专利战略,在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施,努力产生更多的创新性研究成果:强化知识产权意识,获得一批具有重要应用前景的专利;遵循国际惯例和中国加入WTO后应承担的义务,尊重和保护国外的专利和知识产权,同时利用我国自身优势,通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略,培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施,加速国内人才队伍培养;进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度;扩大国际合作,引进海外智力资源。通过以上方式,凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制,构建具有国际一流水平的科学研究机构,吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略,建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求,以新兴产业和产品为重点,研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLP、GCP和GMP等国际标准,对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造,提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略,培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业,开拓新的产品和市场,形成新的经济增长点,是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新,培育一批具有现代企业机制的,既有较强的市场开发能力和盈利能力,又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略,开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利,成果共享,保护知识产权,遵从国际惯例”的原则,进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围,引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品,努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。 在推动生命科学和生物技术及其产业发展中,我们将把保障生物安全作为重要前提,切实引导和促进生命科学研究、生物技术及其产业的快速健康发展,为全面建设小康社会、加速推进我国实现现代化的进程
现代生命科学导论作业汇编 参考下面的地址,点左边的有很多论文 生命科学和生物技术的发展正在展现出未可限量的前景,将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响,并将在农业、医药与健康、能源、环境保护等领域有广泛的应用,同时也为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。我们应采取更加积极有效的措施,大力支持生命科学和生物技术及其产业快速、健康地发展。 【摘 要 题】生物科学 当今世界,科学技术发展突飞猛进,新兴学科、交叉学科不断涌现,科技进步对经济社会的影响作用日益广泛和深刻。伴随着信息科技革命方兴未艾的浪潮,生命科学和生物技术的发展也正在展现出未可限量的前景。越来越多的人们已经预见到,一个生命科学的新纪元即将来临,并将对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。 党的十六大指出,对于我国来说,二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期,我们要集中力量,建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说,生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。 一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景 无论是科技界还是产业界,都基本认同这样一个重要判断:在新的世纪里,生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术,正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一,深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同,但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来,生命科学与生物技术获得了飞速发展,为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。 作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”,生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后,生物技术产业显示出强劲发展势头,成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%,2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略,强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”,并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍,达到8800亿日元,力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会,继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后,又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”,进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度,早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划,明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明,世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。 目前,生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后,水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成,这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定,将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(Functional Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域,这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。 生物技术方面的进展则更为迅速,基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等,将大大加快基因工程药物和疫苗的研制,以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看,生物技术目前仍主要应用于医药和农业,但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面,尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在,但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷,达5867万公顷。据有关资料分析,转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译,将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年,利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。 值得强调的是,当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合,形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域,产生了生物技术群。比如,生物芯片技术的开发和运用,将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路,改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗。据Goldman Sachs最新技术报告显示,美国的IBM、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向,内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计,到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革,已经引起许多国家的高度关注。 当然,生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面,存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论,并已引起了世界各国的普遍重视。然而,各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时,并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐,而且在国家层面上,从争夺未来科技及产业制高点出发,都进一步加大研发投入,加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们,新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革,寻求支持。通过加强科学研究,积极制定相应的法律法规和政策,可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。 二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇 在近代历史上,中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂,留下诸多遗憾和教训。今天,生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域,无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择,这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为,生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。 实现上述的目标,我们已具备独特的优势和条件。首先,我国是一个生物资源大国,拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计,我国拥有动植物、微生物约26万种,其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家,有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份,位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说,这种优势是不可替代的,也是具有独占性的。 其次,广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域,我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国,必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全,必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力,如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术,都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域,如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康,始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前,对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段,因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域,利用生物技术开发可再生清洁能源,包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等,将为解决我国的后续能源,展现出极其广阔的发展前景。在环保领域,生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前,利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛,生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外,生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此,无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。 第三,中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨,到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说,再到宋明理学家的“万物一体”之论,强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初,毛泽东同志就曾说过:“在自然科学方面,我们也要做独创的努力,并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产,直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上,中国只有发挥自身的优势,形成自身的特色,才能在国际舞台上占领一席之地。 第四,经过多年来的不断努力,我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础,创新和开发能力不断增强,具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代,我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素;70年代,我国首创三系法杂交水稻技术,对解决中国粮食需求做出了重大贡献;80年代,我国又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果,为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来,我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面,中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划,高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311(籼稻)的基因组序列草图;在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域,一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化,基因工程制药产业已初具规模,人工血液代用品即将进入临床研究,体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平,B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究,肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域,我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤;超级杂交稻研究又取得新的突破,每公顷产量突破吨,率先实现了国际上提出的超级稻指标;转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷,占棉花种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿元;植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之,我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置,具备了冲击国际前沿,争夺“制高点”的基础和实力。 三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考 虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就,但与发达国家相比,我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战,将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展,关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。 为此,我们应采取更加积极有效的措施,大力支持生命科学和生物技术研究,促进生物产业快速、健康地发展。首先,我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下,抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展,决不只是一般意义上的市场份额问题,而是关系到我国国计民生和国家根本利益,关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次,我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域,如果一味地步人后尘,就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势,充分利用已经形成的基础和能力,寻求新的突破和跨越,这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三,我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程,也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点,进一步加强宏观调控,促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用,形成持续稳定的良好政策环境。 今后一个时期,促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展,必须遵循三点基本方针:一是大力加强研究开发;二是积极推进产业化;三是高度重视并切实保障生物安全。今后5~10年,通过不懈努力,我们将实现如下目标:建立具有国际先进水平的生物技术创新体系;造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍;培育和扶持一批新兴产业,使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上;使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平,在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面: (1)切实加强基础研究,提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究,重点支持生长发育的基因调控,外源基因高效表达调控、定点整合技术,生物多样性,人类重大疾病和重要动植物病(虫)害防治分子机理等方面的研究。 (2)大力发展关键技术和平台技术,积极改造传统产业,促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术,生物技术药物等重要生物制剂研制,干细胞及组织(器官)工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术,农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。 (3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品,培育一批企业或企业集团,提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求,优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化,支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。 (4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发,采取有效措施,加大我国生物资源的保护力度,建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。 具体行动措施包括:一是实施专利战略,在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施,努力产生更多的创新性研究成果:强化知识产权意识,获得一批具有重要应用前景的专利;遵循国际惯例和中国加入WTO后应承担的义务,尊重和保护国外的专利和知识产权,同时利用我国自身优势,通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略,培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施,加速国内人才队伍培养;进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度;扩大国际合作,引进海外智力资源。通过以上方式,凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制,构建具有国际一流水平的科学研究机构,吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略,建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求,以新兴产业和产品为重点,研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLP、GCP和GMP等国际标准,对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造,提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略,培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业,开拓新的产品和市场,形成新的经济增长点,是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新,培育一批具有现代企业机制的,既有较强的市场开发能力和盈利能力,又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略,开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利,成果共享,保护知识产权,遵从国际惯例”的原则,进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围,引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品,努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。 在推动生命科学和生物技术及其产业发展中,我们将把保障生物安全作为重要前提,切实引导和促进生命科学研究、生物技术及其产业的快速健康发展,为全面建设小康社会、加速推进我国实现现代化的进程
关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题分析,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。(参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》)。1.关键词规范关键词是反映论文主题概念的词或词组,通常以与正文不同的字体字号编排在摘要下方。一般每篇可选3~8个,多个关键词之间用分号分隔,按词条的外延(概念范围)层次从大到小排列。关键词一般是名词性的词或词组,个别情况下也有动词性的词或词组。应标注与中文关键词对应的英文关键词。编排上中文在前,外文在后。中文关键词前以“关键词:”或“[关键词]”作为标识;英文关键词前以“Key words:”作为标识。关键词应尽量从国家标准《汉语主题词表》中选用;未被词表收录的新学科、新技术中的重要术语和地区、人物、文献等名称,也可作为关键词标注。关键词应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条。2.选择关键词的方法关键词的一般选择方法是:由作者在完成论文写作后,从其题名、层次标题和正文(出现频率较高且比较关键的词)中选出来。论文正文要点⑴引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义,并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出问题-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证方法与步骤;d.结论。为了做到层次分明、脉络清晰,常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段,一个逻辑段可包含几个小逻辑段,一个小逻辑段可包含一个或几个自然段,使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多,一般不超过五级。