计算生物学

计算生物学(computational biology)是一门典型的交叉学科,涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等.就整个学科的内容而论,计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象,以解决生物学问题为最终目标,数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段.     

“组合”新生命

重塑生命,这正是合成生物学这一新兴科学的核心宗旨。该学科致力于从零开始建立微生物基因组,从而分解、改变并扩展自然界在35亿年前建立的基因密码。合成生物学是基因工程中一个刚刚出现的分支学科,它吸引了大批生物学家和信息工程师致力于此项研究。     

力学测量方法及其进展

力学测量方法是解决复杂力学问题的重要手段,也是一门自成体系的学科。《力学测量方法及其进展》一文介绍了这门学科的任务,以及力学测量方法的种类、进展和展望。     

生物声学

生物声学是介于生物学和声学之间的一门新兴学科。它是生物学、声学、数学、化学,语言学等多种学科相互渗透的产物。     

编后

化学,这门基础科学,本世纪以来,由于物理学、数学以及生物学与它的相互渗透和新的实验手段的应用,已逐渐改变传统的面貌,正从经验学科向理论学科过渡。究竟现代化学这门学科,它当前面临的形势和今后的趋向怎样,这不仅为化学工作者所嘱目,也是一般读者所关注的问题,本刊约请温元凯同志撰写的《化学正面临新的飞跃》一文,估计将对读者在了解这一课题时有所裨益。材料科学是我国科学技术发展规划中八个战略重     

低温生物学与冷冻医学

低温生物学和冷冻医学是现代制冷学科的一个重要分支,它是近年来在我国发展很快的一门新生科学,从人类最早接触到“冷”这一自然现象到人们能合理应用.从此形成一门科学.这在国际上也是近代的事情. 冷冻在生物学和医学上有两种截然不同的作用:(1)维持细胞生命,以便达长期贮存细胞、组织器官、乃至整个生物体;(2)促进细胞坏死的破坏作用,以治疗疾病.     

经济均衡理论及其计算方法

历史上,数学的发展曾从天文学、力学、物理学得到巨大的推动。而最近二三十年,则是生物学、经济学等学科所提出的数学问题,对数学的发展产生深刻的影响。本文所要介绍的就是这方面的一个生动例子:数理经济学中经济均衡理论的发展要求找到计算均衡价格的有效算法,这种要求导致美国经济学家斯卡夫(H.E.Scarf)先于数学家发明了不动点算法,从而开创了计算数学中高度非线性问题数值方法研究的新方向。“看不见的手”英国古典经济学派的创始人亚当·史密斯     

EMBO及其诞生的学术背景

<正>生物学中有三个学科,它们间有相似之处,分别是用化学方法研究生物学的生物化学、在分子水平上研究生命本质的分子生物学和揭示生命运动的化学本质的化学生物学。在一般人心目中这三个学科间的差异是:生物化学是研究蛋     

美国研究性大学青睐跨学科研究--伯克利大学全力推进物理-生物学融合

展望一下未来的工程技术科学前景，数学、物理、化学抑或生物学，谁将成为翘楚？没错，生物学！但这决不是一般意义上的生物学，而是借助于其他学科来共同开发生物学的宝藏。美国享有盛誉的研究性大学加州大学伯克利分校对这一前景可谓十分明了，该校已确定今后主要研究经费将用于跨学科研究。作为这一努力的一部分，伯克利分校已确定斥资1亿美元建造两幢新研究大楼，以让物理学、化学、分子生物学和公众健康等学科的一流专家集中在一起。预计在未来几年里，会有15个新的专业学科在这里出现，他们将为此投资5亿美元，最终使加州大学伯克利分…     

合成生物学在医学中的应用

合成生物学是21世纪初出现的一门重要前沿交叉科学。在医学领域中,对利用合成的生物学回路来弥补功能异常以达到治疗目的,有越来越多的探讨,正促使医学合成生物学诞生。合成生物学(synthetic biology)是2000年出现的一门融汇生物学、工程学、化学和信息学等学科而成的交叉科学。目前对合成生物学的定义还存在不同认识,较普遍接受的观念是:①为了应用目的,重新设计现存的自然生物学系统;②设计和建造全新的生物学元件、回路和系统。从这样的观念出发,合成生物学与有机     

分子生物学的发展

分子生物学,与其说是生物科学的一个新的分支学科,毋宁说是生物科学发展的一个新的历史阶段;是在对生命物质运动特殊规律与生物高分子结构和功能两种水平研究之间开始接壤的广阔领域;是用基础学科的技术与观点谋求深入了解生命现象本质的一种态度和趋势;是生物学的一个生长点;是现代化学、物理学和数学向生物学渗透的一种必然的结果。分子生物学的观点主要是分析。在生物科学发展的现阶段,多进行一些分析是必要的,但停留于此是不够的。事实上,在生物科学的发展中综合的过程也随时在进行着。学科的互相渗透串连,意味着科学的成长与     

理性力学

经典物理的发展,曾经对科学起了巨大的推动作用。然而,在科学发展的历史过程中,经典物理越来越显示出它的局限性,这没有其他办法,只有发展新的理论来补充和取代它,数学和力学结合的理性力学,就是从经典力学中发展出来的新学科,它解决了许多经典力学解决不了的问题。它应用数学的基本概念和严格的逻辑推理,再从物理原型出发,建立并发展新的力学模型和理论,而经典力学则只是理性力学的特殊情况。     

紊乱动力学的算术

“数学是科学的皇后,算术又是数学的皇后”,高斯这样说。他这里所说的算术是指数论,不是2+2=4,关于皇后一尘不染的倾向他还未完全忘怀。数论的外现的主题——普通整数的模式和复杂性——不会使人联想到对科学的直接应用。鲍尔(W.W.Rouse Ball)于1986年写道:“这门学科本来是特别有趣和优美的学科之一,但它的结论很少有实际重要性”。按照数学分属于“纯粹的”和“应用的”这个通常分法,数论大约是你所能得到的最纯粹的:它与传统的应用学科例如动力学完全相反。如此而已。至少有10年之久,显示数论有用的证据越来越     

化学工程与生命科学

化学工程是随着化学工业的发展,而在二十世纪初出现的一个新的学科分支,直到五十年代末期,化学工程主要是以研究化工单元操作为基本内容.随着科学技术的突飞猛进,近十多年来,化学工程也在不断发展,其发展趋势具有两个明显的特点:一是深入研究过程机理,力求建立过程的模型,用数学的概念、方法描述过程,以电子计算机为工具,寻求过程的定量或半定量的规律;二是摆脱学科分科的约束,与其他学科相互渗透、相互影响、相互促进,逐渐在边缘领域出现新的生长点.如将化学工程和数学、物理等,应用于医学和生物学,从而产生了“生物医学工程”,这是近15～20年中出现的新学科,是工程科学和生命科学相结合的边缘学科.著名科学家冯元桢曾预言,不久的将来,生物医学工程就象当年的航空火箭工程     

中国实验动物学科发展的关键问题与对策的思考

<正>实验动物学是一门新兴交叉学科,它集成生物学、兽医学、生物工程、医学、药学、生物医学工程等学科的理论和方法,以实验动物和动物实验技术为研究对象,为相关学科发展提供系统性生物学材料和相关技术.实验动物学科产生的实验动物、动物模型、生物信息、动物实验技术、动物实验设备等,是     

两个细胞为什么融合?

在未来的医学上,细胞生物学是一门大有前途的学科,如同处于早期阶段的细菌学一样。我爱好的研究项目是细胞融合。以往我总认为,一切生物体中细胞当然是最排外的实体,而当我得知会发生下述情况时不禁大吃一惊:在有些情况下,两个不同的细胞彼此接触时,接触部位的细胞膜组织会自行溶解,它们内部的物质会相互流通,接着各自的细胞核会融合一起,最后形成一个单一的细胞,     

混沌理论和同伦算法趣话

近十年来,理论物理和动力系统研究中的混沌理论和数值计算中的同伦算法象两颗耀眼的明星,吸引了许多学者.围绕这两大发展,有一些故事堪称为现代数学发展史上的佳话.周期3则乱七八糟每一门学科都以成功地运用数学作为其成熟的标志,而数学则总是简洁明确地把科学问题的实质展现在人们面前.然而,世界并不象以往的数学那么单纯.今天并不能完全预知明天.股票市场的行情仿佛按照价值规律在正常发展,不料一夜之间会发生价格暴跌.袅袅上升的一缕青烟,会突然变成层层烟圈,四处飘散.风暴、地震、心肌梗阻、种群繁衍振荡,这些自然界的灾变现象到处可见,层出不穷.即使在实验室的风洞实验条件下,旗帜也总是呼啦啦地飘忽不定,并不会平坦地展开.所有这一切都使人觉得,混乱无所不在,自在的宇宙和理性的数学各唱各的调.     

骨骼力学研究及其新进展

本文介绍生物力学中的一个基本分支——骨骼力学.介绍它的研究内容、研究方法、研究成果,以及它在生物医学工程中的实际应用.骨骼力学在生物医学工程中的地位作为生物医学工程的组成部分及其理论基础之一的生物力学,现在已发展出许多分支,骨骼力学便是其中之一.在生物力学的各分支中,要算骨骼力学出现得最早.伽里略早就开始以力学观点来研究人体的骨骼了.他认为,力学是了解其他学科的基础,没有它,自然界就不可理解.伽里略是个世界著名的力学家,但他却是医学院的毕业生.他认为:人体骨骼也服从力学规律.但对骨骼力学较深入的独立研究,直     

低温等离子体化学——化学的新领域

低温等离子体化学是一门年青的学科,虽然从诞生到现在才十几年,但已表现出强大的生命力,实现前所未有的化学反应,为化学这门科学开辟了一个新领域。什么是低温等离子体化学呢?这需要从等离子体的发现和研究谈起。等离子体现象人们并不生疏,在自然界,炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光都是等离子体的作用。这说明,宇宙间广泛地存在着等离子体。但是人们对等离子体本质的认识和研究却是     

对于生物物理学的一些看法

一般規律与特殊規律近代自然科学的发展有两个同时并存的趋向:一个是学科的分化越来越細,譬如生物学就分化成植物、动物、微生物、形态、分类、細胞、遺传、……等;一个是各种学科互相渗透,出現很多所謂边緣学科,如生物化学、生物物理学,以及生物物理化学等。人类对自然界认識的系統知識,从原始的无所不包的自然哲学到分门別类的科学,再进一步向更高一水平綜合,是一个辯証的发展过程,一个必然的趋向。物理学研究物貭的一般結构和它运动的規律,生物学研究特殊物貭(即带有生命活力的物貭)的結构和它运动的規律。但物貭世界的各种規律都相互联系相互制約,是不可分割的;如果对各个学科的观念絕对化了,不看到它們之間的联系,就会妨害自然科学的