协合学

当科学以巨人的步伐迅速发展的时候,它分成越来越多的专门学科。从表面上看来,这些学科不仅有它们自己的语言,而且是由完全不同的现象和原理支配着。协合学则是学科间交叉研究的一个新领域,它在揭示一些看上去完全不同的学科的共同本质特征方面获得了颇为惊人的成功。协合学是如何进行研究的,以及迄今为止它取得了一些什么成就,这些是本文的主题。确实,在物理学、天体物理学、化学、生物学、生态学、电气和机械工程、社会学以及其他一     

21世纪科技新趋势--生物-物理大融合

临近世纪末，在国际科学界有一种越来越趋同的共识，未来科学的重大突破将越来越有赖于生物学和物理学的结合。讲21世纪是生物学世纪无疑是有充分根据的，但生物学要有大突破必须寻求物理学和其他学科的支持。为了顺应这种正在增长的趋势，目前，一批全美拔尖的研究性大学已在纷纷筹划一种新的方式，使物理学和生物医学专家联合在一起。这种趋向的最有力推动者来自斯坦福大学，这所大学的诺贝尔奖得主、物理学家朱橡文和生物学家詹姆斯·斯布迪许正着手探索创建一个有50名成员的研究中心，这些学者来自从应用物理到临床医学等多种学科。芝加…     

生物电子学进展

一、新兴的交叉学科电子学自问世以来就逐步渗透、深入到各个学科,成为学科发展的主要支柱。50年代起,电子学广泛应用于医学和生物学领域,使生物医学电子学这样一个交叉学科应运而生。它使医学、生物学获得了定量研究的手段,产生了深远的影响。在生物医学电子学发展的早期阶段,主要是利用电子学理论和技术研制适合生物学和医学应用的电子仪器、仪表。随着信息科学和电子技术的迅速发展,随着人们对生物学研究的不断深入,电子学和生物学、医学之间的交叉和渗透不断向更高的层次发展,展开了对生物体本身信息系统和电磁现象的研究,开拓了两个崭新的领域。     

从古生物学到地球生物学的跨越

以学科体系和科学问题为导向, 对当前国际上出现的地球生物学从学科分类体系、形成背景、主要研究方向、亟待突破的分支学科及其与之相关的研究领域进行了评述. 作为地球科学与生命科学相结合而形成的新兴交叉学科, 地球生物学在地球科学中应具有独立的一级学科地位, 类似于地球化学和地球物理学. 地球生物学主要研究地球系统的生命运动, 涉及地球环境与生命系统的相互作用. 它的形成与发展既是当今科学技术发展的结果, 也是当今世界对所面临重大人类-环境-资源问题的响应. 分子地球生物学、地球微生物学、地球生态学、地球生理学等地球生物学中的二级学科还有待尽快突破, 以形成地球生物学的成熟理论框架和方法体系.     

能否由生物学数据产生完整的生命图像?

生物学中有大量的描述性数据——而且这些数据正与时俱增。大规模研究样品的方法如DNA排序、显微阵列和自动化基因功能研究，正在不断地充实着新的数据库。许多生物学分支学科，从生物力学到生态学已走向数字化，其结果是观察更精确、更丰富。     

生物信息学:生物实验数据和计算技术结合的新领域

大量的蛋白质和核酸数据的积累与理性地分析这些数据中所蕴涵的生物学意义的以重需要,产生了综合生物学研究与计算技术研究等领域最新的交叉性学科“生物信息学”、分别从基因序列或蛋白质结构等生物信息数据库、基因组分析或蛋白质结构分析等常规生物学计算软件、基因组数据库检索或蛋白质空间结构识别与预测等在线生物学计算服务器、人工生命等几个方面,概述了发展中的生物信息学的最近动态和有关信息,并同时提供了相关的热门生     

医学人类学导言

医学人类学是一门学科。它研究在不同文化和不同社会群体中,人们如何解释疾病的原因,信仰何种治疗方式和生病时求助于谁这些问题。它也研究人们的这些信念和行为如何与人体的健康和疾病等生物学改变相联系。     

单个细胞释放时空监测

细胞的受激释放在生命活动中起着非常重要的作用。对其进行研究在神经生物学、细胞生物学、病理和药理学等多个学科领域都具有非常重要的意义。因此,建立新的分析学方法,在生命活动的最基本单位－单个细胞水平上对细胞的释放进行研究是一项重要的学科前沿交叉领域。以电化学为主,结合膜片钳、荧光、免疫等方法,从研究手段与分析方法上评述近年来单个细胞释放的研究内容、方法和最新进展,并对该项学科前沿领域进行了展望。     

单细胞生物学:一个有待开发的金矿

就学科归属来说,单细胞生物学(singlecell biology)属于基因组学、尤其是功能基因组学的一个比较前沿的研究领域。然而,出于对经济、易用的单细胞工具的研发和商品化应用,已经吸引了越来越多的研究人员进入了这一领域。     

协同学与其他学科的关系

西德著名物理学家哈肯(H.Haken)所创始的这门新兴学科——协同学是一门边缘科学,它研究产生宏观空一时或功能结构的系统中,各单元间的合作关系,既研究确定性过程,也研究随机过程。下面论述它与其他学科的关系。协同学有许多方面,从自已专业领域出发探索协同学的科学家,可能首先注意到与自己学科的基本思想最接近的那些方面。物理学家研究协同学时,常常想到热力学,热力学最突出的特点之一是其普遍适用性。不管系统有什么成分,或处于什么状态(气态、液态、固态),热力学的定义都普遍适用。它之所以获得广泛应用是因为它研究宏观量(或可观测量),例如:体积、压力、温度、能量和熵等。显然这些概念适用于大量分子的集合体,而不适合于个别分子。也可采用信息论作类似研究,可用信息论准确计算只有有限信息的系统。某些物理学家认识到协同学与不可逆热力学的共同特点,至少在物理学、化学及生物学领域中,协同学和不可逆热力学都研究偏离热平衡的系统。化学家和物理学家十分惊奇地发现协同系统的各种宏观转变和热平衡系统诸如:液一气相交,铁磁体形成,产生超导性等相变之间存在着密切的类似性。协同系统可以发生连续转变或者不连续转变,可以表示出对称破缺,临界慢化,临界涨落等特征,这在相变理论中,大家是很熟悉的。     

爱德华·威尔逊：永远的自然之子

20世纪生物学领域,随着学科向纵深发展,研究方式逐渐由单一的博物学方式分化为分子生物学和博物学两个分支。在20～21世纪,新诞生的分子生物学因为成就迭出,颇受瞩目。该领域出现一批卓有成就且声名远扬的人物,如沃森、克里克，他们的故事为人们所熟知。但是在被戏称为“收集邮票”的博物学领域也有许多享有盛名的大师，其中之一就是爱德华·威尔逊。     

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.     

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     

心理学与其他学科的关系

在科学家族中,心理学占据着关键的地位。它在不同程度上依赖着其他学科,又以清晰的方式阐明其他学科。心理学与生物学心理(?)和生物学有特别显著的相互交流关系。心理学似乎可以完全从属于生命学科,如生理学、发生学和遗传学,但是行为对脑及神经系统的精细结构也有反作用。心身医学证明,它们之间存在着广泛的相互作用。性格发生学就是一般生物学和心理学的共同分枝。遗传学到现在还弄不清楚纯形态特征与制约行为的整个机体的形成之间,在传递机制上有什么不同。现在知道,行为并不单纯是进化的     

海洋地理学的新进展与新任务

海洋地理学是一门地理学与海洋学交叉的边缘学科,也是地理学的一个相对年轻的分支学科.随着科学技术的进步与社会经济的发展,当代具有了更多的手段观测和认识海洋、调查研究海洋和开发利用海洋,促使地理学更多地关注海洋领域的研究.21世纪是"海洋世纪"已逐渐为越来越多的人所接受,海洋地理学亦因此焕发出更大的活力.     

迈向21世纪的纳米科技研究新进展

本文系统阐述了近年来在纳米科学与技术研究领域中取得的一些主要进展。这些领域包括单原子操纵与原子搬迁技术、纳米电子学与纳米电子技术、纳米生物学、纳米摩擦学、微米／纳米技术、原子团簇科学和纳米材料科学，其中又着重介绍了原子团簇科学和纳米磁性功能材料的研究新进展及其在现代电子信息技术及国防现代化上的应用。     

新颖的尿素/硫尿/硒尿-阴离子主体晶格包合物

包合物化学已经有很长的历史，至今人们仍在进行广泛而深入的研究．１９８７年，Ｃｒａｍ，Ｌｅｈｎ和Ｐｅｄｅｒｓｅｎ由于在“主－客体体系”即“超分子”体系领域的十分出色的工作而获得诺贝尔化学奖，由此包合物化学进入了现代研究领域的前沿．近年来，越来越多的新型主体分子和新颖的包合物被人们合成出来，随着“晶体工程”学科领域的迅猛发展，包合物结构的研究也更加引起人们的广泛关注．包合物中特别的官能团或分子片段间的氢键，以及较弱的非共价键相互作用能够产生理想的结构模型，研究这些模型对我们理解固态分子密堆积排列的合…     

真菌多糖的抗肿瘤活性

肿瘤是一类严重威胁人民健康的疾病,消灭癌症是人类长期以来的一个重要奋斗目标,是现代医学、生物学领域中越来越受到人们重视的研究课题.随着现代科学技术的飞速发展,科学家们不但对癌细胞的生物学特性、致癌因素有了更深入的了解,而且在攻克癌症的手段上也是日新月异,其中寻找新的抗肿瘤药物就是一个重要方面.     

细胞外囊泡及其在疾病诊疗中的应用

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞分泌的一种脂质囊泡,尺寸介于30～5000 nm.通过不同的发生机理, EVs可以形成微囊泡体(microvesicles)、凋亡小体(apoptotic bodies)和外泌体(exosomes)等.它们通过携带母细胞的不同脂质、蛋白质和核酸等活性成分来靶向附近或远端细胞,在细胞的信息交流及生理病理过程中均具有重要作用. EVs在生物体系内广泛存在,其生物学功能也越来越多地被认识,或许正在成为一个"细胞外囊泡生物学"领域.对EVs性质的认识也促进了相关应用研究,涉及疾病诊断、治疗和药物运送等.本文重点阐述了EVs的生物起源、生物组成、生物学特性、生物学功能、制备和表征手段,并针对EVs在疾病诊疗中的应用所面临的问题开展讨论.可以预期,对EVs形成和调控机理的深入认识,一方面有助于我们更好地理解EVs的生物学功能、异质性和功能多样性;另一方面有可能基于这些知识来解决EVs开发应用中的瓶颈问题.     

化学的回顾和展望

化学学科从近代化学算起已有两个世纪的历史 ,它与物理学和生物学都是自然科学中的基础学科 ,它们都有各自的使命和传统。但由于其学科内容深处的盘根错结 ,随着发展 ,它们表现出相互之间越来越密切的关系。现在要结合化学与物理学和生物学的关系来谈谈化学学科发展的来龙去脉。化学学科之奠立和原子论近代化学发轫于 1 774年拉瓦锡 (Antoine LaurentLavoisier)和 1 80 3年道尔顿 (JohnDalton)分别提出的元素学说和原子学说。此前多少个世纪都曾进行过与化学有关的实践 ,其中包括炼丹术和炼金术。从这些摸索中可能得出了这样的经验 :在从…