耗散系统结构演化论

普里高津指出:对非平衡的研究“可能会有希望从中探索出自然科学与生物、人文科学之间的联系。”本文为了实现普里高津的这种愿望,建立物理学与生物、社会科学本质的联系,提出了系统从一种耗散结构向另一种耗散结构演化的一般规律,即结构演化的方向、驱动力、结构改变的阻尼;提出了耗散系统结构演化的三定律。讨论了结构演化的媒介等问题。提出了演化压等新的概念。产生了决定论和非决定论互补的数学模型—C、T集合,L空间,用以描述耗散系统演化发展的定量规律。用自然科学的语言对生物进化、人类社会发展勾划了一幅物理图象。赋予了生物生存斗争、用进废退及生产力和生产关系、经济基础和上层建筑等生物及社会科学名词以物理学含义。     

复杂生物系统及其二分演化机制

介绍了复杂系统和复杂性的概念 ,考察了生物系统中的复杂性特征 ,指出生物系统是具有自组织性和复杂性的开放动力系统 .以二分演化模式为指导 ,探索了复杂生物系统的基本演化机制     

生物信息学--21世纪的核心科学

本文从地球生命是物质、能量、信息三大要素综合集成的角度,阐述作为生命科学与信息科学相结合的生物信息学,在２１世纪的科学研究中的重要作用和地位。同时从决定论和非决定论、可逆性和不可逆性、物理退化（熵增加）与生物进化（熵减少）、个体描述与群体描述等等科学方法论的角度,论述系统科学对创建生物信息学的指导意义和途径。最后以开发新世纪计算机为例说明研究生物信息学的应用潜力和价值。     

认知的系统发生比较:演化心理学研究进展

认知的演化研究有助于揭示人类认知的独特性等相关问题,是人类心理研究的重要领域之一.目前,对认知演化问题的研究出现了一些新探索——认知演化的系统发生研究,即通过对某种认知能力进行跨多物种研究,并通过联系演化压力的相关因素进行分析.现有研究已经在一定程度上说明了认知能力演化的规律.本文从理论贡献、研究取向以及实践研究3个角度对认知演化的系统发生进行论述,旨在对认知能力的演化规律进行理论的探索和实践方法的扩充.     

"生命之树"的谱系年代学研究

目前国际上已经启动的"生命之树"(tree of life,TOL)计划,是全世界生命科学领域的科学家倾力建立的一个庞大的科学研究计划,其终极目标是回答关于地球上所有生物类群之间的谱系亲缘关系问题[J].更进一步说."生命之树"就是将地球上所有生物种类(包括现存的和灭绝的)联系在一起的、蕴涵着巨量信息的系统演化树.可用来阐明生命的起源、生物演化式样与机制、各大门类生物类群的系统演化关系、具不同营养型生物类群之间的协同演化以及生物多样性的生存方式和动态变化规律等.     

深空探测之前沿科学问题探析

深空探测的驱动力源于人类探索未知的天性,是科学研究的前沿领域之一.自二十世纪六七十年代的月球探测高潮以来,人类的深空探测任务已经实现了对太阳系八大行星等主要天体的探测,获得了大量的科学发现,同时也发现了更多未解之谜.进入21世纪以后,人类深空探测迎来了又一次高潮,参与探测的国家和探测任务的数量都有了巨大提升,技术的发展也提高了探测的成功率.从太阳系形成到生命出现并演化到智慧生物,太阳系经历了复杂的演化过程,地球和其他行星环境经历了剧烈变化.要证实和重建这个过程还有大量科学问题有待回答,需要依赖更多精密计划的深空探测任务去寻找线索.太阳系的形成与演化、行星宜居性、地外生命探索等是当前深空探测的核心科学内容.前太阳系物质组成、太阳系的初始状态、行星系统的形成过程是太阳系形成与演化研究的关键科学问题,类地行星沿不同路径演化的原因是行星宜居性研究的重要方面.地外生命探测是深空探测的核心内容之一,生命的起源与演化、地外生命信号识别、地球极端环境类比等是主要的研究内容.针对已经计划和正在论证的深空探测任务,系统梳理其中的前沿科学问题及其研究现状和研究手段,能够为深空探测任务的科学规划提供参考,孕育...     

非线性沸腾传热学-I:耗散结构理论

近30年迅猛发展的非线性科学是研究自然界复杂现象之规律的一门学科,被喻为与相对论、量子力学齐名的20世纪出现的第三次科学革命,针对沸腾系统非平衡、非线性、随机性,复杂性和非还原性的特点,作者尝试把沸腾传热学和非线性科学结合起来,建立一门新的交叉学科分支——非线性消费者腾传热学.目前,耗散结构理论、协同学理论、分岔理     

量子力学中的隐变数

在经典物理学中,拉普拉斯的决定论曾经长期统治着人们的思想。然而,本世纪二十年代诞生了以哥本哈根学派为代表的量子力学理论。从本质上讲,描述微观世界过程的量子力学是一种概率的描述,和决定论是水火不相容的。这就引起了一些大物理学家的不满,认为可能存在定域性的决定论的隐变数,引起了长时期的争论。《量子力学中的隐变数》一文,就是对自1972年以来进行了九个物理实验来验证到底是量子力学理论正确还是隐变数理论正确的情况作了介绍。围绕着量子力学,科学家们争论了半个多世纪,还要继续争论下去,而科学也就是在这样的争论中发展着,拉普拉斯的决定论,在微观世界如此,在宏观世界也是一样。通过对各种复杂的非线性运动的准确估计,发现不论天上、地下还是人间,到处存在着混沌运动。诸如在旋涡星系引力场中运动的星体,地磁场方向的变换运动,流体力学中的热对流花样,生物群体中个体的数目随时代变化情况,以及量子力学与广义相对论中都存在着混沌运动。     

生物系统的复杂性与简单性

"复杂性"是当今科学界尤其是生命科学界最时髦的词汇之一.它的出现和流行,体现了21世纪科学家思考自然界的角度转换.上世纪是还原论占主导地位的时代,自然界被视为一部根据物理和化学规律用各种分子组装的自动机.因此,认识了分子层面上个别的基因或蛋白质的物理和化学特性,就能够解释生物个体的活动.随着研究的深入,人们已逐渐意识到了这种"简单性"思维的局限,意识到了生命的复杂性.目前,对复杂性的研究已成为生命科学的热点.在有关复杂性的众多研究问题中,也许最值得我们关注的是生物系统的复杂性与简单性之关系.     

银河系的结构和演化

银河系是宇宙中数以百亿计的星系中的一员,人类对银河系的认识已经有200多年的历史.有关银河系的一些重大问题,如形成机制、结构和演化,太阳系外的行星系统等等,长期以来始终是天体物理学中极为重要的前沿研究领域.不仅如此,银河系又为河外星系的研究提供了一个很好的观测检验样本.随着天文观测技术的发展,人们对银河系结构和演化的认识不断深化,同时也提出了一些新的、有待进一步探索的重要问题.