人类生存在宇宙中的地球上，自然资源和生态圈是人类赖以生存和发展的环境。文化是人类对自然和自身认识的知识体系，影响人的思维和行为模式，基本上划分为组织社会的文化和认识自然和转化成机器等产品的文化。

个体人的群体构成社会组织，介于自然、文化和机器之间的物质、能量和信息流的控制，金融与管理是社会机制，其中，自然->文化->产品是信息流。

文化不是目的，还是途径，也就是组织社会的信息和转化自然资源为产品的信息，文化可以人之间的直接传承，也可以记载在文本里，比如，古代的泥板文字、雕刻和图画等和现代的光盘、计算机等。印刷、造纸是一次信息技术革命，而现代计算机等IT技术可以使信息储蓄在机器的磁盘里等，显然，人与机器系统与人与自然系统成为现代和未来社会更直观的自然信息与机器信息之间的转化现象。

地球的生物、人群和机器形态，将直接是未来文明模式的物质流、能量流和信息流的自然->社会->机器的自组织化系统，也就是说人类文化 – 宗教、哲学、科学、艺术和工程等都是以这个自然系统向人工系统转换为目的；因而，未来的文化体系以自然科学、社会科学和工程科学为核心主线，医疗系统将发展成为一种工程系统。

天然生物系统研究与人工生物系统开发的科学与工程偶合体系，就是基于这样的一种转化机制而提出现代交叉、综合与技术集成的知识发现与工程设计体系。