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21世纪 - 世界科学与文化
热度 1 benlion 2013-10-30 00:17
- 预见与实现 20世纪80-90年代,开展系统科学与科学哲学探讨,提出生物系统结构论和系统医药学 - 系统遗传学与系统生物工程*,1994年论述了21世纪将是环太平洋系统生物工程的世纪。 1996年-1999年国际规模倡导系统生物科学与工程的范式,而2003年转入文化哲学和现代绘画研究,以及,环太平洋的儒学-基督教文化融合。 科学与文化、工业与艺术,构成基础与应用。 21世纪以来,系统与合成生物学、系统生物科学与工程等国际会议举办,以及研究机构纷纷建立。 其中, 系统生物学 - 体现为方法的定义 - 理论与实验、计算与工程的生物系统与人工生物系统研究。 系统医学 – 19世纪贝尔纳论述实验医学,而今将进入21世纪的新医学 - 系统医学与药物学。 系统遗传学 – 体现为机理 - “基因型-表现型”复杂系统的研究。 系统生物工程 – 又用“合成生物学”,体现为技术的开发和工业、医学应用。 注*:英译“Structure theory of self-organization systems”,“On the concept of systems biological engineering”,“From positive to synthetic medical science”等。 (按语:思想观念改变,不仅,道路是披满荆棘,思考与探索极为艰难,而且,于个人是冒险精神,于社会是奉献精神。) -(2011年-2013年《网络日记》- 总结)-
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21世纪- 国际科学辩论
benlion 2013-10-19 13:17
- 回顾历史,展望未来 系统生物学,自 1999 年以来,国际上存在 4 大辩论,在前面实际上,都已经论述过了,这里是总结。 1、 生理学与遗传学 - Physiological genetics 与 Systems of physiology : 争辩的观点, 1864 年贝尔纳论述实验医学,其中,已经提出机体的体液稳态概念,一般来说科学的系统论是为起点, 20 世纪 80 年代,我也是开始于这个观点和坎农的生理学研究;但是,系统生物学是在系统的科学理论,一般系统论、控制论和信息论建立起来之后,再反过来应用于生物学研究而提出,同时,我 90 年代提出系统医学和系统遗传学,已经参照了系统生理学、生物控制论和神经网络等研究,关键转换在医学遗传学的生理学、生物化学,以及神经系统疾病的遗传学研究,这是建立在生理学基础上的概念,却并不等同于生理学。 90 年代我的文章已经论述,这里涉及到“社会 - 心理 - 生物”医学模式和神经 - 内分泌、免疫与基因 - 蛋白质、代谢系统的相互调控,尤其遗传与心理的双向调控生物机体、机能发育和疾病发生过程。 然而,系统生物学 1968 年提出到 1993 年没有再次提及,原因之一是贝塔朗菲在一般系统论中已经论述理论生物学的系统论、整体和数学方法,甚至计算机方法的开放生物系统研究概念;因而,生物控制论、生物化学系统论和数学、计算生物学等,都以理论生物学为学科发展。 2、 系统论与生物系统 - Systems theory 与 Bio-systems theory : 争辩的观点,论述存在 2 类起源的系统生物学概念,一个是系统论为导向,一个是以生物系统研究为导向,这个现象在贝塔朗菲论述的系统论方法研究开放生物系统,已经蕴含;但是, 1992 年我在论述系统医药学时,感觉到即使艾根的分子信息进化超循环理论,仍然在生物医学研究中乏力,必须采用操作性更强的图论、拓扑学和结构论方法,也就是中医药的经络非实体的机能数学模型来研究,进而,转换到生物系统理论的研究,也就是生物分子、细胞和器官的图式、结构和拓扑模型等,包括,神经网络系统、血管树状结构等,其中,典型的是植物微管系开环拓扑结构、动物消化系统开环和循环系统闭环结构等。 因而,神经网络、内分泌和免疫系统,生物化学代谢网络、基因调控和信号传导网络等,在系统结构、稳态、调控和节律与形态发生转换等,成为生物系统网络研究的发展方向。 3、 组学表达谱与计算机模拟 - Experimental biology 与 Computational biology : 争辩的观点,论述胡德与北野宏明都用系统生物学的词汇,却表达不同的学科内容,提出应该找到一个统一的概念,也有论述不能以功能基因组学、生物信息学来代替系统生物学研究的观点,还有论述已经开展了半个世纪的生物分子相互作用研究,系统生物学不是基因组学和生物分子的结构概念,而应该是结构建模型的系统方法,提出生物化学、代谢网络的系统论和控制论研究,以及代谢工程研究等都早已是系统生物学研究等;然而, 20 世纪的神经网络和生物化学、代谢网络等研究,尽管是分子相互作用和细胞通讯等生物系统研究,却局限于理论生物学的数学和计算机方法,也是系统生物学词汇到 20 世纪 90 年代没再用的原因。 世纪之交,系统生物学是在理论与实验层面,而且, 1996 年 -1999 年我的倡导都是计算生物学与实验生物学,包括,分子生物技术与生物信息技术的整合研究,由 1996 年倡导的生物系统理论与系统生物工程转换到 1999 年的生物系统的科学与工程偶合概念,也就是在系统生物学是系统论与实验、计算方法学科整合,在系统生物工程是生物系统设计(以微电子学原理或分子电路概念)与计算机辅助设计、转基因生物等技术集成。 4、 化学合成与工程设计 - Synthetic systems 与 Engineering of bio-systems : 争辩的观点,合成生物学也存在 2 类概念,法国化学家 1912 年论述的概念是一类,包括, 20 世纪米勒的化学合成氨基酸等生物分子,化学生物学家合成人工 xDNA 分子等。约 1996 年我在北京也在一生物技术公司报刊《生命工程》上发表过多肽核酸国际进展的介绍, 1999 年将系统生物工程转换到生物系统的工程,并论述生物体的实证与综合思维,也就是实验方法与系统方法的结合概念。 20 世纪 70-80 年代在 DNA 基因重组技术发展时,也有科学家采用合成生物学词汇来表述;然而,在 21 世纪初,形成的第 2 类概念是生物系统的工程生物学概念,人工生物系统的设计与合成,归属在系统生物学的基因工程概念。 因为, 20 世纪的合成生物学也出现在计算机科学,软件的合成、影视技术的合成等,以及合成一词也最早在康德的知识合成里使用,这是欧洲系统思维的起点,也是综合哲学和系统科学并行发展的原因,也就是说合成生物学的是系统思维,而且,不同于系统一词使用在于工程学或人工概念的合成或组装,也就在化学合成与生物工程层面走向合一。 结论:尽管,国际科学界,至今发表大量论述或争议系统生物学学科体系中存在一些多层次含义;然而,也就是正负或阴阳合一的整体。 附:文明历史的探索 起点,梅森《自然科学史》、丹皮尔《科学史及其与哲学和宗教的关系》和萨顿、李约瑟等科学史著作。 得出 – 埃及 - 巴比伦文明、轴心时代、中国文明、欧洲 - 美洲文明等 4 代文明和近现代 4 次科技与 3 次产业革命。 其中,希腊 - 拜占庭、印度和以色列 - 波斯、华夏 - 秦汉等构成 4 大经典文化,在古代中国 – 和近现代欧洲 – (阿拉提、查理曼帝国区域)形成类同的轴心模式等文化中心。 地理发现,欧洲向东、南、西扩展到俄国、南美和北美 - 澳洲,从而进入环太平洋文明。 中国,形成 、 、 和东北、西北、西南等区域文化。 - (探索与思考) -
个人分类: 2013|1939 次阅读|0 个评论
系统生物学 - 方法
benlion 2013-10-14 00:27
人生 50 年必须深刻忏悔,时光飞逝,未来是什么? 1973 年 -1985 年都是学生时代, 1983 年形成结构论, 1985 年 -1993 年是教师时代,思考科学和医学哲学也无妨, 2003 年开始持有经费和 2008 年创业,探索文化和社会也合符逻辑。 然而, 2013 年之后将走什么道路?这个问题来自: 1993 年 -2003 年系统生物工程和转基因禽类生物反应器的国内外不同反响, 2010 年之后恰遇当时国际通信的科学家和公司来华讲座或洽谈,从而,引发国际科学与产业的历史考察,进而,是否回归科学研究,或是走向经济管理 * ? 系统生物学方法, 1996 年 -1999 年倡导为 “ 理论 + 技术 + 对象 ” 综合与集成的复杂体系;因而,全面检索、阅读与分析系统生物学历史和进展,也很耗费时间。 理论,系统科学理论 - 包括,系统论、控制论、信息论、耗散结构论、超循环论、混沌理论和非线性动力学等。 而技术,包括,实验技术、计算机方法和工程设计等, - http://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_biology ; - http://en.wikipedia.org/wiki/Computational_biology ; - http://en.wikipedia.org/wiki/Network_biology ; - http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_biology ; - http://en.wikipedia.org/wiki/Nanobiotechnology ,等。 对象 - 生物系统与人工生物系统,包括,分子网络、细胞通讯和进化 - 发生动力学等。 附 * :人性、人心与文化 文化是一个复杂系统,之说人是机器,一是神经系统作为硬件是天然形成,不以个人意愿为转移,二是心理和认知作为软件,受教育和文化塑造,也存在一定自由度限制;因此,人类文明史,也可以看出一个逻辑演化历程。 一个人的思维和言论、行为,不但,受到教育、文化影响,而且,直接受到人性和人心的左右,人心也体现出文化现象;但是,实际上,文化和教育在于造就文化和精神的人格,克服人本性或人心的劣根一面,也就是文明化。 谈论文化时,必须分辨:人类普遍的人之本能形成的文化,外来文化,包括,历史不同时期的外来文化,民族传统形成的文化 - 包括,传承与异化、精华与遗迹等。 信仰是净化心灵,也是历史诠释,哲学是操练思维,也是时代精神。 新的思维、新的规范和新的方法等,塑造当代社会的思想和未来文化的传统,固化的思想、习惯的行为,则可能障碍文明的变革和发展。 - (忏悔录) -
个人分类: SMP|2422 次阅读|0 个评论
未来 - 工程医学
benlion 2013-10-1 14:30
科学、技术发展无顶峰,创意和创新思维也就无止境。 创新 * 最初是 20 世纪初熊彼特提出,而后又发展 , 包括了技术创新、商业模式创新等的经济学概念,属于企业家精神探讨的范畴。 诺贝尔奖,基本介于思想创造和技术发明的中间部分,即对自然现象的机理发现,强调的重大关键发现,对于技术一般也是偏向实验技术、实验仪器相关的发明,比如,集成电路、干细胞、转基因等技术。 偏向数学、理论,比如,进化论、相对论等,偏向工程、设计,比如,电动机、飞机等,一般不在其范围;然而,创新型产业、技术发明和科学思想、管理方法的创造,却是自然知识发现和机理揭示突破的社会基础,诺贝尔奖反映一个创新型社会的机制形成。 生物医学,研究生命和疾病的机理,有如,反求工程和机器修复;因为,生物体就像是天然设计的精密生物机器(bio-machine),不同于物理学研究时空、运动和能量等规律,也不同化学研究物质结构的分解与合成等。 因而,系统科学和计算机科学、信息技术和纳米技术等,与生物医学的研究耦合程度较高,或科学与工程、试验与应用的转化关系密切,比如,转化医学和机器工程,如何应用人的内耳平衡感受器和小脑的控制运动等机理,设计一个具有平衡和运动感受与控制器功能的机器人等。 系统生物工程,最初思想来自转基因( transgenics )与仿生学( bionics )交叉与整合,而工程与医学的技术集成与综合,可能导致工程医学(Engineering medicine)的发展。 注 * :创新,这个词的中文,已经泛用了,也时常混用。 - (科学的意义 - 评述) -
个人分类: 2013|1945 次阅读|0 个评论
系统生物学人物
benlion 2013-9-25 19:44
- 系统医学意在何处?( 2 ) 合成生物学的词汇出现比系统生物学还要早, 1910 年法国科学家 Leduc S. 已经提出, 20 世纪人工合成氨基酸、尿素、胰岛素和 90 年代多肽核酸合成等,以及 2000 年美国 E.Kool 重新提出所指人工 XDNA 化学合成等,这都属于生物分子的化学合成概念,波兰 W.Szybalski 在 1974 年和 B.Hobom 于 1980 年用来表述 DNA的 基因重组技术等,目前,实际上合成生物学是系统生物学的工程方法,或基因工程的系统方法,为 JJ.Collins 、 D.Endy 和 T.Knight 等论述,也为学术界共同接受;因而,合成生物学,应该以世纪之交工程方法的系统生物学提出之后为起点。 系统生物医学,同样,存在类似问题,作为词汇“ System biomedicine ”出现在 T.Kamada 于 1992 发表的生物医学工程研究,显然不同于现在的系统生物学研究医学概念。 20 世纪 60 年代系统生态学是研究作为生态系统的学科, 70 年代系统生理学也是作为器官系统研究的学科,这些可以联接系统生物学,也是影响了提出系统遗传学、系统生物工程等概念的因素之一;但是,并不是简单的延伸,也不是系统生物学的逻辑延伸 * 。 系统遗传学和系统生物工程、系统医药学等,却是现代实验与理论整合、分析与综合渗透的研究概念,系统生物学也不是复活生理学,而是在“社会 - 心理 - 生物”医学模式和遗传与环境相互关系等、系统科学与分子细胞生物学、生物技术和人工智能等交叉点上提出 – 前面已经大量论述过了。 中西医学比较,必然寻找中医的机能和“数学”(诠释为图论)模型方法与西医的实质机体之间对应关系,经络的生物物理学研究也是提出的背景因素之一,尤其医学遗传学、心身医学和神经内分泌与免疫的生理学与遗传学交叉点;因而,在这一点上我与 MA.Savageau 生理学的遗传学研究观点一致, MA.Savageau 贡献的是生物化学系统论研究,现在称为系统生物化学的领域。 注 * :当时受到分类学“ systematic biology ”和“ systematics ”中译词汇的妨碍,故而,后来采用“ biosystem science and engineering ”(生态系统)词汇和重新定义在分子、细胞和器官等层面的概念。 - ( V3 系统生物学 – 系列评述系统生物学人物的观点) -
个人分类: V3|2459 次阅读|0 个评论
什么是系统医学?
热度 2 benlion 2013-3-9 08:48
目前,美国乔治顿大学和美国系统医学研究所走向的路径,也就是基础研究与临床应用,这是 1992 年我提出概念的初衷,不仅是医学研究,而且是建立在社会 - 心理 - 生物医学模式基础上的诊断与治疗体系。 1999 年建立生物系统网络的网站( website )早于胡德( 1996 年因转基因会议通信)的研究所、北野宏明的国际会议(在我邀请 Tomita 之后),约 2004 年国际上有基因网络或遗传网络的网站建立。 系统生物科学与工程是偶合概念,采用数学模型、计算机模拟和实验技术、工程设计方法等,不仅基于系统理论和系统方法( systems approach )、系统化( systematic )实验,而且,也是细胞信号传导、基因调控、代谢系统的分子网络和神经、内分泌、免疫等细胞通讯网络*。 2004 年和 2007 年的网络生物学、网络医学是针对这一部分的系统理论概念,含了数学和物理学应用,而组学( omics )生物学和计算生物学( in silico )是针对实验和研究技术的方法概念。 网络医学,应用网络生物学研究疾病和药物,针对的是基因调控网络、代谢网络和信号传导网络等过程,实际上,也就是基因型与表现型复杂系统或网络遗传学,更恰当的是遗传网络的系统遗传学机理研究。 实际, 1999 年的概念是整合概念,也有用整合生物学词汇来表述的系统生物学和遗传学等,强调的是研究方法结合与学科交叉和综合,对于转型或专业转向来说难度较大,导致在实验与理论结合的前提下,各自成为独立学派,也就是数学(或理论)、计算、组学(或技术)、合成(或工程)和网络(或拓扑)生物学等。 但是,在未来新的一代科学家和发明家,通过大学时期就开始的课程设置和训练,从而,可以使系统生物学成为完整或整合的交叉学科形态,以及使系统医学成为基础与临床结合或转化的完整医学形态。 注*:也许可称之“4S”。
个人分类: 2013|2668 次阅读|7 个评论
系统医学之路
benlion 2013-1-3 09:16
新年新气象!通往系统医学之路。 The road to systems medicine ( http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-12/haog-cpr121912.php ) Centre for Systems Medicine ( http://www.itfom.eu/partners/associate-partners/18-associate-partners/371 ) 自2012年9月爱尔兰成功举办国际系统医学大会之后,爱尔兰、欧洲已经走向国际最大的研究中心发展趋势,有如挪威在2003年建立国际首家整合 (系统) 遗传学研究中心,2007年瑞士建立D-BSSE国际研究中心,这些研究中心已经得到,而且,应该将继续得到的祝福! 在过去的2年里,由于必然中的偶然 得知 ,1999年-2001年国际上形成的几大主要系统生物学家和合成生物学家等纷纷来华,引发我的记忆而阅读有关文献,在惊讶之中发现许多熟悉的词汇和用语,这些词汇或新的用法、定义在经历1996年-1999年之后国际上发生了非常清晰的转变,于是,经历了2年时间的系统生物学历史研究。 结论是:1950年代开始从系统心理学到1968年系统生物学的提出,经历了70-80年代的理论(系统科学理论)、数学、计算(计算机方法建模)时期,在90年代转入的是系统生物工程(技术)*、系统医学和系统遗传学及1996年-1999年概念的理论与实验结合的转换,而在2003年形成5大学派。 * : 组学(技术)学派( Hood 和 Ideker )说的起点是 mRNA 差异显示技术, Kitano 和 Tomita 是起于 e-cell 模型计算机软件, Knight 和 Weiss 始于 DNA 分子计算机的研究 , 1999 年之后转入系统与合成 (工程) 生物学研究。 一个科学学科的研究范式和实验室模式建立起来后,就应该是能够迅速高效率产生知识发现的实际成果,基因组学不就是这样吗?系统生物学创建时期的探索也就是为的这个目的。 - 但愿,这是 2011 年 6 月 -2012 年 12 月在科学网( 90 年代工作于中科院中关村,回顾历史科学网是恰当的选择)网络日记的后记 -
个人分类: 2013|1662 次阅读|2 个评论
科学的逻辑与非逻辑思维
热度 1 benlion 2012-12-27 23:34
以往个人回忆录或现代网络日记(或博客)的益处是便于时间记载,尤其可用于许多不便学术发表的注解或解释,以提供非正规的交流。 比如,系统医学的概念和模型最早在系统科学的理论( Rosen R. 等 )、拓扑学探讨和中、西医学的比较研究中提出,论述神经 - 内分泌、免疫和循环系统的机能整合现象,脏腑阴阳五行的控制论调控代谢系统的稳态模型,生理与病理的环境 - 神经 - 基因 - 遗传的功能双向调控和个体发育,并论述了奇经八络与奇恒之腑的联络关系,或可称为拓扑学模型。 从数学拓扑几何学或图论的角度认为五行的联接方式正好等价于金刚石晶体化学键连接模型,称之为超稳态结构模型。 在理论上阴阳五行之间的关系或连接( connectivity )影响了图式或 系统 思维 ,为现代医学和生物学认识生物和疾病过程的更多更复杂和精细的模型提供了一种方法导向。这可为思考过程提供参考资料,但在国际学术交流中直接省略掉其中的“阴阳五行”、“ 奇恒之腑 ”、“经络穴位”等中医药用语,而改用反馈调控、神经 - 内分泌器官、拓扑网络 ( network topology ) 等术语直接转换。 在中医药来说,可能会说系统生物学与中医有类同的思维,实际上,却正是从中医药的思维方法转换过到系统医学和系统生物学去,但成为比中医的针灸铜人模型更精细化和数学化的计算机模型。 附: 医学、科学的唯一标准是是否符合自然规律和客观知识,是否知识的建构合符逻辑,术语是科学交流具有共同内涵和外延的约定符号。与是中医吗?而是西医?是这些重要,而是认识疾病机理和发现治疗疾病的方法重要?医学的目的是什么?科学的目的是什么?
个人分类: 2012|2121 次阅读|2 个评论
人工系统,细胞动力学
benlion 2012-10-25 11:56
人工系统,细胞动力学
无论何种生物学范式或学派,首先必须以生物体包括心理和行为等为对象。 系统生物学(系统医学)与系统生物工程等或系统遗传学与系统生物技术(合成生物学)的深度化,必然是生命活动基本单元的细胞,及其细胞内分子系统和细胞间通讯系统 – 天然与人工生物系统的研究。 生物实体,涉及到物理学和化学,美国 C. Venter 的人造生命基因组合成, B . Palsson 的生物系统网络重建( re-construction )更多是生物分子化学途径,而A-L. Barabási和 U . Alon 几乎就是网络物理 生物学 研究了。 生物系统的网络,细胞通讯层次的神经网络、免疫网络和内分泌网络和细胞分子层次的代谢反应网络、信号传导网络和基因调控网络等。 1999 年我建立 Genbrain Biosystem Network 的含义就包括了神经内分泌网络、基因调控网络和细胞通讯网络等从遗传、发育到智能的生物系统机理与设计探索, 2002 年转入阐述细胞发生动力学的非线性科学与自动化细胞( automatic cell )通讯网络的生物机器系统探索。 细胞,及其网络 - 代谢链系统工程、转基因生物反应器、细胞信号传导计算机,等,将是目前,也是未来国际科技与产业发展 – 生物工业的趋势。 续,系统医学 – 回忆录。 附,世纪之交的学科聚焦生物系统。
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科学社会学,组织的创新
benlion 2012-10-23 09:49
科学社会学,组织的创新
欧洲近现代文明的建立,不仅是新文化的创造,也是社会组织的创新。文艺复兴建立大学,德国哥廷根首先在大学开始科学教育,英国剑桥首先在大学建立卡文迪许实验室,美国爱迪生开创发明工厂的工业实验室等。在荷兰,公司组织和股市机构的创建,在法国文官系统的政府体制建立等,欧洲创立科学协会、科学院、研究所和期刊等科学组织。 2000 年西雅图的系统生物学研究所, 2003 年的贝克利合成生物学系等,这是组织机构的创新。 2000 年美国 Hood 和日本 kitano 重新提出系统生物学,出发点分别是组学( omics )分子生物技术和计算( in silico )生物信息学层面,美国 Kool 重新提出合成生物学,出发点是人工 XDNA 等生物分子合成化学等;但之前并无涉及这些概念,而目前国际上的系统与合成生物学是在这之后的理论与实验、分析与整合研究体系。 系统医学,从神经 - 细胞 - 基因调控系统进入细胞内分子生物系统研究,从基因到蛋白质、酶和代谢系统及其调控体系,以及进入细胞周期、分裂与分化等细胞动力学研究,而这是 90 年代在教学中思考细胞的物质、能量和信息流概念及非诺依曼计算机模型时的延续,那时,也研读过乔姆斯基的转换生成语法。细胞进化与发育,涉及到基因组结构、表达谱和信号传导网络、代谢系统等,细胞的系统理论、计算机方法和纳米技术结合研究方法。 世纪之交,生物化学系统论和代谢工程为起点,多肽、基因技术和细胞工程为前提,基因和载体的计算机辅助分析与设计为方法,基因组测序分析与 mRNA 差异显示,然后基因合成和蛋白质芯片( micro-arrays )为契机,细胞信号传导网络为切入,从而开启了系统与合成生物学的技术路径。 续,系统医学 – 回忆录( http://blog.sciencenet.cn/blog-286952-624743.html )。 附,系统医学( 1992 )、遗传学( 1994 )与生物工程( 1994 )发展。
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系统医学与遗传学 – 评论
benlion 2012-6-12 21:05
- 经典与当代遗传学 - 97 年到 02 年,在国外经历了系统遗传学与孟德尔遗传学很激烈的辩论,尤其是动脉硬化和脂类代谢的实验和神经内分泌发育研究,还 2005 年国际上发表的论文恰首先是动脉硬化的系统遗传学研究,而现在系统遗传学已经成为这些领域的国际发展趋势。可 www.google.com.hk 一下 “systems genetics” 。 更早在 80 年代大学毕业,当我提达尔文 / 孟德尔 -“ 牛顿物理学 ” 与结构论( structurity-structure theory ) / 系统遗传学 -“ 爱因斯坦物理学 ” 时,包括我的女朋友(后为妻子)都半真半假地讽刺, 21 世纪初在国外当我同样提这些观点时,教授们和同学们同样半真半讥讽中国那样的环境不可能产生前瞻的科学思想等;但是, 21 世纪的钟声刚刚响过,国际生命科学家界就已经走向了这个方向,如今已经在国际生物学界成为主流趋势,提及牛顿与爱恩斯坦之比,提及系统生物学及其工程的结构论思维已经是不少科学家。 - 西医与中医 - 关于这个问题,在我的博文中有许多论述:一、“西医”的说法不恰当,我们现在所说的“西医”实际是说的“实验医学”或称近代医学,西方或欧洲也有传统医学,如同中医一样用“草药”,近代医学是在有机化学和实验生物学(包括生理学)之后诞生,“中医”实际上指的是“中国传统医学”这才对应的是“欧洲传统医学”,但不是对应近代或实验医学,欧洲传统或中国传统医学都属于“经验科学”,也就是说通常以 17 世纪诞生实验科学称为“科学”之前的“前科学”;二、近现代系统科学、计算机科学和基因组学等的生物科学发展,中医的系统思维研究(比如,钱学森),在两者的结合面上,或者更具体和准确地说是 1992 年我在广州中医药大学的首届全国中西医学比较研究讨论会上提出系统医药学(医学与药学)词汇、概念和模型、原理,正是基于第一点的历史资料为依据提出,系统医学与中医的关系,将如同实验医学与欧洲传统医学的关系,未来系统医学 - 实际上是实验医学进一步在系统科学和现代计算机、生物技术等基础上将中医药的一些初级系统思维和模型融合或吸收与消化进入,最终实现一种统一的医学模式 - 即,系统医学与药物学。 “阴阳学说” - 用现代科学诠释是正负反馈调控。 “五行学说” - 用现代科学诠释是稳态系统模型 - 更具体是代谢器官的代谢稳态动力学模型,中医的许多观点、词汇、概念需要用现代科学的语言来诠释,系统医学的提出就是基于这样一种研究方式, 90 年代末和 21 世纪初的国际通讯中探讨的系统生物学思想的来源就是中西医学的比较研究和中医药的现代化研究中的古代语言的现代科学重新诠释。 中医药的现代化,首先要做的工作就是用现代人的语言来诠释或理解古代人的思维和语言,只有在这个基础上中国传统科学、传统文化才能走向新的创新起点。 这种语言诠释如同中文与外文翻译,首先一定必须是真实于原文的内涵和外延的内容客观真实,然后才是其余,但科学研究还有一点不同之处是从中启迪新的思维和方法。 祝总骧的经络研究非常有价值, 90 年代我读过他的那部大著作, 80-90 年代中国科学界和哲学界对中医与西医、中国哲学与西方哲学、古代科学与现代科学的许多讨论是非常重要的探讨,尤其是中医药的现代化研究是非常有世界领导性意义,可以说 90 年代提出系统生物科学(包括系统医学)的整个思路就是来源于这里,事实是: 90 年代末和 21 世纪初从北京到海外的这个跨越时间段大规模的国际通讯之后,在 1999 年底和 2000 年初国际上终于兴起系统生物学,然后是系统医学等,目前已经成为国际医学界的发展趋势。 ( 6 月 12 日在科学网即兴评论汇集)
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东西方科学技术 – 基础与应用偶联
benlion 2011-11-24 15:47
关于中国古代科学(科学史上称为经验科学)这一点需要商搓,因为实验科学毕竟是建立在经验(实践)科学基础上,文艺复兴时期建立实验科学首先是从观察、比较科学开始再到实验、可操作的科学发展的过程,基础科学与应用技术的关系一直是一种复杂的交叉关系,在科学发展史上先是技术领先或技术发明尤其是实验和观察工具或仪器的发明,然后是科学领先科学指导技术、仪器发明和应用科学原理的工程技术发展,现代又转变成科技一体彼此关系或联系越来越紧密,转化医学的概念其实早在计算机科学领域里已经是转化科学形态,现代推进到了生物医学领域。 中国科学的发展,近现代西方实验科学建立 5 百年,中国必须全力学习现代西方科技是没有错,而且必须补足实验分析、分析逻辑和分析哲学的教育和训练,只有在这个基础上才能再跟上国际趋势的系统或整体(其实不是古代希腊的整体大于部分之合,也不是古代中国的整体论,还是建立在分析基础上的转换与整合或综合)。 古代东方也好古代西方也好,单独的西方传统或单独的东方传统也好,都没有也不可能诞生现代实证科学。李约瑟所谓难题中忽略一个最重要的事实就是欧洲文艺复兴对东方文明的学习过程。 基础研究是应用开发的前提,这一点没有错,这也是为什么期刊获得论文发表版权,也为仪器发明和应用开发等提供了基础;因此,期刊业、仪器制造业和应用或制药等产业的部分税收返回到或资助基础科学研究的依据,这是一个社会的产业链和信息链上的社会化职业分工现象。 现代(不是指 60 年代的理论形态)系统生物学和转化医学是进一步贯穿了实验或实证科学的理论与实践结合的形态 - 理论与实践结合是实验科学诞生的原因,系统科学是分析与综合结合或渗透的原因,还二维度科学(中国 80-90 年代科学哲学与科学史学界讨论的热点)使现代系统生物学在实验生物学与理论生物学再度的结合。 是这样: 1 )科学史上 - 欧洲近代科学诞生的一幅典型图片是:教授(学者或思辩的传统)手持盖伦的教科书本,观察或解剖人体的是工匠(理发师或实践的传统),当两者结合起来的时刻就诞生了近代实验科学的传统。 2 )欧洲近现代科学是沿着分析还原的或原子论路线发展的思维, 20 世纪初诞生了系统理论的思维是将分析与整合结合起来的透视观(见贝塔郎菲的一般系统论中的阐述,提出数学模型的方法,也提到计算机方法),系统生物学的词汇和计算机方法建模在 80 年代也得到发展;但是,主要以理论物理学为模式的理论生物学形态。 3 ) 80-90 年代国内探讨二维度科学概念 - 实验和系统的二维度;因此, 96-99 年以国际会议组织和筹备之故,开始大规模国际通讯倡导在实验生物学与计算生物学结合和分子、细胞生物系统等层面再度发展系统生物学的学科体系。 转化医学是在系统医学和个性化医学之后的发展,进一步推进实验室的基础研究与临床应用的实践之间的紧密结合,如同系统科学、计算机科学与 IT 技术、计算机工程一样的基础与应用更进一步结合。 系统医药学(系统医学和系统药学)是 1992 年在广州中医药大学举办探讨“社会 - 心理 - 生物 - 医学”综合医学模式的全国首届中西医学比较研讨会上提出,当时就是针对社会 - 心理行为和环境 - 物质 - 遗传对人体的正常与疾病与治疗双向作用提出的模型并进而是神经 - 内分泌 - 免疫和基因 - 蛋白质 - 代谢分子双向调控和节律( Oscillation )模型和系统理论再到 96-99 年的分子生物技术和计算机生物信息技术结合、细胞信号传导网络等和系统生物科学与工程偶合的概念,现代系统生物学与合成生物学就是这个概念并且是偶合的概念,这个基础与应用偶合的概念在国际上进一步由个性化医学发展到转化医学概念。 注:经验科学以观察和不干预方法为主,实验科学以操作和可控干预为特征;所以,1999年我倡导现代系统生物科学与工程时用“操作”生物系统。 李约瑟难题:包含一个两段式表述,一是为什么公元前 1 世纪到公元 16 世纪,古代中国的科学和技术发达程度远远超过同时期的欧洲?二是为什么近代科学没有在中国产生,而是在文艺复兴之后 17 世纪的欧洲?欧洲十字军东征发现阿拉伯保存的希腊罗马典籍和东方文明。 (即兴评论的编辑)
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资讯(4)系统医学
benlion 2011-9-6 18:17
Bioinformatics and Systems Medicine Laboratory, Vanderbilt - http://bioinfo.mc.vanderbilt.edu/people.html Division of Functional Genomics Systems Medicine - http://www.saitama-med.ac.jp/genome/eng/Div05_FGSM/index.html Experimental Systems Medicine - http://www.ucl.ac.uk/slms/research-themes/experimental-systems-medicine Institute for Systems Medicine - http://www.ismedicine.org/ IRIS - Research Groups - Computational and Systems Medicine - https://iris.ucl.ac.uk/research/group/showgroup?groupId=103 Laboratory of Systems Medicine and Cell Biology Laboratory of Systems Medicine and Cell Biology - McGill University - http://www.mcgill.ca/symcellbiol/ O’Neill Institute Systems Medicine - http://www.law.georgetown.edu/oneillinstitute/national-health-law/systems-medicine.cfm School of Molecular Systems Medicine - Communications Toolkit - University of Alberta - http://www.toolkit.ualberta.ca/en/Toolkit/Logos/MedicineAndDentistry/SchoolofMolecularandSystemsMedicine.aspx Subramaniam Lab - http://genome.ucsd.edu/index.html Systems Medicine - Large-scale data gathering and Systems Medicine - Health - Research - European Commission - http://ec.europa.eu/research/health/large-scale/systems-medicine/index_en.html Systems Medicine Program University of Pittsburgh Department of Critical Care Medicine - http://www.ccm.pitt.edu/systems-medicine-program (待续,资讯 - 国外网站)
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系统医学与生物工程(绘画)
benlion 2011-9-4 08:03
系统医学与生物工程(绘画)
系统医学与系统药物学(2005年元月画于英国): 系统生物工程与遗传机器(2005年元月画于英国): - 2005年在英国我(曾杰,字邦哲)的部分电脑绘画作品(更多见 - 1999-2011,Genbrain Biosystem Network*) - 1994年-1996年文章“论系统生物工程范畴”、“医药科学从实证到综合发展”和“自组织系统的结构论”英译为“On the concept of systems biological engineering”、“From positive to synthetic medical science”和“The structure theory** of self-organization systems” - 1999年Genbrain Biosystem Network在线英文摘要(生物系统的结构整合-integrative、功能适应和层级建构-construct)和英文目录(“分子-细胞-器官”生物系统模型图、stable oscillator),以及筹备***协会、会议(细胞分子电子元件与转基因技术整合-概念图)和生物信息与生物技术等资讯(如, http://www.exploratorium.edu/complexity/CompLexicon.html )等。 注:*,Google等列入目录指南和国内外研究机构、大学等生物信息网页链接(如,2000年元月Principia Cybernetica Web)。**,2008年Nature发表文章论述系统生物学与合成生物学的结构论(structure theory)。***,1999年10月Nature、1999年12月Kybernetes等刊登。 (图片版权所有,未经许可不可转载)
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未来医药学唯有系统医药学
benlion 2011-8-27 23:32
中医药大学可以并入综合大学的医科大学(学院)和医学研究院,成为一个大学的传统医学部分*。 因为,欧洲也有过欧洲传统草药和相关理论等传统医学,印度有印度医学、中国还有其它民族医学,这是近现代科学诞生之前的经验、实践型科学。 就如同东西方的传统农业、传统物理学、传统天象学等一样作为文化形态也好传统科学也好 - 一种文化或经验知识、经验型理论等资源,将彻底为现代科学所消化吸收而转换到现代医学 - 未来的系统医药学,由于生物现象的复杂性,有如生物科学是在物理科学、化学等发展之后才发展起来一样,也同样如同传统的地理科学、冶炼学等一样。 在全球化社会的国际学术交流越来越频繁时代,西方许多现代科学家将首先通过学习、理解和分析中医药,然后,将中医药的理论和实践资源一步一步地消化而转化为未来系统医药学的养分或成分。 80-90年代,我在任教动物学、细胞生物学、医学遗传学之外,还要担任生药学、药用植物学课程,1990年到南京药科大学(现中国药科大学)进修;但是,生物器官、组织等药材的入药或食疗是初级、粗糙的药物,阿司匹林从欧洲传统植物药 - 柳树皮中分离发现,从中药中发现青蒿素等,这是传统药物成为药物开发的原料和资源的典型案例。 中医学与西医学的划分不正确,就如,中农学与西农学、中工程学与西工程学,只有传统经验医学、近代实验医学、现代与未来的系统医学,“中医”是中国传统医学(TCM),同样,只有系统生物学开发中医药资源,没有所谓中医系统生物学。 因此,中医药的现代化,必然的结果是自身的消失 - 未来只有系统医药学。 如同,现代物理学还从中国的景泰蓝材料中获得进行现代物理学研究的材料一样,中医药将只是成为未来现代医学的资源或材料 - 包括,中药和中医理论。 *,不是传统医学院里开设现代科技、现代医学课程,而是现代医学院里开设传统医学课程。 注:历史上有名医 扁鹊 弟子东皋相救伍子胥的故事,我的外婆伍氏家有祖传中医药传统,父亲创建过国营林场与药材种植基地,小学 1972 年的我在母亲的新华书店里翻阅西医药、中医药著作,至今印象深刻;然而,科学是面对新的事实发现和新的理论建构,从经验、实践型模式向实验、系统科学模式的不断发展进步的过程。 参见评论 - “ 病入膏肓的中医,病根在哪里? ”( http://bbs.sciencenet.cn/forum.php?mod=viewthreadtid=128235 ) (按语:因为,我经常讲传统文化、传统科学、传统艺术、传统哲学等,经常讲应该以历史的眼光看历史,经常论述传统民族文明里面有许多优秀的东西;但是,我的观点绝不是复古主义,传统永远是历史,历史是过去,未来才是希望,未来才是创新,未来是积极的全球主体文化、主体科学、主体艺术和主体哲学,传统和过去的所有积累都是一种信息资源,只是资源,是未来文化、未来科学、未来艺术、未来哲学创新的实践经验、原始资料数据库,我们应该挖掘传统中的东西,重新诠释、重新分析,然后,我们才能成为未来全球文明的创造主体。)
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系统医学模型的起因
热度 1 benlion 2011-8-11 00:29
1992年,我比较中西医学时,从牵涉痛的概念、经络的生物物理学等有关资料,得出一个观点是经络与神经、内分泌、免疫(血管和淋巴)等都有关联,同时,找出奇经八脉与奇恒之府之间的关联;因而,直接采用了神经-内分泌-免疫系统的综合机能来代替经络概念,将奇恒之府之外的脏腑对应于与新陈代谢有关的器官,从而得出一个器官之间相互作用的稳态模型,再从神经-内分泌与免疫的关系进入细胞内分子系统的相互作用,从器官系统与感觉、运动系统关联进入整个的个体与种群发生模型,这样构成了“相对论与结构论”博文所介绍的“分子-细胞-器官”节律与图式转换的生物系统模型 - 即,1992-1994年我的系统医学模型,也就不再依赖于经络、脏腑等中医理论而进入了现代系统论、分子生物学、计算生物学的整合研究体系。 - 以上内容为对以下博文的评论 - “经络现象纵横谈(一)”( http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=582158do=blogid=473650from=space )
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1996-1999年度
benlion 2011-7-28 13:05
系统科学和新老三论,诞生于二战时期及之后的 60-80 年代,钱学森的重大贡献是工程控制论,并且,在中国 80 年代导致了系统科学、系统哲学的热潮,还此时期的欧美正在发生一场分子生物学的革命,分子、组学和计算生物技术等形成。 中国在引进或学习西方科学的怠后现象,反而导致了一种奇特现象: 80-90 年代关于中医药和中国哲学的系统思维探讨,中医药的现代分子生物技术研究,这两个趋势或观念在 1996-1999 年代于北京中关村的中科院的微生物学研究所、发育生物学研究所里融合或集聚在了一起。 系统科学理论和数学方法是计算机科学、自动化和信息技术的理论基础,系统科学在后期又发展出人工智能、人工生命、人工进化、进化算法、遗传算法和在 90 年代的互联网时代的网络系统研究等,计算机、通讯技术在硬件上向集成电路、非晶有机分子元件、纳米化学、 DNA 计算技术等发展。 分子生物学和生物工程技术, 80-90 年代转基因生物、基因组计划和基因合成、基因测序、基因调控表达、神经科学、细胞信号传导、代谢网络等研究也进入了一个规模化、高通量和系统化( systematic )实验研究的时期。 尽管系统生物学词汇( Systems Biology )在 1968 年的国际系统论与生物学会议 * 提出, 60-80 年代的系统生态学、系统生理学已经发展;但是, 90 年代我提出系统医药学、系统遗传学和系统生物工程等,开始于 80 年代中医药的系统思维和 90 年代西医学的分子生物技术、计算机软件方法的探讨 - 分子、细胞到器官、个体的 “Oscillation and Patterning” 的生物系统模型。 1996-1999 年度,组织和筹办国际会议和协会,并广泛与系统、计算机、纳米、生物技术、生物医学工程等学科领域的科学家通信时期,才明确阐述系统论和实验、计算与工程方法结合研究生物系统与人工生物系统的概念;而且,也只有此时期, Church G. 等组学芯片的系统( systematic )实验方法、文特尔和 Tomita 的 e-cell 软件研究、 Leibler 的代谢系统鲁棒性理论发表等。 也就是说, 1996-1999 年之前系统方法(systems approach)的生物学研究和系统伦、控制论等理论基础已经形成,但仍然是生态学和生理学等层面的学科;因此, 1999 年我在筹备国际会议和协会开头说的就是分子生物学、转基因技术和计算机科学迅速发展,到了结合起来研究生物系统的时期。 *, Mihajlo Mesarovic ,美国 Cleveland 的 Case Institute of Technology 。 (历史回顾)
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