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人工智能发展路径
benlion 2015-9-17 11:36
人类心智,包含IQ和EQ与知识与物欲的方面,形成认知行为与意志取向的分别,涉及到逻辑与想象、知觉与情绪等心理活动。 人类对自然客体,尤其生物构造的机理探究和仿造设计的工程历史漫长,20世纪形成了仿生学和人工智能的工程学科领域,同时,发展了基因设计与合成的工程生物技术;因而,在90年代转入了整合的研究体系 – 设计人工生物系统的系统生物工程和建立在工程概念基础上的系统生物学。 冯·诺依曼自动机理论是无内在结构的元胞组织化概念,20世纪90年代对细胞代谢、再生与复制(繁殖)的哲学思考,从自动化细胞和细胞动力学的分子网络、细胞网络模型,到细胞内部结构的模块化设计和细胞通讯的分子电路,以及细胞单元与神经网络、细胞通讯网络与节律稳态调控等设计原理,发展出来的是系统生物学与合成生物学,或系统遗传学与系统生物工程的网络拓扑分析方法和人工细胞分子模块设计与合成的方法等。 生物系统的机理与人工生物系统的设计,从分子细胞动力学到细胞图谱和网络动力学,构成生物进化与发育的基因组动态发展,涉及到基因组装合成和连续细胞突变方法等。 因而,太阳能-生物电子技术,在未来将转换到生物电池、生物反应器和生物计算机的工业技术或制造体系。 - (17/09/2015网络日记)-
个人分类: machines|2344 次阅读|0 个评论
人类智力 - 发育与进化的机制
热度 1 benlion 2015-8-31 00:34
1 、适者生存,生存者适应,这是生物与环境的相互调节; 2 、简单到复杂是结构进化,相同环境存在不同类型的生物; 3 、进化过程的发展,存在分支的进化盲端,变异不稳定; 4 、生物的基因变异与适应环境,都来源于外界,或被造的过程。 以上导致不同类型的生物,或不同的文明现象,如,消失的生物和文明,环境变化导致失去稳态,就难以生存而消失。 感言: 摩西律法:上5条是论上帝,下5条是人伦论,也许犹太教与儒家在文化起源上 ,存在历史渊源。中国红,可能就是摩西红。 预言: 本世纪,人类将可能进入行星际文明 – 工业5.0的工程医学与生物工业时代 ,即,在太阳系的其它星球和空间站,人类将建立人工生态,包括,人造生物和无人工厂。 注: ,轴心时代文化起源,犹太教-儒道家、印度神话-希腊哲学,奠基了人类文明演化的思维模式。 ,看同一事物的2个角度,一个是从个人来看,另一个是从社会来看,不同的奖罚制度,导向不同的社会前景。代表社会利益的不到激励,代表个人利益的发达,就必然导致危机,即,信仰危机导致政治危机,政治危机导致经济危机。 ,工业5.0,BJ.Zeng于2014年11月提出,就是2007年7月论述的第3次工业革命第1阶段。工业4.0为第2次工业革命的第2阶段。 ,系统医学模型和城市群分析,BJ.Zeng于1992年提出图论、网络拓扑学分析方法,1994年提出系统遗传学与系统生物工程,以及论述了生物系统的结构论与实验、计算方法和细胞仿生工程与转基因技术整合的人工生物系统等。 - ( 自组装进化论, 2011年-2015年日记)-
个人分类: 资料和文献|2488 次阅读|1 个评论
系统遗传学 - 系统与合成生物学
benlion 2015-8-2 06:27
生物系统和人工生物系统的结构理论 - 图论、网络拓扑学模型与整合、稳态和建构规律(1993年BJ.Zeng),构成系统与合成生物学(词汇在1994年和1999年引用的相关文献里)的理论基础。 Constructive(建构) biology? Think of the cell as operating system, and engineers taking the place of traditional biologists in retooling stripped down components of cells (bio-bricks) in much the vein as in the late 70s when electrical engineers were working their way to the first personal computer by assembling circuit boards, hard drives, monitors, etc. It's not an accident that the phrase bio-hackers is in the conversation, as this new crowd has a lot in common with the computer engineers who were around the homebrew computer club of the '70s leading the development of the personal computer. - http://edge.org/conversation/constructive-biology - (系统遗传学、系统医药学和系统生物工程术语BJ.Zeng于1992年和1994年coined) 系统遗传学参见 - 荷兰( http://www.systemsgenetics.nl/ ),美国能源部( http://web.ornl.gov/sci/ees/bsd/groups/mg.shtml )和相关大学( http://compgen.unc.edu/wp/ )、研究所( http://www.med.nyu.edu/research/systemsgenetics ),挪威整合(Integrative)遗传学研究中心( http://cigene.no/ )等。
个人分类: daily0815|2093 次阅读|0 个评论
人类星球 – 社会的文明论
benlion 2015-7-27 22:12
一个社会管理机制,包括,1)政策制定的高层决策和2)操作层面的设计实施。人类起源于太阳系的地球,星球-社会-机器,构成时空与文明的演化路径,时空-生命-文化的每一个维度,都可展开为一个多维世界。 轴心时代的思维模式奠基,成为文明演进的纤维层结构转换与组织化历程,导致了历时的同时文化圈层现象。中东区域,从埃及-巴比伦文明的集大成,到经历波斯、希腊和罗马,而后,阿拉伯、蒙古和奥斯曼等文明时期,成为东西方文化的辐射而又交融、传播而又隔离的演化过程。 郑和下西洋和哥伦布大航海,改变了东西方文明的发展方向,形成中国-中东,而后,查理曼欧洲-英联邦的文明路径。工程实践转换到实证科学、手工业转换到工业和农业转换到机械化。 (系统医学与绘画艺术) 结构论 – 精神论与机器论,成为1983年到2013年对生物与工程系统的整合、稳态和建构规律探讨,构成系统医学 – 系统与合成生物学、系统遗传学与生物工程的理论基础。 水利、建筑、交通、通讯和食物、医疗等,构成经济体系的基本产业。从斯坦福和MIT等研究型大学,到硅谷和好莱坞的创新型产业,构成理论知识到产品设计和技术转化的美国模式,科学和技术开拓,就能够领引时代。 - (2011年-2015年网络日记)-
个人分类: 系统医学与药物学|1795 次阅读|0 个评论
道与器,心理与行为
benlion 2014-8-8 08:24
1986 年形成的结构论体系,其实,这是发现生物进化的形态结构发生存在拓扑学现象,以及 1983 年认识到动物感官的生态适应和免疫的次生适应现象。生物进化的基因突变与本底辐射,生态位与生物物种等似乎都不是生物的自我进化,生物体结构的进化,又体现为自组织化过程,也就是说物种进化是生物与环境相互关系的系统构造或分解与建构过程。 构造与制造,都存在外部的创造和内部的生成过程,从而,延伸到人的精神和心灵的创造行为,工程设计与可定量的原理,成为科学思想的起点。 天然机器的构造和运行机制与人工机器的设计与制造,成为科学与工程的思想基础。然而,通过仕途而分配财富的思维,不同于创造发明的致富。 1996 年接触到有关儒家、兵家(《吴越春秋》)和西方宗教的杂志,也开始与北京画家、诗人交往,实际上为 2003 年转入中西文化与艺术探索也形成了潜在影响。 人的思维开始于知觉,尚未见到闭着眼睛的胎儿具有知觉和思维的文献。尽管认知开始于感官;然而,神经系统的发育却是遗传信息的表达与调控,神经突触和神经肌肉接头的形成和记忆的存储等与认知经验、体育运动的刺激模式,以及影响蛋白质合成和细胞发育等相关。 因而,生物体的形态发生和人类的意识形态产生,都存在系统与环境相互作用的构造过程。 精神活动的外延,体现为人类的社会组织行为和文化创造与发明,形成向外的观察与实践,向内的体验与思维,以及人际关系的组织结构和行为规范的伦理与律法,导致了轴心时代文化的奠基。 - (机器哲学:结构论与精神论) -
个人分类: 2014y|2013 次阅读|2 个评论
中国哲学与进化论
benlion 2014-2-23 00:12
(按语:后现代社会 – 科学与宗教的辩论已经显示出疮白,哲学与数学、技术和艺术成为文化形态。) 国际学术界,论及欧洲的系统或综合思维,一般都是以莱布尼兹和康德为起点,论及图论和拓扑学等也一般以高斯和欧拉为起点。 自然进化的科学思想最早的是康德的星云假说,达尔文的自然选择论,受到赖尔地质学和马尔萨斯人口论、动物育种等思想影响,斯宾塞论述了综合哲学;然而,格式达心理学、物理学场论等是科学的系统方法起点,在行为生理学、发育胚胎学等得到贝塔朗菲深入的阐述。 中国哲学和数学,恰好是一个序列演化、模型演算的体系,包括,游戏、玩耍的棋艺和器具等发明,其实,工程学的模型、军事类的演练等,都是一个类比和推演的方法,文字的发明、数学符号和图纸设计等,也是一个可操作的演算和思维方式。 达尔文的自然选择学说,以及摩尔根遗传学的基因理论,能够解释生物与环境的适应变异,却并不能解释低等到高等物种的结构进化。贝塔朗菲的一般系统论,以及普利高津的耗散结构理论,能够解释生物生长、发育是开放系统的物质和能量代谢过程,却也解释不了生物形态、结构的图式演变。托姆的形态发生突变论,解释突变的分歧点模型,哈肯的协同论,解释无序状态向稳定有序结构的转化,却也不解释生物结构稳态的形态模式。 混沌理论和分形几何学,能够描述形态发生的变异节点和分岔树状结构的数学方程式,控制论和信息论、超循环理论等,能够定量系统结构的反馈、调控的自组织化动力学;因而,图形的模态演化、网络的联通结构等,也就是图论和拓扑学等可操作的模型方法。 唯象模型、类比推理,其实是一类几何模型的方法,彭加勒的关系实在论,可以视为模式、图式思维方式,为了避免物质与精神之争论,结构论将焦点放在关系结构的研究。 因而,以一贯之,图式演化、运算的思维方式是进化理论、系统理论和自组织化理论的文化起点。 - (机器人理论) -
个人分类: 机器|2790 次阅读|0 个评论
实验与系统科学
热度 1 benlion 2013-10-20 00:09
- 创新创业思考 一个国家要走向创新型社会,必须具备条件:哲学思想的开放和技术发明的收获,也是能够诞生诺贝尔科学奖的社会和文化基础。 20 世纪,物理学革命,形成一个典型象征符号是原子结构模型, 21 世纪,系统生物学发展,也出现了一个典型的标志符号是系统稳态模型。 (原子结构) ( 稳态模型 ) 诺贝尔奖,将数学、哲学和工程排除在外,而恰是这 3 个方面发达起来的社会,才拥有诞生诺贝尔奖科学家的背景。同时,授予当年已经成为热门领域的开拓发现工作,而又引导未来的产业发展方向,譬如, 2013 年化学奖和医学奖,提到或论述到分子机器、细胞工厂和能源、人工光合作用等,恰是当前系统生物学的计算机模拟方法、合成生物学的人工生物系统的科学与工程研究导向。 人类文明,从结绳计数、文字发明为数学和艺术的文化起源,而后,在轴心时代形成人类理性的宗教 – 历史为依据和哲学 – 时代精神为特征的文化传统,再后,建立了工程和科学的方法体系,形成现代的工业设备、电信通讯和医疗器械等机器开发的时代。 - (环太平洋) -
个人分类: 2013|1606 次阅读|2 个评论
解析与合成生物
热度 1 benlion 2013-10-7 10:29
名画仿制,一般来说是艺术赝品,工业模仿,一般来说是仿制产品,显然,价值低廉,这是知识产权的最直接体现;但是,于制药和工业产品等来说,实际上就是开发和设计的成品复制过程;因而,仿制也是必须,也就是基础建设和工业基础。产品的技术开发和设计则不同,这是一个研究过程,就如同绘画作品的创作;因而,科学研究和技术开发,不同于媒体的传播和拷贝复制,不同于工业的制造规模和量产复制。 然而,于科学研究来说,存在比较复杂的争论,一般来说发生在词汇的概念定义不清,或内涵和外延的描述不明确导致。科学重复,一般来说是验证和检测的过程,也是正反对照和统计数据的研究设计方案,然而,设计方案和实验技术推广,一般来说是扩大数据规模和应用范围,比如,同样的仪器和方法对不同样品、不同生物的基因测序,同样的原理和技术解析不同晶体、分子的结构,同样的实验和技术克隆不同的动物,同样的方法和技术分离不同类型的干细胞等;但是,不同生物新的基因序列、不同分子新的结构、不同的克隆动物、不同生物或不同类型的干细胞等,也是新的知识和新的成果,当然不是第一个开拓领域和原始创新。 在系统生物学的发展历程,也同样是这样, 20 世纪是概念(包括词汇)、原理和方法、技术的提出和发展,比如,60年代(V1.0)开始的系统生物学和系统生理学,90年代提出的系统遗传学和系统医药学、系统生物工程的词汇和概念,以及生物系统的科学与工程偶合研究(V2.0) - 理论(包括网络拓扑学)与实验、计算与工程方法的生物系统解析与人工生物系统合成等。 而在 21 世纪是扩展,比如,组学实验技术的表达谱数据分析、数学模型的计算机软件模拟、分子模块设计和合成基因组的生物工程等,以及生物化学系统与控制论、代谢工程等整合到系统生物学,表观遗传、统计遗传和复杂性状遗传整入到系统遗传学等,仍然只是以往生物科学和技术向系统生物科学与技术的范式(V2.0)转型;因而, 2013 年之后,将进入 V3.0 系统生物学时期。 - (探索与思考) -
个人分类: 探索|3146 次阅读|2 个评论
人物(4) - A-L.Barabási
benlion 2013-9-29 18:45
世纪之交的互联网信息技术革命,国际科学界成为了一个无边境的共同体。当时,组织 1996 年国际转基因动物学术研讨会时,比较保守观点是必须用传真联系,而我采用了互联网的规模化通信方式。 在 1999 年建立网站也用了“ biosystem network ” , 目前,美国也建立了系统遗传学(词汇为 1994 年 ZengBJ. 所造,并提出基因系统与蛋白质、酶系统的结构对应关系研究)的 gene network 资讯网站。 当时,采用叠加词汇含义的方式,包括,生物系统的神经网络、信号传导和基因调控网络等,以及计算机的互联网络、通讯网络等双重意思。同时,用简单的 logo 图标表示细胞染色体、基因分子表达和分子系统调控的遗传学 3 阶段观念,遗传 - 转基因、心理 - 计算机、医学 - 机器的图标表示 gene 与 brain 的关系,以及分子、细胞和器官系统的节律与形态转换拓扑结构等。 冯诺依曼发展细胞自动机( cellular automata )模型,可用于形态发生学的研究;然而,这是无结构的单元细胞机。在以色列特拉维夫 1998 年看到微生物学系(E.Ben - Jacob)研究细菌的生长图案很惊讶,细胞生长、分裂和迁徙等节律与形态转换关系,涉及数学轨迹学、映射几何和扩散有限聚合模型等。 细胞是内部复杂分子系统网络构成的自我更新、复制和具应激行为的生物实体,细胞的能量流和物质分解与合成,构成细胞与环境的物质交换。发育时空的细胞定位图谱( cell lineages maping )等,也是系统遗传学提出的研究,在 2003 年和 2008 年第 19 、 20 届国际遗传学大会我都加以论述。国际系统生物学,目前,也走向细胞动力学研究,美国华盛顿大学和德国马普研究所进展很快。 从贝塔朗菲的一般系统论阐述系统论、数学方法的开放生物系统研究和有机体、理论生物学,到 A-L.Barab á si 在 2004 年论述网络生物学与 2007 年网络医学的拓扑学方法等,包括,神经网络、免疫( 1974 年 NK.Jerne )网络理论,一直贯彻于生物系统的网络研究整个历程。在 20 世纪的发展,比如, 1969 年 SA.Kauffman 将 Boolean 网络用于基因调控, 1973 年 H.Kacser 和 JA.Burns 的代谢网络“ control of flux ”理论, 1998 年 DJ.Watts 和 SH.Strogatz 发表“ 'small-world' networks ”理论等研究。 然而,图论、网络拓扑学( http://www.atis.org/glossary/definition.aspx?id=3516 )广泛用于“基因型 - 表型型”复杂系统的网络结构、系统医学和生物工程等研究,却是在 21 世纪才发展起来。 人物( 4 ) - A-L.Barab á si 简介 - http://en.wikipedia.org/wiki/Albert-L%C3%A1szl%C3%B3_Barab%C3%A1si ; - http://www.ccs.neu.edu/people/faculty/barabasi/ 。 - (系统生物学人物) -
个人分类: 2013|2816 次阅读|0 个评论
论科学与技术进步
benlion 2013-7-24 10:18
教育学、政治学和经济学的科学研究与应用,这是奠定社会体制的基础。 科学基金和工业投资推动的知识发现和技术发明,构成一个良性循环是社会进步的机制。 附: 1968 年,系统生物学( 1963 年生态学、 1973 年生理学)提出; 1994 年,系统遗传学( 1992 年系统医药学、 1994 年系统生物工程)提出; 1999 年,系统生物科学与工程( 1996 年第 1 届国际转基因动物学术研讨会、 1999 年 Biosystem Network 网站)定义 – 理论与实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统研究; 2000 年 -2003 年,数学、计算、组学、合成与网络生物学等学派形成; 2000 年 -2008 年,系统与合成生物学、系统医学、系统遗传学和系统生物工程等研究机构建立等。 学术会议: 1968 年美国,国际系统论与生物学会议 – 系统生物学词汇; 1989 年美国,国际生物化学系统论与数学模型会议 – 计算生物学方法; 1996 年中国,第 1 届国际转基因动物学术研讨会 – 系统遗传学理论; 1999 年中国,第 1 家系统生物科学与工程网站(曾邦哲在德国) - 筹备国际协会和会议; 2000 年日本,第 1 届国际系统生物学会议; 2004 年美国,第 1 届国际合成生物学会议; 2005 年美国,第 1 届“ Foundations of Systems Biology in Engineering ”国际会议( FOSBE 2005 ); 2008 年美国,整合与系统遗传学会议, NIH 建立肿瘤研究的系统遗传学专项基金; 2009 年荷兰,第 1 届系统遗传学会议; 2012 年爱尔兰,国际系统医学大会,等。 研究机构: 2000 年,美国西雅图系统生物学研究所,日本东京系统生物学研究所; 2003 年,美国哈佛大学系统生物学系,贝克莱大学合成生物学研究中心,挪威整合遗传学研究中心; 2007 年,瑞士 ETH 系统生物科学与工程系; 2008 年,美国系统医学研究所,等; 以及,德国 Rostock 、 Stuttgart 和海德堡等大学,英国剑桥、牛津、帝国理工、曼彻斯顿等大学和法国 CNRS 等,美国 MIT 、普林斯顿、康奈尔、加州和北卡等大学等,中国科学院和中国科技大学、上海交大、天津大学、北京大学和清华大学等,等。 总之,世界大学、机构纷纷建立国际研究中心和举办学术会议等。 - (社会观察) -
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论科学、方法和技术的层次
benlion 2013-6-24 16:10
科学发展的复杂程度,不但,在于科学的共同体文化和社会环境,而且,也在于学科、技术和方法的联动相互关系,比如,任何一个学科都具有上游学科的应用和应用于下游,任何一项技术也是如此。 严谨的说法每个学科、技术是交叉,而每个交叉学科都是单一,系统生物学也不例外,在建立之初,显然是综合或交叉学科,学科规范成型之后,就相当于一般学科了,同生物物理学、化学生物学的发展一个道理。 理论和数学、网络生物学,计算和组学、合成生物学,其实,也就是数学、逻辑方法与实验、技术方法的 2 个方面;然而,学科或技术之间,存在一个层次或递进关系。 例如,系统理论和数学生物学到网络生物学,计算机方法数学建模到生物信息学和计算生物学,差异表达谱的组学生物技术到细胞分子网络的结构模型,计算机软件模拟到细胞的基因回路辅助设计,等。 科学发展规律: 之一、原创科学未必能做到最大,比如,国际系统生物学的几大研究中心,主要是机构的社会影响,而不是概念、词汇、方法或技术的原创贡献,论文引用率,同理。 之二、发展依赖技术链环的集成,比如,系统生物学的组学的表达谱分析与计算生物学模型方法,系统生物工程的计算机辅助设计、微电子学原理与转基因生物技术等。 系统科学、计算机工程和认知科学、人工智能发展,机器人技术从神经元网络深入到细胞分子网络的遗传学和基因组程序重编,人工生物系统的研究与发展,最终就可能实现机器与人的非常接近。 因而,阿西莫夫的“机器人三原则”,其中,第 1 条,当机器人与人类接近时,如何让机器人鉴别“人类与机器”的不同?这 1 条指令,也可能会带来判断的困惑或失误。 参见 - http://blog.sciencenet.cn/blog-973055-702268.html 。 - (海内外印象记) -
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系统生物科学与工程
benlion 2013-6-21 11:20
国际上,系统与合成生物学 - 系统遗传学与医药学,基本沿着系统科学和综合哲学的结构论思维,以及理论与实验、计算与工程的方法,和生物系统与人工生物系统的机理与设计。 还有,神经 - 内分泌、免疫网络与基因 - 蛋白质、代谢网络,和细胞动力学、图式形成的形态发生学,包括,时间节律与形态结构转换的拓扑稳态模型,等体系( Biosystem Network , 1999 )发展。 - On the concept of systems biological engineering - From positive to synthetic medical science ) 概念和论述,涉及,生物系统 1 )网络模型、 2 )系统理论、 3 )计算机方法、 4 )实验方法、 5 )工程设计(转基因和微电子线路)和 6 )细胞动力学等。 科学知识体系,以信息链的传递而组织与发展,传递方式,包括,直接的论文、书籍和间接的会议、通讯等交流。 1996-2000 年直接通信,印象深刻的包括, L.Hood (生物技术)、 M.Tomita ( e-cell 模型)、 N.Seeman ( DNA 计算机)、 C. Nuslein-Volhard (图式形成)和 R.Ivarie (转基因动物),以及 2002 年挪威遗传学中心等。 其中, 1 ) -2 )和 6 )为 90 年代之前的系统生物学研究体系, 5 )为系统生物工程概念, 3 ) -4 )实证科学的数学方法和实验技术,发展到计算机建模和高通量技术,世纪之交筹备协会和会议时重点阐述的观点。 - 总结 -
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生物经济与未来重大挑战
benlion 2013-1-27 17:58
- 生物机器: 基因组与人工智能 经历从 17 世纪观察到实验的科学形成,约 1750 年开始了工业经济和民主法制建立时期。 从天文、地质到物理学和化学,从农学、医药到生物学和心理学,从法律、文学到社会学和教育学等,建立实证科学方法,以及机械、电子和化学工业发展。 19 世纪从声学和光学到电磁学的场论研究,从免疫学和胚胎学到遗传学的基因研究等,在 20 世纪形成理论与系统科学,发展了信息技术和生物技术等。 20 世纪发生了物理学革命,实验科学与系统科学、分析哲学与综合哲学的方法体系建立,也形成了计算机科学和分子生物学等,场物理学和格式达心理学象征开始了新的科学范式。 20 世纪 60 年代到 80 年代,建立了系统理论研究生物系统的数学和计算机方法,随着基因组计划的进展,在 90 年代提出理论与实验生物学的结合,以及技术和工程方法的人工生物系统研究,即,系统生物学与系统生物工程。 物理学研究时空运动及其物态转换为能量概念,化学研究物质分离及其结构的合成与分解等,生物学研究基因组织与表达的信息转换系统,而心理学研究认知与感应的信息加工过程。生物系统的分析与人工生物系统建构,涉及物质、能量和信息科学与工程的学科综合与技术集成研究,将在 21 世纪进入生物工业与生态经济时代。 参见 - http://www.bioec.org/data/2012/1228/article_454.html - (网络日记) -
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人工智能、生物工程与机器社会
热度 2 benlion 2012-11-26 09:36
- 心灵的迷宫与人工机器智能 从系统科学的系统生物学(我受 Robert Rosen的 影响较大)到生物系统科学的系统生物学,再到生物系统的科学的系统生物学研究转换。 中国黄河中、下游文化传统底蕴为儒家、佛家传统,类同于宗教与艺术,长江中、下游区域文化底蕴是道家、墨家传统,类同于哲学与科学。 上世纪 80 年代到 90 年代当我的探索从系统哲学、科学哲学转向系统科学,而 1992 年又限定到系统科学的生物学,之后来到中科院北京中关村,又转换到生物系统的生物学和生物系统的科学。 系统生物学要做如同数学、物理科学的方法,实验观察与数学建模结合的研究模式,而且更复杂一层为复杂系统,依据观察的现象建立假设的模型,然后再通过实验操作与观察来验证或发现新的事实,数学模型也是实现工程化设计与制造的基础。 1 ) 1999 年建立 biosystem network 网站我提请 EBI 链接,未被接受但说到我的勇气,法国巴斯德研究所、以色列魏兹曼科学院、中国北京医大和美国 Google 目录指南等和其它著名生物信息网页则是主动链接或转载。 2 ) 1999 年绘制概念图为筹备国际会议之用,约 2000 年又投递给 Nature Genetics 希望做封面图,但未被接受。 3 ) 2002 年 Nature 和 Science 等出版系统生物学等专刊,我曾去信 Nature 说到提交过 1999 年我在筹备国际会议等已经大量阐述的资料,但未得到回复。 其实,当时是互联网商业最好时机,但由于半商、半学思维使得未能走出心灵的迷宫,这个过程自 1992 年时就如此 - 一想做系统医学工程,二想建立这个公司; 1994 年到北京后也是这样,组织 1996 年国际会议的通讯中一半是学术交流、一半是国际商业合作; 2008 年创业至今也又是如此 - 思想和文字几乎就是自动涌出而陷入半学、半商的思维困境 - 犹如科幻电影《源密码》那样一遍又一遍的记忆搜索。 人工智能和计算机不是动物而是人脑的功能模拟 - 文化的行为,生命的胚胎发育、视觉和感官的完形或整合现象和人脑的意识突现与消逝等,从儿童时就一直困惑自己的思维。思维和大脑的信息一是从自觉外界感知,二是知识和技能等在教育和学习中注入。宗教和信仰、科学与技术的操练是否属于人类行为的外部指令系统信息? 从神经系统和认知科学到细胞通讯的分子系统,然后,工程生物系统的细胞设计与合成,将极具挑战的是揭示从基因组的编程语言到神经系统信息处理与意识的研究。 未来智能机器技术开发,将是系统生物学与系统生物工程研究的最终目标。 (续前)
个人分类: 2012|2463 次阅读|18 个评论
系统生物学术语与概念
benlion 2012-10-28 08:55
附,注解: 1999年前, 系统生物学 ( systems biology )在 1968 年( M. Mesarovic )、 1993 年出现 2 次,最早开始于贝塔朗菲的系统论方法研究开放生物系统和 60 年代的系统生态学、 70-80 年代的生物化学系统论等理论生物学形态,合成( synthetic )生物学出现在 1910 年( S. Leduc )、 1974-78 年和 1980 年 3 位科学家的文献中,但为生物分子化学合成和基因重组技术等概念。 21 世纪初,系统生物学走向理论与实验结合的生物系统研究,合成生物学转换为基于系统生物学的基因工程和人工生物系统研究,包括理论生物学、组学(实验)生物学、计算生物学、合成(工程)生物学、网络(生物系统)生物学等学派。 从贝尔纳的实验医学(生理学)提出,经历分子生物学和生物技术的发展, 90 年代 Zeng (曾杰,邦哲)提出系统医学(遗传学)和仿生与基因工程结合的系统生物工程,并定义为系统理论和实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统研究。 1996 年之前 -1999 年之后,个人是国内到国外的跨越时期,国际上是分子与系统生物学分界时期。 系统生物医学, 1992 年 Kamada T. 的词汇是系统(器官系统等)的生物医学之含义,现代是系统生物学研究医学,生物医学是一个基础医学和生物学、工程技术等应用于医学研究, 1992 年我的系统医药学是系统医学和系统药物学的包括基础和临床医学。 同样,系统生物工程不同于系统工程,后者是管理学和工程控制论等,我的 “systems biological engineering” 包括 “systems biotechnology” 、 “systems bio-engineering” 和 “systems biomedical engineering” ,以及系统生物学的工程研究和工程系统生物学的整合概念。
2986 次阅读|0 个评论
孤寂的地球人
benlion 2012-10-26 08:54
- 科学思想与智库产业 个人显然很渺小,改造不了整个社会,却可改变一个小生境。 生物自组织系统的信息控制与形态发生演化,包括遗传学、脑科学、进化论和胚胎学等领域,展开生物系统的分析与生物系统综合,生物系统的实验操作与理论模型建立等研究。采用“ biosystem network ”即包括细胞分子系统、细胞通讯系统等网络,也包含生物信息数据库和研究机构网络之意,并对应系统生物科学与工程的资讯网络建立等;因而,又涉及到 internet 社会传播学等。 在研究机构和企业组织,社会行为和信息经济等领域,个体独立与群体合作是相辅相成的关系,系统构成部件的差异是建构系统整体和形成一定结构与自组织化发展的基础,不仅是生物体的生物系统研究,也涉及到社会行为与交往网络的系统研究体系。 一个机构或组织系统其与系统外的物质、能量和信息流构成系统的结构、功能及发生演变过程。 在北京 1996 年举办国际转基因动物学术研讨会,我将一些画家和诗人朋友的作品请进会议的展览。在系统生物学与合成生物学、系统生物工程领域,更多体现出科幻与现实、科学与艺术的拉近,科学会议的艺术展览、科幻艺术的画廊和公司编制未来学家和 IT 设计师等岗位,已经形成一种现象。 生物经济学,在医学领域为疾病检测、医疗工程和生物制药等,涉及生物工业的经济、社会发展等,以及生物医学实验室技术的产品等。 以地球生物模型为研究,可提供对未来的生命形态和宇宙中外星球生命形态的探索。 续,系统医学 – 回忆录。
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天然机器与人工机器
benlion 2012-10-1 21:29
人类进入工业文明以来,一切事物都喜欢以机器来衡量,比如,社会机器、政治机器,而人造的一切机器又几乎都可以在生物界找到原型,比如,飞机与鸟类、车轮与圆木、计算机与人脑等;因此,如果说这些人工的世界是天然世界的仿造与改进,或称为自然系统的人工重新设计,那么,可以将自然生物称之为天然机器,这些天然机器与人造机器一样依据宇宙间的数学原理设计和物理化学规律运行。 也就是说自然界的生物系统,同样是一种依据物理化学机理设计的机器,人类研究自然界的生物,在一定意义上可以说是一种类同于反求工程,目的是为了自己能够重新设计与制造这类机器;因而,在一定意义上在生物学领域里的基础研究与应用研究在理论上统一了起来,比如,临床医学是对人体这架机器的故障诊断与修复,基础医学是研究人体机器的构成、运行设计的解构与分析。 系统生物学与系统生物工程的出发点,就在于这里了*,对自然机器的解构与人工机器的建构,未来的前景是什么?显而易见的是纳米机器人、智能机器人、生物计算机、细胞工厂和生物太阳能等机器系统的发明,包括,未来的飞机、潜艇等都可看作仿生机器人,具备自动化、智能化和拥有感知、传感、感应和响应环境变化和信息传输、解释和转换为行动能力,就是机器人的标志,而全然不在于是怎样的外形和材料制造。 上世纪60 年代 Bionics 在伊利诺斯大学提出,现在已经走向与基因工程、组织工程等结合,比如生物化学机器人的可实现,国际上2000年形成的 NBIC 技术,即纳米技术 (Nanotechnology) 、生物技术 (Biotechnology) 、信息技术 (Informational technology) 和认知科学 (Cognitive science) 的整合,研究与工业之间衔接的距离缩短,或直接就成为转化科学形态,如同转化医学一样;因此,未来生物科学与工程,将成为更直接的机器人科学与工程学科体系。 *,追求基础与应用科学难分、Bionics和Transgenics整合的境界(1999年)。
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科技和工业发展
benlion 2012-9-19 17:06
- 个人探索之总结 20 世纪二次世界大战之后,形成的政治地理格局: 1 )英国 - 北美 - 澳洲 - 南非,通过大西洋、太平洋、印度洋上岛屿连成一片的英国 - 美国海洋大国; 2 )南美 - 欧盟 - 俄国的欧洲文明延伸; 3 )非洲 - 西亚 - 中亚 - 南亚的伊斯兰世界; 4 )东亚 - 东南亚区域 - 显然,这是最小的面积。 地理发现、鸦片战争和二次大战,这是近 5 百年的地球文明历史。 鸦片战争之后,中国向现代化转型,经历了洋务运动、辛亥革命、民族独立、改革开放等,现在进入一个科技创新和工业发展时期。 自我总结 36 年历程: 进入初中时代是 1976 年,那是一个致力科技发展的社会背景,大多数学生选择了理工科。我个人,从数学物理学和仿生学的兴趣转向遗传学和生物工程;然后,又从生物物理学和心理生物学走向系统生物科学 * 与工程的探索。 中间经历了: 1 )科学哲学、科学学等 – 生物系统的科学方法论; 2 )文化哲学、人文学等 – 李约瑟问题和中西文化历史 ** ; 3 )社会哲学、管理学等 – 科学、技术和工业革命与社会机制等研究;但是,贯穿的主线,依然是系统生物工程研究与产业化的探索。 : * ,系统生物科学 - 1 )系统理论( systems theory )和 2 )生物系统论( biosystem theory – 1996 年我在国际通信中所用)、 3 )计算生物(信息 – 美国 NIH 和欧洲 EBI 等,国内最早中科院微生物所的资源数据库)学和 4 )分子(组学 – mRNA 的 DD-PCR 差异显示技术之后是 micro-arrays 基因芯片,再后是 nano-micro-fluidic chips 等)生物学等方法的整合。 ** ,评论 – ( http://blog.sciencenet.cn/blog-1557-613930.html )研究西方文化,应该阅读原著和文献考证,乃至于实地考察等。对待中国传统文化和西方文化,社会上的一个通病是从一书或文或作者议论关于另一书或文或作者的观点,却未直接阅读原著和弄明白所表达的原意,乃至原著作者所处的情境或历史背景,等。
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近现代文明的分期
benlion 2012-8-12 09:52
近现代文明 – 科学与工业文明,诞生于欧洲,可划分为: 1 ) 13 世纪 -16 世纪; 2 ) 16 世纪 -19 世纪和 3 ) 19 世纪 - 到现在 3 个时期。 第 1 个时期欧洲大学建立,希腊、罗马文化复兴;第 2 个时期实验科学创立,地理发现、政教分离建立市场经济和民主法制;第 3 个时期工业革命,约 1765 年开始到约 1840 年进入电气化和现代文明时期。 19 世纪 -20 世纪,物理学革命,进入现代艺术、现代哲学,行政与教育分离,学术独立和研究型大学、工业实验室建立,虚拟、知识和制造经济的结构形成。 20 世纪 -21 世纪,实验和系统生物学建立 * ,计算机和有机化工与生物技术发展,纳米化学、微电子集成技术应用于生物系统研究与开发。 注 * : 90 年代提出医药学、生物工程和遗传学层面的系统生物学及分子生物学与生物信息学、基因工程与人工智能在实验与计算( computational )结合的生物系统与人工生物系统研究;但是,生态学、生理学和生物化学层面的系统生物学, Wolkenhauer O., Noble D., Kell D.B. 和 Brenner S. 等提及在 60-80 年代已发展,而参与美国 1968 年“ systems theory and biology ”和 1989 年生物化学系统论( http://www.ejbiotechnology.info/content/vol1/issue3/full/3/index.html )和计算机数学建模等会议的科学家提及系统论方法研究生物系统的概念和词汇均在 60 年代提出, Ideker T . 和 Kitano H. 也赞成是在分子生物学层面的重新提出, Collins JJ. 和 Endy D. 等论述合成生物学是基于系统生物学的人工生物系统工程学研究。
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【会议】Failure of Small-Scale Structures/ 2010 TMS Annual Meeting
yahuang 2009-6-26 14:53
Dear Colleague: We would like to let you know of our symposia Failure of Small-Scale Structures at the 2010 TMS Annual Meeting. This symposia will focus on failures in small scale structures (flexible and semiconductor electronic systems, actuators, resonating cantilever, biological systems, fuel cells, MEMS devices, etc) and will discuss combinations of possible failure mechanisms. Possible mechanisms could include, but are not limited to: electromigration, diffusion, crack formation and propagation, oxidation, corrosion, fatigue (thermal, corrosion, cyclic), creep, delamination, wear etc. Anticipated topics include: fracture and deformation of small-scale biological systems, nanowires/nanotubes, thin films and film structures, microlectronics, MEMS, micro pillars, etc. . Invited speakers to include: Markus Buehler (MIT), Bob Keller (NIST), Jianyu Huang (Sandia National Labs), Xiao-Yan Gong (Medical Implant Mechanics), William Nix (Stanford), Daniel Gianola (U. Penn), Julia Greer (Cal Tech), Ahmed-Amine Benzerga(Texax AM), Mike Dugger (Sandia National Labs), Chung-Souk Han (North Dakota State), Gerhard Dehm (MU-Leoben), Michael Uchic (Air Force Research Labs), and Johann Michler (EMPA). More information can be found at: http://www.tms.org/meetings/annual-10/AM10home.aspx
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