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生物科学的发展趋势

作者:佚名    文章来源:转载    点击数:    更新时间:2012-4-26
生物科学的发展趋势

现代科学发展的一个特点是相互渗透,不断在几门学科交界的边缘上生长出新的学科。回顾生物学近二三十年的发展道路,可以看出它主要沿着三个方向发展。

 

第一个方向,是与物理科学结合。在生命现象中,有许多看起来十分复杂甚至难以理解的事情,如果找到它的物理和化学基础,规律就较容易掌握些。遗传密码的发现,揭开了生命遗传现象的奥秘,这是物理科学向生物学渗透而建立分子生物学过程中的重大成就。这类事例是很多的。

 

第二个方向,是与技术科学结合。首先是新技术的应用推动着生物学的发展。近年来电子显微镜、电子计算机以及光谱、波谱、能谱技术的广泛应用,使生物学的研究周期大大缩短,精密度大大提高。下一步的发展,可能是利用特制的探测装置在分子水平上研究生物活体标本的活动规律。生物学也只有不断以现代化的技术手段武装自己,才能成为精密科学。

 

另一方面,生物科学的研究又为技术科学的研究提供原型,提供新的设计思想。国外一些重要的计算机发展研究中心里,有一批心理学家在进行白老鼠的行为研究,希望从生物的灵巧结构中得到启发,设计出新型的电子计算机。近年来,仿生学为技术进步提供了不少有用的知识,研制了一批具有生物特色的新设备、新武器。不仅模仿动物,而且开始以人类自身为样板,模拟人的思维、学习和记忆等高级智力活动,这就是人工智能的研究。可以预期,技术科学与生物科学的婚配,将培育出具有智能的机器人,它们可以自己学习,自己编制程序、改进缺点和提出活动的步骤,可以按照人交给的目标,去完成特定的任务。它们还具备人所不具备的特点,如高度的计算能力、长期连续工作而不疲劳、不断积累知识而不衰亡、不受情绪愿望等主观因素的影响等等。它们将是人类的得力助手和忠实仆从。

 

生物科学与技术科学相结合的另一个广阔领域,是研究人与机器的相互关系和人与机器系统的最优安排,研究怎样使环境适合于人的工作与生活,以及人在特殊环境条件下的生理心理特点。这方面的研究被称为工效学(ergonomics),它需要工程技术专家、数学家、心理学家、生理学家、医生、人类学家、社会学家的大协作。

 

生物学发展的第三个方向,是与社会科学相结合。社会科学与自然科学之间的相互渗透是社会发展的一个标志,而生物学正好是这个渗透的中间地带。当代一些迫切的社会问题,有许多与生物学关系密切。例如人口问题,有人估计在本世纪末,全世界人口将达到60亿,而其中一半以上将居住在城镇中。如何满足这么多人的粮食和营养,给社会科学和生物科学都提出了问题。有人估计世界上的人口在以每天19万人的速度增加着,而生物供养人的能力并没有增加得如此之快。有些资源获得的增长,在过去20年内已达顶峰,按人口平均计算,目前甚至有下降趋势。这就要求生物学研究在提高粮食产量和发展畜牧业方面拿出办法。但这些办法都不能脱离社会政治经济种种条件来考虑,研究必须是综合的。另一方面,若控制人口达到零增长,也需要生物学与社会科学相结合的努力。除了人口数量问题外,还有必要进行人类质量的检测与控制,从遗传学角度控制不良因素,因为质量低劣的人(如痴呆等)不能像工厂的废品那样加以处理和回炉。

 

生态学的研究也是一个社会与自然相结合的领域。随着人类社会的发展,人对自然界干预的能力、途径和规模也在日益增长,使生物界原有的生态系统的稳态遭到扰动和破坏,这又会反过来影响人类社会的生活。对一些大型工程作出决策时,应吸收生态学家参与,事前妥善研究其生态学效应。此外,如污染的预防与处理、荒地的开发与利用、生物资源的调查与保护、农林牧渔政策的制订等,都是生物科学与社会科学配合的领域。只有这样,才能少犯错误,多收实效。

 

正像生物科学可以为技术科学提供某些原型那样,生物科学也可以为社会科学提供一些原型。例如在自然界的生态稳态中有许多相互作用、相互制约的作用过程,有一套信息交换、反馈控制的机制,这种生态经济规律可能为人类社会的管理工作提供参考。又如近年来对动物的社群行为进行了大量研究,发现某些动物的行为不是个体间简单的相互竞争,强者生存,弱者淘汰,而是存在着某种集体的分工协作,甚至可以牺牲个体,保护群体。有些生物学家称之为“利他行为”,认为这是为了最大限度地保存种的基因数而具有的行为。这类研究可能为了解人的社会行为提供某些参考。但在这个问题上,学术界还存在着较大的意见分歧。

 

如果我们把眼光放得更远一些,生物学未来的一个重要任务是探索大脑—心理功能。这不仅是神经生理学家、心理学家研究的领域,也有许多物理学家、化学家转入到这方面来,更不必说许多从事社会科学研究的专家被它吸引了。可以预计,大脑—心理研究将成为各门学科协作攻关的共同目标,而且必须搞大协作。这首先是因为对脑的研究需要最现代化的设备,不是普通一个单位能承受的,其次是要求各种专业的知识,不是某一行的科学家能胜任的。这有点类似于国际上为研究高能物理学而组织的跨国研究中心。可以预期,对大脑—心理研究的重大突破,必将使人类更深入地了解自己,从而大大提高自己改造世界的能力。

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