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Re-construction of Evolution Theory
理论生物学和“organismic biology ”是贝塔郎菲提出,在概念内涵上同于1968年的“systems biology”概念,1986年对进化论的重新思考之后,我也走向了这个研究方向,原因就是:1)达尔尔进化论没有区分开结构进化与形态适应,如,不同的物种适应相同的生境;2)物种起源和进化过程相似于从闹钟的外壳猜测内在机械运行,或将不同大小星球连成进化谱系;3)提出操纵子模型的JL.莫诺在《必然性与偶然性》论述生物是机体的自我修复和维持遗传的稳态机制;因而,必然导致一个关键疑问:基因的随机变异,能否进化出完整的基因组。当计算机科学和软件技术建立起来,理论和数学生物学,也发展到生物信息学、计算生物学的数据分析和数学模型的模拟(simulation)等。
1952年的噬菌体感染实验鉴定了DNA是遗传物质,1953年DNA的双螺旋结构发现,而后,进入分子生物学和生物技术的发展阶段,在2000年我与1982年提出DNA纳米技术的N.Seeman探讨了生物计算机的概念和方法。1950年诺依曼发表了细胞自动机模拟细胞的自我复制,计算机科学,建立了神经网络、遗传和进化算法等;然而,属于没有内在结构的元胞或点格自动机,以及计算机软件模拟细胞的自我复制过程,于是,1999年我提出“基因组智能”和细胞通讯的分子电路概念图等,也就是DNA作为遗传信息系统是编码蛋白质系统的“软件”,细胞分子系统是计算机的电子元件构成的集成电路。21世纪伊始,合成与系统生物学,走向迅速发展过程,将继1924年奥巴林生命起源的化学学说和1953年米勒的化学进化实验,以及1971年M.艾根提出的细胞信息进化的分子系统超循环理论,而后,将进入人工细胞的设计与合成方法的细胞起源与进化、发育生物学研究。
附、电子与生物计算机
现在的电子计算机,属于模仿或模拟生物过程的软硬件方法,仍然是很原始和很粗糙的技术,远不及生物体的复杂程度,未来的生物计算机完全是另外一个路径,包括,制造和设计方法、软件和硬件都完全不同,元件也将是生物分子(DNA、蛋白质和有机分子)等。
-(进化论、系统论与结构论)-
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