生物學(xué)的思維怎么挑戰(zhàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)和物理學(xué)

【專家解說】： 生物學(xué)與物理學(xué)和化學(xué)的關(guān)系密切自然科學(xué)是研究自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)和地質(zhì)學(xué)等，屬于自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論科學(xué)范疇。從研究?jī)?nèi)容看，物理學(xué)主要研究物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)和原子運(yùn)動(dòng)等最基本運(yùn)動(dòng)形式，化學(xué)主要是研究物質(zhì)的分解與化合等較高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式，生物學(xué)則是研究生命活動(dòng)和延續(xù)等物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最高級(jí)形式，因此，生物學(xué)與物理學(xué)和化學(xué)的關(guān)系極為密切。此外，生命界的發(fā)生和發(fā)展與宇宙和地球的演變密不可分，所以生物學(xué)與地質(zhì)太空學(xué)也有著密切聯(lián)系。事實(shí)上，自然界是一個(gè)統(tǒng)一的整體，有關(guān)自然的知識(shí)具有普遍的適用性，如原子和分子。尤其是某些概念和原理在學(xué)科間互相應(yīng)用的現(xiàn)象隨處出現(xiàn)，如系統(tǒng)與反饋、物質(zhì)與能量、空間與時(shí)間、結(jié)構(gòu)與功能、動(dòng)態(tài)與平衡等概念。僅以物質(zhì)與能量這個(gè)概念而言，無(wú)論是原子、分子、細(xì)胞、生物體乃至生態(tài)系統(tǒng)，都是自然界存在的不同的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)和原子運(yùn)動(dòng)分別以機(jī)械能、電能和核能為動(dòng)力，物質(zhì)的分解反應(yīng)和化合反應(yīng)以其化學(xué)能的轉(zhuǎn)換為動(dòng)力，生命物質(zhì)的新陳代謝活動(dòng)則是以ATP提供的能量為動(dòng)力。在任何一個(gè)非生命物質(zhì)系統(tǒng)或生命物質(zhì)系統(tǒng)中，能量總是伴隨著物質(zhì)變化而轉(zhuǎn)換，但是，不論能量形式發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)換，其系統(tǒng)內(nèi)的能量總和始終保持不變，這就是能量守恒定律。不同學(xué)科間存在的這種科學(xué)概念和原理的統(tǒng)一性表明，這些學(xué)科的科學(xué)思想和方法具有一致性，即用唯物辯證的自然觀作指導(dǎo)來觀察和研究自然。正因?yàn)樽匀豢茖W(xué)各個(gè)學(xué)科的科學(xué)思想和方法是一致的，所以，生物學(xué)家與物理學(xué)家和化學(xué)家思考問題的方式和進(jìn)行科學(xué)探究的過程也是統(tǒng)一的。例如，他們把未知的具體問題作為探索科學(xué)奧秘的重要對(duì)象，將觀察和實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)探究的基本方法，許多有效的工具也在不同學(xué)科中共同使用等。在科學(xué)探索的過程中，他們十分尊重事實(shí)、注重證據(jù)和關(guān)注價(jià)值因素，把研究成果的社會(huì)應(yīng)用置于科學(xué)探索的過程中。他們通過觀察發(fā)現(xiàn)和提出問題；根據(jù)已有的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過深思熟慮而作出假設(shè)；通過查閱各種信息資料，對(duì)假設(shè)的邏輯含義進(jìn)行推斷；精心設(shè)計(jì)調(diào)研或?qū)嶒?yàn)方案，找出和控制可變因素；反復(fù)實(shí)驗(yàn)并收集、分析和解讀數(shù)據(jù)，運(yùn)用邏輯和證據(jù)作出答案或解釋；利用各種圖表等建立模型，用于交流得出的科學(xué)結(jié)論，并對(duì)不同的觀點(diǎn)或批評(píng)意見作出反應(yīng)，等等。此外，在自然科學(xué)領(lǐng)域中，不同學(xué)科知識(shí)相互滲透的現(xiàn)象極為普遍。僅以人體生理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)而言，許多生理現(xiàn)象或本質(zhì)是用物理學(xué)知識(shí)加以解釋的。例如，用流體力學(xué)的壓強(qiáng)解釋血壓的生成及影響因素，用熱的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射解釋皮膚調(diào)節(jié)體溫的散熱方式，用滲透和彌散解釋水和膽固醇等的吸收，用擴(kuò)散解釋肺換氣和組織換氣，用凸透鏡的成像原理解釋眼球的折光成像，用動(dòng)作電位解釋神經(jīng)傳導(dǎo)等。同樣，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列高度有序的化學(xué)反應(yīng)是用化學(xué)知識(shí)解釋的。例如，用糖類、蛋白質(zhì)和脂類化學(xué)知識(shí)闡述糖代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂肪代謝，用酶學(xué)知識(shí)闡述細(xì)胞代謝的特征，用核酸化學(xué)闡明遺傳信息的編制、傳遞和表達(dá)，用ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)制解釋生命活動(dòng)的能源供應(yīng)?？傊?，生物學(xué)與物理學(xué)和化學(xué)有著極為密切的關(guān)系。2 生物學(xué)與數(shù)學(xué)、信息科學(xué)和技術(shù)科學(xué)協(xié)同發(fā)展數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué)，數(shù)學(xué)分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)理邏輯是生命科學(xué)研究的重要工具和方法。縱觀生命科學(xué)發(fā)展的歷史，數(shù)學(xué)對(duì)生命科學(xué)研究和發(fā)展的重要作用是不言而喻的。