分子生物学相关论文篇（1）

正如巴特菲尔德和厄尔曼编撰的《物理学哲学》一书所言，近半个世纪以来，物理学哲学充满活力有两个重要的原因，第一是与所分析的科学哲学的形成期相关，第二则是近半个世纪以来物理学自身的研究有关。也正因此，在物理学哲学发展的进程中，其研究的论题和研究方法也随着科学哲学和物理学自身的论题和方法进行着改变。在很长一个历史时期内，物理学哲学曾经关注经验物理学领域，物理学哲学的探讨与对客观性、真理性以及科学合理性的辩护分不开。而在当前宇宙学、量子引力发展的前沿时刻，《物理学哲学》一书体现了当代物理学哲学研究的新特点。本书与以往物理学哲学书籍最大的不同之处就在于，在以往物理学哲学著作往往重点讨论统计物理学、相对论和量子力学的哲学问题的基础上，增加了新的领域:“这些支柱的结合”———量子引力，并运用决定论和对称性这两个“能架起联结物理学理论间(甚至三大支柱间)鸿沟的桥梁”的主题，把最终的讨论由具体引向一般，从而让我们看到两个结论:第一，物理学哲学和物理学之间并不存在清晰的界限。第二，物理学概念的复杂化，想要借由物理学去丰富哲学，并非容易。本文主要就书中的“经典相对论”、“宇宙学中的哲学问题”和“量子引力”等内容进行分析，指出它们所揭示的物理学概念解释的新特征以及物理学理论理解的新特征。

一相对论、宇宙学和量子引力哲学概要

巴特菲尔德在引言中指出，数学的相对论者在不断深化我们对广义相对论基础的理解。大卫•马拉蒙特的“经典相对论”［1］一文就明显具有这样的特点，并不讨论经典相对论的历史发展及其实验依据，而是以微分几何的语言，从概念和形式化的角度对相对论的结构以及相对论引发的一些基础问题进行了分析和讨论。首先从描述相对时空的结构开始，相对论的弯曲时空是一类几何模型(M，gab)表示的相对时空，其中M为一个平滑的连续的四维流形，gab是M中的一个平滑的半黎曼度规。其中每个模型都代表一个与理论的约束条件相容的可能世界。M可以解释为世界中点事件的流形，而gab的解释则关乎四个物理学解释性原理，由点粒子和光线的行为决定，由此把引力和时空几何效应等同起来。当粒子只受到引力作用时，它的轨迹为弯曲时空的测地线。而任何质量粒子的加速度即偏离测地线的轨迹，由引力以外的力决定。马拉蒙特详细地描述了gab的解释性原理和限定条件。在此基础上分析了本征时间、某一点的空间时间分解及粒子动力学、物质场、爱因斯坦方程、类时曲线的汇与“公共空间”、基灵场与守恒量等内容。经典相对论中所有发生的事件都可以用物质场F表示，为时空流形M中的一个或者多个平滑张量或旋量，满足包含gab的场方程。Tab为与F相关的能量－动量场，时空的弯曲受物质分布的影响，任意区域的时空度规和物质场会发生动力学相互作用，遵循爱因斯坦方程。在专题讨论部分，关于闵可夫斯基时空中的相对同时性的地位，试图还原爱因斯坦定义同时性对标准关系选择的特定背景;关于牛顿引力理论的几何化，将引力化的牛顿理论与爱因斯坦相对论进行了结构上的对比;关于时空的整体“因果结构”，关注了什么程度上时空的整体几何结构能够从其“因果结构”中得到。“宇宙哲学中的问题”［2］的作者是乔治•F．R．埃利斯。宇宙学哲学的部分在书中起着承上启下的作用，因为一方面，宇宙学哲学的研究基于爱因斯坦广义相对论引力理论时空曲率和宇宙的演化由物质决定的思想，用广义相对论描述宇宙远古时期之后的演化;另一方面，由于在黑洞以及宇宙大爆炸初期物质高密度状态下无法忽略引力问题，因而无法避免引力理论。总的来说，整篇文章把当代宇宙学看作是观测宇宙学、物理宇宙学、天文宇宙学与各种形式的量子宇宙学共生共长、互惠互补的综合理论系统，想要给出一个“描绘真实宇宙起源和演化的理论”。主要内容分为两大部分，第一部分为宇宙学概论，包括基本理论、热大爆炸、宇宙观测、因果和可视世界、理论的发展、暴胀、极早期宇宙、一致性模型等内容，并澄清了关于宇宙暴胀和超光速等问题的一些误解。在埃利斯看来，“宇宙学正在由一种猜测性的事业向真正的科学转变，这不仅带来了与科学革命相近的多种哲学问题，也使得其他哲学问题更加紧迫，例如关于宇宙学中的说明和方法等问题。”因此文章第二部分进行的问题讨论围绕这些说明和方法问题展开，讨论了宇宙的唯一性、宇宙在空间和时间上的巨大尺度、早期宇宙中的无约束能量、宇宙起源的解释问题、作为背景存在的宇宙、宇宙学明确的哲学基础、有关人类的问题:生命的精细调节、多元宇宙存在的可能性和存在的本质等九大问题。在此过程中，埃利斯提出了34个论点，关涉到这9个问题的方方面面，包括人择原理和多重宇宙存在的可能性等。这些论述关乎几何学、物理学和哲学，它们构成了宇宙学面面临的哲学问题的环境及其与局域物理学之间的关系。埃利斯期望通过这一系列讨论改变人们认为宇宙学只不过是确定一些物理参数的简单看法。“量子引力”［3］一文的作者是卡罗尔•罗韦利，内容大致可分为四个方面。第一，量子引力的研究方法，包括早期的历史和方向、目前的主要尝试性理论等。量子引力的早期思想可以概括为“用一个理论来描述引力的量子特性”。期间出现的第一种方法是罗森菲尔德等人的“协变化”方法，通过引入一个虚构的“平坦空间”来考虑周围度规的微小涨落，并且运用电磁场中的方法来对这些波进行量子化;第二种是伯格曼等人的“正则化”方法，研究和量子化整个广义相对论的哈密顿函数，而不只是量子化其围绕平坦空间的线性化函数;第三种是米斯纳等人的路径积分方法。目前主要的尝试性理论主要介绍了基于协变化方法发展起来的弦理论和基于正则化方法发展起来的圈量子引力理论以及它们之间的争论。第二，关于量子引力研究方法论问题。指出量子引力研究的理由包括经验数据的缺乏和对引力是否应当量子化的思索。分析了当前量子引力研究中的各种态度以及科学知识的累积性和科学哲学的影响。第三，空间和时间的本质，包括广义相对论的物理意义、背景无关性、时间的本质等。第四，与其他未决问题之间的关系，包括统一、量子引力学的解释宇宙学常数、量子宇宙学等等。这些章节的详细内容不是本文的重点，我们想要做的，是分析作者的研究方式所代表的当代物理学哲学研究的视野和方法的转变。本书的研究方式明显地具有两个特征:第一个特征关乎物理学概念的解释:物理学的概念解释脱离不开数学形式化下的整体系统;第二个特征关乎新的物理学理论的理解:在理论的发展中处处显示物理学和形而上学的交织统一。这两个特征与这些物理学研究领域实验检验的缺乏以及理论构造的特征密切相关。

二物理学概念解释的新特征:数学形式化整体系统中的关联解释

巴特菲尔德相信当前基本物理学中的基础问题会为物理学哲学提供从最为有趣且最为重要的问题，而我们关注的是本书处理这些基础问题的方式。虽然从章节上来看，物理哲学的论题被划分为若干个领域，但从内容上，完全可以看到作者的用心，站在当代数学物理学发展的高度用整体微分几何等数学语言对物理学系统进行重新形式化和解释，每一章节的紧密联系使得物理学作为一个整体系统得以呈现。其中对每一个物理概念解释的细节，正是物理学哲学追求的基础问题的答案。可以说，概念解释居于本书的核心地位，物理学哲学解释问题的最重要的方式就是处理当代物理学中的概念和解释问题。

(一)物理学概念的解释:我们理解世界的基础

物理学的发展时时刻刻影响着人们对世界的理解方式，其途径就是物理学概念的解释。经典物理学、相对论和量子力学曾极大地改变我们对世界的看法，它们在经验上的有效性曾经强化过我们对科学理论客观性和真理性的观点，也曾让很多物理学家追求理论的实用性而认为有些基础性的问题毫无意义。但当前宇宙学和量子引力理论的提出，使人们重新注视广义相对论和量子力学的不相容性的时候，从广义相对论以来的一些基础性问题和哲学问题得以重新复兴。相对论为我们宇宙的时空结构确定了一类几何模型，其中每个模型都代表了一个与理论的约束条件相融的可能世界或区域。而我们对时空的理解涉及整体时空结构和爱因斯坦方程的约束条件等等。宇宙学和量子引力的研究则让我们明白，改变我们对空间和时间的理解的广义相对论是在可以忽略引力的量子特性时对引力进行描述的场理论，那么真正的空间和时间的本质又是如何呢?我们对宇宙起源的理解绕不开量子引力方法的尝试，但这种尝试要受到很多约束，比如成熟量子引力理论的缺乏、量子力学基础问题，比如测量问题、波函数的塌缩问题等。现在人们期望得到的成功量子引力的路径基于目前理论的发展，比如惠勒－德维特方程和宇宙波函数思想、来自弦论思想的高维时空方法，或者圈量子引力的应用等。但这些问题是否能真正解决宇宙起源的问题却并没有确切的答案，比如维兰金的创生虚无的真理论的理解要依赖于量子场论的精致框架和粒子物理学标准模型等很多结构，而这些基础本身也是需要解释的。可以说，我们理解世界的基础就在于我们用于理解它的那些概念的意义。

(二)概念解释的新特点:数学形式化下整体系统中的关联解释

巴特菲尔德在经典力学的辛约化中指出，经典力学的核心理论原理已经被欧拉、拉格朗日、哈密顿和雅可比等改写，“我们已经认不出来了，因此对它们的哲学反思也发生了变化。”因此引入辛几何、李代数等语言对理论进行形式化，旨在利用辛约化理论使连续对称和守恒量之间产生联系的特征，从理论结构上显现经典力学与量子物理学的联系，这是运用数学形式化系统展现物理学理论的对称性本质。相对论、宇宙学和量子引力哲学部分，情况也是如此。整本书是站在当代数学发展的高度，运用拓扑学、群理论和微分几何等重新形式化物理学的整个体系，并对其概念进行剖析的一个过程。而对基本问题的理解，则建立在概念剖析的基础之上。在这些文章中，理论发展的历史状况和实验成果，只是系统阐释整个理论概念和解释的背景而已。作者们的重点则放在用数学领域的发展和物理学理论形式化的诉求，促进对物理学理论结构的探索，进而把论题转化为对其哲学问题的探讨。理论的形式化体系、概念结构和物理学解释是有机地结合在一起的。在牛顿引力的几何化中，也是站在当代物理学和数学发展的高度，重新形式化作为相对论弱场近似的牛顿理论，得到与广义相对论类似的数学结构，正是在这个意义上，才能够好地发现两个理论在何种条件和何种程度上是相符的，又在何种条件和何种程度上是区别的。在这个形式化的整体系统中，对于物理概念的解释不再是孤立的解释，而是站在理论的数学结构的高度，成为一个整体系统中的关联解释。这在很大程度上突出了物理学哲学中语义分析方法的重要性，因为没有完全独立的概念，物理学的概念定义之间互相依赖，只有在一个系统的语义结构中才能理解概念的意义。如普斯洛斯在这套爱思唯尔哲学手册的《一般科学哲学》一书中所言:“理论解释的唯一方式就是把它嵌入到同类概念的框架中，并尝试着解开它们的相互关联。”［4］

(三)旧概念重新解释的意义:还原理论创立过

程中概念选择的特定背景在物理学的发展中，每一次理论创新和进步都伴随着新概念的提出或旧概念的重新解释，站在理论发展的角度考虑，这样的解释会让我们更好地理解物理学理论的提出、发展和变迁的合理性。比如蒙特在经典相对论一文中对闵可夫斯基时空环境下相对同时性关系的重新考虑。蒙特指出，当相对于一个四维速度矢量将一点上的矢量分解为“时间”和“空间”分量进行讨论时，我们理所当然地相信包含正交性的相对同时性的标准认同。在解释这种认同的理由时，根据方便在闵可夫斯基时空结构即狭义相对论体系下进行分析。他援引霍华德•斯坦的论述，指出采用相对同时性的标准(ε=1/2)的惯例是需要特定背景的。在他们看来，爱因斯坦是为了解决我们无法检测到地球相对于以太的运动而采取的解决方案，以一种特定的方式(ε=1/2)来思考同时性，但如果并非从爱因斯坦最初的思路来考虑，而是从一个成功理论的高度来理解它，把相对论视为是针对时空结构不变性的论述时，其意义就完全不同了。这在很大程度上还原了爱因斯坦对同时性做出的“定义”中挑选出来的这种标准关系的实质，它可能并非一种自然的存在，而是理论选择的特定需要，还原这个过程，对我们更好地理解理论和概念的本质有着重要的意义。

(四)新理论的概念澄清:科学进步的必然现象

物理学史上每一个新理论的诞生都会引起旧的概念的澄清，量子引力就是个很典型的例子。量子引力是对空间和时间本质的探索，它引导我们重新思考关于时间、空间、“在某处”、运动和因果观测者的地位等很多问题。作为试图把广义相对论和量子理论结合的理论，我们需要以历史的眼光重新追问。我们都知道，广义相对论改变了我们对牛顿独立于物质运动的绝对空间和时间的理解。量子力学则用我们关于运动的一般性理论替代了经典力学，并改变了物质、场和因果性的观念。但量子力学的外在时间变量和量子场论静止的背景时空都是和广义相对论不相容的。而广义相对论中引力场被假设为一个经典决定论的动力学场，无法处理小尺度引力的量子特性。因此，想要把二者进行结合的量子引力就遇到了困难。正因为如此，罗韦利直言尽管基础物理学在经验上有效，但它正处于一种深刻的概念混乱的状态。虽然20世纪后半叶，物理学注重实用而忽略了这些基本问题，但量子引力告诉我们这些基本问题必须得到新的答案。但问题的澄清并没有一条唯一明确的路可以走，超弦理论和圈量子引力在假设、成就、具体结果以及概念框架上都有着显著的不同，但它们都有自己的代价，弦理论的思想基础是为了消除广义相对论的微扰量子化的困难，保留了量子场论的基本概念结构，其代价之一是放弃广义相对论的广义协变性。圈量子引力植根于描述广义相对论的协变性，但它的代价是忽略了理论的不完备性，放弃了幺正性、时间演化、基本层次上的庞加莱不变性以及物理学对象是在空间中局域化的且在时空中演化的概念。可以看出的是，新理论澄清概念的过程是科学理论进步的必然现象，而这一过程是通过分析在描述世界结构时所产生的概念上的困难来对以往科学的研究框架予以质疑或辩护，这涉及的是对世界本质更深刻的哲学和形而上的思考。

分子生物学相关论文篇（2）

中图分类号：B02 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2016）01-0076-02

契诃夫有这样一句名言：“当喉咙发干时，会有连大海都一饮而尽的气概，这便是信仰;等到口渴时至多能喝两杯，这就是科学。”[1]信仰是人的精神食粮，科学是人改造世界的物质基础。物质与精神是人类生存和发展的两大基本要素，所以我们既要发展科学，也要完善与文明相匹配的信仰。在众多信仰之中，影响最为深远的便是，的教义往往是影响者的世界观。爱因斯坦曾在《科学和宗教》一文里这样说过：“科学没有宗教就像瘸子，宗教没有科学就像瞎子。”[2]当今世界范围内，无论是物理学家还是哲学家都广泛的讨论了由现代物理学引起的经典物质观的转变。这种转变似乎都朝着一个方向，那就是现代物理学的众多思想与中国古老的“易道”世界观的一致性。也许，科学与信仰之间并不是矛盾的，它们彼此存在着某种和谐性。

一、“易道”基本世界观

在中国的思想史中，儒学和道家思想占统治地位。而这两个学派的共通点就是都将《周易》作为传播自己思想的教材。《周易》不仅是儒学五经之首，同时也是道家三玄之一。可见，《周易》所蕴含的世界观思想的影响十分强大。《易经》和《易传》合称《周易》。虽然《周易》全文很短，叙事简练，却博大精深，是信息宝库。

1.《易经》象与数的解析

“易道”对于世界观的表述，是通过“卦”以及构成“卦”的“爻”所象事物以及所象事物的位置次序来完成的。

《易传》常以象、数来共同解释《易经》。“象”主要有两种。第一种是“卦象”，包括卦位和六十四卦所象事物的位置关系。第二种是“爻象”，就是构成每一卦的阴、阳两爻所象的事物。“数”主要分两类。第一类是“阴阳数”，《易经》规定“奇阳偶阴”[3];第二类是“爻数”，指的是爻位，用来表示事物的位置关系。

2.阴阳对立与统一

《易经》的最初结构和核心思想就是通过阴阳两类事物的对立与统一来看事物的发展与作用。而每一类事物的内部也有阴阳两种性质，事物是由阴阳相生相克构成，事物的发展是阴阳对立与统一的作用。阴阳是不可分的统一体。庄子认为“易以道阴阳”，《周易》在认识上的意义就是将“道”分为阴与阳两种形式。老子认为的“道可道，非常道”表明“道”是抽象且模糊的，而《周易・系辞上》的“一阴一阳之谓道”[3]却使“道”从不可道的神秘感中走出来，因为“阴与阳”这对矛盾在运动的过程中就反映了发展的必然性和事物的普遍联系原则。

《周易》认为构成事物的基本元素是“阴阳”，根本方法是“阴阳”，本质内容还是“阴阳”[3]。用“阴、阳”这种对立与统一的属性来揭示天、人、地三者的对立与统一，强调“天人和谐”的发展规律。用“对立与统一”的方法对事物的变化发展做出“吉凶悔吝”等判断，以达到劝善惩恶，趋利避害的目的。

3.“天人和谐”的原则

《周易》预测的核心是将“天、人、地”这三才，“春、夏、秋、冬”这四象，“金、木、水、火、土”这五行，用数学方法将这三项代入公式中，来观测所得到的结果。由于人和宇宙世界是不可分割的整体，因而《周易》会利用人与自然的相互作用来做出“吉凶悔吝”的判断，这体现的就是“天人和谐”的思想[3]。

“易道”世界观强调人和自然之间的和谐性，即“天人合一”。《周易》强调人应该顺从自然，顺应天意，人与自然是统一的整体，不能将二者分开而言之。在“天人和谐”之中把握事物发展的规律，趋利避害。只有“天人和谐”才会不断向前发展。

二、“易道”世界观与现代物理学的契合

现代物理学的发展是科学技术最辉煌、最有影响的成就之一。相对论的出现，量子力学的创立以及量子场论的发展，从根本上改变了人们对世界的观念。出人意料的是，随着这些理论的逐步完善和发展，这些科学思想与“易道”世界观越来越呈现出和谐的关系。

1.“阴阳对立与统一”与“波粒二象性”

波粒二象性是指微观粒子既具有波动的性质，又具有粒子的性质，例如，光是以“量子”形式发射或被吸收的，但是当光的粒子在空间里传播时却表现为电场与磁场的振荡，它显示出波行为的所有特点。波粒二象性是一个理论框架，自然界的所有粒子都能用一个微分方程，如薛定谔方程来描述。这个方程的解是波函数，这个波函数是用来描述粒子状态的。波函数也可以看作是描述粒子出现在特定位置的几率幅。这样微观粒子的波动性和粒子性就统一在一个解释中了。就任意一微观粒子而言，它表现究竟是波动性还是粒子性，取决于哪一性质的作用强。而且微观粒子的波粒二象性是可以转化的[4]。

如果用《周易》来解释“波粒二象性”，粒子的波动性和粒子性可以看成是“易道”里的阴性与阳性。二者对立，但是却可以在一定条件时相互转化。“卦”所指的就是量子力学所说的微观粒子。每一粒子所显示的波动性或粒子性，是由微分方程算出来的;尽管“卦”的阴阳没有微分方程那样深奥，但是同样也是通过数学的排列组合变化显现的。无论是量子力学的“波粒二象性”还是《易经》里的“阴阳对立与统一”都是通过数学方法来表述在不同时间、不同次序的粒子所显现的性质。

“易道”并没有波粒二象性这一物理学术语，但是通过其内涵的基本世界观思想，却可发现，在中国古代就可以很巧妙地将相矛盾的思想统一在同一个理论里。

2.“量子纠缠”与“天人和谐”

“易道”之所以可以相对准确地对人事做出“吉凶悔吝”的预测，是因为“易道”是根据天地自然之中存在的规律和必然联系做出的判断。“易道”将人与天地，与万物，乃至与整个宇宙都统一起来，人的发展不仅仅取决于自己，同时也与万事万物都紧密联系着。

在玻尔与爱因斯坦的三次论战之中，最为巅峰的便是爱因斯坦对量子力学的理论基础的不完备性。玻尔的量子纠缠理论是爱因斯坦认为玻尔量子力学最为荒谬的一点。他认为两个独立的粒子怎么可能在超越距离且没有联结的情况下彼此显现出预测好的性质。而且，这是不符合物理体系的可分离性。爱因斯坦与玻尔之争转向了量子力学属于定域性还是非定域性之争。近代美国物理学家约翰・弗朗西斯・克劳泽在他写博士论文时，无意在图书馆里发现了爱尔兰物理学家贝尔关于解决玻尔和爱因斯坦争论的实验论文。他开始着手做这个实验，但是实验结果却让始终坚信爱因斯坦的观点是正确的他十分郁闷。在测量了近百万对的粒子态势后，他发现果真如玻尔的预测一样，两个粒子即使超越了距离且彼此独立却仍然呈现彼此纠缠的态势。贝尔利用反证定域性理论不能重现量子力学的一切语言来证明了量子力学属于非定域性理论，以此说明量子纠缠所体现的整体性。

所谓量子纠缠，是指即使两个粒子在空间上被分开，而这两个粒子组成系统中依然相互影响的现象。就是说，两个粒子A和B，它们分别具有两种性质，这两个粒子的关系是：“只要A显示性质a，B就一定显示性质b”。无论这两个粒子所处什么位置，这个关系都存在。“纠缠态”是一种综合了两种独立情况，纠结而不可分割的状态。

量子纠缠这一理论虽然已被证实其正确性，但是产生这一现象的原因至今没有答案。这也许就说明宇宙是一个整体，宇宙世界冥冥之中都蕴含着某种规律和必然联系。自然的法则和社会的法则是永恒不变的。也许这个法则你讲不出为什么要遵守的原因，但是却必须需要遵守。

3.“量子场论”与“天然场论”

现代物理学与中国古老易学都将“变化”看成是自然界最本质的东西。“易道”对于体现事物内部和谐运动的力所做的描述，在量子场论看来是十分贴切的。粒子间的力被看成是粒子所固有的动态模式的体现。在量子场论中，场被看作一切粒子相互作用的基础。粒子的存在和消失，只是场的运动形式而已。

原先的物理学家把世界想象成物质与能量。物质由粒子构成，能量存在于场。场与粒子的相互运动，引起粒子的运动。量子场论是研究量子场的结构、运动及其相互作用规律的物理理论。量子场论的任务，是描述相对论性粒子之间相互作用和相互转化的规律性。量子场论是量子力学与经典场论的结合。量子场论建立起统一的观点，认为宇宙是量子的大型繁殖场和战场，每个事物都被看成是相互作用的自然统一场，物质实在是由量子组织交换而成。自然法则不是强加在事物之上，而是一种内在的存在。

八卦卦象所描述的宇宙统一天然场框架象征的事物，是由于事物内部相互吸引相互排斥，发生变化所形成的。正如《老子》里的“万物负阴而抱阳，冲气为和。”[5]体现了，在宇宙的天然场中，万物都通过阴阳相互作用产生。“负阴抱阳”才能“冲气”，而冲气的结果就是“和”。“和”才能保证事物的存在与发展永续进行，如果“和”与“阴阳”绝离，事物就不复存在。量子场论中的真空，在《周易》里便是“道”，基本粒子便是由“道”分解衍生出来的阴阳卦象。粒子的运动，就是阴阳相生相克的发展。量子场论中的力，便是“易道”对立统一的联系。在量子场论中，正是通过真空中正“阳”负“阴”能量的涨落，提供能量大“阳”小“阴”来描述粒子的生成、变化和湮灭。《周易》的宇宙天然场论与量子场论之间是彼此相通的。

三、结论

“易道”作为中国，乃至世界古老的，至今看来，它仍有自身的科学价值。它所内涵的世界观与现代物理学的思想存在着一定的和谐性。正如前中共中央宣传部长龚心瀚在《现代易学是中国特色社会主义文化的重要组成部分》一文里这样评述易学：“现代易学文化教人聪明才智，提高人们因变应变的能力，使万物各得其宜，刚柔协调互补，整个宇宙大化在一种最高的富民强国的和谐中生生不已。”

《周易》为中国传统的科学提供了科学观、方法论和宇宙秩序原理，与现代物理学思想的和谐。我们通过“易道”世界观与现代物理学思想的和谐关系似乎能洞察到：科学与信仰往往看似矛盾，但是却和谐相依。

参考文献：

[1]契诃夫.契诃夫手记：图本[M].贾植芳，译.长沙：湖南文艺出版社，2006.

[2]爱因斯坦.科学和宗教[C]//爱因斯坦文集，北京：商务印书馆，1979.

分子生物学相关论文篇（3）

1　生物学自主性在以往理论结构上的表现

（1）生物学理论的公理化尝试

生物学具有独特的内容，可建立一个与物理科学并行的演绎体系，这种观念导致了对生物学进行公理化处理的尝试。伍德格尔（j．h．woodger）早在1937年就试图对孟德尔遗传学定律进行公理化处理，但未引起人们的注意、到七十年代，在生物哲学界发生了达尔文进化论是否属于科学理论的争论。在这种背景下，威廉斯（m．b．williams）在1970年给出了关于达尔文进化论的完整公理化模型理论〔1〕，它包括两个初始概念、进化的两个公理、有关适应和选择的五个公理、适应度的操作定义，由这些可推导出达尔文理论的一切概念和关系或定理〔2〕。

威廉斯的体系只是直接从宏观上对进化的原始概念和公理的认定，脱离了微观的遗传学机制。还原论者认为，仅仅将进化论改造为演绎体系是不够的，还应当在物理科学与这个演绎体系之间建立起逻辑演绎关系。因此，鲁斯（m．ruse）建议，群体遗传学应是进化论的演绎基础〔3〕，首先应阐明从群体遗传学到进化论的演绎关系，而公理化处理后的群体遗传学体系，其逻辑公理则是孟德尔遗传定律。然后，再将孟德尔定律作为演绎结果从分子生物学中导出。

在下文的分析中将会看到，分子生物学本身就不是一个纯粹的演绎体系，并且它与经典遗传学之间存在着逻辑蕴涵上的脱节。这是生物学自主性的一种表现，其根源来之于演绎体系的构建之始，即演绎的公理和原始概念直接来之于生命界，从而独立于或自主于以无机界为研究对象和直观经验来源的物理科学。这种构建过程的合理性在于，人类的直观经验有两大类或两个来源，除了无机界之外，还有生命世界的生命现象。人们无法漠视生命这一独立于无机界的现象或实体的存在，因而它们也成为人类直观经验的基础。

（2）分子生物学中的功能性解释

事实上，在诸如分子遗传对经典遗传学的还原，那一部分不能还原的独特内容，以功能预设或目的性预设的形式出现。

对孟德尔遗传学稍加考察，便可发现，它首先直接从遗传现象和数据中设定了一个生命实体即遗传因子（后来称为“基因”），接着给予了这一实体两个承诺：第一，它们既可以彼此分离，又可以再组合；第二，它们自身带有某种生物学性质，这种性质是使生物体显示某种性状的原因。在孟德尔遗传学或以此为基础的公理化体系中，不必给予这两个承诺以解释，因为遗传因子在此是最基本的实体。但是，当分子遗传学从实体上将基因与dna片段相对应，或者说将前者还原为后者，随之而来的则必须从dna分子行为上给予这两个承诺以解释，并且只有演绎的解释，才能达到理论还原的要求。

然而，分子生物学对经典遗传学的所谓还原，只达到了对第一个承诺的还原，可以从dna分子的性质和行为来解释遗传因子或基因的分离与组合。而关键是第二个承诺，无法对此给予从dna分子到遗传性状的上行演绎解释，例如，在将性性状与蛋白质相对应的解释中，dna碱基顺序代表了基因即遗传信息，而遗传信息是从生物学功能角度来定义（而不是从dna分子的性质及行为来定义），涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到转录、合成、生长、发育等一系列过程，即它是从生命整体角度来定义的。dna分子的行为与性质并没有蕴涵遗传信息的概念，因此，dna决不等于基因。在这里，体现了功能性解释的特点；基因的含义有一部分是从这一实体或dna分子在生命整体中所具有的功能这一方面来定义的。人类直观经验之一的生命现象在此以功能预设的方式参预了理论的构建，所以，生物学在理论上的自主性，并没有由于分子生物学所谓的还原而消失。内格尔（e．nagel）、罗森伯格（a．rosenberg）等人把功能（或目的性）解释看成生物学自主性的依据和根源。

2功能性（目的性）、演绎性和理论构建

由于功能预设的存在，使得生物学解释框架不同于物理科学。那么，在生物学理论中，是否能实现一种从功能解释模式框架向演绎解释框架的模式转换，在消除功能预设的同时，又不破坏分子与生命之间的联系呢？模式的建立与科学理论的构建过程相关，通过其构建过程的分析，对于模式转换问题有着莫大的启示。

演绎性解释框架模式如下：

（1）l1，l2，……，lr

解释性陈述或前提

（2）c1，c2，……，ck

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

（3）e

解释对象

其中，l1……lr是规律般的全称陈述，c1………ck是关于初始条件的特称陈述，e是描述单个事件的特称陈述，也就是对要给予解释的现象的陈述。如果e能够作（1）中的全称陈述和（2）中的初始条件的特称陈述的演绎结果，则它就得到了解释〔4〕。这种解释框架实际上就是要对自然现象寻求一种因果性解释：如果条件c1、c2…ck存在，则必有现象e出现。

一个严密的、完美的科学理论体系必须使用这种解释框架，这已成为一种模式。从物理学到化学，基本上已达到了这种要求。而生命现象的特殊性，如趋目的性，使我们在传统的生物学理论中仍到处采用目的性或功能性解释，特征是以未来的一种既定状态作为当下行为的依据，或以生命现象为整体背景，以组成部分（如分子）对整体所具有的功能作为组成部分的行为依据，因而我们常采用这样的语句：“为了达到某种目的而如何”，或“……具有使达到某种目的功能或作用”。功能的依据不能仅仅从组成部分本身的性质给出，必须依据整体的状态才能得以解释。〔5〕因此，这一框架与人们寻求自然界因果关系的精神不相吻合。

演绎体系的建立，主要在于规律性全称陈述的建立，即定律、原理建立。在这个过程中，解释的对象先是作为经验基础参预了定律的构建，例如，对无机界实体及其性质的认定，依据于宏观的经验现象和数据，然后，回过头来演绎解释其他现象。既使遇到新的观察事实，它与规律性的全称陈述的演绎结果不符甚至相反，也可以通过修正或证伪的途径，或修改、或重建规律性的全称陈述。证伪，也是“解释对象”参预构建“解释前提”的途径之一。由此保证了演绎性解释框架在物理科学中的有效性。

解释对象，将其看成一个集合，其中某些“元素”作为经验基础参预了理论构建，从而内化于解释的前提。这样的解释前提，再去解释其他“元素”时，可能会发生以下三种情况。第一，演绎的结果与新的解释对象相符，从而得以证实和支持；第二，演绎结果与新的解释对象不符，发生证伪，因而要对理论进行修正，新的解释对象就此参预了理论构建；第三，解释前提的演绎结果，与新的解释对象无关，既不证伪，也不证实。

第三种情况对于我们非常重要。在这种情况下，我们需要以此为经验基础，构建新的解释前提。这是物理科学体系中并非存在唯一的解释前提的原因。重要的是，生命现象对于物理科学中的解释前提来说，也正是处于既不证实、也不证伪的境遇。但，第一，它没有参预构建新的解释前提，第二，它也没有作为解释对象：生物大分子行为的结果，只局限于物理、化学领域内，生命的特性似乎游离于分子行为之外。作为解释对象和参预解释前提的构建，二方面具有潜在的统一性，而生命现象以另一种形式出现，即在解释之先作为一个其作用类似于解释前提的目的性或功能性预设。当然，它并不与解释前提等同。事实上，正是由于它的存在，才代表了与演绎框架不同的目的性或功能性解释框架。下图表示出分子生物学理论中同时采用的两种框架之间的关系：

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃ 解

生

解

┃

┃ 释 ━━━━━━━━ 物 ━━━━━━━━ 释

┃

┃ 前　演绎或因果关系

大　演绎或因果关系

对

┃

┃ 提

分

象

┃

┃ c1

子

e

┃

┃

行

┃

┃

为

┃

┃

c2

┃

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃赋予生物学意义

整体的生命现象（目的性或功能预设）

方框内是演绎解释的框架，解释前提c1是指以微观实体为起点构成的物理科学解释前提，它来之于物理科学的理论构建过程；解释对象e是指用物理和化学手段将生物体进行处理后，形成的无机环境背景下所显示出的现象，如dna晶体的x射线衍射图、试管中的化学现象；生物大分子行为c2是指诸如dna、蛋白质等行为过程；目的性或功能性预设来之于对宏观生命现象的认定，它不是作为解释的对象，而是赋予生物大分子行为以生物学意义，赋予dna碱基变化以“变异”的意义，赋予血红蛋白与o2、co2的结合与分离以“呼吸”的意义，即生物大分子的活动或行为都必须指向生命整体，以其为最终目标。在这种框架中，生物大分子的行为只是一种形式或“载体”，负载着生命现象所赋予的意义，这是分子本身并不逻辑地蕴涵着有关生命特征的概念的原因。

人类对于生命现象的直观经验，在此以目的性或功能性预设的形式出现，这提示我们，生命现象要融于物理科学的演绎体系，其本身要参预物理科学的解释前提的构建，从而使其从这种预设的形式转换为某种内化于解释前提中的成分。

我们从化学还原为物理学的历程中受到一种虚幻的鼓舞，从而忙于将生命还原为已有的物理科学定律，这是一种狭隘的还原主义。化学现象之所以可以成为物理学解释前提的演绎结果，是因为物理学的解释前提不仅仅属于物理学，而是二门学科共同享有。

量子化学的诞生与发展，是化学从理论上成为物理学演绎体系的一部分的标志。这一度使人相信在生物学中也可以发生类似事件。但是，从理论构建历史中可以发现，生物学与化学，二者在同物理学的“亲缘”关系上存在着巨大差异。用来作为化学现象的解释前提的微观物理学同化学本身有着极深的渊源关系。只要罗列一下原子结构、量子力学的形成历史就足以说明这一点。

早期化学

原子论

元素论

量子化学 ──

│

元素周期律─电子运动理论

│

│

原子结构论─ 量子力学 ───

①道尔顿所创立的原子论，首先是化学理论，为近代化学奠定了理论基础，其动机则是期望用经典力学的观念来解释化学；

②元素及原子一开始是化学研究的对象，也是一个化学概念，以后成为物理学研究的对象；元素周期律是化学体系中举足轻重的理论；

③原子论、元素周期律导致了原子结构理论的诞生，以及成为电子运动理论诞生的契机；

④玻尔创立量子理论的基础是原子结构模型、氢光谱及巴尔末公式；而量子力学首先对分子最成功的解释正是对氢分子的说明，因而诞生了最子化学；

⑤量子力学、电子运动理论是量子化学的理论基础。

因此，用来演绎解释化学的那部分物理学理论，首先是从化学走出来的，微观物理学便“天生”具有了解释化学的胎记。这种历史性的构建过程，保证了它们的概念、命题、现象之间存在着天然的逻辑蕴涵关系和证伪、修正关系。

对于生物学来说，只需指出下面一点就足够了；物理学、化学的理论构没有采纳生命界的任何生命现象的特征，或者说生命现象没有参预物理学、化学的理论构建。至少在系统理论、耗散结构理论或自组织理论建立之前是这样的。

3广义还原与生物学自主性的新含义

在狭隘的还原主义看来，仅从无机界现象中构建起来的理论诸如实体的性质、行为、运动规律等，相对于生命世界来说，无可怀疑地有着先天的真理性，是永恒的基石，对它的证伪、修正或完备性的补充，只能在对无机界的研究中进行，而生物学、生命现象只能动地等待着解释和还原。针对于此，我们应持有一种广义的还原主义，将物理学理论或演绎的解释前提体系看成一个对生物学、生命现象开放的理论体系。系统理论的奠基人贝塔朗菲、控制论的创立者维纳无不受到生命现象的启迪。正如贝塔朗菲所建议：考虑到有机体具有整体性，会发育、变异、生长，为了描述它们，我们必须运用调节、控制、竞争这些传统自然科学（主要指物理学、化学）没有的新概念。〔6〕另一个著名事例是耗散结构理论诞生于热力学理论对于生命自组织性的不完备性。

生命界的各种现象中，是否存在着对现有物理学、化学定律证伪的事件，是否能象黑体辐射现象对经典物理学进行证伪从而赋予基本粒子以一种全新的行为和性质，到现在为止还不得而知。现在的情况是生命现象对正统的物理学既不证实也不证伪，而系统理论、耗散结构论、超循环论等新兴学科，正在吸收生命现象的特征，并与正统物理学相联系。

对于这个问题，如果认为“生物学能否还原为物理科学与能否用物质的原因阐释生命现象”是两个问题〔7〕，那是不妥的。将两个问题截然分开的根源在于把物理科学所研究的物质运动规律封闭于无机界，同时认为生物界中的物质运动规律独立于物理、化学规律，也就是独立于无机界。但是，只要承认生命来之于无机界，就无法把无机界的运动规律与生命界运动规律绝对地划界，因而也就不应在物理、化学与生物学理论之间人为地划出一条不可通约的鸿沟。物理学的还原地位是先天的，这是它所研究的对象决定的。即使生命界存在许多现有物理学所不能解释的现象，甚至出现与现有物理学规律相悖的现象，也不应成为生命运动规律独立于物理规律、生物学独立于物理学的理由。生命界存在物理学不能解释的现象（或与物理学定律无关），说明物理学的内容还不完备，有待于充实、丰富和发展；如果相悖，说明二者至少有一方是错误的，要么修正物理学，要么修正生物学规律，要么二都有待于修正，以达到逻辑上的统一。辩证唯物主义认为，物理学和化学规律在生命体中的作用的“范围被限制”了，物理和化学规律在生命体中并不具备发挥作用的充分条件。我们必须深化这一观念，对此做出更清晰的解释和理解，而不能在此止步不前，更不能将这种“范围被限制”作为生物学规律与物理学规律之间存在一条天然的逻辑鸿沟的理由。只要我们追究这种“限制”（即生命的有序性、组织性）是如何从无机界产生的，并将封闭于无机界领域的物理科学解放出来，那么生物学就可以广义地还原为物理科学。耗散结构论、协同学、超循环论等都是在这种背景下产生的新物理科学，所取得的成果使我们看到将生命现象纳入演绎框架体系的希望。这虽然只是初步，但科学的生命力在于不断引进新概念来解释不曾解释的现象。

在此，可以提出生物学自主性的新含义，这种自主性并非表现为生物学必须具有独立于物理学和化学、并且不能从后者获昨解释的规律，而是表现为生物学及生命现象作为物理科学的构建基础之一，参预物理科学的理论构建；物理科学自身也不应拘泥于无机界之中，只有如此，才能构建一个对于整个自然界是完备的物理科学体系。反过来说，仅将无机界作为理论构建的经验来源的物理学，其对于生命现象的不完备性，体现了生物学对这种物理学理论的那种过去所理解的自主性。

4　非线性还原

将物理科学与生命科学统一于一个演绎解释的框架之中，是还原的需要，因而也是广义还原的需要，以反映从分子到生命的逻辑过程。不过，这是一个非线性的逻辑过程。

辩证唯物主义所认为的“不能把高级运动形式归结为低级运动形式”中的“归结”一词，其意义是模糊的，含有“演绎解释、还原、简单地组合或机械地相加”等诸多含义。我们认为，“不能归结”的提出，有着历史背景，是针对十八、十九世纪机械的、线性的还原论进行的批判。机械自然观认为，生命运动是低级运动形式的机械组合，相应地，生命体是一种机械装置，用今天的术语说，生命是生物大分子及其行为的线性迭加，二者之间是一个线性的逻辑关系。现代自组织理论已揭示出，生命的自组织过程是一个从分子到生命的非线性动力过程。与理论之间的广义还原相应，本文提出实体上或本体论上的非线性还原。现代物理学发现，自然界普遍存在的是非线性关系，而线性关系极为少见。无机界同样存在着非线性的自组织过程，这说明自组织性并非为生命界所独有，而是生命界与无机界的桥梁，而物理学所研究的就是这种发展过程的动力学原因，描述它们的逻辑过程，无论是线性还是非线性的。这是物理学处于先天的还原地位的理由。如果说物理学内的演绎框架体系是由于对无机界运动或现象的统一解释的需要，那么，在物理科学与生命科学之间建立一种非线性逻辑演绎关系，则是对无机界与生命界统一解释的需要。因此，演绎框架的合理性并非只存在于物理科学与无机界之间的关系中，并不仅仅是建立物理科学体系的标准。这种合理性同样存在于物理科学、生命科学、无机界、生命界之间的关系中。

5 总结

生物学自主性的根源在于：生命现象是人类直观经验来源之一。它以不同的方式参预了理论的构建：在威廉斯、鲁斯那里，直接针对着生命世界构建一个公理化体系，如果将理论封闭于生命世界中而不向无机界拓展，可建立一个自足的演绎体系，与物理科学演绎体系相并列，这是自主性的一种表现；在以分子生物学还原经典遗传学的过程中，它以解释之先的目的性或功能预设的形式参预了生物学理论的构建；本文受到新兴学科的启示，提出生物学自主性表现为这种经验来源及理论（或陈述）直接参预物理科学的构建过程。

阿亚拉（f．j．ayala）曾提出，可以把还原论区分为三个层次：本体论还原、方法论还原，理论的还原。对此，本文提出了在理论之间的广义还原，本体上的非线性还原；方法论上，物理科学应是对生物学、生命现象开放的体系，生物学、生命现象应直接参预物理科学的理论构建，这并不是指利用物理、化学手段将生物体破坏，在试管中还原为无机背景，因为这已推动了生命现象作为直观经验的价值。生命现象参予物理科学理论构建的价值体现，离不开生物学理论作为必要的中介作用。

参考文献

〔1〕wiliams，m．b．（1970）．deducing　the　consequence　of　evolution：　a　mathmatical　model．journal　of　theoretical　biology，　29：343－385。

〔2〕rosenberg．a．（1985））．the　structure　of　biological　science．（cambridge：　cambrideg　university　press）

〔3〕董国安：论生物学自主性，《自然辩证法研究》，1992年第10期，第48页。

分子生物学相关论文篇（4）

1理论教学

1.1多媒体和网络资源结合教学，提高教学效率

分子生药学是生药学与分子生物学交叉融合的学科，其研究内容包括中药的分子鉴定、药用植物有效成分的生物合成与调控机制及药用植物的转基因与分子育种等领域所取得的最新成果和所涉及的理论知识[3]。分子生药学是现代分子生物学技术与传统生药学的有机融合，在进行分子生物学理论教学时会有较多重要的专业性概论，如果仅仅通过传统的教学模式以书本为中心，单向灌输，是很难让学生有生动而深刻地理解。在多媒体已成为大学课堂教学的基本配件设备和网络资源十分丰富的情况下，利用多媒体和网络资源相结合进行分子生药学理论教学，无疑可以大程度上提高学生的积极性和主动性。多媒体不仅可以展示文字和图片等信息，更可以通过音频和视频等感官刺激引起学生的注意力，提高教学效率。如在介绍《分子生物学》中药用植物功能基因组学研究的内容时，可以通过多媒体播放石斛等一些药用植物的取样、保存及进行全基因组测序的讲解视频和资料，例如2020年安徽省皖西学院主导完成了药食同用的植物霍山石斛(DendrobiumHuoshanense)的全基因组测序，为明确霍山石斛的神奇功效、挖掘其功能基因提供有力基因序列支持，通过相关视频的介绍，可以向学生清晰生动的展示如何利用分子生药学技术解决在实际中解决问题。此外还可通过多媒体链接网络资源，可进一步向学生展示和推荐学习资源，如美国国立生物技术信息中心(ncbi.nlm.nih.gov)，药用植物组学数据库(herbalplant.ynau.edu.cn)和中草药数据库(pewiki.net/herbs-data)等网站和学台，使学生可以了解分子生药学相关领域的最新研究进展和前沿技术，拓展学生在该领域的视野，有利于培养学生自主学习能力，在此基础上使教学效率得到有效提高。

1.2引入类比，使复杂问题简单化

类比法是比较研究对象的貌异质同的思维方式，是一种非常重要的逻辑推理方法，由于分子生药学中的道地药材中存在着相似的规律和显著的差别。在教学过程中可以利用类比的方法进行讲解，通过引入类比，将道地药材的异同点进行总结和分类，把复杂问题简单化。在介绍《分子生药学》中，药用植物有效成分的生物合成一章的内容时，在教学上可以引入类比，使学生更容易理解和记忆相关的知识点。如药材麻黄和桂皮功能上异同点是都具有发汗解表的功效，都可用于风寒表证。但二者不同的是麻黄，以宣散为主，发汗力强，适用于外感风寒，恶寒无汗的表实证，适用于肺气壅揭之咳喘证及水肿。桂枝，以温通为主，发汗力较缓，外感风寒，无论有汗的表虚证和无汗的表实证均可用。常用治寒凝血滞诸痛证，痰饮，心悸脉结代等证[4-5]。通过引入类比，可以让学生对知识点留下深刻的印象，有利于学生的理解记忆。此外，在分子生药学教学中可将复杂的药用植物合成途径与简单的模式植物的合成途径进行类比。由于模式植物研究的比较深入，相关的知识点和合成途径比较清楚，二者类比之下，可以形成先易后难得过渡，使比较复杂的，难理解的问题简单化。有利于学生的理解和探索，可以激发学生的主动性和积极性，从而使教学效率得到提高。

1.3文献解读，扩大学生视野

书本教材是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。所包含的知识往往是对前人研究的总结，其中的经典理论和原理是在不同时期经过反复验证仍然成立的，具有较强的教学和教育性质。但是随着科技的发展，分子生物技术是不断更新和进步的，仅依靠书本教材的讲授，有时候会忽略相关领域最新研究进展和发现。而在当今世界，很多领域的最新研究成果和技术原理，大多时候都会以论文形式发表于各类期刊，以此提高作者在相关领域的知名度。所以，很多学术期刊、论文里包含的知识点、技术和方法等，较课本教材在时间上具有前瞻性。通过在课堂上适宜的引入文献解读，有助于扩大学生在该领域的视野。此外，把文献里作者的研究思路、设计以及运用的技术原理与课本教材上的进行对比，不仅可以加深学生对相应知识点的理解，还可以激发学生的创作力，拓展学生的思维模式，进而激发学生的主观能动性，从而使教学效率得到提高。

2实验教学

2.1设置课前思考题，“预热”实验内容

分子生药学的实验是教学过程中的重要坏节，它是把课堂教学中所获得的理论知识加以验证和巩固，并结合课堂讲授而进行的教学活动。通过对实验中实物的观察、辨别和验证，从而使学生将所学的理论知识和实践联系起来，建立一个既与理论课有一定互补作用，又具有相对独立性的实验体系[6]。但是，实验教学又不同于理论课教学，它要求学生对实验目的、实验原理及仪器设备等实验装置都要有充分的认识。这些内容仅靠老师在实验课前的讲授是难以达到良好的效果的。通过设置课前思考题，在实验课之前必须看完有关的实验讲义。在实验课之前，完成所设置的课前思考题，并按要求写出预习报告。课前思考题的完成，将有助于学生对实验原理的掌握，对将要进行的实验内容起到“预热”的效果。因此通过思考题和实验预习报告不仅能提高教师实验课的效率，还能加深学生对理论课内容的理解，增强学生们做实验的积极性，有利于培养学生的独立思考、综合分析能力，科学思维能力和创新意识。

2.2任务分解，激发学生的协作能力

实验教学中，往往需要将学生分成几个小组来进行，这也是对学生相互协助能力的培养。但是在传统的实验教学下，多名同学围绕一个实验内容展开，难以调动所有同学的积极性和主动性，预期的实验教学效果往往并不是特别理想。但通过将实验内容进行分解，使之形成多个小的任务目标，将其分配到每个小组成员，各成员之间围绕这任务目标存在紧密的联系。如在《分子生药学实验》中的分子鉴定实验部分，可将其拆分为三个小的实验任务：(1)药材DNA的提取，(2)DNA的验证和(3)PCR扩增等3个小任务。每个小组成员负责一个小任务，这些任务彼此之间存在相互依赖和先后顺序的关系。如DNA的验证需要在药材DNA的提取基础上，PCR扩增则需要在药材DNA的提取和DNA的验证的基础上。这样对实验任务进行分解不仅可以在实验教学中极大地调动学生完成实验的积极性，还可以激发学生的团队协作能力。通过对实验内容的设计，形成任务驱动的模式，可以极大地调动每位学生的积极性和主动性，有利于均衡的培养学动手能力和协助能力。

2.3结合认识实习，深化理论知识

认识实习是教学计划的重要组成部分，也是培养学生运用新技术新方法解决实际问题的第二课堂。因此通过合理安排学生参加认识实习，一方面可以提高学生的感性认识，另一方面可在认识实习过程中，将学校获得的知识在生产实践中进行验证，反向检测书本上理论的准确性。将在学校所获得的知识与生产实践融合，进而加强、深化已经学过的理论知识，整体提高对知识的综合运用能力，并激发自己发现问题和解决问题的潜力。通常为了更好地突出教育教学的性质，学校开设的分子生药学实验课程，多数是属于验证性教学实验，实验结果属于已知状态。而生产实践和科学研究中很多属于未知状态，通过合理安排实习，可以更好了解学校教学、社会生产和科学研究之间的差别与联系。为学生将来能更好的融入社会做好充足的准备和理性的认识。此外，认识实习也是培养学生了解和融入社会的一个过渡阶段，通过结合认识实习，深化理论知识，有助于学生了解相关领域发展的方向和趋势，找准自己未来发展的方向，达到学有所用，回报社会的目的。

3结语

分子生药学作为新兴学科，是融合了分子生物学和生药学的交叉学科，随着分子生药学学科的不断发展，其研究方向、技术水平、理论思想和学术影响都得到了专家和学者的广泛认可。特别是在生物合成途径解析以及合成生物学方面发挥了越来越重要的作用，比如著名的青蒿素、止痛的阿片类药物、紫杉醇等都离不开分子生药学理论和实验技术的支撑[7-9]。因其着眼于现代科技发展的前沿，分子生药学科的发展具有强劲的动力和巨大的空间。但是，分子生药学尚处在发展阶段，在教授过程中对学生的专业基础要求较高，因此需要高度重视分子生药学课程建设和教学方法的改革。而教学方法对提高学生对课程的兴趣和教学效率有着至关重要的作用。在教学方法上要注重强化理论与实践紧密结合，做到学生学习目标明确，深入浅出，学以致用。提高学生富有前瞻性和实用性的课堂教学效果，将是分子生药学教学发展的重点。

参考文献

[1]崔浩，霍峥屹，熊薇，等．分子生物学课程双语教学改革研究[J]．科教导刊(中旬刊)，2020(23)：109-110．

[2]张丹，王颖莉，杜晨晖，等．生物学技术在药用植物鉴定中的研究进展[J]．中国实验方剂学杂志，2021，27(01)：222-230．

[3]袁媛，黄璐琦．道地药材分子生药学研究进展和发展趋势[J]．科学通报，2020，65(12)：44-53．

[4]刘志刚，柴程芝．分子生物学课程双语教学改革研究[J]．中国中药杂志，2019，44(18)：53-59．

[5]侯仙明，张凯，王亚利，等．肉桂镇咳祛痰及平喘作用的药效学研究[J]．时珍国医国药，2009，20(04)：831-831．

[6]周荣荣，刘娟，袁媛，等．基于科研成果转化促进分子生药学实验课程教学水平[J]．中国实验方剂学杂志，2019，25(17)：148-151．

分子生物学相关论文篇（5）

易学是以阴阳理论（阴阳学说）为其理论基础的科学体系，这是易学区别于其他学问的根本特征或标志。易学是中华传统文化的根，易学知识包括了全部的中华传统文化知识。大凡中华传统文化无不打上阴阳论的烙印，包含了天人合一的思想，都属于易学体系的范畴。易学有易理和易术两大部分的内容，易术是易理的实际具体应用，也是检验易理的真理性的过程和根本途径。那么，构筑易学大厦的阴阳理论的科学本质、物理含义是什么呢？下面就从这一问题谈起。

大约在五千年前，我国的远古先人们利用悟道的方法，创立了伟大灿烂的易学文明。在之后的几千年内，易学不断得到充实、发展、完善、壮大。同时，由于易学的抽象特点，使得人们难以理解和接受，使易学的发展经历了无数的波折磨难，尤其是在西方科学（现学）诞生之后，东方科学（易学）更加走向了没落衰微。近些年情况略有好转，易学著作大量面市，易学逐渐受到人们的重视。但是情况还是不容乐观，人们研究易学从来是从人文科学的角度进行的，放在社会科学和生命科学的领域，从来没有从物理学等自然科学的角度开展工作，从事自然科学的人是不会或者耻于涉足这些“迷信、封建、反科学、伪科学的东西”的。他们宁愿对客观实在的易学现象视而不见，而不愿去接受这些客观事实，不愿努力去揭开这些客观现象的本质奥秘。

易经科学又名易学、易经、易，是关于易这种物质的学问，是由周易、中医、气功、武功、炼丹、风水、算命、看相、姓名、解梦、易卜（奇门、六壬、斗数、时课、梅花易、纳甲易、测字、占卜）、宗教、符咒、文史、兵法、术数、法术、星占、巫术、诸子百家等多门易学学科组成的庞大的科学体系，在易学科普名著《西游记》中大多有所介绍。易学的知识、著作、代表人物在历代史书古籍文献里都有记载。相传学了易学就能够无所不知，就能够知道天上、地下、人间三界和过去、现在、未来三世事物（就是所有时空的一切事物），都变成了洞晓天机的活神仙。

易学是经过数千年漫长而广泛的易学应用社会实践活动严格检验证明的，是实用有效的科学真理。易学知识对人们认识世界改造世界，对人们提高自我都是很有用的。事实表明：中医能诊治疾病、气功能全面养生、武功能健体强身提高抵抗环境的能力、风水能影响命运（身心健康和思想行为）、算命看相能了解命运把握人生动态从而趋吉避凶、易卜能了解事物的发展变化情况，这些都是有大量的实例证明的，其科学真理性是不容质疑的。易学（尤其是易卜）做不到百分百准确，问题不在于易学的理论和技术本身，而在于用易的人学艺不精或用心不专。无论做什么事都要用心，只有认真学习认真应用才可能成功，对于易学尤其如此，因为易学是关于时空的学问，时空变迁不再，往往很难重复实验同一件事（这是同现学对象根本不同的），讲究的是“心诚则灵且必灵，心不诚则不灵且必不灵”。

我们要用唯物论的和科学的态度对待易学现象。易学至今不能登上大雅之堂，不能在神圣的科学殿堂里占有一席之位，一个决定性的原因就是因为人们普遍认为易学不是科学的东西。大量的事实证明，只靠用易实例证明易学的科学真理性是远远不够的，是难以令人信服的，只有把易学的道理讲明白了，人们才有可能广泛地去认识她接受她，学习她应用她，让她为人类服务。这就是本文的写作目的。本文从物理学角度阐明了易学的科学本质和物理学原理，掀开了蒙在易学头上的神秘面纱，揭开了易学的千年奥秘，为弘扬易学文化扫清了理论障碍，对易学的传播、发展、壮大具有十分重大的现实意义和历史意义。

现代人用观测实验的科研方法发现和认识了各种实物创立了现代科学，几千年前的中华古人则是利用悟道这种特殊的科研方法发现和认识了易这种物质创立了易学体系，易学是中华古人利用悟道的科研方法创立的科学体系。。什么是悟道？悟道就是应用气功修炼的方法开发出来的生命潜能（特异功能、经络穴位功能）的应用，是经络穴位功能的开发和应用，是一种利用经络穴位去感知宇宙中六气（易）信息的方法。不同的是，思想是常人平常的思维活动，感悟（灵感、顿悟、悟性）是常人进入气功态后才能突然出现的生命潜能，而且往往是一瞬即失不可复寻的，而悟道是练气功有大成就的得道高人必然具备的生命功能的应用，是随心所欲就能出现的生命功能。有些人具有平常人所没有的特异功能，他们有的可以利用心灵感应交流信息，有的可以预感到未来事物的发生，有的可以知道过去的事情……通过气功修炼，可以进入无我的入定状态，这个时候就能够感知到宇宙间的各种气信息─—六气信息，在《镜花缘》一书里对气功入定现象有精彩的描述。当练气功有大的成就后，就是得道高人、神仙，他们可以随心所欲地感应到六气信息。

中华古人利用悟道的方法感知六气信息，并以六气阐述一切，形成了易学。易学的理论很杂，内容涉及到所有时空的一切事物，但是其基础理论就是精气神、经络穴位、阴阳五行三大理论体系，分别阐明了气的来源演化、现象分布、运动作用规律及其性能应用等问题。至今为止还没有人能够明白这些理论名词的意思，即其所代表的物理学含义和科学本质。

炁学（炁体科学）将宇宙物质（哲学物质、广义物质）分为炁粒、炁流、炁体共三类炁体物质（三炁），炁粒为实物，炁流和炁体为虚物，炁体为静止的虚物，炁流为流动的虚物，就是能量、能、力。三炁的关系就象冰雪、流水、静水这三类水物质的关系一样。实物是质点物质，是看得见、摸得着、有形质的物质，构成了实物世界，形成了实物现象（物理化学现象、看得见摸得着的自然现象），经常又叫做物体、实体、物质、物，其实是狭义物质。实物有固液气体三种物态（包括等离子态和中子态），分为生物和非生物二类。实物都是由量子（核子和电子）构成的，量子原子分子物体（固液气体、生物和非生物）。虚物是没有质点的物质，是非质点物质，是看不见、摸不着、无形质的物质，命名为炁体，英文名字为jies，简称为炁，规定炁读jì以区别于易学的炁字（音义同气）。虚物构成了虚物世界，形成了虚物现象，例如：易学现象（中医、气功、武功、风水、易卜、精气神、经络穴位、阴阳五行、金丹）、生命现象（特异功能、灵魂、心灵感应、生物能、智能、返老还童）、哲学现象（生产力、生产关系、阶级等社会现象，以及意识、哲学物质、矛盾、运动）、自然现象（场能、能量、时间、空间）。虚物炁体是存在于真空里的物质─—太空是纯净炁体的海洋（纯炁海），大气是受到气体分子和尘埃物质污染了的脏炁海，在物体中除了量子之外都是炁体（电磁场物质）─—易学把虚物叫做虚、无、无有、气、风水，就是经络穴位里的物质，把虚物占据的空间叫做经络穴位、风水宝地。将实物炁粒研磨到质点（粒子）消失时就变成了没有质点的虚物炁体。由此推知，炁体凝聚成炁粒，炁粒还原为炁体。炁体生成炁粒的具体过程是：炁体炁子量子原子分子物体。从量子到物体在现学里已经揭示了，这里主要讲炁子。现代科学的研究成果证明，任何炁粒都在产生炁流─—引力能和斥力能（辐射能），在易学里叫做阴阳二气。易学指出：精生气。能量的本质为炁流，是炁粒吞吐炁体引起的炁体流动现象。炁子是特殊形态的炁流，是电场和磁场（阴阳二气，引力能和斥力能）的对冲状态物，易学里叫做冲气、太极、一，现学里叫做电磁场、化学健、结合能、内能。炁子是组成实物的主要物质─—除了量子（核子和电子）之外都是炁子。炁子形成了非生物的经络，炁体形成了生物的经络穴位。经络是炁流的通道，是联系一切事物的纽带。炁流总是在经络中流动的，是宇宙的动力源泉，在生物体内称为生物能。三炁物质不停地相互转化相互作用，形成了永动不息的物质世界，形成了宇宙间的一切事物和一切现象。

易学就是关于易（气）这种物质的学问。易学以气阐述一切，形成了精气神、经络穴位、阴阳五行三大理论，分别阐述了气的来源、现象、分布情况、阴阳五行性能和运动作用关系及其应用等问题。易学将物质分为精、气、神三物，分别对应于炁学的炁粒、炁流、炁体三炁物质。精气神三物的关系就象冰雪、流水、静水这三类水物质的关系一样，风水（虚物）和淡水有十分相似的现象。精就是实物，神和气为虚物，神为静止的虚物，气为流动的虚物。精又名有、形、象、器，气又名五行气、五行、五气、行气、炁、风、火，就是水木火土金这五种物质，神又名道、易、元气、真气、正气、内气，神气又合称为六气。易学指出：宇宙里共有六气，就是元气和五行气。对于气的起源，易学的精气神理论指出：“气生精，精生气，精生神。聚津成精，炼精化气，炼气化神，炼神还虚。无生有，有归无。万物生于无有。道生万物：道生一，一生二，二生三，三生万物。易生万物：易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦生万事万物”，这些理论又叫做六道轮回理论，是关于六道物质（道、一、二、三、万物、行气，即炁体、炁子、量子、原子、分子、能量）的学问，其实就是炁学的三炁演化规律的学问：炁体（道、易）炁子（一、太极、冲气）量子（二、两仪）原子（三、八卦）分子（万物，六十四卦），四象为离子物质（例如：Na+、Cl-、NH4+、OH-）。易学以气为手段对宇宙间的一切事物进行了气学分类，形成了易学。易学以阴阳二气阐述一切的科学方法论，同现学以引力和斥力（吸引与排斥、收缩与膨胀、矛盾）阐述一切的科学方法论在科学原理上是完全一致的。

上面已经讲了精气神理论和经络穴位理论的科学本质，下面讲阴阳五行理论的科学本质。

能量物质和能量的本质。人们根据能量现象已经认识到能量是一种物质，但是对能量这种物质和能量的本质还不清楚，能量是一种什么样的物质？能量物质和我们所认识的物体有什么不同呢？现学指出：“能量是守恒的，是无生无灭的，只可能相互转化”，但是易学并不这样认为，易学认为能量和其他物质一样是有生有灭的。易学的这种观点是完全符合辩证法哲学原理的：“一切具体的事物都是有生有灭的”，当然能量也不例外。易学指出：“精生气，气生精”，气就是炁流、能量、能、力。炁粒还原成炁体就不能生炁流了，炁流变成炁体也就不再是炁流了，这就象冰、水和水流的关系一样。我们已经知道，任何炁粒都在产生炁流，都在产生引力能和斥力能（辐射能），都在产生阴阳二气。能量的本质为炁流，是炁粒吞吐炁体使炁体流动的现象。炁粒为什么能够永不停息地生产炁流呢？从奇点理论可以知道，炁体是能级无限大的物质，当炁体变成炁粒时，炁粒的能级是一定的，由质能公式E＝mc2确定，其余能级（还是无限大的）使炁粒吞吐炁体形成炁流，换句话说，炁粒是以炁体作为能源，能永久地产生炁流能量的物质。这就涉及到一个永动机问题。按照现学理论，永动机是不可能存在的，因为产生能量就必须消耗能源，就必须补给能源。事实上永动现象到处都是，永动不是主观的或者超现实的东西。例如哲学指出：“世界上一切事物都是处在永远运动、变化中。运动是物质固有的根本属性。物质和运动不可分”，物理学指出：“整个自然界是由不断运动着的物质所组成，绝对静止的物质是不存在的。电这种物质也是在永不停息地运动着，根本不会有静止不动的电。组成一切物质的分子都在不停地作无规则运动。量子产生恒定的电场和磁场。原子中的电子在不停地绕原子核运动”，可见，永动是普遍存在的客观实在的自然现象和科学事实，只是我们还不知道物质永动的动力源泉是什么？还没有揭开物质永动的奥秘而已。现在揭示物质永动的科学原理如下：炁粒是以炁体为能源生产炁流的物质。宇宙里除了量子炁粒以外其余的都是虚物炁体（包括炁流和炁子），炁体以自由态（炁体和炁流）存在于太空、大气、经络穴位中，以结合态（量子和炁子）存在于实物物体中，因此炁粒实际是浸泡在炁体这个能源海里运动的。炁体这个能源无处不在，无须携带，也不会用完，故炁粒能永远生产炁流，能永动不止。炁体是唯一的理想能源，炁粒是永动机的雏形，永动机是完全可以制造出来的。

时空物质和时空的本质。时间、空间、意识、社会等都是客观存在的物质现象，根据哲学原理：“世界是物质的。物质的唯一特性是客观实在性”，世界上根本没有非物质的或超物质的东西存在，因此我们知道，这些东西都是物质的存在形式。我们已经认识了这些现象，但是还不知道这些现象的本质。形成这些现象的物质就是炁体。易学揭示了时空的本质。易学的本质为气学，是关于气的学问，是以气阐述一切的学问。易学以气为手段对宇宙间的各种事物进行了气学分类，形成了精气神、经络穴位、阴阳五行三大理论，分别阐明了气的来源、分布、演化、现象、性能和运动作用规律及其应用等问题。其中，阴阳五行理论由阴阳、五行、天干、地支、甲子、八卦六个理论组成，揭开了时间和空间的物质性本质问题。

何谓阴阳？炁学揭示了阴阳律的本质，阴阳理论就是关于引力和斥力的力学理论。研究揭示，阴阳是能流（力）的方向（引力和斥力）的易学术语，阴阳符号叫做爻，是代表引力和斥力的易学专用符号，阴阳理论是关于能流的方向的变化规律的学问。阴阳理论（阴阳律）就是哲学里讲的矛盾律（对立统一规律）。哲学已经揭示了矛盾律的普遍性、科学性、真理性。我们知道，任何质点物质都在进行吞吐炁体的活动，这一活动的结果是引起炁体的流动形成炁流，炁流就是能量、能流。这是能量的起源，是物质永动的动力源泉。质点吞吐炁体的能力和产生能流的性质（阴阳），和质点功率（内因）及外界条件（外因）二者紧密相关。换句话说，阴阳理论就是关于引力和斥力的力学理论。精生气，气的方向和大小为引力能和斥力能，用阴阳和五行表示。气流向精体为阴气为引力能，反之为阳气为斥力能（辐射能），用阴阳符号（爻，阴爻、阳爻－）表示。如图示：

何谓五行？现代物理学常识告诉我们，宇宙世界间有且只有场能、波动能、热能、光能、射线能共五类能量现象（形式）。其实我们的先人早在几千年前就知道了这一点，易学里说，万事万物都“不超乎五行之外”。五行就是水、木、火、土、金五气，分别是炁体的稳流、面流、紊流、线流、粒流这五类炁流形态，反映了炁流强度的大小，其特例为场能（电场、磁场、引力场）、波能（声波、超声波、电磁波）、热能、光能、射线能（量子流）这五类能量现象，其能级为（Hz）：声波？～105，电磁波105～1012，光1012～1016，射线1016～？，热能在热性光部分（红外光和热性可见光）。五行之水俗称风水、水气，就是场能物质。根据易学相对性原理，五行分类同样适用于实物（固、液、气体）界，此时的五行之水又指淡水及其水溶液。淡水和风水有类同的行为特征和功能，有相当吻合的类比性。风水就是空气中除了气体分子和尘埃之外的物质，即最近发现的非质点物质、能量物质炁体（在这里炁读jì不读qì）。易学指出：“水润下，木曲直，火炎上，土稼穑，金从革。土载四行，为万物之母”，反映了炁流的基本特征：场能水气象水润物一样湿润下去，波能木气既弯曲向旁边展开又向前面传播出去，热能火气是炎热者冲向前，光能土气能使作物生长（光合作用），射线能金气为量子流，是束缚成团的气物质，它能产生场能，光能具有其余四行能量的性能。这些都是已被现学证明了的科学真理。五行理论就是五行能流相互作用规律的学问。在这方面，现学的研究是很不够的。那么，在科技水平几乎为零的远古时代，我们的先人们是怎样认识五行能量及其作用规律的呢？他们所用的科研方法就是悟道，也就是气功修炼开发出来的特异功能（经络功能、第六感官功能）。

易学以阴阳五行（力的方向大小、引力斥力）这对能量范畴为手段，对天（日、月、星、辰诸天体）、人（生物）、地（地球，非生物）三界（三才）物质进行了能量学分类，并研究其能量作用规律，于是产生了天干、地支、甲子、八卦四大易理。其中，干支、甲子、八卦分别是对空间、时间、质点物质的分类，相应理论就是关于其能流相互作用规律的学问。

天干、地支是天地二气（日月星辰和地球产生之气─—引力能和斥力能）的干扰、支配作用，反映了天地二气的来源和阴阳五行性能，是对空间性能（阴阳五行）的划分。天干是“来自天体的能流的干扰作用”之意，天干符号代表了天体能流的性质（方向大小，阴阳五行），天干理论反映了天体能流间的相互影响作用关系和规律。天干作用如太阳的光热、太阳风、太阳引力等能量作用、月亮引力作用（引起潮汐和月经现象）、群星引起的年候差异等，天干引起疾病的问题在中医里有深刻的认识和论述。地支是“来自地球的能流的支配作用”之意，地支符号代表了地球的能流性质（方向大小，阴阳五行），地支理论反映了地球能流间的相互影响作用关系和规律。地支作用如地球引力、地理、气候、环境、地磁、地热等辐射。我们知道空气质量对生命是至关重要的，也是地气作用的结果。天干作用是间接的，地支作用是直接的，地支比天干作用力大得多，故易学上多用地支少用天干。

甲子是时间的代表符号，叫甲子历、干支历，是对时间性能（阴阳五行）的划分。年、月、日、时四柱分别代表了太阳、地球、月球、地上某点（物）在银河系内的宇宙空间位置（日轨、地轨、月轨、物轨），反映了银河系内星辰、日、月、地四天体产生之气（星气、日气、月气、地气）的运动作用规律，反映了天干地支二股能流的相互影响作用关系和所产生的总体效应。

可见，干支和甲子理论揭示了时空的物质性本质（气）和统一性原理（干支结合成甲子，时间反映了空间的变化规律），反映了时空的运动作用规律和时空对其他事物的影响作用规律（阴阳五行理论），揭示了事物普遍联系性这一哲学原理的物理学本质（经络是联系一切事物的纽带，气是联系一切事物的动力物质）。易学时空是物质的时空，具有能量性质，很显然比现学时空观（牛顿时空观和相对论时空观）更加接近时空真理。易学的时间概念是全息的，它反映了时间、空间、能流性质及其相互关系等内容。所以甲子历的时间功能是其他计时技术不具备的，重要的是，甲子历是没有误差的最科学的计时系统，而其他计时方法是有误差的。甲子计时系统具有很高的应用价值和科学价值，从中可以知道很多信息。甲子时间信息在中医上广泛应用，子午流注法、点穴术都有应用。这就是易学的高明之处。永远不会有误差，是最精确最科学的计时系统。干支历记录了地球在星系天体中的相对位置，反映了天体对地球的影响效应，它含有三才要素（时间、地点和地星关系），是全息计时系统。甲子历年的起点是春分（1月4日），月的起点是当月的节气起点（在每月的4~9号之间），日的起点是子时（夜里11点钟，也就是地球正背太阳的时候。以中午太阳最高时刻为午时，相对的子时为日和时的起点），时的起点是单数点（如1、3、5、7、9点钟）。年柱反映的是星气变化规律，其实主要就是太阳系内其他八大行星的运动规律，因为在银河系内的其他星球天体的位置是比较稳定的，它们产生的阴阳五行之气也是比较稳定的，其变化规律由三元（上元、中元、下元）甲子理论揭示。干支历以太阳系九大行星中的五行星（木火土金水五星）和太阳共六星连成一线的时刻为太阳钟的起点，计为上元甲子年甲子月甲子日甲子时，以后每60年为一元，上、中、下三元共180年为一周期。如图示：

现代物理学常识告诉我们，能稳定存在，可以用容器装起来的质点物质是分子离子物质，也就是固、液、气体等实物。双原子分子是能稳定存在的最小的物质形态，单原子是不能单独稳定存在的，否则会变成离子和量子，原子只有变成离子才能单独存在，量子只能以射线形式存在。根据炁学理论，原子是由阴阳量子和层间的电磁场物质结构而成的，用易学物质结构理论表述为，原子三才质点是由阴阳两仪质点和太极物质构成的。这一理论同样适用于原子构成分子万物（固、液、气体实物）的情况，如图三所示。

实物质点是三才物质，是组子。八卦是对组子性能（阴阳五行）的划分。组子是由阴子、阳子、炁子共三类基子物质组成的，例如：阴阳量子构成原子，阴阳原子构成分子，阴阳分子构成物体，在结构体内是电磁场（炁子）物质。每一子都在产生阴阳二气（引力能和斥力能），都有阴阳二态（外界条件会引起三才阴阳性质发生变化），三子共有八类组子，用阴阳符号（爻）表示即为八卦符号，其命名为八卦卦名，此即八卦万物类象的来源和物理意义。很显然，八卦代表了所有组子的阴阳五行性能（合力的方向和大小），所有实物都可以用八卦进行分类。八卦的三爻是构成事物的三大要素的代号，这是八卦三爻的物理意义。三大要素构成了一件完整的事物，所以八卦携带了相应事物的所有信息，反映了事物的性质、功能等完整的内容，参见《八卦万物类象》，这是易经卜技术的信息来源之一。可见八卦是全息信息库。

八卦产生之气叫做卦气，卦气使组子两两相互作用，共有六十四种作用关系，这就是六十四卦，代表了所有八卦质点之间的两两作用关系。八卦理论是关于八卦质点的阴阳五行性能和相互作用规律的学问，就是八卦力学理论。上下卦位反映了两卦质点之间力的相对大小关系。这就是六十四卦的来源和物理学含义。《周易》经文（理论）就是关于八卦的性能及其应用的学问。八卦代表了质点的时间、空间和能流性质（阴阳五行）三才信息，是全息信息体系。八卦分类理论和化学的原子分类理论是一致的：三爻对原子的三层结构（核子、电子、炁子），八卦对八族元素，六爻对六个稳定周期（第七周期都是不稳定的放射性元素），六十四卦对六十四类元素性质（六十三类稳定元素性质，放射性元素为一类性质，第八副族同周期三个元素同一性质）。八卦重迭成六十四卦，原子结合成分子万物。

可见，易学是以一（力、气）概万、包罗万象的学问，只用力学原理（引力和斥力）去阐述所有事物关系和现象，这一点和辩证唯物主义哲学原理是一致的，后者只用矛盾这一哲学范畴去阐述所有事物的内在本质和外在现象。这两种方法论远隔几千年竟不谋而合，这是中西方思想文化的交合点，只是易学的方法论更为科学，易理和易术合二为一，这是现学所没有的功能。阴阳、五行、天干、地支、甲子和八卦理论是对事物进行分类的理论，是宇宙六大全息信息库。它全面概括了宇宙事物的所有关系，把天时、地利和人和三类因素都包含全尽了。学过周易预测术的同志就能够充分体会到以上易经信息的准确性、全面性和炁体作为预测媒介的实在性，它可以预测任何事物。易经科学只用了37个信息元（8个卦，10个天干，12个地支，阴阳2，五行5，共37个），就把宇宙间所有事物表达清楚了，这是多么伟大渊博的思想啊！面对古人创立的易经科学及其所包含的精深智慧真是让我们惭愧啊！神奇的中医、神奇的气功、神奇的易卜术无不显示易学的巨大威力。今天，炁体的发现必将把易学和现代科学结合起来形成炁学，使科学如虎添翼，促进科学的进步，必将彻底改变人类的面貌。

易学是能量科学，是关于能量问题的学问，它从能量观点认识物质世界。易学把能量叫做气、炁、阴阳五行。由于气只有六类（元气和五行气合称为六气），六气都是能够用人的感官感知的，尤其是可以用第六感官经络穴位感知，而经络穴位功能可以用气功修炼的方法开发出来。因此古人能够用悟道这一特殊的科研方法完成了能量学的研究工作，并加以广泛应用，而无须借助任何仪器设备。根据能量的运动作用规律，我们就可以了解能量运动作用的具体过程和结果，这就是为什么易学具有“上知天文，下知地理，中晓人事鬼神。前知五千年，后知五千年”的无所不知的占卜功能的科学原理。但是很显然，由于易学没有深入研究实物精体，因此对精体的认识是很不够具体的，也就无法加以生产和应用，造成了科技不能够发达的状态，这是易学的局限性。也就是说，易学从根本上无法创造物质文明。

分子生物学相关论文篇（6）

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0064-02

传统的高职类工业微生物及实验类内容的教学，以学科课程设置为基础，偏重于传授和训练学生各项理论知识及基本实验技能。通常是理论知识与实验课程分开教学，且各自由若干独立的内容单元组成，相互之间缺乏关联性。学生到了实际工作的时候，缺乏整合各项微生物学知识技能，并将其用于解决实际问题的能力[1-3]。为解决上述问题，近年来我们尝试对工业微生物及实验类内容的教学进行工作过程导向性课程改革，按实际企业生产时不同岗位对微生物知识技能的要求将教学内容分成几个学习情境，每个情境由若干子项目组成。每个子项目完成一个工作单元，前后衔接共同完成一次工作过程。在工作过程中学习相关知识技能，以此代替传统的工业微生物及其实验教学中所教授的内容。本文就其中一项“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”教学改革内容进行介绍，在实际工作中，负责生产菌种分离鉴定及保藏的车间需要进行相关工作。

一、工作内容

“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”工作任务共需28学时，由6次课完成。具体分为4个子项目：样品的采集与处理；产淀粉酶微生物的筛选；高产淀粉酶菌种的鉴别及保藏；高产淀粉酶菌种的分类鉴定。工作任务完成后，学生不但能够熟悉微生物培养、无菌操作技术、显微技术、菌种保藏技术、微生物的鉴定等实验技能，微生物的形态与分类、微生物的营养与代谢、微生物的生长控制等理论知识；而且对于上述知识技能的实际应用有一定程度的认识。

二、教学设计及具体安排

1.教学设计。第1次课由教师对“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”情境进行大致说明，并且给出学习材料及文献资料查找渠道。学生分组讨论得出大致的工作方案。第2～5次课分别完成5个子项目，每次课开始时每组学生由负责该子项目的成员汇报当天的工作计划；上一子项目的负责人总结总结汇报前次工作情况。然后由当天的子项目负责人领导执行当天的工作计划。最后一次课则撰写报告并进行分组总结汇报交流，具体如下图所示。

2.具体安排。第1次课以讨论为主，上课时由教师对“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”情境进行大致说明，并且给出学习材料及文献资料查找渠道。学生以3～5人为一个工作小组，阅读讨论学习材料及查找到的文献资料，大致拟出工作完成计划并分工，要求每个学生至少作为一个子项目组的组长；该过程中学生可向教师提问反馈，师生交流。然后各个小组以张贴海报的形式向全班展示工作计划及分工明细，全班讨论交流，并修正不完善的方案。此过程后学生会对目的性筛选鉴定菌株的工作过程有大致了解。

第2次课先由每组“样品的采集与处理”子项目负责人讲解本次工作具体安排及分工，然后每组根据工作计划采集校园不同土壤样品，制成土壤悬浮液并向其中加入组内讨论决定添加的营养物质后，放入培养箱进行培养。本子项目完成后学生会对微生物的营养、培养与生长控制知识有感性与理性的双重认知。

第3次课先由上一子项目的负责人对工作完成情况进行汇报，然后由“产淀粉酶微生物的筛选”子项目负责人讲解本次任务具体安排及分工。每组根据工作计划制作筛选培养基，对经过富集培养的土壤样品进行稀释接种培养。经此学生会了解无菌操作的要领与意义、微生物的代谢，并对微生物的培养与生长控制有深入认识。

第4次课的子项目是“高产淀粉酶菌种的鉴别及保藏”。上一子项目汇报总结后，每组本子项目的负责人在讲解本次安排分工的同时，还要在本子项目完成时对本组的鉴定方法的合理性评估答辩。每组根据方案对上个子项目筛选出的微生物进行产淀粉能力鉴定，选出高产菌种并长期保藏。结束后学生应懂得微生物的代谢在工业发酵中的应用意义，并对菌种保藏的原理与方法有所了解。

第5次课对上个子项目获得的高产淀粉酶菌种进行分类鉴定，学生通过将菌落形态观察及显微形态观察结果与菌种手册对比初步得出分类结论。由于不同小组分离到的菌株不同，通过相互交流观察，学生能够更多地接触不同的微生物类群，得到更多的相关知识感性积累。完成最后一个子项目后各组总结讨论，写出总结报告。学生会学习显微技术，对四大类工业微生物的菌落与微观形态有整体认识，并理解这些形态观察结果与微生物分类鉴定之间的关系。

第6次课每组学生就总结报告汇报答辩，同时进行教师点评与组间互评。评价结果计入学业成绩。通过组间对比交流，学生会更全面地了解在目的菌筛选鉴定工作过程中会出现哪些问题，有哪些需要着重注意的地方。

与传统教学安排的不同点是：以前是由教师提供实验步骤与样品甚至结果分析，学生只需按部就班完成即可。学生缺乏主动性，更缺少与将实验结论上升至联系理论知识的途径。而在本次进行工作过程导向的教学改革实践中，将若干实验技术及相关理论知识按照职业活动的特点和要求进行整合，寓教于应用，不仅使同学们将理论知识与实践技能联系起来，还可以使同学们理解这些知识技能在具体工业生产中的应用。

三、讨论分析

工作过程导向课程设计旨在建立学习者与未来工作的直接联系；教学过程在贴近工作实践的学习情境中进行[3，4]。设计“淀粉酶产生菌的分离与鉴定”等一系列工作过程导向的课程，将原来微生物的分离、筛选、培养、纯化、染色、观察等传统的单个实验内容与技术整合在一个学习情境中，学生不但通过设计完成工作任务掌握了相关的实验技术和理论知识，而且还学会理解这些技术和理论在实际工作中是如何运用的。

需要指出的是，由于实验样品由每组学生自行采集，与传统的实验课由教师提供少数菌种相比，不同组的学生可以获得各种微生物材料，便于了解更多的微生物，拓宽视野。开展工作过程导向微生物教学，学生需要课下花较多的精力查找资料、设计实验、培养微生物，由于调动了学习兴趣和积极性，学生并没有因此产生怨言。学生不记名问卷调查结果也对这种改革后的教学方式表示欢迎。

工作过程导向的教学方式最早起源于德国职业教育[3]，与我国现今高职院校的办学模式、办学条件有一定差别。因此如何引入工作过程导向的教学理念，因时因地地改良授课方式，是一个值得不断探索的教学改革问题。

参考文献：

[1]何伟，徐旭士，张茵，袁生.微生物多样性调查与鉴定模块化实验教学的改革与实践[J].微生物学杂志，2010，30（4）：105-107.

[2]周德庆.微生物学实验教程（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

分子生物学相关论文篇（7）

文章编号:1005-6629(2010)01-0021-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 传统“物质的量”教学中存在的问题

物质的量是高中化学理论的一个知识点,是整个高中化学教学的重点和难点之一。普通高中课程标准实验教科书《化学1》(江苏教育出版社)中该单元教材是以“物质的分类及转化”、“物质的量”、“物质的聚集状态”、“物质的量的浓度”、“用物质的量进行计算”为主线编写的。在传统教学中,学生表现的具体问题有:

1.1概念的内涵混淆不清

对物质的量、物质的质量、物质的量浓度、摩尔质量和气体摩尔体积的概念混淆不清,对应的单位也搞不清。如物质的量浓度的单位为mol・L-1,气体摩尔体积的单位为L・mol-1;摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g・mol-1;相对原子质量的指原子的质量与0.012 kg C-12的1/12的比值,没有单位。但两者在数值上是相等的。

1.2外延把握不准

物质的量表示含有一定数量粒子的集体。是计量原子、分子、电子、中子或离子等微观粒子的一种基本物理量。但初学者往往会把宏观物质用物质的量来表示:如1摩尔大米,5摩尔大肥猪等错误概念;22.4 L・mol-1是特指在标准状况下的气体的摩尔体积。气体摩尔体积的定义是单位物质的量的气体所占的体积,只能应用于气体。学生常认为标准状况下1 mol水的体积为22.4 L,这种说法是不正确的。

1.3在概念之间无法建立有意义的联系

阿伏加德罗常数指的是1 mol任何粒子的微粒数,符号为NA。即指0.012 kg C-12中所含有的碳原子数,近似值为6.02×1023。不能把相对原子的质量、阿伏加德罗常数和物质的量的概念相联系。

1.4在问题解决中不能调用相关概念

在有关方程式和一些基本计算中,运用物质的量进行计算,既方便又快捷。许多高一学生尽管对有关物质的量的公式早已滚瓜烂熟,但是在很长一段时间内,却不能正确应用相应的公式和原理来解题。例如,先把物质的量转化为质量,再换算成物质的量或气体的体积的同学也大有人在。

在物质的量的教学过程中,对知识的横向联系和综合程度的要求提高,在能力上要求从形象思维向抽象思维飞跃。 多年的教学实践表明,由于接触化学时间不长,学生很难将化学中的概念、事实、理论进行有机结合,他们头脑中的化学知识往往是彼此孤立的、零散的,不易形成较完整的化学知识网络结构。这就要求教师在物质的量的教学中,采取一定的教学策略帮助学生形成较为完整的认知结构,实现意义学习。

2 概念图在物质的量教学中的优势

心理学表明,理论知识的学习过程是学生通过积极的思维活动,对各种各样的具体事例进行分析、概括,从而把握同类事物的共同关键特征的过程[1]。 物质的量的概念贯穿于整个高中化学教学的始终,特别是在化学计算中它更处于核心的地位。概念图作为一种能够有效促进概念间知识联系、加强概念间理解的教学工具,能够在很大程度上帮助学生发展一种理解化学概念和现象的整体性知识框架。可以避免学生对知识的死记硬背,实现知识点之间的贯通理解和转换, 有利于认识事件的本质和规律,构建知识网络结构, 提高学生的知识迁移能力。概念图在支持物质的量的教学方面具有以下优势:

(1)形象性:概念图能够以简洁明了的图形形式,表现物质的量理论复杂的知识结构,从而形象地呈现物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积等各概念知识点之间的联系。

(2)整体性:物质的量的教学是抽象的,对高一的初学者来说是易混淆、难理解的。利用概念图能将该知识以整体的、一目了然的方式呈现出来,有利于学生全面理解相关的概念。

(3)综合性:“物质的量”的知识理论性较强,抽象程度高,经常有很多学生面对综合性问题束手无策,即使经过大量训练,效果仍然不理想。历来被认为是造成学生成绩分化、学习困难的重点知识之一。在教学过程中,概念图作为围绕主要概念来组织综合信息的工具,进行知识拓展,有独特的优点。

(4)层次性:概念图可以通过确定物质的量与其他各概念之间的因果联系,区分物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度和气体摩尔体积,形成概念的层级次序,建立各概念之间的关系,提高对各概念的理解。

(5)经济性:由于在人的信息加工系统中,短时记忆容量有限,因此,人们必须具备表征知识的各种各样的经济方式,以适应这一系统结构的有限性需求。

3概念图的制作步骤和教学分析

以限定型概念图制作为例,概念图的制作一般有以下几个步骤:

第一步,确定关键概念和概念等级。

选定某一知识领域后,找出该主题的关键概念以及与之相关的其他概念,并一一列出。然后,对这些概念进行排序,从最一般、最概括的概念到最特殊、最具体的概念依次排列。

第二步,初步拟定概念图的分层和分支。

把所有的概念写在活动卡片上,移动卡片讨论概念可能的连接, 按照概念的纵向分层和横向分支, 在工作平台上排列卡片,初步拟定概念图分布。

第三步,建立相关概念的连接。

把每一对相关的概念用短线连接,并在连线上用适当的连接词标明两者的关系。这样,同一领域及不同领域中的知识通过某一相关概念相连接,再经过修改后各概念及其关系就清晰可见,所绘的概念图就基本确定了。此外,还可把说明概念的具体事例写在节点旁。

第四步,反思完善概念图。

对各人绘制的概念图初稿分组进行讨论及补充,构建小组图;然后全班再讨论,综合成一个概念图。随着学习的深入,学习者对原有知识的理解会加深和拓宽,所以要对概念图不断修改和完善,使概念图真正成为知识建构的有力工具。

以“物质的聚集状态”作为教学案例。物质的聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化所致。以固体、液体和气体三种情况的微观和宏观性质的比较以及分子间距离的变化,很自然能引出了“气体摩尔体积”的基本概念。

对全班学生教学前后制作的概念图进行统计和分析,得出以下结论。

由上表可以看出:

(1)从节点情况看,学生在教学前制作的概念图中的正确节点(即概念),大多数都列出了三种聚集状态的微粒特征、宏观性质、以及影响体积的因素等,同时,还将影响体积的三种因素列了出来。还有一些同学列出了固体和液体相对应的例子,说明大部分学生已基本掌握了概念图的制作要点。由于教材的内容容易让学生接受,通过自学,学生已基本掌握了教学内容。

统计表明,对影响不同聚集状态的粒子数目、粒子大小、粒子间的距离的节点,尤其是气体摩尔体积这一节点有相当一部分同学缺失,甚至出现了错误,其中能举出正确例子的同学很少。说明这一部分内容,学生自学后的掌握情况不好,对影响气体体积的因素没有完全理解,而气体摩尔体积的概念和公式的应用是教学需解决的重点和难点。

(2)从教学前概念图中的命题来看,大多数学生能从物质的微粒特征的结构和运动方式以及宏观性质的形状和能否被压缩的角度进行分析,并用合适的连接词连接,构成正确的命题。正确命题数目的差异主要在影响气体的气体以及气体摩尔体积的公式。

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

分析一些学生的错误命题,发现在粒子数目、粒子大小、粒子间的距离节点上出现了错误连接。由此可以看出,少数同学在自学过程中没有理解这三种影响因素对不同聚集状态物质体积的影响。

本案例让学生自学、展开讨论,并分析其他同学制作的概念图,学生就易发现自己制作的概念图中的层级结构是否合理;节点和命题是否正确的;所举例子是否正确,还有哪些知识没有理解。教学后学生制作的概念图的正确节点和命题明显增多。主要增加了影响气体体积的外界条件―温度和压强,而且能举出正确的例子。尤其突出的是,许多同学不同程度地标出了三种不同聚集状态影响体积的关系,还有约18.6 %的学生标出了阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系,这些都是创新性命题。这说明一方面教师的概念图教学策略是有效的;另一方面说明这些学生在尝试着建构自己的认知结构。但有少数学生未能从这方面作出出尝试,原因可能是学生在画概念图时也许更关注的是不同层交或同一层次内部节点和节点之间的命题,而对于交叉层次间存在的命题缺乏思考;还有可能是学生缺乏将概念体系进行整合的意识和能力。

4 研究结论

(1)在学习中使用概念图的学生,所识记的概念数量多,知识点数量大,知识面明显拓宽,使学生既重视基本概念的学习、深刻地掌握知识的内涵,又扩大知识的外延,将概念内涵与外延及分散的概念组成了有机的概念体系,对概念的把握更为准确和深刻。

(2)采用概念图教学策略,学生对知识的保持和提取更为有效,提取的途径增多,在问题情境中能够对知识产生积极、有效的迁移,能够熟练地运用所学的知识去解决实际问题,对学生整体学习能力起到较好的促进作用,知识的迁移应用能力显著增强。

(3)概念图使师生的思路更开阔和清晰,能激发学生的学习兴趣,使学生在课堂上更积极活跃地参与学习;教师的教案更加灵活而篇幅大大减少;学生的笔记更加简明、清晰,更利于学习。

总之,概念图不论是对学生的学习还是对教师的教学,都有着不可低估的教学意义,对提高教学质量、减轻学习负担也有着重要的意义。

参考文献:

[1]李广洲.化学教育统计与测量导论[M].南京:南京师范大学出版社,1998.

[2](美)John.Best认知心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2000.

[3]袁维新.概念图:一种促进知识建构的学习策略[J].学科教育,2003(4).

[4]王磊.科学学习与教学心理学基础[M].西安:陕西师范大学出版社,2002.

[5]蔡其勇.化学教学中学生科学素质培养研究[J].重庆教育学报学院,2004(5).

[6]张英锋,张永安.新《高中化学课程标准》提高学生科学素养的理念[J].学科教育,2004(11).

[7]吴中英.品味“物质的量”教学[J].化学教育,2004(8).

[8]胡喜丽.中学化学中引入概念图策略的实验研究.天津师范大学教育硕士论文,2005.

[9]张冬梅.中学化学教学测量与评估中的概念图研究.南京师范大学硕士学位论文,2004.

分子生物学相关论文篇（8）

《周易》包括《易经》和《易传》两部分,实际上是上古巫文化化出的符号、周初时期占筮验词集锦和战国末年理性诠释的统合。作为《易传》的十篇释文已经完全脱离卜筮,建立起一套以阴阳为纲阐释变化的理论体系。汉兴,《周易》作为官学传习和研究的对象,被尊称为“五经”之首;汉易已经纳入阴阳五行学说,隋唐时期易学即以其理性向科学领域渗透;进而逐渐形成以符号系统与以阴阳为纲纪相结合的范畴体系和理论结构。

易学对宇宙的基本观点是:阴阳相涵相因、流变会通,构成一个合谐互补的有机整体。

张立文教授在《王船山易学思想略论》〔1-191〕中指出:船山的本体哲学,统体会通于和合。所谓和合者,就是“阴阳未分,二气合一,氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道,形而下者谓之器”,作者认定道器是虚实范畴,虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”,隐不是无,而是潜在,是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”,指有形质的东西,“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知,显指可见可循的事物和现象,隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西;而隐又不是虚无,“道不虚生,则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体,得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。

道和器的关系究竟如何?就逻辑上讲,“形上者乃形之所自生”,因为凡器皆有形,由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲,“当其未形而隐然有不可喻之天则,天以之化”,依此概括二者的关系为:道是器存在的依据;道通过器而表现自己,一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲,是“理不先而气不后”,二者既不存在先后、本末之别,也就从根本上排除了天理、神创的观念。

张教授立足于人文(兼及自然)阐述问题,认为“王船山道器、气关系,充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”,本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学,自然界的物理客体应该分两类,即“形之已成乎物”和“未形”,二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。

小结:易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲 ,“万物(包括宇宙自身)负阴而抱阳,冲气以为和”;从动态角度讲,“阴变阳,阳变阴,其变无穷”。所谓的易,就是讲阴阳变化之理的学问,即“易以道阴阳”。

二、两种物理学理论

物理学作为一门学术的名称,是从亚里士多德的希腊文着作延续下来的,这个希腊词的意思是探讨自然的秩序和原理的“自然学”,亚氏又称其为自然哲学。大约到18世纪中叶,由于学科内容的分化,自然史和化学从物理学中独立出来,18世纪后半叶法国讨论过留下的物理学意味着什么,结果是把物理学分为一般物理学和特殊物理学。前者指牛顿力学或由《自然哲学的数学原理》导出的以数学描述质点运动的传统,后者包括声、光、电、磁等广泛领域。通常都把这种划分说成是数学科学传统和实验物理学的分离。

1829年,泊松把当时法国物理学的思想倾向归为两类:物理力学和解析力学。他把前者的特征描述为“它的唯一的原理是把一切还原为分子运动,而这些分子是把力的效果从一点传到另一点并保持这些力之平衡作用的核心”,即期望用天体运动的牛顿平方反比定律数学格式,精密地描述宇宙一切现象,称牛顿范式;而后者则强调现象的解析格式,轻视对物理原因进行讨论,称非牛顿范式。1840年以后,牛顿范式的地位被非牛顿范式所取代;与之同时,拉格朗日原理被泊松和哈密顿予以发展,使力学成为完全分析的形式,并且以能量取代力的概念体系。本应该由之意识到“根本不存在纯粹的力学现象,实际上运动总是结合着热和电磁的变化,它们也规定运动”〔2-9〕,从而结束牛顿的“力学神话”,可惜的是西方哲学没有能够为物理学提供合适的自然观,以后的物理学就在迷茫中走了许多弯路。对两种范式的本质差异,一般都视为用几何法还是用解析法的数学问题。

19世文秘站:纪30年代之后,随着实验物理学的成熟,出现了实验物理学和理论物理学之区分;物理学的理论又分原理理论和构造理论两类。前者是先使用分析法在经验中发现自然过程的普遍特征(即原理),然后给出各种过程必须满足的数学形式的判据,比如牛顿力学;后者又叫“假说—演绎”法,即先确立“想象的原理”(即“假说”),然后采用反证法通过由原理导出的结论对原理进行证明,给出的内容与经验所显示的现象吻合得愈多愈一致,特别是能够从假说来预言现象并得到证实,这种构造理论就愈成功。依据这种分类方法,一般都承认17世纪牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》就分别代表了原理理论和构造理论。对这两种理论划分的依据主要在于思维方式,即前者采用分析法而后者采用综合法。

三、两类物理客体

牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》,从近代物理学奠基开始,两种截然不同的理论分别传承为两种体系,即牛顿范式——原理理论,惠更斯范式——构造理论,其本质差异不在思维方式和数学形式之不同,也不在是采用数学方法还是实验方法之别,而在于研究的客体分属于根本不同的两类。

以质量对物体进行计量,并假定质量都集中在一个质点,以相互传递力的作用描述运动,是牛顿范式的核心观念;非牛顿范式研究的光、热、电、磁等现象,都不能以质量进行计量,最终认识到了这种现象都与“能量”直接相关,并且以能量取代了力学概念体系。

而今首当其冲应该明确的是物理学根本就不直觉研究“物质”,正象无法品尝水果一样,因为二者都是抽象的类概念。物理学只研究质量、能量、电量、时间和空间之间的关系,两种理论的适用范围不同,前者是关于质量系统的理论,后者则适用于能量系统。以往不适当地把能量说成是物质运动的形式(如“能即运动”)〔3-526〕,是产生混乱的肇端。现代物理学已经确认物理客体分两类:宇观上有分立的天球和连续辐射, 微观上分粒子和场,粒子物理学分费米子和玻色子,理论物理学称其为物质粒子和相互作用;物理学理论也分用质量计量和时空描述、用能量计量和位形描述两个系统。“我们首先把宇宙的物质内容分成两个部分:“物质”即诸如夸克、电子和缪介子等粒子,以及“相互作用”诸如引力和电磁力等等”〔4-38〕。当代着名物理学家霍金居然会说出如此不合逻辑的荒唐话,不难看出“物质”这个误用概念带来的混乱是何等严重。

物理客体不能用“物质”这个概念进行抽象和概括,而应该分为质量和能量两个系统,二者的本质差异有3:1、分立和连续;2、有无静质量;3、量传递时物理客体仅只振动而不发生运动方向的位移。确认能量系统存在的依据有5:1、德西特从广义相对论场方程得出没有物质的宇宙时空解;2、无限的(负能电子)海的发现;3、爱因斯坦说:“依据广义相对论没有以太的空间是不可思议的”;4、3K微波背景辐射证明“空间”不空;5、粒子物理学的实验发现,绝大多数粒子为瞬息亿变的动态网络。

“全〖ZZ(〗空间〖ZZ)〗充满着相互作用着的各种不同的场”〔2-387〕,这种分布着某种物理量的空间,不同于经典物理学中作为参量的空间。“场从数学上表述了能量局域性概念”,“是一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。即此可知,一切自然现象虽表现为质量系统单元个体的运动和变化,动变之因却源于能量系统的作用;而能量系统本身不通过作用于质量系统的效应也根本就无法观测。 物理学早已将物理客体分为弥散态粒子和凝聚态物体,3K微波辐射发现之后,就应该从分类学的角度再增添一种连续态网络;进而将弥散态粒子分为质量子和能量子,如此一来,物理世界图象就会变得非常清晰。

物理客体分物体、粒子、网络三类,分别用质量、电量(或荷质比)、能量计量;人类生活的现实世界属于质量系统(从天球到原子乃至质子、电子),能量系统则是一切运动变化的动力之源;所有的共振态、复合态粒子均属于能量系统的动态网络,只有那些稳定的能量子才有现实意义;不同能量子的有序组合构成信息(从质量系统讲,传递信息必须有载体,而对能量系统,信息和载体则合而为一,于此无暇展开讨论),可以用于操作质量系统的变化和存储一切自然现象。

小结:物理客体分两个系统三种态。质量系统和能量系统确实属于“负阴而抱阳,冲气以为和”的状态;作为两系统“中介”的弥散态,是演绎世间万象的“大舞台”;何以产生质量和电量,是现实世界存在的最根本机制。

四、时间和空间

无论哲学还是物理学,时间和空间都是一对非常重要的范畴,同时又是亘古至今争论最多直到今天还没有取得共识的两个概念。16世纪之前,基本上没有留下多少值得关注的重要论点;牛顿为了创立完整的力学体系,不得不提出人类历史上第一个时空构架。他认为物质是在绝对空间中运动,时间不跟任何物质对象相关、自身等速地在那里流;时间和空间各自独立互不相关。亦即是说时间和空间仅只是描述运动的参量。

现代物理学的发现则是:“广义相对论用空时结构的几何性质来表示引力场”〔2-328〕,场不但“是某种物理量的空间分布”,还是“一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。很显然,时空结构应该被理解为改变物体或带电粒子运动状态的作用量。

依据质能两系统结构论看待,即使在牛顿力学体系中,时空结构也是作用量而不是描述运动的参量。比如牛顿力学的第一号自然力——重力G=mg,如果没有g作用于m,物体就不会自由下落,很显然g是使m自由下落的作用量。如果用电磁作用相类比,g可以被称为引力场强,其作用效应跟电场作用于电量没什么两样。自从发现了动量和能量守恒之后,牛顿力学方程基本上已经不再使用,足以说明牛顿力学非常片面,能够沟通三个领域最基本的物理量只有动量和动能,根本就不需要力这个概念。

时间和空间究竟指什么?答曰:二者分别是对能量系统单元个体持续性和广延性的计量,恰如用质量计量物体、用电量计量带电粒子那样。

“空间一时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中,而是这些客体有着空间的广延性”〔5-112〕。爱因斯坦如果对中国古典哲学稍有理解,就会再说一句:这些客体还有着时间的持续性。这种“物理实在的实际客体”即指能量系统而言。

能量系统虽是连续态,探究其具体作用时却需要量子化。假定其最小单元为h,由ε=hν=h/T可知,只要测出周期T,即可以知道具体的能量值,同理测出波长即可知动量。故而可以说时间和空间是对能量系统两种属性的计量。

董光璧教授猜想对于不同的相互作用,应该“各有其时空结构”,是有道理的。用于电动力学的时空结构已经非常成功,“对于电磁相互作用,相对论提供的时空结构和量子论提供的能量结构,既在逻辑上自洽又与经验相符”〔2-429〕;而对于质量,发挥作用的时空结构有ι2t -2和ιt -1两种,对行星的运行则有R3/T2=K。

小结:时空不是独立的存在,而是用于计量能量系统属性的概念构架。对于物体或带电粒子,不同的时空结构作用于质量和电量可得能量和动量;对于能量系统,只需要用T和λ对基本单元个体计量,即是能量和动量。

五、两种运动

讨论过物理学不应该使用“物质”这个哲学范畴,明确了物理客体分质量、能量两个系统,确立了质量、电量、能量和时空是基本的物理量,并且弄清了时(T)空(λ)可以直接作为计量能量和动量的基本量,不同时空结构又分别是驱动质量或电量的基本作用量之后,还应该讨论一下运动形式问题。

亚里士多德很早就提出自然运动和强迫运动区分之必要,物理学界至今都没有认真对待。所谓自然运动,应该是不受人的干预,不准附加任何人为条件的运动,比如自由落体、自组织系统的变化和行星运转等(下文称绝对运动);所谓的强迫运动当指人为增添了特设条件的运动,比如将物体抬高、摆钟和日常生活中经常发生的许多运动。

牛顿力学除自由落体之外,几乎都有附加条件,将运动定义为一个物体对另一个物体的位移,运动的基点建立在物体对物体的作用(即力)之上,并将物体看作一个质点等,基本上都属于质量系统的相对运动。现代物理学发现的因果关系被破坏,基本上都产生于对绝对运动和相对运动的作用机制之混淆。

“一个钟所处的引力势越低(深),它走得越慢,而那里发出的光在引力势较高处去接收就会发生红移”〔5-92〕,亦即是说原子钟在那里发出的光频率较小,周期变大。如果是摆钟,依据T=2πL/g,由于g变大,周期就必然变小。两种钟的结果居然完全相反,基于什么原因呢?这就恰好能够说明相对运动和绝对运动的作用机制不同,显示的结果就必然会适得其反。由于原子钟的频率直接决定于能量子的频率,属于绝对运动;而摆钟的周期则由作用量g与弹性势的平衡决定,属于相对运动,g变大时相对而言等于固定不变的弹性势变小,故而钟的周期亦随之变小。 “量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突”〔6-127〕;“量子力学改变了古典物理学的因果观和实在论”〔2-328〕。这些观念产生于发现了绝对运动和相对运动效果迥异,感到困惑的原因是没有树立起时间和空间“不再是事件在其中发生的被动的背景”,“相反的,它们现在成为动力学的量”〔4-53〕,根源在于没有突破“物质”一元论的樊篱。

问起广义相对论场方程的意义,通常的回答是:“物质和能量要使时空向其自身弯曲”〔4-60〕,反过来弯曲时空的曲率又决定着物体运动的路径。这种表述本来存在一个因果互易的逻辑循环,只需要将误用概念“物质”去掉,就变成了非常明晰的单因(能量)决定单果(质量运动路径)的关系。再如“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”〔2-361〕,实质上则是势函数表示任意时空点对质量的趋动作用。作用和被作用的因果关系弄颠倒的原因,许多都出在用相对运动的观念去解释绝对运动;产生这种观念的根源又非常久远和牢固,先是哲学上把物质说成第一性,继而近代科学一开始就决定只研究属于第一性的质量和重量,外加担心宗教神学找麻烦,所有物理学理论就都必须把物质或质量说成是运动变化的起因。依据两系统结构论,动因仅来源于能量系统。

宇观上的星体都是绝对运动,很早很早之前就受到许多哲人的关注,他们的不少观点由于跟相对运动的理论不合,都受到了冷遇。欧拉认为“一切物理过程都是以太与物质相互作用的结果”〔2-180〕,欧多克斯认为“日、月和行星分别固定在想象的匀速转动的天球上,星体本身不动,它们随着天球运动”〔2-51〕,笛 卡尔的观点更明确:“宇宙空间充满媒质的旋涡运动,天体被媒质的旋涡推动”〔2-145〕;最直观形象的描述莫过于那个阴阳互动的太极图,那是华夏先民无数代人仰观俯察智慧的结晶。天空中所有星系或星系团无不都是一个涡旋,其中不少涡旋的中心根本就找不到质量(被称为质量丢失的暗物质)。很显然这些涡旋都是能量积累形成的畸变时空,那些特定的R3/2=K的不同旋线上,都可能会有星体在做自然运动,根本就不需要什么引力作为向心力,自然也就没有必要去找切线力的源。

易学中虽说没有“自组织”这个词,王船山却早就讲清了自组织的作用机制。“阳变阴合,乘机而为动静”,“二气之动,交感而生,凝滞而成物我之万象”,如果将质量子和能量子类比为阴阳,这种说法还满有道理的。

小结:运动有相对和绝对之别。因果关系被破坏的原因大都生之于用相对运动的理论去解释绝对运动,根源在于物质一元论不能作为物理学的哲学基础。

六、唯物宇宙观

科学思想作为文化的一部分,在相当长的时间内世界各地都是沿着自己的传统在发展;从16世纪开始,随着西方殖民主义的掠夺,希腊传统的科学逐渐传播到世界各地。如今所说的近代科学,主要指希腊科学传统的扩展,其间也不乏阿拉伯、中国和印度等地科学成果的积累。物理学思想的发展在很大程度上跟古希腊哲学有着非常密切的关系,古希腊哲学的自然观主张人与自然分离。

在古希腊文化传统中,从公元1世纪基督教创立开始,就出现了理性和信仰、哲学和神学的纷争,科学思想的发展亦被打上深深的烙印。基督教成为国教之后,“知识服从信仰”成为教会的基本准则之一,于是就有人提出“学问来源于经验”与之抗衡。

基督教创立不太久,某些护教派发现那些愚昧贫乏的教义抵抗不住古希腊、罗马文化,特别是哲学,就开始从古希腊、罗马哲学中寻找为教义辩护的依据,从而发展出貌似科学的神学,进而宣布真正的哲学和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原则。中世纪的欧洲几乎一切学术都在宗教神学的桎梏之下,自然科学也不例外,布鲁诺被活活烧死,伽利略遭受终生监禁,都因为他们的理论对神学不利。

唯物主义宇宙观针对信仰先于理性提出物质第一性、意识第二性,自然科学总算找到了哲学基础。由于近代科学确定只研究属于第一性的质量和重量,而不研究与感觉有关的第二性,即把意识范畴留给宗教,总算争得了一席之地。当我们立足于现代科学的成果和困惑,去反思物理学发展的历史时发现,把物质和意识的关系视为全部、特别是近代哲学重大基本问题的唯物主义哲学,根本就不能作为物理学的理论基础。为了从神学桎梏下挣脱出来,选择第一性、第二性之分的哲学虽说必要,终归总逃不掉为临时应付而“举债”付出更高的代价。

物质和意识对立,对立的双方是自然和人,这是古希腊自然与人分离自然观的延续。这种哲学适用的范围应该是人天系统,即探讨的中心课题是人与自然的关系;而物理学则属于纯客观地探讨自然界的秩序和原理的学问,亦即是说它只研究物质和物质之间的联系、相互作用和运动变化规律等问题,丝毫不涉及物质与意识关系的内容。故而我们认为,唯物主义宇宙观虽说使物理学摆脱了宗教神学的束缚,而成为一门独立的学科,却不能做为物理学的哲学基础。

分子生物学相关论文篇（9）

《周易》包括《易经》和《易传》两部分，实际上是上古巫文化化出的符号、周初时期占筮验词集锦和战国末年理性诠释的统合。作为《易传》的十篇释文已经完全脱离卜筮，建立起一套以阴阳为纲阐释变化的理论体系。汉兴，《周易》作为官学传习和研究的对象，被尊称为“五经”之首；汉易已经纳入阴阳五行学说，隋唐时期易学即以其理性向科学领域渗透；进而逐渐形成以符号系统与以阴阳为纲纪相结合的范畴体系和理论结构。

易学对宇宙的基本观点是：阴阳相涵相因、流变会通，构成一个合谐互补的有机整体。

张立文教授在《王船山易学思想略论》〔1-191〕中指出：船山的本体哲学，统体会通于和合。所谓和合者，就是“阴阳未分，二气合一，氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，作者认定道器是虚实范畴，虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”，隐不是无，而是潜在，是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”，指有形质的东西，“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知，显指可见可循的事物和现象，隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西；而隐又不是虚无，“道不虚生，则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体，得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。

道和器的关系究竟如何？就逻辑上讲，“形上者乃形之所自生”，因为凡器皆有形，由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲，“当其未形而隐然有不可喻之天则，天以之化”，依此概括二者的关系为：道是器存在的依据；道通过器而表现自己，一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲，是“理不先而气不后”，二者既不存在先后、本末之别，也就从根本上排除了天理、神创的观念。

张教授立足于人文（兼及自然）阐述问题，认为“王船山道器、气关系，充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”，本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学，自然界的物理客体应该分两类，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。

小结：易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲，“万物（包括宇宙自身）负阴而抱阳，冲气以为和”；从动态角度讲，“阴变阳，阳变阴，其变无穷”。所谓的易，就是讲阴阳变化之理的学问，即“易以道阴阳”。

二、两种物理学理论

物理学作为一门学术的名称，是从亚里士多德的希腊文著作延续下来的，这个希腊词的意思是探讨自然的秩序和原理的“自然学”，亚氏又称其为自然哲学。大约到18世纪中叶，由于学科内容的分化，自然史和化学从物理学中独立出来，18世纪后半叶法国讨论过留下的物理学意味着什么，结果是把物理学分为一般物理学和特殊物理学。前者指牛顿力学或由《自然哲学的数学原理》导出的以数学描述质点运动的传统，后者包括声、光、电、磁等广泛领域。通常都把这种划分说成是数学科学传统和实验物理学的分离。

1829年，泊松把当时法国物理学的思想倾向归为两类：物理力学和解析力学。他把前者的特征描述为“它的唯一的原理是把一切还原为分子运动，而这些分子是把力的效果从一点传到另一点并保持这些力之平衡作用的核心”，即期望用天体运动的牛顿平方反比定律数学格式，精密地描述宇宙一切现象，称牛顿范式；而后者则强调现象的解析格式，轻视对物理原因进行讨论，称非牛顿范式。1840年以后，牛顿范式的地位被非牛顿范式所取代；与之同时，拉格朗日原理被泊松和哈密顿予以发展，使力学成为完全分析的形式，并且以能量取代力的概念体系。本应该由之意识到“根本不存在纯粹的力学现象，实际上运动总是结合着热和电磁的变化，它们也规定运动”〔2-9〕，从而结束牛顿的“力学神话”，可惜的是西方哲学没有能够为物理学提供合适的自然观，以后的物理学就在迷茫中走了许多弯路。对两种范式的本质差异，一般都视为用几何法还是用解析法的数学问题。

19世纪30年代之后，随着实验物理学的成熟，出现了实验物理学和理论物理学之区分；物理学的理论又分原理理论和构造理论两类。前者是先使用分析法在经验中发现自然过程的普遍特征（即原理），然后给出各种过程必须满足的数学形式的判据，比如牛顿力学；后者又叫“假说—演绎”法，即先确立“想象的原理”（即“假说”），然后采用反证法通过由原理导出的结论对原理进行证明，给出的内容与经验所显示的现象吻合得愈多愈一致，特别是能够从假说来预言现象并得到证实，这种构造理论就愈成功。依据这种分类方法，一般都承认17世纪牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》就分别代表了原理理论和构造理论。对这两种理论划分的依据主要在于思维方式，即前者采用分析法而后者采用综合法。

三、两类物理客体

牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》，从近代物理学奠基开始，两种截然不同的理论分别传承为两种体系，即牛顿范式——原理理论，惠更斯范式——构造理论，其本质差异不在思维方式和数学形式之不同，也不在是采用数学方法还是实验方法之别，而在于研究的客体分属于根本不同的两类。

以质量对物体进行计量，并假定质量都集中在一个质点，以相互传递力的作用描述运动，是牛顿范式的核心观念；非牛顿范式研究的光、热、电、磁等现象，都不能以质量进行计量，最终认识到了这种现象都与“能量”直接相关，并且以能量取代了力学概念体系。

而今首当其冲应该明确的是物理学根本就不直觉研究“物质”，正象无法品尝水果一样，因为二者都是抽象的类概念。物理学只研究质量、能量、电量、时间和空间之间的关系，两种理论的适用范围不同，前者是关于质量系统的理论，后者则适用于能量系统。以往不适当地把能量说成是物质运动的形式（如“能即运动”）〔3-526〕，是产生混乱的肇端。现代物理学已经确认物理客体分两类：宇观上有分立的天球和连续辐射，微观上分粒子和场，粒子物理学分费米子和玻色子，理论物理学称其为物质粒子和相互作用；物理学理论也分用质量计量和时空描述、用能量计量和位形描述两个系统。“我们首先把宇宙的物质内容分成两个部分：“物质”即诸如夸克、电子和缪介子等粒子，以及“相互作用”诸如引力和电磁力等等”〔4-38〕。当代著名物理学家霍金居然会说出如此不合逻辑的荒唐话，不难看出“物质”这个误用概念带来的混乱是何等严重。

物理客体不能用“物质”这个概念进行抽象和概括，而应该分为质量和能量两个系统，二者的本质差异有3：1、分立和连续；2、有无静质量；3、量传递时物理客体仅只振动而不发生运动方向的位移。确认能量系统存在的依据有5：1、德西特从广义相对论场方程得出没有物质的宇宙时空解；2、无限的（负能电子）海的发现；3、爱因斯坦说：“依据广义相对论没有以太的空间是不可思议的”；4、3K微波背景辐射证明“空间”不空；5、粒子物理学的实验发现，绝大多数粒子为瞬息亿变的动态网络。

“全〖ZZ(〗空间〖ZZ)〗充满着相互作用着的各种不同的场”〔2-387〕，这种分布着某种物理量的空间，不同于经典物理学中作为参量的空间。“场从数学上表述了能量局域性概念”，“是一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。即此可知，一切自然现象虽表现为质量系统单元个体的运动和变化，动变之因却源于能量系统的作用；而能量系统本身不通过作用于质量系统的效应也根本就无法观测。物理学早已将物理客体分为弥散态粒子和凝聚态物体，3K微波辐射发现之后，就应该从分类学的角度再增添一种连续态网络；进而将弥散态粒子分为质量子和能量子，如此一来，物理世界图象就会变得非常清晰。

物理客体分物体、粒子、网络三类，分别用质量、电量（或荷质比）、能量计量；人类生活的现实世界属于质量系统（从天球到原子乃至质子、电子），能量系统则是一切运动变化的动力之源；所有的共振态、复合态粒子均属于能量系统的动态网络，只有那些稳定的能量子才有现实意义；不同能量子的有序组合构成信息（从质量系统讲，传递信息必须有载体，而对能量系统，信息和载体则合而为一，于此无暇展开讨论），可以用于操作质量系统的变化和存储一切自然现象。

小结：物理客体分两个系统三种态。质量系统和能量系统确实属于“负阴而抱阳，冲气以为和”的状态；作为两系统“中介”的弥散态，是演绎世间万象的“大舞台”；何以产生质量和电量，是现实世界存在的最根本机制。

四、时间和空间

无论哲学还是物理学，时间和空间都是一对非常重要的范畴，同时又是亘古至今争论最多直到今天还没有取得共识的两个概念。16世纪之前，基本上没有留下多少值得关注的重要论点；牛顿为了创立完整的力学体系，不得不提出人类历史上第一个时空构架。他认为物质是在绝对空间中运动，时间不跟任何物质对象相关、自身等速地在那里流；时间和空间各自独立互不相关。亦即是说时间和空间仅只是描述运动的参量。

现代物理学的发现则是：“广义相对论用空时结构的几何性质来表示引力场”〔2-328〕，场不但“是某种物理量的空间分布”，还是“一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。很显然，时空结构应该被理解为改变物体或带电粒子运动状态的作用量。

依据质能两系统结构论看待，即使在牛顿力学体系中，时空结构也是作用量而不是描述运动的参量。比如牛顿力学的第一号自然力——重力G=mg，如果没有g作用于m，物体就不会自由下落，很显然g是使m自由下落的作用量。如果用电磁作用相类比，g可以被称为引力场强，其作用效应跟电场作用于电量没什么两样。自从发现了动量和能量守恒之后，牛顿力学方程基本上已经不再使用，足以说明牛顿力学非常片面，能够沟通三个领域最基本的物理量只有动量和动能，根本就不需要力这个概念。

时间和空间究竟指什么？答曰：二者分别是对能量系统单元个体持续性和广延性的计量，恰如用质量计量物体、用电量计量带电粒子那样。

“空间一时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性”〔5-112〕。爱因斯坦如果对中国古典哲学稍有理解，就会再说一句：这些客体还有着时间的持续性。这种“物理实在的实际客体”即指能量系统而言。

能量系统虽是连续态，探究其具体作用时却需要量子化。假定其最小单元为h，由ε＝hν＝h/T可知，只要测出周期T，即可以知道具体的能量值，同理测出波长即可知动量。故而可以说时间和空间是对能量系统两种属性的计量。

董光璧教授猜想对于不同的相互作用，应该“各有其时空结构”，是有道理的。用于电动力学的时空结构已经非常成功，“对于电磁相互作用，相对论提供的时空结构和量子论提供的能量结构，既在逻辑上自洽又与经验相符”〔2-429〕；而对于质量，发挥作用的时空结构有ι2t-2和ιt-1两种，对行星的运行则有R3/T2＝K。

小结：时空不是独立的存在，而是用于计量能量系统属性的概念构架。对于物体或带电粒子，不同的时空结构作用于质量和电量可得能量和动量；对于能量系统，只需要用T和λ对基本单元个体计量，即是能量和动量。

五、两种运动

讨论过物理学不应该使用“物质”这个哲学范畴，明确了物理客体分质量、能量两个系统，确立了质量、电量、能量和时空是基本的物理量，并且弄清了时（T）空（λ）可以直接作为计量能量和动量的基本量，不同时空结构又分别是驱动质量或电量的基本作用量之后，还应该讨论一下运动形式问题。

亚里士多德很早就提出自然运动和强迫运动区分之必要，物理学界至今都没有认真对待。所谓自然运动，应该是不受人的干预，不准附加任何人为条件的运动，比如自由落体、自组织系统的变化和行星运转等（下文称绝对运动）；所谓的强迫运动当指人为增添了特设条件的运动，比如将物体抬高、摆钟和日常生活中经常发生的许多运动。

牛顿力学除自由落体之外，几乎都有附加条件，将运动定义为一个物体对另一个物体的位移，运动的基点建立在物体对物体的作用（即力）之上，并将物体看作一个质点等，基本上都属于质量系统的相对运动。现代物理学发现的因果关系被破坏，基本上都产生于对绝对运动和相对运动的作用机制之混淆。

“一个钟所处的引力势越低（深），它走得越慢，而那里发出的光在引力势较高处去接收就会发生红移”〔5-92〕，亦即是说原子钟在那里发出的光频率较小，周期变大。如果是摆钟，依据T＝2πL/g，由于g变大，周期就必然变小。两种钟的结果居然完全相反，基于什么原因呢？这就恰好能够说明相对运动和绝对运动的作用机制不同，显示的结果就必然会适得其反。由于原子钟的频率直接决定于能量子的频率，属于绝对运动；而摆钟的周期则由作用量g与弹性势的平衡决定，属于相对运动，g变大时相对而言等于固定不变的弹性势变小，故而钟的周期亦随之变小。“量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突”〔6-127〕；“量子力学改变了古典物理学的因果观和实在论”〔2-328〕。这些观念产生于发现了绝对运动和相对运动效果迥异，感到困惑的原因是没有树立起时间和空间“不再是事件在其中发生的被动的背景”，“相反的，它们现在成为动力学的量”〔4-53〕，根源在于没有突破“物质”一元论的樊篱。

问起广义相对论场方程的意义，通常的回答是：“物质和能量要使时空向其自身弯曲”〔4-60〕，反过来弯曲时空的曲率又决定着物体运动的路径。这种表述本来存在一个因果互易的逻辑循环，只需要将误用概念“物质”去掉，就变成了非常明晰的单因（能量）决定单果（质量运动路径）的关系。再如“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”〔2-361〕，实质上则是势函数表示任意时空点对质量的趋动作用。作用和被作用的因果关系弄颠倒的原因，许多都出在用相对运动的观念去解释绝对运动；产生这种观念的根源又非常久远和牢固，先是哲学上把物质说成第一性，继而近代科学一开始就决定只研究属于第一性的质量和重量，外加担心宗教神学找麻烦，所有物理学理论就都必须把物质或质量说成是运动变化的起因。依据两系统结构论，动因仅来源于能量系统。

宇观上的星体都是绝对运动，很早很早之前就受到许多哲人的关注，他们的不少观点由于跟相对运动的理论不合，都受到了冷遇。欧拉认为“一切物理过程都是以太与物质相互作用的结果”〔2-180〕，欧多克斯认为“日、月和行星分别固定在想象的匀速转动的天球上，星体本身不动，它们随着天球运动”〔2-51〕，笛卡尔的观点更明确：“宇宙空间充满媒质的旋涡运动，天体被媒质的旋涡推动”〔2-145〕；最直观形象的描述莫过于那个阴阳互动的太极图，那是华夏先民无数代人仰观俯察智慧的结晶。天空中所有星系或星系团无不都是一个涡旋，其中不少涡旋的中心根本就找不到质量（被称为质量丢失的暗物质）。很显然这些涡旋都是能量积累形成的畸变时空，那些特定的R3/2＝K的不同旋线上，都可能会有星体在做自然运动，根本就不需要什么引力作为向心力，自然也就没有必要去找切线力的源。

易学中虽说没有“自组织”这个词，王船山却早就讲清了自组织的作用机制。“阳变阴合，乘机而为动静”，“二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象”，如果将质量子和能量子类比为阴阳，这种说法还满有道理的。

小结：运动有相对和绝对之别。因果关系被破坏的原因大都生之于用相对运动的理论去解释绝对运动，根源在于物质一元论不能作为物理学的哲学基础。

六、唯物宇宙观

科学思想作为文化的一部分，在相当长的时间内世界各地都是沿着自己的传统在发展；从16世纪开始，随着西方殖民主义的掠夺，希腊传统的科学逐渐传播到世界各地。如今所说的近代科学，主要指希腊科学传统的扩展，其间也不乏阿拉伯、中国和印度等地科学成果的积累。物理学思想的发展在很大程度上跟古希腊哲学有着非常密切的关系，古希腊哲学的自然观主张人与自然分离。

在古希腊文化传统中，从公元1世纪基督教创立开始，就出现了理性和信仰、哲学和神学的纷争，科学思想的发展亦被打上深深的烙印。基督教成为国教之后，“知识服从信仰”成为教会的基本准则之一，于是就有人提出“学问来源于经验”与之抗衡。

基督教创立不太久，某些护教派发现那些愚昧贫乏的教义抵抗不住古希腊、罗马文化，特别是哲学，就开始从古希腊、罗马哲学中寻找为教义辩护的依据，从而发展出貌似科学的神学，进而宣布真正的哲学和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原则。中世纪的欧洲几乎一切学术都在宗教神学的桎梏之下，自然科学也不例外，布鲁诺被活活烧死，伽利略遭受终生监禁，都因为他们的理论对神学不利。

唯物主义宇宙观针对信仰先于理性提出物质第一性、意识第二性，自然科学总算找到了哲学基础。由于近代科学确定只研究属于第一性的质量和重量，而不研究与感觉有关的第二性，即把意识范畴留给宗教，总算争得了一席之地。当我们立足于现代科学的成果和困惑，去反思物理学发展的历史时发现，把物质和意识的关系视为全部、特别是近代哲学重大基本问题的唯物主义哲学，根本就不能作为物理学的理论基础。为了从神学桎梏下挣脱出来，选择第一性、第二性之分的哲学虽说必要，终归总逃不掉为临时应付而“举债”付出更高的代价。

物质和意识对立，对立的双方是自然和人，这是古希腊自然与人分离自然观的延续。这种哲学适用的范围应该是人天系统，即探讨的中心课题是人与自然的关系；而物理学则属于纯客观地探讨自然界的秩序和原理的学问，亦即是说它只研究物质和物质之间的联系、相互作用和运动变化规律等问题，丝毫不涉及物质与意识关系的内容。故而我们认为，唯物主义宇宙观虽说使物理学摆脱了宗教神学的束缚，而成为一门独立的学科，却不能做为物理学的哲学基础。

自然界是一个有机整体，要探讨其运动变化的规律，就不应该将所有的物理客体用“物质”一个概念概括。因为变化只能发生在至少两种客体之间，如MN和NM；而MM则是永远无法观测的。

“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”〔7-2〕，不少人发现了《周易》中保留着自然学的原初形式，可以为科学发展提供有益的哲学启迪。本人沿着这条进路摸索多年，学习探寻的心得是，物理学只有依据两系统结构论的自然观，才可以讨论变与不变。

易以道阴阳；万物负阴而抱阳，冲气以为和；阴变阳，阳变阴，其变无穷；阳变阴合，乘机而为动静；二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象——仅依据上述五句富涵哲理的格言，对物质、时间、空间、运动和因果关系等重要概念做一些简要的剖析，就可以理出一条新的思路。如果依据两系统结构论，对物理学的概念和理论进行一次新的整合与梳理，极有可能会将物理学带出当前的困境。不当之处，敬请各位师长、同仁指正。

参考书目：

1、朱伯昆主编《国际易学研究》第三辑，华夏出版社1997年版

2、董光璧等著《世界物理学史》吉林教育出版社1994年版

3、《马克思恩格斯选集》第三卷人民出版社1972年版

4、(英)霍金著《霍金讲演录》湖南科技出版社1995年版

分子生物学相关论文篇（10）

[中图分类号] G642 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616（2013）17-177-02

选修课是医科大学课程体系中的重要组成部分，有助于培养新时代复合型人才。我校自1996年开始开设选修课作为本科课程体系的完善和教学内容的补充[1-4]，选修课包括语言与人文社科类、自然科学与信息类、文体与艺术修养类及医药与生物技术四大类。从完善学员知识结构角度出发，并结合自身药物分子设计的学术背景，我们自2010年开始面向各专业开设选修课《药物作用的分子基础》。该课程属于医药与生物技术类，共30学时，目前已经讲授四期，深受学员好评。本资料从课程意义、课程内容、教学手段及考核方式等方面对本课程这几年的教学实践进行了总结。

1 课程意义

近些年，随着医学、分子生物学及结构生物学等学科的飞速发展，人们对于药物与机体的相互作用的认识越来越深入到分子层面，对这些知识的掌握有助于深入理解药物作用，指导临床合理用药，同时也是新药合理设计的基础。在医科大学原有的必修课程体系中，药理学和药物化学的内容中均包含药物与机体相互作用及其规律的内容[5-6]。但受学时数所限，在实际授课中药理学往往侧重于药物较宏观的作用规律，药物化学则往往侧重于药物分子本身在机体内的变化过程。因此，开设一门聚焦于药物与机体在分子层面相互作用的课程显的很有必要，它将成为原有必修课程的补充和纽带，同时也能为医学、药学及化学等学科架起一个桥梁。

2 课程内容

基于以上考虑，我们设定本课程为从分子层面阐明药物分子在生物体内产生作用的原理，揭示药物分子与其靶点结合以及相互作用的内在规律的一门课程。它包括总论部分和个论两大部分。总论部分主要介绍药物与机体的作用过程、药物靶点的分类、药物靶点相互作用理论及药物与靶点相互作用力等基本理论。而个论部分按中枢神经系统药物、外周神经系统药物、解热镇痛与非甾体抗炎药、循环及消化系统药物、抗肿瘤药物以及抗生素等分门别类的对其作用分子基础进行介绍。在具体课堂内容的选择上主要掌握以下原则。

2.1 注重广度

选修课主要目之一是开拓学员视野，因此课程内容更注重其广度而非深度。在讲授本课程时尽可能的向横向拓展，注重与相关学科知识的交叉联系。由于选课的学员来自医科大学不同专业，且有的为低年级学员，因此在介绍某些本课程专业知识之前，应该先对相关基础知识进行介绍和回顾。而对于本学科较难的专业知识要进行提炼精简，尽量做到通俗易懂，使学生容易理解和接受。

2.2 结合前沿

分子生物学及结构生物学近些年的快速进展，使得很多药物分子层面的作用原理都都到阐明。该领域研究属于学科发展前沿，很多成果近些年才报道，因此在准备教学内容时要多查最新文献了解最新进展，但同时也要注区分相关内容是否已经受到学术界公认。另外，很多药物作用机制的研究是一个长期不断发展的过程，我们可以通过对该过程的详细介绍，来起到启发学员思考的作用。

3 教学手段

3.1 运用多媒体技术，帮助学员理解

本课程内容涉及药物分子与药物靶点分子的相互作用，往往比较抽象，且有时涉及的还是一个动态的过程。因此如果没有一个很好的呈现方式，学员不容易理解。多媒体技术对于本课程就是一个非常合适的呈现方式，它就是以计算机为平台将数据、文字、图像、图形、视频和声音等处理技术结合在一起，构成的生动而有效的一种信息系统[7]。比如我们在介绍最新的作用于酪氨酸激酶的分子靶向抗肿瘤药物时，我们借助动画就可以形象的将酪氨酸激酶如何通过将ATP上磷酸转移到底物蛋白从而活化它的动态过程展现出来，这样学员就非常好理解药物是如何通过结合于ATP结合位点来起到阻断激酶功能的。

3.2 采用讨论式授课，启发学员思考

选修课主要目的除了开拓学员视野，还有就是活跃学员的思维。而活跃学员思维的一个很好的教学手段就是采用讨论式的授课方式。在本门课程中我们常会给学员介绍随着对药物作用机制认识的深入开发新型的药物的整个发展过程，有很多环节都适合让学员参与谈论。比如，我在介绍抗代谢抗肿瘤药物的时候，首先给学员详细的介绍了嘧啶类抗代谢药物的发现及其作用分子机制，并以此引入代谢拮抗的概念，这个时候就让学员参与讨论，如果是他们身处当时的历史年代将会如何思考，很快有学员提出开发嘌呤类抗代谢药物，甚至有学员能想到叶酸拮抗剂，该讨论就起到了很好的课堂效果。

4 考核方式

选修课与必修课有所不同，它更强调的是增加学员知识面的广度和宽度，鼓励学员思维的活跃性和创新性，因此如果还采用与必修课相似的闭卷考试的方式就显的不和时宜。通过征求包括学员在内的多方意见，综合考虑后我们选择了综述报告形式作为本门课程的考核方式。学员可以就某一个药物或者某一类药物的发现、发展及其作用机制特别是分子机制进行资料的收集整理、总结提炼，最终形成一个PPT报告，而本门课程最后一次课作为综述报告会。学员的报告主题可以源自课堂，也可以源自自己兴趣爱好。同时为了帮助学员较好的完成考核，在课程中间我们还给学员做了一次“如何撰写综述和制作PPT报告”的讲座。通过几年的教学实践，这样的考核方式很能调动学员的参与积极性，不但让他们能更积极主动的去了解相关的专业知识，同时锻炼了他们查阅资料、归纳总结及口头表达的能力，取得了非常不错的效果。

这几年选修课《药物作用的分子基础》教学实践，是一个不断发现问题解决问题，从而不断提高的过程。今年的课程刚刚结束，我们又发现虽然采用了包括动画在内的多种不同方式来表现药物与靶标分子相互结合，但对于相关基础知识较为薄弱的学员来说仍觉的有些抽象。而其实我们科研中常用的分子模拟软件平台Discovery Studio是能直观呈现该作用过程的一个工具。我们考虑在明年课程中安排学员上机实际操作一下该软件，加深学员对药物靶标相互作用的理解。

[参考文献]

[1] 秦超，许劲松.基于C-S模式的军医大学选修课管理信息系统[J].管理信息系统，2000（9）：29-31.

[2] 刘娜，郑灿辉，周有骏，等.药物化学课堂录像摄制的探索与实践[J].中国医药导报，2012，9（1）：112-113.

[3] 黄宝康，秦路平，张宏，等.《野生植物资源学》选修课程的教学策略[J].西北医学教育，2010（6）：1169-1172.

[4] 贾敏，韩婷，张巧艳，等.军校《插花艺术》选修课开设的实践与思考[J].西北医学教育，2013（1）：99-100.

[5] 李端.药理学[M].第6版.北京：人民卫生出版社，2003：1-5.