中國網/中國發(fā)展門戶網訊 自然科學是研究自然現象和自然界各種物質形態(tài)、結構、性質及其運動和發(fā)展的各門學科的總稱，包括天文學、物理學、化學、地學和生物學等。數學因其研究對象的特殊性（從自然到社會的一切“數”的問題的抽象）和思維邏輯的特殊性（形式邏輯的“自洽”），不屬于自然科學范疇，卻是各門學科的重要基礎。物質存在和運動的狀態(tài)可以從空間、時間兩個維度來觀測和研究，因此，自然科學各學科也可以在這兩個維度上“劃分”各自的領域。

與各門學科一樣，生物學起步于觀測和描述。由于生命現象自身的復雜性，19?世紀末，雖然人們在以往對生物及生物運動（如，生長、生殖、發(fā)酵等）觀測與研究的基礎上，開始對細胞形態(tài)結構的認識、對遺傳規(guī)律的抽象、對生物進化概念的理解上有了革命性的突破，但生物學尚未能實現在整體上向研究其普遍的構成本質及運動規(guī)律的“生命科學”的飛躍。20?世紀上半葉，微觀層面的生物化學、細胞生物學和發(fā)育生物學，宏觀層面的生態(tài)學和進化生物學等的形成與發(fā)展，推動生物學從以分類描述為特征的傳統(tǒng)科學向以機制研究為核心的現代科學轉變。以此為基礎，20?世紀中葉以來，生命科學研究在技術、認知和能力方面接連爆發(fā)了“分子生物學”“基因組學”和“會聚”研究三次革命。

“生命是什么？生命如何起源，又如何演化？”這既是涉及人類健康生存與繁衍、社會發(fā)展與和諧的基本科學問題，也是人類每個文明體系都必須回答的哲學問題。盡管以還原論為主導的現代生命科學技術，特別是以?DNA?雙螺旋結構解析為基礎的分子遺傳學研究，確定了生命運動的“中心法則”（central dogma），又通過以基因組全面解析以及相關“組學”數據為基礎的系統(tǒng)生物學分析，對生物體組成和生命運動規(guī)律的認識達到了前所未有的深度和精度，但是對生命起源、演化（進化）以及生命本質的認識還遠遠不夠。21?世紀初，工程學思想策略與現代生物學、系統(tǒng)科學及合成科學的融合，形成了以采用標準化表征的生物學部件，在理性設計指導下，重組乃至從頭合成新的、具有特定功能的人造生命為目標的“合成生物學”。合成生物學的崛起，突破了生物學以發(fā)現描述與定性分析為主的所謂“格物致知”的傳統(tǒng)研究范式，為生命科學提供了“建物致知”的嶄新研究思想，開啟了可定量、可計算、可預測及工程化的“會聚”研究新時代。它不僅將人類對生命的認識和改造能力提升到一個全新的層次，也為解決與人類社會相關的全球性重大問題提供了重要途徑。

相關文章