生命科学大系统理论

生命科学大系统理论

---对生物与社会两大生命系统的综合研究

（内容简介）

沈律

所谓“生命科学大系统理论”就是通过对生物与社会两大生命系统的综

合研究，建立起来的一门生命科学综合系统理论。生物系统具有生命现象已经成为学术共识，而社会系统具有生命现象也正在成为一种学术共识。“生命科学大系统理论”就是在对生物与社会两大生命系统进行综合研究的基础上建立起来的一门全方位的大系统理论。其主要内容如下：

第一，该系统理论认为，现代世界，科学技术的发展主要表现为综合化、整体化、系统化、数学化、产业化、商品化、国际化、革命化、超常化、风险化、交叉化、边缘化、横向化和复杂化等等微观发展特征，同时还强烈地表现为科学技术化，技术科学化；科技社会化，社会科技化等宏观发展趋势。这些科技发展特征与趋势，使得未来科技发展的带头学科发生了质的变化。如果说二十世纪科学技术的发展是以物理科学为带头学科，那么，二十一世纪科学技术的发展将是以生命科学为带头学科。所谓带头学科就是指在一定的历史时期对整个科学技术的发展具有普遍指导意义的学科。二十世纪，物理科学充当了这一角色，而到了二十一世纪，生命科学就要取代物理科学充当这一角色。也就是生命科学的思想理念和技术方法将要以认识论和方法论的形式渗透到科学技术发展的各个方面。生命科学技术方面的突破将会带动其它科学技术学科的迅速发展。由此看来，二十一世纪，谁把握了生命科学技术，谁就把握了科学技术发展的未来。因此，未来我国要想挤身于世界科技强国之林，并想占有一席之地，加强对生命科学技术研究与开发的投入应成为我国科学技术事业发展的重中之重。然而，对于生命科学的理解或对于生命系统的理解，目前国内外学术界基本上还处于狭义的认识阶段。即把生物科学当成是生命科学。把生物系统看成是生命系统的全部内容。主要的人力、物力和财力均投入在对生物系统的研究与开发之上。而从广义上讲，真正意义上的生命科学应是包括生物科学、社会科学和思维科学在内的大生命科学，同样生命系统也应是包括生物系统、社会系统和思维系统在内的大生命系统。因此，从大生命科学上讲，我们在加强对生物系统研究与开发的同时，还应该加强对社会系统的研究与开发以及加强对思维系统的研究与开发。而对思维系统的研究与开发则包括两个方面，一方面是对人类生物中枢神经系统的研究与开发；另一方面是对人类社会中枢神经系统的研究与开发。所以我们认为，建立“生命科学大系统理论”体系，加强对“生命科学大系统理论”的研究与开发应引起我国政府的高度重视。也就是我国政府科技决策者和科技工作者都应站在一个更广义的角度来加强对生命科学的战略抉择和研究开发。总之，从大生命科学上讲，我们不仅要研究生物系统，而且还要研究社会系统，同时还要研究人类思维系统（生物与社会两大思维系统）。只有这样，生命科学事业才会真正地走上健康正确的发展轨道。

第二，该系统理论认为，人类社会是不断进化发展的，并且总是从低级到高级，从简单到复杂。在发展的过程中又总是要从旧社会中不断产生新社会。人类的文明进步就象人类自身的生物进化一样，具有生命现象，我们把这种现象称为人类社会的生命运动现象。人类社会所具有的生命现象主要表现在以下几个方面：（1）人类社会系统同样具有新陈代谢现象。我们知道，人类社会的文明发展离不开物质生产和知识生产。离不开物质、能量和信息的交换过程。人类社会总是要不断地吐故纳新，新陈代谢，不断地进行同化作用与异化作用。新文明总是要不断地取代旧文明。新社会总是要不断地取代旧社会。在进行新陈代谢的同时还要进行社会的自我控制与自我调节，从而实现自身的社会目的性和维持自身的相对稳定性。这些构成了人类社会的全部新陈代谢过程。（2）人类社会系统也同样具有生殖与发育现象。人类社会在由旧社会向新社会转化的过程中，新社会必须要在旧社会中经历一个孕育过程。每一次人类社会的变革过程都将孕育一个新的社会生命体的形成。孕育一个新的社会制度的诞生。而这一新社会的形成和诞生过程就是人类社会系统的生殖过程。诞生以后的新社会又必须经历一个生长发育过程才能不断地发展壮大。人类社会的发育过程包括两方面：一是胚胎期，另一是胚后期，即生长发育时期。这两个时期的结合构成了人类社会发育生长的全过程。（3）人类社会系统的发展也同样具有一定的遗传与变异现象。人类社会的遗传与变异现象可以看成是人类社会的继承与发展现象。我们知道，新社会形态或新社会制度是从旧社会中诞生的。新社会文明是从旧社会文明中形成的。因此，它将在不同程度上继续保留了旧社会的某些特征以及旧社会文明的某些特点。这就是人类社会的遗传现象。同时，新社会并不是旧社会的完全翻板，而是一种创新，是一种发展。因此，在一些方面则不同于旧社会。不同于旧社会文明的一些特征。这就是人类社会的变异现象。人类社会的遗传与变异同样遵循遗传因子的自由分离与自由组合定律。不过，其遗传因子不是DNA或RNA序列中的某些片段，而是科学体系或技术体系序列中的某些片段，即科技规范因子。（诸如：一般科学，特殊科学，一般技术，特殊技术以及介于一般与特殊之间的大量的中间科学与技术因子）（4）人类社会系统也同样具有一定的进化与分化现象。我们知道，人类社会是进化的。是一个不断地从低级到高级，从简单到复杂的发展过程。例如：从古代社会到现代社会，从古代文明到现代文明的发展过程都是一种进化现象。在进化发展的过程中同时出现了很多种社会文明的分化。诸如：有东方文明和西方文明的分化，有中国文明和美国文明的分化，有欧洲文明和亚洲文明的分化，人类社会之所以会出现那么多的文明形式，其主要原因就在于各种文明社会的基因组结构不同所致。随着各种社会文明基因中的科学技术规范因子（基因）所包含的纵向科技遗传信息和横向科技遗传信息的质与量的不同而出现差异。以上是人类社会系统所具有的一些重要的生命现象，对这些生命现象的研究将有助于我们更好地认识人类社会和改造人类社会，使人类社会的发展不断地走向文明、繁荣和美好。

第三，该系统理论认为，生命系统是包括生物系统、社会系统和思维系统在内的一个大生命体系。所谓生命现象就是客观世界物质信息系统（大生命系统）生命信息的复制与表达过程。无论是生物信息系统的复制与表达，还是社会信息系统的复制与表达，从信息的复制与表达的角度上讲都可以看成是一种生命现象。因此，信息系统构成了生命系统的本质特征。任何一个生命系统都具有：新陈代谢（同化与异化）、遗传与变异、进化与分化、生殖与发育（生命周期过程）等生命现象。这些构成了生命过程的全部内容。生命系统是自然界最复杂的物质系统，对生命系统的研究将有助于人们真正把握客观世界的本质及其发生与发展的规律。

第四，该系统理论认为，DNA（RNA）序列结构构成了生物生命系统的基因组图谱。而科学（技术）序列结构构成了社会生命系统的基因组图谱。从生命大系统角度上看，我们不仅要加强对生物基因组和后基因组的研究（制订和实施《人类生物基因组和后基因组计划》），而且还要加强对社会基因组和后基因组的研究（制订和实施《人类社会基因组和后基因组计划》）。只有这样我们才能从生物与社会两方面全面揭示生命系统的本质及其发展规律。所谓基因组就是一个基因信息系统。无论是生物系统还是社会系统都具有一个完善的基因信息系统。这个基因信息系统控制和规定了生命系统（生物系统与社会系统）的新陈代谢、遗传与变异、进化与分化、生殖与发育等等全部生命活动过程。因此，可以说：一个生物基因组图谱决定了一种生物的生命，即一种生物的生命发展过程；而一个社会基因组图谱则决定了一种社会的文明。即一种社会的文明发展过程。由此我们认为，生物系统的进化从本质上讲是生物基因组（基因图谱）的复制与表达的结果，而社会系统的进化从本质上讲则是社会基因组（基因图谱）的复制与表达的结果。

第五，该系统理论认为，生命系统的进化过程包括生物系统的进化与社会系统进化。生命系统的进化从本质上讲就是生命系统的基因组的进化。生命系统在进化的过程中，总是在进行生物基因的杂交与重组或进行社会科技创新与重组。由此，产生大量的生命（生物和社会）基因组（基因图谱），同时又在不断地对产生的生命（生物和社会）基因组（基因图谱）进行绘制与修改，然后经过自然选择或人工选择的方式让一部分基因组（基因图谱）进行复制与表达，让另一部分基因组（基因图谱）淘汰掉，最后形成各种各样的生命系统（个体、群体、人类、社会）。生命系统的基因组中包含了生命系统新陈代谢、进化与分化、遗传与变异、生殖与发育的全部生命信息,即生命系统的基因组浓缩了生命系统从产生到发展再到消亡的全部生命信息。在自然界每时每刻都在产生各种生命基因组或各种基因组图谱。但在环境选择的压力下，很多基因组都未能进一步进行复制与表达。只有哪些适应环境的基因组才能复制与表达出来并获得生存与发展的机会。生命基因组的进化是生命系统进化的根本标志。也是生命系统进化的核心内容。生命系统的基因组就是相当于一本书籍或一个图谱。它存贮了生物系统与社会系统进化发展的全部信息内容，它同时又控制了整个生命系统进化发展的全部过程。生命系统基因组的绘制与修改过程及环境的自然选择和人工选择的过程，就是生命系统的进化与发展基本过程。在这个过程中，有的基因组在环境选择的压力下保存了下来，而有些则灭绝了。由此看来，生命系统的进化过程就是一个被环境选择的过程。那些适应环境的基因组能被保存下来，而那些不能适应环境的基因组则被消灭了。所以说，生命系统进化的内因是生物系统基因组和社会系统基因组的进化，从生物基因组上讲是其基因组内遗传基因的杂交与重组，而从社会基因组上讲则是其基因组内科学技术创新与重组。正是由于生物基因组内生物遗传基因的杂交与重组导致新的生物基因组的产生，也正是由于社会基因组内科学技术的创新与重组，才导致新的社会基因组的产生。而自然选择和人工选择则是以环境外因的形式对适应环境的基因组进行有效选择。前者无人类理性的干预，而后者则有人类理性的干预。环境的多样性选择决定上了生命系统的多样性进化。生命系统的进化是其内因和外因共同作用的结果。

第六，该系统理论认为，生命系统（生物系统与社会系统）的生命信息的传递遵循一定的中心法则。即：（1）DNA可以自复制并通过转录的方式将信息传递给RNA，然后RNA通过翻译将信息转化为蛋白质，RNA也可以自复制，并在某种特殊的情况下，也可以将生命信息反转录给DNA，DNA也可以翻译成蛋白质。从而构成了生物系统信息传递的基本过程。这就是生物生命系统遗传信息传递的中心法则；（2）科学可以自复制并通过转录的方式将信息传递给技术，然后技术通过翻译将信息转化为生产力（物质产品），同样技术也可以自复制将信息反转录给科学，科学也可以翻译成生产力（知识产品）。从而构成了社会系统信息传递的基本过程。这就是社会生命系统遗传信息传递的中心法则。两者共同构成了整个生命系统遗传信息传递的中心法则。而这两套生命信息系统的信息转换过程则在人类思维系统（生物神经系统和社会神经系统）之间实现互换。从而构成了整个生命系统的信息传递过程。

第七，该系统理论认为，对于生命系统来说，无论是生物系统还是社会系统，其遗传与变异，进化与分化，生殖与发育，分别遵循：生命系统遗传因子（基因）自由分离与自由组合规律；生命系统进化的遗传因子矩阵分布定律；生命系统进化（或系统发生）的生命周期双S曲线规律。所谓“生命系统的遗传因子自由分离与自由组合规律”，即生命系统的遗传与变异度定律。运用该定律，通过概率分析可以帮助人们确定生命系统（生物系统与社会系统）内部亲代与子代之间或新社会文明与旧社会文明之间的遗传与变异程度。而所谓“生命系统进化的遗传因子矩阵分布定律”即是生命系统的进化与分化度定律。运用该定律，通过概率分析可以帮助人们确定生命系统（生物系统与社会系统）内部物种与物种之间或世界各国、各区域社会文明之间的进化与分化程度。而所谓的生命系统进化（系统发生）的生命周期双S曲线规律，即是通过对人体生殖与发育过程的系统观察及细胞动力学分析或对人类社会科技与经济增长过程的系统观察及动力学分析，所发现的一个生命系统进化的动力学定律。该定律的发现可以帮助人们认识生命系统（生物系统与社会系统）进化的规律性过程。以上三定律对人们更好地揭示生命的本质及其发展规律具有十分重要的学术价值。

第八，该系统理论认为，生命系统的进化经历了两次智能化过程。一次是生物系统的智能化，其导致人类的起源和人类大脑的产生。人类的起源和人类具有思维能力大脑的产生是生物系统智能化的标志。另一次是社会系统的智能化过程。这次智能化过程尚未完全实现，但已经初见端倪。因为人类社会网络时代的到来就已经表明，社会系统的进化已到了一个相当于生物系统进化的神经组织产生的时代。再向前发展一步就是社会的智能化时代。在这个时代将产生很多智能机器，形成智能化网络，创造生命智能个体等等。人类社会将因此进入一个高度的理性化时代。即产生“人类社会中枢神经系统”或称之谓产生有思维能力的“社会大脑”。人类的活动过程将从控制和改造自然走向与自然协调发展；从控制与改造社会走向与社会协调统一的新时代。生命系统的两次智能化，将把人类及人类社会带到一个真正的生命科学时代。未来随着生命系统的智能化高度发展，必然导致一个智能文明时代的到来。生命的进化与发展将操纵在人类自已的手中，生命将是一个人工创造过程。人类将可以制造生命体系。也就是当人类达到真正认识并揭示了生命系统的本质及其发展规律的时候，人类将完全可以改造生命，创造生命。这是生命系统进化的历史必然。

第九，该系统理论认为，人类大脑是生命系统内部生物信息系统与社会信息系统的信息功能转换器。这是由人类的生物属性和社会属性所决定的。人类是界于生物系统与社会系统之间的中介体。即是生物信息的载体，又是社会信息的载体。生物信息系统决定了人类大脑的硬件，而社会信息系统则决定了人类大脑的软件。如果把人脑与电脑相类比，我们可以清楚地看出，生物信息系统决定了我们人类的大脑硬件是286，386，486，586，还是奔腾1，奔腾2，奔腾3。而社会信息系统则决定了我们人类的大脑所需要的各种运行软件。人类的心理活动过程，认知过程，创造性思维过程等就是人类大脑这个信息转换器的功能转化过程。因此，我们不仅要积极地强化生物信息系统，使每个人拥有一个聪明的脑袋，而且还要积极地开发社会信息系统，使每个拥有聪明脑袋的人都可以有机会获取丰富的社会科技信息。只有将这两方面有机地结合起来，我们才能使每个人的创造性才能得到发挥。由此我们不难看出，要想真正地提高全民素质，培养人们的创造性，创新性能力，我们既要加强优生优育，又要加强科技教育；只有这样，才能培养出一大批优秀科技人才队伍，使我们的创新事业不断取得成功。

第十，该系统理论认为，现代医学基础理论应把生物医学与心理医学、社会医学有机地结合起来，重点解决人类面临的最大医学难题---亚健康问题，所谓亚健康问题是指人群中60%左右的人，他们的健康状态处于健康与疾病之间，这种非健康状态，医学上称之谓亚健康状态。其所带来的非健康问题称之谓亚健康问题。随着现代生物医学的迅速发展，人类对结构性，器质性疾病问题的解决将获得巨大进展，而一些功能性，神经性（精神性、心理性）疾病问题--亚健康疾病将成为未来医学科学解决的最大难题，因此，亚健康问题将成为未来医学科学研究的重点。在这样一种背景下，该理论认为我国应尽快建立“亚健康医学”理论研究体系和临床医疗机构。所谓亚健康医学即是集生物医学，心理医学，社会医学为一体的综合医学，它将成为21世纪医学科学发展的主要方向。对此应引起全社会的高度重视。使我国的亚健康医学事业不断地获得发展。生命科学大系统理论的建立将有助于今后人们更好地理解什么是生命？生命的本质？什么是疾病？什么是健康？什么是医学？等等方面的问题。

第十一，该系统理论认为，中西医结合基础理论应建立在人类经络与神经系统生物发生的细胞同源性理论（或称“经络与神经系统起源的同源学说”）基础之上，即把经络系统看成是人类机体生理调控的原始通道，而神经系统则是人体生理调控的现代通道。就好比前者相当于原始的信息传递通道，诸如：人与人之间口头语言和手势动作表达思想等等；后者则相当于现代的信息传递通道，诸如：电话、电报、英特网等等。因为人体的生理调控系统的建立是一个从受精卵开始不断地从低级到高级，从简单到复杂的生物发生过程。当原始的经络系统（原始的信息传递通道）已经不能满足人体生理发育要求之时，现代的神经系统（现代的信息传递通道）也就开始应运而生了。这是一个非常形象，也是一个非常科学的类比。再者，人类生理调控系统的原始通道（经络系统）不会因为其现代通道（神经系统）的出现而消失。在发挥生理调控过程中各自具有各自的重要功能。这点从中医针灸的临床有效治疗上可以得到证实。在我们看来，针炙的有效性，主要在于其开发了原始通道的生理调控功能,使得遭到损害的一部分现代通道（神经系统）的生理调控功能得到补偿。所以说，此学说比较好地解决了中医经络学说与西医神经学说的理论统一问题。我们认为，中西结合医学将成为未来

21世纪人类解决亚健康问题的最佳医疗技术手段。因为，建立在“经络与神经起源的同源学说”基础上的中西结合医学，其重点解决的就是人体生理调控机制与原理问题的学说体系，所以，可以看出未来中西结合医学一定会对解决人类面临的亚健康问题发挥重要作用。我们有理由认为，对经络与神经两大生理调控系统的共同开发，必将导致医学科学发展史上的一场科学革命。这场医学科学革命，最终导致人类医学科学事业的发展出现一次质的飞跃。

第十二，该系统理论认为，21世纪将是一个信息化和智能化的科技时代，生命科学将成为未来科技发展的带头学科。但未来的生命科学不是只局限于生物科学意义上的传统生命科学，而是已扩展到了社会科学和思维科学范围上的大生命科学。这种理论体系上的扩容，必将对未来人类社会的发展，人类世界观和方法论的变革产生广泛深远意义的影响。人类社会文明将因此跨跃到一个崭新的层次。未来人类社会的科技、经济与社会发展问题的解决将从生命科学大系统理论寻找答案。人类将采用生命科学的理念来解决社会科技与经济发展的一系列问题。因为，随着人们对社会生命系统的进一步认识和了解，人们将越发会意识到生命科学的理念在解决各种社会科技与经济问题方面的重要作用。所以，生命科学大系统理论将不以人们的意志为转移地影响人们思想意识，思维方式。同时，人们也会自觉地或不自觉地选择生命科学大系统理念来解决各类社会经济与科技发展问题。

第十三，该系统理论认为，生命科学的两大重要基础学科，一是“分子生物学”，另一是“科学技术学”。“科学技术学”就相当于生物科学中的重要基础学科“分子生物学”；同样，“分子生物学”也相当于社会科学中的重要基础学科“科学技术学”。这两门学科的主要特点就在于它们使人们对生物系统的认识和对社会系统的认识进入了一个更深的理论层次。实现了真正意义上的本质认识。分子生物学发现了DNA（RNA）结构序列是生物系统的基因组，其中蕴含的生物生命信息决定了生物系统进化发展的全部生命周期过程；而科学技术学则发现了科学（技术）结构序列是社会系统的基因组，其中蕴含的社会文明信息则决定了社会系统进化发展的全部生命周期过程。这两大发现，使人们得以从更深的层次上真正揭示生物系统---生命的本质及其发展规律和社会系统---文明的本质及其发展规律。在我们看来，未来社会科学方面的一些重大问题（诸如社会科技与经济发展问题）的解决都将要从“科学技术学”理论方面来寻找准确答案。就象现在生物科学方面的一些重要问题的解决都在从“分子生物学”理论方面寻找准确答案一样。因此，我们认为，“科学技术学”学科的出现标志着社会科学事业的发展进入了一个新的非常重要的阶段。由此，在我们看来，中国除了要加强是对分子生物学的研究之外，还应顺应社会科学事业发展的必然趋势，创建具有中国自已特色的国际学术品牌---“科学技术学”学科体系，加强对科学技术学的研究。并用科学技术学理论来指导我国的科技与经济社会发展的实践。只有这样，中国才能在二十一世纪的国际科技、经济与社会全面竞争中取得胜利。

第十四，该系统理论认为，在未来的东方世界或全球范围将进行一场“东方文化复兴运动”，其影响力将远远超过近代发生在西方世界的那场“西方文艺复兴运动”。随着东西方科技与文化交流的不断深入，两种科技文化基因的杂交将越发频繁，其结果必然导致一个新的社会文明基因组的产生，就象当年西方世界获得了中国的“四大发明”而引发“西方文艺复兴运动”一样，未来的东方世界也同样是在广泛吸收西方优秀文明基因--科学技术文化的基础上引发一场更大规模的“东方文化复兴运动”。并因此创造一个比西方世界更为优秀的社会文明基因组，世界文明中心将因此转移东方。这点将成为一个不随人们意志为转移的客观事实。世界文明中心的转移是不可抗拒的历史潮流。自西方文艺复兴运动

以来，西方国家的社会文明已经经历了几次中心的转移，现在已经转移到美国，随着西方文明的衰落，东方文明的崛起，一次大的世界文明中心转移将不可阻挡。美国将成为西方文明中心转移的最后一站。美国的最终衰落将预示着西方文明中心地位的终结。亚洲太平洋地区的崛起，必然要最终取代欧洲大西洋地区的衰落。西方文明中心地位必然要让位给东方文明。随着未来“东方文化复兴运动”的暴发，这种趋势将不可阻挡。

第十五，该系统理论认为，未来的世界文明中心将转移东方，而中国将成为东方世界文明中心的核心。因为下一个所谓“东方文化复兴运动”，将是以复兴中国文化为特征的一场文化复兴运动。中国将成为这场运动暴发的中心。未来的中国复兴，最关键的事情是要造就一代新人。这一代新人不仅拥有一个优秀的生物信息系统，而且还要拥有一个优秀的社会信息系统。也就是，未来中国社会的振兴最关键的事情是要在广泛吸收全世界各国优秀文明基因的基础上重建一个新的文明基因组。这个基因组应成为全世界范围内最先进，最优秀的社会文明基因组。未来中国社会的发展最重要的事情是发展科学技术，进行科学技术的不断创新。对社会信息系统（软件系统）进行改造，进行充实，使人们有机会获得更多的更优秀的社会文明基因信息。要不断地加强科技教育，培养一大批科技人才队伍，使他们成为肩负历史重任的一代新人。只有这样，未来的世界文明中心才能转移中国。而在大力开发社会信息系统的同时，我们还要积极开发生物信息系统（硬件系统），要使中国人的体质更强壮，身体更健康，大脑更发达。他们可以广泛地接受各种科学技术文化知识的教育。具有充沛的精力和体力来完成各种创造性活动。总之，我们只有将优生优育和科技教育有机地结合起来，才能造就一代新人，才能使这一代新人为中华民族和全世界创造人间奇迹。中华民族具有几千年光辉灿烂的文明历史，并且人才倍出，科技文化基因丰富，曾为人类社会作出过巨大贡献，无论在科学发现，还是在技术发明上都曾取得过辉煌成就。如果我们不断地改革与开放，不断地把中华民族最优秀的文明基因与全世界各国最优秀的文明基因进行杂交重组，我们就一定能创造一个人类历史上最优秀的文明基因组。中国就一定能取代美国，成为下一个世界文明中心。

以上内容构成了“生命科学大系统理论”体系的基本框架。21世纪是生命科学的世纪，生命科学将作为带头学科成为21世纪科技发展的急先锋。谁把握了生命科学，谁就掌握了科学技术发展的未来。“生命科学大系统理论”体系的创建将对21世纪人类科技事业的发展，以及未来人类建立正确的世界观和方法论具有非常重要的现实意义。21世纪是一个世界科技竞争最激烈的世纪，各国都把发展科学技术放在国家战略最优先地位，我国也不例外，如何发展科学技术？如何抓住未来科技发展的主流？我们认为最重要的是大力发展现代生命科学，从生物科学、社会科学、思维科学三方面进行拓进，建立一个具有我国自已特色的“生命科学大系统理论”体系，为二十一世纪我国的科学技术事业的腾飞作好充分的思想理论准备。我相信二十一世纪全世界范围内的生命科学争夺战将会越演越烈。中国必须尽快抢占生命科学（生物科学、社会科学、思维科学）这块阵地，尽可能地将大量的人力、物力和财力投入到这一科技领域，加速生命科学发展的步伐。只有这样中国才有可能在二十一世纪的生命科学乃至整个科学技术领域取得主动权，并获得更多的发展机会。如果说二十一世纪是中国人的世纪，我想我国必须首先在生命科学（生物科学、社会科学、思维科学）领域掀起一场

科学技术革命，并以此带动未来整个世界科学技术体系的革命。中国应该成为这场革命的策源地和发动机。只有这样，中国才能以领头者的姿态带动未来世界前进。

附图1：生命科学与生命系统的框架示意图；

附图2：生命系统信息传递中心法则示意图；

附图3：生命系统的进化与智能化过程示意图。

系统科学中的老三论 新三论

系统科学领域“老三论”、“新三论” 一、引言 老三论系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。虽然它们仅有半个世纪，但在系统科学领域中已是资深望重的元老，合称“老三论”。人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母，把它们称之为SCI论。耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。它们虽然时间不长，却已是系统科学领域中年少有为的成员，故合称“新三论”，也称为DSC论。 二、“老三论”、“新三论”理论概述 1、系统论、控制论和信息论 系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。所谓系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体;而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和，认为一切生命都处于积极运动状态，有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放，获得物质、信息、能量交换的结果。系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系，具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。 控制论是著名美国数学家维纳（Wiener N）同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚，使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变

生命科学与计算机科学

生命科学与计算机科学 当今世界，科学技术发展突飞猛进，新兴学科、交叉学科不断涌现，科技进步对经济社会的影响作用日益广泛和深刻。伴随着信息科技革命方兴未艾的浪潮，生命科学的发展也正在展现出无可限量的前景。生命科学是一门对各种生命形式进行研究和探秘的学科，它不同于我们以往学习的生物，生物只是生命科学所涉及的其中一个方面，而生命科学研究多个层次和各种生命形式，并对其进行科学性分析和探讨。越来越多的人们已经预见到，一个生命科学的新纪元即将来临，21世纪将是生命科学的迅猛发展的时代。如今现代生物技术广泛应用于农业、医药与健康、能源、环境保护等领域，对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要而深远的影响。 在现代社会中，生命科学与人们生活息息相关，成为了备受人们关注的一门科学。生命科学在日常生活中应用广泛，无论是DNA检验还是血型判断，或是疾病治疗，都离不开生命科学的具体应用。然而，倘若单单依靠生命科学，生命科学不可能飞速发展到如此地步，也明显不足以满足和实现人们的各种需求。显然，生命科学的发展与其他学科或技术的辅助密不可分，而我的专业是计算机，所以就让我来探讨一下生命科学与计算机科学之间的联系。 就以DNA为例。1925年，微生物学家沃森和克里克宣布他们已经解决了现代生物学最重要的问题，破译出了隐藏在DNA分子结构中的“遗传密码”。在我看来，“密码”这个词汇用的相当巧妙，令人马上联想到信息论中的“信息的编码”，而且还令人想到英国第一台计算机的用途——破译德国的密码。DNA分子结构是密码，计算机却是破解密码的工具，这似乎在揭示着生物学与计算机从很早开始便有着不解之缘。 不久DNA分子就被普遍认为是某种微型控制论机器，它们储藏并处理极微小单位的、经过化学编码的信息。据称，这些经过编码的信息控制着生物体复制的不连续的过程，当载有全部编码的两条螺旋体被解开，携带的信息将按储存单位一段段地解读，如同计算机的记忆存储器解读其中的字符串一样。 虽然实际上DNA的“程序”远没有那么简单，但在“新生物学”突破的初期，

巴纳德的系统组织理论

巴纳德的系统组织理论(1938) --------------------------------------------------------- ? 切斯特．巴纳德(chester 1．Barnard，1886－1961）是西万现代管理理论中社会系统学派的创始人。他早年就学于蒙特赫蒙学院，19O6－1909年在哈佛大学读完了全部经济学课程，因缺少实验学科的学分而未获得学位，后来却由于他在研究企业组织的性质和理论方面作出了杰出的贡献，得到过7个荣誉博士学位，他于1909年进入美国电话电报公司工作，1927年起担任新泽西贝尔电话公司总经理，一直到退休。他对组织管理工作的极大热情还使他自愿参与了许多社会组织的活动。他帮助制定过美国原子能委员会的政策，在新泽西紧急救济队、新泽西感化院、联合劳务组织担任过领导职务。1948－1952年担任洛克菲勒基金会董事长。他还是一个出色的钢琴演奏家，担任过美国新泽西巴赫协会主席。 巴纳德在漫长的工作经历中积累了丰富的经营管理经验，并深入分析现代管理的特点，写出了许多重要着作。其中最有名的是1938年出版的《经理人员的职能》，被誉为美国现代管理科学的经典着作。该书连同他10年后出版的《组织与管理》是其系统组织理论的代表作，是其毕生从事企业管理工作的经验总结。他将社会学概念应用于分析经理人员的职能和工作过程，并把研究重点放在组织结构的逻辑分析上，提出了一套协作和组织的理论。他认为，社会的各级组织包括军事的、宗教的、学术的、企业的等多种类型的组织都是一个协作的系统，它们都是社会这个大协作系统的某个部分和方面。这些协作组织是正式组织，都包含三个要素：协作的意愿、共同的目标和信息联系。所有的正式组织中都存在非正式组织。正式组织是保持秩序和一贯性所不可缺少的，而非正式组织是提供活力所必须的。两者是协作中相互作用、相互依存的两个方面。所有的协作行为都是物的因素、生物的因素、人的心理因素和社会因素这些不同因素的综合体。 一个协作系统是由相互协作的许多人组成的。个人可以对是否参与某一协作系统作出选择，这取决于个人的动机包括目标、愿望和推动力，组织则通过其影

决策理论与方法

1、公共部门决策的特点：1决策主体的公共性2决策内容的公共性3决策方式的民主化4决策准则的公益性 2、公共部门决策的重要性作用：1为公共部门的决策提供目标2使公共部门的管理行为有了行动依据3有助于调动公共部门管理者的工作积极性4有助于使公共部门的管理工作达到更优效果 3、公共部门决策理论的研究方法：理论实践结合法，主体兼容法，吸收创新法。 4、经验决策的基本方法：直接判断法，淘汰法，排斥法，归纳法 5、科学决策的标志:1公关部门决策由个人决策发展为集团决策2公关部门由单纯的定性分析发展为定性与定量相结合的分析3公关部门决策由仅注重决策的结果到注重决策的全过程。决策分析方法的科学化主要趋势是出现了决策分析的数学化，模型化，电子计算机化。 6、中国传统决策文化观念：1中庸决策观，儒家：适可而止，不偏不倚，中庸之道2无为决策观，道家：无为而治，贵柔，守雌，不争3经验决策观，墨家：三表论，本，原，用，类，故4权谋决策观，法家：权势，谋略5知变决策观，孙子兵法：知，变，知己知彼，技之以计，奇正相生。 7、我国政府决策的基本经验：1坚持共产党在政府决策中的领导地位2遵循实事求是的思想路线，重视调查研究，坚持领导与群众相结合的决策方法3坚持民主集中制的组织原则4尊重专家的意见，按科学态度决策。 8、我国政府决策的主要教训：1没有一套完善的决策制度2决策研究缺乏公开性和民主性，3缺乏一套系统的科学决策程序。 9、公关部门决策科学化基本内容：决策研究的科学化，决策过程的程序化。公关部门决策民主化基本内容：决策参与的民主化，决策讨论的公开化。 10、公关部门决策科学化和民主化的保障机制：1完善重大决策的规则和程序，通过多种渠道和形式广泛集中民智，使决策真正建立在科学民主基础之上。2建立健全决策公开制度，增加决策的透明度，3建立决策失误责任追究制度，健全纠错改正机制4建立多种形式的决策咨询机制和信息支持系统 11、西方决策理论对决策模式作了三种分类：1两分法，将整个决策模式分为理性决策模式和渐进模式可能2三分法，在前两种模式的基础上，增加了另一种决策模式，混合扫描模式3七分法，进一步在前述两分法基础上增加了五个模式，即经济合理模式，顺序决策模式，超理性决策模式，剧烈改变模式，无为模式。 12、现代西方决策理论的基本模式：一理性决策模式，理性决策模式也被称为科学决策模式，它把决策过程分为六个步骤：发现问题，提

计算机科学与技术

计算机科学与技术 Computer Science and Technology 一、专业介绍 计算机科学与技术专业主要培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术，包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。 二、培养目标 培养德、智、体、美全面发展，具有良好的科学素养，系统地掌握计算机科学理论、计算机硬件系统、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，基本具备本领域分析问题与解决问题的能力，能在科研、教育、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究、开发和应用，具有创新精神和实践能力的计算机科学与技术学科的学术研究型人才和复合应用型人才。 三、毕业要求 要求1：具有较好的人文社会科学素养：较强的社会责任感：团队合作意识和良好的环境保护职业道德； 要求2：掌握计算机科学与技术相关的自然科学基础理论知识，获得科学思维的基本训练，具有科学思维方法和技术手段来解决复杂问题的能力。 要求3：掌握计算机科学与技术学科的基础理论和专业知识，了解计算机科学与技术学科的前沿发展现状和趋势，了解计算机科学与技术新方法：新技术和新设备的发展动态； 要求4：掌握解决计算：网络问题的工程技术与管理技术的科学理论与专业知识，获得科学思维的基本训练，具有综合运用专业知识来解决问题的能力。 要求5：掌握现代计算机系统的组织与体系结构：设计方法：操作技能及逻辑设计技能； 要求6：掌握计算机软硬件开发和综合应用的知识与能力； 要求7：了解与本专业相关的研发：设计：施工：管理等方面的方针：政策与法律：法规； 要求8：掌握基本的创新方法，具有创新意识和一定的组织管理能力：较强的表达能力与人际交往能力，具有终身学习意识和社会适应能力； 要求9：掌握文献检索：资料查询和运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有获取和传播知识和信息的能力； 要求10：掌握一门外国语，具有较强的听：说：读：写能力，能查阅专业外文文献，较熟练地阅读本专业外文书刊，具备一定的国际交流能力。 实现矩阵

第十讲 巴纳德的组织理论

第十讲巴纳德的系统行政组织理论 一、生平概述 出生：切斯特．巴纳德(Chester Barnard，1886－1961)，美国人，是西方管理理论中社会系统学派的创始人，是对中期管理思想作出卓越贡献的学者之一。 求学：他早年就学于蒙特赫蒙学院，1906－1909年在哈佛大学读完了全部经济学课程，但因缺少实验学科的学分而未获得学位，后来却由于他在研究企业组织的性质和理论方面作出了杰出的贡献，得到过7个荣誉博士学位。 实践中的管理者与：他于1909年进入美国电话电报公司，前十年主要从事参谋工作，此后开始担任直线人员的领导职务，1927年起担任新泽西贝尔电话公司总经理，一直到退休。 自学成才的管理学专家：漫长的管理工作经历使巴纳德积累了丰富的经营管理经验。与此同时，巴纳德也是一位自学成才的管理学专家。他多遍阅读了意大利社会学家维尔弗雷多·帕雷托、德国社会学家马克斯·韦伯和美国管理学家库尔特·卢因等人的原著。并将他们的理论应用于组织问题的研究。他结合自己丰富的管理经验以及从这些知名管理学家著作中吸取的理论知识，深入分析现代管理的特点，尤其是分析了现代管理中的组织问题，写出了许多重要著作（见教材P162-163）。 积极的社会活动家：巴纳德对组织管理工作的极大热情还使他自愿参与了许多社会组织的活动。例如：他帮助制定过美国原子能委员会的政策，在新泽西紧急救济队、新泽西感化院、联合劳务组织担任过领导职务。1948－1952年担任洛克菲勒基金会董事长。他还是一个出色的钢琴演奏家，担任过美国新泽西巴赫协会主席。 代表性著作：巴纳德的著作中最有名的是其1938年出版的《经理人员的职能》，这一本书被誉为美国现代管理科学的经典著作。该书连同他10年后出版的《组织与管理》是其系统组织理论的代表作，是其毕生从事企业管理工作的经验总结。在这些著作中，巴纳德将社会学概念应用于分析经理人员的职能和工作过程，并把研究重点放在组织结构的逻辑分析上，建立了一个有关组织的定义和概念的逻辑体系。提出了一套协作和组织的理论。 二、巴纳德系统行政组织理论的主要内容 巴纳德理论的总体特征是组织论的行政管理理论，即以组织为基础分析和说明管理的职能和过程。其理论结构为：个体假设---协作行为和协作系统理论---组织理论---管理理论。巴纳德开创的组织管理理论研究，揭示了管理过程的基本原理。经西蒙、马奇等人的进一步发展，形成管理学领域的组织管理流派。 1．指出组织的本质是一个协作系统 在巴纳德之前，人们总把组织看作是一种僵硬的结构，只注意到正式组织中的职责，分工和权力结构，因而比较机械、孤立。 而巴纳德认为，日常生活中政府机构、军队、企业、学校、医院等正式组织实体，都是

《公共部门决策的理论与方法》期末复习材料

《公共部门决策的理论与方法》期末复习资料 第一章导论 公共部门的构成： ·社会部门可区分为三大部门： 第一部门是政府组织，这是纯粹的公共部门； 第二部门是工商企业，这是非公共部门，又称私人部门； 第三部门是介于政府组织与工商企业之间的一些部门，往被称为非政府公共机构。 ·公共部门既包括第一部门即纯粹的公共部门（政府组织），也包括准公共部门即第三部门。“纯粹性”非公共部门（竞争性工商企业）的特点： 1、它的投资主体是私人。 2、它所提高的产品一般是私人物品。 3、它的行为价值取向是本企业的利益最大化。 公共部门决策的特点: 1、决策主体的公共性（谁来决策）。即公共部门决策必须由公共组织按一定的法定程序进行。 2、决策内容的公共性（决策什么）。即其决策内容主要是公共领域的事务。 3、决策方式的民主化（怎样决策）。民主决策与公共参与是其决策方式的基本特点。 4、决策准则的公益性（根据什么决策）。这是公共部门决策与私人企业决策的本质区别之一。 三、公共部门决策理论的研究任务与研究方法 公共部门决策理论的研究方法： ·理论和实践相结合的方法，即理论从实践中来，又回到实践中去，接受实践的检验。 第一，必须认真总结公共部门决策的实践经验，使之上升为理论。 第二，公共部门决策理论必须接受公共部门决策实践的检验。 第三，研究公共部门决策理论的目的是为了指导公共部门决策实践。 ·主体兼容法，即立足于现代中国，兼容古今中外 立足于现代中国就是要从现代中国的实践出发去努力解决公共部门决策中存在的问题，为当前我国公共部门的决策实践服务。 我国公共部门决策的四个基本特点： 1、我国是一个大国，公共部门决策十分复杂，其作用范围也相当大。 2、我国是一个社会主义国家，人民是国家的主人。公共部门的决策应当从人民的利益出发。 3、共产党是全国人民的领导核心，公共部门的决策必须由党的领导和参与。 4、我国是一个发展中国家，公共部门的决策从理论到方法都还比较落后。 ·吸收创新法，即吸收现代的一切科学成果来丰富和充实公共部门决策理论，并在此基础上进行理论体系和内容上的创新。

计算机与生物技术

计算机在生物技术中的应用 学院：食品与生物工程学院 班级：生物技术06-2班 姓名：张益学 学号：200606011153

计算机在生物技术中的应用 进入二十一世纪以来，由于研究的深入，对知识的进一步认识和了解，许多学科之间都有了一些交叉，尤其是一些新兴学科之间的相互交叉，广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用，人们进一步提升对自然界的认识，对人类本身也有了进一步的了解。今天浅谈一下计算机技术与生物技术之间的关系、计算机在生物技术中的应用以及该综合学科的发展前景。 一、生物技术与信息技术的关系 生物技术（Biotechnology）是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原合而成，即是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。信息技术和生物技术都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。 1.生物技术的发展需要信息技术支撑理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。信息技术（information science）是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结（1）信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中，计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。在赛莱拉基因研究公司、英国Sanger 中心、美国怀特海德研究院、美国国家卫生研究院和中国科学院遗传所人类基因组中心联合绘制的人类基因组草图的发布中，美国多家研究机构特别强调正是信息技术厂商提供的高性能计算技术使这一切成为可能。同样，在被称为“生命科学阿波罗登月计划”的人类基因草图的诞生过程中，康柏公司的Alpha服务器也为研究人员提供了出色的计算动力。业界分析人士称，在这场激烈的基因解码竞赛背后隐含的是一场超级计算能力的竞赛，同时，这次竞赛有助于大众对超级计算机的超强能力形成普遍认知。在此之前，这些造价至少在数百万美元以上可以超高速运转的机器一直默默无闻，他们被用于控制核反应堆、预报天气或是与世界级国际象棋大师同台对弈。如今，人们越来越清醒地认识到，超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的，高性能计算可以为人类作出更大的贡献。 赛莱拉公司执行总裁在接受《今日美国》的采访时说:“将人类基因密码以线型方式组合起来，这还是人类有史以来的第一次。”赛莱拉公司要将32亿个碱基对按照正确顺序加以排列，在曾经尝试过的大规模计算中，这次挑战是最为严峻的一次。为了完成这次历史性课题所需的数量极为庞大的数据处理工作，赛莱拉公司动用了700台互联的Alpha64位处理器，运算能力达到每秒 1.3万亿次浮点运算。同时，赛莱拉公司还采用了康柏的Storage Works系统，用以完成对一个空间为50TB且以每年IOTB速度增长的数据库管理工作.康柏电脑公司董事会主席曾在一次演讲上说道:“如今，我们很难将生物技术的进步与高性能计算领域的发展割裂开来。实际上，许多一流的科学家都相信，高性能计算是生物和医药的未来。今后，越来越多的具有强大功能的计算机和软件将会被用来搜集、存储、

信息系统原理

第一章信息系统介绍 1. 什么是信息系统？信息系统正在哪些方面改变着我们的生活？ 信息系统是由一系列相互关联的组件组成的集合，对数据和信息进行收集、处理和传播，并提供反馈机制以达到某项特定目标。 举例：在购物时通过扫描条形码结账。 2. 如何区别数据与信息？信息与知识？ 数据由原始事实组成，当这些事实被有组织有规律的收集在一起，它们便成了信息。 信息是事实的集合，它们按一定方式组织起来，从而具有更大的价值。 知识是对信息的认识和理解，以及对信息加工方法的的认识和理解。 3. 指出至少六种有价值的信息特征 精确性、完整性、经济性、灵活性、可靠性、相关性 4. 定义系统的概念。一个稳定的系统和一个动态的系统有什么区别？ 系统是一组用来达到某些目标而相互关联的元素和组件的集合。稳定的系统随时间变化很小，而动态的系统随时间而快速、持续的变化。 5. 信息系统由哪些组成部分？ 输入、处理、输出、反馈 6. 系统性能是如何评估的？ 系统性能可通过多种方法衡量。 效率是通过产出和消耗之间的比率来衡量系统的一种方法。 有效性是对系统所能达到的目标程度的度量。 系统性能标准是系统的某项特定目标。 7. 模型是什么？使用模型的目的是什么？ 模型是用来代替现实世界的抽象或近似。 模型主要包括叙述型、物理型、图解型、数学型等。模型让我们能够探索和获取对现实情况的进一步了解。 8. 基于计算机的信息系统是什么？它的组成部分有哪些？ 基于计算机的信息系统（CBIS）由硬件、软件、数据库、远程信息、人员和一系列以收集、操作、存储数据及把数据处理成信息的规程组成。 9. 定义有关信息系统的效率和有效性 效率是通过产出和消耗之间的比率来衡量的一种方法。有效性是一个系统所能达到的目标程度的度量。 10. 区分事务处理系统的三种功能 通过将常规性业务和劳动密集型商业系统自动化来降低成本。工资系统处理日常的业务交易、事务。它代表了常规的、重复的、通常也是普通的商业事务涉及的信息概念和技术应用。11. 内部网和外部网有什么区别？ 内部网只有内部人员能进入访问，而外部人员无权限访问。而外部网无此限制。 12. 工作流系统是什么？它和事务处理系统有什么不同？ 工作流程系统是基于各项规划的管理软件，用以指导、协调和监控一系列相关任务的执行，从而形成一个业务处理过程。而事务处理系统则用于记录已经完成的商业事务。 13. 现在最普遍的用于商业组织的基于计算机的信息系统有哪些类型？ 电子商务系统、事务处理系统、管理信息系统、决策支持系统。例如：12306购票系统、银行管理系统。 14. 指出人工智能的三个元素

组织理论的发展

组织理论的发展 系统的组织理论出现于19世纪末，组织理论的发展大致经历了古典组织理论、行为科学时期的组织理论、系统权变组织理论三个主要时期，它们从不同的角度对组织现象和组织管理进行了研究。 一、传统和古典的组织理论 1、科学管理学派的组织观 此派以科学管理运动的先驱者，被誉为“科学管理之父”的泰勒为代表。泰勒一生发表许多管理论著，最有影响的是《科学管理原理)》。他提出许多与组织管理有关的思想，这些思想是： （1）科学管理的中心问题是提高效率。 （2）要提高工作效率，就必须为工作挑选第一流的工人。 （3）实行刺激性工资制度，实行“差别计件制”，按组织成员的绩效来支付报酬，鼓励竞争。 （4）将组织的计划职能和执行职能分开。 （5）实行职能工长制。 （6）实行组织控制的例外原则。 泰勒以其毕生的精力，在美国掀起了一场科学管理的革命。泰勒提出的这些概念与思想为整个古典管理理论奠定了基础，泰勒的许多思想为以后的管理学派所采纳。科学管理的精神是永存的。 2、行政管理学派的组织观 20世纪前半期出现的行政管理学派是从宏观上探讨组织管理的知识体系。这派的代表人物是被誉为“管理理论之父”的法国人法约尔。作为管理实践家和管理理论家，法约尔—生著述颇多，著有《工业管理与一般管理》、《国家在管理上的无能——邮政与电讯》、《公共精神的觉醒》等著作和《管理的一般原则》、《管理职能在事业经营中的重要性》、《国家管理理论》等论文。法约尔的主要贡献在于其在吸收科学管理学派思想的基础上提出了组织管理的原则，这些原则是： （1）实行专业分工。 （2）权力与责任相一致。 （3）纪律。 （4）统一指挥。 （5）统一指导。 （6）个人利益服从组织利益。 （7）理想的工作报酬。 （8）权力集中。 （9）等级链。

高性能计算在生命科学中的应用

高性能计算在生命科学中的应用

目录 1.1 高性能计算的发展现状 (3) 1.1.1 高性能计算概述 (3) 1.1.2 高性能计算的应用需求 (3) 1.1.3 国外高性能计算发展现状 (4) 1.1.4 国内高性能计算发展现状 (5) 1.1.5 高性能计算机关键技术发展现状 (7) 1.2 高性能计算在生命科学中的应用 (13) 1.2.1 基因测序数据处理 (13) 1.2.2 蛋白质结构研究 (34) 1.2.3 计算机辅助药物设计 (50)

1.1高性能计算的发展现状 1.1.1高性能计算概述 高性能计算（High Performance Computing，简称HPC）是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机（High Performance Computer），满足科学计算、工程计算、海量数据处理等需要。 自从1946年设计用于导弹弹道计算的世界上第一台现代计算机诞生开始，计算技术应用领域不断扩大，各应用领域对计算机的处理能力需求越来越高，这也促使了高性能计算机和高性能计算技术不断向前发展。随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也迅猛增长。1.1.2高性能计算的应用需求 应用需求是高性能计算技术发展的根本动力。传统的高性能计算应用领域包括：量子化学、分子模拟、气象预报、天气研究、油气勘探、流体力学、结构力学、核反应等。随着经济发展和社会进步，科学研究、经济建设、国防安全等领域对高性能计算设施及环境提出了越来越高的需求，不仅高性能计算的应用需求急剧增大，而且应用范围从传统领域不断扩大到资源环境、航空航天、新材料、新能源、医疗卫生、金融、互联网、文化产业等经济和社会发展的众多领域。 当前，世界和中国面临诸多重大挑战性问题。比如，全球气候出现快速增温的事实使“应对气候变化”成为各国政治、经济和社会发展的重大课题，为了进一步消减“温室效应”和减少碳排放，实现可持续发展的低碳经济，新材料的发现、设计与应用迫在眉睫；随着化石能源的日益枯竭和环境的日趋恶化，新能源的开发势在必行；随着科技的发展，人类迈向太空的脚步逐渐加快，空间资源的争夺和战略性部署竟然愈发激烈，航空航天领域作为此项重大科研技术活动的基础支撑，投入将持续扩大；为了攻克重大疾病、进一步提高人口健康质量，生命科学与新药制造已成为技术发展和经济投入的重要增长点；随着互联网技术不断发展，借助海量数据与高性能计算的力量使得人工智能研究不断取得新的突破，各大互联网企业对高性能计算的投入将持续增加；在国际竞争的大环境下，基础科研实力是高新技术发展的重要源泉，是未来科学和技术发展的内在动力，也是实现国家经济、社会和环境可持续性发展的重要途径，基础科学研究的投入也将持续增长。

巴纳德的系统组织理论

巴纳德的系统组织理论 -------------------------------------------------------------------------------- 巴纳德将社会学概念应用于分析经理人员的职能和工作过程，并把研究重点放在组织结构的逻辑分析上，提出了一套协作和组织的理论。 他认为，社会的各级组织包括军事的、宗教的、学术的、企业的等多种类型的组织都是一个协作的系统，这些协作组织是正式组织，都包含三个要素：协作的意愿、共同的目标和信息联系。所有的正式组织中都存在非正式组织，两者是协作中相互作用、相互依存的两个方面。一个协作系统是由相互协作的许多人组成的。对于个人目标和组织目标的不一致，巴纳德提出了“有效性”和“能率”两条原则。当一个组织系统协作得很成功，能够实现组织目标时，这个系统就是“有效性”的，它是系统存在的必要条件。系统的“能率”是指系统成员个人目标的满足程度，协作能率是个人能率综合作用的结果。这样就把正式组织的要求同个人的需要结合起来了，这在管理思想上是一个重大突破。 巴纳德认为：经理人员的作用就是在一个正式组织中充当系统运转的中心，并对组织成员的活动进行协调，指导组织的运转，实现组织的目标。经理人员的主要职能有三个方面：提供信息交流的体系；促成个人付出必要的努力；规定组织的目标。经理人员作为企业组织的领导核心，必须具有权威。要建立和维护一种既能树立上级权威，又能争取广大群众的客观权威，关键在于能否在组织内部建立起上情下达、下情上达的有效的信息交流沟通系统。组织的有效性取决于个人接受命令的程度。巴纳德分析个人承认指令的权威性并乐于接受指令的四个条件：他能够并真正理解指令；他相信指令与组织的宗旨是一致的；他认为指令与他的个人利益是不矛盾的；他在体力和精神上是能胜任的。 巴纳德在《组织与管理》一书中再次突出强调了经理人员在企业组织与管理中的重要领导作用，从五个方面精辟地论述了“领导的性质”这一关系到企业生存和发展的带有根本性的问题：１、构成领导行为的四要素：确定目标，运用手段，控制组织，进行协调。２、领导人的条件：平时要冷静、审慎、深思熟虑、瞻前顾后、讲究工作的方式方法；紧急关头则要当机立断，刚柔相济，富有独创精神。３、领导人的品质：活力和忍耐力、当机立断、循循善诱、责任心以及智力。４、领导人的培养和训练：通过培训增强领导人一般性和专业性的知识，在工作实践中锻炼平衡感和洞察力，积累经验。５、领导人的选拔：领导人的选择取决于两种授权机制--代表上级的官方授权（任命或免职），代表下级的非官方授权（接受或拒绝），后者即被领导者的拥护程度是领导人能否取得成功的关键。领导人选拔中最重要的条件是其过去的工作表现。 巴纳德在组织管理理论方面的开创性研究，奠定了现代组织理论的基础，因为要将传统的组织改造为现代组织，就必须明确组织的目标、权力结构和决策机制，明确组织的动力结构即激励机制，明确组织内部的信息沟通机制，这三个方面是现代组织的柱石。 统的开发。尽管该公司在美国电信市场上的份额不大，但其却是欧洲大陆最大的海底光缆制造商，这使其依靠收取传输和服务费而获利颇丰。

系统时序基础理论

系统时序基础理论 对于系统设计工程师来说，时序问题在设计中是至关重要的，尤其是随着时钟频率的提高，留给数据传输的有效读写窗口越来越小，要想在很短的时间限制里，让数据信号从驱动端完整地传送到接收端，就必须进行精确的时序计算和分析。同时，时序和信号完整性也是密不可分的，良好的信号质量是确保稳定的时序的关键，由于反射，串扰造成的信号质量问题都很可能带来时序的偏移和紊乱。因此，对于一个信号完整性工程师来说，如果不懂得系统时序的理论，那肯定是不称职的。本章我们就普通时序（共同时钟）和源同步系统时序等方面对系统时序的基础知识作一些简单的介绍。 一.普通时序系统（共同时钟系统） 所谓普通时序系统就是指驱动端和接收端的同步时钟信号都是由一个系统时钟发生器提供。下图就是一个典型的普通时钟系统的示意图，表示的是计算机系统的前端总线的时序结构，即处理器(CPU)和芯片组（Chipset）之间的连接。 在这个例子中，驱动端（处理器）向接收端（芯片组）传送数据，我们可以将整个数据传送的过程考虑为三个步骤： 1.核心处理器提供数据； 2.在第一个系统时钟的上升沿到达时，处理器将数据Dp锁存至Qp输出；

3.Qp沿传输线传送到接收端触发器的Dc，并在第二个时钟上升沿到达时，将数据传送到芯片组内部。 一般来说，标准普通时钟系统的时钟信号到各个模块是同步的，即图中的Tflight clka 和Tflight clkb延时相同。通过分析不难看出，整个数据从发送到接收的过程需要经历连续的两个时钟沿，也就是说，如果要使系统能正常工作，就必须在一个时钟周期内让信号从发送端传输到接收端。如果信号的传输延迟大于一个时钟周期，那么当接收端的第二个时钟沿触发时，就会造成数据的错误读取，因为正确的数据还在传输的过程中，这就是建立时间不足带来的时序问题。目前普通时序系统的频率无法得到进一步提升的原因就在于此，频率越高，时钟周期越短，允许在传输线上的延时也就越小，200-300MHz已经几乎成为普通时序系统的频率极限。那么，是不是传输延时保持越小就越好呢？当然也不是的，因为它还必须要满足一定的保持时间。在接下来几节里，我们就建立和保持时间来分析一下时序设计需要考虑的一些问题以及正确的系统时序所必须满足的条件。 1. 时序参数的确定 对于时序问题的分析，我们首先要清楚地理解相关的一些时序参数的具体含义，比如Tco，缓冲延时，传播延迟，最大/小飞行时间，建立时间，保持时间，建立时间裕量，保持时间裕量，时钟抖动，时钟偏移等等，如果对这些参数的概念理解不深刻，就很容易造成时序设计上的失误。 首先要阐明的是Tco和缓冲延时（buffer delay）的区别。从定义上来说，Tco是指时钟触发开始到有效数据输出的器件内部所有延时的总和；而缓冲延时是指信号经过缓冲器达到有效的电压输出所需要的时间。可以看出，Tco除了包含缓冲延时，还包括逻辑延时。通常，确定Tco的方法是在缓冲输出的末端直接相连一个测量负载，最常见的是50欧姆的电阻或者30pF的电容，然后测量负载上的信号电压达到一定电平的时间，这个电平称为测量电压（Vms），一般是信号高电平的一半。如Tco和缓冲延时的确定如下图所示： 信号从缓冲器出来之后，就要经过传输线到接收终端，信号在传输线上的传输的延时我

计算机科学与生命科学

计算机科学与生命科学 论文

世界上没有两片完全相同的树叶。”----戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646-1716），莱布尼兹认为：数理逻辑、数学和计算机三者均出于一个统一的目的，即人的思维过程的演算化、计算机化、以至于在计算机上实现。首次提出了“计算机”这个概念， 英国著名的数学家和逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父，是计算机逻辑的奠基者。在图灵之前没有任何人清楚地说明过莱布尼兹说的“计算机”到底是怎么一回事。1936年图灵发表了论文“论可计算及其在判定问题中的应用”。在论文的一个脚注中“顺便”提出来一种计算机抽象模型，可以把推理化作一些简单的机械动作。正是这个“歪打正着”的脚注，开辟了计算机科学技术史的新纪元。图灵提出的该计算模型现在被称为“图灵机”。1952年，图灵写了一个国际象棋程序。可是，当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序，他就模仿计算机，每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘，结果输了。二战时期图灵破解了德国的著名密码系统Enigma，成为扭转战争走势的关键人物。但战后英国政府却认为他是同性恋而拘捕了他，注射各种药物进行“治疗”。1954年，图灵吃了一口被氰化钾浸泡过的苹果而死。后来这个被咬了一口的苹果成为了苹果电脑公司的标志。自古以来，人类就没有停止过对神秘的生命现象孜孜不倦的探索。1840年，虎克发明了显微镜，因而首次发现细胞和微生物，此后，荷兰的列文胡可清晰的观察了活动的细胞，证实了细胞是所有生命的结构基础，1865年，的奥地利的传教士孟德尔通过豌豆实验阐明了生物遗传最基本最经典的规律，开创了遗传学研究的新纪元。1953年，watson和crick共同发明了DNA的双螺旋结构，并因此获得了诺贝尔奖，DNA双螺旋结构的阐明标志着现在分子生物学的诞生。二十世纪四十至五十年代前后，生物学家们吸收数学、物理、化学等其他科学最新的研究成果及技术，开始了深入分子层面的研究。与其他学科的交融使得生物这一古老的学科重新焕发了青春。进入二十世纪八十年代，生命科学更势不可挡，雄踞影响当代人生活的四大科学之首，目前，生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头科学。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例，世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果，无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看，生命科学都是当今世界科学研究的核心，最为炙手可热的领域。

系统理论与管理

系统理论与管理 Ludwig von Bertalanffy和Kenneth Boulding分别于1951年和1956年发表文章，为现代一般系统论的诞生奠定了基础。在此基础上我们将一般系统论应用到管理中。 首先，我们将给读者介绍一般系统论；然后是其作为商业理论的应用，之后用系统概念解说模型来说明系统理论的这一应用；最后是系统概念与企业传统活动之间的关系，企业传统活动包括计划、组织、控制及沟通等。 引言 系统概念是对待管理工作的有效方式，为管理者提供一个系统的框架，助其将内外部环境因素视为一个整体；同时也使子系统的地位和职能得到认可。企业运营的系统是相当复杂的，但以系统概念进行管理，能培养形成一种思维模式，这种模式不仅能促进某些复杂问题的解决，也能使管理者们认识到复杂问题的本质，然后在可感知环境中进行业务。每一个系统都是一个完整的系统，有投入和产出，同时也是一个独立单元，认识到这一点很重要。同时我们也应认识到企业系统只是更大系统——或许是整个行业，其中包括几家或许多家企业，抑或是整个社会系统——的一部分。另外，企业系统是处于动态变化之中的——从诞生，运作，调整，到最后淘汰。 那系统概念对管理专业学生及/执业经理人有何意义呢？它是不是解决企业经营问题的万能药？是否会取代科学管理、人际关系、目标管理、运筹学以及许多其他管理方法和技巧呢？还是小心为妙吧！寻求“食谱”策略的人们将会失望了。本文中我们不是讨论“十步法”在管理中的成功应用。这些方法看似适用，简单易懂，但通常缺乏远见，有些肤浅。像系统概念这样的基本理念更难理解，所以管理者们一旦掌握，将回报颇丰。 系统定义 系统是指一个综合体；一个由多部分组合而成的整体。系统的内容非常广泛，如山地系统，河川系统以及我们身处的太阳系统。人体本身也是一个复杂的有机体，包括骨骼系统、循环系统和神经系统。我们每天都会接触到交通系统，通讯系统（电话、电报等）以及经济系统等。 科学经常被描述为一个知识体系；一个完整的相互关联的基本原则和事实库；一个由观点，原则和定律组成的完整体系。科学家们努力将各种资料进行组织分类成相互关联的不同的学科。牛顿提出了“世界之体系”。达尔文的《物种起源》和凯恩斯的《就业、利息和货币通论》这两部著名作品证明了科学家们将大量信息进行整合的所做出的努力。达尔文在其进化论中将所有生物融合到“自然系统”，并阐述了各生物子系统之间的相互影响。凯恩斯在《就业、利息和货币通论》一书中，将组成整个经济体系的各种复杂自然因素和人为因素联系在一起。达尔文和凯恩斯对人们的思维方式产生了重大影响，因为他们能够将复杂现象的相互关系概念化，并将这些关系整合为一个系统。“系统”一词有计划、方法、秩序和规划之意。由此，“系统”一词在科学家和研究者的推动下变得家喻户晓，不足为怪。 与系统相对的词是混乱。人们可将混乱的局面描述为“一切取决于其他一切”。由于任何领域的科研的两大目标是解释与预测，混乱局面是不可容忍的。因此有大批人士致力于组织开发复杂的学科系统，其中的子系统之间是相互联系，相互影响的。 虽然许多研究曾将重点放在学科的细小部分上，但越来越多的人为整合这些研究成果提出了更大的参照系。因此人们的注意力逐渐转移到整个系统上来，将整个系统作为参照系应用到不同领域的研究分析活动中。类似的方法是否对管理者们有用是我们争论的焦点。管理者们经常把注意力放在具体领域的特定职能上，而忽略企业的整体目标，以及他们企业在更大系统中的角色。如果这些单个企业能够统观大局，他们能够更好地完成自己的使命。这和

计算机在生命科学中应用MATLAB

目录 实验一：数据采集 (2) 实验二：绘图 (8) 实验三：函数 (14) 实验四：解非线性方程 (21) 实验五：解线性方程组 (25) 实验六：插值计算 (29) 实验七：计算积分 (35) 实验八：数据拟合 (46)

实验一：数据采集 实验学时：2 实验类型：（验证） 实验要求：（必修） 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握MATLAB软件的操作界面，系统帮助信息的获取方法。掌握矩阵的操作方法，命令的输入方法。掌握M文件的编辑、操作方法。为以后的操作打下基础。 二、实验内容 （1）掌握MA TLAB软件的操作界面 （2）掌握M文件的编辑、操作方法 （3）数据的输入方法 三、实验原理、方法和手段 根据MATLAB命令的输入要求进行操作。 四、实验组织运行要求 采用集中授课形式。 五、实验条件 PⅣ计算机40台，MATLAB软件。 六、实验步骤 （一）基本功能 双击MATLAB图标，打开MATLAB Command Window，它是用户输入命令的地方， MATLAB将计算结果也显示在此。共有，view，web, Windows, Help五个主要功能。 1 简易数学 >> 1+2+3 ans = 6 >> 1*10 + 2*20 + 3*30 ans = 140 >> x=1+2+3 x = 6 如果在上述的例子结尾加上;，则计算结果不会显示在命令窗口中，要得知计算值只须键入该变量名即可。 >> x=1+2+3; >> x x =

6 MATLAB提供基本的算术运算有： 加 (+)、减 (-)、乘 (*)、除 (/)、幂次方 (^)，例如：5+3, 5-3, 5*3, 5/3, 5^3 要计算面积Area = ,半径r = 2，则可键入 >> r=2; >> area=pi*r^2; >> area 12.5664 我们也可以将上述命令打在同一行，以, 或是; 分开，例如 >> r=2, area=pi*r^2 >> r=2; area=pi*r^2; 请注意上述二式的差异，前者有计算值显示，而后者无。如果一个命令过长可以在结尾加上... ，例如 >> r=2; >> area = pi ... *r^2 另外一个符号注解是由%起头，也就是说在%之后的任何文字都被视为程序的注解。例如>> r=2; % 键入半径 >> area=pi*r^2; % 计算面积 MATLAB可以将计算结果以不同的精确度的数字格式显示，在命令窗口键入以下显示格式的命令，以π值为例 命令数字值说明 format short 3.1416 预设的 4 位有效小数位数 format long 3.149 15 位有效小数位数 format short e 3.1416e+000 4 位有效小数位数加上指数表格式 观察下列命令后pi结果的变化：

西方行政学说之十：巴纳德的系统行政组织理论

十一、西方行政学说之十：巴纳德的系统行政组织理论 一、生平与著述 美国人，1886-1961 ； 实践中的管理者，自学成才的管理学家；社会系统学派的创始人， 代表性著作： 1938 年〈经理人员的职能〉， 1948 年〈组织与管理〉， 二、巴纳德系统组织理论的主要内容 1、关于组织本质的思想：组织是一个协作系统 （1）通常意义上正式的组织实体，是由物质、技术、人和社会关系等组成的协作系统；（2）管理学的“组织”理论并不研究这个协作系统的各个方面，而只研究其中的一部分——组织，即协作系统中“人的行为和人的协作关系”， （3）组织的特点： A.组织是由人的活动或效力即人的行为构成的系统； B.组织是一个系统，即按照一定方法进行调整的人的活动和行为的相互关系系统； C.组织是动态和发展的，当系统中的一个部分与其他部分的关系发生变化时，作为整体的组织也要发生变化； D.组织是一个更大的协作系统的一个组成部分，但两者揉合在一起时有时界限不太明确。 E.组织工作决不仅仅限于通常所谓的“组织内部”，“内部”协作关系与“外部”协作关系同等重要。 2、组织存在的三个基本条件（组织三要素说） （1）明确的共同目标 A.有目标； B.目标为全体成员所理解和接受； C.对组织目标的理解有基于整体利益的客观理解与基于个人立场的主观理解； D.有组织目标与个人目标之分； （2）协作的意愿； A.协作意愿：自我克制，交出个人行为的控制权及个人行为的非个人化； B.协作意愿对于达成组织目标至关重要； C.协作意愿因人因时而变化； D.协作意愿的强度取决于贡献与诱因之间的对比； E.可通过多种渠道增加诱因，增加协作意愿； （3）良好的沟通 A. 信息交流：意愿、情报、建议、指示和命令等信息的传递； B. 信息交流是将组织共同目标与个人协作意愿联系起来的桥梁； C. 信息交流的原则： –固定化的、明确的、正式的交流渠道； –交流应尽可能直接短捷，减少中间层次； –不得跳越； –人员必须称职； –交流线路不断中断； –信息须有权威性；