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生物数学的起源与发展论文

生物数学的起源与发展论文
生物数学的起源与发展论文

生物数学的起源与发展

生物数学的分支学科较多,从生物学的应用去划分,有数量分类学、数量遗传学、数量生态学、数量生理学和生物力学等;从研究使用的数学方法划分,又可分为生物统计学、生物信息论、生物系统论、生物控制论和生物方程等分支。只研究那些涉及生物学应用有关的数学方法和理论。

生物数学具有丰富的数学理论基础,包括集合论、概率论、统计数学、对策论、微积分、微分方程、线性代数、矩阵论和拓扑学,还包括一些近代数学分支,如信息论、图论、控制论、系统论和模糊数学等。

生物数学是非常重要的,计算机科学的发展使大规模计算和模拟成为可能。基于人类与动物研究中的复杂性,人们对的兴趣与日俱增。

生物数学产生和发展的历史, 要追溯到16世纪。中国明朝的著名科学家徐光启(1562 - 1633)曾用数学的方法估算过人口的增长, 他说:“头三十年为一世”, 即人口大致每30年增加一倍。这是把数学应用于生态问题的最早史例。1662年, J. Graunt研究了伦敦人口的出生和死亡率, 通过计算后认为: 如果略去移民, 伦敦的人口每64年将增加一倍。1789年英国神父在他的著作中提出了人口按几何级数增长的理论等。这些都是早期的生物数学的零碎工作。1900年,意大利著名数学家V olterra在罗马大学的一次题为“应用数学于生物和社会科学的尝试”的演讲, 1901年英国统计学家Pearson创办了《生物统计杂志》(Biometri2ka) ,标志了生物数学发展的一个里程碑。人们根据生命现象的普遍特点: 多次重复、大量出现、随机性等, 以生物统计学为基础解决生命现象所面临的问题。这一阶段的工作局限于对生命现象作静止的、定量的简单描述, 研究的数学手段也仅仅是统计学、几何学和一些初等的解析方法。D ’A.W. Thomp son 对这一阶段的研究成果作了总结[ 5 ] ,写出一部巨著《论生长与形式》, 作为生物数学萌芽阶段的代表作。在这本著作中提出了许多古典的生物数学问题, 直到今天仍然引起某些学者的关注, 进行讨论和研究。

20世纪20年代开始, 数学在生物中的应用不再局限于静止、孤立的描述生命现象, 开始分析生命现象复杂的过程, 并探索其规律性。人们开始使用各种数学工具, 建立起各种各样的数学模型模拟各种生命过程。数学物理方法把许多微分方程模型带进了生物学领域, 生物数学的发展进入第二阶段。

20世纪40年代末电子计算机的发明和普及应用, 使生物数学的发展进入又一个新的时期。由于生命现象的复杂性, 给生物数学带来大量运算, 只有利用电子计算机,一些生物数学问题的求解才成为可能, 因而计算机成为发展生物数学的基础。在此基础上许多生物数学的分支学科, 如数量分类学、生物控制论、生物信息论等在20世纪50年代以后如雨后春笋般相继产生, 并得到了发展。

20世纪70年代随着电子计算机的发展和进一步的普及, 以此为后盾的生物数学如虎添翼飞速发展。从古典的初等数学到近代数学, 从抽象数学到应用数学, 生物数学已经把数学学科的绝大部分内容置于自己的基础之中, 具有了完整的数学理论基础。特别是70年代中期, 微分方程及动力系统的新理论和新方法大量的应用于种群生态学、种群遗传学、神经生物学、流行病学、免疫学、生理学以及环境污染等问题的研究中。生物数学在利用数学工具解决问题的同时, 又提出了更为现实的问题。

20世纪90年代以来生物数学的发展进入与信息处理相结合的时代。计算机

技术在以下四个方面为生物信息处理创造了条件: ①高性能微机的普及使用; ②多媒体技术的产生; ③计算机软件技术的提高; ④计算机网络技术的推广使用。在生物学数据库技术的发展和应用研究过程中, 在生物信息的收集整理存储传输中, 计算机的高速和自动化完成信息处理工作都起到了十分重要的作用。生物数学家逐渐将自己的工作建立数学模型和运算分析与生物信息处理研究紧密结合了起来。

生物数学的研究方法分为以下几个主要方面。

生命现象数量化的方法:所谓生命现象数量化,就是以数量关系描述生命现象。数量化是利用数学工具研究生物学的前提。生物表现性状的数值表示是数量化的一个方面。生物内在的或外表的,个体的或群体的,器官的或细胞的,直到分子水平的各种表现性状,依据性状本身的生物学意义,用适当的数值予以描述。数量化还表现在引进各种定量的生物学概念,并进行定量分析。如体现生物亲缘关系的数值是相似性系数。各种相似性系数的计算方法以及在此基础上的聚类运算构成数量分类学表征分类的主要内容。遗传力表示生物性状遗传给后代的能力,对它的计算以及围绕这个概念的定量分析是研究遗传规律的一个重要部分。多样性,在生物地理学和中是研究生物群落结构的一个抽象概念,它从种群组成的复杂和紊乱程度体现群落结构的特点。多样性的定量表示方法基于信息理论。

数学模型方法:为了研究的目的而建立,并能够表现和描述真实世界某些现象、特征和状况的数学系统,称为数学模型。数学模型能定量地描述生命物质运动的过程,一个复杂的生物学问题借助数学模型能转变成一个数学问题,通过对数学模型的逻辑推理、求解和运算,就能够获得客观事物的有关结论,达到对生命现象进行研究的目的。

综合分析方法:由于那些片面的、孤立的、机械的研究方法不能完全满足生物学的需要,因此,在非生命科学中发展起来的数学,在被利用到生物学的研究领域时就需要从事物的多方面,在相互联系的水平上进行全面的研究,需要综合分析的数学方法。

多元分析法:适应生物学等多元复杂问题的需要、在统计学中分化出来的一个分支领域。它是从统计学的角度进行综合分析的数学方法。多元统计的各种矩阵运算体现多种生物实体与多个性状指标的结合,在相互联系的水平上,综合统计出生命活动的特点和规律性。

不连续的数学方法:不连续性是一切物质存在的基本属性。首先物质和能量两个最基本的概念是不连续的;再看生命现象,物种、个体、细胞、基因等等都是生命活动不连续的最小单位,不连续性表现尤其突出。因此,不连续的数学方法在生物数学中占有重要地位。

概率与统计方法:它的应用还表现在随机数学模型的研究中。原来数学模型可分为确定模型和随机模型两大类。如果模型中的变量由模型完全确定,这是确定模型;与之相反,变量出现随机性变化不能完全确定,称为随机模型。又根据模型中时间和状态变量取值的连续或离散性,有连续模型和离散模型之分。前述几个微分方程形式的模型都是连续的、确定的数学模型。这种模型不能描述带有随机性的生命现象,它的应用受到限制。因此随机模型成为生物数学不可缺少的部分。

系统和控制理论: 以系统和控制的观点,进行综合分析的数学方法。综合分析的特点还表现在把输出和状态的变化反馈对系统的影响,即反馈关系也考虑在内。生命活动普遍存在反馈现象,许多生命过程在反馈条件的制约下达到平衡,

生命得以维持和延续。对系统的控制常常靠反馈关系来实现。

生物数学的前景是光明的:

古希腊数学家毕达哥拉斯说:万物皆数也。意大利文艺复兴代表人物达芬奇认为,自然这本书,是用数学写成的。德国哲学家康德明确地写道:一门学科能否成为科学,首先要看与数学的关系。20世纪初苏格兰动物学教授达西·汤普森在他的名著《生长与形态》中写道"细胞和组织、壳和骨骼、叶子和花朵,它们都是大千世界的一分子,它们的组成微粒同样遵守移动、塑形、整合的物理定律,它们的形态首先是数学问题"。对于今天的生物学者,数学的价值更应该体现在建立在数量化基础上的"模型化"。通过数学模型的构建,可以将看上去杂乱无章的实验数据整理成有序可循的数学问题,将问题的本质抽象出来。基于数学模型进行的生物学实验,将更多地依赖于抽象和理性,而不再是一门经验科学。

总之,数学的介入把生物学的研究从定性的、描述性的水平提高到定量的、精确的、探索规律的高水平。生物数学在农业、林业、医学,环境科学、社会科学和人口控制等方面的应用,已经成为人类从事生产实践的手段。

当今的生物数学仍处于探索和发展阶段,生物数学的许多方法和理论还很不完善,它的应用虽然取得某些成功,但仍是低水平的、粗略的、甚至是勉强的。许多更复杂的生物学问题至今未能找到相应的数学方法进行研究。因此,生物数学还要从生物学的需要和特点,探求新方法、新手段和新的理论体系,还有待发展和完善。

数学模型在生物学中的应用

数学模型在生物学中的应用 摘要 数学模型是研究生命发展规律,发现和分析生命现状的工具。建立可靠的本文从生物数学的发展、分支了解生物数学的历史,紧接着又在数学模型在生物数学的地位中了解数学模型的地位,最后在数学模型的应用中知道了微分方程模型、差分方程模型以及稳定性模型.这将有助于在生物数学的研究中,依据数学模型的基础,建立符合规律的数学模型,在生命进程中验证新的规律、新的发现,使在研究生物学时更清晰、更明了. 关键词:数学模型;生物学;应用

Application of mathematical model in Biology Abstract: Mathematical models in biology such as a microscope can be found in biological mysteries, biological research through with the establishment of the mathematical rules of the law of development of life, which launched a new discovery, new rules and in biology established reliable model of the biological status of classified analysis and forecasting. The from the history of mathematical biology development, the branch of the understanding of mathematical biology, followed by another in the mathematical model in Mathematical Biology status in understanding the status of mathematical model. Finally, in the application of mathematical model know differential equation model, the differential equation model and the stability of the model. This will help in mathematical biology research, on the basis of the mathematical model, established in accordance with the law of the mathematical model, in the process of life to verify new rules, new found in biological research clearer, more clear. Keywords: mathematical mode;biology;application

世界机械发展史论文

世界机械发展史系 (部) 班级 姓名 学号 2011年9月13日

目录 引言 (1) 摘要 (2) Abstract (3) 1 世界机械发展的三个阶段 (4) 1.1机械起源和古代机械发展阶段 (5) 1.2近代机械的发展阶段 (7) 1.3现代机械的发展阶段 (11) 2世界机械发展的未来趋势 (13) 3对世界机械发展背后世界的思考 (14) 参考文献 (15)

引言 机械(machinery)是机器(machine)和机构(mechanism)的总称。各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置。至于机器则都是根据某种使用要求而设计的执行机械运动装置,可用来传递和变换能量,物料和信息,机械是人类生活和生产的基本要素之一,是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别于其他动物的一项主要标志。人类自从用机械代替简单的工具,使手和足的“延长”在更大程度上得到发展。而经过三次工业革命的洗礼,机械的飞速发展,更是使人类达到了前所未有的境地,可以说,世界机械的发展史,就是人类超越自我,探索未知领域的发展史。

世界机械发展史 Machinery Development History of the World 摘要 按时间顺序从三个阶段叙述世界机械史的发展历程,进一步了解世界机械的发展史与人类文明发展史是紧密联系的,每一个时期的机械都有各自的特点,都曾使得人类的社会飞跃发展,且带来人类社会质的改变,并且对未来机械的发展趋势进行猜想,并思考机械发展背后的污染问题。

Abstract Chronological narrative from the three stages of the development process of the history of the world's machinery to better understand the history of the world's machinery and the history of human civilization development are closely linked, each period has its own mechanical characteristics, have made a leap of human society development ,and bring about a qualitative change in human society ,and the future trends guess machinery and mechanical thinking behind the development of the pollution problem. 关键词:机械发展、古代机械、现代机械、机械发展史 Keywords:Machinery development、Ancient machine、modern machine、machinery Development history

中国机械发展史论文

本科论文 题目:中国机械发展史 学院: 专业: 年级: 姓名:

中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国古代在机械方面有许多发明创造,在近代,中国机械方面也得到迅速的发展。 关键词:小型夯实机械;热处理;锻压;铸造;热加工

引言 中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久,而且成就十分辉煌,不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面,我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代,由于经济社会等诸多原因,我国的机械行业发展停滞不前,在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期,机械科学技术飞速发展,远远超过了中国的水平。这样,中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大,到十九世纪中期已经落后西方一百多年。

夏商西周时期:中国古代金属冶机械铸技术发明时间较早,且技术精湛。如商周 时期的青铜器朴质雄浑,春秋时期的青铜器纤细精巧,形成了中国古代。青铜器的独特风格。已发现的中国最早的青铜器,如甘肃东乡马家窑出土的铜刀,距今已有4800年左右的历史。中国在大约40~50万年前,就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。4~5万年前出现磨制技术,许多石器都已比较光滑,刃部也较锋利,并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。 中国在28000年前出现弓箭,这是机械方面最早的一项发明;公元前8000~前2800年期间出现了陶轮(制陶用转台);农具大约出现在公元前6000~前5000年,除石斧石刀外,还有石锄、石铲、石镰、骨镰和骨耜。石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的孔。 夏代以前和夏代,先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮;殷商和西周时已有相当精致的两轮车;独木舟和筏等水上运输工具早就相继出现。新石器时代晚期,人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。商殷时期,随着手工业生产的发展和技术水平的提高,形成了灿烂的青铜文化。青铜冶铸技术得到高度发展,青铜铸件司母戊方鼎重达875千克,春秋时期的青铜铸件曾侯乙尊盘已十分精细。春秋至魏汉时期(公元前770~公元265年)是中国古代机械开始较快发展的时期。春秋时期铁器和生铁冶铸技术开始出现;黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和锻钢的出现,加速了由铜器向铁器时代的过渡;春秋中期以后发明了失蜡铸造法和低熔点合金铸焊技术;战国时期又有了叠铸和锚链铸造等工艺;西汉中期已炼出灰口铸铁,并出现了壁厚3~5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也有所发展。 春秋战国时期:春秋时期出现弩,控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到 汉代,弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格,这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。战国时期流传的《考工记》是现存最早的手工艺专著,其中记有车轮的制造工艺。对弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等都作了深入的探索。汉代已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船。有些舰船已装备了艉舵和高效率的推进工具橹。西汉时的被中香炉构造精巧,无论球体香炉如何滚动,其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。 秦汉时期:1980年出土的秦始皇陵铜车马代表了当时铸造技术、金属加工和组装工 艺的水平。东汉以后出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系,通过鼓镯的音响分段报知里程。三国马钧所造的指南车除用齿轮传动外,还有自动离合装置,在技术上又胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明,说明传动机构齿轮系已发展到相当的程度。 东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系。有大量棘轮,也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象,以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年张衡创制了世界上第一台地震仪,即候风地动仪。汉代纺织技术和纺织机械也不断发展,绫机已成为相当复杂的纺织机械。到三国时期,马钧将50综(分组提放经线的综片)50蹑(踏具)和60综60蹑的绫机都改成50综12蹑和60综12蹑,提高了生产效率。马钧还创制了新式提水具翻车,能连续提水,效率高又十分省力。汉代的农具铁犁已有犁壁,能起翻土和碎土的作用,汉武帝时赵过既已创制三脚耧,一天能播种一顷地。在这一时期,大型铜铁铸件和大型机械结构陆续出现。五代时铸造的沧州铁狮子重约40吨,宋代木结构水运仪象台高3丈5尺,宽2丈1尺。

生物技术发展

学高身正明德睿智 云南省唯一的省属重点师范大学 学校:云南师范大学 学院:生命科学学院 专业:生物科学10级B班 姓名: 学号: 学制: 四年

浅谈现代生物技术发展历史 摘要:现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。医药生物技术起步最早、发展最快,目前世界已有2000多家生物技术公司,其中70%从事医药产品的开发。生物技术工业总体日趋成熟,正在由风险产业变成以商业为动力,以市场为中心的产业。应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质,基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。 关键字:现代生物技术历史现状研究 导言科学家们认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。21世纪称为生命科学的世纪,生物技术称为21世纪的朝阳产业。生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。在生物技术领域取得的突破性进展可以彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量等。一些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。 一.分类 生物技术的发展可分为三个阶段,即传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。 (一)传统生物技术阶段 指19世纪末到20世纪30年代前,以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品,其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域,通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品,如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。 (二)近代生物技术阶段 近代生物技术是以20世纪4O年代抗菌素的提取,50年代氨基酸的发酵到60年代酶制剂工程为线索,仍以微生物发酵技术为技术特征的。这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,细胞工程相关技术日臻完善,但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素,因此只能被视为近代生物技术。 (三)现代生物技术阶段 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志,以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生(1976)年为纪元。此后,越来越多的科学

感悟中国舞论文

民族舞蹈是代表各个民族的风格特征,我国是一个拥有五十六个民族的大家庭,比较有代表性的有汉族民间舞、藏族舞、蒙古族舞、维吾尔族舞、傣族舞、彝族舞、朝鲜族舞,这七种民族舞。 一、汉族民间舞蹈的风格特征 汉族民间舞蹈种类繁多,在民间中广为流传的有龙舞、狮舞、灯舞、绸舞、秧歌等等。现经专家整理加工已进入课堂的有东北秧歌、云南花灯、安徽花鼓灯、山东胶州秧歌和鼓子秧歌等。 二、藏族舞蹈的风格特征 在素称“世界屋脊”的我国西部青藏高原上,生活着能歌善舞、具有悠久歌舞传统的藏民族。几百万藏族同胞勤劳、纯朴,善于以歌抒怀,借舞抒情。银白的雪山,一望无际的莽原,正好引吭高歌,河谷飞平坦的坝子上可以尽情欢舞。大自然造就了藏族人民优美的歌喉、矫健的体魄,悠久的历史文化和豪迈的现实生活则是他们即兴歌舞创作的源泉。人民在歌舞中欢庆佳节,也在歌舞中祭祀祈祷,用歌舞来伴随劳动,也以歌舞赞美爱情与生活,歌舞活动成为他们生活中不可缺少的组成部分。因而西藏舞蹈与歌唱艺术密切结合,以歌中有舞、舞中有歌的独特艺术风格著称。 三、蒙古族舞蹈的风格特征 蒙古族人民世代生息在我国北方辽阔的大草原上,自古以来崇拜天地山川和雄鹰图腾,由于长期的游牧狩猎生活和受草原的地理环境和气候条件的影响,蒙古族与其他东方民族差异很大,形成了强悍、矫健的体魄和桀骜不驯、勇往直前的性格,同时也创造了富有草原文化气息的、具有游牧民族特色的草原游牧舞蹈——蒙古族舞。他们的民间舞蹈热情奔放,稳健有力,节奏欢快,具有粗犷、剽悍、质朴、庄重的鲜明特点,洋溢着来自大自然的勃勃生机,呈现出一派豪放与自信的“天之骄子”的气概。 四、维吾尔族舞蹈的风格特征 中国维吾尔族自古居住在中国的西北部新疆,它是我国最大的省区之一,有着悠久的文化传统和丰富的艺术遗产,其中歌舞艺术更是绚丽多姿,因此自古以来即以“歌舞之乡”著称。维吾尔族舞蹈与其他民间舞蹈一样来自于生活。维吾尔族人民早先生活在我国北方的大草原上,后移居至西域(今新疆),由草原牧骑生活发展到地区的农业生活,在不同历史时期信奉过萨满、摩尼、佛、伊斯兰等宗教。这种经济生活和宗教文化在维吾尔族舞蹈中留下了多重的文化印迹,使之既有历史中《胡腾》、《胡旋》的风韵,又有萨满跳神的姿态;既有古波斯、阿拉伯舞蹈的神态,又有邻近民族舞风的余味。维吾尔族舞蹈在继承古代鄂尔浑河流域和天山回鹘族乐舞的传统基础上,又吸收古西域乐舞的精华,经过历代新疆各族人民的艺术创造和长期发展与演变,不断追求完善,形成具有多种形式和特殊风格的深受人民喜爱的民间舞蹈艺术。 五、傣族舞蹈的风格特征

中国数学发展史论文

精心整理 中国的数学文化史 鲍是吉 学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而 论和 中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。纵观中国数学发展史总体就用一句话来概括“中国数学起源早到时发展缓慢”

一、中国古代数学家 数学家王贞仪(1768-1797 ),字德卿,江宁人,是清代学者王锡琛之女,着有《西洋筹算增删》一卷、《重订策算证讹》一卷、《象数窥余》四卷、《术算简存》五卷、《筹算易知》一卷。从她遗留下来的着作可以看出,她是一位从事天文和筹算研究的女数学家。算筹,又被称为筹、策、筹策等,有时亦称 使用,故我国与世界接轨使用笔算的历史只有100年。 二、中国古代数学起步早发展慢的原因 从中西古代数学文化史的比较意义上分析,形成中西古代数学的两种倾向:逻辑演绎倾向和机械化算法倾向,其作用与构造差异主要是由文化系统赋予的

文化层次及其价值取向的差异造成的,这两种倾向的对立统一就构成了数学自身内在的矛盾运动和发展动力。 由此我认为是由以下原因影响的: 1、社会制度 当时的中国是一个极其封建的君主制度,一切的中国数学教育与研究始终置 , ), 方面有所造诣。中国古代数学只是极少数专业数学家的爱好,不受统治者重视、也不为普通人所知。实行八股取士之后,书院大都以儒学为主,连读书人都不识算学了。中国人只会机械地使用算盘和算筹,数学逐渐走向衰落,导致中国古代数学没有形成严密的逻辑演绎体系。 2、文化观念不同

数学模型在生物学中的应用修订稿

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数学模型在生物学中的应用 摘要 数学模型是研究生命发展规律,发现和分析生命现状的工具。建立可靠的本文从生物数学的发展、分支了解生物数学的历史,紧接着又在数学模型在生物数学的地位中了解数学模型的地位,最后在数学模型的应用中知道了微分方程模型、差分方程模型以及稳定性模型.这将有助于在生物数学的研究中,依据数学模型的基础,建立符合规律的数学模型,在生命进程中验证新的规律、新的发现,使在研究生物学时更清晰、更明了. 关键词:数学模型;生物学;应用

Application of mathematical model in Biology Abstract: Mathematical models in biology such as a microscope can be found in biological mysteries, biological research through with the establishment of the mathematical rules of the law of development of life, which launched a new discovery, new rules and in biology established reliable model of the biological status of classified analysis and forecasting.The from the history of mathematical biology development, the branch of the understanding of mathematical biology, followed by another in the mathematical model in Mathematical Biology status in understanding the status of mathematical model. Finally, in the application of mathematical model know differential equation model, the differential equation model and the stability of the model.This will help in mathematical biology research, on the basis of the mathematical model, established in accordance with the law of the mathematical model, in the process of life to verify new rules, new found in biological research clearer, more clear. Keywords: mathematical mode;biology;application

舞蹈鉴赏论文、

经由几个礼拜的舞蹈鉴赏课,让我对舞蹈有了一定的认识。我国舞蹈的发展历史悠久,主要由以下几个特点:从先秦时代的模拟狩猎或欢庆丰收为主到现代的舞蹈多元化发展;我国各地域和各个时期的舞蹈各具特色。尤其是在唐朝多元文化的大国里,达到一个更趋成熟的新境界,此时乃中国古代舞蹈艺术发展的最高峰。在此之后中国的舞蹈走向成熟,宋元明清不断的改进和融合,使得我国的舞蹈得到了进一步的发展。 唐代舞蹈式样之多,种类之全,分类之细,皆为历代所不能企及.供欣赏、娱乐的表演性舞蹈如风格独特的健舞、软舞;具有统一、严谨结构的大型多段套曲乐舞大曲等。兼备了礼仪性、艺术性与欣赏性的宫廷乐舞燕乐如十部乐,大多以各民族国名、地名为乐部名称,是具有浓厚地方特色和民族风格的乐舞。坐部伎、立部伎的内容,都是歌颂当时执政帝王的,舞蹈形式富丽华美,多采用传统舞蹈。此外,寺院和民间还有具有一定欣赏价值的各类祭祀舞蹈以及带故事情节的、有人物角色的歌舞戏如《踏摇娘》等。在唐代,王公贵族、文臣武将、文人学士都以表演舞蹈为乐,以精于舞蹈为荣。虽然专业歌舞伎人社会地位卑贱,但舞蹈艺术本身却广泛受到人们的重视。统治阶级,特别是帝王本人对舞蹈艺术的喜爱和提倡,对舞蹈的发展起到了一定的推动作用。 宋代舞蹈主要表现在有 3个方面:宫廷队舞、民间队舞和百戏中的舞蹈。宋代在唐代队舞的基础上发展为小儿队舞和女弟子队舞。宋代的民间舞蹈十分兴盛。每逢新年、元宵灯节、清明节天宁节(皇

帝的生日),民间舞队非常活跃。《武林旧事》所记的元夕舞队有70种,这70种舞队有许多节目至今尚在民间流传。北宋开始有了杂剧以后,在春秋圣节三大宴的娱乐节目中,仍然是以百戏、队舞、杂剧相间演出。它们长期并行发展,相互影响,相互吸收。中国戏曲中包含的载歌载舞、武术杂技种种要素,与中国古代的歌舞大曲、参军戏、歌舞戏等,有着一脉相承的联系。 元代以信仰萨满教(巫教)和嘛教(佛教)为主,在元朝的宫廷队舞充满了宗教迷信色彩。元代宫廷队舞,共分4队,元旦用《乐音王队》,天寿节用《寿星队》,朝会用《礼乐队》,宣扬佛法用《说法队》。每队分10个小队。在《乐音王队》的10个小队中,引队是乐队,有两个妇女队,一奏长春柳之曲,一执牡丹花舞,在第10小队中还有妇女作花稍子鼓舞,其余都是男子队舞,扮成神鬼相。在《说法队》中还有扮成八大金刚相的舞蹈。此外,还有《宝盖舞》《日月扇舞》《幢舞》、《伞盖舞》、《金翅鹏舞》,都是具有宗教色彩的舞蹈。元朝最著名的赞佛舞蹈,是元顺帝时创制的《十六天魔舞》,名为赞佛,实为娱人,在宫中演出时只有受过秘戒的宦官才准观看,并严禁民间演出。 明清时期,戏曲已成为最受群众欢迎的重要艺术形式。戏曲舞蹈在清代已经具有严格的程式、表现力强,技艺高超的特点。而舞蹈,是戏曲表演的重要组成部分。戏曲舞蹈,直接继承了唐宋歌舞大曲和古代传统舞蹈艺术,经过历代戏曲艺人的加工创造,已形成一套完整的训练体系和表演方法。在明清戏曲剧目中,保存了相当丰富的舞蹈

中国数学发展史论文

中国数学发展史论文 中国的数学文化史 鲍是吉 郑州师院初教院S12数学与科学 123116082001 学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么,当今数学究竟发展到了哪个阶段,在科学中的地位如何,与其它学科有什么联系,这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿,莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不 允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。纵观中国数学发展史总体就用一句话来概括“中国数学起源早到时发展缓慢” 一、中国古代数学家

数学家王贞仪(1768,1797 ),字德卿,江宁人,是清代学者王锡琛之女,著有《西洋筹算增删》一卷、《重订策算证讹》一卷、《象数窥余》四卷、《术算简存》五卷、《筹算易知》一卷。从她遗留下来的著作可以看出,她是一位从事天文和筹算研究的女数学家。算筹,又被称为筹、策、筹策等,有时亦称为算子,是一种棒状的计算工具。一般是竹制或木制的一批同样长短粗细的小棒,也有用金属、玉、骨等质料制成的,不用时放在特制的算袋或算子筒里,使用时在特制的算板、毡或直接在桌上排布。应用“算筹”进行计算的方法叫做“筹算”,算筹传入日本称为“算术”。算筹在中国起源甚早,《老子》中有一句“善数者不用筹策”的记述,现在所见的最早记载是《孙子算经》,至明朝筹算渐渐为珠算所取代。17世纪初叶,英国数学家纳皮尔发明了一种算筹计算法,明末介绍到我国,也称为“筹算”。清代著名数学家梅文鼎、戴震等人曾加以研究。戴震称其为“策算”。王贞仪也从事研究由西洋传入我国的这种筹算,并且写了三卷书向国人介绍西洋筹算。她在著作中对西洋筹算进行增补讲解,使之简易明了。王贞仪介绍的纳皮尔算筹乘除法,当时的读者认为容易了解,但与当时我国的乘除法筹算的方法相比,显得较繁杂, 因此,数学家们没有使用西洋筹算,一直使用中国筹算法。今天的读者把中外筹算乘除法视为老古董,采用的是由外国传入的笔算四则运算,这种笔算于1903 年才开始被使用,故我国与世界接轨使用笔算的历史只有100年。 二、中国古代数学起步早发展慢的原因 从中西古代数学文化史的比较意义上分析,形成中西古代数学的两种倾向:逻辑演绎倾向和机械化算法倾向,其作用与构造差异主要是由文化系统赋予的文化层次及其价值取向的差异造成的,这两种倾向的对立统一就构成了数学自身内在的矛盾运动和发展动力。 由此我认为是由以下原因影响的:

世界机械发展史

世界机械发展史 Machinery Development History of the World 摘要:按时间顺序从三个阶段叙述世界机械史的发展历程,进一步了解世界机械的发展史与人类文明发展史是紧密联系的,每一个时期的机械都有各自的特点,都曾使得人类的社会飞跃发展,且带来人类社会质的改变,并且对未来机械的发展趋势进行猜想,并思考机械发展背后的污染问题。 Abstract:Chronological narrative from the three stages of the development process of the history of the world's machinery to better understand the history of the world's machinery and the history of human civilization development are closely linked, each period has its own mechanical characteristics, have made a leap of human society development ,and bring about a qualitative change in human society ,and the future trends guess machinery and mechanical thinking behind the development of the pollution problem. 关键词:机械发展古机械近代机械现代机械发展史 Keywords:Machinery development Ancientmachine Machine machinery Developmen thistory 机械(machinery)是机器(machine)和机构(mechanism)的总称。各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置。至于机器则都是根据某种使用要求而设计的执行机械运动装置,可用来传递和变换能量,物料和信息,机械是人类生活和生产的基本要素之一,是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别于其他动物的一项主要标志。人类自从用机械代替简单的工具,使手和足的“延长”在更大程度上得到发展。而经过三次工业革命的洗礼,机械的飞速发展,更是使人类达到了前所未有的境地,可以说,世界机械的发展史,就是人类超越自我,探索未知领域的发展史。 1 世界机械发展的三个阶段 世界机械的发展与人类的文明发展史紧密相连,根据人类文明的发展,世界机械的发展史可分为三个阶段:从公元前7000年城市文明的出现到公元十七世纪末为机械的起源和古机械发展阶段,从十八世纪到二十世纪初为近代机械发展阶段,由二十世纪初到现在,为现代机械发展阶段。每一个阶段的机械都有各自的特点,都曾使得人类的社会飞跃发展,且带来了人类社会质的改变。下面按时间来分,从三个阶段来叙述世界机械的发展史。 1.1机械起源和古代机械发展阶段 据世界考古家发现,公元前7000年,在巴勒斯坦地区犹太人建立杰里科城,城市文明首次出现在地球上,最找的机械———车轮或许是此时诞生的。车轮是人类重要的发明之一,正是由于车轮的诞生,才是车成为人类重要的交通工具。而最早的车轮是用来制陶的。当人类进入青铜器时代,机械得到了很大的发展,也开始变得更加实用,当今世界七大奇迹之一,埃及的金字塔,便是从进入青铜器时代的埃及巴达里人发明的搬运重物的工具慢慢建立起来的。公元前3500年,古巴比伦的苏美尔诞生了带轮的车,是在橇板下面装上轮子而成。 公元前3000年,美索不达米亚人和埃及人开始普及青铜器,青铜农具及用来修造金字塔的青铜工具(比如:凿子)在此时已广泛使用。 公元前2800年,中国中原地区出现原始耕地工具——耒耜(木制)。 公元前2800年,青铜器制作技术传入我国周边,西域的游牧民族(现中国甘肃东乡马家窑文化遗址)出现锡青铜铸成的铜刀。公元前2500年,欧亚之间地区就曾使用两轮和四轮的木质马车.埃及古代墓葬中曾发现公元前1500年前后的两轮战车。

最新生物技术的发展和应用

生物技术地发展和应用 自2001年初,生物技术产业便显现出一片诱人地前景。人类基因组草图地即将完成,带动各生物技术地不断飚升。人们普遍认为这将导致医学与药物研究地繁荣,并会带来滚滚地财富。随着基因组测序地完成,许多科学家和投资者开始把目光投向生物技术向个学科地渗透,如今生物技术已经在芯片、医学等领域都取得丰硕地成果。下面对生物芯片、基因治疗及微生物地研究地基本问题作简单地介绍。 (一)生物芯片 20世纪90年代初开始实施地人类基因组计划取得了人们当初意料不到地巨大进展,而由此也诞生了一项类似于计算机芯片技术地新兴生物高技术———生物芯片。 生物芯片主要是指通过微加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统,以实现对生命机体地组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类以及其他生物组分进行准确、快速、大信息量地检测。目前常见地生物芯片分为三大类:即基因芯片、蛋白芯片、芯片实验室或称微流控芯片等。生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片上高度集成地成千上万密集排列地分子微阵列,能够在很短时间内分析大量地生物分子,使人们能够快速准确地获取样品中地生物信息,检测效率是传统检测手段地成百上千倍。使用基因芯片分析人类基因组,可找出癌症、

糖尿病由遗传基因缺陷引起疾病地致病地遗传基因。生物医学研究人员可以在数秒钟内鉴定出导致癌症地突变基因。借助一小滴测试液,医生们能很快检测病菌对人体地感染。利用基因芯片分析遗传基因,可以使糖尿病地确诊率达到50%以上。生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特地优势,它可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病地检测。仅用极小量地样品,在极短时间内,向医务人员提供大量地疾病诊断信息,这些信息有助于医生在短时间内找到正确地治疗措施。对肿瘤、糖尿病、传染性疾病、遗传病等常见病和多发病地临床检验及健康人群检查,具有十分重要地应用价值。 (二)基因治疗 众里盼她千百度,如今,基因治疗已近走出实验室,进入实践阶段,如:癌症地基因治疗,肿瘤地基因治疗属于一种生物治疗手段,是一大类治疗策略地总称。根据治疗机理不同,目前至少可以分为以下几方面: (1)免疫基因治疗:指地是通过基因修饰地瘤苗或抗原呈递细胞体内回输,或者免疫基因地直接体内导入,激发或增强人体地抗肿瘤免疫功能,达到治疗肿瘤地目地,它也是一大类治疗地总称。治疗基因包括肿瘤相关抗原基因、细胞因子基因或者MHC基因等。

2021年剖析中国舞蹈历史发展规律论文

2021年剖析中国舞蹈历史发展规律论文 作为古老文明的多民族国家,中国舞蹈的发展有着悠久的历史,中国舞蹈的起源以人类社会之初的原始社会为滥觞,其生成和发展经历了从图腾舞蹈文化到巫术舞蹈文化、百戏舞蹈文化,再到独立的舞蹈艺术文化几个不同的历史阶段。舞蹈作为一种文化的表现形式,其历史发展和社会发展有着深厚的渊源关系,历史发展的社会形态意识从一定程度上决定着我国舞蹈文化的发展状况和舞蹈艺术的形态。本文在梳理中国舞蹈各个不同的历史发展阶段过程中,对中国舞蹈历史发展中的一些特征加以阐释。 一、中国舞蹈早期的“娱神”特征 任何艺术的起源和发展都具有不同的历史轨迹和规律,中国戏曲作为中国艺术领域最为辉煌的艺术形式之一,在最初的形态就具备“娱人”与“娱神”的双重功能,与中国戏曲不同的是,中国舞蹈最初的形态只具备了“娱神”的单项功能,其原形结构则为原始的“宗教礼俗”。这些特征从我国目前发现的古代崖画舞蹈图中可以略见一斑。 原始社会时期,舞蹈是原始人生活中的一部分,并不是出于审美的目的,而是出于原始生活的需要,那时的舞蹈主要表现在“图腾崇拜”“祭祀祈神”“生殖崇拜”“狩猎仪式”等领域。图腾是原始先民氏族神的标记,每个氏族都有自己的图腾崇拜和图腾信仰,图腾崇拜渗透到原始先民生活的各个领域,生活在图腾崇拜下的原始先民,用舞蹈的形式来表现图腾仪式中他们的思想和行为。如彝族“十二兽神”的舞蹈记载:“舞蹈伊始,男女巫列为一行,各执一柄扇形羊皮鼓,为首女

巫击鼓起舞时,笙乐吹奏虎啸声,群巫按笙乐节拍舞蹈,舞蹈的主要情节是由为首的女巫带头表演仿效十二兽的声音和动作,以象征祭日十二兽的降临……”我国各民族之所以有众多的模拟鸟兽的舞蹈,与原始图腾崇拜的文化基因是密切联系的。中国民族民间舞蹈也是从这里开始起步的,从这里可以寻求到其文化原形结构。 二、诗、乐、舞三位一体的综合性形态 远古时期,音乐和舞蹈是相伴而生、相辅相成、并肩发展的,乐和舞密不可分,“乐”时必有“舞”,“舞”时必奏“乐”。在《诗经》时代,随着民间诗歌的兴起,乐、舞又和诗歌紧密结合起来,形成了诗、乐、舞三位一体的文化特征和文化传统。对于这类中国舞蹈题材来讲,发展到唐代以至顶峰,主要有《阴康氏之乐》《葛天氏之乐》《云门大卷》《大咸》《大韶》《大夏》《大镬》和《大武》、唐代的《立部伎》《坐部伎》《十部乐》等古代大型的综合性艺术。 据《吕氏春秋》记载,《葛天氏之乐》就是远古时期一个部落的乐舞,该乐舞共分为《载民》《玄鸟》《遂草木》《奋五谷》《敬天常》《达帝功》《依地德》《总禽兽之极》八个乐段,每段都表现鲜活的主题,表现了先民们对丰收的祈求、对天地祖先的崇拜以及对人类的赞美。 三、既“娱神”又“娱人”的双重发展特征 随着人类社会历史的不断前进,奴隶社会制度和封建社会制度的相继建立,舞蹈也逐渐地告别了它的原始形态,如果说原始社会先民们的最初舞蹈是生命形态的原始记录的话,那么,到了奴隶社会,先

简述中国数学发展史

中国数学发展史 【摘要】数学发展史就是数学这门学科的发展历程。人们的思想在不断的发生变化,数学中的很多思想也是人类不断发展的体现。该论文就围绕中国数学的发展历程和思想进行了简单的概括和论述。介绍了从古至今中国数学的发展历程,讲述了中国数学思想的特点及中国数学对世界的影响以及中外数学文化的交流影响,总结了从数学发展史中得到的启示。 【关键词】中国数学;数学发展史;数学思想 一、中国数学的发展历程 1.1中国数学的起源与早期发展 据《易·系辞》记载:“伏羲作结绳”,“上古结绳而治”,后世圣人易之以书契。其中有十进制制的记数法,出现最大的数字为三万。这是位值制的最早使用。算筹是中国古代的计算工具,这种方法称为筹算。筹算在春秋时代已很普遍。 在几何学方面《史记·夏本记》中说夏禹治水时已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具,并早已发现“勾三股四弦五”这个勾股定理﹝西方称勾股定理﹞的特例。在公元前2500年,我国已有圆、方、平、直的概念。对几何工具也有深刻认识。 算术四则运算在春秋时期已经确立,乘法运算已广为流行。“九九表”一直流行了约1600年。

战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。著名的有《墨经》中关于某些几何名词的定义和命题。《庄子》中则强调抽象的数学思想。其中几何概念的定义、极限思想和其它数学命题是相当可贵的数学思想。此外,讲述阴阳八卦,预言吉凶的《易经》已有了组合数学的萌芽,并反映出二进制的思想。 1.2 中国数学体系的形成与奠基 这一时期包括从秦汉、魏晋、南北朝,共400年间的数学发展历史。秦汉是中国古代数学体系的形成时期。在这一时期,数学知识系统化、理论化,数学方面的专书陆续出现。 现传中国历史最早的数学专著是1984年在湖北江陵张家山出土的成书于西汉初的汉简《算数书》。 西汉末年﹝公元前一世纪﹞编纂的《周髀算经》,尽管是谈论盖天说宇宙论的天文学著作,但包含许多数学内容,在数学方面主要有两项成就:(1)分数、等差数列、勾股定理于测量术;(2)测太阳高、远的陈子测日法,为后来重差术(勾股测量法)的先驱。此外,还有比例知识。 《九章算术》是一部经几代人整理、删减补充和修订而成的古代数学经典著作,约成书于东汉初年。全书编排方法是:先举出例子,然后给出答案,通过对一类问题解法的考察和研究,最后给出“术”。它的成书标志着我国传统数学理论体系——初等数学理论体系的形成。比欧洲早了1400多年。

生物数学

生物数学 生物数学是生物与数学之间的边缘学科。它是用数学方法研究和解决生物学问题,并对与生物有关的数学方法进行理论研究的学科。如果把生物学的分支领域看作一个集合,数学的分支领域看作另一个集合,生物数学就是这两个集合导出的乘积空间。因而生物数学的分支内容非常丰富,从研究使用的数学方法划分,生物数学可分为生物统计学、生物信息论、生物系统论、生物控制论和生物方程等分支。此外,由于生命现象极为复杂,从生物学中提出的数学问题往往也十分复杂,需要进行大量计算工作,因此计算机是解决生物数学问题的重要工具。 一、生物数学的发展 生物数学产生和发展的历史,要追溯到16世纪。中国明朝的著名科学家徐光启(1562 - 1633)曾用数学的方法估算过人口的增长,他说:“头三十年为一世”, 即人口大致每30年增加一倍。这是把数学应用于生态问题的最早史例。1662年, J. Graunt研究了伦敦人口的出生和死亡率,通过计算后认为:如果略去移民,伦敦的人口每64年将增加一倍。1789年英国神父在他的著作中提出了人口按几何级数增长的理论等。这些都是早期的生物数学的零碎工作。1900年,意大利著名数学家V olterra在罗马大学的一次题为“应用数学于生物和社会科学的尝试”的演讲, 1901 年英国统计学家Pearson创办了《生物统计杂志》(Biometri2k a) ,标志了生物数学发展的一个里程碑。人们根据生命现象的普遍特点:多次重复、大量出现、随机性等,以生物统计学为基础解决生命现象所面临的问题。这一阶段的工作局限于对生命现象作静止的、定量的简单描述, 研究的数学手段也仅仅是统计学、几何学和一些初等的解析方法。DA.W. Thompson对这一阶段的研究成果作了总结,写出一部巨著《论生长与形式》, 作为生物数学萌芽阶段的代表作。在这本著作中提出了许多古典的生物数学问题, 直到今天仍然引起某些学者的关注,进行讨论和研究。20世纪20年代开始, 数学在生物中的应用不再局限于静止、孤立的描述生命现象, 开始分析生命现象复杂的过程, 并探索其规律性。人们开始使用各种数学工具, 建立起各种各样的数学模型模拟各种生命过程。数学物理方法把许多微分方程模型带进了生物学领域, 生物数学的发展进入第二阶段。美国生态学家Lotka在1921年研究化学反应和意大利数学家Volterra在1923年研究鱼类竞争时分别提出了现在已经成为生物数学研究中的经典模型之一的Lotka - Volterra 系统。同时代的另外代表人物还有: Kostitzyn、Kolmogorov、Rashevsky等。20世纪40年代末电子计算机的发明和普及应用, 使生物数学的发展进入又一个新的时期。由于生命现象的复杂性, 给生物数学带来大量运算, 只有利用电子计算机,一些生物数学问题的求解才成为可能, 因而计算机成为发展生物数学的基础。在此基础上许多生物数学的分支学科, 如数量分类学、生物控制论、生物信息论等在20世纪50年代以后如雨后春笋般相继产生, 并得到了发展。20世纪70年代随着电子计算机的发展和进一步的普及, 以此为后盾的生物数学如虎添翼飞速发展。从古典的初等数学到近代数学, 从抽象数学到应用数学, 生物数学已经把数学学科的绝大部分内容置于自己的基础之中, 具有了完整的数学理论基础。特别是70年代中期, 微分方程及动力系统的新理论和新方法大量的应用于种群生态学、种群遗传学、神经生物学、流行病学、免疫学、生理学以及环境污染等问题的研究中。生物数学在利用数学工具解决问题的同时, 又提出了更为现实的问题。20

光电技术在生物医学中的应用一现状与发展

论文题目: 光电技术在生物医学中的应用——现状与发展 学院 专业名称 班级学号 学生 2013年12月19日

摘要: 简要介绍光电技术在生物医学应用中的发展概况,从基因表达与蛋白质——蛋白质相互作用研究方面,重点讨论了生物分子光子技术的特点与优势,阐明基于分子光学标记的光学成像技术是重要的实时在体监测手段,最后简要讨论了医学光学成像技术在组织功能成像和脑功能成像中的应用原理。 关键词:光电技术,医学诊断与治疗,分子光子学,医学成像

1.生物医学光子学发展简介 光电技术在生物医学中的应用实质上就是生物医学光子学的研究畴。生物医学光子学是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点。在国际上一般称为生物医学光子学或生物医学光学。 光子学以量子为单位,研究能量的产生、探测、传输与信息处理。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学,其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。研究容包括:光子医学与光子生物学,X-射线成像,MRI ,PET等。近年来,生物医学光子学在生物活检、光动力治疗、细胞结构与功能检测、对基因表达规律的在体观测等问题上取得了可喜研究成果,目前正在从宏观到微观多层面上对大脑活动与功能进行研究。美国《科学》杂志在最近儿年已发表相关论文近20篇。随着光子学技术的发展,生物医学光子学将在多层次上对研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。 在国际上已经成立了国际生物医学光学学会(International Biomedical Optics Society),简称IBOS。IBOS每年与国际光学工程学会(SPIE)联合举办学术会议。国外 学术交流方面,作为生物医学工程和光学工程领域重要国际会议的“生物医学光学国际学术研讨会”(International BiomedicalOptics Symposium,简称BIOS)每年在美国和欧洲各举办一次。在国,国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。在第六届学术会议上发表学术论文75篇,论文摘要27篇。 从光电技术(或光子技术)在生物医学中的应用现状可以看到,光子医学与光子生物学的研究和应用围是广泛而且深入的,并正在形成有特色的学科和产业。例如,由于生物超微弱发光与生物体的细胞分裂、细胞死亡、光合作用、生物氧化、解毒作用、肿瘤发生、细胞和细胞间的信息传递与功能调节等重要的生命过程有着密切的联系,基于生物超微弱发光的生物光子技术在肿瘤诊断、农业、环境监测、食品监测和药理研究等方面己经得到应用。 下面主要从生物分子光子技术和医学光学成像技术两个方面介绍当前的研究现状 与发展趋势。

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