21世紀(jì)生物學(xué)學(xué)科框架重建之我見
－－－2004獻(xiàn)給88的第一貼
現(xiàn)在的生物學(xué)科架構(gòu)是97年國務(wù)院學(xué)科評(píng)議組定下來的,，這個(gè)架構(gòu)對(duì)指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)科的發(fā)展有積極的作用,，但是現(xiàn)在這個(gè)架構(gòu)對(duì)學(xué)科的發(fā)展的負(fù)面作用越來越大,，它象指揮棒一樣，指導(dǎo)高校進(jìn)行科學(xué)研究,，學(xué)科建設(shè),，學(xué)位授予，學(xué)科評(píng)估,，重點(diǎn)學(xué)科評(píng)估等,。如果架構(gòu)不合理，對(duì)我國科學(xué)的發(fā)展是極其不利的,。學(xué)科的發(fā)展也要與時(shí)俱進(jìn),，也要不斷的update。21世紀(jì),，生命科學(xué)將逐漸成為本世紀(jì)的領(lǐng)頭科學(xué),。合理地作出生物學(xué)的新架構(gòu)非常重要，因此,，促使我寫這篇文章,。但是由于本人的學(xué)識(shí)所限，不一定合理,，只希望本文能起到 拋磚引玉的作用,。
美國是既是世界科學(xué)的中心，又是生命科學(xué)的老巢,。但美國卻沒有全國的學(xué)位委員會(huì),，也沒有學(xué)科架構(gòu)的概念,，在美國學(xué)科的發(fā)展是順其自然的。而我們國家卻不同,，要搞學(xué)科分類,。其實(shí)我建議在985確立的34所高校里隨便設(shè)立學(xué)科，連備案都不要搞了,。但是,，針對(duì)現(xiàn)在的現(xiàn)狀，我們就事論事,，談學(xué)科的重新架構(gòu),，重新shuffling，以便大家重新playing,。
本文最主要的觀點(diǎn)是要把生物學(xué)提高到一個(gè)門類的檔次,，脫離理學(xué)。成為一個(gè)學(xué)科門類,。其次把生物學(xué)門類下設(shè)立六個(gè)一級(jí)學(xué)科：基礎(chǔ)生物學(xué),、神經(jīng)科學(xué)、進(jìn)化與生態(tài)生物學(xué),、計(jì) 算生物學(xué)與生物信息學(xué) ,、基因組學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué),。
學(xué)科設(shè)立的原則力求既要考慮合理性,，又要考慮前瞻性。
本文不是給上級(jí)打的報(bào)告,，因此,，我寫得口語化一點(diǎn)，就象和各位談心,；有時(shí)為了讓大家同意本人的觀點(diǎn),，所以文字上不時(shí)帶點(diǎn)鼓動(dòng)性。下面分成13點(diǎn),，每一點(diǎn)都以一個(gè)學(xué)科的設(shè)立或者取消說明我的觀點(diǎn),。
1。把生物學(xué)從理學(xué)門類下的一個(gè)一級(jí)學(xué)科上升為一個(gè)學(xué)科門類：生物學(xué)（與農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)等并列了）,，今后的學(xué)位不再授理學(xué)學(xué)士,，碩士，博士學(xué)位,，而是授予生物學(xué)學(xué)士,，碩士，博士學(xué)位,。為了強(qiáng)調(diào)學(xué)科的交叉,，我構(gòu)想許多學(xué)科除了可以授予生物學(xué)學(xué)位外,，還可以授予理學(xué)和工學(xué)學(xué)位，以體現(xiàn)學(xué)科的交叉性和包容性?，F(xiàn)在的生物學(xué)學(xué)科架構(gòu)和我的構(gòu)想架構(gòu)請(qǐng)見本文最下面虛線下的文字,。
2。把屬于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)一級(jí)學(xué)科內(nèi)的二級(jí)學(xué)科：免疫學(xué)納入生物學(xué)門類,，以適應(yīng)免疫學(xué)在生命科學(xué)越來越重要的地位,。
3。把動(dòng)物學(xué)砍掉,，這是因?yàn)椋聦?shí)上,，基礎(chǔ)生物學(xué)下大部分我們都在研究動(dòng)物學(xué),，動(dòng)物學(xué)中的形態(tài)學(xué)，系統(tǒng)發(fā)育,，分類研究歸并到系統(tǒng)發(fā)育與生物分類里面,。
4。把水生生物學(xué)砍掉,，相應(yīng)的研究納入基礎(chǔ)生物學(xué)的其他學(xué)科中,。
5。保留植物學(xué),。本來現(xiàn)在的三界分類（細(xì)菌,、古細(xì)菌、真核生物）已經(jīng)成為普遍接受的概念,，其他5界,，7界等分法沒有意義了。因此,，好象保留植物學(xué)沒有什么意義了,。但是現(xiàn)在的主流國際基礎(chǔ)生物學(xué)大部分精力都放在動(dòng)物學(xué)方面，如果不把植物學(xué)稍微突出一點(diǎn),，我們吃什么呢,？光吃肉可不行啊，再說農(nóng)學(xué)的基礎(chǔ)主要還是植物學(xué)部分,。因此植物學(xué)這個(gè)學(xué)科要保留,。從生物多樣性考慮，保護(hù)植物似乎更有很多值得研究的地方,。從這方面考慮,，我們也要保植物學(xué)這個(gè)學(xué)科。
6,。微生物保留和植物學(xué)保留的原因不同,，微生物因?yàn)樾?，?xì)菌、古細(xì)菌,、真核生物中都有屬于微生物的,，而且研究微生物有它的自身特點(diǎn)，所以保留下來了,。
7,。把原來的“生物化學(xué)與分子生物學(xué)”改為“生物化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)”，這是因?yàn)榉肿由飳W(xué)已經(jīng)滲透到生物科學(xué)的每一個(gè)角落,，事實(shí)上它的發(fā)展依賴于生物學(xué)科其他方向甚至工 程技術(shù)科學(xué)的發(fā)展,。所以可以說，分子生物學(xué)就象微積分一樣,，是一種基礎(chǔ),，一種概念，一種工具,。因此分子生物學(xué)作為一個(gè)學(xué)科要化整為零了,。而化學(xué)生物學(xué)將成為化學(xué)學(xué)科中的亮點(diǎn)，但是我們的生物學(xué)是21世紀(jì)的領(lǐng)頭羊,，因此要考慮把化學(xué)逐漸納入生物科學(xué)的范疇,，生物學(xué)要慢慢吃掉化學(xué)。諸位想想,，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)其實(shí)經(jīng)常授予搞生物的人,，就足以說明問題了。
8,。生物物理學(xué)要拓寬原來的學(xué)科內(nèi)涵,，要強(qiáng)調(diào)和物理學(xué)的學(xué)科交叉研究。據(jù)說今年憑搞粒子通道拿諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)那個(gè)Roderick MacKinnon（麥金龍）利用一年的學(xué)術(shù)假到Havard學(xué)量子物理學(xué)去了,。我相信他不是考慮今后拿物理學(xué)獎(jiǎng),，而是還想在生物領(lǐng)域取得更大的成績，也許他以為物理學(xué)領(lǐng)域的核心量子物理可能會(huì)是他再創(chuàng)輝煌的尚方寶劍吧,。再看看我們國家的郝柏林,，張春庭，羅來復(fù),、唐孝威等從物理學(xué)皈依生物學(xué)門派,，也多少能說明些問題吧。但是不要想象吃掉化學(xué)那樣吃掉物理學(xué),，人家物理學(xué)是頭大象咧,，含8個(gè)二級(jí)學(xué)科
，例如凝聚態(tài)物理、聲學(xué),、光學(xué),、無線電物理等那些東西吃下去會(huì)噎著的。生物學(xué)家們和物理學(xué)家們多一起坐酒吧,，多共進(jìn)午餐就可以了,。但是如果他們要投入生物學(xué)這座大廟，一定要抬上大轎去迎接他們,。
9,。把神經(jīng)生物學(xué)提升到一級(jí)學(xué)科的檔次。隨著人類腦計(jì)劃的實(shí)施,，人類從根本上了解自身的的時(shí)機(jī)已經(jīng)到了,。連中國的非生物專業(yè)的科學(xué)家們，例如原浙大周昌樂（現(xiàn)在在廈門大學(xué)）等也在開始玩“情感計(jì)算”了,。但是我相信,，如果沒有神經(jīng)科學(xué)突破性進(jìn)展，沒有神經(jīng)科學(xué)家的大力參與,，他們的“情感計(jì)算”是玩不出什么花樣的。再說神經(jīng)科學(xué)近年來也取得了很大進(jìn)展,，我國本土科學(xué)家郭愛克提出的“腦的可塑性研究”就有世界級(jí)的水平,。值得一提的是我們浙大的唐孝威院士是我國腦科學(xué)計(jì)劃的主要倡導(dǎo)者之一，不過還沒有聽說有什么顯眼的pubations,。但愿他們是“慢工出細(xì)活”,。越來越多的信息、計(jì)算機(jī),、數(shù)學(xué),、工程科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c神經(jīng)與認(rèn)知科學(xué)的研究，這已經(jīng)是一種不可逆轉(zhuǎn)的潮流,。因此,，把神經(jīng)科學(xué)提高級(jí)別，時(shí)機(jī)完全成熟了,。例如浙大CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就號(hào)稱要搞生物信息,，從他們邀請(qǐng)的幾個(gè)專家來講學(xué)看，其實(shí)他們想切入的是神經(jīng)信息學(xué)和計(jì)算神經(jīng)科學(xué),。這和我們一般理解的生物信息學(xué)內(nèi)涵還是有差別的,。但是他們切入神經(jīng)科學(xué)，確實(shí)很合適,，因?yàn)樗麄兊膱D形圖像技術(shù)在國際上也算小有名氣,，在國內(nèi)可以算獨(dú)霸江湖吧。而現(xiàn)在的神經(jīng)生物學(xué)數(shù)據(jù)的分析與建模的數(shù)據(jù)大部分是腦功能成像的圖像數(shù)據(jù),?？磥砼砣荷?，鮑虎軍等牛人們要率領(lǐng)他們的弟兄們要浩浩蕩蕩地殺進(jìn)生物學(xué)王國了。
在神經(jīng)科學(xué)的二級(jí)學(xué)科里,，設(shè)4個(gè)二級(jí)學(xué)科,，常規(guī)的試驗(yàn)神經(jīng)科學(xué)我們叫它基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)，其他三個(gè)二級(jí)學(xué)科是以計(jì)算為主的,，其中神經(jīng)信息學(xué)與計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)是一對(duì)孿生兄弟,，但是分工是不同的，前者著重為基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)提供信息服務(wù),，后者強(qiáng)調(diào)以計(jì)算的角度并以海量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)探索神經(jīng)科學(xué),。
10。把進(jìn)化與生態(tài)生物學(xué)提升到一級(jí)學(xué)科檔次,。長期以來,，在我們國家進(jìn)化研究被忽視，被小看,，甚至曾經(jīng)被人當(dāng)成異端學(xué)說,。這種局面不能再進(jìn)行下去了。其實(shí)我們已經(jīng)看到了曙光,。前幾個(gè)月,，復(fù)旦大學(xué)成立了生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系，上個(gè)月搞進(jìn)化和生物多樣性研究聞名的張亞平博士被評(píng)為中科院院士,，他可是個(gè)僅僅37歲的小伙子哦,。
進(jìn)化生物學(xué)是生物科學(xué)的核心理論，我們不僅不能小看它,，還要把它奉為上賓,。進(jìn)化，發(fā)育,，遺傳的大統(tǒng)一是我們21世紀(jì)生物學(xué)家的最崇高的使命,。進(jìn)化生物學(xué)開始進(jìn)入試驗(yàn)驗(yàn)證，不僅進(jìn)行定性而且進(jìn)行定量研究的新階段,。這和近年來分子古生物學(xué),，分子進(jìn)化工程，基因組學(xué)的發(fā)展分不開的,。中國的一些科學(xué)家也開始搞起了生物“DNA試管進(jìn)化”,，例如北 大的歐陽頎等。
就我本人的感受,，我現(xiàn)在嘗試搞點(diǎn)比較基因組學(xué)研究,，發(fā)現(xiàn)進(jìn)化知識(shí)不夠，舉步維艱啊。而且,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn),，生物學(xué)的每個(gè)學(xué)科和進(jìn)化的聯(lián)系越來越多了，進(jìn)化生物學(xué)是整個(gè)生物學(xué)的歷史,，是生命哲學(xué)的40多億年艱難而又輝煌歷程的博大精深的積淀,。培根說“讀史使人明智”，你不讀生物進(jìn)化這部歷史,，你能明智嗎,？你能把生物學(xué)搞好？ 話說到這個(gè)份上,，把進(jìn)化生物學(xué)提到一級(jí)學(xué)科來,，諸位還有意見嗎？
11,。計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)是一對(duì)孿生姐妹,，與神經(jīng)科學(xué)里面的相仿，前者強(qiáng)調(diào)以計(jì)算的角度并以海量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)探索生物科學(xué),，后者著重為基礎(chǔ)生物學(xué)提供信息服務(wù),。把“計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)”提到一級(jí)學(xué)科的檔次，估計(jì)反對(duì)的人不會(huì)太多,。持反對(duì)意見的好同志啊,，我更要危言聳聽地告訴你，十多年后,，生物科學(xué)將變成以信息處理為主的科學(xué)。如果現(xiàn)在不順應(yīng)這個(gè)潮流,，將有一大批生物學(xué)家都要變成傻瓜,，如果不跟上潮流， 今日的cell,，scinece,，nature的paper machine們,明天就會(huì)飽受江郎才盡的滋味。
也許你就不信這個(gè)邪,，但我必須告訴你,，到今天為止（2004.1.1），人類已經(jīng)完成169種生物的測(cè)序（包括細(xì)菌131,，古細(xì)菌17,，真核生物21），正在進(jìn)行的有771種（包括細(xì)菌389,，古細(xì)菌22,，真核生物360），要是測(cè)序成本降到1000RMB/基因組。那么數(shù)據(jù)的潮水,，會(huì)淹沒生物科學(xué)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的每一個(gè)角落,，還有農(nóng)場(chǎng)，醫(yī)院...當(dāng)你必須拿著光盤（也許沒有必要拿,，在網(wǎng)上咧）去醫(yī)院看一個(gè)簡單的感冒時(shí),，你才會(huì)醒悟嗎？
那時(shí)候,，會(huì)有更多的試驗(yàn)生物學(xué)家轉(zhuǎn)行搞計(jì)算生物學(xué),，以及大批計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué),、物理,、化學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)家撲進(jìn)生物科學(xué)的汪洋大海,，成為時(shí)代的弄潮兒,。大批昔日的非生物學(xué)家反客為主，成為一個(gè)個(gè)以為自己已經(jīng)執(zhí)生物科學(xué)之牛耳的躊躇滿志的PI,。
也許說的是有些夸張了點(diǎn),。但是，遠(yuǎn)的不說,，就說IBM一個(gè)地地道道的IT企業(yè),，他為什么要送浙大價(jià)值四，五百萬人民幣的計(jì)算機(jī)搞生物信息學(xué)研究,。企業(yè)以追求利潤最大化為目標(biāo),，難道他們瘋了嗎？他們沒有瘋,，他們以戰(zhàn)略家的眼光看到了生物信息領(lǐng)域的巨大的商機(jī),。
話說到這里，由于這段文字的讀者大部分還是搞生物的,，看了這些文字肯定很不舒服,，多有冒犯，請(qǐng)?jiān)彙?nbsp;
12,。“基因組學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)”也是一對(duì)好兄弟,。××組學(xué)，×××組學(xué)等等名詞已經(jīng)泛濫成災(zāi),。其實(shí)什么“組學(xué)”都可以納入“基因組學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)”框架,。但是我們必須看到“基因組學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)”不是包治百病的靈丹妙藥。盡管它確實(shí)很重要,，例如,，我們做比較基因組學(xué)研究,，搞同源分析，把人類的某某致病基因回溯到線蟲,，酵母,，甚至一個(gè)古細(xì)菌中，找到它們的同源蛋白質(zhì),，然后在進(jìn)一步做試驗(yàn)研究,。但是遵循一條從：序列－－結(jié)構(gòu)－－功能的研究路子就想一走到底，那我必須對(duì)你說,，前面是死胡同,！因?yàn)榛蚝?nbsp;
基因之間，蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)之間,，基因和蛋白質(zhì)之間,，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)。因此,，基因組學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究只是為系統(tǒng)生物學(xué)（systems biology）準(zhǔn)備一些建筑材料而已,，要蓋起生命科學(xué)大廈還要靠“系統(tǒng)生物學(xué)”。
在我們浙大,，很多老師都號(hào)稱在搞基因組學(xué),，我只想在這里提一個(gè)人的名字，張子張教授
,，他是個(gè)“海龜”,，他在沃森基因組研究院下設(shè)立基因組化學(xué)（genochemistry）研究所，
希望建立起基因組化學(xué)這個(gè)學(xué)科,。真誠地希望他能有所作為,。
13。上面的說明我們闡述了系統(tǒng)生物學(xué)的重要性,。因此在一個(gè)一級(jí)學(xué)科里把系統(tǒng)生物學(xué)列進(jìn)去,，它是當(dāng)之無愧的。生物學(xué)將逐漸走一條從：相互作用－－復(fù)雜系統(tǒng)－－功能的道路 ,。只不過這門學(xué)科難那,！因?yàn)樵谏鲜兰o(jì)末期,，幾乎每個(gè)學(xué)科都遭遇了非線性復(fù)雜系統(tǒng)問題,。尤其是系統(tǒng)科學(xué)，在復(fù)雜系統(tǒng)面前幾乎使得大部分系統(tǒng)科學(xué)家都感到黯然神傷,。但是有幾個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者敢于直面這一嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí),，另起爐灶，在美國西南部建立了非政府,，非營利的一個(gè)研究所,，專門研究復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng),，叫santa fe Institute。他們現(xiàn)在除了
搞社會(huì)復(fù)雜系統(tǒng),，經(jīng)濟(jì)復(fù)雜系統(tǒng),，人工生命外，也搞基因組學(xué)的研究,。
歡迎各位批評(píng)指正,，并祝新年快樂，萬事如意,。
于浙大玉泉 21舍
2004.1.1
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現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科框架：
0710 生物學(xué)
071001 植物學(xué)
071002 動(dòng)物學(xué)
071003 生理學(xué)
071004 水生生物學(xué)
071005 微生物學(xué)
071006 神經(jīng)生物學(xué)
071007 遺傳學(xué)
071008 發(fā)育生物學(xué)
071009 細(xì)胞生物學(xué)
071010 生物化學(xué)與分子生物學(xué)
071011 生物物理學(xué)
071012 生態(tài)學(xué)
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我所構(gòu)想的生物學(xué)框架：
生物學(xué)
01 基礎(chǔ)生物學(xué)
0101生理學(xué)
0102免疫學(xué)
0103細(xì)胞生物學(xué)
0104發(fā)育生物學(xué)
0105遺傳學(xué)
0106微生物學(xué)
0107生物化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)（可授予生物學(xué)或理學(xué)學(xué)位）
0108生物物理學(xué) （可授予生物學(xué)或理學(xué)學(xué)位）
1009植物學(xué)
02神經(jīng)科學(xué)
0201基礎(chǔ)神經(jīng)生物學(xué)
0202神經(jīng)信息學(xué) （可以授予生物學(xué),、理學(xué)、工學(xué)學(xué)位）
0203計(jì)算神經(jīng)生物學(xué) （可以授予生物學(xué),、理學(xué),、工學(xué)學(xué)位）
0204神經(jīng)與認(rèn)知生物學(xué) （可授予生物學(xué)或理學(xué)學(xué)位）
03進(jìn)化與生態(tài)生物學(xué)
0301生態(tài)學(xué)
0302進(jìn)化生物學(xué)
0303系統(tǒng)發(fā)育與生物分類
04計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)
0401計(jì)算生物學(xué) （可以授予生物學(xué)、理學(xué),、工學(xué)學(xué)位）
0402生物信息學(xué) （可以授予生物學(xué),、理學(xué)、工學(xué)學(xué)位）
05基因組學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)
0501基因組學(xué) （可以授予生物學(xué),、理學(xué),、工學(xué)學(xué)位）
0502結(jié)構(gòu)生物學(xué) （可以授予生物學(xué)、理學(xué),、工學(xué)學(xué)位）
06系統(tǒng)生物學(xué) （可以授予生物學(xué),、理學(xué)、工學(xué)學(xué)位）
（暫不設(shè)二級(jí)學(xué)科）
