Systems Biology：Principles, Methods, and Concepts

作者：Andrzej K.Konopka

出版：Taylor Francis Group, LLC

索书号：Q111/S995/2007/Y

ISBN: 0-8247-2520-4

藏书地点：武大外教中心

系统生物科学经历了较长的发展时期。最初开创于贝塔郎菲的一般系统理论与理论生物学，艾根的超循环理论发展了细胞、生物化学与分子层次的系统论。1924～1928年贝塔郎菲(L.Von.Bertalanffy)多次发表一般系统论的文章，阐述生物学中有机体概念，提出把有机体当作一个整体或系统来研究，1950年发表《物理学和生物学中的开放系统理论》。最早在1958年Parry J.B.有关个性心理学的工业文述中出现“systems psychology”名词，1929年发表了Edward B. Titchener的系统心理学（systematic psychology）文稿。1993年Zieglgansberger W和Tolle TR发表神经系统疾病研究的论文中系统生物学（Systems Biology）词汇可检索于美国NIH的Pub-Med文献数据库。1968年系统论与生物学（systems theory and biology）国际会议召开，1979年Joël de Rosnay的著作《The Macroscope》有非常明晰与现代的论述应用系统方法的生物学研究。1989年在美国召开的生物化学系统论与生物数学国际会议探讨了计算生物学模型研究。第10届国际分子系统生物学会议，确立贝塔郎菲为系统生物学先驱，贝塔郎菲开创的生物系统模型至今仍然很现代。

总的来说，系统生物科学的发展，经历了1)生态系统与动物行为（60-70年代）、2)生理系统与神经科学（70-80年代）与3)遗传系统与胚胎发育（90年代，Zeng BJ.提出）时期，遗传学从染色体行为的细胞遗传学、基因表达信息流的分子遗传学，发展到了系统遗传学的细胞发生信号传导与基因调控网络研究。1994年5月曾(杰)邦哲（Zeng BJ）《结构论-泛进化论》，阐述了生物系统综合（synthetic）理论的结构整合（integrative）、调适稳态与层级建构（constructive）规律，并于90年代中西医学与哲学、系统学探讨中提出了系统医药学（Zeng BJ，1992）与系统生物工程（Zeng BJ，1994）等概念。20世纪末，细胞信号传导与基因调控的研究与系统论方法的结合，进入了分子细胞层次的系统生物科学研究与发展时期。

“系统”一词在本文指的是一个代表整体性的实体，它可以被表面上划分为组件(部分)，但其关键属性不能仅从部分的知识得到充分解释。生命科学的范式随着时间而变化，但系统生物学的核心基本概念显然不受这些变化的影响，今天几乎与亚里士多德时代一样。这尤其适用于亚里士多德关于系统的整体概念功能强大，但整体复杂。在亚里士多德的著作中描述的其他生命科学的基本方法和概念(例如，胚胎发生)也是如此，在这里提到，由于科学整体主义的流行信条在语义和语用上的模糊性，“系统不仅仅是其部分的总和”，人们可以区分出系统生物学中几种共存的范式，这些范式产生了“系统”、“更多”、“总和”和“部分”等词的不同含义。与物理学相关的研究项目相比，生物学不需要一个“获胜范式”。几种不同的思想、方法论和信仰体系可以在生命科学中轻松共存，据报道，一种精心制定的范式会战胜其他范式是非常罕见的。

尽管生物学作为一门自主科学的基础取得了令人印象深刻的、经得起时间考验的成功，但今天的科学学术方法显然与力学和物理学的其他一些分支有关，而完全忽视了化学文化，甚至更忽视了生物学文化。因此，许多人错误地认为，通过设置适当的实验和理论化习惯(外部控制)，就总是有可能消除观察者的思想(内部控制)对科学观察的影响，在每一个可以想象的科学领域，不仅是力学。事实上，即使在物理学领域，这一假设也只是部分有效，毫无疑问，生物学和化学研究继续不仅依赖于外部控制，而且依赖于研究人员掌握的内部控制。公平地说，一个物质系统越复杂，它的观察者(建模者)的属性(活动)就显得越重要。

由于生物的异常复杂，以及生物学家对自然语言的依赖，几个世纪以来，生物学一直被认为是一门“描述性”科学。因此，对于生物学家来说，相信观察者的行为对于结果和对发现的解释的重要性，就像实际观察被假定的那样重要，这是很正常的。考虑到观察者的科学价值的另一个原因是，观察自然现象，在这种情况下，我们依赖的模型(再次)可能与我们应该观察的实际自然物体、现象和过程非常遥远。这反过来又给我们带来了考虑观察者的另一个很好的理由:我们能够观察的模型的属性可能适合也可能不适合我们应该观察的实际自然系统。从前面的评论可以得出，在抽象的描述中，系统生物学可以被视为对属性的研究，每对都由一个观察者和一个被观察对象组成。

《系统生物学：原理、方法与概念》一书于2007年由Taylor Francis Group, LLC出版，作者是Andrzej K.Konopka。侧重于复杂或有机一般系统建模的技术实践方面。本书服务于生命科学的不同领域的从业者的需求，以及那些智力成熟的个人，他们自己想在未来实践系统生物学的工作。本书还提供了建模生化，热力学，工程和生态系统的深入报道。在其他基于逻辑学、计算机科学和动力系统的方法和概念中，它探索了一般系统理论的实用技术。本书从基本建模技术的角度介绍了生物学作为一门自主科学，并为任何对生物学感兴趣的人作为一门精确科学提供了完整的资源。

尽管系统生物学已经存在了两千多年，但近年来它迎来了一次壮观的复兴。至少从20世纪60年代开始，计算机确实是系统科学家，包括系统生物学家的主要工具。这可能就是为什么今天系统生物学的大多数概念基础似乎是借助借用的术语来表达的原因，这些术语来自逻辑学(第1、7和8章)、语言学(第1、7和8章)、知识理论(第1、2、4、5、7和8章)、计算机科学(第1、2章，一般系统理论(第1、6和7章)和动力系统(第2、3、5、6和9章)。由于可能应用的多样性，一般的建模方法从几个不同的角度提出，例如生物化学(第2章)，热力学(第3章和第9章)，工程学(第7章和第8章)和生态学(第5章)。

总之，《系统生物学：原理、方法与概念》一书为读者提供了一个事实和方法上的教程，以及对复杂(复杂)有机系统建模的回顾，详细介绍从一般系统理论、逻辑学、计算机科学、动力系统、热力学和生化动力学相关的实用方法，描述了在生物化学、生态学、热力学和工程学中建模复杂系统的实用技术，包括基本的一般建模技术以及生物学作为科学的一个自主领域的介绍的全面暴露，考虑了该领域的历史方面以及它可能的未来方向，值得一读。

本书目录：

第1章系统生物学的基本概念

Andrzej K.Konopka

第2章通过建模来理解——生物化学系统理论作为系统生物学有力工具的历史视角与回顾Eberhard O.Voit , John H.Schwacke

第3章恒温器:系统思维的典型代表

Peter Salamon, Anna Salamon, Andrzej K.Konopka

第4章弗里斯的认识论

Kelley L Ross

第5章有机概念的再思考

Robert E.Ulanowicz

第6章 “混沌”的隐喻

Wlodzimierz Klonowski

第7章生物复杂性:工程视角

Stephen W. Kercel

第8章冯·诺依曼的自我复制器及其错误观念的批判

Stephen W. Kercel

第9章热力学的数学结构

Peter Salamon,Bjarne Andresen,James Nulton, Andrej K.Konopka

附录系统生物学：术语词典

索引

邹娟武大生科院博士研究生