編者按：
這次大連市派到洛杉磯參加培訓的28名年輕干部，分別來(lái)自不同的工作崗位，有著(zhù)不同的專(zhuān)業(yè)背景，其中約70%以上具有碩士以上學(xué)位，一部分人具有很強的科研能力。在美學(xué)習期間，他們除了按要求完成公共管理領(lǐng)域的課程學(xué)習外，部分學(xué)員還根據自己的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行了廣泛涉獵，力求取得更大的收獲。下面是一位具有醫學(xué)專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)員的研究成果。
一個(gè)世紀以前，奧地利植物學(xué)家孟德?tīng)?格雷戈爾（現被譽(yù)為“遺傳學(xué)之父”）提出了生物信息學(xué)的概念，他把同一種類(lèi)不同顏色的花進(jìn)行雜交，試驗結果闡明了遺傳特征是通過(guò)某種遺傳因子傳代轉移的。繼孟德?tīng)栆院?，生物信息學(xué)和遺傳學(xué)理論沿襲至今。在過(guò)去的30多年時(shí)間里，遺傳學(xué)和生物信息學(xué)取得了飛速的發(fā)展?，F如今，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)手段的推陳出新，生物信息學(xué)的應用已經(jīng)涵蓋了幾乎所有的生物醫學(xué)發(fā)展創(chuàng )新的領(lǐng)域，并已成為21世紀各國學(xué)者研究的焦點(diǎn)。
生物信息學(xué)是多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，它融合了物理學(xué)、生命科學(xué)、電子計算機科學(xué)和工程學(xué)，旨在解決在生物學(xué)和醫學(xué)領(lǐng)域的基礎和應用問(wèn)題。生物信息學(xué)和計算生物學(xué)的成果包括：1、生物學(xué)體系的組織、功能的嶄新全球遠景；2、新特藥物研發(fā)；3、基因組/蛋白質(zhì)組模型在藥理遺傳學(xué)和個(gè)性化醫療中的應用。生物信息學(xué)是在生物學(xué)、生物化學(xué)、生物藥學(xué)、生物工程學(xué)、計算機科學(xué)和數學(xué)等學(xué)科的發(fā)展下出現的邊緣性學(xué)科。它對基礎科學(xué)、醫學(xué)、生物工藝學(xué)和社會(huì )學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響。
當今時(shí)代，生物科學(xué)家對進(jìn)行生物信息學(xué)訓練的需求越來(lái)越大。這個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)人才需要具備全面的分子生物學(xué)、數學(xué)和統計學(xué)知識，同時(shí)還要具備計算機科學(xué)和工程學(xué)的知識。歐洲生物信息學(xué)研究所Jong Park博士于2003 年撰文“The philosophy of Bioinformatics”（生物信息學(xué)哲學(xué)），對生物信息學(xué)的內涵和外延從哲學(xué)角度進(jìn)行了充分的分析，該文對我國的醫學(xué)生物學(xué)科學(xué)家和醫學(xué)研究工作者會(huì )有極大的啟發(fā)，對我們認識當今時(shí)代生物醫學(xué)發(fā)展的最新趨勢和動(dòng)態(tài)有很大的幫助。以下為本文作者對該文的譯文，不當之處，敬請指正和幫助。 生物信息學(xué)哲學(xué) 20世紀90年代和21世紀早期關(guān)于生物信息學(xué)的大部分定義都有太多的科技導向成分。它被認為用于超大容量生物學(xué)實(shí)驗數據分析的技術(shù)，數據庫和知識體系的不連貫的集合。生物信息學(xué)在科學(xué)領(lǐng)域的意義和作用在廣度和深度以及真實(shí)性方面并不令人滿(mǎn)意。生物信息學(xué)教育人們以一種全新的方式處理生命學(xué)的信息，然而，它應用的范例并不新鮮。過(guò)去一百年來(lái)的許多生物學(xué)理論和現代生物信息學(xué)的惟一主要技術(shù)上的不同在于計算機的廣泛應用和諸如國際互聯(lián)網(wǎng)這樣的信息網(wǎng)絡(luò )的運用。一般的生物學(xué)領(lǐng)域包含了大量的理論，信息學(xué)假設和計算。實(shí)際上，現代實(shí)驗生物學(xué)的核心存在于細胞的信息傳導過(guò)程以及對它的解釋。
在科學(xué)史上，生物信息學(xué)是分子生物學(xué)專(zhuān)家和計算機專(zhuān)家生動(dòng)的組合。盡管在發(fā)展早期，主要是生物物理學(xué)家推動(dòng)了生物信息學(xué)的發(fā)展，而技術(shù)上的富有深刻見(jiàn)解的想法還是來(lái)源于數學(xué)家和計算機專(zhuān)家。十年前，S. Kaufmann提出的“次序起源”（1993）描述了當今生物學(xué)家積極探討的問(wèn)題。不同觀(guān)點(diǎn)的生物物理學(xué)家不僅對計算機運算法則和原理，還對物理學(xué)和數學(xué)，比如Shannon的“信息理論”產(chǎn)生著(zhù)影響。表面上看來(lái)，生物學(xué)和計算機科學(xué)的融合是任何學(xué)科合并當中最不可能，但實(shí)際上可能是很大比例的一個(gè)。生物學(xué)很久以來(lái)從來(lái)沒(méi)有被視為信息學(xué)。生物信息學(xué)將生物學(xué)轉化為一種被稱(chēng)為“運用數學(xué)和計算機理論的生命科學(xué)”的復雜體系。
生物信息學(xué)的本質(zhì)并不是源于大型數據裝置的科技成就，而是生命領(lǐng)域中信息處理的價(jià)值的實(shí)現。生命應當被重新定義為信息對象和網(wǎng)絡(luò )的總和。新的研究目標指向了構成的基本單元（信息），它們的相互作用和新功能的出現是研究曾經(jīng)從基因組、蛋白質(zhì)組等單元中提取的大量的復雜數據所必需的。
向研究者提供生物信息學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域的哲學(xué)基礎是有必要的。生物信息學(xué)的一個(gè)基本觀(guān)點(diǎn)就是：“生物信息學(xué)就是生物學(xué)，生物學(xué)就是生物信息學(xué)”。更加詳細而明確的解釋是：生物信息學(xué)是一個(gè)科學(xué)的綜合學(xué)科，它采用哲學(xué)、數學(xué)和應用生物學(xué)實(shí)驗數據的計算機科學(xué)的手段對整個(gè)生命過(guò)程進(jìn)行分析、探尋，將之模擬為超越能量的信息處理環(huán)境。
生物信息學(xué)中包含幾個(gè)基礎域。生物信息學(xué)專(zhuān)家研究的最終對象是信息。然而，信息是超越能量流之上的抽象生物實(shí)體，是能量流的體系結構或者網(wǎng)絡(luò )系統。由于它的流動(dòng)性，它體現了隨著(zhù)時(shí)間的動(dòng)態(tài)狀態(tài)改變。換句話(huà)講，它是沿時(shí)間軸變化的。進(jìn)化就是運用時(shí)間概念進(jìn)行描述的。整個(gè)生物學(xué)實(shí)體（Bio-entities）是以多種不同形式通過(guò)能量的交易節點(diǎn)。每個(gè)節點(diǎn)是特定時(shí)間點(diǎn)上的能量存儲器，也靠它組成了信息結構。（盡管有時(shí)會(huì )被誤導），但這種能量存儲器的形象代表就是分子、細胞和有機體的結構。生物信息學(xué)家致力于從這種信息處理系統角度來(lái)分析說(shuō)明生物學(xué)功能，它們認為生物學(xué)的功能是超越相對清晰的時(shí)間周期能量流上的相對清晰的信息處理層面。上述的域的根本在于相對物。然而，能量、時(shí)間和信息對于我們理解生命的知識體系是獨特的、重要的。對于能量的準確定義是一直以來(lái)人們努力解決的問(wèn)題。
對于上述研究領(lǐng)域，生物學(xué)產(chǎn)生了很多哲學(xué)的思考。生物信息如何量化？生命中的信息是否具有不同的特征？在細胞內的信息總和與蛋白質(zhì)里的信息總和一樣多嗎？人類(lèi)比起細菌來(lái)說(shuō)，在信息處理的能量上是否具有更高的品質(zhì)和更多的數量？這是否可以認為人類(lèi)的信息處理能量更多或更好？如果那樣，如何在生物學(xué)中找到衡量的參數？這樣的形形色色的問(wèn)題使我們的研究方向調整為源于分子生物學(xué)簡(jiǎn)化法的不同的研究途徑。
一旦人類(lèi)發(fā)現并設計出的計算規則可以在生命的各種不同層面清楚地描述并模擬出信息處理過(guò)程（比如說(shuō)一個(gè)簡(jiǎn)單的適用于自由衡量模式不規則成長(cháng)的規則），就有可能揭示生命的定義，繪制出地球上的進(jìn)化成長(cháng)和分支情況圖譜。如果不是這樣的話(huà)，整個(gè)的生命現象是個(gè)持續變化并產(chǎn)生歸因于不同衡量標準下不對稱(chēng)、不相同規則的信息處理新方法嗎？
總之，生物信息學(xué)的哲學(xué)考察可以拓寬生物信息學(xué)的領(lǐng)域（水平的擴展）。提倡人們把生物信息學(xué)作為高水平的科學(xué)和哲學(xué)學(xué)科來(lái)理解（縱向的擴展）。學(xué)科研究過(guò)程的組成元素被建議作為時(shí)間軸上的信息能量處理?，F代生物信息學(xué)許多不確定的問(wèn)題正在討論中。
（作者聯(lián)系方式：wanggang_dfh@hotmail.com） | 
