生命科学导论

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§化約主義(Reductionism) vs.整合主義(Holism)
物理學：探索「宇宙最微小」的粒子。 生物學：探索「分子(基因)」的生物學。
– 掌握「分子(基因)」就掌握「生命」。 – 「生命科學」就是「分子生物學」。
分子(基因)生物學 vs. 生態學(emergent properties)
第一部 科學本体篇
§the Joys of Research 研討會 -- Albert Einstein 誕生百年紀念 Ernst Mayr
– 1926 獲得Ph.D. 學位。 – 1946 參與成立 the society for the study of Evolution. – 1947 出版Journal of Evolution. – 1953 獲得Alexander Agassiz Professorship in Zoology in Harvard University. – 1982 出版 The Growth of Biological Thought.
Ernst Mayr:
– Science is not an accumulation of facts, rather science is the search for an understanding of the world around us.
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第一部 科學本体篇
研究不只在「puzzle solving」，更重要的 是在探求ultimate (演化上和歷史上)的問 題。在這價值上，我們建立我們的「生 命哲學」。這些問題的挑戰，使我們的 生活更富有，也使我們更能瞭解人類生 存的意義。
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化約主義的問題
1. 「化約」原本是「方法」，不是「目的」。 掌握「分子(基因)」就掌握「生命」，這是一 種未被證實的「信仰」。 2. 「生命」最小的單位是「生物個体」。 3. 「生命」延續的最小單位是「族群」。 4. 維持生命生活的最小功能單位是「生態体 系」。 5. 每個生命組成的位階，都有其「emergent properties」。
生命科學是無法切割的。 -- 非「of、by、for」某個學科
Emergent 特質(transcending processes)
簡單 分 胞 子 器 細 胞 組 織 器 官 系 統 個 體 族 群 群 落 生 態系 複雜 生物 界
生理學 行為學
生態學
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美國生物學的發展過程
第三部 Working at the Boundaries of Biology
• 6. Charles Otis Whitman, Wallace Craig, and the Biological Study of Animal Behavior in the United States, 1898-1925. • 7. Vertebrate Paleontology as Biology: Henry Fairfield Osborn and the American Museum of Natural History. • 8. Organism and Environment: Frederic Clements‘s Vision of a Unified Physiological Ecology. • 9. Mendel in America: Theory and Practice, 1900-1919 • 10. Cellular Politics: Ernest Everett Just, Richard B. Goldschmidt ant the Attempt to Reconcile Embryology and Genetics.
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What is the Science?
A. Einstein:
– Science is the attempt to make the chaotic diversity of our sense-experience correspond to a logically uniform system of thought.
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§摩登的陷阱
100
--
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-- polywater
美國(227)
文 獻 數 量 篇 數
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50 20 10
3. Polywater 1974 polywater的 美國 其它 國家 其國 的
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(
5 2 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 U.S.S.R(75) 其它國家(210)
計劃： 從1983年起，每年一個科目。探討這 一個科目教學方法與內容。
• • • • • • • • 第一年計劃(1984)：Evolutionary Biology 第二年計劃(1985)：Human Ecology 第三年計劃(1986)：Genetics (遺傳學) 第四年計畫(1987)：Developmental Biology 第五年計畫(1988)：Form and Function 第六年計畫(1989)：Cell and Molecular Biology 第七年計畫(1990)：Neurobiology and Behavior (1990-1991)=> a conceptual framework for Biology
資料來源：Rainger, R., K. R. Benson, and J. Maienschein (eds.) (1988) The American Development of Biology. The University of Pennsylvania Press
目錄 第一部 Natural History to Biology
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§Science as a way of knowing-- XXX
• a project of the education committee of the • American Society of Zoologists • cosponsored by • The American Society of Naturalists • The Society for the Study of Evolution • The Biological Sciences Curriculum Study • The American Institute of Biological Sciences • The American Association for the Advancement of Science • The Association for Biology Laboratory Education • The National Association of Biology Teachers • The Genetics Society of America
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第二部 生命科學的結構篇
§生物學(Biology) 的定義 Bio + logy = 以「有生命之物」為研究材 料或對象。 研究與學習 生命各層次的「形態與功能」。 生物學的特質: 地區性、特有性、歷史性、 親緣性、與複雜性。
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博物館與生物學的研究
博物館的收藏，於「生物學」的研究， 具有根本的重要。 隨著生物學的發展，博物館的標本館藏 將會愈豐盛。 生物學的研究，都應盡可能的留下其研 究使用的生物材料(存証)。
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化約主義 (Reductionism) vs. 整合主義 (Holism)
化約主義
探索「宇宙最微小」 的粒子 (物理學)。 分子(基因)生物學 整合是過程，化約至 極是目的。
整合主義
複雜與混沌(物理學) emergent properties(生態學) 化約是方法，整合是 目的。
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美國生物學的發展過程
第二部 Centers of Cooperation
• 3. Organizing Biology: The American Society of Naturalists and its “Affiliated Societies”, 1883-1923. • 4. Summer Report and Scientific Discipline: Woods Hole and the Structure of American Biology, 18821925. • 5. Whitman at Chicago: Establishing a Chicago Style of Biology?
生命科學導論 12
檢討Polywater案件的文獻：
Schaffer, S. (1976) Polywater research and pathological science. M.A. thesis, Harvard University. Franks, F. (1981) Polywater. The Mit Press, Branscomb, L. M. (1985) Integrity in Science. American Scientist 73(5):421-423
• 1. Museums on Campus: A Tradition of Inquiry and Teaching -- 1868-1902, established on campuses。 • 2. From Museum Research to Laboratory Research: The Transformation of Natural History into Academic Biology.
生命科學的結構與研究方法
鄭先祐 (Ayo)
生命科學的結構與研究方法
第一部 科學本体篇
– Joy of Research – Science as a way of knowing – 摩登的陷阱
第二部 生命科學(生物學)的結構篇
– 生命科學的定義與內容 – 生命科學的結構
第三部 研究方法篇
生命科學導論 2
生命科學導論 8
§「摩登」(modern)的陷阱
這是一個知識爆炸的時代。 知識成長的速率> > > 學習的速率。 每位教授都有能力，以「新知識」將學 生沉溺於「知識海」中。
生命科學導論
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§「摩登」(modern)的陷阱
肇致的問題： 學生無能力獨立自主，開創未來。 就算緊跟「新知識」，其實已經是落後至 少5-10年。 任何「新知識」都須要經過「考驗」。緊 跟「新知識」，有可能是「捕風捉影」。 polywater 為例。
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生物研究必要有存證的標本
理由：
1. 生命現象往往可能會因種而異。 2. 使用的生物，其種類鑑定有可能會出錯。 3. 同一種的生物，將來有可能會再分為若干種。 4. 學名亦有可能被誤用，而可能於日後被更改。 5. 若有標本的保留，才有可能考證其種類。
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美國生物學的發展過程
生命科學導論
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ASZ的「教育改善計劃」
問題：美國科學教育的功能，有嚴重的 下降趨勢。 原因：大學的科學教育太偏重片斷的知 識，特別是「摩登的」知識。整体性與 歷史性的科學架構，卻被忽略。學生因 而沈溺在「知識海」中，無法認識過去， 也無法推求未來。屈服於必要是「摩登 的」誘惑。
生命科學導論 7
ASZ的「教育改善計劃」
的 ( )
1962 的 Franks (1981), p.120
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Polywater 的研究報告
Haynes, J. M. and P. J. McElroy (1969) Anomalous water. Nature 224:393-394. Donohue, J. (1969) Structure of “polywater”. Science 166:1000-1002. (Anonymous) (1969) Polywater. Scientific American 221:90-9 Allen, L. C. and P. A. Kollman (1970) A theory of anomalous water. Science 167: 1443-1454. Allen, L. C. and P. A. Kollman (1971) Theoretical evidence aganinst the existence of polywater. Nature 223:550-551.