編者按：
    這次大連市派到洛杉磯參加培訓(xùn)的28名年輕干部，分別來(lái)自不同的工作崗位，有著不同的專業(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(qiáng)的科研能力。在美學(xué)習(xí)期間，他們除了按要求完成公共管理領(lǐng)域的課程學(xué)習(xí)外，部分學(xué)員還根據(jù)自己的專業(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(yī)學(xué)專業(yè)背景的學(xué)員的研究成果。
 
    一個(gè)世紀(jì)以前，奧地利植物學(xué)家孟德?tīng)?格雷戈?duì)枺ìF(xiàn)被譽(yù)為“遺傳學(xué)之父”）提出了生物信息學(xué)的概念，他把同一種類不同顏色的花進(jìn)行雜交，試驗(yàn)結(jié)果闡明了遺傳特征是通過(guò)某種遺傳因子傳代轉(zhuǎn)移的。繼孟德?tīng)栆院螅镄畔W(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(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)手段的推陳出新，生物信息學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)涵蓋了幾乎所有的生物醫(yī)學(xué)發(fā)展創(chuàng)新的領(lǐng)域，并已成為21世紀(jì)各國(guó)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(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)，旨在解決在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用問(wèn)題。生物信息學(xué)和計(jì)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(yuǎn)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(yī)療中的應(yīng)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(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展下出現(xiàn)的邊緣性學(xué)科。它對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物工藝學(xué)和社會(huì)學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響。
    當(dāng)今時(shí)代，生物科學(xué)家對(duì)進(jìn)行生物信息學(xué)訓(xùn)練的需求越來(lái)越大。這個(gè)領(lǐng)域的專門(mén)人才需要具備全面的分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，同時(shí)還要具備計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)的知識(shí)。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(duì)生物信息學(xué)的內(nèi)涵和外延從哲學(xué)角度進(jìn)行了充分的分析，該文對(duì)我國(guó)的醫(yī)學(xué)生物學(xué)科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究工作者會(huì)有極大的啟發(fā)，對(duì)我們認(rèn)識(shí)當(dāng)今時(shí)代生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的最新趨勢(shì)和動(dòng)態(tài)有很大的幫助。以下為本文作者對(duì)該文的譯文，不當(dāng)之處，敬請(qǐng)指正和幫助。

生物信息學(xué)哲學(xué)

    20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)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(dǎo)向成分。它被認(rèn)為用于超大容量生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)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(yīng)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(xiàn)代生物信息學(xué)的惟一主要技術(shù)上的不同在于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和諸如國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)這樣的信息網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)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(shè)和計(jì)算。實(shí)際上，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)生物學(xué)的核心存在于細(xì)胞的信息傳導(dǎo)過(guò)程以及對(duì)它的解釋。
    在科學(xué)史上，生物信息學(xué)是分子生物學(xué)專家和計(jì)算機(jī)專家生動(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(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)專家。十年前，S. Kaufmann提出的“次序起源”（1993）描述了當(dāng)今生物學(xué)家積極探討的問(wèn)題。不同觀點(diǎn)的生物物理學(xué)家不僅對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算法則和原理，還對(duì)物理學(xué)和數(shù)學(xué)，比如Shannon的“信息理論”產(chǎn)生著影響。表面上看來(lái)，生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的融合是任何學(xué)科合并當(dāng)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(zhuǎn)化為一種被稱為“運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)理論的生命科學(xué)”的復(fù)雜體系。
    生物信息學(xué)的本質(zhì)并不是源于大型數(shù)據(jù)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(xiàn)。生命應(yīng)當(dāng)被重新定義為信息對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)的總和。新的研究目標(biāo)指向了構(gòu)成的基本單元（信息），它們的相互作用和新功能的出現(xiàn)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(fù)雜數(shù)據(jù)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(chǔ)是有必要的。生物信息學(xué)的一個(gè)基本觀點(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(xì)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(shù)學(xué)和應(yīng)用生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)的手段對(duì)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(chǔ)域。生物信息學(xué)專家研究的最終對(duì)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(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于它的流動(dòng)性，它體現(xiàn)了隨著時(shí)間的動(dòng)態(tài)狀態(tài)改變。換句話講，它是沿時(shí)間軸變化的。進(jìn)化就是運(yùn)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(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)是特定時(shí)間點(diǎn)上的能量存儲(chǔ)器，也靠它組成了信息結(jié)構(gòu)。（盡管有時(shí)會(huì)被誤導(dǎo)），但這種能量存儲(chǔ)器的形象代表就是分子、細(xì)胞和有機(jī)體的結(jié)構(gòu)。生物信息學(xué)家致力于從這種信息處理系統(tǒng)角度來(lái)分析說(shuō)明生物學(xué)功能，它們認(rèn)為生物學(xué)的功能是超越相對(duì)清晰的時(shí)間周期能量流上的相對(duì)清晰的信息處理層面。上述的域的根本在于相對(duì)物。然而，能量、時(shí)間和信息對(duì)于我們理解生命的知識(shí)體系是獨(dú)特的、重要的。對(duì)于能量的準(zhǔn)確定義是一直以來(lái)人們努力解決的問(wèn)題。
    對(duì)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(xì)胞內(nèi)的信息總和與蛋白質(zhì)里的信息總和一樣多嗎？人類比起細(xì)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(shù)量？這是否可以認(rèn)為人類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(shù)？這樣的形形色色的問(wèn)題使我們的研究方向調(diào)整為源于分子生物學(xué)簡(jiǎn)化法的不同的研究途徑。
    一旦人類發(fā)現(xiàn)并設(shè)計(jì)出的計(jì)算規(guī)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(guī)則成長(zhǎng)的規(guī)則），就有可能揭示生命的定義，繪制出地球上的進(jìn)化成長(zhǎng)和分支情況圖譜。如果不是這樣的話，整個(gè)的生命現(xiàn)象是個(gè)持續(xù)變化并產(chǎn)生歸因于不同衡量標(biāo)準(zhǔn)下不對(duì)稱、不相同規(guī)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(kuò)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(kuò)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(xiàn)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）