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为什么说21世纪是生物的世纪,为什么生物那么简单没数理基础却说是高端技术,为什么生物好学却说门槛高? 第1页

  

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这句话更准确的说法应该是:

21世纪是生物科研的世纪。而不是利用生物创造财富的世纪。

傅里叶变换是1807年提出的。当时就是一篇文章。要是有人在清仁宗嘉庆十二年说,19世纪是傅里叶变换的世纪。估计连傅里叶本人都不会同意。


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“21世纪是生物的世纪”、“21生命科学是21世纪最活跃的学科”“生命科学的黎明就在前方”这种话,起初是陈章良、施一公等知名的海归学者讲的,吸引了非常多的人,后来变成了听从此类号召学了生物的人们的讽刺与自嘲

  • 生物学子的待遇极其惨淡,与学习时的付出不相符。
  • 你以为“简单、好学”,是因为你接触得太浅,尤其是中学教材本身太浅。如果你自我感觉良好地继续往生物博士上走,事情就要起变化了。
  • 你以为“没数理基础”,是因为你还没学到数学、物理、化学、计算机轮番上阵却找不出任何规律的地方。
  • 一些学校的生物专业招生过多,相关岗位过少,培养方式奇葩。
  • 一个学生能做到的事情微不足道,跑胶过柱子杀老鼠,拿着打发扫厕所的钱撅屁股干苦力。
  • 顶级从业者还这样忽悠大家。

在这受难者的血海之中,却还看得到生命科学的黎明,看得到人类克服一切疾病并抓住永远的生命的地平线——而它是不是永远达不到,谁也不知道。

21世纪是生命科学的世纪,但是你没有当火箭燃料的觉悟的话,最好是不要去生物系的。


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你提到的问题正是生物当今面临的问题:数理基础认知不足,使得生物总体上停留在现象描述阶段。

而现在广大科研人员正在努力的通过盲人摸象来把生物这个复杂体系逐步搭建起来。

可能,更确切的说,生物是一个复杂体系的东西,这东西,在哪个学科里都是难点(比如湍流?)。


尽管个人是从事生命科学研究的科研人员,而且可能还是生命科学里最接近大众认知的‘科学’范畴的生物信息学(用算法等来解决生物学问题),然而,我们依然面临一个问题,那就是,当前的生命科学,依然以现象描述为主,我们甚至缺乏一个根本性的通用原理之类的。

相比之下,数理化要好多了。

数学最厉害,一堆公理定律,物理可能稍逊些,但是依然有许多定理规律之类的,化学也存在着相当多的基础理论。

这才符合广泛的科学认知,能够在纷杂的现象背后找到其规律。

而生物学,目前并不具备这些内容。

就不说有的生命形式似乎不依赖核酸(比如朊病毒)。

哪怕确定在核酸为遗传物质的体系里,依然一篇混沌。

有了DNA,不一定有RNA。

有了RNA,不一定有蛋白。

有了蛋白,不一定有功能。

更别提处处在挑战我们认知的东西。

比如什么是基因,尽管目前有很多认知,一般情况下,我们依然倾向于是可以编码蛋白质的核算部分是基因。于是就出现了非编码区域,甚至曾经认为是垃圾DNA。

后来发现,这区域竟然能转录,就把他们叫做非编码RNA。然而后来发现,这些非编码RNA甚至可以翻译成蛋白……到了这地步了,能不叫基因吗?


事实上,如果做一个勉强的顺序,大概是如此。

数学是科学之母,这一点就不多深究。

物理在微观层面解决的是原子甚至更小的规律问题。

化学在微观层面解决的是分子级别的规律问题。

生物在微观层面解决的是大分子的规律问题。

而目前,我们就卡在这里,因为简单的化学理论已经很难满足生物了,就比如要想合成一些分子,在实验室非常困难,可能需要很高的条件,然而到了生物里竟然可以在常温下轻松合成。

可能很多人留意到,近些年来诺贝尔化学奖大多数授予了生物领域(大概三分之二左右),其实就是意味着生物是一定程度上在化学基础上在完成更多的复杂过程。

然而,这个复杂规律,太复杂了,受到的影响条件太多了。

比如同样一个基因的表达,不仅受到了自身基因特性的影响,还受到调控元件如增强子之类的影响,甚至还受到了空间构象的影响。而且由于生物的反应往往是在细胞中,那么细胞中那么多基因那么多蛋白还有代谢物,以及细胞本身的状态都会影响到基因。

可以说,每一个生物过程,都是一个复杂到天文数字的计算过程,而我们目前的计算量事实上难以满足生物的需求。

想象一下,上万个基因,上万个蛋白,数以万计的代谢物,还有无数细胞器,以及核酸在空间的结构,蛋白的结构变化,在叠加无数外界条件诸如理化信号。

如果能够把这些模拟出来,那个工作量简直是天文数字。

就像天气预报直到现在都依然无法精准预报,其背后就在于我们总体的认知和计算量难以满足,这需要更多的技术突破来解决。

事实上,哪怕是我这种做生物信息的计算,不考虑生物学的反应过程,消耗量已经到了不少大牛团队都在使用天河计算器之类的了。

这还是单纯的生物信息学计算,要是叠加更多的过程,就更无法想象了。

这还是单细胞,如果多个细胞呢?搁到组织器官里?甚至人身上?吃饭、喝水、睡觉,甚至呼吸、思考带来的变化,都会影响。


所以,生物属于,看起来入门容易,毕竟总体处于初步阶段,更多是现象描述,但是上限极高,代表人类对世界认知的进一步提升的方向。


user avatar   miao-miao-bu-li-ni 网友的相关建议: 
      

21世纪是生物的世纪——这属于忽悠。

生物那么简单——生物是复杂系统,一点也不简单。

生物没数理基础——不是它没有数理基础,而是因为生物是复杂系统,数理缺少工具难以表述。我们学习时候统计学基本上算生物里面离数学比较近的学科了。如今生物信息学算是让数理进入了生物学的行列,但是毕竟目前能解决的问题有限。

生物是高端技术——首先生物学科是理学,探索机理为主,技术都是附带的产业。高端不高端这个仁者见仁智者见智,我就觉得没什么高端的,都是下游技术。例如你觉得核酸检测高端吗?那发酵呢?

生物好学——背背书是挺好学的,都是结论式的。王镜岩的《生物化学》再厚那也是都是知识的总结,是结论。但结论怎么来的,就复杂了(这里插一句,绝大多数院校的生物化学都是考考结论,所以说背书通过考试完全是可行的)。但搞研究却不太容易,一来容易陷入搬砖不可自拔,二来因为缺少工具,所以研究很难深入,例如知道蛋白质一级序列预测三级结构,经典问题,直到最近AI技术发展,才有所突破(但也并没有完全解决)。

生物门槛高——生物门槛很低,谁都能做,入行容易。但是上限却很高,这取决于当搬砖工还是当PI啦,当了PI也不一定迈入了多高的门槛,有部分领域依然是小修小补小打小闹靠搬砖的,PI只不过是高级搬砖。


user avatar   lang-ji-ping-sheng-7 网友的相关建议: 
      

随着社会的发达和人类的进步,当物质和精神生活发展到一定阶段,人的追求就进入到了下一个层级,即对生活质量和生命质量的追求

期望更健康、更长寿,没有病痛,没有衰老,追求更长久的寿命,以便能去创造更多,享受更多

说的更直白点,就是越来越惜命

这也是为什么随着21世纪的推进,类似的行业大发展的原因,比如保险行业,生物医药行业

而生物学是和“人”最直接相关的学科,目的是探索复杂的生命体及周围环境,并尽可能为“人类”提供好处。规避、治疗疾病,解决痛苦,延长寿命,让人在活着的时候更舒适,死亡的时候更体面

和哲学范畴内物理、数学等其他学科相比,生物学给人类带来希望和好处是显而易见的,比如此次Covid-19的爆发,已经将生物医药行业推向了民众的视线。而其他理论性、原理性、基础性较强的科学学科,则是在默默无闻地发展

而持有“生物那么简单”观点的人,要么是门外汉,要么是本领域的体力劳动者,真正的生命科学,是复杂而未知的,所有“活的”、“变化”的东西都是最难研究的,因为可变因素太多,掌握规律太难

而且,生命科学的发展,大多都依赖于物理、化学技术的革新,比如Cryo-Em对电子显微镜技术革新的依赖;以及数学、物理原理、理论的发现,相比于其他学科,依赖性只会更强

所以,如@Jaddy Zhao提到,很多在生物学领域很有建树的科学家都是交叉学科出身,对哲学基本原理理解更深刻,生物会做的更好

如果仅仅做一个技术员,跑跑pcr,做做wb,那非常简单,门槛并不高,本科足矣

但是如果真正想去解决一些科学问题,则必须保持永远都学习的状态。


user avatar   Stella.Zhao 网友的相关建议: 
      

简单说几个顶尖华人生物学家的专业背景,给提这个问题的同学感受下生物科研对数理的要求。

张峰,本科就读于哈佛大学化学与物理专业[1],是当今最受关注的华裔生物学家之一。他最著名的工作是基因编辑技术CRISPR-Cas9的发展和应用,率先获得了美国专利。

庄小威,张峰本科的导师,另一位大神级的华人生物学家,1991年获得中科大物理学学士;1997年获美国加州大学物理学博士[2]。因在单分子成像领域的杰出工作屡次获奖,31岁时获得了麦克阿瑟天才奖。

谢晓亮,与庄小威女神齐名的另一位美国科学院院士,单分子领域大佬,美国三院院士,1984年获得北京大学化学理学学士;1990年获得加州大学圣地牙哥分校物理学博士学位[3]。谢晓亮是改革开放后大陆学者获得哈佛大学冠名讲席教授的第一人。

钱永健,已故生物学家,美国三院院士,诺贝尔化学奖获得者,1972年获得哈佛大学化学及物理学最优等学士学位[4]2008年,钱永健凭借绿色荧光蛋白的研究,与美国生物学家马丁沙尔菲、日本有机化学家兼海洋生物学家下村修共享该年的诺贝尔化学奖。

钱永佑,钱永健的哥哥,著名神经生物学家,1966年获得麻省理工学院(MIT)电机工程学士学位[5]1988年,钱永佑创立了斯坦福大学分子和细胞生物学系,并任创系主任。

詹裕农,杰出的华人神经生物学家,美国科学院院士,1967年本科毕业于台湾大学物理系

叶公杼,詹裕农的妻子,同为美国科学院院士,同本科毕业于台湾大学物理系,同在美国加州理工学院学习理论物理期间转生物学。

以上主要是本科为物理化学及工科背景的杰出华人生物学家,随着21世纪生命科学进入大数据、多组学、更跨学科的时代,物理、化学、数学、计算机、工科与生物学的融合,将更加广泛

用张峰大佬的话总结,”之所以本科专业选择物理与化学,是为了给日后在分子生物学的学术道路打好坚实的基础[6]

所以,生物学门槛低,不需要数理基础的说法,仅适用于高中及以下生物课本知识的范畴。

参考

  1. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Feng_Zhang
  2. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BA%84%E5%B0%8F%E5%A8%81
  3. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B0%A2%E6%99%93%E4%BA%AE
  4. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%92%B1%E6%B0%B8%E5%81%A5
  5. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%92%B1%E6%B0%B8%E4%BD%91
  6. ^ https://baike.baidu.com/item/%E5%BC%A0%E9%94%8B/18670715

user avatar   huo-hua-de-41 网友的相关建议: 
      

说21世纪是生物的世纪。因为生物领域还有大量的重大课题亟待解决。

生物不简单。生命体都是复杂系统。研究起来非常困难。

没数理基础不是因为生物研究不需要数理基础,而是因为国内很多生物系把数理基础都砍掉了,进行大规模的de-education。

说生物技术高端,门槛高,是期固有的研究性质,大量的不确定性,大量的know how,大量的不可说的trick。例如说裴岗院士的生物技术全世界没有第二个人能重复出来。


user avatar   hao-bai-cai-du-rang-zhu-gong-liao 网友的相关建议: 
      

说一下,匕首是男女通用的,真正备在身上根本不太可能被警察抓到。别懒,练好快速出刀,真正一击定乾坤的东西,比辣椒水解决问题


user avatar   shuai-shuai-9-13 网友的相关建议: 
      

我努力工作,年收入突破百万。我楼下小卖部老板眼红了。

他说他每天7点开店,晚上10点关店,工作时间比我长,收入却比我低,这不公平。为此,他甚至发展出了一套小卖部老板人权理论,要求将卖给我的可乐从一瓶2块钱涨到100块钱。

他说之前他受太多委屈了,等他觉得委屈弥补回来了,他会把价钱降到一瓶4块钱的。但想像原来一样2块钱一瓶那是永远不可能的。

我默默想了一下,走多一百米,用2块钱在另一家店买了一瓶可乐。

这件事被小卖部老板知道了,他生气了,他跑去骂另一家小卖部老板,骂他不尊重小卖部老板人权理论,并且在我家楼下贴大字报隐晦地骂我。

你说我为啥讨厌他?

我不只讨厌他,我甚至想报警呢。可惜警察说这事他们管不了。

……

这件事还有后续。

后来,小卖部老板人权组织找到了我,跟我说我楼下的小卖部老板的小卖部老板人权理论不是正宗的,他们才是正宗的。

我说,那你们的是怎么样的?

他们说,我们卖3块。




  

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