生物數學思想研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙斌 著

圖書標籤:

• 生物數學
• 數學建模
• 生物統計
• 交叉學科
• 理論生物學
• 數學生物學
• 生態數學模型
• 動力係統
• 非綫性動力學
• 計算生物學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030505385

版次：1

商品編碼：12019399

包裝：平裝

叢書名： 博士後文庫

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：197

字數：249000

正文語種：中文

內容簡介

　　《生物數學思想研究》作為一部論述生物數學思想的專著，嘗試將生物數學思想從其內部打通，以生物數學思想的起源與形成為主綫，通過透析生物數學思想演變的內在邏輯，窺覓到它的産生和發展是環環相扣的有機的統一體。
　　《生物數學思想研究》首先對生物數學的思想體係進行整體梳理。然後把握生物數學思想産生和發展過程中各個階段的關鍵點；選擇具有代錶性的種群動態數學模型的産生和發展過程作為突破口，並詳細介紹這類生物數學模型在産生和發展過程中所經曆的15種形態；詳盡分析生物數學四大分支的起源與形成過程；選擇生物數學思想演變過程中的5位代錶人物進行個案分析；細緻探析生物數學的社會化過程；給齣生物數學思想未來發展方嚮的三點展望。最後，敘述中國生物數學的開拓過程。
　　全書重點突齣，脈絡分明，注意引用生動的案例和豐富的圖錶，可供綜閤大學、農林院校對生物數學思想感興趣的本科生和研究生以及相關專業的教師閱讀參考。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 選題背景與意義
1．1．1 背景
1．1．2 意義
1．2 研究思路與創新點
1．2．1 研究思路
1．2．2 創新點
1．3 什麼是生物數學——曆史的理解
1．3．1 生物數學概念厘定
1．3．2 生物數學的主要分支

第2章 生物數學思想的誕生：從瀋括的種群模型到混沌種群動態數學模型．
2．1 瀋括的種群模型
2．2 斐波那契的種群動態數學模型
2．3 徐光啓的人口增長模型
2．4 格朗特的生命錶模型
2．5 歐拉的人口幾何增長動態數學模型
2．6 傳染病動態數學模型
2．7 馬爾薩斯模型
2．8 邏輯斯諦模型
2．9 洛特卡．沃爾泰拉模型
2．10 洛特卡-沃爾泰拉模型的擴展模型
2．11 單種群擴散動態數學模型
2．12 多種群擴散動態數學模型
2．13 復閤種群動態數學模型
2．14 霍林種群動態數學模型
2．15 混沌種群動態數學模型
2．16 小結

第3章 生物統計學思想的起源與發展
3．1 拉普拉斯思想
3．2 凱特勒特思想
3．3 孟德爾思想
3．4 高爾頓思想
3．5 卡爾·皮爾遜思想
3．6 戈塞特思想
3．7 費希爾思想
3．8 奈曼一伊亙．皮爾遜假設檢驗理論
3．9 生物統計學常用術語與指標的産生
3．9．1 總體與樣本
3．9．2 參數與統計量
3．9．3 試驗設計法
3．9．4 點估計
3．9．5 區間估計
3．9．6 假設檢驗
3．9．7 統計決策理論
3．10 元分析生物統計思想
3． 10．1 元分析與確定性模型
3． 10．2 元分析與隨機性模型

第4章 數量遺傳學思想的産生和發展
4．1 孟德爾與數量遺傳學
4．2 哈代．溫伯格遺傳平衡定律
4．3 摩爾根思想
4．4 數量遺傳學思想的産生與發展
4．5 沃森·剋裏剋脫氧核糖核酸右手雙螺鏇結構
4．6 木村茲生思想
4．7 拓撲數量遺傳學思想

第5章 數學生態學思想的産生和發展
5．1 奧德姆思想
5．2 麥剋阿瑟思想
5．3 羅伯特·梅思想
5．4 數學生態學中的牛頓定律
5．5 數學生態學中的模糊數學思想

第6章 生物信息學思想的起源與發展
6．1 遺傳算法思想的産生和發展
6．2 生物網絡數學模型的産生和發展
6．3 生物信息學中的主要數學思想

第7章 五位重要人物對生物數學思想發展的影響
7．1 孟德爾對生物數學思想發展的影響
7．2 沃爾泰拉對生物數學思想發展的影響
7．3 高爾頓對生物數學思想發展的影響
7．4 費希爾對生物數學思想發展的影響
7．5 拉謝甫斯基對生物數學思想發展的影響

第8章 生物數學思想的社會化及發展方嚮展望
8．1 生物數學思想的社會化
8．1．1 生物數學專門期刊的創辦
8．1．2 生物數學專著的齣版
8．1．3 生物數學社團的成立．
8．1．4 生物數學奬勵
8．2 生物數學的發展方嚮展望
8．2．1 生物數學將廣泛滲透與應用於生物醫學
8．2．2 多物種復閤種群模型將趨於成熟
8．2．3 將創造齣更適閤於生物學的新數學

第9章 中國生物數學：從摸索到輝煌
9．1 生物數學思想在中國的早期發展
9．1．1 6位學者的開創性工作
9．1．2 數學生態學學術活動
9．1．3 生物數學討論會
9．2 中國生物數學教育的興辦
9．3 生物數學社團的産生
9．4 生物數學專門期刊的創辦
9．5 生物數學專著的齣版及重要記載
9．6 生物數學學術會議頻繁開展
9．6．1 全國性生物數學學術會議
9．6．2 省級生物數學年會
9．6．3 國際生物數學學術會議
9．6．4 雙邊生物數學會議
9．7 小結
參考文獻
索引
結束語
編後記

前言/序言

　　人類很早就從植物中看到瞭數學思想：花瓣對稱地排列在花托邊緣，整個花朵幾乎完美無缺地呈現輻射對稱形狀，葉子沿著植物莖稈相互疊起；有些植物的種子是圓的，有些呈刺狀，有些則是輕巧的傘狀……所有這一切嚮我們展示瞭許多美麗的生物數學思想。
　　生物數學思想真的是很自由、很有青春氣息的思想，它兼有生命科學思想和量化科學思想的特徵。我不知道你是否能感受到利用生物數學思想解決生物學難題時的快感，不知道你能否感受到生物數學思想隨其實踐而活躍起來的奔放，還有生物數學思想帶給你的刺激。我將從生物數學思想研究者的角度帶你去享受生物數學思想帶來的幸福和快樂。不過想要享受其中的快樂，是要付齣的。一開始探索生物數學思想也許很容易被挫敗信心，但是一句話，“不要在意那些細節”。不管你以怎樣的心態來體驗生物數學思想的發展路途，你都要做好努力付齣的準備，並且要堅持下去。我隻是想說，如果你選擇瞭研究生物數學思想，你就多愛它一點，它會翻倍迴報你的；如果你不想讓解決生物學難題變成一種單調乏味並且沒有頭緒的工作，那你就應當走上體驗生物數學思想的這條幸福的道路上來。希冀你能通過本書打開思路，瞭解生物數學思想是如何在已有思想基礎上，對多種思想進行選擇和組閤、調整和生成新思想，以改變以往處理生物學難題的方式，使解決生物學難題的思想産生實質性的變化，進而促進生物數學思想的發展。
　　作為一名來自農林院校的生物數學教師，我從2006年開始接觸生物數學思想，到現在已近十年瞭。無論怎麼看，生物數學思想都與我的職業生涯和事業發展很有緣分。剛近距離接觸生物數學思想時，應該每個人的感覺都齣入不多吧。沒想到我隨手寫的一篇生物數學文章在《西北大學學報（自然科學版）》上發錶次日即被數十位學者轉載或引用，我後來嘗試瞭許多生物數學思想模式，沒想到我誤打誤撞地走進瞭生物數學思想的世界外圍。
　　學科交叉成為“生物數學思想”的生長點，然而生物數學思想的發展並不是一帆風順的。生物數學思想的演變過程是生物數學傢們剋服睏難和戰勝危機的鬥爭過程，是蘊涵瞭豐富的生物數學思想的發展過程。“生物數學思想”作為近現代科學中最令人震撼的創造之一，凝聚著大量生物數學傢心智奮鬥的結晶。對許多人來說，在享受著這些結晶所帶來的幸福生活時，應該去瞭解其結晶的過程。從這個角度來看，研究生物數學思想確實是“有用的”，而以往對生物數學思想的産生與發展關注不夠，相關研究成果較少。

好的，這是一份針對一本名為《生物數學思想研究》的圖書所撰寫的不包含該書內容的詳細圖書簡介。 --- 《生命之境：從微觀結構到宏觀生態的數學圖景》 （圖書簡介） 內容提要 本書是一部跨學科的深度探索之作，旨在揭示生命現象背後蘊含的數學規律與邏輯結構。我們不再將生物學視為純粹的觀察與描述，而是將其視為一個由復雜係統、動態過程和優化原理構成的宏大數學模型。全書分為五個核心部分，層層遞進，從細胞層麵的結構生成，到物種間的相互作用，再到種群的長期演化，構建起一個完整而嚴謹的生命科學數學框架。 第一部分：細胞與形態的幾何基礎 本部分聚焦於生命體的微觀尺度，探討生物結構是如何通過最優化的幾何原理得以實現的。我們深入研究瞭拓撲學在生物形態發生中的作用，例如，囊泡、管道係統以及復雜的蛋白質摺疊如何遵循最小錶麵能原理或特定的拓撲約束。 詳細闡述瞭反應-擴散係統（Reaction-Diffusion Systems）在模式形成中的核心地位。從著名的圖靈機製到更復雜的非綫性耦閤模型，我們解析瞭斑馬條紋、動物皮毛花紋乃至器官發育中邊界形成的數學驅動力。這不僅是關於“為什麼是這種形狀”，更是關於“在何種數學條件下可以産生這些形狀”的深入探討。此外，本書還係統梳理瞭晶格理論與細胞排列的關係，展示瞭晶體結構原理如何被生物體高效地藉鑒和修改，以實現力學上的穩定性和功能上的最優性。我們特彆關注瞭微分幾何在描述細胞膜麯率與張力中的應用，揭示瞭細胞骨架力學與形態維持之間的微妙平衡。 第二部分：動態係統與生理過程的建模 本部分將視角轉嚮生命活動的瞬時性與周期性。生理活動本質上是高度動態的非綫性過程，本書運用常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）來刻畫這些復雜係統。 我們詳細分析瞭神經元脈衝的動力學模型，從霍奇金-赫胥黎模型到簡化的捕獲模型，理解信息如何在生物網絡中被編碼和傳輸。在代謝層麵，本書深入剖析瞭代謝網絡的流平衡分析（Flux Balance Analysis, FBA）及其擴展，將其視為一個基於網絡拓撲和酶活性的綫性規劃問題，用於預測細胞的生長和物質轉化效率。振蕩器理論被引入，用以解釋心跳、呼吸以及晝夜節律的周期性，並探討瞭穩態（Limit Cycle）與混沌（Chaos）在生理失調中的潛在意義。 第三部分：種群生態學中的微分方程與概率論 進入宏觀領域，本書轉嚮描述群體行為與環境的相互作用。種群動態學是本部分的核心。我們超越瞭基礎的指數增長模型，重點探討瞭邏輯斯蒂增長模型（Logistic Growth）及其時間延遲形式，分析資源限製如何塑造種群增長的軌跡。 捕食者-獵物模型（Lotka-Volterra）被詳盡解析，並引入瞭空間維度和環境波動性，探究其相平麵分析和長期穩定性。更進一步，本書引入瞭隨機過程來處理環境噪聲和個體差異。種群的擴散與遷移被建模為隨機遊走問題，結閤反應項分析物種在異質環境中的分布格局。我們還探討瞭競爭模型，尤其是競爭排斥原理的數學條件，以及資源分配策略對種群可持續性的影響。 第四部分：遺傳與演化的信息論視角 生命的核心在於信息的存儲、復製與變異。本部分從信息論和統計物理的角度重構演化過程。 我們首先應用信息熵來量化基因組的復雜性與冗餘度，並探討突變和選擇如何影響信息量的動態變化。進化博弈論（Evolutionary Game Theory, EGT）被用作核心工具，分析策略的穩定性和頻率依賴選擇。我們詳細推導瞭復製子方程（Replicator Equation），展示瞭適應度景觀如何驅動種群嚮演化穩定策略（ESS）演化。此外，本書還運用概率模型來處理分子進化中的隨機漂變和基因流動，對比瞭中性理論與選擇理論在解釋分子多樣性上的數學差異。 第五部分：復雜網絡與生物係統的互聯性 在生命的最後階段，本書著眼於係統的整體性，將生物體視為一個龐大的復雜網絡。從分子到器官，信息的傳遞和物質的交換都依賴於連接結構。 我們詳細分析瞭生物網絡的拓撲屬性，如小世界效應、無標度特性（Scale-Free）及其在蛋白質相互作用網絡（PPI）、代謝網絡和神經元連接中的生物學意義。本書運用圖論來評估關鍵節點的魯棒性和脆弱性，解釋瞭為何某些網絡結構更能抵抗隨機擾動或針對性攻擊。最後，我們探討瞭網絡動力學在群體行為中的應用，例如疾病傳播模型（如SIR模型）如何通過網絡結構來預測流行病的擴散速度和範圍，強調瞭結構在功能實現中的決定性作用。 本書特色 本書的敘事風格嚴謹而富有洞察力，力圖在數學的精確性與生物學的直觀性之間架起一座堅實的橋梁。書中包含瞭豐富的數學推導、清晰的圖錶示例和對關鍵生物學問題的嚴格論證。它不是一本單純的數學教科書，也不是一本基礎的生物學入門讀物，而是為有誌於在生命科學前沿進行定量研究的學者、研究生和高級本科生提供的一套完整的、以數學為核心的思維工具箱。閱讀本書將使讀者能夠用一種全新的、結構化的視角去審視和解析生命的奧秘。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀風格非常樸實，厚實的紙張，略帶磨砂的觸感，讓人覺得它是一本值得細細品讀的學術著作。我並非生物學或數學領域的專業人士，但一直對生命現象背後的邏輯與規律充滿好奇。這本書的標題“生物數學思想研究”恰好觸及瞭我一直以來模糊的認知邊界。當我翻開書頁，首先映入眼簾的是一些關於模型構建和數據分析的論述，這讓我聯想到很多科學發現的背後，都離不開嚴謹的定量分析。書中對各種生物學問題的數學建模過程進行瞭詳細的介紹，從最基礎的假設到最終的方程推導，每一步都顯得邏輯清晰，環環相扣。我尤其對其中關於進化動力學和生態學模型的章節印象深刻，作者通過數學的視角，揭示瞭物種競爭、資源分配等復雜現象背後的簡潔原理。雖然有些章節的數學推導過程略顯艱深，但我相信這正是本書價值所在，它為我們提供瞭一個理解生命復雜性的全新工具。

評分☆☆☆☆☆

這本《生物數學思想研究》的書頁泛著淡淡的米黃色，觸感溫潤，封麵上“研究”二字顯得尤為醒目，預示著它絕非一本輕鬆的讀物。我一直對生命科學抱有極大的熱情，但總覺得在現象層麵徘徊，難以觸及其本質。這本書的齣現，恰好填補瞭我在這方麵的認知空白。書中並沒有直接給齣“答案”，而是帶領讀者一起去“思考”，去探尋隱藏在生物體內部的數學邏輯。從細胞層麵的分子動力學，到宏觀層麵的種群生態，作者都試圖用數學的語言來描繪其內在的規律。我非常喜歡書中對“模型”的討論，它不僅是工具，更是思維方式。理解瞭模型，纔能更好地理解生物係統是如何運作的。雖然書中涉及的數學概念和方法對我來說有些陌生，但我能夠感受到作者在力求用最清晰的方式去闡述，那些復雜的公式和圖錶背後，都承載著對生命奧秘的深刻洞察。這本書更像是一位循循善誘的導師，引領我一步步走進生物數學的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

手捧著這本書，一股濃厚的學術氣息撲麵而來。從書名就能感受到其研究的深度和前沿性。我一直覺得，生命科學的奇妙之處在於其紛繁復雜的現象背後，可能隱藏著某種更為根本的秩序。而數學，作為描述宇宙秩序的最普適的語言，無疑是探索這種秩序的絕佳工具。這本書的內容，仿佛為我打開瞭一扇全新的窗戶，讓我看到瞭生物學研究中那些不為人知的“幕後英雄”——數學模型。書中對各種生物數學模型的應用場景和局限性進行瞭深入的探討，並且常常引用大量的文獻和研究案例，這充分體現瞭作者紮實的學術功底。我個人比較關注其中關於疾病傳播模型和藥物動力學模型的部分，作者以嚴謹的數學邏輯，解釋瞭病毒如何傳播，藥物如何在體內發揮作用，這些都讓我對當前的醫學研究有瞭更深刻的理解。這本書不僅讓我增長瞭知識，更重要的是，它啓發瞭我用一種全新的、更具邏輯性和係統性的方式去觀察和思考生命世界。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一種沉甸甸的學術氛圍便撲麵而來。它的裝幀設計簡潔大氣，封麵上“生物數學思想研究”幾個字，就足以勾起我濃厚的興趣。我一直認為，自然界中萬事萬物都遵循著某種規律，而數學，正是揭示這些規律最強大的工具。這本書，似乎就是將數學的嚴謹與生命的靈動巧妙地結閤在一起。書中對生物學概念的數學化處理，以及數學模型在解釋生物現象方麵的應用，都給我留下瞭深刻的印象。作者在論述中，既有宏觀的理論探討，也有微觀的具體案例分析，讓我能夠從不同的維度去理解生物數學的魅力。我尤其欣賞書中對於“為什麼需要數學”的闡述，它不僅僅是工具的介紹，更是對一種思維方式的引導。這本書讓我認識到，要想真正深入理解生命，擁抱數學的語言是必不可少的。它不僅拓展瞭我的知識視野，更重要的是，它激發瞭我對科學探索的熱情，讓我看到瞭學科交叉融閤所能帶來的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就有一種沉靜而深刻的質感，深邃的藍色背景搭配簡潔的白色字體，仿佛在暗示著一種對生命本質的探索。我最初是被“生物數學”這個詞所吸引，總覺得它像是兩個截然不同的世界——感性的生命科學與理性的數學——之間搭建起的一座橋梁。拿到書後，我迫不及待地翻閱，試圖從中尋找到那些隱藏在生命現象背後的數學規律。書中那些復雜的公式和圖錶，雖然起初讓我有些望而卻步，但隨著閱讀的深入，我開始逐漸體會到數學在描述生物係統動態演化、理解細胞信號傳導、甚至預測種群數量變化等方麵的強大力量。作者在解釋這些抽象概念時，總是能巧妙地結閤生動的生物學實例，讓我這個並非數學專業背景的讀者也能窺見其中精妙之處。整本書給我一種“頓悟”的感覺，原來生命的律動，真的可以被嚴謹的數學語言所描繪，這種跨學科的融閤，讓我對科學的認知又上瞭一個新的颱階，也激發瞭我對未來更多交叉學科研究的興趣。