理論生態(tài)學、實驗生態(tài)學和生態(tài)技術(shù)

1、理論生態(tài)學,——純粹生態(tài)學的綱——看，那杏黃旗！,理論科學,科學家與夢想、狂想、懷疑、閑聊。。。興趣是最好的老師 提出問題富于想象愛因斯坦、莫扎特：保持天性好奇和經(jīng)常思考提問費米：每天100個問題慎密的邏輯思維狂熱的追求美,思想的力量與思想的火花,愛因斯坦的宇宙奧秘與哈勃的宇宙奧秘大爆炸理論及其證據(jù)的發(fā)現(xiàn)另一種假說Gull-man“別鬧了, 費曼先生!”,思想的力量,薛定諤在1943年發(fā)表了《什么是生命——活細

2、胞的物理觀》，在生物學界極負盛名，被譽為“生物學中的《湯姆叔叔的小屋》”三個觀點發(fā)展成理論生物學的三個方向：分子生物學耗散結(jié)構(gòu)理論量子生物學,生物學中的大人物,目前有生物學科而無生物學家分科太細——99％的人都在研究細節(jié)各個領(lǐng)域的頂尖人物都是統(tǒng)合論者把越來越多的事實以一些基本原理統(tǒng)合起來物理學界尤其明顯目前在生物學界正相反——生物學中少有統(tǒng)合論者生物學家中很少大人物的原因,生物學中的大人物——統(tǒng)合論者,達爾文對生物學

3、的處理方式與牛頓類似把整個有機世界用他的演化理論來涵蓋Francis Crick與達爾文類似中心定則Robert MayMcArther諾貝爾獎獲得者不一定就是偉大人物!,生物學中理論研究的貧乏,分子生物學是帶頭學科之一，但這門學科的創(chuàng)建幾乎沒有多少生物學家的功勞故事：Clean and dirty美國科學院院長B. Albert：“在一個基因克隆占主要地位的時代，當今許多優(yōu)秀的科學家在不具備任何定量研究的能力下仍然取得

4、了巨大的成績”發(fā)現(xiàn)新事實的高峰快要過去，生物學即將告別“灰色時代”。,生物學中的理論嘗試——進化與生態(tài),進化理論引人矚目的綜合運動20世紀40年代，進化論研究在“適應(yīng)輻射”之后開始大綜合Huxley（1942）著名的《進化論：現(xiàn)代綜合》將進化、數(shù)量遺傳、發(fā)育、生態(tài)等方面的知識綜合在一起，提出一個新的理論模式。Margulis的“內(nèi)共生假說”。Lovelock的蓋亞假說常杰、葛瀅——統(tǒng)合生物學生物學系統(tǒng)譜的二級結(jié)構(gòu),生態(tài)學

5、中的主要理論和假說——舉例,達爾文 《物種的起源》Malthus人口論進化穩(wěn)定對策（ESS）， Logistic, Lotka-Volterra模型能流模型和十分之一法則群落演替頂極理論最小因子法則和耐受性定律,生態(tài)學中的主要理論和假說——舉例,May的種群混沌理論McArthur的島嶼生物地理學說Whittacker的“五界系統(tǒng)” Hamilton的“kin-selection”理論Gaia假說統(tǒng)合生物學,純

6、粹生態(tài)學的研究方式,理論生態(tài)學對生命與環(huán)境關(guān)系的基本問題抽象，找出普適性規(guī)律總結(jié)規(guī)律,提出假說,構(gòu)造理論理論生態(tài)學與生態(tài)學理論實驗生態(tài)學以經(jīng)驗來認識世界二者的關(guān)系實驗是理論的基礎(chǔ),理論是實驗的先導(dǎo)許多重大成就是預(yù)先經(jīng)過“頭腦實驗”再來實現(xiàn)的如darwin的進化論,適合描述生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)學工具,要求：遺傳上的確定性；外界條件的塑性影響；一定程度上的隨機性,自組織理論簡介,發(fā)端于20世紀70年代耗散結(jié)構(gòu)理論—

7、—自組織理論的起始協(xié)同學——排隊過橋突變論——壘沙堆和雪崩混沌——水龍頭實驗超循環(huán)理論——雞和蛋分形——有限的花園需要無限的籬笆,分形 Fractal,自相似無標度 精細結(jié)構(gòu)迭代產(chǎn)生并行,自組織系統(tǒng)：自我形成、自我調(diào)控、自我演化、自我消亡。。。的系統(tǒng)生命系統(tǒng)經(jīng)濟-社會系統(tǒng)物理系統(tǒng)（如一些熱力學系統(tǒng)）化學反應(yīng)系統(tǒng)星系和宇宙系統(tǒng),,自組織系統(tǒng),自組織系統(tǒng)的特征,宏觀性和復(fù)雜性（多樣性） 開放性 過程描述的

8、非線性 自適應(yīng)的演化（不斷出新）自組織升級跨層次整體效應(yīng)的自我涌現(xiàn) 自相似、突變與選擇自組織對稱、破缺與升級,當前理論生態(tài)學的主要方向,廣泛引進數(shù)學工具與新興理論結(jié)合與實驗生態(tài)學互相促進多學科廣泛交叉自身作為一個學科的發(fā)展,理論生物學與其他學科,理論生物學——多學科合作經(jīng)濟學：短期的生態(tài)學社會學：人際的生態(tài)學管理學：人-自然復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)學地學：大尺度的生態(tài)學,理論生物學研究的一些案例,生物多樣性的自組織生物多