理論生態(tài)學(xué)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)和生態(tài)技術(shù)

1、理論生態(tài)學(xué),——純粹生態(tài)學(xué)的綱——看，那杏黃旗！,理論科學(xué),科學(xué)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(fèi)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(fèi)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(xì)

2、胞的物理觀》，在生物學(xué)界極負(fù)盛名，被譽(yù)為“生物學(xué)中的《湯姆叔叔的小屋》”三個觀點(diǎn)發(fā)展成理論生物學(xué)的三個方向：分子生物學(xué)耗散結(jié)構(gòu)理論量子生物學(xué),生物學(xué)中的大人物,目前有生物學(xué)科而無生物學(xué)家分科太細(xì)——99％的人都在研究細(xì)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(shí)以一些基本原理統(tǒng)合起來物理學(xué)界尤其明顯目前在生物學(xué)界正相反——生物學(xué)中少有統(tǒng)合論者生物學(xué)家中很少大人物的原因,生物學(xué)中的大人物——統(tǒng)合論者,達(dá)爾文對生物學(xué)

3、的處理方式與牛頓類似把整個有機(jī)世界用他的演化理論來涵蓋Francis Crick與達(dá)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(xué)中理論研究的貧乏,分子生物學(xué)是帶頭學(xué)科之一，但這門學(xué)科的創(chuàng)建幾乎沒有多少生物學(xué)家的功勞故事：Clean and dirty美國科學(xué)院院長B. Albert：“在一個基因克隆占主要地位的時代，當(dāng)今許多優(yōu)秀的科學(xué)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(shí)的高峰快要過去，生物學(xué)即將告別“灰色時代”。,生物學(xué)中的理論嘗試——進(jìn)化與生態(tài),進(jìn)化理論引人矚目的綜合運(yùn)動20世紀(jì)40年代，進(jìn)化論研究在“適應(yīng)輻射”之后開始大綜合Huxley（1942）著名的《進(jìn)化論：現(xiàn)代綜合》將進(jìn)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(xué)生物學(xué)系統(tǒng)譜的二級結(jié)構(gòu),生態(tài)學(xué)

5、中的主要理論和假說——舉例,達(dá)爾文 《物種的起源》Malthus人口論進(jìn)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(xué)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(xué)說Whittacker的“五界系統(tǒng)” Hamilton的“kin-selection”理論Gaia假說統(tǒng)合生物學(xué),純

6、粹生態(tài)學(xué)的研究方式,理論生態(tài)學(xué)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(xué)與生態(tài)學(xué)理論實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)以經(jīng)驗(yàn)來認(rèn)識世界二者的關(guān)系實(shí)驗(yàn)是理論的基礎(chǔ),理論是實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)許多重大成就是預(yù)先經(jīng)過“頭腦實(shí)驗(yàn)”再來實(shí)現(xiàn)的如darwin的進(jìn)化論,適合描述生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)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(jī)性,自組織理論簡介,發(fā)端于20世紀(jì)70年代耗散結(jié)構(gòu)理論—

7、—自組織理論的起始協(xié)同學(xué)——排隊(duì)過橋突變論——壘沙堆和雪崩混沌——水龍頭實(shí)驗(yàn)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(biāo)度 精細(xì)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(jì)-社會系統(tǒng)物理系統(tǒng)（如一些熱力學(xué)系統(tǒng)）化學(xué)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(dāng)前理論生態(tài)學(xué)的主要方向,廣泛引進(jìn)數(shù)學(xué)工具與新興理論結(jié)合與實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)互相促進(jìn)多學(xué)科廣泛交叉自身作為一個學(xué)科的發(fā)展,理論生物學(xué)與其他學(xué)科,理論生物學(xué)——多學(xué)科合作經(jīng)濟(jì)學(xué)：短期的生態(tài)學(xué)社會學(xué)：人際的生態(tài)學(xué)管理學(xué)：人-自然復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)學(xué)地學(xué)：大尺度的生態(tài)學(xué),理論生物學(xué)研究的一些案例,生物多樣性的自組織生物多