生命现象里的机械生物的定义及其取代型式市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

生命現象裡機械性：生物定義及其生命現象裡機械性：生物定義及其取代型式。取代型式。離婁下、第十九章離婁下、第十九章 孟子曰：人之所以異於禽獸者幾希孟子曰：人之所以異於禽獸者幾希 1楊倍昌楊倍昌第1页MarcChagallhttp:/ 比興：由下而上了解(詩歌)n知識判斷n絕對主義 vs 相對主義n知識內容n物性實體 vs 互動關係16第16页你自己在想什麼?17第17页生物:life formn生物(生命)是什麼？n生物 從哪裡來？n生物 組成是什麼？n生物 怎样運作？觀點會決定人作為觀點會決定人作為:以現代生物科學知識為基礎論述以現代生物科學知識為基礎論述18第18页生命定義生命定義:說法說法当前在中學教育中当前在中學教育中,我們用鋪陳方式來教學生我們用鋪陳方式來教學生教科書教科書2.生物學生物學,周民治譯周民治譯,高立圖書企业高立圖書企业,1999.n生物是高度複雜且有組織化個體n生物體由細胞組成 n生物需要利用能量n生物與其同種個體繁衍下一代 n生物依照內部遺傳指令，進行全部生命活動 n生物會發育及生長 n生物對刺激有感應 n生物會進行多樣化化學反-新陳代謝 n生物體內環境會維持在一個恆定狀態19第19页或者：另外一種說法說法牛頓科學研習百科,生命,牛頓出版企业,1993n生長(長高,長壯)n運動(體能活動)n形態(固定形狀)n遺傳(下一代出生)n感應(對刺激反應)n代謝(食物在體內轉換能量)20第20页AtomphysikalischesModellderMutation(Amodelofgeneticmutationbasedonatomicphysics)nTheconceptofthegenebeganasanabstractone,independentofphysicsandchemistry,untilitwaslinkedtochromosomesandlatertopartsofchromosomes,whichwereestimatedtobeofmolecularsize.MaxDelbrueck(1906-1981)oneofthefoundingfathersofmoderngenetics中國傳統很不熟悉提問方式：中國傳統很不熟悉提問方式：21第21页Whatislife?n1948:45reviewsn1979:120references;65reviewsnWearefacedwithamechanismentirelydifferentfromtheprobabilisticonesofphysics.n汉字本：生命是什麼?貓頭鷹出版社，()n網路本：http:/whatislife.stanford.edu/LoCo_files/What-is-Life.pdf22在一個生命有機體空間範圍內，在空間上和時間上發生事件，怎在一個生命有機體空間範圍內，在空間上和時間上發生事件，怎样用物理學和化學來解釋？样用物理學和化學來解釋？ErwinSchrdinger,18871961第22页在一個生命有機體空間範圍內，在一個生命有機體空間範圍內，在空間上和時間上發生事件，怎样在空間上和時間上發生事件，怎样用物理學和化學來解釋？用物理學和化學來解釋？-Whatislife生命科學特征是什麼？生命科學特征是什麼？23ErwinSchrdinger,18871961第23页你是否跨越你是否跨越ErwinSchoedinger提問方式及廣度提問方式及廣度？n第一章第一章：古典物理學家對這個主題探討：古典物理學家對這個主題探討n第二章第二章：遺傳機制：遺傳機制n第三章第三章：突變：突變n第四章第四章：量子力學證據：量子力學證據n第五章第五章：對：對 M.Delbrueck模型討論和檢驗模型討論和檢驗n第六章第六章：有序，無序和熵：有序，無序和熵n第七章第七章：生命是以物理學定律為基礎嗎？：生命是以物理學定律為基礎嗎？24第24页幾種詮釋生命方式25第25页這樣想法是從那裡來這樣想法是從那裡來？怎样發展？怎样發展？26由生機論(vitalism)到機械論(mechanism)陳恒安:從生物科學發展史看生物學與生物技術。南華通識教育研究,1:81-94JacquesdeVaucanson1709-1782AndreasVesalius1514-1564最早希臘機械論者是Empedokles和Demokritos。他們所提出原理是物質元素本身是自動自發，它自己能够發展成宇宙。也就是說，它用不著有理性、精神性東西。第26页An Aristotelian proof of the definition of the soul(Based on Aquinas,In De Anima,lb.2,lc.2.)他在說什麼？他在說什麼？http:/www.fordham.edu/gsas/phil/klima/medphil/soul.htm1.Thesoulistheprincipleoflife,i.e.,thatonaccountofwhichwhateverlivesisalive.(Nominaldefinitionofsoul,specifyingwhatweshouldmeanbythename,eventhoughwemaynotknowwhatsortofthingitistowhichthisnameaccordingtothissignificationapplies.)2.Butforalivingbodytoliveisforittoexistsimpliciter(i.e.,withoutqualification).(Clearfromthefactthatbirthanddeathareforlivingthingstobeginandtoceasetobe.)3.Therefore,thesoulisthatonaccountofwhichalivingbeingexists simpliciter.(Conclusionof1and2.)4.Butthatonaccountwhichsomethingexists simpliciterisitssubstantialform.(Nominaldefinitionofsubstantialform.)5.Therefore,thesoulisthesubstantialformofalivingbody.(Conclusionof3and4.Thisisthequidditativedefinitionofthesoul,whichsayswhatsortofthingitistowhichthenamesoulappliesinthesignificationexpressedbyitsnominaldefinitionin1.)27第27页Classicalmedicinetaughtthatthehumanbodywasgovernedbyfourfluidsorhumors,eachtiedtooneoftheprimeelements.Thefourelementswereearth,air,fire,andwater;thefourhumorswereblackbile,blood,yellowbile,andphlegm.Illnesswaspresumedtobetheresultofanimbalanceinthehumors.Thus,sinceillnessistheresultofimbalance,thekeytreatmentsofteninvolvedtryingtoridthebodyoftheexcessofcertainhumors(蓋倫醫學基礎蓋倫醫學基礎).http:/spider.georgetowncollege.edu/english/allen/humors.htmTheHumorima(素樸機械論想法素樸機械論想法)28第28页Death of Vitalismn1668FrancescoRedisExperimentsonthegenerationofinsects,nothingarisespontaneously.(Thefirstexperimentwithpropercontrol)nLazzaroSpallazani,1729-1799,showedthatabrothcouldbesterilizedbyheat.nIn1862,LouisPasteursterilizedbrothsinspecialswan-neckedflasks.FrancescoRedi生命與無生命，各自獨立，不相互往來29第29页nIn1828,Whlerconvertedammoniumcyanatetourea(aninorganictoorganicconversionwithoutlivingcells)simplybyheating.nTherewasnothingsuperchemicalorsupernaturalaboutlivingthings,theyobeyedthelawsofchemistry.(HowsimilaritistoSchrdinger!)FriedrichWhler(1800-1882)Photo from the the University of Pennsylvania Library,CETI(Center for Electronic Text and Image)(at http:/www.library.upenn.edu/etext/smith).生命與無生命互通30第30页In1953,StanleyL.MillerandHaroldC.Urey,workingattheUniversityofChicago,conductedanexperimentwhichwouldchangetheapproachofscientificinvestigationintotheoriginoflife.這種問題有多主要？Thecreationhttp:/www.chem.duke.edu/%7Ejds/cruise_chem/Exobiology/miller.html生命與無生命互通31第31页還有有那些了解生命方式？還有有那些了解生命方式？(為什麼要用這種方式？為什麼要用這種方式？)山海經是東周時代產物，裡頭怪物早被當時之人所知。當時是巫者和方士時代，到了漢代崇尚仙人，追求長生不老，怪物類型也逐漸發生變化。漢代仙人被稱為羽人，漢墓雕刻上常見兩臂或雙肩有羽翼人，三角臉、長勾鼻，容貌不似中原人氏。漢墓上常充滿了怪物雕刻，但基本上還是山海經裡生物，只不過更著重於長有羽翼怪物。九頭蛇相繇九頭蛇相繇(音堯音堯)戰神蚩尤戰神蚩尤山海經:http:/staff.whsh.tc.edu.tw/huanyin/sanhai.php32第32页孔子繫辭傳n天一地二，天三地四，天五地六，天七地八，天九地十。天數五。地數五，五位相得而各有合。天數二十有五，地數三十，凡天地之數五十有五。此所以成變化而行鬼神也。n陰陽不測之謂神。生命與無生命无须區分33第33页莊子莊子n秋水：物之生也，若驟若馳，無動而不變，無時而不移，何為乎何不為乎，夫固將自化。知北遊：有先天地生者物邪?物物者非物。物出不得先物也，猶其有物也。猶其有物也，無已。n天瑞：烏足之根為蠐螬(音曹)，其葉為胡蝶。胡蝶，胥也化而為蟲千日，化而為鳥。鷂(音躍)之為鸇，鸇(音沾)之為布穀，布穀久復為鷂也。.久竹生青甯，青甯生程，程生馬，馬生人，人又反入於機。萬物皆出於機，皆入於機。列子列子生命與無生命可區分，不过相互流動生命與無生命可區分，不过相互流動34第34页朱熹朱熹(1130-1200)n五行之生也，各一其行。無極之真，二五之真，妙合而凝。乾道成男，坤道成女，二氣交感，化生萬物。萬物生生，而變化無窮焉。惟人也得其秀而最靈。形既生矣，神發知矣。五性感動，而善惡分，萬事出矣。聖人定之以中正仁義而主靜，立人極焉。故聖人與天地合其德，日月合其明，四時合其序，鬼神合其吉凶。Adegenerationofnaturalism?(生物在那裡？)35第35页完全不一样情趣及思維完全不一样情趣及思維n為什麼要強調物質論?難道是神怪太多嗎?n王弼（226-249）三國魏:聖人體無言有?虛偽話?36第36页合成生物合成生物n1828年,Friedrich Wohler 由無機物合成尿素n1845年,Herman Kolbe 由元素合成醋酸n1981年,David Baltimore 由RNA 轉錄合成含有感染性病毒n,合成 polio virus(without nature template,7741bp)n年,14天之內合成 174,5386bp.在薛丁格在薛丁格(after1961)之後：生命與無生命互通之後：生命與無生命互通37第37页智慧與人工智慧智慧與人工智慧nTuringtest(區別另一個房間內與自己對話是電腦還是人？)n人造物能否具備心智?不过,心智是什麼？n我們是否還要問生物(生命)是什麼？http:/www.turing.org.uk/turing/1912-195438第38页電腦能被視為一種生物嗎？by Kemeny JG）人與電腦他提出六個標準作為審視生物定義一部分：n一、新陳代謝，一種通過化學變化作用去產生能量能力。n二、移動力（並非一致標準）。n三、生殖能力在生物學家指是DNA含有延續力（continuity）。n四、個別存在。n五、含有智力（思索與思想溝通能力）。n六、它是自然產品，正巧與人工化產品相反。以上述標準來檢驗電腦，他結論是：不论懷疑人接收與否，現代電腦有思索、記憶，和外界交通能力，有了這些能力，電腦像其它生物一樣，足夠和人類建立共生（symbiosis）關係。39第39页n由亞理士多德到薛丁格，完成以機械性來解釋生命企圖。nTuning之後，你要用什麼新立場來对待生命？n你自己？n生命討論能够跨越個體界限嗎？LewisThomas:一個細胞告白(TheFragileSpecies)40第40页那是生物嗎那是生物嗎?（cyborg）Thecyborgcyberneticorganism,deliberatelyincorporatesexogenouscomponentsextendingtheself-regulatingcontrolfunctionoftheorganisminordertoadaptittonewenvironments.41第41页那不是生物嗎那不是生物嗎?Mearttakesthebasiccomponentsofthebrain(isolatedneurons)attachesthemtoamechanicalbodythroughthemediationofadigitalprocessingenginetoattemptandcreateanentitythatwillseeminglyevolve,learnandbecomeconditionedtoexpressitsgrowthexperiencesthroughartactivity.42第42页完整性完整性,我們能走多遠？我們能走多遠？nAssuch,nImprovedbynatureselectionnArtificialimprovementnCyber-organismnModerncannibal43第43页