生物與數學專題
前言
謝復興
在台灣從國中以上的基礎數學課程, 我們 不難看到, 它與物理的密切關聯, 但卻比較 少看到數學與生物有過濃厚關係。 這現狀並 不意味著, 它們倆過去沒有過交互成長的歷 史, 更不能斷言將來由生物衍生的數學將不 會替代微積分的角色。 在幾世紀以前人類就 對植物的 developmental algorithm 及動 物族群的成長有著迷戀般的興趣。 Fibonacci number 是較有名的例子。
到了 20世紀中葉, 電腦的出現將數學與 生物交互成長注入一劑難以預測的生長激素, 繼而有 self-smilimar 至 Chaos 和 Com- plexity 的理論出現。 如今人類的基因圖譜已 經在今年完成, 這個從生命奧秘的門縫露出 的一絲微弱的光芒, 卻燃起人類 「空前的希 望」, 在這個人類意志難得匯聚成的共同方向, 我不得不推想我們將很難維持現狀, 這也是 我認為 10年或 20年後, 會有出現代替微積分 課程的可能性。
生物與物理的主要不同在於, 生物有
「生殖 (reproduction)」, 亦有生也有死, 也
就是說在生物的研究中我們很少, 甚至不曾, 將一個生物個體當作物理學中的 「粒子」 來 看待, 繼而很少談平衡, 如果有也是非常短暫 的, 比較重要的是演化。 這也是說古典統計與 量子物理的看法在生物上可能的用處是非常 有限的。 我個人的觀點是, 與其談生物, 更適 切的我們應談生態學, 我的觀點是生物在不 同的環境會呈現截然不同的 「信訊」, 而且這
「信訊」 可能是非常的 「個人化」, 正如一句話 的意思, 與它所在的 context 有關。
在此的三篇文章可以視為我所說的信訊 之不同呈現的方式與看法, 洪淑彬教授用模 型的選取, 試圖挖掘出有關族群動態的信訊, 而後加以利用; 李後晶教授由兩個例子來傳 達基因、 生理及環境交互作用, 數學的運作皆 隱而不見; 蔡紋琦教授更指出 「信訊」 是必須 被挖掘出來的, 而不是 「自然地」 呈現。
—本文作者任職於中央研究院統計所—
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