中國網/中國發展門戶網訊 自然科學是研究自然現象和自然界各種物質形態、結構、性質及其運動和發展的各門學科的總稱，包括天文學、物理學、化學、地學和生物學等。數學因其研究對象的特殊性（從自然到社會的一切“數”的問題的抽象）和思維邏輯的特殊性（形式邏輯的“自洽”），不屬于自然科學范疇，卻是各門學科的重要基礎。物質存在和運動的狀態可以從空間、時間兩個維度來觀測和研究，因此，自然科學各學科也可以在這兩個維度上“劃分”各自的領域。

與各門學科一樣，生物學起步于觀測和描述。由于生命現象自身的復雜性，19?世紀末，雖然人們在以往對生物及生物運動（如，生長、生殖、發酵等）觀測與研究的基礎上，開始對細胞形態結構的認識、對遺傳規律的抽象、對生物進化概念的理解上有了革命性的突破，但生物學尚未能實現在整體上向研究其普遍的構成本質及運動規律的“生命科學”的飛躍。20?世紀上半葉，微觀層面的生物化學、細胞生物學和發育生物學，宏觀層面的生態學和進化生物學等的形成與發展，推動生物學從以分類描述為特征的傳統科學向以機制研究為核心的現代科學轉變。以此為基礎，20?世紀中葉以來，生命科學研究在技術、認知和能力方面接連爆發了“分子生物學”“基因組學”和“會聚”研究三次革命。

“生命是什么？生命如何起源，又如何演化？”這既是涉及人類健康生存與繁衍、社會發展與和諧的基本科學問題，也是人類每個文明體系都必須回答的哲學問題。盡管以還原論為主導的現代生命科學技術，特別是以?DNA?雙螺旋結構解析為基礎的分子遺傳學研究，確定了生命運動的“中心法則”（central dogma），又通過以基因組全面解析以及相關“組學”數據為基礎的系統生物學分析，對生物體組成和生命運動規律的認識達到了前所未有的深度和精度，但是對生命起源、演化（進化）以及生命本質的認識還遠遠不夠。21?世紀初，工程學思想策略與現代生物學、系統科學及合成科學的融合，形成了以采用標準化表征的生物學部件，在理性設計指導下，重組乃至從頭合成新的、具有特定功能的人造生命為目標的“合成生物學”。合成生物學的崛起，突破了生物學以發現描述與定性分析為主的所謂“格物致知”的傳統研究范式，為生命科學提供了“建物致知”的嶄新研究思想，開啟了可定量、可計算、可預測及工程化的“會聚”研究新時代。它不僅將人類對生命的認識和改造能力提升到一個全新的層次，也為解決與人類社會相關的全球性重大問題提供了重要途徑。

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