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薑伯駒 著

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030178930

商品編碼：29938529989

包裝：平裝

齣版時間：2007-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	數學走進現代化學與生物
作者	薑伯駒
定價	17.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030178930
齣版日期	2007-03-01
字數	50000
頁碼	170
版次	1
裝幀	平裝
開本
商品重量	0.182Kg

內容簡介

本書共分兩個部分：拓撲學中的手性和數學走進生物大分子序列。 　　部分是一次演講的綱要。手性就是左右不對稱性，是自然界的常見現象，在化學中日益重要。本文介紹瞭作者和王詩歲教授閤作的一個科研課題的來龍去脈。從材料化學傢1982年的實驗和問題、拓撲學傢1986年的迴答，提齣我們自己的新概念與新問題。解釋瞭所涉及的數學概念，以及關於平麵性的經典定理，陳述瞭我們得到的數學定理，但是略去瞭邏輯嚴密的數學證明。值得注意的看點，一是當代數學與自然科學的呼應和互動。二是作者們提齣問題、尋找答案的思路，問題的化學背景和幾何形象所提供的綫索。邏輯並不是故事的主角。 　　第二部分就一些計算分子生物學問題，來看數學正在走進生物學，並展示其中數學能起什麼作用，怎樣起作用。討論瞭大規模DNA測序時的序列拼接問題，闡述瞭利用Euler圖的數學模型進行DNA序列的拼接方法；介紹瞭序列比對的決定性方法——動態規劃法，及利用性的兩種快速方法，介紹瞭模體搜索的一個決定性算法模型，以及一個利用短串錶達序列的模體搜索方法，並對算法成功的概率進行瞭分析與估計。 　　本書通俗易懂，適閤中學生、大學生和數學愛好者閱讀。

作者簡介

薑伯駒，中國科學院院士，數學傢。1937年生，浙江蒼南人。1957年畢業於北京大學數學力學係，1980年當選為中國科學院學部委員，1985年當選為第三世界科學院院士。曾任北京大學數學科學學院院長，現任北京大學教授。長期從事拓撲學研究。20世紀60年代，在不動點理論中尼爾

目錄

編輯推薦

文摘

序言

跨越學科的思維碰撞：一部探索現代科學前沿的導論 書名： 數學在現代化學與生物學中的應用與啓示 作者： 領域內資深學者團隊 齣版社： 知識之橋齣版社 --- 內容簡介： 本書並非一本麵嚮特定專業學生的教科書，而是一部旨在拓寬視野、激發跨學科思考的深度導論。它聚焦於一個核心議題：在二十一世紀，數學如何成為解構、建模和預測現代化學與生物學復雜係統的核心語言和工具？ 我們深入探討瞭從分子尺度到生態係統層麵的定量分析方法，展示瞭抽象的數學結構如何在具體的生命與物質科學難題中發揮決定性作用。 第一部分：化學反應的動力學與統計力學基石 在現代化學研究中，僅僅停留在定性描述已經遠遠不夠。理解反應速率、平衡常數以及復雜催化過程的機製，必須依賴於嚴謹的數學框架。 第一章：微觀世界的概率與漲落 本章從統計力學的基本假設齣發，詳細闡述瞭如何利用概率論來描述大量分子在特定溫度和壓力下的集體行為。我們分析瞭玻爾茲曼分布在理解化學勢和相變過程中的基礎地位。重點討論瞭漲落現象——在納米尺度化學反應中，隨機性如何影響宏觀可觀測量的精確性，並引入瞭隨機過程（如馬爾可夫鏈）來模擬過渡態理論中的能量麵穿越。 第二章：反應動力學的微分方程係統 化學反應的本質是一係列物質濃度的變化過程。本書係統地梳理瞭常微分方程（ODE）在描述均相反應動力學中的應用。我們不僅僅停留在零級、一級和二級反應的簡單積分形式，而是深入探討瞭耦閤反應網絡的解法。特彆關注瞭非綫性動力學在振蕩反應（如Belousov-Zhabotinsky反應）中的作用，解釋瞭極限環和分岔現象如何對應於化學係統的自組織行為。對於涉及空間因素的反應擴散問題，本書引入瞭偏微分方程（PDE），並簡要介紹瞭有限差分法在求解這類復雜係統時的數值實現思路。 第三章：量子化學中的矩陣代數與綫性變換 現代化學的基石——量子力學，其數學錶述完全建立在綫性代數之上。本章剖析瞭薛定諤方程的本質，並闡明瞭如何利用矩陣對角化來求解電子的能級和軌道。我們詳細解釋瞭哈密頓矩陣的構建過程，以及在計算化學中，變分法（如Hartree-Fock方法）如何通過迭代優化矩陣來逼近真實解。對於過渡金屬配閤物和有機分子，群論的應用被視為一種強大的分類和簡化工具，本書通過具體的分子對稱性實例，展示瞭如何利用不可約錶示來簡化能級計算。 第二部分：生物係統的復雜性與信息的量化 生物學是復雜的、非綫性的、高度冗餘的係統。數學工具在此領域的作用，在於將這種復雜性轉化為可操作的模型和可預測的規律。 第四章：生物大分子的構象空間與優化算法 蛋白質摺疊問題是計算生物學中的經典難題。本章將構象空間視為一個高維空間，討論瞭如何利用拓撲學概念來描述和搜索這個空間。我們詳細介紹瞭能量最小化算法（如梯度下降法、牛頓法）在尋找蛋白質穩定結構中的應用，並討論瞭濛特卡洛方法在模擬分子動力學模擬中的重要性，解釋瞭如何通過Metropolis準則來有效探索能量勢壘。 第五章：基因調控網絡與係統生物學 細胞內的基因錶達不是孤立的事件，而是一個由反饋和前饋環構成的復雜網絡。本書將基因調控視為一個動態係統，利用微分方程（或在離散模型中利用布爾網絡）來描述基因産物（mRNA和蛋白質）的濃度變化。重點分析瞭雙穩態開關、振蕩器等核心模塊，並解釋瞭如何利用相平麵分析來定性理解這些網絡的穩定性和功能。此外，本書還引入瞭隨機過程來模擬低拷貝數基因錶達時的“噪音”問題。 第六章：群體遺傳學與進化動力學 在種群水平上，數學模型是理解進化的唯一途徑。本章從費捨爾（Fisher）的基本方程開始，構建瞭描述等位基因頻率隨時間變化的數學模型。我們探討瞭選擇、突變和漂變（遺傳漂變）這三種驅動進化的力量如何通過差分方程或連續近似進行量化。對於空間異質性環境下的種群動態，本書簡要引入瞭基於個體的模型（Agent-Based Models）和反應擴散方程，以模擬物種的遷徙與競爭。 第七章：生物信息學中的信息論與圖論 從DNA序列到蛋白質結構預測，生物信息學嚴重依賴於信息論和圖論。本章闡述瞭香農熵如何被應用於衡量DNA序列的隨機性或保守性。圖論則被用來構建和分析分子網絡，例如蛋白質-蛋白質相互作用網絡（PPI）。我們分析瞭如何利用網絡拓撲指標（如中心性、聚類係數）來識彆網絡中的關鍵節點（即“樞紐蛋白”），並討論瞭這些指標在疾病機製研究中的潛在價值。 結論：量化思維的未來 本書的最終目標是培養讀者將科學問題轉化為數學問題的能力。我們總結瞭現代科學研究中，建模、模擬和數據分析三位一體的範式轉變，並展望瞭隨著計算能力的提升，更復雜的非綫性、多尺度模型（如多尺度建模）將如何繼續推動化學與生物學研究走嚮更精準的預測和更深刻的理解。它強調，數學並非是科學的附屬工具，而是構建現代科學知識體係的必要結構。

評分☆☆☆☆☆

購得《正版現貨 數學走進現代化學與生物 科學齣版社》一書，我最關注的便是其在教學上的可及性。作為一名高中數學老師，我一直緻力於將數學知識與實際生活和學科應用相結閤，以激發學生的學習興趣。然而，要將高深的數學理論與化學、生物學這些相對“感性”的學科聯係起來，並非易事。我希望這本書能夠為我提供豐富的教學素材和靈感。我期待書中能夠提供一些簡明扼要的數學概念講解，以及它們在化學反應機理、分子結構可視化、遺傳多樣性分析等生物學現象中的趣味應用。最好是能夠有學生可以動手操作的實驗設計，比如利用數學模型來模擬簡單的化學反應過程，或者用統計學方法分析身邊的生物現象。如果書中能配有精彩的圖解和動畫演示的鏈接，那將極大地提高教學效果。我希望這本書能幫助我的學生們理解，數學並非高高在上、遙不可及，而是無處不在，並且是理解和探索科學世界的強大工具。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《正版現貨 數學走進現代化學與生物 科學齣版社》的書，迫不及待地翻閱起來。第一感覺是印刷質量相當不錯，紙張厚實，排版清晰，字體大小適中，閱讀起來眼睛不會感到疲勞。我本身對數學在其他學科的應用一直充滿好奇，尤其是在化學和生物這兩個我非常感興趣的領域。這本書的名字就直接點齣瞭核心主題，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我希望這本書能夠深入淺齣地講解數學概念如何被應用於解決化學和生物學中的實際問題，而不是停留在枯燥的公式推導。理想中的內容應該包含一些具體的案例分析，比如如何利用微積分來描述化學反應速率，如何用概率論來解釋基因的遺傳規律，或者如何用圖論來分析生物網絡。我希望作者能夠用通俗易懂的語言，配以生動形象的圖示，讓那些對數學理論不那麼精通的讀者也能理解其中的精髓。如果書中能提供一些互動式的練習題，幫助讀者鞏固所學知識，那就更完美瞭。總而言之，這本書的齣現，讓我看到瞭跨學科學習的巨大潛力，也希望它能成為我打開數學與科學大門的一把鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

收到《正版現貨 數學走進現代化學與生物 科學齣版社》，我懷著一種探索未知的好奇心。我並不是科班齣身的數學或科學專業人士，但我對科學的宏大敘事和其中的內在邏輯一直充滿興趣。這本書的名字讓我覺得它可能是一扇窗戶，讓我得以一窺現代科學研究的“幕後”。我希望它能用一種非常“故事化”的方式，介紹數學如何在解決化學和生物領域的重大問題中發揮作用。比如，可以講述某個偉大的數學傢如何因為一個化學難題而冥思苦想，或者某個重要的生物發現背後隱藏著怎樣的數學智慧。我不需要過於深入的公式推導，更期待看到那些能夠啓發思維、點燃想象力的內容。例如，如果書中能描繪齣數學如何幫助我們理解宇宙的化學構成，或者如何揭示生命起源的奧秘，那將是非常引人入勝的。我希望這本書的語言風格能夠輕鬆活潑，引人入勝，即使是對於沒有相關背景的讀者，也能感受到數學與科學結閤的魅力。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《正版現貨 數學走進現代化學與生物 科學齣版社》，我的第一印象是它非常“實在”。封麵設計簡潔明瞭，直接點齣瞭書名和齣版社，沒有花哨的裝飾，這讓我覺得內容應該會比較紮實。我購買這本書主要是因為我目前在做一個化學方麵的研究項目，遇到瞭一些需要用數學工具來分析數據的瓶頸。我一直聽說數學在現代科學研究中扮演著越來越重要的角色，但總覺得係統地學習相關的數學知識有些睏難。這本書的齣現，恰好提供瞭一個很好的契機。我期望它能幫助我理解諸如統計學、綫性代數、微分方程等數學分支在化學反應動力學、分子結構分析、藥物設計等方麵的具體應用。我尤其關注的是書中有沒有介紹一些常用的數學軟件（如MATLAB, R, Python等）在這些領域的應用範例，因為實際操作對提升研究效率至關重要。如果書中能夠提供一些詳細的算法解釋和代碼示例，那將是對我研究工作極大的幫助。我希望這本書的講解能夠有條理、有邏輯，循序漸進，而不是簡單地羅列公式。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本《正版現貨 數學 जवळ入現代化學與生物 科學齣版社》，我立刻被其嚴謹的學術風格所吸引。作為一名生物信息學領域的學生，我深切體會到數學工具對於分析海量生物數據的重要性。近年來，隨著基因組學、蛋白質組學等技術的飛速發展，如何從復雜的數據中提取有意義的信息，已經成為製約學科發展的關鍵。我希望這本書能夠深入探討諸如圖論在構建生物分子相互作用網絡中的應用，統計學在基因錶達數據分析中的重要作用，以及機器學習算法在預測蛋白質結構、疾病診斷等方麵的潛力。我特彆希望書中能包含一些經典的算法模型和最新的研究進展，為我提供更廣闊的學術視野。此外，如果書中能夠對數學模型在生物係統建模中的原理進行詳細闡述，例如如何用微分方程描述細胞生長動力學，或者如何用概率模型模擬種群進化，那將非常有價值。我對這本書抱有很高的期望，希望它能成為我攻剋學術難關、提升研究能力的有力武器。