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篇1
On Molecular Imaging Teaching System Construction
CHEN Duofang
（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）
Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.
Key words molecular imaging; teaching system; complex talent
0 引言
分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。
1 分子影像学教学体系构建
分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。
1.1 分子影像学教学内容
分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。
1.2 分子影像学教学模式
分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四军医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。
1.3 分子影像学考评方式
传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。
2 总结
分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。
基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）
2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目
注释
① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.
② 申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011（8）：132-157.
篇2
日本科学家下村修（Osamu Shimomura）、美国科学家马丁・沙尔菲（Martin Chalfie）和美籍华裔科学家钱永健（Roger Y. Tsien）因在发现和研究绿色荧光蛋白方面做出贡献而分享了2008年的诺贝尔化学奖。他们的工作不但在科学上对化学、生物学、医学等领域具有重要的意义，而且也与人们的日常生活密切相关，对于提高人类的生活品质以及进一步改善人类的健康有十分重要的意义。
1研究GFP的时间线索
GFP从最初被发现到今天广为应用，经历了半个多世纪的时间。首先简单回顾一下这半个多世纪内和GFP相关的主要事件。
1955年人们首次注意到水母体内的绿色荧光物质。
1962年下村修从维多利亚多管水母中提取并分离了GFP，证实了绿色荧光物质是一种蛋白质。它的溶液在日光下略呈绿色，在白炽灯下略显黄色，而在紫外灯下则发出强烈的绿色荧光。
1969年之前称为绿色蛋白质（green protein）得名“绿色荧光蛋白”。
1974年研究发现光蛋白和GFP两种分子之间会发生能量转移（图2）。
1979年下村修找到了GFP中的生色基团（Chromophore）（图3，图5）。
1985年普腊石（Douglas Prasher）根据蛋白质的氨基酸顺序拿到了光蛋白（水母素）的基因。
1992年普腊石拿到了GFP的基因。
1993年GFP中生色基团的结构被确认。
1994年沙尔菲通过大肠杆菌和线虫研究获得了GFP的生色机理；是年，第一种蓝色荧光蛋白被报道，并提到了它可用于荧光共振能量转移（FRET）实验中。
1995年研制出了增强型绿色荧光蛋白（EGFP），它的转录速度比野生GFP快四倍。
1996年得到了野生GFP和EGFP的晶体结构，钱永健在EGFP的基础上，利用突变技术，设计并研制出黄色荧光蛋白。
1997年光蛋白和GFP被用于Ca2+的敏感指示剂。
1999年后各种各样的荧光蛋白被发明、改造并用于科学研究。
在研究GFP的50多年间，2008年诺贝尔化学奖的三位得主做出了至关重要的贡献。
2下村修与维多利亚水母
在下村修以前就有人研究过生物发光现象，例如萤火虫发出荧光，是由荧光酶（luciferase）作为酶催化氧化底物分子荧光素（luciferin）以后产生荧光。而蛋白质本身发光，无需底物，起源是下村修的研究。
1962年，下村修和约翰森等在《细胞和比较生理学杂志》上报道，他们分离纯化了维多利亚多管水母中的发光蛋白―水母素。据说下村修用水母提取发光蛋白时，有天下班前，他将产物倒进水池里。临出门前关灯，回望了一眼水池，见到水池闪闪发光。因为水池也排放有养鱼缸的水，他怀疑是鱼缸成分影响了光蛋白。然而不久之后，他便确定钙离子能增强光蛋白发光。
1963年，他和另一位研究者约翰森在《科学》杂志报道钙和光蛋白发光的关系。其后Ridgway和Ashley提出可以用光蛋白来检测钙浓度，创造了检测钙的新方法。钙离子是生物体内的重要信号分子，光蛋白成为第一个有空间分辨能力的钙检测方法，是目前仍用的方法之一。
其实早在1955年，Davenport和Nicol就发现水母可以发出绿光，但不知其因。在1962年下村修和约翰森在那篇纯化光蛋白的文章中，有个注脚，说还发现了另一种蛋白，它在日光下略呈绿色，在白炽灯下略显黄色，而在紫外灯下则发出强烈的绿色荧光。其后他们仔细研究了其发光特性。1974年，通过纯化他们得到了这种蛋白，当时称之为绿色蛋白，即现在所谓的称绿色荧光蛋白。Morin和Hastings提出光蛋白和GFP之间可以发生能量转移。光蛋白在钙刺激下会发光，其能量可转移到GFP，刺激GFP发光（图2）。
GFP是一种酸性球状蛋白质，它的发射光谱在505 nm具有吸收峰；激发光谱则在395 nm和470 nm具有吸收高峰（图4）。
只有完整的GFP分子才会产生生物荧光，但与荧光的产生直接有关的是GFP分子中一小段被称为生色基团的部位。在GFP的初级氨基酸序列上，第65个至第67个氨基酸（Ser-Tyr-Gly）形成环状六肽三体，以共价键与GFP蛋白肽键骨架相连（图5）。生色基团形成的机理目前尚不清楚，但在有分子氧存在的条件下，酪氨酸氧化成脱氢酪氨酸，并环化形成六肽，这可能是形成色基的必然过程。下村修最先推导了水母GFP色基结构，后来又进行了进一步验证与修改。
下村修本人对GFP的应用前景不感兴趣，也没有意识到应用的重要性。但他的研究却切切实实地对之后的生物科学起到了革命性的作用。当他离开普林斯顿到Woods Hole海洋研究所后，他的同事普腊石（Douglas Prasher）对生物示踪分子非常感兴趣。1985年普腊石和日裔科学家Satoshi Inouye独立根据蛋白质顺序拿到了光蛋白的基因（准确地说是cDNA）。1992年，普腊石拿到了GFP的基因。有了cDNA，一般生物学研究者就能很好地应用它，比使用蛋白质更为方便。
1996年，GFP的晶体结构也被研究得到，它是一个由11个β－折叠的蛋白质以一个α－螺旋蛋白质为中心轴所形成的笼状圆柱体，生色基团是α－螺旋蛋白质的重要组成部分，它的位置非常接近这个笼状圆柱体的中心位置（图6）。另一种平面的GFP表示方式如图7，其中绿色的代表β－折叠，红色的代表α－螺旋。
3沙尔菲将GFP应用于生物示踪
将GFP表达到其他生物体这项工作，1994年由两个实验室独立进行：美国哥伦比亚大学做线虫的沙尔菲实验室，和加州大学圣迭哥分校、Scripps海洋研究所的两位日裔科学家Inouye和Tsuji。
沙尔菲在之前的工作中一直和Caenorhabditis elegans（一种被广泛用于生物研究的线虫）打交道。C. elegans这种线虫只有959个细胞的一个脑，并且其三分之一的基因和人类基因有关。更重要的是，C. elegans是透明的，研究人员可以很方便的应用显微镜对其进行观察研究。
1988年当沙尔菲得知GFP后，他意识到可以使用这一工具对C. elegans进行研究，它可以作为变化的绿色信号对线虫不同细胞间的活动进行示踪观察。他将GFP基因与其他不同基因结合成可发出荧光的蛋白质的想法付诸于实践后，就能观察到细胞中不同蛋白质的形成。
沙尔菲使用DNA技术，将GFP的基因作为一个片段注射到成熟的线虫的性腺细胞核中（图7A），由于线虫是雌雄同体，它可以使自已受精。GFP基因就出现在它的卵中（图7B），这些卵分裂后形成新的细胞核在紫外光照射下可发出荧光（图7C和D），图7E中显示了两个这样的细胞核。
光蛋白和GFP都有重要的应用，但光蛋白是荧光酶的一种，它需要荧光素才能发光，而GFP蛋白质本身即能发光，在原理上有重大突破。在上世纪90年代，科学家一般认为荧光物质在细胞中是通过许多步骤得到，每一步都需要蛋白质来控制，并且此过程需要一些特殊的蛋白质（荧光素）来产生GFP中的生色基团。但沙尔菲用实验证实了这个假设是错误的。沙尔菲的研究向人们展示了绿色荧光蛋白作为发光的示踪分子的作用。
当时沙尔菲的论文引起了巨大轰动，很多生物学研究者纷纷将GFP引入自己的系统。在一个新系统表达GFP就能在《自然》、《科学》上发表文章，其实不过是跟风性质，没有原创性。
将GFP用作示踪分子，具有以下优点：①荧光稳定；②检测方便；③无种属特异性，也没有细胞种类和位置的限制；④GFP对受体细胞基本无毒害；⑤由于其他生物本身不含有GFP，因此不会出现假阳性结果；⑥不需任何反应底物和辅助因子；⑦可制成永久标本；⑧灵敏度高。
尽管GFP作为报告基因或示踪分子有许多优点，但野生GFP发出的荧光较弱。其次，荧光反应不是酶反应，不能通过添加某些物质来加强信号，且不易对荧光进行定量检测。另一方面，GFP基因在植物细胞内的表现频率并不高，甚至在某些植物细胞中并不表现。所以有更多的科学家对GFP进行了改进。
从1961年到1974年，下村修和约翰森的研究遥遥领先，而很少被人注意。在1974年以后，特别是八十年代后的后继工作，很多研究生都能够完成。其中例外的是钱永健所在实验室所发现的变种出现新颜色，这一发现却非显而易见。
4钱永健改造并发展了GFP的应用
随着生物信息学、定点突变，DNA－shuffling等一系列理论和技术的应用，绿色荧光蛋白的家族成员不断扩大，出现荧光光谱、温度敏感性等改变的多种变异型。具有不同光谱特性的GFP突变体的获得拓宽了GFP的应用范围，解决了许多单独运用GFP不能解决的问题。GFP基因的改进目前主要通过以下几个途径得到突变体GFP：①更换GFP生色团氨基酸；②改变碱基组成；③除去GFP基因中隐蔽剪接位点；④插入植物内含子；⑤更换强启动子等突变体GFP；⑥增加荧光强度和热稳定性。
目前已有的具不同光谱的突变型有EBFP（增强型蓝色荧光蛋白）、ECFP（增强型青色荧光蛋白）、EGFP（增强型绿色荧光蛋白）和EVFP（增强型黄色荧光蛋白），分别呈现蓝、青、绿、黄四种颜色。至今所获得突变型的最大发射波长为529nm，为黄绿色荧光。
钱永健是和下村修研究相关的一位重要科学家。从八十年代一开始，他的工作就非常引人瞩目。同时他十分肯定下村修的工作，较早公开介绍下村修的发现。在他的研究工作中，有两项重要工作都与下村修有一定联系。
一项是研究钙染料。1980年钱永健发明检测Ca2+浓度的染料分子，1981年改进了将染料引入细胞的方法，以后发明了更多、更好的染料，被广泛地应用。检测钙的方法有三种：选择性电极、光蛋白、钙染料。在钱永健研制的钙染料没有出现以前，具有空间检测能力的只有光蛋白，但当时光蛋白需要注射到细胞内，应用不方便。钱永健的钙染料可以通透到细胞里面去。
钱永健的第二项工作是研究GFP。1994年起，钱永健开始研究并改造GFP，并获得了多项发现。世界上用的大多数是钱永健实验室改造后的变种。改造后的GFP促进了生色基团的折叠，改善了其荧光特性，甚至可以得到红色、黄绿色、蓝色等多种颜色的荧光蛋白，有的可激活、可变色，大大拓宽了GFP研究的领域。他被公认为这方面的先驱。
钱永健对人们理解GFP及GFP族的化学荧光特性做出了重要的贡献，他使不同的GFP产生的荧光颜色覆盖了整个可见光谱，同时他改善了生色基团，增强了GFP的荧光效应，也使荧光的稳定性增强。他发展了GFP，使之成为极有效的研究动态生命过程的基因标记工具。
5结束语
科学上一个偶然的发现往往会引起巨大的科学革命，新工具的出现会使研究取得意想不到的新成果。当年下村修研究了GFP，但他并没有意识到GFP重要的应用前景。沙尔菲恰恰在自己的实验研究过程中采用了最新的GFP研究成果，并发展了GFP的应用领域。而当今世界上用的GFP大多数是钱永健实验室改造后的变种。
获得2008年诺贝尔化学奖的三位科学家在发现和研究GFP的过程中各有贡献，而且可以看出他们的研究是一脉相承的。随着分子生物学理论与技术的发展，对GFP研究的进一步深入，GFP在分子生物学领域的应用进一步加强。GFP工程，包括GFP蛋白工程和GFP基因工程，尤其GFP基因作为新型报告基因越来越受到关注。当然在应用GFP作为研究工具时，也遇到了一些问题。例如将GFP作为选择标记基因成功构建多种表达外源基因的重组质粒时发现一些因素影响着GFP的检测。此外，在细胞生物学的研究过程中发现新生GFP通过折叠和加工成为具有活性的形式过程十分缓慢。但随着生物技术的发展，对GFP的基础理论研究的进一步深入和新型突变体的不断出现，有理由相信这些问题终将会得到解决，从而使GFP更好地为科学研究服务。
参考文献：
篇3
众所周知，自古医学与化学的关系密不可分。医学作为一门实践性很强的学科，主要任务是对人体的生理、心理和病理等现象进行规律的探索，发现有效的预防、诊断和治疗疾病的方法，以更好地保障人类健康。而化学作为一门自然学科，主要任务是研究物质的组成、结构、性质、变化及应用。两者存在显著差异的同时，彼此之间又相互融合和相互渗透。医学的基础少不了化学，医学的发展离不开化学。而化学又可以通过医学的发展来推动自身的进步。了解它们之间的联系和区别将有利于运用在社会生活中，更好地为人类发展做出贡献，进而推动时代的进步。
一、医学与化学起源
纵观人类医学的发展史，医学是在社会生产和生活中逐渐积累救护经验而形成并存在的，历史上经历了五种医学模式：（1）神灵主义医学模式：在科技水平落后的古代，人们依赖祈祷和巫术，同时用植物药进行简单的治疗，对创伤进行简易处理。（2）自然哲学的医学模式：对宏观宇宙万物有了粗浅的认识，出现了中国的阴阳五行的病理观和古希腊的“四体液学说”。（3）机械论的医学：文艺复兴，一些科学家把复杂运动简单归纳为机械运动或物理、化学变化，疾病就是生物体这种机器某部分故障。这种机械的自然观和实验方法当时促进了自然和医学的发展。（4）模式生物医学模式：19世纪后半叶发现了几十种致病菌，人们就认为环境、宿主、病因三个相互作用的因素维持着生态平衡，如果失调就会导致疾病，这是从纯生物角度进行理解的。（5）生物―心理―社会医学模式：人们发现抑郁症、高血压病、胃溃疡病、心血管病等与人的心理和社会因素有关。疾病的调控需要生物―心理―社会的相互作用。医学的发展进入了一个新的时期。
化学作为一门自然学科，在科学技术发展和社会生活中有着重要的作用。化学的发展主要经历了五个时期：（1）远古的工艺化学时期：该时期人们从制陶、冶金、酿酒、染色等工艺中累积化学知识，但系统的化学知识还没有形成。（2）炼丹术和医药化学时期：人们记载、总结炼丹术，开始了最早的化学实验。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的发展提供了丰富的素材。（3）燃素化学时期：随着工业不断进步和实验室经验不断积累，人们认为燃素是可燃物燃烧的必需条件，燃烧的过程就是可燃物在燃烧中释放燃素的过程。（4）近代化学时期：这一时期不少化学基本定律被建立起来，例如：提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。这时期为现代化学的发展奠定了基础。（5）现代化学时期：即是现代科学相互渗透的时期。例如量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言；化学向生物学渗透，逐步发现了蛋白质、酶等生命物质的结构。医学与化学在不断发展中相互交融、相互渗透。
二、医学与化学共性
由于医学与化学的渊源可以追溯到远古时期，其间自然存在错综复杂的联系。从大的方向来看，医学的研究旨在促进健康之完美，而身体机能的稳定与相对平衡即完美，与化学中常常追求的反应平衡有相通之处。从小处着眼，二者的原理、基础乃至研究所需的技术与精细程度要求也时常相差无几。医学的合理实践需要其他相关基础学科的综合理论，而化学可以推动建立一个完整的医学知识体系：许多疾病要从分子水平上加以探究与解释才能明晰发生机理，化学研究分子在体内的调控表达过程和反应就成为了解和认识疾病的发病机制、演变过程和临床治疗的基础与热点。因此，医学可以说是化学在生命方面的应用，化学又是医学从基础学习到理论实践过程中必不可缺的一门学问。
人体是医学研究的主要对象，人体各种组织主要由蛋白质、脂肪、糖类、无机盐和水等相关化学物质组成，含有数十种化学元素以及大量的微量元素。在人体中不断有化学反应的发生、能量的转化来维持人的生命进程，当人体内的化学反应向不良的方向进行时就会出现病理现象，这就需要用医学来解决。医学的一项重要任务是预防疾病，在预防疾病时离不开化学，例如：环境的检测、消毒剂的使用等。血液、尿样等成分的化验更与化学知识密切相关，通过化学检验查出人体的异常。在治疗疾病时，药物的合成以及结构、性质、应用的鉴定，中草药成分的提取、用途的鉴定，新药的开发研制，都需要丰富的化学知识来解决。医学科学日新月异，放射性同位素在医学中的广泛应用，临床治疗中使用的人造皮肤、人造器官、人造血管、人造血液等先进医疗方法不断取得新进展，更是化学与医学密切联系的结果。在医学不断发展的同时，也需要化学不断的更新。医学中新的化验方法的出现要求新的检测方法，新药物的研发要求发现可用于医学治疗的新物质。医学的发展依赖于化学提供的平台，化学的进步依靠于医学的更新。
三、医学与化学的区别
尽管医学与化学间存在很多的共通之处，他们的差别依然存在。这首先体现在本质及定义上。化学，即“变化的科学”，旨在原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律。如今已发展出如无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等二级学科，成为公认的“中心科学”。医学，跨越了自然科学和社会科学两个领域，成为深深扎根于众多学科之中的综合性科学。医学在于协调人体生理、生理良好状态及其相关问题，目的是治疗预防疾病，保障人体生理机能的健康。其次，化学和医学分别呈现不同学科层次、内容及形式。最后，两者在研究方法上存在差别。化学讲求实验出真知，它以现象和数据为阶梯，以实验和推理为基石，最终抵达问题的实质，是一种形式化的方法；它遵循的便是这种形式化的方法，把实验作为研究的工具，遵循演绎的特征，是以抽象到一般的发展规律，通过不断的实验探索，能准确地用概念来表述一个问题的约束条件，达到解决这一问题的一般方式。医学则更加强调实践出真理，对已经发生和存在的情况进行调查、观察，其研究目的明确，研究因素客观存在，是一种实证性的方法；它遵循的这种实证性的方法，把仪器作为工具，以生命体为研究对象，讲究以证实，通过实践获取经验，再归纳、统计达到一般共性。相比于化学，医学不企求认识研究对象的完整的方面及其全面的相互关系，而是以焦点为中心，从认识的目的出发限定认识的主要方面，得到一个实用的解。最后，医学和化学的研究对象不同。化学从物质的原子、分子出发，研究单一的物质个体，从个体出发研究整体，就是从局部到全面的研究过程。而医学主要使用生命体这个整体，要从整体出发，再来研究某一方面，就是从全面到局部的研究过程。
四、医学与化学交互促进作用
社会与自然环境的迅速变化决定了一些重大发现必须依赖学科的交叉。化学作为基础学科，其发展水平足以为其他相关学科研究提供发展平台，医学也同样需要借助此平台继续发展。例如麻醉剂的诞生与发展，早在1800年英国化学家Dov y H 就发现一氧化氮具有麻醉功效，不久之后，人们发现了具有更好的麻醉功效的乙醚，这对实现无痛外科手术及牙科手术的重要性不言而喻。接着陆续发明的更加实用有效的麻醉剂成为现代的外科手术的基石。1932年德国科学家Gerhard domagk使用偶氮磺胺染料用于治疗一位患细菌性败血症的孩子并使他得以康复。由此，化学家研究发现并制备了许多新型的磺胺药物，因而开创了今天的抗生素领域。
现代化学和现代医学有更加紧密的联系。例如，无机化学、有机化学和生理学不断融合并发展出现了一门新的学科――生物化学，其主要是研究生命活动和生理。它就是利用化学的理论和研究方法，对生物的化学组成、生物中亚细胞结构和功能及生命过程中的物质代谢和能量变化等生命活动进行研究。近年来，随着化学技术的不断进步，化学在生物高分子的研究领域中取得了突破，从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质，由此形成了一门新学科――分子生物学。由于分子生物学的发展，人们对生命的了解也逐步深入到分子水平，对医学的发展也产生了重大的影响。例如，化学家通过分子层面研究发现了生物遗传因子的基因是脱氧核糖核酸分子（DNA）。从化学研究方法中发展起来的各种色谱分离技术，在中草药成分的分离提纯上有很大的应用，也给医学提供了强有力的方法。化学对医学起了极大的推动作用。
而在化学为医学的发展提供必要的前提和理论基础的同时，医学也在化学孕育发展的过程中起到了非同小可的作用，医学的水平一定程度上反映了化学的发展状况。医学在发展中遇到的任何新的临床问题对医学、化学乃至所有的科学技术提出了更高层次的要求，并大大促进了化学的进步。
总之，医学与化学相互促进并相辅相成，随着时代的发展，医学的发展将越来越依赖于化学的进步，而医学也促进了化学的深入发展。他们之间日益大程度的借鉴及相互渗透将更好地造福于人类社会的发展与进步。
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篇4
1868年,加州州长签署法案在私立加利福尼亚学院的旧址上创办加利福尼亚大学，5年后学校迁至四英里外的新校区，当时为了纪念一位远涉重洋来到北美传播宗教和文化的先哲乔治・伯克利，新校园所在的城区被命名为“伯克利”。
随着伯克利加州大学的崛起和声名远扬，这座名为“伯克利”的城市也蜚声世界。加州经济和人口的发展，仅在伯克利地区的一所加州大学已经难以满足社会日益增加的需要，同时加州辽阔的地理和城市分布也决定了加州大学不能局限于在伯克利地区办学。因此加州大学后来又在不同地区设立了9个分校，这样最终就形成了以伯克利分校为首的巨型大学系统――加州大学系统。
世界上研究范围最广的高等教育研究机构之一
美国加州大学是世界上最大的一所公立大学，目前拥有10所分校，3所法学院，5所医学院和教学医院。加州大学还管理3个国家实验室。
加州大学在伯克利、戴维斯、艾维恩、洛杉矶、莫斯德（2004年开学）、河滨、圣地亚哥、旧金山、圣特巴巴拉和圣特克鲁兹的分校均是世界级的教育和科研机构。
自1939年以来，该大学出过45位诺贝尔奖获得者。大学在国家科学院的成员人数和研究所获得的发明专利数量超过美国的任何大学。加州大学的学术项目名列前10位，学术研究领域涉及150多个学科，是世界上研究范围最广的高等教育研究机构之一。
分校风采加州伯克利大学:
成立于1868年，位于旧金山以东21公里的伯克利市，是一所公立大学。
它不仅是10个分校中校史最长的一个，而且其教学质量、科研成就、师资、硬件设备和学生质量也是10个“兄弟”中最棒的，在全世界也一直名列前茅。可以说，伯克利分校在整个加州大学系统中独占鳌头，傲视群雄。
加州伯克利大学就像一个百花齐放的“学识城市”。校园多元的建筑风格和学校的气氛都体现了“学识城市”的理想。最具代表性的钟楼、大学图书馆和希腊剧场等建筑物体现了欧洲古典思想的优美、典雅和尊严，而其浓郁的人文色彩，与周围其他建筑风格较为现代化的大楼，形成了强烈的对比。尽管如此，这两种迥然不同的建筑风格并没有使校园杂乱无章。相反的，校园在古典和现代风格的相互交融下，展现了人类智慧的多元性质。
伯克利分校是美国最激进的两所大学之一（另一所为哥伦比亚大学）。20世纪60年代的嬉皮文化、反越运动、东方神秘主义文化、回归自然文化都起源于这里。最近一、二十年来，在高科技的浪潮下，伯克利分校又在缔造新的神话：由于地处硅谷边缘，学校毕业生中出现了许多的新型高科技富翁，毕业于该校工程系的因特尔公司总裁安得鲁便是其中的代表。
伯克利分校学科齐全，提供5000多种课程，使每一个学生都能够具有充分的选择余地，学习非常方便。1997年和2000年全美公立大学排名中伯克利分校独占鳌头，位居第一。该校的本科生获得博士学位的人数比其他任何美国大学的都多。
圣地亚哥分校：
加州大学圣地亚哥分校建于1964年，位于美国加利福尼亚州的拉乔拉，是一所非常年轻但知名度较高的综合性公立大学。
学校拥有一流的研究和教学设施，建有音乐研究中心、地球和行星物理学研究中心、海洋资源研究中心、癌症研究中心、圣地亚哥巨型计算机研究中心等一大批科研机构和海洋学院、国际关系学院、太平洋研究学院、医学院等研究生院。
学校设有数十个学科专业，大部分具有很强的教学和科研实力，可以授予硕士、博士学位，其中化学、语言学、微生物学、西班牙语、物理学、心理学等学科在美国大学相应领域排名中居于前20名，具有较大的影响力和较强的实力。
加州大学圣地亚哥分校拥有500多公亩的校园，一向以科学研究著称。除了英文相关研习课程外，本校还针对医学院学生开医学英语课程，让有志出国进修的学生增进英文能力。历史上曾有16位诺贝尔奖获得者出自该校。
圣地亚哥分校有着过硬的师资阵容，其理科师资排在全美公立大学的首位，其教师中还产生了五位诺贝尔奖得主和一位宇航员。
圣地亚哥分校课程多样化，有自4周到10周的英文班，采取小班教学(12-15人)，具备多媒体教室，学生可使用学校完善的设备。
学校现有在校本科生2万多名，他们中间有95%的人在高中时都是班上的优秀生。
洛杉矶分校：
加利福尼亚大学洛杉矶分校（简称UCLA）建于1919年，位于加利福尼亚州的洛杉矶，是一所世界闻名的美国公立高等学府。80多年的发展让UCLA从单纯的两年制大学发展成了国际性的研究大学。其优越的学术成就使得该校排名长期保持在全美前10名，学校历年来投入研究的经费是其他学校的3倍以上，足见其对学术品质的重视。
UCLA许多的科目已经是全国甚至是世界最顶尖的。不仅拥有地理物理学和行星物理学研究所、分子生物学研究所、大脑研究所，生物医学和环境科学实验室，克伦普医疗工程学研究所、牙科研究所等知名的科研教学设施，而且聚集着一批在国际上享有很高知名度的大腕学者，同时每年还有大批访问学者来到这里，是一个名流汇集、科研成果层出不穷的地方。
篇5
我国《专利法》第25条第1款明确规定：对科学发现不授予专利权。一般而言，发现是对自然现象、本质规律的揭示，而发明则是这些本质规律的具体运用。但生物技术是建立在大量的发现之上的，并始终也不能逃脱对活的或具有活性的生物或生物物质的利用，对于转基因作物而言就更是如此。那么，转基因作物究竟是发现还是发明呢？这是它要取得专利保护所必须界定的前提条件。发明与发现之间的界限并不明确，Buckley在Reynoldsv.HerbertSumithCo,Ltd.一案中分析了两者之间的区别：“发现增加了人类知识的总量，但它仅是以揭示以往未发现或未搞清楚的现象或物质来达到上述目的，发明也增加了人类知识的总量，但它并不单纯依靠揭示某些现象或物质，还必须包括行为的创意，以及导致一种新产品、新成果或新方法或对现有产品、成果或方法的重新组合行为。”
在考虑转基因植物是不是自然产品这个问题时，应该注意到一种新的转基因植物必须有人工干预这个前提。转基因植物并不是简单的自然产品，如果没有育种者的干预它们是不会出现的。显然,利用现代生物技术，可以对植物进行修饰、改造来生产一种与以往自然界的产物完全不同的、达到一定预期目标的转基因植物。利用现代生物技术制造出来的转基因植物不是自然产品，而是人类智慧的产物。现在大多数国家已经明确接受由野生微生物纯化得到的菌株是可专利的主题物。
一些学者认为转基因植物仅仅是发现，不能成为专利客体，因为原始的生物体和基因序列从根本上讲是自然存在的。也就是说，如果“创造者”仅仅是从自然界中提取已经存在的生物体，并按其客观存在的顺序组合起来，就意味着“创造者”并未向公众公开或提供任何东西。这些学者将转基因植物看成天然产物，如果将转基因作物认定为天然产物，那么它就仅仅是自然产生的生物体，是发现而不是发明，因而也就不受专利保护。但是，转基因植物本身就是经基因修饰或重组的生物体，分割开来看，原始的生物体和基因序列的确是客观存在的，但经基因修饰或重组技术介入后，两者就发生了变化。依据专利法，即使是从生物体分离纯化得到的化合物或微生物，不会因为它的生物学起源而妨碍它们的可专利性，所体现的原则就是人工制造的产物可以得到专利法的保护。此外，作为生命体，微生物与植物之间的区别就是植物的分类学等级比微生物高，不同于生命体与非生命体那样有实质性的差别。既然微生物是可专利的，那么转基因植物也能成为可专利主题。
如前所述，经基因修饰或重组会产生3种情况，即基因序列的重新排序、插入其他的基因序列以及删除特定的基因序列。这3种方式都会导致原始生物体基因序列的变更，也许变更后的基因序列在自然界仍然存在，但一旦这种特定的基因序列与原始的生物体结合起来，就会使原始生物体具备某些新的特征。因而转基因植物不是一种天然的产物，也不是一种单纯的科学发现，而是“人类利用自己的技术和能力从现有的物质中创造出来的新发明，或者至少是某些人类利用其技术或能力的新方式……”，应当获得专利保护。
1.1新颖性
我国《专利法》第22条明确规定：“新颖性，是指在申请日以前没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上公开发表过，在国外公开使用过或者以其他方式为公众所知，也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中”。新颖性是获得专利最基本的条件。根据中国《专利法》对新颖性的定义，一项发明是否具有新颖性，与现有技术的内容有关。中国《专利法》所要求的新颖性是绝对新颖性。
在此所述的绝对新颖性要求，一般不会对植物的可专利性构成严重障碍。利用转基因技术，可以很容易地创造出带有某种新性状的转基因植物。如在美国，很少对转基因植物的新颖性提出反对意见。利用现代转基因技术，培育一种具有新性状植物，创造出一种全新的植物并不困难。所以说，新颖性要求是很容易满足的。
1.2 创造性
根据中国《专利法》第22条第3款，创造性是指同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步。《审查指南》中对发明的实质性特点，解释为发明对于现有技术、对所属技术领域的技术人员来说，是非显而易见的；发明有显著的进步，是指发明与最接近的现有技术相比能够产生有益的技术效果。一般来说，我们以发明对该领域所做的技术贡献来判断创造性。
当审查员分析转基因植物发明所具有的一种新颖性质时，如颜色的改变、糖含量的增加,有可能发生因缺乏创造性驳回申请的情况。因为对一个普通的育种者来说,这些特征是显而易见的。但是，即使这些新的表现型是显而易见的，如果育种者所用的遗传材料并不是为公众所知道的，那么利用该遗传材料而获得的新性状就不是显而易见的，那就可以认为利用这种遗传材料创造的转基因植物具有创造性。对创造性进行分析的另一个因素是，是否有经过他人的努力而未能取得被提出权利要求的表现型的尝试。如果一个育种者获得了他人试验过但没有成功的结果，那么就可以认为具有创造性。
对于新颖性和创造性，随着植物生物技术和分子生物学的迅猛发展，克服发明缺乏新颖性和创造性变得容易了。但是，当未来转基因技术发展到更高阶段时，把某一个特定的基因转到植物中制造出新的转基因植物没有什么难度时，再申请专利就会面临达不到创造性的问题。
1.3 实用性和可再现性
按照中国《专利法》第22条第3款的规定，实用性是指发明的客体必须能够在产业上制造或者使用，并且能够产生积极效果。按照《审查指南》的解释，所谓产业，,包括工业、农业、林业、水产业、畜牧业等等。关于产业的解释实际上与《欧洲专利公约》的产业应用性的解释范围相当。
篇6
我国《专利法》第25条第1款明确规定：对科学发现不授予专利权。一般而言，发现是对自然现象、本质规律的揭示，而发明则是这些本质规律的具体运用。但生物技术是建立在大量的发现之上的，并始终也不能逃脱对活的或具有活性的生物或生物物质的利用，对于转基因作物而言就更是如此。那么，转基因作物究竟是发现还是发明呢？这是它要取得专利保护所必须界定的前提条件。发明与发现之间的界限并不明确，Buckley在Reynoldsv.HerbertSumithCo,Ltd.一案中分析了两者之间的区别：“发现增加了人类知识的总量，但它仅是以揭示以往未发现或未搞清楚的现象或物质来达到上述目的，发明也增加了人类知识的总量，但它并不单纯依靠揭示某些现象或物质，还必须包括行为的创意，以及导致一种新产品、新成果或新方法或对现有产品、成果或方法的重新组合行为。”
在考虑转基因植物是不是自然产品这个问题时，应该注意到一种新的转基因植物必须有人工干预这个前提。转基因植物并不是简单的自然产品，如果没有育种者的干预它们是不会出现的。显然,利用现代生物技术，可以对植物进行修饰、改造来生产一种与以往自然界的产物完全不同的、达到一定预期目标的转基因植物。利用现代生物技术制造出来的转基因植物不是自然产品，而是人类智慧的产物。现在大多数国家已经明确接受由野生微生物纯化得到的菌株是可专利的主题物。
一些学者认为转基因植物仅仅是发现，不能成为专利客体，因为原始的生物体和基因序列从根本上讲是自然存在的。也就是说，如果“创造者”仅仅是从自然界中提取已经存在的生物体，并按其客观存在的顺序组合起来，就意味着“创造者”并未向公众公开或提供任何东西。这些学者将转基因植物看成天然产物，如果将转基因作物认定为天然产物，那么它就仅仅是自然产生的生物体，是发现而不是发明，因而也就不受专利保护。但是，转基因植物本身就是经基因修饰或重组的生物体，分割开来看，原始的生物体和基因序列的确是客观存在的，但经基因修饰或重组技术介入后，两者就发生了变化。依据专利法，即使是从生物体分离纯化得到的化合物或微生物，不会因为它的生物学起源而妨碍它们的可专利性，所体现的原则就是人工制造的产物可以得到专利法的保护。此外，作为生命体，微生物与植物之间的区别就是植物的分类学等级比微生物高，不同于生命体与非生命体那样有实质性的差别。既然微生物是可专利的，那么转基因植物也能成为可专利主题。
如前所述，经基因修饰或重组会产生3种情况，即基因序列的重新排序、插入其他的基因序列以及删除特定的基因序列。这3种方式都会导致原始生物体基因序列的变更，也许变更后的基因序列在自然界仍然存在，但一旦这种特定的基因序列与原始的生物体结合起来，就会使原始生物体具备某些新的特征。因而转基因植物不是一种天然的产物，也不是一种单纯的科学发现，而是“人类利用自己的技术和能力从现有的物质中创造出来的新发明，或者至少是某些人类利用其技术或能力的新方式……”，应当获得专利保护。
1.1新颖性
我国《专利法》第22条明确规定：“新颖性，是指在申请日以前没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上公开发表过，在国外公开使用过或者以其他方式为公众所知，也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中”。新颖性是获得专利最基本的条件。根据中国《专利法》对新颖性的定义，一项发明是否具有新颖性，与现有技术的内容有关。中国《专利法》所要求的新颖性是绝对新颖性。
在此所述的绝对新颖性要求，一般不会对植物的可专利性构成严重障碍。利用转基因技术，可以很容易地创造出带有某种新性状的转基因植物。如在美国，很少对转基因植物的新颖性提出反对意见。利用现代转基因技术，培育一种具有新性状植物，创造出一种全新的植物并不困难。所以说，新颖性要求是很容易满足的。
1.2创造性
根据中国《专利法》第22条第3款，创造性是指同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步。《审查指南》中对发明的实质性特点，解释为发明对于现有技术、对所属技术领域的技术人员来说，是非显而易见的；发明有显著的进步，是指发明与最接近的现有技术相比能够产生有益的技术效果。一般来说，我们以发明对该领域所做的技术贡献来判断创造性。当审查员分析转基因植物发明所具有的一种新颖性质时，如颜色的改变、糖含量的增加,有可能发生因缺乏创造性驳回申请的情况。因为对一个普通的育种者来说,这些特征是显而易见的。但是，即使这些新的表现型是显而易见的，如果育种者所用的遗传材料并不是为公众所知道的，那么利用该遗传材料而获得的新性状就不是显而易见的，那就可以认为利用这种遗传材料创造的转基因植物具有创造性。对创造性进行分析的另一个因素是，是否有经过他人的努力而未能取得被提出权利要求的表现型的尝试。如果一个育种者获得了他人试验过但没有成功的结果，那么就可以认为具有创造性。
对于新颖性和创造性，随着植物生物技术和分子生物学的迅猛发展，克服发明缺乏新颖性和创造性变得容易了。但是，当未来转基因技术发展到更高阶段时，把某一个特定的基因转到植物中制造出新的转基因植物没有什么难度时，再申请专利就会面临达不到创造性的问题。
1.3实用性和可再现性
按照中国《专利法》第22条第3款的规定，实用性是指发明的客体必须能够在产业上制造或者使用，并且能够产生积极效果。按照《审查指南》的解释，所谓产业，,包括工业、农业、林业、水产业、畜牧业等等。关于产业的解释实际上与《欧洲专利公约》的产业应用性的解释范围相当。
转基因植物的实用性，实际上是一个容易达到的要求。一种带有某种新型性状的转基因植物，如生产一种有用的化合物或具有抗虫性、观赏性等，都可以认为其具有实用性。在《审查指南》对实用性的解释里，还有再现性这一个重要的内容，尤其是在生物技术发明里面。能否重复专利申请中的技术是判断是否授权的一个重要标准。再现性，即技术方案的可重复性，是指所属技术领域的技术人员，根据公开的技术内容，能够重复实施专利申请中为达到其目的所采用的技术方案。
对于用传统育种方法得到的植物品种，因为育种的结果是不可预测的，所以不具有再现性。那么对于转基因植物产品，一般来说不存在取得专利的再现。只要制造新的技术方案是非生物学的方法并且是可重复的，对这种制造产品的方法的专利保护就是可能的。现在看来，新的制造方法已经普及，转基因技术能被准确地描述，并可以被该技术领域里的技术人员重复实现。
当一项转基因植物发明的专利申请中含有产品权利要求和方法权利要求时，作为一个结果，如果其满足新颖性、创造性和实用性，并且技术方案可以得到重复实施，那么产品权利要求和方法权利要求可以被同时允许。
理论上讲，利用植物生物技术制造的某种转基因植物是可以重复的。制备片段以及载体、重组载体的技术可以明确，,假定说明书中公开充分并且可以使用，那么该技术领域普通技术人员应该能制备出相应的和重组载体以备插入植物基因组中。在创造转基因植物过程中，导入外源遗传信息的阶段中不会出现技术问题，在外源基因导入到植物基因组后，会出现重组载体与植物基因组整合的位点不确定的问题。这个问题是在构建的重组载体和植物基因组之间整合时产生的。产生这些问题的原因是，含有外源片段和强启动子的重组载体迅速进入植物细胞核，然后随机地整合到植物基因组的不同位点上，于是就形成了在每个被转入外源片段的植物细胞核中，片断插入的位点上是不同的。从基因组的水平上来看，由此发育而成的转基因植物个体就是各个不同的新植物。但是从整体的表现性状来看，它们又是一样的。即利用具体的解决方案，一个专业技术人员可以获得相同表现型的转基因植物，但它们的基因组结构不一定是与发明者得到的相同。也就是说利用同一种方法，可以得到基因组水平不同的转基因植物。虽然得到的是一种带有相同外源但基因组结构不同的转基因植物，它们对外界的表现型仍然是相同的，即得到的是同样性状的植物，因此应该认为具有再现性。
2转基因作物专利的相关问题
（1）人类干预的水平问题。授予专利所要求的人类干预，并不要求发明直接控制导致产生最终生命体的所有自然过程，但需要有一个控制因素。也就是说，人类必须能够有效、明确地控制生命体的变化过程。此外，对于转基因作物而言，人类干预不能仅仅是将原始生物体的DN断或另外的DN断进行简单的排列、集合。转基因作物之所以可以商业化，是因为相对于现有生物体，它具有特有的优点，而其优点对于现有生物体而言就是产生了新的、具有吸引力的影响，而对于DN断的简单排列、集合是不可能取得这种效果的。人类对原始生物体的干预必须表现为对其DN断利用特殊的方法，有选择地进行创造性的重新组合。因此，判断转基因作物的人类干预水平，应注意判别人类的干预与生物体的自然反应过程相比较是否起着决定性作用。人类在干预过程中对于生物体的自然产生过程是否具备一个控制因素，另外，必须注意对生物体的DN断是否进行了有选择的创造性的重新组合，而不是简单的排列、集合。
（2）专利类型的选择问题。生物技术的发明一般分为两类，即产品发明或方法发明。对于转基因作物而言，选择何种类型的专利保护是至关重要的。因为对于生物体或生物物质适用产品专利与适用创造它们的方法专利之间有着明显的区别：产品专利的保护性更强，无论产品是如何制造出来的都予以专利保护，而方法专利仅对采用该种方法获得的产品予以垄断权。然而，方法专利对于转基因作物发明的专利权人而言几乎是无效的，因为一旦经修饰或重组的基因序列被公开以后，就可以轻而易举地通过反向工程反推出无数种方法来得出相同的转基因作物产品。而且转基因作物不同于其他一般技术产品的发明，生物产品本身是有生命的，能够生长繁殖。其他人并不一定需要使用发明人的方法，而只要得到该发明的生物产品，即能大量繁殖出具有同样特性的生物个体，从而毫不费力就窃取了专利权人的劳动成果。从使用者的角度而言，关注的是转基因作物本身，而不是获得它的方法，因此对转基因作物适用方法专利显然是不合适的，选择产品专利才能有效地保护发明者的利益。
篇7
Key Word：the classification of the sciences， history of the classification of the Sciences， Standards of the classification of the Sciences
科学分类就是依据某些带有客观性的根据和主观性的原则，划分科学的各个分支学科，确定这些学科的研究对象、内容和辖域，明确它们在科学中的位置和地位，揭示它们之间错综复杂的联系，从而达到宏观把握科学的总体结构、微观领悟学科的前后关联之目的。科学分类作为科学王国的地图，无论在理论上还是在实践上，都具有不容忽视和不可小视的意义。在理论上，它对于认识科学的总体画面、洞悉科学的构成框架、明晰科学内在关联、把握科学的研究范围、预测科学发展的趋势，估价技术的原创基点，是绝对不可或缺的。在实践上，它对于科学部门的设立、科学规划的编制、科学政策的制订、科学资源的配置、科学研究的管理、科学信息的收集、科学教育的实施、科学传播的开展，均具有举足轻重的作用。科学分类无论对于从事科学研究的科学家，还是对于想要学习和熟悉科学的非科学家，都是大有裨益的。任鸿隽在谈到科学分类时说：科学知识的进化，是把知识来做纵的解剖；科学知识的分类，是把知识来做横的解剖。科学分类“不但使科学的地位愈加明了，并且科学的范围，也可以大概呈露了。”
要恰当地进行科学分类，并不是唾手可得的事情。皮尔逊揭示出一个原因是，任何个别科学家都不可能真正地衡量每一个孤立的科学分支的重要性，也无法洞察它与整个人类知识的关系。可是，只有对彼此的领域具有鉴赏力、对他自己的学问分支具有透彻知识的科学家群体，才能达到恰当的分类。 在现时代，这种知识日益分化和个体科学家无力把握整个科学概貌的状况，变得更加严峻了。薛定谔对此洞若观火：
一百多年来，知识的各种分支在广度和深度上的扩展使我们陷入了一种奇异的两难境地。我们清楚地感到，一方面我们现在还只是刚刚开始在获得某些可靠的资料，试图把所有已知的知识综合成为一个统一的整体；可是，另一方面，一个人想要驾御一个狭小的专门领域再多一点的知识，也已经是几乎不可能的了。
另一个原因是，科学分类必须在科学发展得比较发达之时才能方便地进行，这时各个知识领域已经相对成熟，各个知识部门已经开始自然分化，并形成群科林立的态势，于是观察和分析它们之间的区别与联系，就显得比较容易一些。在此之前，在科学的孕育时期和童年时期，知识的数量和类别严重匮乏，要进行恰当的科学分类，的确是一件相当困难的事情。
尽管如此，人类的智力好奇心和实际的需要，还是诱使或催促人们对科学分类乐此不疲，从古代一直延续到今天。在叙述科学分类的历史沿革时，人们大都按照历史纪年的大框架古代、中世纪、近代、现代来划分；也有按分类特征来划分历史阶段的：第一阶段是圆心式的神学之知识分类（亚里士多德、圣维克托隐修院的于格），第二阶段是树枝式的哲学之知识分类（培根、笛卡儿、沃尔夫），第三阶段是阶梯式的科学之知识分类（柯尔律治、边沁、惠威尔、孔德、斯宾塞、皮尔逊、汤姆森、克罗伯），第四阶段是文化学之知识分类（冯特、文德尔班、李凯尔特、克罗齐）。 当然，也有以有代表性人物的科学分类思想和图式来铺陈的。在我们下面的铺叙中，各种因素可能兼而有之。
早在古希腊时代，柏拉图的认识论就表明有三种知识，即感官知觉、意见和真正的知识或广义的科学。感官知觉不能揭示事物的真像，只能显露现象。意见有真伪，仅仅是意见，毫无价值。它不是知识，而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假，找不出为自己辩解的理由。真正的知识以理性为基础，这种知识知道自己是知识，即能确证自己为真的知识。我们必须从感官知觉和意见前进，达到真正的知识。柏拉图创造了一个包罗万象的哲学体系。虽然他没有明显地把哲学分成逻辑学、形而上学（物理学）和伦理学（实用哲学，包括政治学），但是在著作中运用了这种划分法。亚里士多德认为，真正的知识不在于仅仅熟悉事实，而且在于认识它们的理由、原因或根据，认识它们必然如此的情况。哲学或广义的科学，包括一切经过理性思考的知识，其中有数学和各专门科学。研究事物根本的或初始的原因的科学或哲学，他称之为第一哲学，我们叫形而上学。形而上学研究本然的存在，各种科学研究存在的某些部分或方面。例如物理学研究存在中的物质和运动。其他部分的科学和哲学取名为第二哲学。他还进而区分理论科学（数学、物理学和形而上学）、应用科学（伦理学和政治学）以及创制的科学或技艺（有关机械生产和艺术创作的知识）。他又把这些科学分成物理学（物理学、天文学和生物学等）、形而上学和应用哲学，如果加上逻辑学，那就是柏拉图的一般分类：逻辑学、形而上学和伦理学。
自亚里士多德之后，特别是在中世纪的千余年间，宗教一统天下，其间科学分类标准基本上没有什么变化。中世纪的经院哲学家把知识分为自然知识和启示知识两种，哲学属于自然知识，神学属于启示知识，与亚里士多德没有什么两样。在1141年，法国圣维克托隐修院的于格（Hugo of St. Victor）的分类才在原有的基础上有诸多细节的增加。例如在应用的一项之下列举了工艺和逻辑：工艺包括纺织、缝纫、建造、航运、农业、渔猎、医药、游艺等，逻辑包括演说、文法、方言、修辞。不过，于格仍然摆脱不了亚里士多德的主张，依旧以神学为归宿。 罗吉尔培根虽然没有系统地发表过科学分类的见解，但是他在《大著作》中列举了五种重要的学问：语言学、数学、透视学或光学、实验科学、道德哲学。这位身处中世纪后期的思想先行者所列举的学问，已经超出当时的学术范围了。
弗兰西斯培根是名副其实的近代科学思想的先驱，他在《论学术的尊严和进展》、《智力球描述》中，对科学进行了分类。按照培根的观点，人的学术起源于理解力的三种官能——记忆、想像和理性。他以此为基础开始了他对知识的分析和分类。记忆对应历史，而历史包括公民史和自然史，二者之下进而各有细分。想像对应诗，诗分为叙事的或史诗的、戏剧的、比喻的。理性对应哲学或科学，其下一分为二：自然哲学和神性（启示）。在自然哲学名目之下有人、自然和上帝三项。第一项人之下又细分为公民哲学（权利的标准）、人性哲学（人类学）。第二项自然之下又细分为思辨的自然和操作的自然，前者包括物理学（质料和第二因）和形而上学（形式和第一因），后者包括力学和纯化的魔法。第三项上帝包括自然神学、天使和精灵的本性。培根的分类没有在知识的素材和知识本身之间、实在的东西和观念的东西之间、或在现象的世界和非实在的形而上学思维的产物之间划出明确的区分，而且学科用语中有中世纪神学的残迹和经院哲学的弊病，因而从近代科学的立场来看是有缺陷的。但是，培根指出：“知识的划分不像以一个角度相交的几条线，而更像在一个树干上交叉的树枝。”这个观念对培根和斯宾塞来说是共同的，即科学源于一个根，它与孔德的观点针锋相对，孔德是按系列或阶梯排列科学的。
在17世纪的近代科学革命以及18世纪的法国启蒙运动时期，牛顿力学已经牢固确立，并衍生出刚体力学、流体力学、解析力学、天体力学等力学分支，热、电、磁、光等现象的研究也初露端倪，动物学、植物学、生理学的发展方兴未艾。在这种情势下，
一些科学分类的方案陆续出台：神学君临一切学科的格局已被打破，神学色彩逐渐淡出人们的视野；哲学包容全部学科的传统观念也日渐式微乃至悄悄退隐；经验性的和应用性的学科纷纷出现在科学分类表中。
例如，笛卡儿把一切精密的知识都包括在他的哲学体系之中。在他看来，哲学有三大部门：一是无形世界的形而上学，二是有形世界的物理学，三是知识应用的应用学。伽桑狄把科学分为逻辑学、物理学和伦理学。霍布斯试图把主观原理和客观原理结合起来进行分类。他认为数学方法是普遍应用的方法，把几何学摆在演绎科学的首位，把物理学摆在归纳科学的首位。他拟订了科学的配置原理：从抽象到具体，从事物的量的确定性到它的质的确定性，又引向量的确定性。洛克把科学分为物理学、实践和逻辑学。拉美特利做了形而上学的划分，他把自然界分为三界（矿物界、植物界、动物界），并有与之对应的科学。 法国百科全书派（狄德罗、达朗伯）接受了弗兰西斯培根的记忆、想像和理性三分原则，但是在细节上有所丰富。比如，理性部分冠以哲学，哲学之下分为一般形而上学（本体论）、神的知识、人的知识、自然的知识四个门类。其中，自然的知识下辖物体的形而上学、数学和物理学（自然哲学）。数学下辖纯粹数学、应用数学和物理数学：纯粹数学下辖算术学、几何学；应用数学下辖力学、几何天文学；物理数学下辖光学、声学、气体力学。物理学下辖广义物理学和狭义物理学，其下又各有所辖。 沃尔夫（C. Wolff）将知识分为历史的（经验科学）、哲学的（理性科学）和数学的（形式的）三种：历史叙述正确的事实，哲学研究事物的原因，数学规定事物的数量关系。其中，哲学又细分为狭义哲学（自然神学、心理学、物理学），规范科学（伦理学、心理应用哲学、物理应用哲学）、本体论（决定各物共同性质的科学）。
在19世纪这个科学世纪，超越经典力学的热学、电磁学、光学等经典物理学分支已经成熟，并且出现了数学化和形式化的热力学、统计物理学和电动力学，化学、生物学、地质学、心理学等学科也取得了长足的发展，弗兰西斯培根等人的分类越来越不适应科学的现状，于是新的真正的科学分类纷纷登台亮相。英国诗人和思想家柯尔律治（S. T. Coleridge）把科学分为纯粹科学、混合科学、应用科学、复杂科学四大部门：纯粹科学属于形式的有文法学、逻辑学、修辞学、数学，属于实在的有形而上学、伦理学、神学；混合科学包括机械学、水力学、气压学、天文学；应用科学包括实验哲学、热学、电磁学、光学、化学、音乐学、气象学、测量学、美术学；复杂科学包括历史、地理、辞典学等。这个分类虽然忽视了科学的客观标准，显得有些杂乱无章，但是它却给后来的分类开辟了一条门径。 英国哲学家边沁和法国科学家安培把科学分为物质科学和精神科学两大类。在他们的物质科学里，列入了天文学、地质学、物理学、化学、生物学等；在精神科学里，列入了历史学、语言学、法律学、经济学等。这种分类法，有两个值得注意之点：一是把科学研究的对象作为分类的标准，二是把科学的范围推广到历史、语言等学问上去了。 惠威尔汲取了培根的心理官能标准和笛卡儿的数学乃科学之基础的思想营养，将科学分为七种，从前一种进至后一种，必须在前者再加上物质的或心理的能力，才能成为新的科学。例如，数学是研究时间和空间数量的，数学加上势力、运动则有机械学，机械学加上化合力则有化学，化学加上生命则有生物学，生物学加上感情、意志则有心理学，心理学加上历史的原因则有历史学，历史学加上时间、空间则有神学。这种分类的特点是，注意到各学科之间的相互关系，富有独创性，尽管条理还不甚明晰。
也许从孔德开始，科学分类已经开始具有某种现代气息。孔德认为，一切科学的基础是经验，所有的神学和形而上学假设对科学毫无贡献，必须予以抛弃，而通向真理的惟一道路是科学。在他看来，有六种基础科学，即数学、天文学、物理学、化学、生物学、社会学，在第七种或最后的道德科学中达到顶点。在这个科学“等级制度”或阶梯中，后一门科学依次从属于前一门。这些科学实际存在相互依赖性，以致要清楚地理解一门科学，就必然需要先前的其他几门科学的研究。孔德的等级制度分类明显地和他的实证主义的政治体系相符，仅有纯粹空洞的图式。
斯宾塞拒绝实证论的等级制度的阶梯排列，而重返培根从共同的根展开的树枝状的科学概念。他把知识分为两个主枝：处理现象在其下为我们所知的形式的科学和处理现象的题材的科学，即抽象科学和具体科学。抽象科学囊括逻辑和数学，或处理我们知觉事物的模式的科学。具体科学处理我们在这些模式下知觉的感觉印象群和存储的感官印记。他进而把处理现象本身的具体科学又细分为抽象具体科学和具体科学：前者“在其要素上”处理现象，后者 “在其全体上”处理现象。这导致他把天文学与生物学和社会学结合起来，而不是与它的亲族力学和物理学相关联。这样的分类可能适合形式逻辑的词语区分，但是并不适合于指导读者阅读或使专家受到启发。他的第三群具体科学再次按照所谓的“力的重新分配”原理加以细分。可是，这个原理在物理学中没有真实的基础，因此不能形成分类具体科学的起点。对于斯宾塞的分类，皮尔逊的总评价是：
该结果充其量将是有启发性的，但是作为一个完备的和一致的体系，它必定或多或少是一个失败。但是，从斯宾塞的分类中可以学到许多东西，因为他把培根的“树”系统与孔德从知识领域排除神学和形而上学的做法结合起来。尤其是在抽象科学和具体科学的原始划分中，它给我们提供了出色的起点。
德国生理学家和心理学家冯特把科学分为形式科学和实在科学，数学属于前者，其他科学属于后者。根据研究对象的不同，实在科学又被分为自然科学和精神科学。自然科学是把经验现象的内容从认识主体中分离出来，作为间接性现象来研究的科学；精神科学则把认识主体的经验作为直接的研究对象。这两大类科学又根据各自学问的性质分为现象性、发生性、系统性：所谓现象性是研究并说明自然以及精神现象的作用，所谓系统性是将全部显现的自然现象和人为诸现象加以系统性记载整理，所谓发生性介于现象和系统之间，是研究自然以及精神性成果的发展。自然科学的现象性中包括物理学、化学、生物学，发生性中包括地质学、生物发生学，系统性中包括记录天文学、地理学、矿物学、系统动物学。精神科学的现象性中包括心理学、社会学，发生性中包括历史学，系统性中包括法律学、经济学。 李凯尔特不同意精神科学的提法，而用文化科学取而代之：“根据文化对象的特殊意义把科学划分为自然科学和文化科学，这可以使专门研究者由此分为两个集团的那种兴趣的对立得以最明显地标示出来。因此，在我看来，自然科学和文化科学的区分适合于代替通常的自然科学和精神科学的划分。”
皮尔逊对科学分类素有思考和研究，并在其经典科学哲学名著《科学的规范》最后一章“科学的分类”中专门做了论述。他考察了历史上三位著名哲学家弗兰西斯培根、孔德和斯宾塞的分类并附带加以评论，同时阐述了自己的分类图式。皮尔逊汲取了培根的树枝状图式、孔德的科学相互依存的长处，采纳了斯宾塞的抽象科学和具体科学的区分，在前人的基础上提出了自己的科学分类体系。在皮尔逊看来，科学不仅仅是事实的范畴，而且是用来简洁概述我们对于那些事实的经验的概念模式。因此，要求进入实际分类的科学分支，实际上仅仅是处于形成中的科学，他们与其说符合完备的概念模型，还不如说符合分类范畴。于是，它们的终极范畴不能是绝对固定的。在或多或少还原为完备的概念模型的那些物理科学和依然处在分类范畴状态的那些物理科学之间的区分，可用所谓的精密科学（前者）和描述科学（后者）来表达。由此可见，无论何时我们开始细分科学的主要分支，边界仅仅是实际的而非逻辑的。在细分中被分类的细目与这些边界交叉和再交叉；虽然在下面的分类中大多数科学仅进入一个位置，但是它们往往同时属于两个或更多的部门。所有分类图式都具有经验的和尝试的特征，因为科学是连续成长的。
皮尔逊这位以感觉印象为基石的感觉论者，按照知觉（感觉印象）在科学中区分了两个群。前一个群处理知觉官能在其下辨别客体的模式的概念等价物，这是抽象科学。后一个群处理我们用来描述知觉内容的概念，这是具体科学。具体科学依据处理无机现象还是有机现象，又分为物理科学和生物科学。于是，他把整个科学划分为三大块：研究知觉模式的抽象科学，研究无机现象的知觉内容的物理科学，研究有机现象的知觉内容的生物科学。
在抽象科学中，皮尔逊又按照分辨的一般关系与空间和时间独有的关系一分为二。分辨的一般关系有定性的和定量的关系之分：定性的关系包括逻辑学、拼字学（orthology即发明术语），定量的关系包括分立的量即算术、代数、测量、误差、概率、统计理论等和量的变化即函数理论、微分学、积分学等。空间和时间独有的关系又分为空间用定域分辨和时间用序列分辨：前者又包括定性的（位置）即描述几何学，定量的（大小）即度量几何学、三角学、测量法等；后者亦包括定性的即观察和描述理论（与逻辑无关），定量的即胁变理论（大小和形状的变化）和运动学（位置的变化）。不难看出，
抽象科学囊括了通常归类为逻辑和纯粹数学的一切。在这些分支中，我们处理分辨的概念模式；由于所形成的概念一般而言是严格定义的，并且摆脱了知觉内容的无限复杂性，因此我们能够以极大的精确性推理，以致这些科学的结果对于所有落在它们的定义和公理之下的东西都是绝对有效的。为此缘故，抽象科学的分支往往被说成是精密科学。
物理科学二分为已还原为理想运动的精密的物理科学和还未还原为理想运动的概要的物理科学。精密的物理科学下列四大部门：团块物理学包括力学、行星理论、月球理论等；分子物理学包括弹性、塑性、内聚性、声音、晶体学、地球外形、流体力学、空气动力学、潮汐理论、气体运动论等；原子物理学包括理论化学、光谱分析、太阳物理学和恒星物理学等；以太物理学包括与分子无关的辐射理论（光、热、电磁波）和与分子有关的光、热、电磁（与分子结构有关）——例如弥散、吸收、传输、传导等。概要的物理科学有星云理论、行星体系演化、地球的无机演化、地质学、地理学（有时称物理地理学）、气象学、矿物学、化学等。
生物科学是概要的而非精密的，它按照空间（定域）和时间（成长或变化）一分为二。在空间方面，有生命形式的地理分布（生物分布学）、习性与地点和气候的关系（生态学）、自然史（在古老的意义上）。在时间方面，亦一分为二：非再发生状态的历史学、发生状态的生物学有植物的生物学即植物学和动物的生物学即动物学。在历史学中，再分为一般的物种进化和特殊的物种进化；前者包括生命起源（种系发生、古生物学等），物种起源，自然选择和性选择理论等；后者包括体格（头盖学、人类学等），心理官能（语言史、语言学、哲学史、科学史、文学史、艺术史等），社会建制（考古学、民俗学、习惯史、婚姻史、所有权史、宗教史、国家史、法律史等）。在生物学中，一有描述各类生命的形式和结构的形态学、组织构造学、解剖学等；二有专门处理成长和繁殖的胚胎学、性理论、遗传理论等；三有涉及生命的功能和行为的学科：从物理学的角度处理功能和行为的生理学，从心理的角度处理功能和行为的心理学。在心理学中，广义心理学包括本能理论、意识的起源等，狭义的人的心理学包括属于个体的心灵研究、思维心理学等，属于群体的社会学即道德、政治、政治经济学、法理学等。
颇有新意的是，皮尔逊还指出，他的科学三大块分类并非彼此互不沟通。正如应用数学把抽象科学与具体科学联系起来一样，生物物理学——处理无机现象的定律或物理学对于有机形式发展的应用——也把物理科学和生物科学联系起来。谈到自己的分类图式，皮尔逊“自称没有逻辑的精密性，而仅仅是尝试表明各种科学分支如何与基本的科学概念关联起来的粗略轮廓”，并表明他“在培根、孔德和斯宾塞失败的地方必然不可能成功”。然而，由于皮尔逊是位学识渊博的百科全书式的的哲人科学家 ，最有能力从事科学分类工作，因此他的工作在当时科学发展的状况下还是有现实意义的，至今仍有恒久的学术价值和一定的启发意义。
皮尔逊的科学分类是于1891年在伦敦格雷欣学院所做的讲演中和盘托出的，次年在《科学的规范》一书中发表。这是19世纪末的事。进入20世纪不久，汤姆森（J. A. Thomson）和奥斯特瓦尔德也就科学分类提出了自己的方案。汤姆森的科学分类大体沿用了皮尔逊的分类思想，但是却凸显了各学科的地位和关系。他的抽象科学包括形而上学、逻辑学、统计学、数学。他的具体科学则包括普通科学、特殊科学、联合科学和应用科学。在普通科学中，又细分为社会学、心理学、生物学、物理学和化学。在特殊科学中，对应于社会学的有人类学、各种社会组织之研究等；对应于心理学的有美学、语言学、心理-物理学等；对应于生物学的有动物学、植物学、原生学等；对应于物理学的有天文学、测地学、气象学等；对应于化学的有光谱学、立体化学、矿物学等。在联合科学中，有人类的历史、人种学、生物通史、地球通史、地质学、地理学、海洋学、太阳系通史等。在应用科学中，对应于社会学的有政治学、公民学、经济学等；对应于心理学的有逻辑学、教育学等；对应于生物学的有优生学、医学、林学等；对应于物理学的有航海学、工程学、建筑学等；对应于化学的有农学、冶金学、采矿学等。 奥斯特瓦尔德汲取了孔德的等级制度的分类思想，以最普遍的概念创建科学的分类体系——形式科学、物理科学、生物科学。形式科学论及属于所有经验的特征，它的主要概念是序，它包括逻辑或流形的科学、数学或量的科学、几何学或空间的科学、运动学或运动的科学。物理科学的主要概念是能（energy），它包括力学、物理学、化学。生物科学的主要概念是生命，它包括生理学、心理学、社会学。这里的生理学应该理解为处理非心理现象的整个科学，涵盖植物学、动物学以及植物、动物和人的生理学；心理学是心理现象的科学，它不限于人，尽管有许多理由要求它的占优势的部分针对人。奥斯特瓦尔德表明，在他的分类中是就纯粹科学而言的，没有把应用科学计算在内。
稍后的逻辑经验论在关注科学统一的同时，也涉及到科学分类问题。该学派的代表人物之一的卡尔纳普在最广泛的意义上使用“科学”一词，包括所有的理论知识，不管它在自然科学领域，还是在社会科学或所谓的人文学科领域，不管它是借助特殊的科学程序发现的知识，还是基于日常生活中的常识的知识。我们首先必须在形式科学和经验科学之间做出区分。
形式科学由逻辑和数学确立的分析陈述构成，经验科学是由在事实知识的不同领域确立的综合陈述构成。
这种分类的特色在于，首次明确地从科学语言和语言哲学的角度出发区分科学。
在其后的整个20世纪，科学分类一直受到各国学者的关注和研究。苏联的凯德洛夫等人依据自然界的客体层次无机界-有机界-人，认为其对应的科学学科是物理学、化学及其他，生物学，心理学；人的社会和思维对应的是社会科学和哲学科学。数学是单列的。数学和自然科学的各个学科都各有自己对应的技术应用科学或技术科学。 中国的于光远把现代科学分为两大类，即分别研究自然界和社会的运动规律的自然科学和社会科学，二者之间还有边缘学科领域。数学是研究整个世界的量的关系的科学，哲学则是自然科学和社会科学的概括和总结。钱学森认为，客观世界除了自然、社会之外，还有第三个领域即思维领域，因此他把现代科学分为自然科学、社会科学和思维科学。同时，从这三个领域向上，通过自然辩证法、历史唯物论和辩证认识论的桥梁，和哲学相联系；向下则与技术科学、工程科学相联系；数学则贯穿各个学科部门。 日本的纲岛定治提出，自然科学可以按照研究对象分为物质科学、生物科学、心理科学。这三者又可以细分为三个范畴：个性记述为主的阶段、一般性的升级阶段、适用第二阶段的发生理论；比如，实验物理学（力学、声学、热力学、光学、电磁学），理论物理学，分子、原子、电子理论这三者分别与之对应；其他学科也是如此划分的。 美国的科恩按照一般约定，指出自然科学包括物理科学和生物科学、化学、地球科学、气象学，有时还有数学。社会科学一般地被理解为包括人类学、考古学、经济学、历史、政治科学、心理学和社会学。传统上存在第三群人文学科，它包括像哲学、文学研究、语言研究，有时还有历史这样的学科。科学或自然科学的范畴常常被推广到包括一些常规认为是社会科学或人文学科一部分的某些学科，除（体质）人类学和（实验）心理学以外，还可以包括像语言学、考古学和经济学这样可以变化的领域。有时，地理学被认为是社会科学，有时被认为是自然科学。最近，一些（并非一切）传统的社会科学被放在“行为”科学的大伞之下。
在现时代，科学的指数式发展引起知识的极度膨胀，造成学科的极度分化，同时也催生了一大批交叉学科或边缘学科的诞生。据说，在德国大学的科研目录中列有四千多个研究领域。中国教育部学科分类（国标-92）也列举了文、理、工、农、医、军事六大部类的57个一级学科 和三千多个专业的分类目录。1989年出版的一本《英汉学科词典》 ，收集的社会科学、自然科学和技术科学的学科名称更多达三万有余。学科的这种通过分化和交叉而增生的趋势方兴未艾。在这种情势下，学者竞相推出自己的分类方案，从二元分类到五元分类一应俱全——当然也有超过五元的。
邦格持二元分类的观点。他说，在各种科学之间，第一个最显著的差异是形式科学和事实科学之间的差异，即处理观念的科学和事实的科学。逻辑和数学是形式科学：它们不涉及实在的事物，因此不能用来使我们处理实在（即经验），为的是使我们的公式确凿有效。物理学和心理学处于事实科学之中：它们涉及设想在世界中发生的事实，因此必须诉诸经验，以便检验它们的公式。自然科学包括物理学、化学、生物学、个人心理学等。此外，还有文化科学，其中有社会心理学、社会学、经济学、政治科学、物质史、思想史等。
三元分类也许是比较多的一种分类法。例如凯伯格坚持，从学术上可以区分出形式学科、经验学科和诠释学科。数学是形式学科，生物学和心理学是经验学科，文学是诠释学科。显而易见，每一个实际的学科都体现出所有三个类型的方面：数学中的许多东西最终与关于世界的事实有联系；生物学偶尔涉及形式结构，心理学包含诠释；文学批评处理诗的形式结构和有关产生它的社会事实。在这个框架中，哲学本质上是像数学一样的形式学科，诠释的进路更多地属于历史。我们原来涉及的科学像生物学和物理学一样，主要是经验学科。我们的形式关注与科学知识和科学理论的结构有关。我们也能够注意到科学和哲学的诠释方面，科学理论是在某些环境中并针对某种哲学思想背景出现的。理解科学史中的一个惟一事件，与分析在新近出现的理论和被说成用以支持它的实验资料之间得到的形式关系，是截然不同的事情。
四元分类除了前面介绍过的柯尔律治等人的区分以外，也有把科学分为形式的-运算的科学、自然科学、人类科学-文化科学。
N.麦克斯韦的五元分类（或六元分类）是这样的：数学、统计学和逻辑关注改善形式的、先验的或分析的知识。物理科学关注关于物理宇宙各个方面的知识。生物科学关注改善关于生命的知识。社会科学和人文学科关注改善关于人的生活的各种社会方面和文化方面的的知识。技术科学关注改善关于为实现各种有价值的、实际的社会目标所需要的知识。按照知识哲学的普遍一致的意见，经验科学能够被安排为粗糙的等级制类型。在底部，在一切的最基本的层次上，我们有理论物理学，与之密切相关的是宇宙学。向上，我们有理论上不很基本的物理学部分，例如固体物理学和物理化学；再高一点，我们有无机化学的整体，并排化学天文学、天体物理学和地球科学（物理学和化学的特殊化的应用）。再向上，我们有生物科学以及有机化学、分子生物学、生物物理学和生物化学做基底，中途有诸如动物学、植物学、解剖学、神经病学、遗传学这样的科学，顶端是生态学和动物行为研究。更高一些，我们有社会科学、人类学、社会学、心理学、语言学、经济学、政治科学和历史学。按照一种观点即还原论，我们应该把所有这些科学还原——至少在原则上——为理论物理学。按照竞争的观点即反还原论，这或者是不可能实现的目标，或者是不需要的目标。但是，二者都同意，经验科学能够依照等级制组织。更一般地，某种类似的等级制能够在逻辑和数学的学科中察觉到。在基础是逻辑，稍向上有集合论。其余的几乎整个数学分支都能够被诠释为或多或少特殊的集合论的应用。
在这里，有必要专门介绍一下技术科学。这不仅由于我们先前很少涉及，更因为技术科学在当今社会所起的作用实在太大了——它可以迅速地变成生产力，在改造世界中发挥着举足轻重的作用。伊利英和卡林金指明，技术科学是改变实在取向的研究和活动，任务之间的差别产生不同的技术和技术知识。前科学时代的技术知识是实践活动的经验知识，技术知识的科学形式的进化与向机器生产的转化有关。物质生产和技能的发展要求生产任务基于科学的工程来解决，要求技术设备的数学计算，技术不再能够仅仅在常识、才智敏锐、经验的基础上发展了。这就是为什么技术科学的诞生和形成是由两个相反指向的过程决定的：一方面使用自然科学的定律、理论和发生在它们之中的技术对象和过程的研究的独立资料决定，也由科学认知方法的积极应用决定；另一方面由独立的观察和技术与生产的事实的概括决定。自然科学应用于生产的技术问题，产生了不能还原为基础理论知识和技术常识的知识。军事科学的开端近似地落入15世纪中期和1870年代之间的时期，这个时期的特点是用科学知识解决工业生产任务，而不是一般的实际问题。在这个时期的第一阶段（15世纪后半叶到18世纪初期），技术知识还没有获得理论水平，因为在自然科学中充分形成的理论还不存在。这个阶段以在实验方法的基础上应用科学的形成为标志。在18世纪初和19世纪末的时期，对于与物理学、化学和力学相关的技术科学的形成来说，是决定性的时期。基本的自然科学理论的出现和充分发展的技术实践，为把技术知识提高到理论水平创造了必要的条件。但是，新技术科学的进化的机制和形式在技术知识发展的“经典”时期（19世纪末至20世纪中期）已经开始有意义的变化。在这个阶段，技术科学还是通过从基础自然科学导出而出现的模式继续存在。导出是工程技术实践和自然科学理论的综合，电气工程和无线电工程就是从电动力学导出的。在这个时期，技术科学的开端的新形式已经出现——通过从已经现存的作为基本科学起作用的技术科学导出，比如无线电定位就是从无线电工程导出的。应该注意，此时的技术科学已经在它自己的题材、理论原理和特殊的理想对象方面是科学知识的充分形成的领域。在1920年代至1940年代，技术知识的数学化稳定地得以发展。在1960年代，技术知识变成认识论认真分析的对象。因此，20世纪中期能够被视为技术科学发展的非经典阶段的开端。经典的技术知识与非经典的技术知识之间的差异除了理论的结构、出现和形成的机制不同外，还在于后者是交叉学科的。技术科学的理论具有建设性的功能，却不包含新的逻辑关联，这样的理论不说明和预言，只是产生工程对象。
从以上的形形的科学分类不难看出，学者进行分类的依据或基准各有千秋。有人认为，科学分类所依据的原则有客观原则（物质运动形式的客观区别）、发展原则（物质运动形式从简单到复杂、从低级到高级的发展序列）、层次原则（从一般到特殊的科学知识层次结构序列）、实践原则（新方法和新工具的出现会造成新学科的诞生）。有人指出，科学分类研究进入到结构分析和动态分析的阶段。学者设计了各种模式模拟科学体系的结构，如塔模式、树模式、网模式等。同时，科学分类的动力学研究也方兴未艾，学者用液体沉淀模型、气体流动模型、球体膨胀模型来模拟科学体系的运动和变化。 其实，马赫早就强调，在科学研究中，不同的透视都是可能的。从这些不同的观点得到的结果能够产生不同的学科，它们具有相对的自主性。 不过，一般而言，科学分类的基准不外乎三种：客观的基准、主观的基准、综合的基准。客观的基准包括研究的对象、种类和范围，事物的本质，物质的层次，自然的秩序，探索的方法等；主观的基准包括心智官能、精神能力、哲学理念、描述语言、抽象的形式等；综合的基准在奥斯特瓦尔德的以序、能、生命的概念作为分类的依据中最具有代表性。
不用说，这三种基准的划分是仅就主要倾向而言的，只具有相对的意义。诚如奥斯特瓦尔德所言：这些分类不是依照所谓的事物的“本质”，而仅仅从属于为了比较容易和比较成功地把握科学问题而做出的纯粹实际的安排。这是因为，“缺乏完备的和精确的边界是所有自然事物的普遍特征，而科学是自然事物。例如，如果我们力图在物理学和化学之间进行鲜明的区分，那么我们便会遇到相同的困难。在生物学中情况也是这样，倘若我们超出怀疑的阴影力图在动物王国和植物王国之间建立分界线的话。” 在本文结束时，我们不怕贻笑大方，愿意综合各家之长，主要依据科学研究的对象和方法，托出自己的简略的分类方案：
广义的科学可以分为形式科学、自然科学、技术科学、社会科学、人文学科。形式科学以符号概念为主要研究对象，多用分析、推理、论证的方法，其目的在于构造形式的、先验的思想体系或理论结构。自然科学以自然界为主要研究对象，多用实证、理性、臻美的方法，其目的在于揭示自然的奥秘，获取自然的真知。技术科学以人工实在为主要研究对象，多用设计、试错等方法，其目的在于创制出新的流程、工艺或制品，它在很大程度上是自然科学在技术上的实际应用或应用科学的技术化而形成的系统的知识。社会科学以社会领域为主要研究对象，多用调查、统计、归纳等方法，其目的在于把握社会规律，解决社会问题，促进社会进步。人文学科以人作为研究对象，多用实地考察、诠释、内省、移情、启示等方法，其目的在于认识人、人的本性和人生的意义，提升人的精神素质和思想境界。
参考文献
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这57个一级学科的名称是数学，信息科学与系统科学，力学，物理学，化学，天文学，地球科学，生物学，农学， 林学，畜牧、兽医科学，水产学，基础医学，临床医学，预防医学与卫生学，军事医学与特种医学，药学，中医学与中药学，工程与技术科学基础学科，测绘科学技术，材料科学，矿山工程技术，冶金工程技术，机械工程，动力与电气工程，能源科学技术，核科学技术，电子，通信与自动控制技术，计算机科学技术，化学工程，纺织科学技术，食品科学技术，土木建筑工程，水利工程，交通运输工程，航空、航天科学技术，环境科学技术，安全科学技术，管理学，，哲学，宗教学，语言学，文学，艺术学，历史学，考古学，经济学，政治学，法学，军事学，社会学，民族学，新闻学与传播学，图书馆、情报与文献学，教育学，统计学。
李诗英主编：《英汉学科词典》，北京：中国科学技术出版社，1989年第1版。
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