مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - نمايي از رابطه زيست شناسي و رياضي: از سده هفدهم تا بيست و يكم

چكيده فارسي :

در اين مقاله به طور مختصر به نقش رياضي در مطالعات زيست شناسي مي پردازيم. به طور معمول مفاهيمي مانند شمارش، اندازه گيري، و محاسبات آماري در زيست شناسي به كرات مورد استفاده قرار مي گيرند. ولي اين همه كاري نيست كه رياضي براي زيست شناسي انجام مي دهد و يا مي تواند انجام دهد. پرسش اصلي در اين بحث، نقش تفكر رياضي در مطالعات زيست شناسي است. اساس چنين تفكري مشخص كننده جزييات فني وارد شده از رياضي به زيست شناسي است. در اين خصوص به سه دوره مهم در زمينه تعامل رياضي با زيست شناسي پرداخته مي شود. دوره نخست سده‌هاي هفدهم تا نوزدهم است. در اين دوره ابهامات زيادي در خصوص رابطه رياضي دانان با زيست شناسي وجود دارد. بررسي هاي اين مقاله، با نشان دادن اين كه اين دوره غني از رياضي داناني است با سوداي زيست شناسي/پزشكي و يا موثر بر زيست شناسي/پزشكي، اندكي از اين ابهامات مي‌كاهد. دوره دوم سده بيستم است، كه رسما از سال هزارو دويست و نودونه هجري خورشيدي با ظهور عنوان رياضيات زيستي (Biomathematics) آغاز مي‍شود. اين دوره سرشار از تلاش‍هاي بسيار در زمينه رياضيات زيستي با تحولاتي شگرف است. دستاوردهاي رياضي محور اين دوره در حوزه زيست شناسي/پزشكي با هيچ روش صرفا زيست شناسانه مرسوم قابل دريافت نبوده است. تحول گرايي در روزهاي پاياني اين دوره به اوج مي‍رسد و مفهوم رياضيات زيستي به مفهوم زيست شناسي رياضي وار (Mathematical Biology) تطور مي يابد. دوره سوم از سال‍هاي ابتدايي سده بيست و يكم آغاز مي شود و در مسير تطور به ابهامي جديد مي انجامد. آيا رياضيدانان كساني خواهند بود كه اهداف زيست شناسي را تحقق مي بخشند. آيا زيست شناسي به روش مرسوم، كه همچنان تداوم دارد، منسوخ خواهد شد. اميدها و بيم ها در خصوص مهارت هاي رياضي زيست شناسان و مهارت هاي زيست شناسي رياضي دانان چه خواهد شد. سر رشته كار در دست كه خواهد بود، رياضي دانان و يا زيست شناسان؟ اين مقاله برآن است كه آغاز دوره سوم در سده بيست و يكم را بررسي كند و براي آن پيشنهاداتي ارائه كند. تحولات نشان مي دهند كه نسل جديدي از زيست شناسان رياضيدان جايگزين رياضيدانان علاقه مند به زيست شناسي خواهند شد. اين افراد كه، هسته اصلي فعاليت شان از زيست شناسي آغاز مي شود، به وسيله رياضيدانان آموزش خواهند ديد. حدود نه برابر محتواي زيست شناسي مرسوم، در آثار آنها محتواي رياضي وجود خواهد داشت. در آينده اي نزديك تشخيص اينكه اين افراد زيست شناس هستند و يا رياضيدان در يك نگاه بسيار دشوار خواهد بود همانگونه كه در سده نوزدهم و بيستم تشخيص رياضيدان از فيزيكدان امري آسان نبوده است. پس از اين دوره، بايد منتظر دوراني باشيم كه در آن رياضياتي مختص زيست شناسي ابداع شود كه حاصل آن فناوري هاي زيستي اعجاب انگيزي خواهد بود كه از حد تصور زيست-رياضيدانان بجا مانده از دوره دوم خارج است. مقياس‍ه اي زماني دوره سوم و دوران پس از آن، بسيار وابسته به نظام آموزش رياضي براي زيست شناسان جوان است.

چكيده لاتين :

The role of mathematics in biological studies is briefly discussed within the time frame of 17th to 21st centuries. The considered time line is partitioned into a number of sections within each a special scheme of two fields interactions is observed. Biological consideration within the serious work of mathematicians and serious consideration of mathematics within the work of biologists are employed to map various interval of interactions. Such interactions were (and yet are) constructive. These lead to the new interdisciplinary field of mathematical biology in 20th century. This paper will draw the picture of future modern biologists. It is claimed in this paper that, very soon, it will be impossible to meet a biologist who is not a sort of mathematician and there will be many mathematicians who works on biology. The relations between biology and mathematics will be similar to the relations between mechanics and mathematics. It is argued that, the time comes for building classical mathematical theories for biological concepts/problems. Some examples are given; specifically, the work of Shahshahani metric is addressed as an example towards such classical theories.