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[其他] 量子力学+基因组学 交叉学科 论文合集

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发表于 2009-8-8 19:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 orionsnow 于 2009-8-8 23:53 编辑

或者应该是量子统计基因组学?

或者 基因组统计学?

后边这2个名字是我自己想的,也不知道是不是合适。

第0篇
量子li学入门。


http://www.dolc.de/forum/viewthread.php?tid=984104

基因组学入门。


第一篇,

量子力学在生物学中的作用不平凡么?

Does quantum mechanics play a non-trivial role in life?
P.C.W. Davies
Australian Centre for Astrobiology, Macquarie University, New South Wales, 2109, Australia

Abstract
There have been many claims that quantum mechanics plays a key role in the origin and/or operation of biological organisms,
beyond merely providing the basis for the shapes and sizes of biological molecules and their chemical affinities. These range
from Schr¨odinger’s suggestion that quantum fluctuations produce mutations, to Hameroff and Penrose’s conjecture that quantum
coherence in microtubules is linked to consciousness. I review some of these claims in this paper, and discuss the serious problem
of decoherence. I advance some further conjectures about quantum information processing in bio-systems. Some possible
experiments are suggested.
© 2004 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.
Keywords: Molecular biology; Quantum computing; Quantum information; Decoherence; Biophysics

http://cosmos.asu.edu/publicatio ... Systems%20paper.pdf


第一部分找到点新资料,大概意思是说, 物理+生物, 是目前物理学研究的一个挑战,我补充到首页里头去了。

http://wwwcp.tphys.uni-heidelberg.de/challenges/index.php

和我的思路有点远,不过和老太爷的思路有点像,就是从正面推进过去的,也取得了不少成果,也是海德堡大学物理系做的。

Since some time the science community has singled out the grand challenges that science is facing. There are from the fields

    * Quantum Chromo Dynamics,
    * Biophysics,
    * Astrophysics and
    * Materials Science

Among them are challenges that cross the border between physics and biology. Due to the vast amount of data that is now available there is the possibility to understand living organisms as complex dynamic systems and to simulate their behavior. Biological processes occur on a wide range of spatial and temporal scales. The time scales of biological function range from very fast femtosecond molecular motions, to multi second protein folding pathways, to cell cycle and development processes that take place over the order of minutes, hours and days. Similarly, the dimensions of biological interest range from small organic molecules to multi-protein complexes, to cellular processes, to tissues, to the interaction of human populations with the environment. Thus one needs to understand how on the smallest scale conformational changes of molecules plus their interaction give rise to collective phenomena. Modelling the complex biological system is one of the greatest challenges due to the levels and scales involved. Physics can make a contribution leading to fundamental insights due to its tradition in modelling complex systems and its mathematical framework and computational approaches. Methods and theories from physics provide the tools and language of molecular structure from the smallest to the largest molecules and the fundamental laws to explain how molecules interact and form their three-dimensional shape.

If particular, todays grand challenges are:

    * the relationship between structure of molecules and high level complexes of molecules and their function (for example: What is the structure of the DNA in the nucleus and how does this structure govern DNA transcription; given the protein structure, what is its function)
    * protein structure and function (for example structure prediction; RNA structure prediction and DNA and RNA interactions with proteins)
    * cellular processes, mediated by interactions of signaling molecules and their cell surface receptors
    * biofluid dynamics
    * how does behavior emerge from properties of neurons and networks of neurons
    * what factors maintain biodiversity?

Common to these problems is the need for a theory for systems that combine stochastic and nonlinear effects, often in partially distributed systems.


第二部分

某些生命是不违反热力学第二定律?
(有争议话题)

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相关帖子

Die von den Nutzern eingestellten Information und Meinungen sind nicht eigene Informationen und Meinungen der DOLC GmbH.
发表于 2009-8-8 19:42 | 显示全部楼层
我觉得如果是中国人先做生物方面的博士的
还是要首推TUHH的曾教授了
第一是中国人
第二是所在领域世界上绝对的前10!
第三,手头项目不要太多啊
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 楼主| 发表于 2009-8-8 19:48 | 显示全部楼层
我觉得如果是中国人先做生物方面的博士的
还是要首推TUHH的曾教授了
第一是中国人
第二是所在领域世界上绝对的前10!
第三,手头项目不要太多啊
急着找房子 发表于 2009-8-8 19:42


您说的这个事情,和我发的主题有嘛关系?
Die von den Nutzern eingestellten Information und Meinungen sind nicht eigene Informationen und Meinungen der DOLC GmbH.
发表于 2009-8-8 19:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 急着找房子 于 2009-8-8 19:52 编辑

没关系
抢沙发

如果有人正在找生物方面的博士位置,就当给他们建议了

如果觉得占用了地方,就请LZ让版主删了吧

btw,LZ射猎的东西真多啊,真羡慕!太厉害了
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发表于 2009-8-8 20:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 老太爷2008 于 2009-8-8 20:48 编辑

这个生物分子系综怎么用简单的数学公式(组)去描述?
遵从什么统计规律?
粒子(团)和粒子(团)之间的相互作用怎么表述?
长程力还是短程力?
可以引入平均场近似么?
如何定义一个Massive系统的Cohenrent属性(时间,空间)?
是Global(全局),还是Local(局域的)?
那么大的尺度,那么多粒子的体系,怎么用波函数讨论?
宏观的秩序(熵)怎么定义?

我这人也喜欢干‘吃一顿饭干两天的事’,请楼主就上面的问题给我一个简单回复。
谢谢!
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发表于 2009-8-8 20:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 老太爷2008 于 2009-8-8 20:59 编辑

这个P.C.W. Davies写东西不严谨!
随便扫了一眼,
文中一段引述
a pure quantum state cannot be quantum mechanically replicated.
是不对的,正确的说法是,
an unknown (pure) quantum state cannot be quantum mechanically replicated。

仓促间写出来的抢占‘学科概念制高点’的东西,总是有点那个啥啥。
不好意思,我就是不待见这种人!
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 楼主| 发表于 2009-8-8 22:32 | 显示全部楼层
这个生物分子系综怎么用简单的数学公式(组)去描述?
遵从什么统计规律?
粒子(团)和粒子(团)之间的相互作用怎么表述?
长程力还是短程力?
可以引入平均场近似么?
如何定义一个Massive系统的Cohenrent属 ...
老太爷2008 发表于 2009-8-8 20:33

你完全走了我去年的老方向了,这个方向我已经尝试过走不通了。

难点就是在你上边体的那些问题上,如果用联立方程的方法,建模就是大问题。然后求解问题更大。

也许能走通,但是需要一个人精通 物理,生物,统计三个方向才可以。 我当时放弃这个思路的原因就是因为我物理太弱了,量子力学搞不定。



你如果感兴趣的话,下次碰到你可以好好聊聊。  大概的思路就是从统计+基因组学这个传统方向入手,然后和这个文章作者的思路差不多,找到一些没有量子力学参与就不能解决的例子,然后把量子力学一点点加入进去。

我habi 可能就做这个方向, 大概明年开题了我可把开题报告补充道里头来。
海德堡物理学应该挺强的吧,还要和你打听个事情,我以前在国内的时候听我的导师说,生物体可能不遵守热力学第二定律,就是那个熵增大定律。 海德堡在这方面的研究是最强的,应该就是你们物理系,不知道这么多年过去了,有没有什么新的进展?

我现在在想一种很简单传统统计方法,不过思路还不是很清楚,正在开题中,这也是这个帖子的目的。打算用我原来博士研究的东西,就是回归分析加信息论从外部结果上找寻突破口。
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 楼主| 发表于 2009-8-8 22:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 orionsnow 于 2009-8-8 22:58 编辑

”那么大的尺度,那么多粒子的体系,怎么用波函数讨论?“

这一句是整个建模的难点, 不用提波函数,普通方程都很困难。

热学里头有类似情况,但是那里头的分子特性简单多了

这个P.C.W. Davies写东西不严谨!
随便扫了一眼,
文中一段引述
a pure quantum state cannot be quantum mechanically replicated.
是不对的,正确的说法是,
an unknown (pure) quantum state cannot be quan ...
老太爷2008 发表于 2009-8-8 20:53


另外你这么一说提醒我了,刚才特别的去看了一下他的简历。

Paul Charles William Davies AM (born 22 April 1946) is a English physicist, writer and broadcaster, currently a professor at Arizona State University as well as the Director of BEYOND: Center for Fundamental Concepts in Science. He has held previous academic appointments at the University of Cambridge, University of London, University of Newcastle upon Tyne, University of Adelaide and Macquarie University. His research interests are in the fields of cosmology, quantum field theory, and astrobiology. He has proposed that a one-way trip to Mars could be a viable option.

物理学家,作家。。。这个很牛,。。。播音员?。。。曾经是 剑桥等大学教员?
天体生物学家? 专门研究有没有外星人的?
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发表于 2009-8-8 22:54 | 显示全部楼层
怀疑在软物质这个层面上量子统计的有效性,我看还是先搞清了基因序列所包含的信息再说统计吧,而且楼主量子还未入门,就要量子统计 基因组,我持怀疑态度
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发表于 2009-8-8 22:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 老太爷2008 于 2009-8-9 00:16 编辑

我本科作物理化学的,就是拓展量子力学的手段去计算化学分子的微观量,
进而拓展到宏观体系。
我觉得这很扯,不精确。
特别是计算动力学过程,差几个数量级。

就象我以前说的,在非相对论的框架下,薛定锷方程是没错的。
问题出在前提假设。
建模很重要!
失之毫厘,谬以千里。

所以我改行去做原子物理了,连小分子都不Care!
我做最简单的low mass原子,看最简单的动力学过程。
我们做实验物理的,最推崇直接证明,我对间接证明是不以为意的。
更不用讲,测量对微观系统的影响!
看一个瓶子的碎裂过程,击打的手段决定结果。

我感觉现在分子生物这块,开始注重‘软件’,就是Information,
摒弃以前的唯物质论,就是‘硬件’---化学,分子结构分析。
有的时候不要被大牛忽悠了。
那个R.Feyman说:
information is physical
OK,这话没错!
但是要考虑你的对象能不能荷载起这个命题!
Quantum Information很炫,但是很难把它的波函数传播概念推广到多维多粒子体系

热库下的退相干是巨大的。
你的生物大分子系综是一个
热(能量)交换,物质交换,信息交换的宏大系综

你用微观的角度怎么看都是一块。
对一个新型的交叉学科,起手的角度很重要。
我觉得还是Complex System比较靠谱。

量子力学只能给你一点的Witness。
全局观?I am sorry!

不要轻易做跨学科的类比,很危险!
不精确的理解会导致‘断章取义’!
虽然大家都在最求所谓‘大统一’理论!
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