数学与生态学.PDFVIP

52 数学文化 第7卷第3期 2016 数学与生态学 Joseph Malkevitch / 文 丁 玖 / 译 导言 数学因其证明普遍适用的漂亮“事实”（定理）及因其众多的应用而很重要。数学 中那些显示有用的学术领域的范围已随时间不断增大。有一个时期，就数学与其他各 学科的关系而言，人们认为数学与物理是最引人注目的合作伙伴。然而就这一点上来看， 没有一门学科中数学不发挥重要作用。 在前几篇专栏文章中，我已经选取了几个这样的跨学科合作伙伴关系：数学与化 学及数学与心理学。这回我将谈论数学与生态学。在过去，一般认为数学在生物学中 的应用是有限的。这是因为生物体太多样化、太复杂了，对数学分析而言就太难以捉 摸了。然而，不仅是随机（概率）数学的应用，而且是确定性的“模型”，在生物学中 都已经赢得了关注。 生物学与数学一样，是门具有许多丰富而复杂内容的学科。因此，如果一个人瞧 A 瞧生物学的不同“分支”，就会发现它分成许多部分，其中包括以字母“ ”开头的解 Z 剖学，以及以字母“ ”开头的动物学。我很惊讶遗传学和基因组学却不在花名册上， 但我发现它们位于“生命科学”的不同“分支”图上。 对于思考数学如何用于其它科目，想想分类学往往是有帮助的——结构性地想到 一门学科的不同部分怎样组合在一起的方式。例如，没有人会怀疑数学已被证明在遗 传学领域中非常有用。然而，时间已经改变了组织及思考该领域结果的方式。从最早 的时候起，农民和饲养牲畜的人们就已用“数学思维”以完善结果——更高的作物产 量以及更快养肥的牲畜。于是，我们看到下列的传统和新出现术语的混合物： 数学生物学 计算生物学 计算基因组学 生物信息学 生态学 生物学的不同部分已经从数学提供给生物的一系列工具中引进不同的方法。毫不 奇怪，通常是一项生物学的发展，导致有关如何用数学来理解生物洞察力的新思路。 生物学的突破会导致用数学工具来帮助生物学家的突破。我不试图展现数学帮助生物 学家理解现代生物学的浩瀚景观，但可以看看一个相当小的领域，它提供从一个新角 度看一些传统课题的方法。这种讨论发生在生物学中称为生态学的那个部分。生态学 涉及不同种类的生物彼此之间及和它们的环境相互作用的方式。一旦人们将自己的“显 微镜”带进生物学的这个子领域，就会看到生态学虽然是生物学的一小部分，就其自 身而言已是具有多变性的一个学科。