生物大分子的動力學分析和應用：生命科學在定量化和信息化研究中的理論核心問題（簡體書）

生物大分子包括: 糖、脂、蛋白質和核酸，也包括由它們的組合或混合所產生的細胞器、細胞等。其中的動力學是指它們的結構、功能、形成過程、相互作用中的各種問題。 《生物大分子的動力學分析與應用——生命科學在定量化和信息化研究中的理論核心問題》由三部分，共二十二章組成。其中第一部分是圍繞生命科學中的核心內容和多種不同學科有關的基本概念和基本知識，除了對它們作簡單介紹外，還有一些發展和推廣。在第1章中對有關理論核心問題作重點說明和討論，有一些新觀點的提出值得關注。 第二部分是動力學部分，其中包括信息動力學和分子動力學的內容.信息動力學是由觀察資料來分析生物分子中的動力學規則，因此是動力學中的反問題。而分子動力學包括溶液中分子運動的動力學、原子與分子相互作用、產生生化反應中的動力學問題。 第三部分是應用部分，分別針對幾個典型應用問題進行綜合研究和討論。 附錄，對《生物大分子的動力學分析與應用——生命科學在定量化和信息化研究中的理論核心問題》常用的數學公式、符號、物理量名稱、量綱及多種不同類型物體的物理尺度作補充說明。 《生物大分子的動力學分析與應用——生命科學在定量化和信息化研究中的理論核心問題》除了正文之外，還附資料資源，該資源給出一些原始資料、計算分析 結果和彩色圖像。請訪問科學書店，檢索圖書名稱，在圖 書詳情頁“資源下載”欄目中獲取,資料資源名稱為“《生物大分子的動力學分析與應用——生命科學在定量化和信息化研究中的理論核心問題》光碟”。

沈世鎰，1956年進入南開大學學習，1961年考取南開大學數學系研究生（導師胡國定）。1977年由山西調入南開大學數學系任教。1986年國務院學位委員會聘任為南開大學博士生指導教師。1997年，任南開大學數學科學學院院長。1997年，任天津市數學會第八屆理事會理事長。曾任康奈爾大學訪問學者。 主要研究方向：代數編碼；信息的度量及其應用；組合密碼學；神經網絡系統理論及其應用；近代密碼學。 主要研究成果及獲獎：出版著作5部；發表論文5O多篇，其中SCI收錄12篇。1993年，獲“天津市自然科學技術領域中青年授銜專家”稱號，天津市優秀教師。四次獲天津市、教育部科技進步獎。

目錄
前言
第一部分 基本原理和基礎知識
第1章 生命科學概論 3
1.1 宇宙、地球與生命 3
1.1.1 宇宙學、宇宙大爆炸說 3
1.1.2 地球的早期演變 6
1.1.3 生命的出現和演變 8
1.1.4 一些重大事件和學說 9
1.2 理論核心問題 12
1.2.1 理論核心問題之一: 三大基本要素和它們的尺度指標 12
1.2.2 不同尺度下的時空觀 14
1.2.3 時空結構中的數學和物理 15
1.2.4 理論核心問題之二: 不同學科的綜合研究 17
1.2.5 理論核心問題之三: 能量的表達和轉化 18
1.2.6 能量表達的類型 20
1.3 理論核心問題之四: 選擇性原理 22
1.3.1 宗教和哲學中的討論 22
1.3.2 自然科學中的選擇性原理 23
1.3.3 選擇性原理中的幾個關鍵特徵 24
1.3.4 選擇性原理中存在第四特徵的猜想 25
1.4 信息實在論 27
1.4.1 信息的含義和特徵 27
1.4.2 信息實在論和關係實在論 28
1.4.3 不同尺度背景下的科學和哲學 29
第2章 量子理論概述 31
2.1 量子力學 31
2.1.1 從經典力學到量子力學 31
2.1.2 量子力學的數學模型 33
2.1.3 量子力學中的一些基本原理 35
2.1.4 不確定性原理和對它的討論 37
2.2 原子結構 38
2.2.1 氫原子和類氫原子中的電子運動軌道 38
2.2.2 原子結構的一般理論 41
2.2.3 原子的光譜理論 44
2.3 元素結構週期表 45
2.3.1 元素週期表的排列方式 45
2.3.2 元素結構一覽表 47
2.3.3 對表 2.3.4中有關參數的分析 48
2.4 量子物理中的幾個特殊問題 50
2.4.1 粒子在勢能場中的運動 50
2.4.2 幾種簡單運動的量子特徵 51
2.4.3 二態系統和量子的共振問題 54
第3章 量子化學和量子場 58
3.1 化學和量子化學的一些記號 58
3.1.1 化學鍵 58
3.1.2 基團和分子官能團 60
3.1.3 量子化學的模型和記號 62
3.2 量子化學中的一些計算問題 64
3.2.1 氫原子、氫離子和氫分子的量子化學模型概述 64
3.2.2 有關參數和解的討論 67
3.2.3 雜化軌道理論 68
3.3 量子場簡介 70
3.3.1 量子場的一些基本概念 70
3.3.2 經典動力場和量子動力場的基本運動方程 73
3.3.3 經典動力場的量子化 76
3.3.4 由光子和電磁場所產生的量子場 78
3.3.5 幾個問題的補充說明 81
第4章 其他動力學問題 83
4.1 熱力學及其基本定律 83
4.1.1 熱力學體系 83
4.1.2 熱力學第一定律 84
4.1.3 熱力學第二、第三定律 86
4.1.4 統計力學對熵函數的計算 87
4.2 量子統計物理學概述 89
4.2.1 粒子系統的量子化 89
4.2.2 理想氣體 91
4.2.3 其他微觀粒子 93
4.3 幾種重要類型的化學反應和電化學 95
4.3.1 酸堿反應 95
4.3.2 氧化和氧化還原反應 97
4.3.3 電化學概述 99
4.3.4 其他類型的化學反應 100
4.4 光電、光化和光合作用 101
4.4.1 太陽能概述 101
4.4.2 光電和光化作用 104
4.4.3 光合作用 106
4.4.4 代謝概述 109
第5章 分子點線圖、分子空間結構和拓撲空間 111
5.1 分子點線圖 111
5.1.1 點線圖的一般定義和性質 111
5.1.2 分子點線圖的表示 115
5.1.3 分子點線圖的組合和分解及它們在化學反應中的表示 117
5.1.4 分子空間結構的點線圖表示 118
5.2 分子空間結構的幾何理論 120
5.2.1 分子空間結構的參數系 120
5.2.2 空間四原子點的結構和它們的參數系 122
5.2.3 多原子點結構的幾何分析和它們的參數表達 124
5.2.4 不穩定參數的計數問題 126
5.3 坐標系和座標變換 127
5.3.1 直角坐標系和它的變換 127
5.3.2 直角坐標系和極坐標系 129
5.3.3 歐拉角和旋轉變換 131
5.4 拓撲空間和空間多面體 132
5.4.1 集合和拓撲空間 132
5.4.2 多邊形和空間多面體 134
5.4.3 一般線性空間理論和生物大分子的空間結構 136
第6章 生物大分子的空間結構分析 139
6.1 總體結構和形態相似性分析 139
6.1.1 對總體結構的討論 139
6.1.2 空間結構的相似性 140
6.2 生物大分子的空間結構分析-Ⅱ (形態特徵的分析) 143
6.2.1 深度分析和幾何計算 143
6.2.2 其他類型深度的定義和性質 146
6.2.3 小球滾動法 147
6.2.4 多面體收縮法 151
6.3 多面體的擬合理論 153
6.3.1 多面體擬合的定義和要求 154
6.3.2 表面的凹、凸的特性指標 155
6.3.3 生物大分子空間結構討論和分析的意義 157
第7章 隨機分析 158
7.1 隨機變數和隨機系統 158
7.1.1 隨機變數及其分佈函數 158
7.1.2 主成分分析法和隨機控制 162
7.1.3 隨機變數的極限性質 163
7.2 幾種重要的隨機過程 165
7.2.1 隨機過程概論 165
7.2.2 獨立隨機序列 166
7.2.3 泊松過程 167
7.2.4 可加過程 169
7.2.5 對偶過程和首達時間 170
7.2.6 馬氏過程的定義 171
7.3 布朗運動和更新過程 174
7.3.1 布朗運動的定義和基本性質 174
7.3.2 布朗運動的極限性質和其他一些分佈性質 176
7.3.3 布朗運動的函數變換性質 177
7.3.4 更新過程 178
7.4 複合隨機過程 180
7.4.1 複合隨機過程概述 180
7.4.2 複合更新過程 181
7.4.3 基因突變序列 181
7.4.4 排隊過程 183
7.5 隨機微分方程概論 184
7.5.1 隨機積分 (伊藤積分) 和隨機微分 (伊藤微分) 184
7.5.2 隨機微分方程的定義和類型 185
7.5.3 隨機微分方程的性質 186
第8章 隨機分析應用和神經網絡系統 187
8.1 朗之萬方程及其應用 187
8.1.1 朗之萬方程的定義和求解 187
8.1.2 關於朗之萬方程解中參數的討論 190
8.1.3 漲落分析 191
8.2 隨機分析的其他應用 192
8.2.1 基因的突變和比對的隨機模型 193
8.2.2 基因的突變和比對中的隨機過程 194
8.2.3 基因突變的 A-空間理論和應用 196
8.3 神經網絡系統概論 197
8.3.1 神經網絡系統的一些基本知識 197
8.3.2 NNS的信息處理過程 199
8.3.3 ANNS200
8.4 ANNS中的基本模型和它們的學習算法 202
8.4.1 感知器的模型和算法 202
8.4.2 HNNS概述 204
8.5 其他類型的智能算法的分類 206
8.5.1 正向和反向的 HNNS206
8.5.2 EM 算法及其理論分析 208
8.5.3 EM 算法的實例計算 209
8.5.4 其他算法和算法的分類 211
第9章 生物大分子的基本結構 213
9.1 糖和脂 213
9.1.1 糖類概論 213
9.1.2 單糖的結構和類型 214
9.1.3 脂類概論 216
9.2 氨基酸和蛋白質概論 218
9.2.1 氨基酸概論 218
9.2.2 氨基酸的結構和表示 221
9.2.3 肽鏈和蛋白質 224
9.3 核酸簡介 227
9.3.1 核苷酸的分子結構 227
9.3.2 DNA的雙鏈結構模型 229
9.3.3 遺傳密碼子 231
9.3.4 染色體 232
9.4 細胞概論 234
9.4.1 細胞的類型和結構 234
9.4.2 細胞器概述 235
9.4.3 原核細胞和真核細胞的比較 236
第10章 基因組中的基因識別問題 239
10.1 生物信息學中的核酸序列 239
10.1.1 基因組概述 239
10.1.2 不同類型核酸序列的結構分析 242
10.1.3 基因組的其他重要功能特徵 245
10.2 基因組和染色體的補充性質 246
10.2.1 DNA和蛋白質的組合與混合結構 246
10.2.2 細胞的有絲分裂和 RNA的結構分析 248
10.3 原核生物基因組的基因識別問題 249
10.3.1 原核生物的基因識別 249
10.3.2 ORF序列的定義和生成算法 251
10.3.3 對基因識別問題的討論 252
第二部分 信息動力學和分子動力學
第11章 ID概論和一級結構的ID分析 257
11.1 ID概論 257
11.1.1 資料庫的類型和特徵 257
11.1.2 ID的基本方法之一: 信息統計法 259
11.1.3 ID的基本方法之二: 組合分析法 262
11.1.4 一級結構的詞法和句法分析 263
11.2 蛋白質一級結構的ID分析 266
11.2.1 蛋白質一級結構資料庫的選擇和特徵數的計算 266
11.2.2 蛋白質一級結構的ID運動方程 268
11.2.3 IDF的頻譜分析 271
11.2.4 有關頻譜分析的討論和思考 273
11.3 基因組的ID分析 (信息統計法) 274
11.3.1 概論 274
11.3.2 IDF的計算結果和分析 276
11.3.3 由基因組IDF所產生的詞和詞法分析 279
11.3.4 基因組ID分析的組合分析法 281
11.4 原核生物的基因識別問題 284
11.4.1 CDS和 ORF序列的資料結構 285
11.4.2 原核生物的基因識別計算 286
11.4.3 基因識別的IDF法 288
第12章 蛋白質的三維