中科院李衍达院士漫谈生命与信息的关系

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1、中科院李衍达院士漫谈生命与信息的关系郭桐兴：各位观众，大家好！欢迎大家来到院士访谈栏目！今天我们请到了中国科学院院士，清华大学学位委员会副主任，中国自动化学会副理事长，清华大学信息科学技术学院前院长，国务院学位委员会控制科学与工程学科评议组成员，我国著名信号与信息处理专家李衍达先生！李老师，您好！欢迎您！李衍达：谢谢。郭桐兴：今天我们主要想请李老师就生命与信息的关系这一问题谈一下他自己的观点。首先我们想问您一下，您是一位信号与信息处。郭桐兴：各位观众，大家好！欢迎大家来到院士访谈栏目！今天我们请到了中国科学院院士，清华

2、大学学位委员会副主任，中国自动化学会副理事长，清华大学信息科学技术学院前院长，国务院学位委员会控制科学与工程学科评议组成员，我国著名信号与信息处理专家李衍达先生！李老师，您好！欢迎您！  李衍达：谢谢。  郭桐兴：今天我们主要想请李老师就生命与信息的关系这一问题谈一下他自己的观点。首先我们想问您一下，您是一位信号与信息处理的专家，为什么您对生命科学如此感兴趣呢？    李衍达：其实这个问题很多人都问我。当时人类基因组计划出来以后，我就开始关注生命科学的研究，因为当时人类基因组计划提供了大量的数据，解读了人类的DNA序列

3、，人类的30亿个碱基对的次序，都测出来了。这个是一个大的事件。因为虽然是一本天书，但是这个天书隐藏了人类的生命的奥秘，也可以说是解读生命本质的一本书。如此大的信息量提供出来了，当然是我研究信息的人非常感兴趣的，我对一切的数据都感兴趣。因为它中间隐藏了很多我们需要分析的信息和信号。人类基因组计划的出现当然引起了我极大的兴趣。其实我也意识到，生物学的研究在人类基因组计划出来以后，已经进入了一个新的水平里。不仅是进入到分子水平，也进入到研究生命本质的一个阶段。这个研究将会对人类社会产生极大的冲击。将对21世纪的发展有着无限的

4、可能。  因此无论从信息科学的意义上或者是对生命的好奇的意义上，我都非常有兴趣。所以7、8年前，我就开始关注这个事情。正努力的去想介入这个问题，一直到现在。我仍然是抱着这样的好奇心。  郭桐兴：现在世界上有很多发达国家都建立了生命交叉科学的研究中心，请您介绍一下，为什么会出现这样的现象？  李衍达：其实这个现象也是很自然的，我知道现在在美国有很多很著名的大学，包括斯坦福、MIT都建立了生命研究中心，还有其他的学科，其他的学科包括物理、数学、计算机，其他的包括比如说信息都介入了。为什么这样呢？其实这个很自然，首先人类基因

5、组计划提供了那么大的数据，生物学家觉得难以管理了，所以需要计算机学家帮他建立数据库了。这么多的序列，他就需要分析了，所以就需要计算机专家帮他进行分析了。数据分析以后，为了分析这个数据，他就需要建模了，所以数学家就建模了。当然牵扯到化学家、数学家都在建模里面发挥作用。进一步分析还发现光建模还不够，还得要研究模型内部这些生物分子之间的关系。涉及到调控的问题了，所以现在我们也发现很多调控的专家介入了。这其实是生命科学研究进入到一个深层次。它使得生物学已经脱离了描述性的，实验性的科学，而进入到一个定量分析，可以预测，甚至可以寻

6、找生物内部的规律的一个新的阶段。在这个新的阶段下，光靠生物学家，大概是不够的。所以物理学家，数学家，计算机学家，后调控专家介入，我认为是非常必然的。这也说明原来科学本来是一个整体，只是人为的把这些东西分开。当你要研究一个综合性的，实质性的问题的时候，那么所有的科学手段都要利用。  郭桐兴：还必须要多学科的共同介入。  李衍达：只有这样，才能够真正对事物形成一个理解。所以我也觉得，其实不仅是生物学，所有的科学，在现阶段，都进入了一个交叉融合的阶段，交叉学科变成了一个前沿学科。从科学本意来说，这是必然的。所以我认为，我们不

7、应该人为的把学科硬性的隔离开来，而应该从问题研究的实质出发。生物科学或者是生命科学的交叉学科中心反映了这样一种趋势，不过它反映的更加突出，更加明显而已。  郭桐兴：李老师，您能不能给我们介绍一下？基因就是DNA，它是由什么物质组成的？  李衍达：DNA序列是由核苷酸所组成的，有四种核苷酸类型来组成一个DNA序列，相当于我们如果用信息学的概念来说，有四个字母。它排列起来组成一个很长的序列，人类DNA序列大概有30亿个碱基对，所以是非常长。但是因为它的字母可以有不同的排列组合，所以就可以组成不同的字母的组合。  郭桐兴：这

8、30亿个碱基对的基本功能大概是什么情况？  李衍达：如果大概来说，有一部分是编码——蛋白质，大家知道生物行使功能主要靠蛋白质。蛋白质又是由20个氨基酸所组成的序列，首先你要编码不同的蛋白质。但是这个编码要由核苷酸来编码，所以一部分编码就组成人体或者是生物体的各种元素的基本构建。这个部分大概占DNA序列的2%到3%。其余大部分的，除