В биологии абстрагирование это: Абстрагирование. Методы эмпирического познания Что такое абстрагирование в биологии

Содержание

Абстрагирование это в биологии — Справочник

Абстрагирование это в биологии

Абстрагирование — это мыслительная деятельность, направленная на получение абстракций — идеальных (не существующих в действительности) предметов, которыми могут быть как отдельно взятые представления, категории, понятия, теории и другие, так и их системы (см. Абстракция). Абстрагирование представляет собой одну из наиболее важных операций мышления (см. Мышление) и необходимое условие познания мира путём формирования «вторичных образов» действительности (которыми могут быть как отдельно взятые представления, категории, понятия, теории, модели и другие абстрактные сущности, так и их системы).

Абстрагирование — универсальный приём познания, без которого немыслимы как научное, так и обыденное познание. Вместе с тем, будучи широко представленным в человеческом познании вообще, он приобретает статус метода только в научно-познавательной деятельности, наряду с другими методами научного познания (см. Методы научного познания). В европейской философии, науке и логике абстрагирование трактуется как логическая операция поэтапного мысленного членения рассматриваемого объекта или явления, продуцирующая понятия, которые, в свою очередь, образуют всё более общие образы действительности. В методологии науки процесс абстрагирования понимается как теоретическое обобщение, образуемое в результате отвлечения от несущественных сторон рассматриваемого объекта или явления для выявления наиболее существенных его черт. Абстрагирование лежит в основе процессов обобщения, образования понятий и категоризации (см. Категоризация).

В процедуре абстрагирования очевидны две ипостаси процесса познания: первая отражает направленность внимания на то, что именно вычленяется; вторая — на то, от чего именно осуществляется отвлечение. Акцент на той или другой стороне указанного процесса (при их взаимодополнительности) часто приводит к полярным выводам относительно роли абстрагирования: либо оно рассматривается как значимый источник поступления знаний о мире, либо как процедура, приводящая к их искажению и обеднению. Уяснение того, какие именно из свойств предмета или явления являются для них «посторонними» — по сути главный вопрос оперирования с абстракциями.

Применение абстрагирования в качестве метода научного познания, определяется типом ситуации, с которой сталкивается исследователь, и перечнем процедур, необходимых или допустимых в данной ситуации. Ситуация характеризуется задачей (целевая характеристика метода) и спецификой изучаемого объекта (онтологическая характеристика). С точки зрения онтологии абстракция связана с представлением об относительной независимости явлений и их свойств и с отделением существенных свойств от несущественных. Предписываемые процедуры сводятся, как правило, к перестройке предмета исследования, к эквивалентному, с точки зрения данной ситуации, замещению первоначального предмета другим. Перестройка касается либо образа изучаемого объекта (отбрасывание его несущественных свойств), либо эмпирического материала, либо программы наблюдения и описания (отказ от свойственной ему несущественной информации).

Целевая характеристика абстрагирования может быть различной, но всегда связана с указанием на те или иные познавательные задачи и с включением её в более широкий контекст познавательной деятельности. На различении целевых характеристик строится и классификация типов абстракций:

изолирующая абстракция соответствует цели вычленения и чёткой фиксации исследуемого явления; обобщающая абстракция соответствует цели получения общей картины явления; идеализация соответствует цели замещения реальной, эмпирически данной ситуации идеализированной схемой для упрощения изучаемой ситуации и более эффективного использования существующих методов и средств исследования.

Реализация процесса абстрагирования включает два типа операций:

оценка возможности и целесообразности замещения; акт замещения.

Продуктами процесса абстрагирования являются соответствующим образом преобразованные представления об исследуемом объекте или явлении. Обоснование абстракции осуществляется как с точки зрения её правомерности (это достигается установлением несущественности отдельных явления), так и с точки зрения её целесообразности (которая определяется поставленной задачей).

Библиография

Базисные концепты

Новые концепты

Гуманитарное пространство в рамках одного ресурса: гуманитарные науки, рынки гуманитарных знаний, методов и технологий, общественное развитие, государственные и корпоративные стратегии, управление, образование, институты, фабрики мысли. Гуманитарные исследования и аналитика, рейтинги, прогнозы, энциклопедия, библиотека. Всё для изучения и проектирования гуманитарного развития.

Библиография

Вместе с тем, будучи широко представленным в человеческом познании вообще, он приобретает статус метода только в научно-познавательной деятельности, наряду с другими методами научного познания см.

Gtmarket. ru

16.12.2017 20:37:15

2017-12-16 20:37:15

Источники:

Https://gtmarket. ru/concepts/7009

Абстрагирование | это. Что такое Абстрагирование? » /> » /> .keyword { color: red; }

Абстрагирование это в биологии

Абстра́кция, или Абстра́кт, (от лат. Abstractio — «отвлечение», введённого Боэцием как перевод греческого термина, употреблявшегося Аристотелем) — мысленное отвлечение, обособление от тех или иных сторон, свойств или связей предметов или явлений для выделения существенных признаков.

Слово «Абстракция» используется в двух смыслах:

Абстракция

Абстрагирование

Абстракция

Абстрактное понятие

Абстракт

Абстрактные конструкции могут и не иметь прямых аналогов в физическом мире, что характерно, например, для математики (вообще, вероятно, являющейся наиболее абстрактной наукой).

Абстрагирование — это форма познания, представляющая собой мысленное выделение существенных свойств и связей предмета и отвлечение от других его свойств и связей, признаваемых «частными», несущественными. Это теоретическое обобщение позволяет отразить основные закономерности исследуемых объектов или явлений, изучать их, а так же прогнозировать новые, неизвестные закономерности. В качестве абстрактных объектов выступают целостные образования, составляющие непосредственное содержание человеческого мышления — понятия, суждения, умозаключения, законы, математические структуры и др.

Потребность в абстракции определяется ситуацией, когда становятся явными отличия между характером интеллектуальной проблемы и бытием объекта в его конкретности. В такой ситуации человек пользуется, например, возможностью восприятия и описания горы как геометрической формы, а движущегося человека — в качестве некой совокупности механических рычагов.

Некоторые типы абстракции, по видам несущественного:

Обобщающая абстракция

Идеализация

Изолирующая абстракция

Абстракция актуальной бесконечности

Конструктивизация

Формальная абстракция

Содержательная абстракция

Понятие «абстрактное» противопоставляется конкретному (конкретное мышление — абстрактное мышление).

Абстрактное мышление подразумевает оперирование абстракциями («человек вообще», «число три», «дерево», и т. д.), что можно считать более развитым уровнем мыслительной деятельности по сравнению с конкретным мышлением, всегда имеющим дело с конкретными объектами и процессами («брат Вася», «три банана», «дуб во дворе», и т. д.). Способность к абстрактному мышлению является одной из отличительных черт человека, которая, судя по всему, сформировалась одновременно с языковыми навыками и во многом благодаря языку (так, нельзя было бы даже мысленно оперировать числом «три вообще», не имея для него определенного языкового знака — «три», поскольку в окружающем нас мире такого абстрактного, ни к чему не привязанного понятия попросту не существует: это всегда «три человека», «три дерева», «три банана» и т.

п.).

Уровень абстракции. Например, в зависимости от целей и задач, можно рассуждать об одном и том же объекте на разных уровнях абстракции: от конкретного Петра Ивановича, например, можно абстрагироваться до сантехника вообще, можно — до технаря, до мужчины, до млекопитающего, до живого существа, до единицы, и т. п.

Определение через абстракцию — способ описания (выделения, «абстрагирования») не воспринимаемых чувственно («абстрактных») свойств предметов путём задания на предметной области некоторого отношения типа равенства (тождества, эквивалентности). Такое отношение, обладающее свойствами рефлексивности, симметричности и транзитивности, индуцирует разбиение предметной области на непересекающиеся классы (классы абстракции, или классы эквивалентности), причём элементы, принадлежащие одному и тому же классу, неотличимы по определяемому таким образом свойству.

, что можно считать более развитым уровнем мыслительной деятельности по сравнению с конкретным мышлением, всегда имеющим дело с конкретными объектами и процессами брат Вася, три банана, дуб во дворе, и т.

Dic. academic. ru

23.02.2020 17:05:55

2020-02-23 17:05:55

Источники:

Https://dic. academic. ru/dic. nsf/ruwiki/759603

Абстрагироваться — что это значит в психологии? Как научиться абстрагированию от людей, проблем и негатива » /> » /> .keyword { color: red; }

Абстрагирование это в биологии

В жизни мы, бывает, слышим в той или иной ситуации: взгляни на вещи по-новому или абстрагируйся. А что это такое абстрагирование? Какое практическое значение в повседневной жизни имеет умение абстрагироваться? И как посмотреть на стандартную и вполне понятную ситуацию иначе? Как научиться абстрагироваться от человека, например, от мужа, коллег на работе, соседей? Попробуем разобраться.

Что такое абстрагирование?

Абстрагирование с латинского языка переводится как Отвлечение. Но под этим понятием подразумевается не смена деятельности, а Смена мышления – взгляд на привычные или незнакомые вещи под иным углом или с другой стороны. Слово абстрагироваться означает, что необходимо отойти от своей деятельности, чтобы беспристрастно понять ее, анализировать ее процессы и выявлять принципы.

Абстрагироваться — значит, в отпуске на берегу океана забыть про работу, быт и сосредоточиться на отдыхе

Мозг человека привык смотреть на вещи, ситуации, объединяя все имеющиеся у себя представление об этом объекте, не разделяя ее на составные части. Что такое абстрагирование? По определению психологии абстрагирование – это и есть отделение или даже отдаление одного составляющего от другого.

Для чего нужно умение абстрагироваться?

Прежде чем освоить методы абстрагирования, важно понять, что бывают ситуации, когда нужно избавиться от мыслей о мелочах, отбросить лишнее и ненужное и понять суть проблемы. А для этого Надо отделить одно свойство от всех остальных. Что такое абстрагироваться? Это значит уметь мысленно отвлекаться от тех или иных вещей.

Умение абстрагироваться помогает выделить только важное, необходимое на этот момент, отбросив в сторону сопровождающую шелуху

Умение абстрагироваться – это действенное определение желаний и цели, а также способов их достижения. Методика помогает при крайней занятости уметь Отдаляться от отвлекающих и раздражающих факторов для решения сиюминутной задачи. Или, абстрагируясь, можно изучить необходимый материал, не анализируя и сопоставляя его с ранее уже изученным, что ускоряет сам процесс изучения. Эффективное и быстрое выполнение поставленной цели и задачи – это умение сосредоточиться, абстрагироваться в кратчайшие сроки.

Методы абстрагирования

Создаем шаблон

Отождествляем

Конкретизируем

Группируем и обобщаем

Учимся абстрагироваться

Нередко задаваясь вопросами, как научиться абстрагироваться от негатива и проблем в обществе, как абстрагироваться от неприятных людей, люди ищут усложненные пути решения проблемы. Синонимами к «абстрагироваться» являются слова «отвлекаться», «отдаляться». Конечно, никто не говорит, что научиться отдаляться легко, процесс этот Продолжительный и требует усилий. Но при желании и верной постановке цели научиться можно.

Рассматриваете ситуацию со стороны

Отключайтесь от внешних раздражителей

Важные моменты и аспекты

Четкие и понятные цели

Решайте проблемы по мере поступления

Знание, как абстрагироваться от ситуации поможет вам решить сложные дела за короткие сроки, видя суть самого вопроса.

Ниже предлагаем вам посмотреть интересное видео по теме: это русская версия видео «Abstract-ness» Академии Хана (некоммерческая образовательная организация, созданная в 2008 году выпускником MIT и Гарварда Салманом Ханом)

Абстрагироваться — значит, в отпуске на берегу океана забыть про работу, быт и сосредоточиться на отдыхе

Умение абстрагироваться помогает выделить только важное, необходимое на этот момент, отбросив в сторону сопровождающую шелуху

Рассматривая явление, ситуацию или вещь учитываешь только связывающие характеристики и свойства, отличительные же черты данного объекта не берутся во внимание.

Sunmag. me

12.01.2019 12:08:51

2019-01-12 12:08:51

Источники:

Https://sunmag. me/sovety/26-02-2014-chto-takoe-abstragirovanie-kak-nauchitsya-abstragirovatsya. html

Что такое принцип абстрагирования. Абстрагирование как процесс познания.

Абстрагирование от суеты и шума

Познание – важная составляющая жизни человека. Человек познает мир вокруг, чувства, саму жизнь. Издревле люди стремились познать природу, космос, любые явления жизни на Земле.

Человека интересует все – лепестки цветка, птица, порхающая на небе, волны океана, другие планеты. Стремление к познанию – это естественное качество человека.

Стремление познавать мир подвигло человечество к созданию все новых и новых орудий труда и предметов быта. Стремление к познанию привело к созданию и развитию цивилизации.

Процесс познания не был бы столь интересным без абстрагирования. С помощью абстрагирования древние люди стремились увидеть со стороны Землю и космос, а также роль человечества в этом мире.

Абстрагирование в повседневной жизни

Абстрагирование позволяет человеку увидеть со стороны не только происходящие события и окружающую действительность, но и себя. Дает увидеть свои действия и свое поведение с другого ракурса, помогает понять свои устремления и причины тех или иных поступков.

Абстрагироваться – значит, увидеть реальность в качестве зрителя, ощутить себя вне всех событий. При таком подходе снимается эмоциональная зависимость от происходящего. Человеку открываются новые грани, которые он раньше не замечал.

При абстрагировании проблема предстает в ином свете. Становится возможным увидеть ситуацию со всех сторон. И поэтому приходит понимание того, почему это произошло, и как эту ситуацию исправить.

Например, возникла трудная ситуация, которую срочно нужно разрешить. Человек, вовлеченный в проблему, не видит возможные пути решения. Он думает, что находится в тупике. Абстрагировавшись от проблемы, человек поймет, как надо поступить в этой ситуации.

Роль абстрагирования

Абстрагирование помогает человеку в полном объеме познать себя, мир, и все, что ему интересно. И главное – абстрагирование позволяет познать суть жизни на Земле, тайну мироздания, познать собственную роль в этой жизни.

Абстрагирование как сознательный процесс познания и самопознания присущ человеку, осознавшему себя личностью. С другой стороны, маленькие дети тоже иногда рассказывают о себе с третьего лица, как будто наблюдают за собой со стороны. Возможно, для детей процесс абстрагирования является неосознанным. И в какой-то степени для них это механизм самозащиты.

Таким образом, абстрагирование для человека – ключевое свойство познания мира и жизни. Оно позволяет наиболее полно познать реальность. И это свойство заложено в человеке самой природой.

В ситуации, когда от человека ждут объяснения непонятной ему по содержанию картины (причины этого могут быть самыми разными), можно услышать реплику: «Нечто абстрактное (если читать между строк — искусство ради искусства без смысловой нагрузки)». Однако задумывался ли когда-нибудь Человек-читающий, что подразумевается под словом «абстракция» и так ли редко приходится прибегать к абстрагированию в обыденной жизни?

Как проявляется абстрагирование в жизни человека

Термин «абстрагирование» имеет латинские корни. Образован при помощи приставки ab — «от» и слова traho — переводится как «тянуть», «влечь». Вот и получается, что разговор идёт об отвлечении. В энциклопедиях и словарях можно встретить разъяснение слова как метод исследования, научного познания, процесс отвлечения какого-либо предмета от его несущественных признаков. Для прояснения ситуации достаточно обратиться к истокам.

С появлением человека на свет запускается процесс формирования личности. Одним из главных факторов развития ребёнка является постепенное (от простых к сложным формам) становление мыслительных операций (мышления). Мышление — это процесс познания окружающего мира, представленный в трёх основных формах: понятие, суждение и умозаключение. Существует прямая взаимосвязь развития мышления и освоения языка.

Так, в младенческом возрасте ребёнок только осваивает человеческую речь, поэтому при восприятии и исследовании окружающего мира он опирается на самый примитивный вид мышления — конкретно-действенный или практический. Суть его в том, что ребёнок познаёт предметный мир путём сбора о нём как можно большего количества информации (цвет, форма, твёрдость, мягкость, можно разбить или можно бросать на пол без последствий, вкус, съедобность и т. д.). Этот процесс заложен природой на генетическом уровне, поэтому маленькие дети часто ведут себя «рискованно»: тянут всё в рот (за исключением момента появления зубов), бросают, мнут, трясут практически всё, что попадает в руки. Однако познание практического применения вещей заканчивается примерно к 2-3,5 годам (при нормальном развитии), а следующий этап развития мышления длится примерно до 5-6,5 лет.

К трём годам расширяется словарный запас малыша, интонационный репертуар, он старательно подражает поведению значимых взрослых. Это хорошая почва для формирования конкретно-образного (наглядно — образного) или художественного вида мышления. Накоплен достаточный багаж знаний об окружающем мире в виде образов: лиса — рыжая, живёт в лесу, хитрая; курочка — птица, живёт дома, источник яиц и т.д. Ребёнок уверенно оперирует известными ему образами, поэтому речь становится более плавной, оформленной предложениями, а не короткими фразами, но самостоятельное выделение причинно-следственных связей сюжета сказки будет доступно только на следующем этапе развития мышления (достаточное количество свидетельств этому утверждению можно найти в книге Корнея Чуковского «От трёх до пяти»).

Пятилетний дошкольник, опираясь на конкретно-образное мышление, с успехом осваивает словесно-логическую или абстрактную форму. Ребёнок самостоятельно может определять и различать виды, роды, категории. Его речь совершенствуется, включая разного рода пояснения («потому что»…), логические заключения и выводы. Строение используемых в речи предложений значительно усложняется, появляются «отвлечения», фантазирования.

Можно сделать вывод, что к абстрагированию человек приходит раньше, чем узнаёт значение этого термина.

Существует ли абстрактное мышление

Многие ресурсы интернета расписывают абстрактное мышление как некое сверхценное образование (при этом подменяя понятия и вводя читателя в заблуждение). На самом деле так иногда для сокращения называют словесно-логическое мышление, особенности которого были описаны выше. Стоит отметить, что отсутствие словесно-логических операций у детей шестилетнего возраста трактуется при диагностическом обследовании как задержка развития, а при некоторых обстоятельствах — и интеллектуальная недостаточность. Полное отсутствие данного вида мышления или его нарушенное формирование наблюдается у всех людей с олигофренией.

Абстрагирование как метод и художественный приём

Что такое абстрагирование в истории? В исторической ретроспективе оно обнаруживает себя впервые у Древних греков. Естественно, что проявляется это в употреблении абстрактных категорий при описании предметов, например: твёрдый — в предметно-конкретном словаре «подобный камню», круглый — «подобный луне». Способствовало формированию и развитию метода абстрагирования и ораторское искусство (почитаемое в греческих полисах) — умение формулировать логические заключения и убеждать слушателей в их правильности.

Что такое абстрагирование в научном познании? Это отвлечение от несущественных для решаемых в данный момент задач свойств и связей объекта. Как результат изучения выступает абстракция или абстрактный предмет.

Что такое абстрагирование в среде ваятелей? В изобразительном искусстве абстрагирование вылилось в абстракционизм, который стал своеобразным продолжением импрессионизма. Если импрессионисты (от французского «впечатление») передавали свои эмоции, переживания, в основном, сохраняя узнаваемую форму предметов, то абстракционисты стремились выработать универсальный визуальный язык форм и цветов, выходящий за пределы физических и культурных границ зрителя. Картины художников — это своеобразная передача идей и эмоций через взаимосвязанный ритм цвета, формы, фактуры. У истоков этого искусства стояли Василий Кандинский, Казимир Малевич, Пит Мондриан.

Классификация типов абстрагирования

Что такое абстрагирование с точки зрения научного познания? Постепенно отвлекаясь от ряда свойств объекта, можно получить абстрактную цепочку: медоед — животное — живое существо — материальный объект — материя, в которой высшей формой абстрагирования являются категории философии. По решаемым задачам, процесс абстрагирования можно разделить на следующие типы:

идеализирующее абстрагирование — предусматривает вычленение «идеальной модели объекта», в обыденной жизни проявляется в таких понятиях, как «идеальный учитель», «идеальный ученик, работник». Часто востребовано как пример для подражания;
абстрагирование обобщение — происходит отвлечение от индивидуальных характеристик объекта с опорой на принадлежность к тем или иным классам, например: кастрюля, сковорода, ковш, сотейник становятся «кухонной посудой»;
изолирующее абстрагирование — это выделение одного из признаков объекта, и придание ему самостоятельности в виде определённой категории, например: «устойчивость», «растворимость», «магнетизм», «красота» и т.д.

В приведённых примерах абстрагирования можно заметить основной принцип — исключение индивидуальных характеристик предметов и объектов с целью выведения каких-либо закономерностей, поэтому данный метод называется элиминативным (дословный перевод с латинского — изгонять, исключать, удалять).

Теории абстрагирования

Существуют две теории абстрагирования:

элиминативная;
продуктивная.

Продуктивное абстрагирование основывается на постулатах:

Абстракция является новым объектом, а «универсальные абстракции» — существуют независимо от нашего сознания в так называемом «мире идей».

Формальная логика не властна над продуктивными абстракциями, которые тяготеют больше к «логике целого» (такое утверждение основывается на понятии идеи в продуктивной абстракции, как множества более мелких идей, по отношению к которым основная является скорее «целым», нежели «общим»). Эрнст Кассирер называет такую идею «функцией». Однако стоит отметить, что логика продуктивных абстракций изучена недостаточно, поэтому сравнение абстрагирования элиминативного и продуктивного временно не представляется возможным.

Сферы применения абстрагирования

Нетрудно заметить, что в основном понятийный аппарат описываемого явления составляет научный язык. Следовательно, абстракция является ведущим научным методом (как в гуманитарных, так и в естественных областях).

Происходит это в связи с возможностью построения абстрактных схем и сценариев протекания реальных процессов, раскрывающих неявные закономерности.

Что такое абстрагирование?

Абстрагирование с латинского языка переводится как отвлечение . Но под этим понятием подразумевается не смена деятельности, а смена мышления – взгляд на привычные или незнакомые вещи под иным углом или с другой стороны. Слово абстрагироваться означает, что необходимо отойти от своей деятельности, чтобы беспристрастно понять ее, анализировать ее процессы и выявлять принципы.

Абстрагироваться — значит, в отпуске на берегу океана забыть про работу, быт и сосредоточиться на отдыхе

Для чего нужно умение абстрагироваться?

Прежде чем освоить методы абстрагирования, важно понять, что бывают ситуации, когда нужно избавиться от мыслей о мелочах, отбросить лишнее и ненужное и понять суть проблемы. А для этого надо отделить одно свойство от всех остальных.

Умение абстрагироваться помогает выделить только важное, необходимое на этот момент, отбросив в сторону сопровождающую шелуху

Умение абстрагироваться – это действенное , а также способов их достижения. Методика помогает при крайней занятости уметь отдаляться от отвлекающих и раздражающих факторов для решения сиюминутной задачи. Или, абстрагируясь, можно изучить необходимый материал, не анализируя и сопоставляя его с ранее уже изученным, что ускоряет сам процесс изучения. Эффективное и быстрое выполнение поставленной цели и задачи – это умение сосредоточиться, абстрагироваться в кратчайшие сроки.

Методы абстрагирования

Создаем шаблон . Любое свойство, характеристику объекта при тщательном рассмотрении, можно использовать как некий шаблон, образец. Это помогает при глобальных решениях и размышлениях. Данный образец станет неким подобием начальной точки, исходя из которой, рассматриваются иные свойства под другим углом.
Отождествляем . Рассматривая явление, ситуацию или вещь учитываешь только связывающие характеристики и свойства, отличительные же черты данного объекта не берутся во внимание.
Конкретизируем . Чтобы четко определить границы объекта и отделить его от всего другого, что схоже с ним или имеет обобщающие черты, фокусируйтесь на единственном определенном понятии, не учитывая остальные свойства, характеристики.
Группируем и обобщаем . В данном случае все внимание концентрируется как раз непосредственно на свойствах, которые характерны для определенного понятия. При такой систематизации создаются некие группы, независимые и отличающиеся как друг от друга, так и от других. Но, даже имея свои ключевые моменты, данные группы все же обладают схожими признаками и понятиями других подобных ему групп.

Абстрагирование похоже на медитацию: вам нужно отбросить всё лишнее и сконцентрироваться на чем-то одном (важном в данный момент)

Учимся абстрагироваться

Нередко задаваясь вопросами, как научиться абстрагироваться от негатива и проблем в обществе, как абстрагироваться от неприятных людей, люди ищут усложненные пути решения проблемы. Синонимами к «абстрагироваться» являются слова «отвлекаться», «отдаляться». Конечно, никто не говорит, что научиться отдаляться легко, процесс этот продолжительный и требует усилий . Но при желании и верной постановке цели научиться можно.

Попав в затруднительную ситуацию, человек теряется, мысли путаются, тяжело сконцентрироваться. И вы, наверняка, ни раз замечали, что спустя время до вас доходит, как лучше было поступить или сказать в тот момент. Дело в том, что вы спустя время, рассматриваете ситуацию со стороны . А чтобы вовремя суметь абстрагироваться в сложной ситуации, рассматривайте ее под таким углом, будто происходящее – происходит не с вами, а с другим человеком, или представьте, что вы смотрите фильм. Мысли встанут на свои места, и решение придет само.
Отключайтесь от внешних раздражителей . На деле это не так сложно. Представьте мешающие вам явление не как действие, которое можно прекратить, а в виде фонового шума, которое никуда не денется, и тогда мозг сам перестанет реагировать на них.
Всегда и во всех ситуациях выделяйте только важные моменты и аспекты . Для начала помечайте себе что-то в блокнотике, со временем вы научитесь систематизировать и классифицировать поток, и выделять основное мысленно, без записей.
Можно использовать таблицы и схемы, которые помогут систематизировать данные и научат выделять главное.

Чтобы сконцентрироваться на чем-то одном было проще, мысленно проговаривайте важный аспект или действие.
Научитесь ставить четкие и понятные цели . Это не должно быть что-то витиеватое или вокруг да около. Не думайте о способах достижения цели, лучше рассматривайте четко обозначенный итоговый результат, исходя от которого будет проще двигаться по направлению к желаемому.
Не выполняйте одновременно много задач и дел. Решайте проблемы по мере поступления , отделяйте важное от посредственного. Выполняйте любое действие последовательно.
Умение абстрагироваться заключается и в дисциплине, и четком режиме.

Абстрагирование — метод научного познания в форме операции мысленного отвлечения от ряда свойств, связей и отношений исследуемого объекта, которые несущественны для решения поставленных задач. Операция отвлечения равносильна операции выделения в объекте существенных свойств, связей и отношений. Результат процесса абстрагирования называют абстракциями (с лат. — отвлечение) или абстрактными предметами.

Разовый цикл абстрагирования носит двухступенчатый характер. На первой ступени абстрагирования определяются несущественные свойства и связи, которыми можно пренебречь, отделить существенное от несущественного, вычленить наиболее важное и интересное для исследователя. Объективным основанием для такого вычленения является относительная независимость или пренебрежимо слабая зависимость изучаемых явлений и их составляющих от определенных факторов.

Подготовка акта абстрагирования (отвлечения) состоит, во-первых, в установлении того, что является общим для многих предметов определенного класса. Так, например, подготовка к формированию абстракции «живое существо» требует обнаружения общего для всех живых существ и в то же время отличающего их от неживых объектов. Таким свойством является способность к обмену веществ. Для абстракции «человек» общим и существенным будут отличительные признаки сознательного отражения среды; для всех существующих товаров, которые могут обмениваться друг на друга, будет понятие меновой стоимости и т. д.

Во-вторых, в установлении независимости или пренебрежимо слабой зависимости изучаемых явлений от определенных факторов. Так, для решения задачи о моменте встречи движущихся друг к другу автомобилей отвлекаются от географического расположения исходных пунктов движения. Здесь важно только расстояние. Решающий задачу отвлечется от марки автомобилей, их масс и вообще от автомобиля, заменив их точками на отрезке пути, поскольку для решения задачи нужна только скорость. Более того, любые задачи окажутся неразрешимыми без процесса абстрагирования.

Вторая ступень абстрагирования, в собственном смысле акт отвлечения, состоит в замещении исследуемого объекта другим, эквивалентным, менее богатым по свойствам, выступающим в качестве «модели» первого. Так, в рассмотренном выше примере задача с автомобилями замещается схемой движения двух точек, которая упрощает исследуемое явление и позволяет рассмотреть процесс в «чистом» виде.

Операция абстрагирования может применяться многократно как к реальным, так и абстрактным объектам. Переходя от одного уровня абстрагирования к другому, постепенно отвлекаясь от ряда свойств получают (в зависимости от задачи) абстракции все возрастающей степени общности, Так, например, отвлекаясь от множества свойств конкретного человека, можно построить абстрактную цепочку: мужчина — человек — живое существо — материальный объект — биологическая форма материи — материя. Как видно, высшие формы абстракции — это философские категории и их системы.

Исходя из различия целевых характеристик, в современной науке наиболее широкое применение находят абстракции следующих основных типов:

1. Изолирующая абстракция. Предполагает выделение свойств и отношений, присущих тому или иному предмету, мысленное отделение этих свойств и отношений от самого предмета, придание им статуса самостоятельного существования. Примерами таких абстрактных предметов могут служить понятия: растворимость, устойчивость надежность, красота, простота, белизна и т.д.

2. Обобщающая абстракция. Здесь отвлекаются от индивидуальных особенностей и черт предметов с выделением таких их общих признаков, которые позволяют вводить в рассмотрение классы предметов. Так, используемые в металлообработке резцы, сверла, фрез протяжки, напильники, ножовки и т.п. с помощью обобщающей абстракции образуют понятие класса «металлорежущий инструмент».

3. Абстракция потенциальной осуществимости, при которой отвлекаются от реальных границ конструктивных возможностей человеческого сознания, связанных с ограниченностью жизни человека в пространстве и времени. С этой точки зрения бесконечность выступает уже не как непосредственно данная, актуальная, а как потенциально осуществимая. Эта абстракция лежит в основе конструктивной математики, теории алгоритмов, абстрактных автоматов и других теорий.

4. Абстракция как продукт идеализации, образованная посредством предельного абстрагирования от свойств реальных предметов. Полученные абстракции (идеализированные объекты) широко распространены в науке: точка, прямая, инерция, точечный электрический заряд, абсолютно черное тело, несжимаемая жидкость, сплошная среда, идеальный газ. Идеализированные объекты составляют важный арсенал понятий научного знания, без которого оно функционировать не может.

Система абстракций образует научный язык, посредством которого формируются и формулируются понятия: научный факт, научная проблема, научная идея, научная гипотеза, научный закон, научная теория.

Абстрагирование (abstractio — отвлечение) — положение фокуса внимания человека, взгляд на ситуацию (человека, премет и пр.) из третьей позиции восприятия , постановка себя вне ситуации, над ситуацией. Абстрагирование осуществляется в два приема: с одной стороны, отвлекается от мелких, незначительных деталей, с другой стороны — концентрируется на более общих и более важных вещах.

Как метафора: можно рассматривать предмет вблизи — и будет заметно много маленьких деталей, а если предмет поставить подальше — мелкие детали видны не будут, но зато проще рассмотреть общие очертания и форму предмета.

Результат абстрагирования называется .

Понятийный ряд

Абстрагирование наоборот — это . Если абстракция — это удаление от изучаемого предмета, то конкретизация — это наоборот: приближение и выделение мельчайших деталей.

Например: Буду вести здоровый образ жизни — общие слова и абстракция.

Буду делать зарядку 15 минут в день и обливаться каждый день холодной водой — это конкретика.

Цели абстрагирования:

Отождествление, поиск общих черт . В этом случае из фокуса внимания выпадают те признаки, которые отличают один предмет (ситуацию, человека) от другого, а внимание сосредотачивается на том, что есть общего между ними.
Обобщение и систематизация . В этом случае наоборот, в фокус внимания попадают ключевые отличия, по которым можно разделить предметы на независимые и легко отличимые друг от друга группы. Например, у меня есть конкретная цель на день, но в месяце 30 дней и если обощить цель на каждый день — я получаю цель на месяц. Из месяцев складывается год — обобщим цели на месяц получаем цели на год и так далее.
Четкость и конкретика формулировок. В этом случае в фокусе внимания определенное понятие — и только то, что оно обозначает. Все остальное — оказывается за пределами внимания. Например, если я говорю слово «рост» — я имею ввиду только процесс количественных изменений, когда я говорю «развитие» — строго процесс качественных изменений. В этом случае задача абстрагирования разделить понятия: что обозначает что и где границы одного понятия, где — другого.
Создание образца. Если меня интересует определенное качество предмета, которое я беру за отправную точку, я сознательно выделяю его и довожу, утрируя, до «чистоты эквивалента». То есть я заведомо знаю, что в реальном мире такое качество существовать в чистом виде не может — но я сознательно ввожу его для того, чтобы был образец (или отправная точка, от чего исходим). Например, Евклид положил в основу своей геометрии первичные термины «точка», «прямая» и «плоскость», которых, в том смысле как их понимал Евклид, нет в реальном мире.

Зачем нужно абстрагирование

Определение целей на жизнь

По жизни абстрагирование помогает задать общее направление, в рамках которого уже можно формулировать конкретные цели. Например, человек определяет для себя общее направление жизни (см. способы человеческой жизни) — а чем он будет заниматься — это уже вторично. Проще и правильнее начинать с выбора общего направления, а завершать конкретикой до мелочей и деталей.

Формирование эмоциональных состояний

Например абстрагироваться от сказки и жить реальностью , когда это необходимо или наоборот.

Абстрагирование — Гуманитарный портал — Общие дети, г. Воронеж

Содержание

Абстрагирование — Гуманитарный портал

Абстрагирование — это мыслительная деятельность, направленная на получение абстракций — идеальных (не существующих в действительности) предметов, которыми могут быть как отдельно взятые представления, категории, понятия, теории и другие, так и их системы (см. Абстракция). Абстрагирование представляет собой одну из наиболее важных операций мышления (см. Мышление) и необходимое условие познания мира путём формирования «вторичных образов» действительности (которыми могут быть как отдельно взятые представления, категории, понятия, теории, модели и другие абстрактные сущности, так и их системы).

(см. Методы научного познания). В европейской философии, науке и логике абстрагирование трактуется как логическая операция поэтапного мысленного членения рассматриваемого объекта или явления, продуцирующая понятия, которые, в свою очередь, образуют всё более общие образы действительности. В методологии науки процесс абстрагирования понимается как теоретическое обобщение, образуемое в результате отвлечения от несущественных сторон рассматриваемого объекта или явления для выявления наиболее существенных его черт. Абстрагирование лежит в основе процессов обобщения, образования понятий и категоризации (см. Категоризация).

Уяснение того, какие именно из свойств предмета или явления являются для них «посторонними» — по сути главный вопрос оперирования с абстракциями.

изолирующая абстракция соответствует цели вычленения и чёткой фиксации исследуемого явления;
обобщающая абстракция соответствует цели получения общей картины явления;
идеализация соответствует цели замещения реальной, эмпирически данной ситуации идеализированной схемой для упрощения изучаемой ситуации и более эффективного использования существующих методов и средств исследования.

Реализация процесса абстрагирования включает два типа операций:

оценка возможности и целесообразности замещения;
акт замещения.

Абстрагирование — это… Что такое Абстрагирование?

Абстра́кция, или абстра́кт, (от лат. abstractio — «отвлечение», введённого Боэцием как перевод греческого термина, употреблявшегося Аристотелем) — мысленное отвлечение, обособление от тех или иных сторон, свойств или связей предметов или явлений для выделения существенных признаков.

Слово «Абстракция» используется в двух смыслах:

Абстракция — процесс, то же что и «абстрагирование»
Абстракция — «абстрактное понятие», «абстракт», результат абстрагирования.

Абстрактное понятие — мысленная конструкция, представляющая собой некий концепт, или идею, способную олицетворять некие предметы или явления реального мира, но при этом отвлеченная от конкретных их воплощений. Абстрактные конструкции могут и не иметь прямых аналогов в физическом мире, что характерно, например, для математики (вообще, вероятно, являющейся наиболее абстрактной наукой).

Некоторые типы абстракции, по видам несущественного:

обобщающая абстракция — даёт обобщённую картину явления, отвлечённую от частных отклонений. В результате такой абстракции выделяется общее свойство исследуемых объектов или явлений. Данный вид абстракции считается основным в математике и математической логике.
идеализация — замещение реального эмпирического явления идеализированной схемой, отвлечённой от реальных недостатков. В результате образуются понятия идеализированных (идеальных) объектов («идеальный газ», «абсолютно чёрное тело», «прямая», «сферический конь в вакууме» (из анекдота про идеализацию) и др.)
изолирующая абстракция — вычленение исследуемого явления из некоторой целостности, отвлечение от не интересующих вариантов.
абстракция актуальной бесконечности — отвлечение от принципиальной невозможности зафиксировать каждый элемент бесконечного множества, то есть бесконечные множества рассматриваются как конечные.
конструктивизация — отвлечение от неопределённости границ реальных объектов, их «огрубление».

По целям:

Понятие «абстрактное» противопоставляется конкретному (конкретное мышление — абстрактное мышление).

См. гносеологический закон «Восхождение от абстрактного к конкретному».

п.).

В европейской философии и логике абстрагирование трактуется, как правило, как способ поэтапного продуцирования понятий, которые образуют все более общие изображения реальности (иерархию абстракций). Наиболее развитой системой абстракций обладает математика. Степень отвлечённости обсуждаемого понятия называется Уровень абстракции. Например, в зависимости от целей и задач, можно рассуждать об одном и том же объекте на разных уровнях абстракции: от конкретного Петра Ивановича, например, можно абстрагироваться до сантехника вообще, можно — до технаря, до мужчины, до млекопитающего, до живого существа, до единицы, и т. п.

Например, число, свойство, качество, количество, Математика, Философия, Мифология, Парапсихология, Метафизика, Информация

В диалектической логике понятие абстракция часто употребляется в негативном смысле: как нечто одностороннее, неразвитое, слишком оторванное от жизни, в отличие от конкретного.

Разг. неодобрит. Неясное, туманное выражение мысли. Например, У него получилась такая абстракция, что никто ничего не понял.

Вид абстрактного искусства. См. Геометрическая абстракция, Постживописная абстракция.

В области математического обеспечения, абстракцией называют алгоритм и метод упрощения и отделения деталей для сосредоточения на некоторых понятиях одновременно.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Абстрагирование | | Наша Психология

Абстрагирование – это мыслительный прием, когда мы отбрасываем несущественные свойства, характеристики объекта и рассматриваем лишь те его качества, особенности, которые считаем наиболее значимыми для решаемой задачи.

Мы используем абстрактные понятия постоянно. Цвет, угол, стул, четыре, друг – все это примеры абстрактных понятий. Не «четыре яблока», а просто «четыре». Не «друг мой Колька», а просто «друг». Спрашивается: откуда берется это множество понятий?

Процесс абстрагирования

Абстрактные понятия появляются, когда мы мысленно выделяем одни характеристики объекта (более существенные) и отвлекаемся от других его характеристик (менее существенных). Этот процесс называется абстрагированием.

Способность к абстрагированию отличает человека от животных, наши питомцы на это не способны.

Есть известный анекдот о том, как физик рассчитал формулу сферического коня в вакууме. Это пример идеализации – одного из типов абстрагирования, когда мысленно отбрасываются несущественные свойства и особенности объекта.

Только если в анекдоте оно высмеивается как практически бесполезная идея, то на самом деле без абстрагирования обойтись совершенно невозможно.

Как абстрактное превращается в конкретное

Без абстрагирования сложно представить научное познание, методы и расчеты. Даже на элементарном уровне – в арифметике мы складываем не две груши и еще три груши, а просто два плюс три (в реальном мире никакого «три» не существует). Дальше уровень абстракции растет (математика – вообще самая абстрактная наука): возведение в степень, интеграл, производная и даже квадратный корень из минус единицы! Также абстрактные понятия лежат в основе геометрии: точка, прямая, плоскость – в реальной жизни их не существует.

Другая сфера познания, где процветает абстрагирование, это философия.

Правила логики позволяют совершать умозаключения, оперируя абстрактными понятиями, идеями, и создавать из них теории.

Теоретическая физика – еще одно «царство абстракций». Кроме уже упомянутого «сферического коня в вакууме», есть совершенно серьезные абстрактные понятия, например «абсолютно черное тело», «идеальный газ». Самое главное, что, оперируя абстрактными категориями, физики делают расчеты совершенно реальных процессов. Трудно привести более убедительный пример этого, чем историю о том, как абстрактное E=mc2 превратилось в атомную бомбу.

Где скрываются опасные ловушки?

В нашей обычной жизни мы постоянно мысленно движемся между абстрактным и конкретным. Абстрагирование и конкретизация – противонаправленные процессы, и они оба нам нужны.

«Женщины после тридцати», «старый холостяк», «настоящий мужчина», «роковая женщина» – все это абстрактные понятия, которыми мы пользуемся.

Здесь есть ловушка. «Все мужчины смотрят налево», «все женщины – стервы» – такие абстрактные суждения мешают увидеть особенности конкретного человека и разобраться в конкретной ситуации.

Нескоординированность абстрактного и конкретного ведет к неудаче. Когда мы ставим перед собой слишком абстрактные цели, то часто их не достигаем.

Перечислим самые распространенные ловушки:

– «Начинаю вести здоровый образ жизни»;
– «Буду худеть»;
– «Я решила правильно питаться»;
– «Стану заниматься спортом».

Внимание! Если эти цели не конкретизировать, то неудача гарантирована.

Еще один пример из жизни: «Как вы терпите ворчание мужа?» – «А я абстрагируюсь!» Согласно определению, абстрагироваться – значит не учитывать несущественные свойства. Хотя в приведенном диалоге было бы точнее сказать «не обращаю внимания», «не придаю значения», однако по сути все правильно.

Конечно, то, что любимый человек иногда ворчит, – это далеко не самое важное в близких отношениях, можно и абстрагироваться.

Абстрагирование в психологии — Блог Викиум

С помощью абстракции человек может посмотреть на какой-то предмет или личность с отстраненной точки зрения. Благодаря такому мышлению можно посмотреть на ситуацию в целом и уйти от конкретики. Абстрагирование сыграло огромную роль в научном развитии.

Метод абстрагирования и его цели

Этот метод применяется во многих науках, благодаря ему можно более глубоко познать сущность явления, предмета человека. Он позволяет проводить пересмотр ситуаций в целом, отбрасывая части конкретных ситуаций. Благодаря умению абстрагироваться можно достичь следующих целей:

Создать образ, который предстанет в виде чистого идеала за счет того, что человек способен выделить определенное свойство и обозначить его ключевым.
Приводить отождествление. Человек способен отыскать общие элементы в событиях, опустив различающие детали.
Научиться фокусироваться лишь на определенных признаках, с помощью которых происходит деление на группы.

Абстрагирование в жизни можно использовать в самых разных ситуациях и сферах. Также тема абстрагирования популярна в философии, психологии, обществознании.

Зачем нужно абстрагироваться?

Принципы абстрагирования помогают людям даже в повседневной жизни. Например, когда человеку необходимо абстрагироваться на работе, чтобы выполнить важную задачу. Человек отбрасывает все лишнее и начинает мыслительный процесс, направленный на решение проблемы.

Не менее важным абстрагирование является в учебе при изучении новой темы. В данном случае важно сконцентрироваться на новой информации и не прибегать к использованию той, которую вы учили ранее. Применение ранее выученной информации может привести к путанице мыслей, и вы не сможете сконцентрироваться.

Даже в бытовых вопросах абстрагирование имеет большое значение. Ведь если вы собрались заняться исключительно стиркой и разбором вещей, то не следует отвлекаться на другие дела. В противном случае это приведет к бесконечному беспорядку и вы не сможете сделать нормально ни одно дело.

Термин «абстрагирование» обозначает концентрацию внимания на определенном предмете или явлении. Если вы научитесь абстрагироваться, вам будет гораздо проще выполнять простые дела, а также вы сможете более продуктивно работать. Поэтому следует развивать умение концентрироваться. Это легко и удобно делать с помощью тренажеров Викиум.

Итоговый тест по обществознанию, 10 класс

Итоговый тест

по обществознанию в 10 классе

2019 г.

1 вариант

Какая из формулировок ближе к определению общества. Общество — это:

А) специфическая система;

Б) крупная общность людей;

В) обособившаяся от природы часть материального мира.

2. Возникает в жизни человека в процессе его личной практической деятельности. О каком типе мировоззрения едет речь?

А) обыденное Б) религиозное В) научное

3. Потребность человека в пище, воздухе, воде – это…

А) социальные потребности Б) идеальные потребности В) естественные потребности

4. Продолжите фразу:

У ребенка до поступления в школу ведущий вид деятельности……..

5. Восприятие -это форма…

А) чувственного познания Б) рационального познания В) религиозного познания

6. Ограниченное верное знание о чем-либо:

А) абсолютная истина Б) относительная истина В) правда Г) ложь

7. Наблюдение, измерение, описание – это методы исследования…

А) эмпирического уровня Б) теоретического уровня В) логического уровня

8. Эта функция дает возможность каждому конкретному человеку усваивать определенную систему знаний, норм и ценностей, позволяющих ему действовать в качестве полноправного члена общества.

О какой функции культуры идет речь?

А) коммуникативная Б) приспособление к окружающей среде В) социализация

9. Что из перечисленного относится к элитарной культуре?

А) комедия Б) частушки В) симфоническая музыка

10. Расслоение и иерархическая организация различных слоев общества:

А) несправедливость Б) стратификация В) дифференциация

11. Евгения повысили в должности. Это пример:

А) горизонтальной социальной мобильности Б) вертикальной социальной мобильности

12. Отношения начальника и подчиненного – это…

А) социальные отношения Б) социальное взаимодействие В) социальный контакт

13. «На столах должны обязательно быть салфетки» — распорядилась Светлана.

Это пример:

А) политической нормы Б) эстетической нормы В) моральной нормы

14. Поведение, не соответствующее установленным в обществе нормам:

А) этикет Б) социальная роль В) отклоняющееся поведение Г) характер

15. Верны ли суждения об отклоняющемся поведении:

А – Одной из причин отклоняющегося поведения подростков является нежелание отставать от других

Б – Большинство подростков с отклоняющимся поведением воспитываются в неблагополучных семьях

1) верно только А; 2) верно только Б; 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны.

16. Толерантность – это..

А) сочувствие Б) терпимость В) поведение Г) вызов

17. Семья, в которой четко распределены мужские и женские обязанности:

А) полная Б) авторитарная В) традиционная Г) эгалитарная

18. Семья, в которой нет главных:

А) полная Б) авторитарная В) традиционная Г) эгалитарная

19. Какому политическому режиму свойственно:

— контроль правящей партии над СМИ, жесткая цензура

— централизованная экономика, система бюрократического управления ею

А) тоталитарный режим Б) авторитарный режим В) демократический

20. С какого возраста наступает право быть избранным в представительный орган?

А) с 20 лет Б) с 21 года В) с 25 лет Г) с 30 лет

21. К какой стадии избирательного процесса относится назначение даты выборов, регистрация и учет избирателей?

А) подготовительная Б) предвыборная агитация В) подведение итогов

22. Что собой представляет мажоритарная избирательная система?

23. Что собой представляет пропорциональная избирательная система?

Итоговый тест

по обществознанию в 10 классе

2019 г.

2 вариант

Объектом деятельности является:

А) земля Б) человек В) природные богатства Г) все перечисленное.

Мировоззрение, основой которого являются религиозные учения.

А) обыденное Б) религиозное В) научное

3. Потребность человека в общении, признании, достижениях – это…

А) социальные потребности Б) идеальные потребности В) естественные потребности

4. Продолжите фразу:

У ребенка до поступления в школу ведущий вид деятельности……..

5. Суждение – это форма…

А) чувственного познания Б) рационального познания В) религиозного познания

6. Полное, исчерпывающее знание о сложном объекте:

А) абсолютная истина Б) относительная истина В) правда Г) ложь

7. Аналогия, моделирование, абстрагирование – это методы исследования…

А) эмпирического уровня Б) теоретического уровня В) логического уровня

8. Что из перечисленного относится к массовой культуре?

А) комедия Б) частушки В) симфоническая музыка

9. Разделение общества на социальные группы, занимающие разное положение в обществе:

А) несправедливость Б) стратификация В) дифференциация

10. Переход людей из одних социальных групп в другие:

А) расслоение Б) социальная мобильность В) стратификация

11. Евгения повысили в должности. Это пример:

А) горизонтальной социальной мобильности Б) вертикальной социальной мобильности

12. Проходящая мимо женщина спросила и Вали: «Как пройти до пл.Ленина?»

Это пример…

А) социальных отношений Б) социального взаимодействия В) социального контакта

13. «На столах должны обязательно быть салфетки» — распорядилась Светлана.

Это пример:

А) политической нормы Б) эстетической нормы В) моральной нормы

14. Ожидаемое от человека данного социального статуса поведение:

А) социальная роль Б) социальный статус В) характер

15. Верны ли суждения об отклоняющемся поведении:

А – Одной из причин отклоняющегося поведения подростков является нежелание отставать от других

Б – Большинство подростков с отклоняющимся поведением воспитываются в неблагополучных семьях

1) верно только А; 2) верно только Б; 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны.

16. Семья, в которой главную позицию занимает мать:

А) патриархальная Б) матриархальная В) эгалитарная

17. Психологическая поддержка – это…

А) экономическая функция семьи Б) функция духовного общения и досуга

В) эмоциональная функция Г) функция первичного социального контроля

18. Основной политический институт:

А) церковь Б) государство В) семья Г) школа

19. Какому политическому режиму свойствен принцип народовластия?

А) тоталитарный режим Б) авторитарный режим В) демократический

20. С какого возраста наступает право быть избранным в представительный орган?

А) с 20 лет Б) с 21 года В) с 25 лет Г) с 30 лет

21. Политика, апеллирующая к широким массам и обещающая им скорое и лёгкое решение острых социальных проблем:

А) социальная политика Б) популизм В) агитация Г) ирригация

22. Что собой представляет мажоритарная избирательная система?

23. Что собой представляет пропорциональная избирательная система?

Ответы:

1 вариант:

1-в 2-а 3-в 4-игра 5-а 6- б 7- а 8-в 9-в 10-б 11-б 12-б 13-б 14-в 15-3

16-б 17-в 18-г 19-а 20-б 21-а

2 вариант:

1-г 2-б 3-а 4-игра 5-б 6-а 7-б 8-а 9-в 10-б 11-б 12-в 13-б 14-а 15-3

16-б 17-в 18-б 19-в 20-б 21-б

Критерии оценивания:

С 1 по 21 вопросы – за каждый правильный ответ по 1 баллу (максимум – 21 балл)

22, 23 вопросы:

Правильный, полный ответ с использованием обществоведческих терминов – 3 балла

Краткий ответ с обществоведческими терминами – 2 балла

Краткий ответ без терминологии – 1 балл

Неверный ответ – о баллов

Итоги:

27-24 баллов – «5»

23-19 баллов – «4»

18-9 баллов – «3»

8-о баллов – «2»

Мышление и деятельность — ЧЕЛОВЕК

Предметы и явления действительности обладают такими свойствами и отношениями, которые можно познать непосредственно, при помощи ощущений и восприятий (цвета, звуки, формы, размещение и перемещение тел в видимом пространстве), и такими, которые можно познать лишь опосредованно и благодаря обобщению, т. е. посредством мышления.

Мышление — это опосредованное и обобщенное отражение действительности, вид умственной деятельности, заключающейся в познании сущности вещей и явлений, закономерных связей и отношений между ними.

Первая особенность мышления — его опосредованный характер. То, что человек не может познать прямо, непосредственно, он познает косвенно, опосредованно: одни свойства через другие, неизвестное — через известное. Мышление всегда опирается на данные чувственного опыта — ощущения, восприятия, представления — и на ранее приобретенные теоретические знания. Косвенное познание и есть познание опосредованное.

Вторая особенность мышления — его обобщенность. Обобщение как познание общего и существенного в объектах действительности возможно потому, что все свойства этих объектов связаны друг с другом. Общее существует и проявляется лишь в отдельном, в конкретном.

Обобщения люди выражают посредством речи, языка. Словесное обозначение относится не только к отдельному объекту, но также и к целой группе сходных объектов. Обобщенность также присуща и образам (представлениям и даже восприятиям). Но там она всегда ограничена наглядностью. Слово же позволяет обобщать безгранично. Философские понятия материи, движения, закона, сущности, явления, качества, количества и т. д. — широчайшие обобщения, выраженные словом.

Мышление — высшая ступень познания человеком действительности. Чувственной основой мышления являются ощущения, восприятия и представления. Через органы чувств — единственные каналы связи организма с окружающим миром — поступает в мозг информация. Содержание информации перерабатывается мозгом. Наиболее сложной (логической) формой переработки информации является деятельность мышления. Решая мыслительные задачи, которые перед ним ставит жизнь, человек размышляет, делает выводы и тем самым познает сущность вещей и явлений, открывает законы их связи, а затем на этой основе преобразует мир.

Мышление не только теснейшим образом связано с ощущениями и восприятиями, но и формируется на их основе. Переход от ощущения к мысли — сложный процесс, который заключается прежде всего в выделении и обособлении предмета или его признака, в отвлечении от конкретного, единичного и в установлении существенного, общего для многих предметов.

Мышление выступает главным образом как решение задач, вопросов, проблем, которые постоянно выдвигаются перед людьми жизнью. Решение задач всегда должно дать человеку что-то новое, в частности новые знания. Поиски решений иногда бывают очень трудными, поэтому мыслительная деятельность, как правило, активна и требует сосредоточенного внимания, терпения. Реальный процесс мысли — это всегда процесс не только познавательный, но и эмоциональноволевой.

Объективной материальной формой мышления является язык. Мысль становится мыслью и для себя и для других только через слово — устное и письменное. Благодаря языку человеческие мысли не теряются, а передаются в виде системы знаний из поколения в поколение. Однако существуют и дополнительные средства передачи результатов мышления: световые и звуковые сигналы, электрические импульсы, жесты и пр. Современная наука и техника широко используют условные знаки в качестве универсального и экономного средства передачи информации.

Облекаясь в словесную форму, мысль формируется и реализуется в процессе речи. Движение мысли, ее уточнение, связь мыслей друг с другом и т. п. происходят лишь посредством речевой деятельности. Мышление и речь (язык) — едины.

Мышление неразрывно связано с речевыми механизмами, особенно с рече-слуховыми и речедвигательными, а также с практической деятельностью людей. Всякий вид деятельности предполагает обдумывание, учет условий действия, планирование, наблюдение. Действуя, человек решает какие-то задачи. Практическая деятельность — основное условие возникновения и развития мышления, а также критерий истинности мышления.

Мышление — функция мозга, результат его аналитико-синтетической деятельности. Оно обеспечивается работой обеих сигнальных систем, при этом ведущая роль отводится второй сигнальной системе. При решении мыслительных задач в коре мозга происходит процесс преобразования систем временных нервных связей. Нахождение новой мысли физиологически означает замыкание нервных связей в новом сочетании.

Мыслительная деятельность человека представляет собой решение разнообразных мыслительных задач, направленных на раскрытие сущности чего-либо.

Мыслительная операция — это один из способов мыслительной деятельности, посредством которого человек решает мыслительные задачи.

Мыслительные операции разнообразны. Это — анализ и синтез, сравнение, абстрагирование, конкретизация, обобщение, классификация. Какие из логических операций применит человек, будет зависеть от задачи и от характера информации, которую он подвергает мыслительной переработке.

Анализ — это мысленное разложение целого на части или мысленное выделение из целого его сторон, действий, отношений.

Синтез — обратный анализу процесс мысли; это — объединение частей, свойств, действий, отношений в одно целое.

Анализ и синтез — две взаимосвязанные логические операции. Синтез, как и анализ, может быть как практическим, так и умственным.

Анализ и синтез сформировались в практической деятельности человека. В трудовой деятельности люди постоянно взаимодействуют с предметами и явлениями. Практическое освоение их и привело к формированию мыслительных операций анализа и синтеза.

Сравнение — это установление сходства и различия предметов и явлений. Сравнение основано на анализе. Прежде чем сравнивать объекты, необходимо выделить один или несколько признаков, по которым будет произведено сравнение.

Сравнение может быть односторонним, или неполным, и многосторонним, или более полным. Сравнение, как анализ и синтез, может быть разных уровней — поверхностное и более глубокое. В этом случае мысль человека идет от внешних признаков сходства и различия к внутренним, от видимого к скрытому, от явления к сущности.

Абстрагирование — это процесс мысленного отвлечения от некоторых признаков, сторон конкретного с целью лучшего познания его. Человек мысленно выделяет какой-нибудь признак предмета и рассматривает его изолированно от всех других признаков, временно отвлекаясь от них. Изолированное изучение отдельных признаков объекта при одновременном отвлечении от всех остальных помогает человеку глубже понять сущность вещей и явлений. Благодаря абстракции человек смог оторваться от единичного, конкретного и достичь самой высокой ступени познания — научного теоретического мышления.

Конкретизация — процесс, обратный абстрагированию и неразрывно связанный с ним. Конкретизация — это возвращение мысли от общего и абстрактного к конкретному с целью раскрытия содержания.

Мыслительная деятельность всегда направлена на получение какого-либо результата. Человек анализирует предметы, сравнивает их, абстрагирует отдельные свойства, с тем чтобы выявить общее в них, чтобы раскрыть закономерности, управляющие их развитием, чтобы овладеть ими.

Обобщение, таким образом, есть выделение в предметах и явлениях общего, которое выражается в виде понятия, закона, правила, формулы и т. п.

Мышление человека протекает в форме суждений и умозаключений. Суждение — это форма мышления, отражающая объекты действительности в их связях и отношениях. Каждое суждение — это отдельная мысль о чем-либо. Последовательная логическая связь нескольких суждений, необходимая для того, чтобы решить какую-либо мыслительную задачу, понять что-нибудь, найти ответ на вопрос, называется рассуждением. Рассуждение имеет практический смысл лишь тогда, когда оно приводит к определенному выводу, умозаключению. Умозаключение и будет ответом на вопрос, итогом поисков мысли.

Умозаключение — это вывод из нескольких суждений, дающий нам новое знание о предметах и явлениях объективного мира. Умозаключения бывают индуктивные, дедуктивные и по аналогии.

Индуктивное умозаключение — это умозаключение от единичного (частного) к общему. Из суждений о нескольких единичных случаях или об их группах человек делает общий вывод.

Рассуждение, в котором мысль движется в обратном направлении, называют дедукцией, а вывод — дедуктивным.

Дедукция — это вывод частного случая из общего положения, переход мысли от общего к менее общему, к частному или единичному. При дедуктивном рассуждении мы, зная общее положение, правило или закон, делаем вывод о частных случаях, хотя и не изучали их специально.

Умозаключение по аналогии — это умозаключение от частного к частному. Сущность умозаключения по аналогии состоит в том, что на основании сходства двух предметов в некоторых отношениях делается вывод о сходстве этих предметов и в других отношениях. Умозаключение по аналогии лежит в основе создания многих гипотез, догадок.

Результаты познавательной деятельности людей фиксируют в форме понятий. Познать предмет — значит раскрыть его сущность. Понятие — это отражение существенных признаков предмета. Чтобы раскрыть эти признаки, нужно всесторонне изучить предмет, установить его связи с другими предметами. Понятие о предмете возникает на основе многих суждений и умозаключений о нем.

Понятие как результат обобщения опыта людей является высшим продуктом мозга, высшей ступенью познания мира.

Каждое новое поколение людей усваивает научные, технические, моральные, эстетические и другие понятия, выработанные обществом в процессе исторического развития.

Усвоить понятие — это значит осознать его содержание, уметь выделять существенные признаки, точно знать его границы (объем), и место среди других понятий, чтобы не путать его со сходными понятиями; уметь пользоваться данным понятием в познавательной и практической деятельности.

Мыслительная деятельность человека проявляется в понимании объектов мышления и в решении на этой основе разнообразных мыслительных задач.

Понимание — процесс проникновения мысли в сущность чего-либо. Объектом понимания может быть любой предмет, явление, факт, ситуация, действие, речь людей, произведение литературы и искусства, научная теория и т. д.

Понимание может быть включено в процесс восприятия объекта и выражаться в узнавании, осознании его, хотя оно может осуществляться и вне восприятия.

Понимание является обязательным условием решения мыслительных задач.

Действуя, человек решает разнообразные задачи.

Задача представляет собой ситуацию, которая определяет действие человека, удовлетворяющего потребность путем изменения этой ситуации.

Сущность задачи состоит в достижении цели. Сложные задачи человек решает в несколько этапов. Осознав цель, вопрос, возникшую потребность, он анализирует условия задачи, составляет план действий и действует.

Одни задачи человек решает непосредственно, путем выполнения привычных практических и умственных действий, другие — опосредованно, путем приобретения знаний, необходимых для анализа условий задачи. Задачи последнего типа называются мыслительными.

Решение мыслительных задач проходит в несколько этапов. Первый этап — осознание вопроса задачи и стремление найти на него ответ. Без вопроса нет задачи, нет вообще мыслительной деятельности.

Второй этап решения мыслительной задачи — это анализ ее условия. Без этого нельзя решить ни одной задачи — ни практической, ни умственной.

Третий этап решения мыслительной задачи — само решение. Процесс решения осуществляется посредством различных умственных действий с использованием логических операций. Умственные действия, последовательно сменяя друг друга, образуют определенную систему.

Последним этапом решения мыслительных задач является проверка правильности решения. Она дисциплинирует мыслительную деятельность, позволяет осмыслить каждый ее шаг, найти пропущенные ошибки и исправить их.

Умение решать мыслительные задачи характеризует ум человека, особенно если человек может решать их самостоятельно и наиболее экономными способами.

В зависимости от того, какое место в мыслительном процессе занимают слово, образ и действие и как они соотносятся между собой, выделяют три вида мышления, конкретно-действенное, или практическое, конкретно-образное и абстрактное. Эти виды мышления выделяются еще и на основании особенностей задач — практических и теоретических.

Конкретно-действенное (практическое) мышление направлено на решение конкретных задач в условиях производственной, конструктивной, организаторской или иной практической деятельности людей. Практическое мышление — это прежде всего техническое, конструктивное мышление. Оно состоит в понимании техники и в умении человека самостоятельно решать технические задачи. Процесс технической деятельности — это процесс взаимодействий умственных и практических компонентов работы. Сложные операции абстрактного мышления переплетаются с практическими действиями человека и неразрывно связаны с ними. Характерными особенностями конкретно-действенного мышления являются ярко выраженная наблюдательность, внимание к деталям, частностям и умение использовать их в конкретной ситуации, оперирование пространственными образами и схемами, умение быстро переходить от размышления к действию и обратно. Именно в этом виде мышления в наибольшей мере проявляется единство мысли и воли.

Конкретно-образное, или художественное, мышление характеризуется тем, что отвлеченные мысли, обобщения человек воплощает в конкретных образах.

Абстрактное, или словесно-логическое, мышление направлено в основном на поиск общих закономерностей в природе и человеческом обществе. Абстрактное, теоретическое мышление отражает общие связи и отношения. Оно оперирует в основном понятиями, широкими категориями, а образы, представления играют в нем вспомогательную роль.

Все три вида мышления тесно связаны друг с другом. У многих людей в одинаковой мере развиты конкретно-действенное, конкретно-образное и теоретическое мышление, но в зависимости от характера задач, которые человек решает, на первый план выступает то один, то другой, то третий вид мышления.

Если рассматривать развитие мышления у детей, то можно обнаружить, что раньше всего возникает конкретно-действенное мышление, потом конкретно-образное, и, наконец, абстрактно-логическое. Но особенности каждого из этих видов мышления у детей несколько иные и связь их проще.

Виды мышления являются к тому же типологическими особенностями умственной и практической деятельности людей. В основе каждого вида лежит особое отношение сигнальных систем. Если у человека преобладает конкретно-действенное или конкретно-образное мышление, это означает относительное преобладание у него первой сигнальной системы над второй; если же человеку более свойственно словесно-логическое мышление, это означает относительное преобладание у него второй сигнальной системы над первой. Существуют и другие различия в мыслительной деятельности людей. Если они устойчивы, их называют качествами ума.

Понятие ума шире понятия мышления. Ум человека характеризуют не только особенности его мышления, но и особенности других познавательных процессов (наблюдательность, творческое воображение, логическая память, внимательность). Понимая сложные связи между предметами и явлениями окружающего мира, умный человек должен хорошо понимать и других людей, быть чутким, отзывчивым, добрым. Качества мышления — основные качества ума. К ним относят гибкость, самостоятельность, глубину, широту, последовательность и некоторые другие качества мышления.

Гибкость ума выражается в подвижности мыслительных процессов, умении учитывать меняющиеся условия умственных или практических действий и в соответствии с этим менять способы решения задач. Гибкости мышления противостоит инертность мышления. Человеку инертной мысли более свойственно воспроизведение усвоенного, чем активные поиски неизвестного. Инертный ум — это ленивый ум. Гибкость ума — обязательное качество людей творчества.

Самостоятельность ума выражается в способности ставить вопросы и находить оригинальные пути их решения. Самостоятельность ума предполагает его самокритичность, т. е. умение человека видеть сильные и слабые стороны своей деятельности вообще и умственной в частности.

Другие качества ума — глубина, широта и последовательность — также имеют важное значение. Человек глубокого ума способен «доходить до корня», вникать в сущность предметов и явлений. Люди последовательного ума умеют строго логически рассуждать, убедительно доказывать истинность или ложность какого-либо вывода, проверять ход рассуждения.

Образование понятий, их содержание и объем. Логические приемы образования понятий. Содержание и объем понятий

Образование понятий, их содержание и объем. Логические приемы образования понятий. Содержание и объем понятий. — Текст : электронный // Myfilology.ru – информационный филологический ресурс : [сайт]. – URL: https://myfilology.ru//169/obrazovanie-ponyatij-ix-soderzhanie-i-obem-logicheskie-priemy-obrazovaniya-ponyatij-soderzhanie-i-obem-ponyatij/ (дата обращения: 3.06.2021)

Логические приемы образования понятий

Для человека, занимающегося научными изысканиями, постоянно необходимо получать новую информацию. Для этого ученый читает множество литературы по избранному предмету, ведет наблюдение, делает опыты. Однако вся эта деятельность была бы бесполезной, если бы не приводила к образованию новых понятий. Иными словами, полученная информация в таком случае так и осталась бы лишь информацией, не облеченной в форму, пригодную для закрепления и передачи.

Именно поэтому необходимо знать о приемах образования понятий. Такими приемами являются: абстрагирование, анализ, синтез, сравнение и обобщение.

Абстрагирование – это прием образования понятий, при котором необходимо отвлечься от ряда несущественных признаков предмета, отринуть их и оставить лишь существенные.

В процессе абстрагирования значительную роль играет сравнение.

Анализ – это мысленное дробление предмета, процесса или явления на составные части с целью установления взаимодействия этих частей и взаимосвязей между ними, а также выявления происходящих внутри исследуемого объекта процессов.

Анализ необходим для получения отражения уже существующего понятия.

Синтез – это мысленная сборка составных частей предмета, явления или процесса воедино.

Синтез – это процесс, обратный анализу, и обычно используется, когда последний уже проведен. Зачастую мысленному синтезу предшествует, если речь идет о предмете, практическая сборка данного предмета со строгим соблюдением последовательности постановки составных частей.

Синтез применяется для создания новых понятий на основе уже существующих, подвергнутых синтезу, или выявления неточностей в понятии, а также внесения в эти понятия изменений.

Сравнение – это мысленное установление сходства или различия предметов по существенным или несущественным признакам.

Обобщение – мысленное объединение группы предметов в новый ряд или добавление одного предмета в уже существующий на основе присущих этим предметам признаков.

Сравнение и обобщение позволяют достичь большей точности в суждениях, отделить одно от другого или, наоборот, объединить несколько предметов в одну группу (класс). Как факультативный признак, способствуют лучшему усвоению информации человеческим мозгом.

Все логические приемы образования понятий имеют важнейшее значение. Они связаны между собой, их невозможно представить один без другого. Часто применяются вместе или предшествуют один другому.

Содержание и объем понятий

Любое понятие имеет содержание и объем.

Содержанием понятия является совокупность характеризующих его предмет существенных признаков, подразумевающихся в данном понятии.

Объем понятия составляет совокупность или множество предметов, которое мыслится в понятии.

Достаточным содержанием для образования понятия «равнобедренный прямоугольный треугольник» будет указание на наличие в составе геометрической фигуры двух углов, равных 45°. Объемом же такого понятия станет вся совокупность возможных равнобедренных треугольников.

Любое понятие может быть полно охарактеризовано при помощи определения его содержания (иными словами – смысла) и установления предметов, с которыми данное понятие имеет определенные связи.

Независимо от сознания человека в окружающем мире существуют различные предметы. Эти предметы характеризуются множеством. Множество может быть конечным или бесконечным. Если количество предметов, входящих в множество, поддается исчислению, множество считается конечным. Если такие предметы не поддаются исчислению, множество называют бесконечным. Необходимо упомянуть об отношениях включения, принадлежности и тождества.

Отношение включения – это отношение вида и рода. Множество А является частью или подмножеством множества В, если каждый элемент А есть элемент В. Отражается в виде формулы А с В (множество А входит в множество В). В отношении принадлежности класс апринадлежит классу А и записывается как а с А. Отношение тождества подразумевает, что множества А и В совпадают. Это закрепляется как А = В.

Содержание понятия называется его интенсиональностью, а его отношение к каким-либо объектам – экстенсиональностью.

Интенсиональность понятий. Чаще всего в процессе толкования термина «содержание понятия» его определяют в качестве понятия как такового. В этом случае подразумевается, что содержание понятия есть система признаков, при посредстве которых предметы, содержащиеся в понятии, обобщаются и выделяются из массы других. Иногда под содержанием понимается значение понятия или все взятые вместе существенные признаки предмета, содержащиеся в понятии. В некоторых исследованиях содержание понятия отождествляется со всем комплексом сведений, которые известны о данном предмете.

Из сказанного выше видно, что содержанием понятия является некая информация, содержащая сведения о предметах, явлениях, процессах, входящих в данное понятие. Эти сведения необходимы для образования понятия, определения его формы и рационального рассмотрения. Такими сведениями может быть любая информация о предмете, позволяющая выделить его из массы однородных (и неоднородных) предметов и четко определить его характеристики. Другими словами, это информация о существенных и иных признаках предмета.

В процессе общения с точки зрения эффективности передачи информации особый интерес вызывает такой элемент содержания понятия, как коннотация. Она в большей или меньшей степени характерна для языков разных стран и в очень большой степени – для русского языка. Это всевозможные вариации произношения, интонации, ударения на отдельные слова, этические, эстетические, этнические, профессиональные, уменьшительно-ласкательные и другие оттенки и окрасы понятий, применяемые в речи. Такие вариации могут приводить к изменению значения понятия без изменения его словесной формы, а изменение словесной формы чаще всего приводит к изменению значения. Например, слова «книга» – «книжонка»; «бабка» – «бабушка» – «бабуля» вполне иллюстрируют коннотацию.

Необходимо сказать о так называемой величине содержания понятий. Она неразрывно связана с их объемом. В данном случае подразумевается способность одних понятий быть шире, чем другие, и тем самым как бы «перекрывать» их. Например, понятие «наука» по содержанию значительно больше, чем понятие «логика» и перекрывает последнее. При характеристике первого понятия можно использовать, а можно и не использовать второе, а заменить его другим или вообще обойтись иными средствами. Однако, давая характеристику понятию «логика», нам неизбежно придется использовать понятие «наука». Понятие «наука» в данном случае является подчиняющим, а «логика» – подчиненным. Возьмем для примера два других понятия – «вертолет» и «самолет». Эти понятия по отношению друг к другу не являются подчиненным и подчиняющим. Дать определение одного из них, используя другое, практически невозможно. Единственным признаком, связывающим эти два понятия, является то, что их предметы есть приспособления для совершения полетов. Подчиняющим понятием как для первого, так и для второго будет «летательный аппарат».

Таким образом, сравнению по величине содержания объема подлежат лишь подчиненные и подчиняющие понятия.

Экстенсиональность понятий. Любое понятие отражает какой-либо предмет, содержит признаки, характеризующие и отделяющие его от других предметов. Этот предмет всегда связан с другими предметами, которые не входят в содержание данного понятия, однако имеют признаки, частично повторяющие признаки предмета, отраженного в понятии. Эти предметы составляют особую группу. Такую группу можно определить как совокупность объектов, характеризующихся наличием общих признаков, закрепленных хотя бы одним понятием.

Однако одного только отражения предмета тем или иным понятием недостаточно. Предмет, который существует реально, и предмет как объект мысли не тождественны. Это связано с представлением абстрактного (мнимого, мыслимого) и реального (имеющего реальное воплощение) предмета. Абстрактный предмет – это мыслительная конструкция, которая может точно отражать признаки, свойства предмета, но может и содержать ошибку или неточность. В данном контексте можно определить объем понятия как совокупность абстрактных предметов, относящихся к нему.

Таким образом, реальный предмет – это объект материального мира, обладающий присущими только ему характерными признаками. Абстрактный предмет не имеет материального воплощения и характеризуется только информацией о своей принадлежности к какому-либо понятию.

К вопросу о принадлежности к понятию существует два подхода, согласно которым объем понятия может быть объемом разнообразия или количественным. Первый подход подразумевает, что в объем понятия входит несколько других понятий. Соответственно, это последнее понятие является общим для всех входящих. Например, в понятие «летательный аппарат» входят «самолет», «вертолет», «дирижабль» и другие, поэтому оно является общим. Этот подход показывает наличие достаточного количества элементов, входящих в объем предмета, соответственно, такой объем именуется объемом разнообразия.

К понятию имеют отношение не только сами предметы, но и категории, этим предметам свойственные. Объем же понятия составляет вся совокупность предметов, связанных с ним. Понятие, а соответственно, характеризующие его содержание и объем являются мыслительными образованиями. Поэтому объем понятия не может состоять из реальных предметов, как не может мысль о воде состоять из самой воды. Он состоит из мысленных отражений этих предметов и их свойств. Главным условием является то, что такие отражения, мысль о предметах, должны подпадать под признаки, подразумевающиеся в понятии. Реальными понятие и предметы, входящие в его объем, делает представление о реальности этих предметов. Таким образом, количественным объемом понятия можно назвать объем, составленный из мысленных отражений реально существующих предметов, соответствующих данному понятию.

Следует всегда помнить о правильности обращения с любыми логическими категориями. Так, возможна ошибка, связанная с объемами понятий. Недопустимо отождествлять части предмета и части объема понятия об этом предмете. В противном случае часть физического предмета (колесо автомобиля, крыло самолета, оружейный ударник) отождествляется с самостоятельными предметами, мысленные отражения которых входят в объем соответствующего понятия.

Необходимо также упомянуть о пустых объемах. В некоторых случаях может идти речь о так называемых пустых объемах. Есть два варианта возникновения пустого объема: вспомним, что в понятие входит не сам предмет, а лишь его мысленное отражение. Поэтому, если предмет, отраженный в понятии, противоречит объективным физическим законам, объем такого понятия считается пустым. Это происходит либо с понятиями, содержащими фантастические предметы, либо с понятиями о предметах, существование которых невозможно (например, вечный двигатель). В другом случае подразумеваются самопротиворечащие (ложные) понятия. Они имеют содержание при пустых объемах.

Разные случаи существования объемов изучает формальная логика. Она рассматривает мышление с точки зрения его экстенсиональности. Или, другими словами, в экстенсиональном контексте. В рамках формальной логики мышление представляется процессом осуществления различных операций с объемами понятий без рассмотрения содержания этих понятий. Цель формальной логики – определить истинность либо ложность понятий, опираясь лишь на их объемы.

Если есть формальная логика, занимающаяся изучением только объемов понятий, разумно было бы предположить и существование логики содержания, которая занималась бы изучением содержательной стороны понятий и суждений. Объектом рассмотрения логики содержания должна быть интенсиональная часть мышления, взаимодействие содержания различных понятий и степень правильности отражения в понятиях и суждениях объективного мира.

Логика изучает понятия и суждения о предметах реального мира. Понятия есть лишь мысленные отражения реально существующих предметов. Однако понятие подразумевает существование своего предмета. Тут возникает понятие модальности. Модальность – это способ существования определенного объекта или процесса (онтологическая модальность). Существует также понятие логической модальности. Это способ понимания, получение заключения об объекте, явлении или процессе.

Логическое существование можно назвать абсолютным, так как этим понятием определяется существование само по себе, существование как оно есть, без привязки к какому-либо конкретному объекту.

Существование может быть следующих видов:

1) чувственное. Это существование объектов, процессов и явлений, воспринимаемое человеком. Чувственное существование может быть объективным и субъективным. Первое подразумевает реальное существование объекта, отраженного в восприятии человека. Такой объект существует независимо от воспринимающего. Второе (субъективное) существование отражает не реальные предметы, процессы и явления, а лишь мнимые. Это может быть фантазия человека, его мысль о чем-либо, мечта, образ;
2) скрытое существование. Интересно тем, что его предметы скрыты от восприятия человека в силу определенных причин. Может быть объективным и субъективным.

Объективное. Причиной невозможности восприятия реально существующих объектов является неспособность органов чувств человека к восприятию микроскопических объектов, различного рода волн, электромагнитных полей и других подобных явлений.

Субъективное. Сюда следует отнести существование не осознаваемых психологических особенностей, входящих и составляющих подсознание. Это различные стремления, инстинкты, влечения, комплексы и т. д.

Объем понятия может существовать или в чувственном, или в скрытом виде существования, независимо от того, объективно оно или нет. Однако такая зависимость возникает при совершении ошибки. Будучи определенным не в свой вид существования, объем становится пустым.

При этом нельзя забывать, что виды существования иногда не имеют четких границ. В зависимости от обстоятельств один из этих видов может перетекать в другой – скрытое существование может стать чувственным, объективное – субъективным. Поэтому зачастую и объем понятия может оказаться не пустым. Необходимо в каждом случае рассматривать объем понятия отдельно.

Отношение категорий внутри понятия подчиняется логическим законам и имеет свою специфику. Так, особенности действия содержания и объема понятия друг на друга отражены в законе обратного отношения содержания и объема понятий. Этот закон основан на логической природе понятий. Взяв два понятия, мы можем заметить, что одно из них шире другого по объему, другое же входит в объем первого. Однако понятие, входящее в объем другого (имеющего, соответственно, меньший объем), в содержании отражает больше признаков, более насыщено ими. Именно это явление положено в основу закона обратной связи, который звучит так: чем шире объем понятия, тем его содержание уже, чем богаче содержание, тем меньше объем. Суть данного закона состоит в том, что чем меньше информации о предмете отражено в содержании понятия, тем шире класс предметов и неопределеннее состав. Например, понятие «самолет» бедно содержанием, но при этом в объем включает самолеты различных видов, фирм и конструкций. Расширяя содержание, мы добавляем еще одно характеризующее слово и получаем понятие «пассажирский самолет». Теперь объем понятия значительно сузился, однако содержит еще значительное количество предметов. Понятие «пассажирский самолет „Боинг“» имеет почти максимально широкое содержание, однако класс предметов, входящий в объем, теперь четко очерчен и немногочислен. Таким образом можно сузить объем понятия за счет расширения его содержания вплоть до одного предмета.

01.09.2016, 1540 просмотров.

уровней абстракции в социологии: актуальность и пределы рассуждений Парсона

1 Зачем нам нужно еще одно исследование Парсонса? В конце концов, его важность широко признана до такой степени, что мы называем его последним из «классиков». Однако его работа находится в историческом контексте и поэтому может быть устаревшей. Эта оговорка необоснованна, по крайней мере, для интересующей нас проблемы. Следует помнить, что для Парсонса одним из эпистемологических приоритетов в Структура социального действия является демонстрация законности абстракции в научных исследованиях.Более того, этот интерес приводит Парсонса к твердой позиции относительно «степени, до которой может быть продвинута аналитическая абстракция» и к формулированию подходящего ответа на этот вопрос для социальных наук.

2 Во вводной главе The Structure Парсонс вводит понятие «описательные системы отсчета» и подчеркивает, что они необходимы всем наукам.

3 В поддержку этого утверждения он приводит сильный и убедительный аргумент: простое описание явлений для научных целей уже подразумевает «выборочное упорядочение», основанное на явных системах отсчета.Если цитировать Лоуренса Хендерсона [1] (как это делает сам Парсонс), система отсчета — это «концептуальная схема». Все эмпирические наблюдения требуют, относятся к такой схеме и извлекают из нее значение. Например, научная деятельность опирается на четкую формулировку и систематическое применение схемы. В некотором смысле это составляет предварительную стадию, предшествующую объяснению явлений, и она необходима, поскольку делает возможным их описание.

4 Однако существует множество систем отсчета с разной степенью общности и разными научными целями.Ключевой проблемой парсонианской мысли, несомненно, является выбор наиболее подходящей системы координат для социальных наук. Однако прежде чем сделать это, Парсонс предлагает нам понять некоторые характеристики систем отсчета, без которых ученый — и особенно социолог — рискует совершить серьезную ошибку.

5 Все системы отсчета являются абстрактными схемами, но об этом часто забывают или плохо понимают, особенно в области социальных наук. Парсонс резко осуждает это отсутствие эпистемологической бдительности и пишет о «заблуждении неуместной правильности», заключающемся в ошибочном принятии абстрактных рамок за выражение конкретной реальности.Здесь Парсонс использует слова Альфреда Норта Уайтхеда, который продемонстрировал существование такой путаницы в отношении пространственно-временной системы отсчета, лежащей в основе классической механики. В некотором обобщении можно сказать, что системы отсчета относятся к сфере «моделей», если использовать это слово в самом широком смысле, и что их не следует принимать за первичные принципы реальности.

6 Парсонс подчеркивает эту тему, чтобы отделить себя от взглядов экономической теории, которые были широко распространены в 1930-е годы.Таким образом, обсуждая выдающуюся работу Лайонела Роббинса «Эссе о природе и значении экономики », он критикует Роббинса за то, что тот впал в «заблуждение неуместной правильности», которое тем более разрушительно, что его совершил искушенный мыслитель: Роббинс делает фактически признают абстрактную природу экономической теории, но тем не менее предполагают «отдельное существование экономических сил», якобы обеспечивающих независимость экономики как науки. [2] Основная ошибка повторяется здесь в предположении, что экономические силы представляют собой отделимых подгрупп явлений.Было бы более целесообразно провести аналитическое различие между экономическими элементами и другими элементами. Это можно рассматривать как первый этап разработки экономической теории, поскольку, согласно Парсонсу, «истинная научная абстракция» подразумевает «постоянное изменение одних факторов (экспериментально или аналитически) независимо от других». [3] Однако именно выбор системы отсчета позволяет провести это существенное различие. Он сопровождается процессом выбора явлений, который варьируется в зависимости от доминирующего научного интереса, но, по сути, направлен на определение посредством абстракции явлений для объяснения.Другие явления не считаются соответствующими переменных для исследуемых проблем, а рассматриваются просто как данные . Парсонс иллюстрирует этот момент в книге The Structure на примере человека, который совершает самоубийство, спрыгнув с моста. Социолог видит в этом действие, причины и причины которого должны быть определены. Врач видит в этом падение тела, требующее объяснения. Однако социолог не может полностью игнорировать это падение, даже если оно не является одним из феноменов, подлежащих объяснению: если бы прыжок не привел к падению и высокой вероятности смерти, нельзя было бы говорить о самоубийстве ( или даже попытка самоубийства).Следовательно, скачок должен быть включен как данные, но, по словам Парсонса, рассматриваться «социологом» как «беспроблемный». [4]

7 Мне кажется, что эти общие соображения, касающиеся системы отсчета, преследуют двоякую цель: они помогают поддерживать эпистемологическую бдительность в отношении различных вариантов, наивных или замаскированных, эмпиризма , и они стремятся подчеркнуть полное значение этой системы отсчета. ссылки — и ее выбор — в исследовании. Эти наблюдения мы будем иметь в виду, когда в данной статье мы перейдем к конкретному предложению Парсонса в области социальных наук.

8 Парсонс очень верит в систему отсчета действия и решительно защищает ее на протяжении всей своей книги. Конечно, он указывает, что это не единственная возможная система отсчета, и, ссылаясь на Знанецкого «Метод социологии », он цитирует четыре: «социальное действие», конечно, но также «социальные отношения», «социальные группы» и «Социальная личность» (которая имеет дело с индивидом в обществе). Но он сразу же указывает, что отдает приоритет схеме действий с упором на взаимосвязь между средствами и целями.Более того, в последней главе книги «Структура », посвященной эпистемологическим вопросам, он утверждает, что три другие концептуальные схемы являются «вторичными» по отношению к схеме действия, одновременно признавая их полезность для описания сложных явлений.

9 Это позволяет понять, почему Парсонс придает такое большое значение характеристике соответствующей «базовой единицы» или «действия единицы» в системе отсчета действия. Единичное действие требует «актера», ориентировано на «цель» и происходит в «ситуации», состоящей из двух отдельных элементов: тех, над которыми актор не может контролировать («условия» действия), и тех, которые не контролируются. над которыми действует субъект («средства»).Оригинальность Parsons заключается в добавлении дополнительных характеристик к этим традиционным элементам. Он называет это «нормативной ориентацией» действия и утверждает, что она влияет на «выбор средств» (то есть выбор одних средств над другими) «постольку, поскольку ситуация допускает альтернативы». Ответы на этот анализ единичного акта и его разветвлений различаются: Джеффри Александер переоценивает его, рассматривая его как основу для «многомерного подхода к действию», тогда как Энтони Гидденс недооценивает его в попытке противоречивой дифференциации.В любом случае, он обладает достоинством описания основных категорий системы отсчета действий и обрисовки их взаимосвязей, хотя делает это с некоторой двусмысленностью: как показали более поздние разработки, «нормативная ориентация» не может быть сведена к выбор определенных средств, но также выражается в природе определенных целей, преследуемых и желаемых сами по себе. [5] В The Structure Парсонс еще не предлагает разъясняющего различия между ценностями (как критериями желаемого) и нормами (как правилами действия). Помимо этой оговорки, подход Парсонса к категориям закладывает основу для второго использования системы координат, уже не только описательной, но и аналитической . Первый сценарий включает конкретное описание целей, средств и условий. Во втором сценарии эти категории вместе с нормативной направленностью становятся элементами действия. В этом смысле система координат представляет собой отправную точку, необходимую для построения крупномасштабной теоретической конструкции, такой как задуманная Парсонсом.

10 В целом приоритет, который Парсонс отводит действиям, кажется оправданным. Следует отметить, как показывает аргумент, развитый в Структура , что этот приоритет не исключает обращения к понятию системы : на определенном уровне сложности явления, с которыми сталкивается социолог, должны анализироваться с точки зрения системы действия. На протяжении всей своей карьеры Парсонс придерживался этой позиции, а это означало, что степень «перехода» от к Социальная система должна быть ограничена: было бы чрезмерным утверждать, что существует радикальная оппозиция. между перспективой действия и системной перспективой, по крайней мере, в работе Парсонса.Следует также добавить, что, поскольку социология интересуется «системами социального действия», «реляционную схему» можно считать полностью подходящей, не противореча приоритетному статусу схемы действия. В этом случае мы не сталкиваемся с внутренней проблемой, присущей какой-либо парадигме «утилитарного» вдохновения (в более широком смысле этого термина, когда утилитаризм рассматривает акторов как противопоставленных друг другу, что делает переход от действия к взаимодействию проблематичным).

11 Таким образом, кажется, что применение Парсонса системы координат не является ни узким, ни догматичным.Тем не менее следует помнить, что в результате своей универсальности эта структура совместима с различными вариантами.

12 Парсонс думает по этому поводу двояко. С одной стороны, он опирается на концепцию веберовского идеального типа, признавая его важность. С другой стороны, он руководствуется желанием уточнить и улучшить эту концепцию. Парсонс может быть только в пользу общей ориентации теории, представляющей идеальный тип как «конструкцию элементов, абстрагированных от конкретного и соединенных вместе, чтобы сформировать единую концептуальную модель.[6] Однако, читая Wissenschaftslehre в свете работ Александра фон Шельтинга [7], он (как и фон Шельтинг) сразу обнаруживает, что ему не нравится то, как идеальный тип объединяет две разнородные концептуальные категории: «Индивидуализирующие» концепции и «обобщающие» концепции. Учитывая эпистемологическую «линию», которую он проводит на всем протяжении Структура , его внимание сосредоточено на «обобщении» идеальных типов.

13 Точно так же Парсонс согласен с Вебером в одном ключевом пункте: необходимости обращения к общим концепциям в рамках социальных наук, особенно к тем, которые, как социология, пытаются идентифицировать « закономерностей .Однако он считает, что Макс Вебер остается неоднозначным в отношении степени абстракции , достигнутой в «обобщающем» идеальном типе и с его помощью. Рассматриваемое понятие фактически может быть истолковано по-разному. Парсонс уточняет это в тексте, опубликованном до «Структура », который посвящен критическому анализу работы Александра фон Шельтинга. [8] В первой интерпретации обобщающий идеальный тип «обозначает фиктивную сущность,« объективно возможную »[в гипотетическом смысле],« единицу »или« часть »исторического индивида, [что] логически аналогично «машина без трения» или «идеальный газ» в физике.Однако во второй интерпретации «элемент [рассматриваемый]» — следует отметить, что ссылка на идеальный тип исчезла — «составляет« общее свойство »исторических индивидов, такое как« экономическая рациональность », аналогичная «масса» или «скорость» в механике »(Camic [ed.], 1991, 127–8). Парсонс подчеркивает, что обе интерпретации касаются «абстрактных и общих понятий», но «жизненно важно» различать их. Это различие подразумевается (но никогда не делается явным) в теоретической работе Вебера.[9]

14 Как мы знаем, Парсонс считает целесообразным (по крайней мере, имея дело с теоретическими социальными науками) расширить процесс абстракции, включив в него второй тип понятий, «элементы». Как поясняется в цитируемом тексте, эти элементы соответствуют общим свойствам или даже комбинациям свойств, а не составным (или, скорее, гипотетически составляющим) частям социального явления. Таким образом, рекомендуемый процесс состоит в том, чтобы разбить бетонные и отдельные целые на аналитических элементов, которые можно квалифицировать как фундаментальные.В теории Парсона эти элементы рассматриваются как идеально универсальные или, по крайней мере, универсальные. Это основа того, что сам Парсонс называет своим «аналитическим реализмом». Акцент на аналитических элементах как на привилегированных концепциях социологической теории, таким образом, приводит его к радикальному отходу от веберовской позиции и отказу от присоединения к теории фиктивной природы понятий.

15 В приведенном выше отрывке различие между двумя типами понятий сопровождается дальнейшим различием в отношении законов.Если концептуализация возникает из логики идеального типа, «закон [таким образом] является обобщением поведения этой гипотетической идентичности при определенных условиях». Если, однако, концептуальное развитие выявляет аналитические элементы, «закон» представляет собой единый метод отношения между конкретными «ценностями» двух или более таких элементов »(Camic [ed.], 1991, 128). В первом сценарии закон устанавливает пограничный случай, который может быть более или менее приблизительным. Во втором сценарии его амбиции и требования отражают по существу ньютоновскую модель науки.Однако сегодня оправданно считать такую модель устаревшей: она кажется все менее и менее приспособленной к конкретным требованиям социальных наук. Сам Парсонс, который признает, что «поиграв с возможными приложениями и актуальностью для наших целей ньютоновской модели теоретической системы», постепенно отошел от нее, придя к выводу, что «теоретическая логика теории в социальных науках должна быть ближе к менделевской модели, чем к ньютоновской ». [10] Однако оговорки по поводу давнего представления Парсонса о законах и, в более широком смысле, определения приоритетов теоретических социальных наук не должны скрывать интереса его мышления к построению концепций. «Программа», которая направлена на преодоление внутренних ограничений идеального типа, чтобы выявить аналитические элементы, представляет интерес, и ее реализация Парсонсом заслуживает рассмотрения.

16 В этом отношении The Structure не может не оставить неудовлетворенного читателя: хотя в нем четко изложена программа, в нем несколько отсутствуют аналитические концепции. Однако Парсонс не забывает изложенные принципы. Он полностью придерживается их, деконструируя классические понятия «сообщество» и «общество», чтобы сформулировать переменных шаблона (они, наряду с четырьмя функциями, являются его наиболее известными концепциями).

17 Представляется оправданным рассматривать «сообщество» и «общество» как идеальные типы, даже если необходимы некоторые предупредительные замечания. Во-первых, концептуальный статус, который приписывал им Тоннис, изменился в течение его долгой карьеры. Во-вторых, сам Вебер в своем «систематическом» 1920 г. переформулирует два понятия как «коммунитаризация» ( Vergemeinschaftung ) и «социетизация» ( Vergesellschaftung ) . Наконец, важно отметить двойственное отношение Вебера к Тоннису, сочетающее в себе уважение и нежелание.Следовательно, сообщество и общество не являются идеальными типами Вебера. Тем не менее с эпистемологической точки зрения они все же принадлежат к общей категории идеальных типов.

18 Работа Парсонса по аналитической декомпозиции позволяет ему продемонстрировать, что сообщество и общество являются составными формами, опираясь на комбинацию аналитически независимых переменных. Таким образом, различие между профессиональными ролями и родительскими ролями, которое переформулирует и переносит хорошо известную дихотомию на более современный социологический язык, основано на пословном противопоставлении двух групп переменных.Универсализм, достижение (производительность), эмоциональная нейтральность и специфичность, характерные для профессиональных ролей, противопоставляются партикуляризму, приписыванию (качеству), аффективности и размытости в родительских ролях. Трудно отрицать, что использование «шаблонных переменных» имеет значение , уточняющее значение , и что оно помогло обогатить социологический анализ. Это демонстрируют работы Парсонса (в его «промежуточный» период) и многочисленные применения «переменных», даже если они уже не в моде.

19 Признавая этот вклад, следует помнить, что, как и для любого концептуального инструмента, существуют пределы релевантности переменных. Различные группировки переменных (или, скорее, их альтернативных полюсов) не все имеют одинаковый эмпирический охват: в двух приведенных выше примерах он очевиден, но в других случаях он может быть очень ограниченным. Однако Парсонс иногда систематически «меняет» свои концепции, как будто все возможные комбинации имеют одинаковое значение. Он особенно делает это, когда пытается установить соответствие между различными «наборами» переменных и связанными с ними функциональными проблемами, связанными (согласно Роберту Бейлзу) с деятельностью малых групп.[11] Поступая так, он не избегает концептуальной схоластики, за которую его часто критикуют, но которой нельзя позволять превращаться в карикатуру на его работу в целом.

20 Таким образом, мы сталкиваемся с общим риском, присущим любому процессу абстракции: потеря его эвристического значения может привести к «пустоте». Однако, если, как показано выше, такой риск неизбежен, гибкость, обеспечиваемая множеством комбинаций переменных, дает дополнительное преимущество.Это позволяет создавать неожиданные пары в форме противоречивых и, возможно, поучительных комбинаций. Таким образом, сочетание универсализма и качества, которое предполагает идеальную модель, которую следует преследовать или защищать, дает Парсонсу отправную точку для выявления несоответствия в немецкой системе ценностей, одновременно источника напряженности и аномии (отсутствия норм), что делает ее особенно важной. уязвимы перед ростом нацизма. Здесь использование переменных позволяет разработать оригинальную, хотя и спорную, интерпретацию.[12]

21 Таким образом, концептуальная часть программы, описанная в Структура , завершается разработкой переменных шаблона . Их разнообразные применения и различные разъяснения, которые они предлагают, дают твердое обоснование аргументации Парсонса.

22 Кажется, что недогматические читатели с готовностью примут полезность рассуждений Парсона, с их двойным акцентом на системе отсчета и на «аналитических элементах». Они также оценят важность полученных результатов.Однако у таких читателей может возникнуть соблазн добавить, что попытки уточнить теорию сейчас движутся в других направлениях, особенно в поиске механизмов . Несомненно, сциентистский энтузиазм здесь был бы неуместен, поскольку формальные теории остаются неполными. Более того, невозможно представить себе выход (как защищает Соренсен) [13] за пределы «языка переменных» (в смысле Лазарсфельда), если количественные данные не доступны исследователю. Таким образом, путь труден и даже узок, особенно на уровне общей теории.Тем не менее, это стоит изучить.

23 По-своему Парсонс действительно исследовал это, вопреки противоречивому образу, изображающему его как пойманного в ловушку построения таксономий. Его вклад не был незначительным хотя бы из-за его работы над механизмами социального контроля .

24 В начале года «Социальная система » Парсонс предлагает общую и в некоторой степени сложную характеристику механизма, которая выделяет три измерения: динамический аспект, который может быть проанализирован с точки зрения процессов; индивидуальная составляющая с точки зрения мотивации; и ссылка на последствия для рассматриваемой системы действий — в данном случае социальной системы.[14] В целом, эта формулировка имеет серьезный недостаток: она не проясняет сущностный характер механизмов, лучше всего продемонстрированных Парсонсом. Фактически, их потенциальная эффективность зависит от их реляционного измерения . В основе механизма лежит ожидаемый результат действия (или отношения) alter на эго в контексте системы взаимодействия, которая имеет тенденцию способствовать его поддержанию (или, скорее, его непрерывности ). .

25 С этой точки зрения вопрос о социальном регулировании занимает центральное место. Вот почему в главе 7 книги Социальная система Парсонс исследует ее различные формы — от неформального социального регулирования до институциональных методов регулирования, а также соответствующие используемые механизмы. [15]

26 Это дает ему другой взгляд на отношения между врачом и пациентом — одним из его любимых эмпирических субъектов — и заставляет его добавить к уже установленным в главе 10 анализам, которые, в частности, определяют соответствующие роли врача и пациента с использованием «шаблонных переменных».«Оригинальность этого подхода проистекает в основном из того факта, что Парсонс может полностью учесть асимметрию отношений между врачом и пациентом; теперь вопрос состоит в том, чтобы оценить, можно ли и как можно компенсировать эту асимметрию.

27 Здесь в игру вступает механизм, берущий на себя эту компенсирующую функцию. Он состоит из четырех компонентов, которые также можно рассматривать как дополнительные механизмы. Во-первых, врач (понимаемый в широком смысле и включающий психотерапевтов, а также обычных практикующих врачей) оказывает пациенту поддержку , чтобы помочь ему выздороветь. Такая поддержка, несомненно, имеет моральное измерение. Врач также демонстрирует вседозволенность в отношении эмоций, иногда проявляемых пациентом, или даже его неконтролируемости. Тем не менее, врач демонстрирует отказ ответить в «игре» соблазнения или манипуляции, в которую может играть пациент: он «блокирует» любую попытку отвлечься или уйти от общей задачи. Наконец, он использует доступные ему социальные «вознаграждения» способом, адаптированным к поведению пациента ( манипуляции с вознаграждениями ): он дает свое одобрение или свое неодобрение в отношении поведения и отношения пациента в соответствии со значительными «усилиями» пациента. и его способности оставаться на пути к выздоровлению.Таким образом, механизм (или механизмы) направлен (ы) на обеспечение постепенной «социальной реинтеграции» пациента, и в особой роли врача становится институционализированным , таким образом выделяя каждый из компонентов. Однако следует отметить, что тот же механизм (или, по крайней мере, такой же тип механизма) можно найти и в других сферах социальной жизни с разной степенью институционализации.

28 Таким образом, Парсонс прямо относится к поведению ближайших или более отдаленных родственников оплакивающего человека.Установки поддержки и терпимости, по сути, являются общей чертой траурных ритуалов (не в узком этнологическом смысле, а охватывают широкий спектр различных форм поведения в зависимости от места, занимаемого институциональным формализмом). Проявления отказа от взаимности, несомненно, зависят от близости к человеку в трауре. Однако этот отказ обычно присутствует, даже если он латентный, неявный или скрытый. Наконец, члены значимого социального круга часто взвешенно используют социальные «награды», причем разница больше в степени их сознания при этом.В этом отношении логика Парсонса предполагает гипотезу о том, что сознательное использование «вознаграждений» имеет тенденцию преобладать, когда роль строго институционализирована.

29 Этот второй пример сам по себе заслуживает внимания [16], но можно сделать общий вывод: существует множество областей применения механизма (ов) социального регулирования, выделенного Парсонсом.

30 Двух ярких случаев, описанных выше, достаточно, чтобы дать представление об эвристической плодотворности анализа, который Парсонс специально посвящает социальному регулированию.Тем не менее, полезно присоединиться к Парсонсу в пересмотре их эпистемологического статуса. Вспоминая основные этапы своих рассуждений в начале главы 11, Парсонс подчеркивает, что в главе 6 о социализации и в главе 7 о девиансах и социальном регулировании он не предлагает теории в полном смысле этого слова (то есть « система законов »), но« парадигма »и, следовательно, должна рассуждать в терминах« механизмов ». Это признание того, что он считает ограничением, тем не менее сопровождается твердой настойчивостью в теоретической «систематизации», которая сделала возможным «обращение к концепции механизма» (Parsons, 1951, 485).

31 Стоит отметить, что здесь Парсонс снова демонстрирует номотетические амбиции, которые с сегодняшним акцентом на «местный» характер законов рискуют показаться чрезмерными. Однако, возможно, это не самое главное: несмотря на признание того, что при нынешнем уровне знаний, полностью общая теория невозможна, Парсонс настоятельно предполагает, что путь обобщения открыт в направлении систематизации, если «парадигма» — понимаемый как «набор канонов для постановки проблем в таких терминах, чтобы гарантировать, что ответы на поставленные вопросы окажутся общими значимыми» (Parsons, 1951, 485), — доступен.Это размышление позволяет сделать вывод, отличный от того, который сделал Парсонс. Хотя конечной целью Парсонса по-прежнему было изложение законов, можно было бы с полным основанием утверждать, что поиск законов и «общая теория» неразрывно связаны. Отказ от поиска законов, как это делают многие сейчас (по крайней мере, универсальных законов), не обязательно означает отказ от «общей теории». Таким образом, необходимо пересмотреть требования этой теории, а также степень искомой общности.

32 Ясно, что в этой статье невозможно попытаться сделать такое переопределение. Однако справедливо сказать, что поиск и выяснение «социальных механизмов» могло бы стать одним из ее приоритетов. Поэтому стоит подчеркнуть, что «механизмы социального регулирования», определенные Парсонсом, полностью совместимы с определением социального механизма Марио Бунге как «процесса, в котором участвуют как минимум два агента, участвующих в формировании, поддержании, преобразовании или демонтаже социальной системы». (Bunge, 1997, 447).Можно даже добавить, что анализ Парсонса вводит более тонкое замечание: регулирование помогает поддерживать систему, обеспечивая реинтеграции людей в эмоционально сложных ситуациях. Более того, каждый из субмеханизмов, введенных Парсонсом, понятен в веберовском смысле слова: «черного ящика» не существует. Кажется, что Парсонс, хотя и на разных основаниях и разными путями, следует основополагающему принципу, предложенному Раймоном Будоном. [17]

33 В целом Парсонс предлагает тройной урок.Во-первых, он дает убедительное напоминание о том, что любое описание, а тем более любое объяснение социальных явлений зависит от предварительного выбора системы координат. Эта система координат определяет точку зрения на реальность, управляющую и организующую способ ее восприятия. Мне кажется, что трактовка Парсонсом этого первого необходимого перехода к абстракции в «Структура социального действия » остается образцовой. Во-вторых, одной из его оригинальных черт является его приглашение к разработке аналитических концепций путем деконструкции идеальных типов и вывода процесса абстракции за пределы присущей им «утопической» рационализации.Многократного использования шаблонных переменных достаточно, чтобы продемонстрировать возможности метода, даже если комбинации переменных не представляют одинаковый интерес для социологического анализа: некоторые привязаны к социально-исторической реальности, а другие остаются виртуальными. Несомненно, в парсоновском проекте сохранились некоторые следы иллюзии, что можно выйти за пределы истории, несмотря на легитимность его основной цели — разработки концепций и, в долгосрочной перспективе, потенциально общеприменимой теории. В-третьих, Парсонс исследует семейство социальных механизмов: механизмы социальной регуляции. Вопреки его изображениям, предполагающим иное, он также демонстрирует способность прояснять сложные процессы корректировки (акторами) и восстановления баланса (коллективов и социальных систем). По общему признанию, это разъяснение является неполным, и выяснение соответствующих механизмов не является для Парсонса центральным критерием в предоставлении истинного объяснения, ведущего к соответствующей теории.

34 Парсонс не предлагает и не может предложить готового ответа на теоретические вопросы, стоящие перед нами сегодня. Тем не менее, он предлагает пути, которые по-прежнему стоит изучать и серьезно относиться к ним, а потому стоит обсудить. Это тот вид вклада, который, в конце концов, позволяет нам распознать «классику».

Глоссарий социальных исследований

_________________________________________________________________

Абстракция

определение ядра

Абстракция обычно понимается как разделение чувственного восприятия мира объектов на концептуальные категории.

пояснительный контекст

То есть мы начинаем с (буквально) объективного мира и отбираем повторяющиеся или кажущиеся основные или определяющие признаки до тех пор, пока не будет сформулирована абстрактная концепция (по крайней мере, в нашем сознании, если не в форме, передаваемой напрямую). Этот процесс выделения некоторых характеристик из набора наблюдаемых объектов лежит в основе большинства систем классификации. Например, мы развиваем абстрактное понятие дерева, исследуя ряд различных форм деревьев и выделяя те аспекты, которые присущи абстрактному понятию «дерево».

Этот процесс принят в феноменалистических (не феноменологических) подходах к знанию, которые предполагают неявное предположение, что наука начинается с фактических наблюдений и абстракций от них.

Другая точка зрения состоит в том, что абстракция — это концептуализация без ссылки на конкретные сущности. В этом смысле абстракция — это идентификация или представление сущности идеи или объекта.

Более прагматичный взгляд на абстракцию состоит в том, чтобы рассматривать ее как наследуемую в практическом применении.То есть мы абстрагируемся, используя что-то. Например, мы постигаем абстрактную структуру партитуры, когда используем ее при обучении игре на музыкальном инструменте.

Абстракция в критических социальных исследованиях

Критическое социальное исследование, однако, меняет обычный процесс дистилляции абстрактного мышления. Наблюдение за фактами не является отправной точкой, поскольку факты не существуют независимо от их теоретического контекста. Факты, основанные на каком-либо чувственном восприятии (для краткости, наблюдении), не имеют значения, если они не связаны с другими фактами, т.е.е., объединенные в теоретическую структуру. Наблюдение требует теории. Таким образом, объекты наблюдения лишь кажутся конкретными, но на самом деле являются абстракциями, основанными на теории.

Критическое социальное исследование движется от абстрактного к конкретному. Все начинается с абстрактного обобщения. Однако такие абстракции не должны толковаться как конкретные факты сами по себе, напротив, они должны рассматриваться как понятия, не имеющие эмпирического содержания. Абстрактное понятие само по себе является предметом исследования, а не само собой разумеющимся.Вместо того, чтобы просто обеспечивать основу для упорядочивания явлений и, в конечном итоге, их материализации, критический подход к абстракции использует их, чтобы проникнуть под поверхность явлений.

Например, процесс абстракции Маркса в «Капитале» включает отказ от само собой разумеющейся отправной точки буржуазной экономики, то есть денежной формы обмена. Маркс исследовал сущность капиталистических отношений. Поэтому он не начал с денежных ценностей, но исследовал основы производства и обмена, чтобы увидеть, что скрывается за запутыванием денежных ценностей.Товар был сутью, которую он раскрыл. Он показал, что капитализм в основном связан с производством товаров и обменом ими.

Харви (без даты) утверждал, что критическая абстракция лежит в основе науки, которая была ограничена приверженностью позитивизму.

Абстракция и классификация

Абстракция в смысле выделения некоторых характеристик из набора наблюдаемых объектов лежит в основе большинства систем классификации.

Скорее, более поверхностно, абстракция может рассматриваться как просто игнорирование нерелевантных характеристик (независимо от их отношения к абстрактной категории) и простое сосредоточение на классифицирующем признаке. Это упрощенное представление вызывает вопросы о происхождении схемы классификации.

Абстракционизм

Абстракция в искусстве относится как к процессу абстракции, так и к движению абстрактного искусства.

Общее понятие абстракции относится к изображению объектов в живописи, скульптуре и т. Д., с помощью устройств, которые буквально воспроизводят объект внимания. Возможно, вся живопись, будучи двухмерной, абстрагируется от трехмерных объектов, которые она представляет. (То, что делает абстрактное искусство).

Однако абстракция в искусстве обычно имеет более конкретную направленность и относится либо к процессу абстрагирования от внешнего вида, либо к конструированию предметов искусства, которые имеют абстрактную (то есть нерепрезентативную) форму. (Мюррей и Мюррей, 1968; Осборн, 1970)

Движение абстрактного искусства можно было бы точнее назвать нерепрезентативным искусством.Обычно это относится к движению 20-го века, которое отреагировало на традиционный европейский натурализм.

Однако термин «абстрактное искусство» сбивает с толку и вызывает споры. По сути, абстрактное искусство использует один из следующих подходов:

Во-первых, эссенциализм, т. Е. Описание основных или общих форм вещей, устранение частностей или случайных аспектов. Таким образом, такие движения, как импрессионизм, упрощают мир, создавая впечатление о его характерных чертах.Предшественники абстрактного искусства (такого как кубизм и экспрессионизм) иногда рассматриваются как абстрагирование от мира нескольких простых элементов. Этот эссенциалистский подход иногда неточно называют стилизацией или искажением.

Во-вторых, создание конструкции форм и цветов, полученной из сцены или объекта, но не имеющей идентифицируемых конкретных ссылок на исходные объекты реального мира, на которых была основана картина (например, Биссьер, Бранкузи, Хитченс).

В-третьих, создание независимой конструкции из форм, цветов, линий, которые не имеют прямого отношения к вещам в мире, т.е. которые не абстрагируются от мира, а построены из нерепрезентативных форм и узоров (иногда называемых геометрические формы). Этот способ рисования иногда называют чисто абстрактным, но на самом деле он не абстрагируется от внешнего вида.

Этот третий тип абстракции принимает органическую форму (например,g., Kandinsky, Miro, Arp, Kline) классической формы, которая имеет тенденцию быть более геометрической (например, Мондриан, Бен Джонсон, Малевич, Габо и Махоли-Надь) и абстрактной экспрессионистской формой (например, Поллок, Ротко). Между этими формами нет строгого разделения.

аналитический обзор

Гудман (2009) описал абстракцию как:

Термин, используемый в контексте искусства по-разному: в целом для процессов создания изображений, в которых извлекаются только некоторые из визуальных элементов, обычно приписываемых миру природы (т.е. to abstract), а также для описания определенных работ, которые лишь частично, если вообще относятся, к тому, что обычно считается репрезентативным. Различные идеи и проявления абстракции проявились в творчестве художников сменяющих друг друга современных течений ХХ века. Поскольку понятие абстракции во втором смысле всегда зависит от того, какими параметрами представления считаются, эти два термина могут быть смежными в определении, что поднимает интересные моменты для общей теории референции.Например, абстрактное произведение часто определяется как произведение, которое ничего не представляет, но не каждое произведение, которое ничего не представляет, обязательно является абстрактным. Картина с вымышленным предметом, например картина Дон Кихота или Камелота, ничего не представляет (поскольку такого человека или места нет), но поэтому не является абстрактной.

Галерея Тейт (без даты) относится к абстрактному искусству:

Абстрактное искусство — это искусство, которое не пытается представить точное изображение визуальной реальности, а вместо этого использует формы, цвета, формы и жесты.

Строго говоря, слово «абстрактное» означает отделение чего-либо от чего-либо другого.

Термин может применяться к искусству, основанному на объекте, фигуре или ландшафте, формы которого были упрощены или схематизированы.

Он также применяется к искусству, использующему формы, такие как геометрические фигуры или жесты, которые вообще не имеют источника во внешней визуальной реальности. Некоторые художники этой «чистой» абстракции предпочитают такие термины, как конкретное искусство или беспредметное искусство, но на практике слово «абстрактное» используется повсеместно, и различие между ними не всегда очевидно.

Абстрактное искусство часто рассматривается как имеющее моральное измерение, поскольку оно символизирует такие добродетели, как порядок, чистота, простота и духовность.

С начала 1900-х годов абстрактное искусство сформировало центральное направление современного искусства.

связанные проблемы

смежные области

См. Также

Критические социальные исследования

Исследование реального мира Раздел 2.4.2.2

Источники

Goodman, N., 2009, ‘Abstraction’, изначально, но больше не доступно по адресу http://www.moma.org/collection/theme.php?theme_id=10946, по состоянию на 28 января 2013 г.

Харви, Л., без даты, Природа и рост науки , mimeo.

Мюррей П. и Мюррей Л., 1968, Словарь искусства и художников, (второе издание). Хармондсворт, Пингвин.

Osborne, H. (Ed.), 1970, Oxford Companion to Art.Оксфорд, Кларендон Пресс.

Галерея Тейт, nd, «Абстрактное искусство», доступно по адресу https://www. tate.org.uk/art/art-terms/a/abstract-art, по состоянию на 21 ноября 2019 г.

авторское право Ли Харви 2012–2020

A NOVEL
Верх
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Домашняя страница
3.Резюме — Организация вашей исследовательской работы по общественным наукам
I. Виды рефератов
Для начала вам нужно определить, какой тип аннотации вы должны включить в свою работу. Есть четыре основных типа.
Критическое резюме
Критическое резюме предоставляет, помимо описания основных результатов и информации, суждение или комментарий относительно валидности, надежности или полноты исследования. Исследователь оценивает статью и часто сравнивает ее с другими работами по той же теме.Критические аннотации обычно имеют длину 400-500 слов из-за дополнительных пояснительных комментариев. Эти типы рефератов используются нечасто.
Описательный реферат
Описательный реферат указывает тип информации, содержащейся в работе. Он не делает никаких суждений о работе, а также не предоставляет результатов или выводов исследования. Он включает ключевые слова, встречающиеся в тексте, и может включать цель, методы и объем исследования. По сути, описательный реферат описывает только резюмируемую работу.Некоторые исследователи считают это планом работы, а не резюме. Описательные аннотации обычно очень короткие, не более 100 слов.
Информативная Реферат
Большинство рефератов носят информативный характер. Хотя они по-прежнему не критикуют и не оценивают работу, они больше, чем описывают ее. Хороший информативный реферат выступает в роли суррогата самой работы. То есть исследователь представляет и объясняет все основные аргументы, а также важные результаты и доказательства в статье.Информативный реферат включает информацию, которую можно найти в описательном реферате [цель, методы, объем], но он также включает результаты и выводы исследования и рекомендации автора. Длина варьируется в зависимости от дисциплины, но информативное резюме обычно не превышает 300 слов.
Выделить тезисы
Выделить тезисы специально написано, чтобы привлечь внимание читателя к исследованию. Не делается никаких заявлений о наличии сбалансированной или полной картины статьи, и, фактически, неполные и наводящие замечания могут быть использованы для того, чтобы вызвать интерес читателя.Поскольку выделенный реферат не может оставаться независимым от связанной с ним статьи, он не является настоящим рефератом и поэтому редко используется в академической письменной форме.
II. Письменный стиль
По возможности используйте активный голос , но учтите, что большая часть вашего реферата может потребовать пассивных построений предложений. В любом случае, напишите аннотацию краткими, но полными предложениями. Быстро переходите к делу и всегда используйте в прошедшем времени, потому что вы сообщаете о завершении исследования.
Форматирование
Тезисы должны быть отформатированы как один абзац в формате блока и без отступов абзаца. В большинстве случаев абстрактная страница следует сразу за титульной страницей. Не нумеруйте страницу. Правила, изложенные в руководстве по написанию, различаются, но, как правило, вы должны центрировать слово «Аннотация» вверху страницы с двойным интервалом между заголовком и рефератом. В последних предложениях аннотации кратко излагаются выводы, выводы или применения вашего исследования на практике, и, при необходимости, за ними может следовать заявление о необходимости дополнительных исследований, выявленных на основе результатов.
Составление аннотации
Хотя это первый раздел вашей статьи, реферат должен быть написан последним, поскольку он резюмирует содержание всей вашей статьи. Хорошая стратегия для начала составления аннотации — взять целые предложения или ключевые фразы из каждого раздела статьи и расположить их в последовательности, обобщающей содержание. Затем исправьте или добавьте соединительные фразы или слова, чтобы повествование было четким и плавным. Обратите внимание, что статистические данные следует сообщать в скобках [i.е., написано в скобках].
Перед тем, как сдать заключительную работу, убедитесь, что информация в аннотации полностью соответствует тому, что вы написали в статье. Думайте об аннотации как о последовательном наборе полных предложений, описывающих наиболее важную информацию с использованием минимального количества необходимых слов.
Аннотация НЕ ДОЛЖНА содержать:
Подробная справочная или контекстная информация,
Избыточные фразы, ненужные наречия и прилагательные и повторяющаяся информация;
Аббревиатуры или сокращения,
Ссылки на другую литературу [говорят что-то вроде: «текущее исследование показывает это… «или» исследования показали … «],
Использование эллиптических букв [т.е. заканчивающихся на «…»] или неполных предложений,
Жаргон или термины, которые могут ввести читателя в заблуждение,
ссылок на другие работы, и
Любые изображения, иллюстрации, рисунки, таблицы или ссылки на них.
Аннотация. Письменный центр. Канзасский университет; Абстрактный. Структура, формат, содержание и стиль научной статьи в журнальном стиле. Кафедра биологии.Колледж Бейтса; Рефераты. Центр письма. Университет Северной Каролины; Борко, Гарольд и Сеймур Чатман. «Критерии приемлемых рефератов: обзор инструкций рефератов». Американская документация 14 (апрель 1963 г.): 149-160; Рефераты. Справочник писателя. Письменный центр. Университет Висконсина, Мэдисон; Хартли, Джеймс и Люси Беттс. «Общие недостатки традиционных рефератов по общественным наукам». Журнал Американского общества информационных наук и технологий 60 (октябрь 2009 г.): 2010-2018; Проктер, Маргарет.Аннотация. Центр письма университетского колледжа. Университет Торонто; Риордан, Лаура. «Освоение искусства рефератов». Журнал Американской остеопатической ассоциации 115 (январь 2015 г.): 41-47; Написание тезисов отчетов. Письменная лаборатория и СОВА. Университет Пердью; Написание рефератов. Услуги по написанию учебников, Центр инновационного преподавания и обучения. Университет Индианы; Колтай, Тибор. Рефераты и рефераты: жанр и набор навыков для XXI века .Оксфорд, Великобритания: 2010
аннотаций — Центр письма • Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл
О чем этот рекламный проспект
Этот раздаточный материал содержит определения и примеры двух основных типов рефератов: описательных и информативных. Он также содержит рекомендации по составлению аннотации и общие советы, которые следует учитывать при составлении черновика. Наконец, он включает несколько примеров рефератов, разбитых на составные части.
Что такое аннотация?
Реферат — это замкнутое, короткое и мощное утверждение, описывающее более крупную работу.Компоненты меняются в зависимости от дисциплины. Реферат по социальной науке или научной работе может содержать объем, цель, результаты и содержание работы. Реферат гуманитарной работы может содержать тезис, предысторию и заключение более крупной работы. Реферат не является обзором и не оценивает реферат. Хотя он содержит ключевые слова, встречающиеся в более крупной работе, реферат является оригинальным документом, а не отрывком.
Зачем писать реферат?
Вы можете написать реферат по разным причинам.Двумя наиболее важными являются выбор и индексация. Аннотации позволяют читателям, которые могут быть заинтересованы в более обширной работе, быстро решить, стоит ли потратить время на ее чтение. Кроме того, многие онлайн-базы данных используют рефераты для индексации более крупных произведений. Следовательно, аннотации должны содержать ключевые слова и фразы, позволяющие упростить поиск.
Выбор
Допустим, вы начинаете исследовательский проект о том, как бразильские газеты помогли ультралиберальному президенту Бразилии Луису Игнасио да Силва вырвать власть у традиционной консервативной опоры.Хорошее первое место для начала вашего исследования — поиск диссертаций по всем диссертациям, посвященным взаимодействию газет и политики. «Газеты и политика» вернули 569 просмотров. Более избирательный поиск «газеты и Бразилия» дал 22 совпадения. Это еще изрядное количество диссертаций. Заголовки иногда могут помочь разделить поле, но многие заголовки не очень информативны. Например, одна диссертация называется «Риторика и бунт в Рио-де-Жанейро.«Из названия неясно, какое отношение эта диссертация имеет к газетам в Бразилии. Один из вариантов — загрузить или заказать всю диссертацию на случай, если она будет посвящена конкретной теме. Лучше прочитать аннотацию. В данном случае в автореферате раскрывается основная направленность диссертации:
.
Эта диссертация исследует роль редакторов газет в политических беспорядках и конфликтах, которые характеризовали позднюю Первую империю Рио-де-Жанейро (1827-1831). Редакторы газет и их журналы помогли изменить политическую культуру поздней Первой империи Рио-де-Жанейро, вовлекая людей в обсуждение государства.Это изменение политической культуры проявляется в постепенной утрате императором Педро I контроля над механизмами власти. По мере того как газеты становились все более многочисленными и влиятельными, Император утратил свою легитимность в глазах народа. Чтобы исследовать роль газет в политических событиях конца Первой империи, в этой диссертации анализируются все доступные газеты, издававшиеся в Рио-де-Жанейро с 1827 по 1831 год. Газеты и их редакторы были ведущими силами в усилиях по лишению власти рук. правящей элите и поставить ее под контроль народа.При этом газеты помогли изменить то, как действовала политика в конституционной монархии Бразилии.
Из этого реферата вы теперь знаете, что, хотя диссертация не имеет ничего общего с современной бразильской политикой, она все же освещает роль газет в изменении традиционных механизмов власти. Прочитав аннотацию, вы сможете сделать обоснованное суждение о том, стоит ли читать диссертацию.
Индексирование
Другой основной целью реферата, помимо выбора, является индексация.Большинство баз данных статей в онлайн-каталоге библиотеки позволяют выполнять поиск по рефератам. Это позволяет пользователям быстро находить информацию и ограничивает количество посторонних элементов, вызываемых при «полнотекстовом» поиске. Однако, чтобы реферат был полезен в поисковой онлайн-системе, он должен включать ключевые термины, которые потенциальный исследователь будет использовать для поиска. Например, если вы выполняете поиск по работе с диссертации по ключевым словам «Франция», «революция» и «политика», поисковая машина будет искать в базе данных все рефераты, содержащие эти три слова.Без аннотации поисковая машина была бы вынуждена искать заголовки, которые, как мы видели, могут оказаться бесполезными, или искать по всему тексту. Вероятно, что где-то в основной части работы было написано более 60 диссертаций с использованием этих трех слов. Включая ключевые слова в аннотацию, автор подчеркивает центральные темы работы и дает потенциальным читателям достаточно информации, чтобы сделать обоснованное суждение о применимости работы.
Когда люди пишут рефераты?
при отправке статей в журналы, особенно онлайн-журналы
при подаче заявки на исследовательские гранты
при написании книжного предложения
при завершении Ph. Докторская или магистерская диссертация
при написании предложения по докладу конференции
при написании предложения по книге главы
Чаще всего аннотацию пишет автор всей работы (или предполагаемой работы). Однако существуют профессиональные службы рефератов, которые нанимают писателей для составления рефератов чужих работ. В работе с несколькими авторами первый автор обычно пишет аннотацию. Студентов иногда просят составить отрывки из книг / статей для одноклассников, которые не читали более крупную работу.
Виды рефератов
Есть два типа рефератов: описательные и информативные. У них разные цели, следовательно, у них разные компоненты и стили. Существует также третий тип, называемый критическим, но он используется редко. Если вы хотите узнать больше о написании критического анализа или обзора работы, см. Раздаточный материал UNC Writing Center по написанию обзора литературы. Если вы не уверены, какой тип реферата вам следует написать, спросите своего преподавателя (если реферат предназначен для класса) или прочитайте другие рефераты в своей области или в журнале, в который вы отправляете свою статью.
Описательные рефераты
Описательный реферат указывает тип информации, содержащейся в работе. Он не делает никаких суждений о работе, а также не предоставляет результатов или выводов исследования. Он включает ключевые слова, встречающиеся в тексте, и может включать цель, методы и объем исследования. По сути, описательная аннотация описывает абстрагируемую работу. Некоторые считают это планом работы, а не резюме. Описательные аннотации обычно очень короткие — 100 слов или меньше.
Информативные рефераты
Большинство аннотаций носят информативный характер. Хотя они по-прежнему не критикуют и не оценивают работу, они больше, чем описывают ее. Хороший информативный реферат выступает в роли суррогата самой работы. То есть автор представляет и объясняет все основные аргументы, а также важные результаты и доказательства в полной статье / статье / книге. Информативный реферат включает информацию, которую можно найти в описательном реферате (цель, методы, объем), но также включает результаты и выводы исследования и рекомендации автора. Объем варьируется в зависимости от дисциплины, но информативный реферат редко превышает 10% от объема всей работы. В случае более длительной работы может быть намного меньше.
Вот примеры описательной и информативной аннотации данного раздаточного материала к тезисам.
Описательная аннотация:
Описаны два наиболее распространенных абстрактных типа — описательный и информативный — и приведены примеры каждого из них.
Информативная аннотация:
Abstracts представляют основные элементы более длинной работы в кратком и убедительном изложении.Цель аннотации — предоставить потенциальным читателям возможность оценить актуальность более продолжительной работы для их проектов. Рефераты также включают ключевые термины, встречающиеся в более продолжительной работе, а также цель и методы исследования. Авторы реферат различных более объемных работ, в том числе предложений книг, диссертаций и статей в онлайн-журналах. Есть два основных типа рефератов: описательные и информативные. Описательная аннотация кратко описывает более длинную работу, в то время как информативная аннотация представляет все основные аргументы и важные результаты.В этом раздаточном материале представлены примеры различных типов рефератов и инструкции по их составлению.
Какой тип мне использовать?
Лучше всего в этом случае спросить своего инструктора или обратиться к инструкциям, предоставленным издателем. Вы также можете сделать предположение, основываясь на разрешенной длине; т.е. 100-120 слов = описательные; 250+ слов = информативно.
Как написать реферат?
Формат вашего реферата будет зависеть от реферата.Реферат научно-исследовательской работы будет содержать элементы, которых нет в реферате литературной статьи, и наоборот. Однако все рефераты разделяют несколько обязательных компонентов, а также есть некоторые необязательные части, которые вы можете решить включать или нет. При подготовке к составлению аннотации помните о следующих ключевых элементах процесса:
Причина написания: В чем важность исследования? Почему читателю будет интересна большая работа?
Проблема: Какую проблему пытается решить эта работа? Каковы масштабы проекта? Каков главный аргумент / тезис / утверждение?
Методология: Реферат научной работы может включать конкретные модели или подходы, использованные в более крупном исследовании. Другие отрывки могут описывать типы доказательств, использованных в исследовании.
Результатов: Опять же, реферат научной работы может включать конкретные данные, указывающие на результаты проекта. В других рефератах результаты могут быть обсуждены в более общем виде.
Последствия: Какие изменения следует внести по результатам работы? Как эта работа пополняет совокупность знаний по теме?
(Этот список элементов адаптирован с разрешения Филипа Купмана, «Как написать реферат.”)
Все тезисы включают:
Полная ссылка на источник перед аннотацией.
Важнейшая информация в первую очередь.
Тот же тип и стиль языка, что и в оригинале, включая технический язык.
Ключевые слова и фразы, позволяющие быстро определить содержание и направленность работы.
Ясный, лаконичный и мощный язык.
Тезисы могут включать:
Тезисы работы, как правило, в первом предложении.
Справочная информация, которая помещает произведение в большую часть литературы.
Та же хронологическая структура, что и оригинальная работа.
Как не писать тезисы:
Не ссылайтесь подробно на другие работы.
Не добавляйте информацию, не содержащуюся в оригинальной работе.
Не определять термины.
Если вы абстрагируете свое собственное письмо
При реферировании собственной работы может быть трудно сжать отрывок из написанного, над которым вы мучились неделями (или месяцами, или даже годами), в утверждение из 250 слов.Однако есть некоторые уловки, которые можно использовать, чтобы упростить задачу.
Обратное обводку:
Этот метод обычно используется, когда у вас возникли проблемы с систематизацией собственного письма. Процесс заключается в том, чтобы записать основную идею каждого абзаца на отдельном листе бумаги — см. Наше короткое видео. Чтобы написать аннотацию, попробуйте сгруппировать основные идеи каждого раздела статьи в одно предложение. Практикуйте группировку идей с помощью лямок или цветового кодирования.
Для научной статьи у вас могут быть разделы «Цель», «Методы», «Результаты» и «Обсуждение». Каждый из этих разделов будет длиннее одного абзаца, но каждый из них сгруппирован вокруг центральной идеи. Используйте обратное обрисовывание, чтобы обнаружить центральную идею в каждом разделе, а затем объедините эти идеи в одно утверждение.
Вырезать и вставить:
Чтобы создать первый черновик аннотации к своей работе, вы можете прочитать всю статью и вырезать и вставить предложения, содержащие ключевые отрывки.Этот метод полезен для исследований в области социальных наук, результаты которых невозможно описать точными числами или конкретными результатами. Хорошо написанный черновик по гуманитарным наукам будет содержать четкое и прямое изложение тезиса и содержательные тематические предложения для абзацев или разделов. Выделите эти предложения в отдельный документ и постарайтесь объединить их в единый абзац.
Если вы абстрагируете чужое письмо
Резюмируя то, чего вы не писали, вы не можете обобщить ключевые идеи, просто вырезав и вставив их.Вместо этого вы должны определить, что потенциальный читатель хотел бы узнать о произведении. Есть несколько приемов, которые помогут вам в этом процессе:
Определите ключевые термины:
Поиск по всему документу ключевых терминов, определяющих цель, объем и методы работы. Обратите особое внимание на введение (или цель) и заключение (или обсуждение). Эти разделы должны содержать все основные идеи и ключевые термины статьи. При написании аннотации обязательно укажите ключевые термины.
Выделите ключевые фразы и предложения:
Вместо того, чтобы вырезать и вставлять настоящие слова, попробуйте выделить предложения или фразы, которые кажутся центральными в работе. Затем в отдельном документе перепишите предложения и фразы своими словами.
Не оглядывайтесь назад:
Прочитав всю работу, отложите ее и напишите абзац о работе, не ссылаясь на нее. В первом черновике вы можете не вспомнить все ключевые термины или результаты, но вы запомните, в чем заключалась основная цель работы.Не забывайте не включать какую-либо информацию, которую вы не получили в результате абстрагирования.
Пересмотреть, пересмотреть, пересмотреть
Независимо от того, какой тип реферата вы пишете, или реферат ли вы свою собственную или чью-то работу, наиболее важным шагом в написании реферата является раннее и частое пересмотрение. При редактировании удалите все посторонние слова и включите значимые и сильные слова. Идея состоит в том, чтобы быть максимально ясным и законченным на минимально возможном пространстве.Функция подсчета слов в Microsoft Word может помочь вам отслеживать длину вашего резюме и достичь желаемой длины.
Пример 1: Гуманитарное резюме
Кеннет Тейт Эндрюс, «Свобода — это постоянная борьба»: динамика и последствия Движения за гражданские права Миссисипи, 1960–1984 годы », доктор философии. Государственный университет Нью-Йорка в Стоуни-Брук, 1997 DAI-A 59/02, стр. 620, август 1998 г.
Эта диссертация исследует влияние социальных движений посредством многоуровневого исследования Движения за гражданские права штата Миссисипи с момента его пика в начале 1960-х до начала 1980-х годов.Изучая этот исторически важный случай, я проясняю процесс, с помощью которого движения трансформируют социальные структуры, и ограничения, с которыми движения сталкиваются, когда они пытаются это сделать. Изученный период времени включает расширение прав голоса и усиление политической власти черных, десегрегацию в государственных школах и появление академий для белых, а также рост и падение федеральных программ борьбы с бедностью. Я использую две основные исследовательские стратегии: (1) количественный анализ данных на уровне округов и (2) три тематических исследования.Данные были собраны из архивов, интервью, газет и опубликованных отчетов. Эта диссертация ставит под сомнение аргумент о несущественности движений. Некоторые рассматривают федеральные агентства, суды, политические партии или экономические элиты как агентов, движущих институциональные изменения, но обычно эти группы действовали в ответ на рычаги воздействия, оказываемые движением за гражданские права. Движение Миссисипи пыталось создать независимые структуры для противодействия местному неравенству и несправедливости.Стимулируя изменения во множестве местных институтов, передвижная инфраструктура оставила неизгладимое наследие в Миссисипи.
Теперь давайте разберем этот реферат на составные части, чтобы увидеть, как автор превратил всю свою диссертацию в реферат размером примерно 200 слов.
Чем занимается диссертация
Эта диссертация исследует влияние социальных движений посредством многослойного исследования Движения за гражданские права штата Миссисипи с момента его пика в начале 1960-х до начала 1980-х годов.Изучая этот исторически важный случай, я проясняю процесс, с помощью которого движения трансформируют социальные структуры, и ограничения, с которыми движения сталкиваются, когда они пытаются это сделать.
Как это делается в диссертации
Период времени, изучаемый в этой диссертации, включает расширение прав голоса и усиление политической власти черных, десегрегацию государственных школ и появление академий для белых, а также подъем и падение федеральной власти. программы борьбы с бедностью. Я использую две основные исследовательские стратегии: (1) количественный анализ данных на уровне округов и (2) три тематических исследования.
Какие материалы используются
Данные были собраны из архивов, интервью, газет и опубликованных отчетов.
Заключение
Эта диссертация ставит под сомнение аргумент о несущественности движений. Некоторые рассматривают федеральные агентства, суды, политические партии или экономические элиты как агентов, способствующих институциональным изменениям, но обычно эти группы действовали в ответ на требования движения и рычаги воздействия, оказываемые движением за гражданские права.Движение Миссисипи пыталось создать независимые структуры для противодействия местному неравенству и несправедливости. Стимулируя изменения во множестве местных институтов, передвижная инфраструктура оставила неизгладимое наследие в Миссисипи.
Ключевые слова
общественные движения
Движение за гражданские права
Миссисипи
права голоса
десегрегация
Пример 2: Реферат по науке
Луис Ленер, “Гравитационное излучение из пространств-времени черных дыр” Ph. D. Университет Питтсбурга, 1998 DAI-B 59/06, стр. 2797, декабрь 1998 г.
Проблема обнаружения гравитационного излучения привлекает большое внимание в связи со строительством новых детекторов в США, Европе и Японии. Теоретическое моделирование форм волн, которые будут создаваться в конкретных системах, ускорит поиск и анализ обнаруженных сигналов. Характерная формулировка ОТО реализована для получения алгоритма, способного развивать черные дыры в трехмерном асимптотически плоском пространстве-времени.Используя методы компактификации, будущая нулевая бесконечность включается в развитую область, что позволяет однозначно рассчитать излучение, создаваемое каким-либо компактным источником. Создан модуль для расчета форм сигналов, который включен в алгоритм эволюции. Показано, что этот код сходится во втором порядке и обрабатывает сильно нелинейное пространство-время. В частности, мы показали, что код может обрабатывать пространства-времени, излучение которых эквивалентно превращению всей своей массы галактики в гравитационное излучение за одну секунду. Далее мы используем характерную формулировку для рассмотрения области, близкой к сингулярности, в пространстве-времени черной дыры. Код аккуратно вырезает область, окружающую сингулярность, и точно развивает типичное пространство-время черной дыры с очевидно неограниченной стабильностью.
Этот научный реферат охватывает во многом те же темы, что и гуманитарный, но задает несколько иные вопросы.
Зачем проводится это исследование
Проблема обнаружения гравитационного излучения привлекает большое внимание в связи со строительством новых детекторов в США, Европе и Японии.Теоретическое моделирование волновых форм, которые будут создаваться в конкретных системах, ускорит поиск и анализ обнаруженных сигналов.
Что делает исследование
Характерная формулировка ОТО реализована для получения алгоритма, способного эволюционировать черными дырами в трехмерном асимптотически плоском пространстве-времени. Используя методы компактификации, будущая нулевая бесконечность включается в развитую область, что позволяет однозначно рассчитать излучение, создаваемое каким-либо компактным источником. Создан модуль для расчета форм сигналов, который включен в алгоритм эволюции.
Результаты
Показано, что этот код сходится второго порядка и обрабатывает сильно нелинейное пространство-время. В частности, мы показали, что код может обрабатывать пространства-времени, излучение которых эквивалентно превращению всей своей массы галактики в гравитационное излучение за одну секунду. Далее мы используем характерную формулировку для рассмотрения области, близкой к сингулярности, в пространстве-времени черной дыры.Код аккуратно вырезает область, окружающую сингулярность, и точно развивает типичное пространство-время черной дыры с очевидно неограниченной стабильностью.
Ключевые слова
гравитационное излучение (GR)
пространство-время
черные дыры
Консультации по работам
Мы ознакомились с этими работами при написании данного раздаточного материала. Это не полный список ресурсов по теме раздаточного материала, и мы рекомендуем вам провести собственное исследование, чтобы найти дополнительные публикации. Пожалуйста, не используйте этот список в качестве модели для формата вашего собственного списка литературы, так как он может не соответствовать используемому вами стилю цитирования. Инструкции по форматированию цитат см. В руководстве по цитированию библиотек UNC. Мы периодически пересматриваем эти советы и приветствуем отзывы.
Белчер, Венди Лаура. 2009. Написание статьи в журнале за двенадцать недель: руководство к успеху академической публикации. Thousand Oaks, CA: Sage Press.
Килборн, Джудит. 1998. «Написание рефератов.”LEO: Обучение грамоте в Интернете. Последнее обновление: 20 октября 1998 г. https://leo.stcloudstate.edu/bizwrite/abstracts.html.
Купман, Филипп. 1997. «Как написать реферат». Университет Карнеги Меллон. Октябрь 1997 г. http://users.ece.cmu.edu/~koopman/essays/abstract.html.
Ланкастер, Ф.В. 2003. Индексирование и реферирование в теории и практике , 3-е изд. Лондон: Facet Publishing.
Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4. 0 Лицензия.
Вы можете воспроизвести его для некоммерческого использования, если вы используете весь раздаточный материал и указываете источник: The Writing Center, University of North Carolina at Chapel Hill
Сделать подарок
(PDF) Как написать аннотацию к исследовательской работе в области социальных наук
Международный журнал исследований в области социальных наук
Том 9, выпуск 12, декабрь 2019 г.,
ISSN: 2249-2496 Импакт-фактор: 7.081
Домашняя страница журнала : http: // www.ijmra.us, электронная почта: [email protected]
Международный журнал открытого доступа с двойным слепым рецензированием — включен в индексируемые международные каталоги серийных номеров и
Перечислен по адресу: Ulrich’s Periodicals Directory ©, США, также откройте J-Gate как в Cabell’s Directories of Publishing Opportunities, США
Международный журнал исследований в области социальных наук
http://www.ijmra.us, электронная почта: [email protected]
Как написать аннотацию к исследовательской статье в социальных науках
Рамиз Али Махесар
Электронная почта: rameezalimahesar @ gmail. com
Стажер-исследователь, Факультет социальных наук
Университет Шахида Беназир Бхутто, Шахид Беназирабад
Сахифа Мухтар
Старший преподаватель Департамента медиа и коммуникационных исследований,
Международный исламский университет Исламабада, Пакистан
Доктор Азия Khatoon
Доцент Департамента образования,
Университет Шахида Беназир Бхутто, Шахид Беназирабад
Резюме
Резюме — это краткое изложение завершенного исследования.Это объединение различного ключевого содержимого
, поддерживаемого в цепочке процессов, таких как введение, постановка проблемы, методология
, анализ данных и, наконец, выводы. Различные ключевые элементы играют очень важную роль в разработке хорошего резюме исследования. Одним из главных критериев, на основании которых оценивается качество реферата
, является эффективный язык. Потому что эффективный язык
заставляет читателей решать, читать ли статью полностью или нет. Письмо
в исследовании имеет другой стиль изложения, а также другую терминологию.
Эффективный язык должен быть понятным вместе с краткими и ясными предложениями
, которые должны разъяснять, что именно обсуждается в статье.
Кроме того, исследование требует, прежде всего, выявления проблемы, что является очень важным
и самым важным в области исследования. На этом этапе необходимо обсудить не только идентификацию проблемы
, но и ее решение.Далее идет
методология — набор методов. Исследователь поставил перед собой цель решить задачу
, и это можно было бы сделать правильным методом. Правильное применение правильного метода
дает очень точные данные.
Кроме того, когда данные собраны, возникает проблема их анализа.
— это также различные инструменты анализа данных, которые могут применяться в зависимости от характера изучаемых исследований
.Теперь установка импликаций — это последняя фаза абстракции. В нем
разъясняются ограничения и возможности изучаемого исследования.
Абстракция | познавательный процесс | Britannica
Абстракция , когнитивный процесс выделения или «абстрагирования» общего признака или отношения, наблюдаемого в ряде вещей, или продукта такого процесса. Например, свойство электропроводности абстрагируется от наблюдений за телами, которые позволяют электричеству течь через них; аналогично, наблюдение пар линий, в которых одна линия длиннее другой, может дать отношение «быть длиннее, чем».”
Подробнее по этой теме
Основы математики: Абстракция в математике
Одной из недавних тенденций в развитии математики был постепенный процесс абстракции. Норвежский математик Нильс Хенрик …
То, что абстрагируется, то есть абстракция или абстракция, иногда считается концепцией (или «абстрактной идеей»), а не свойством или отношением.Какая точка зрения принимается по этому вопросу, частично зависит от точки зрения, которой придерживаются по общему вопросу универсалий (сущностей, используемых для объяснения того, что для отдельных вещей должно быть общим признаком, атрибутом или качеством, или подпадать под один и тот же тип или естественные свойства). своего рода).
Абстрактное как прилагательное противопоставляется конкретному в том, что, в то время как последнее относится к конкретной вещи, первое относится к виду или общему характеру, под которым эта конкретная вещь, то есть «экземпляр» — падает.Таким образом, война абстрактна, а Первая мировая война конкретна; округлость абстрактна, но монеты, обеденные тарелки и другие особые круглые предметы — конкретны. Термин abstract иногда используется для обозначения вещей, которые не расположены в пространстве или времени; в этом смысле числа, свойства, множества, утверждения и даже факты можно назвать абстрактными, тогда как отдельные физические объекты и события конкретны. Способность создавать и использовать абстракции считается важной для высших когнитивных функций, таких как формирование суждений, обучение на основе опыта и создание умозаключений.
Написание аннотации для вашей исследовательской работы — The Writing Center — UW – Madison
Определение и цель рефератов
Аннотация — это краткое изложение вашей (опубликованной или неопубликованной) исследовательской работы, обычно состоящее из абзаца (около 6-7 предложений, 150-250 слов). Хорошо написанная аннотация служит нескольким целям:
реферат позволяет читателям быстро понять суть или суть вашей статьи или статьи, чтобы решить, читать ли статью полностью;
Реферат
подготавливает читателей к ознакомлению с подробной информацией, анализами и аргументами в вашей полной статье;
, а затем и реферат, помогают читателям запомнить ключевые моменты из вашей статьи.
Также стоит помнить, что поисковые системы и библиографические базы данных используют рефераты, а также заголовок, чтобы определить ключевые термины для индексации вашей опубликованной статьи. Поэтому то, что вы включаете в свой аннотация и заголовок, имеет решающее значение для помощи другим исследователям в поиске вашей статьи или статьи.
Если вы пишете реферат для курсовой работы, ваш профессор может дать вам конкретные рекомендации о том, что включать и как организовать свой реферат. Точно так же академические журналы часто предъявляют особые требования к рефератам. Поэтому, помимо того, что вы следуете советам на этой странице, вы должны обязательно искать и следовать всем рекомендациям из курса или журнала, для которого вы пишете.
Содержание аннотации
Рефераты содержат в краткой форме большую часть следующих видов информации. Основная часть вашей статьи, конечно же, будет более полно развивать и объяснять эти идеи. Как вы увидите в примерах ниже, доля вашего резюме, которую вы посвящаете каждому виду информации, и последовательность этой информации будет варьироваться в зависимости от характера и жанра статьи, которую вы резюмируете в своем резюме.И в некоторых случаях часть этой информации подразумевается, а не указывается явно. Публикационное руководство Американской психологической ассоциации , которое широко используется в социальных науках, дает конкретные рекомендации о том, что включать в аннотацию для различных видов статей — для эмпирических исследований, обзоров литературы или метаанализов, теоретических работ, методологические документы и тематические исследования.
Вот типичные виды информации, которые можно найти в большинстве рефератов:
контекст или справочная информация для вашего исследования; общая тема изучается; конкретная тема вашего исследования
центральных вопроса или постановка задачи , к которой относится ваше исследование
что уже известно по этому вопросу, что предыдущее исследование было сделано или показано
основная причина (-ы) , крайняя необходимость, обоснование , цели для вашего исследования — Почему важно ответить на эти вопросы? Вы, например, изучаете новую тему? Почему стоит изучить эту тему? Вы заполняете пробел в предыдущем исследовании? Применяете новые методы, чтобы по-новому взглянуть на существующие идеи или данные? Разрешение спора в литературе в вашей области? .. .
ваши исследовательские и / или аналитические методы
ваши основные выводы , результаты или аргументы
значение или последствия ваших выводов или аргументов.
Аннотация должна быть понятной сама по себе, чтобы читателю не приходилось читать всю статью. А в аннотации вы обычно делаете , а не цитируете ссылки — большая часть вашего резюме будет описывать то, что вы, , изучили в своем исследовании, и что вы, , нашли и что вы, , аргументируете в своей статье.В основной части статьи вы будете цитировать конкретную литературу, которая послужит основой для вашего исследования.
Когда писать реферат
Хотя у вас может возникнуть соблазн сначала написать реферат, потому что он появится как самая первая часть вашей статьи, лучше подождать, чтобы написать реферат до после , когда вы напишете полный текст статьи, чтобы вы знали: что вы резюмируете.
Ниже приведены некоторые образцы рефератов из опубликованных статей или статей, написанные преподавателями UW-Madison, которые представляют различные дисциплины.Мы снабдили эти образцы аннотациями, чтобы помочь вам увидеть работу, которую эти авторы делают в своих рефератах.
Выбор времен глаголов в аннотации
В приведенной ниже выборке социальные науки (Пример 1) настоящее время используется для описания общих фактов и интерпретаций, которые были и являются верными в настоящее время, включая преобладающее объяснение изучаемого социального явления. В этом реферате также используется настоящее время для описания методов, выводов, аргументов и значения выводов их нового исследования.Авторы используют прошедшее время для описания предыдущих исследований.
Образец гуманитарных наук (Образец 2) ниже использует прошедшее время для описания завершенных событий в прошлом (тексты, созданные в индустрии криминального чтива в 1970-х и 80-х годах) и использует настоящее время для описания того, что происходит в эти тексты, чтобы объяснить значение или значение этих текстов и описать аргументы, представленные в статье.
В приведенных ниже образцах science (образцы 3 и 4) используется прошедшее время для описания того, что было сделано в предыдущих исследованиях, а также исследования, проведенные авторами, методы, которым они следовали, и то, что они обнаружили. В своем обосновании или оправдании своего исследования (что еще предстоит сделать) они используют настоящее время. Они также используют настоящее время, чтобы представить свое исследование (в образце 3 «Здесь мы сообщаем…») и объяснить важность своего исследования (в образце 3 «Это перепрограммирование …» обеспечивает масштабируемый источник ячеек для .. »).
Образец аннотации 1
Социальные науки
Отчет о новых выводах о причинах роста экономической гомогамии между супругами
Гоналон-Понс, Пилар и Кристин Р.Шварц. «Тенденции экономической гомогамии: изменения в ассортативном спаривании или разделение труда в браке?» Демография , т. 54, нет. 3, 2017, с. 985-1005.
Образец аннотации 2
Из гуманитарных
Анализируя подпольные публикации криминального чтива в Танзании, в этой статье приводится аргумент о культурном значении этих публикаций.
Эмили Каллачи. «Уличная текстуальность: социализм, мужественность и принадлежность к городу в издательстве криминального чтива Танзании, 1975–1985. ” Сравнительные исследования в обществе и истории , vol. 59, нет. 1. 2017. С. 183-210.
Образец аннотации / резюме 3
От наук
Отчет о новом методе перепрограммирования фибробластов взрослых мышей в индуцированные сердечные клетки-предшественники
Лалит, Пратик А., Макс Р. Салик, Дэрил О. Нельсон, Джейн М. Сквирелл, Кристина М. Шафер, Нил Г. Патель, Имаан Саид, Эрик Г. Шмук, Йогананда С.Маркандейя, Рэйчел Вонг, Мартин Р. Ли, Кевин В. Элисейри, Тимоти А. Хакер, Венди С. Кроун, Майкл Киба, Дэниел Дж. Гарри, Рон Стюарт, Джеймс А. Томсон, Карен М. Даунс, Гэри Э. Лайонс и Тимоти Дж. Камп. «Перепрограммирование клонов фибробластов в клетки-предшественники, индуцированные пролиферацией, с помощью определенных факторов». Cell Stem Cell , т. 18, 2016, стр. 354-367.
Примечание. В этом журнале этот абзац в начале статьи называется «Резюме», а не «Реферат. «Этот журнал предоставляет читателям несколько способов быстро понять содержание этой исследовательской статьи. В дополнение к краткому изложению прозы, состоящему из абзацев, эта статья также имеет эффективное графическое резюме, маркированный список основных моментов в начале статьи и краткое изложение, состоящее из двух предложений.
Образец реферата 4,
Структурированный реферат
От наук
Отчетность результатов об эффективности антибактериальной терапии в лечении острого бактериального синусита по результатам строго контролируемого исследования
Примечание: этот журнал требует, чтобы авторы разбили свои аннотации на четыре отдельных раздела со строгим ограничением количества слов.Поскольку заголовки этого структурированного реферата не требуют пояснений, мы решили не добавлять аннотации к этому образцу реферата.
Уолд, Эллен Р., Дэвид Нэш и Йенс Айкхофф. «Эффективность амоксициллина / клавуланата калия в лечении острого бактериального синусита у детей». Педиатрия , т. 124, вып. 1, 2009, с. 9-15.
Аннотация
«ЦЕЛЬ: Роль антибактериальной терапии в лечении острого бактериального синусита (АБС) у детей противоречива.Целью этого исследования было определение эффективности высоких доз амоксициллина / клавуланата калия в лечении детей с диагнозом АБС.
МЕТОДЫ : Это было рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Дети от 1 до 10 лет с клиническими проявлениями, совместимыми с ABS, имели право на участие. Пациенты были разделены на группы по возрасту (
РЕЗУЛЬТАТЫ: Две тысячи сто тридцать пять детей с респираторными заболеваниями были обследованы для зачисления; 139 (6,5%) имели АБС. В исследование было включено 58 пациентов, 56 из которых были распределены случайным образом. Средний возраст составил 6630 месяцев. У пятидесяти (89%) пациентов наблюдались стойкие симптомы, а у 6 (11%) — непостоянные симптомы. У 24 (43%) детей заболевание было классифицировано как легкое, у остальных 32 (57%) детей оно было тяжелым. Из 28 детей, получавших антибиотик, 14 (50%) вылечились, 4 (14%) получили улучшение, 4 (14%) потерпели неудачу в лечении и 6 (21%) прекратили лечение. Из 28 детей, получавших плацебо, 4 (14%) вылечились, у 5 (18%) улучшилось состояние, а у 19 (68%) лечение оказалось неэффективным.
Общенаучные методы теоретического познания.

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:
Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации
Техника нижней прямой подачи мяча.
Франко-прусская война (причины и последствия)
Организация работы процедурного кабинета
Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний
Коммуникативные барьеры и пути их преодоления
Обработка изделий медицинского назначения многократного применения
Образцы текста публицистического стиля
Четыре типа изменения баланса
Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации
Практические работы по географии для 6 класса
Организация работы процедурного кабинета
Изменения в неживой природе осенью
Уборка процедурного кабинета
Сольфеджио. Все правила по сольфеджио
Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 45Следующая ⇒

Теоретический уровень научного познания отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, достигая этого путем рациональной обработки данных эмпирического уровня знания. Поэтому в нем задействованы все формы мышления – понятия, суждения, умозаключения, общелогические методы, а также методы, связанные с мыслительными операциями – абстрагирование, идеализация, формализация и пр. Остановимся подробнее на отдельных методах.
Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному.
Процесс познания как правило начинается с рассмотрения конкретных чувственных предметов и явлений, их внешних признаков, свойств, связей. Только в результате изучения чувственно-конкретного человек приходит к обобщенным представлениям, понятиям, т. е. абстракциям.
Абстрагирование – это мысленное отвлечение от каких-то менее существенных свойств, сторон, признаков изучаемого объекта с одновременным выделением, формированием одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков этого объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией (абстрактное).
Существуют два вида абстрагирования: отождествления и изоляции.

Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества предметов и объединения их в особую группу. Например, такие понятия как вид, род, отряды и т. п., используемые в биологии.
Изолирующая абстракция представляет собой выделение некоторых свойств, отношений, неразрывно связанных с предметами материального мира, в самостоятельные сущности («устойчивость», «растворимость», «электропроводность» и т. п.).
Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность.
Конечно, в истории науки имели место и ложные, неверные абстракции, не отражавшие ровным счетом ничего в объективном мире, например, эфир, теплород, электрическая жидкость и т. п. Они лишь по-видимости объясняли мир наблюдаемых объектов. Но подавляющее число абстракций отражают сущность и сыграли свою положительную роль в развитии научного знания.
Одним из показательных примеров роли абстракции является создание Максвеллом теории электромагнитного поля. Максвелл создал свою теорию, идя от чувственно-наглядных опытов, эмпирических представлений Фарадея. А она, в свою очередь, открывала новые перспективы.
Поскольку конкретное (т. е. реальные объекты, процессы материального мира) есть совокупность множества свойств, сторон, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать во всем его многообразии, оставаясь на этапе чувственного познания, ограничиваясь им. Поэтому и возникает потребность в теоретическом осмыслении конкретного, т. е. восхождении от чувственно-конкретного к абстрактному.
Формирование научных абстракций, общих теоретических положений не является конечной целью познания, а представляет собой только средство более глубокого, разностороннего познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного вновь к конкретному. Получаемое на этом этапе исследования знание о конкретном будет качественно иным по сравнению с тем, которое имелось на этапе чувственного познания. Логически-конкретное есть теоретически воспроизведенное в мышлении исследователя конкретное во всем богатстве его содержания. Оно содержит в себе уже не только чувственно воспринимаемое, но и нечто скрытое, недоступное чувственному восприятию, нечто существенное, закономерное, постигнутое лишь с помощью теоретического мышления, с помощью определенных абстракций.
Восхождение от абстрактного к конкретному характеризует общую направленность научно-теоретического познания, имеющего целью переход от менее содержательного к более содержательному знанию. Другими словами, исследователь получает в результате целостную картину изучаемого объекта во всем богатстве его содержания.
Идеализация. Мысленный эксперимент.
Идеализация – это особый вид абстрагирования, представляющий собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, а) исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Примером такого вида идеализации может служить широко распространенная в механике идеализация – материальная точка, причем под ней могут подразумевать любое тело, от атома до планеты.
Другим видом идеализации является б) наделение какими-то свойствами объекта, которые в реальной действительности неосуществимы. Примером такой идеализации является абсолютно черное тело. Такое тело наделяется несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя.
Спектр излучения абсолютно черного тела является идеальным случаем, ибо на него не оказывает влияние ни природа вещества излучателя, ни состояние его поверхности. Проблемой расчета количества излучения, испускаемого идеальным излучателем – абсолютно черным телом, занялся Макс Планк, который работал над ней 4 года. В 1900 г. ему удалось найти решение в виде формулы, которая правильно описывала спектральное распределение энергии изучаемого абсолютно черного тела. Так работа с идеализированным объектом помогла заложить основы квантовой теории, ознаменовавшей радикальный переворот в науке.
Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:
во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического анализа, а по отношению к идеализированному случаю можно, приложив эти средства, построить и развить теорию, в определенных условиях и целях эффективную для описания свойств и поведения этих реальных объектов;
во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов. Сложный объект представляется как бы в «очищенном» виде, что облегчает его изучение. Пример, идеальная паровая машина Сади Карно.
в-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность. Так, если в ряде случаев возможно и целесообразно рассматривать атомы в виде материальной точки, то такая идеализация недопустима при изучении структуры атома.
Если существуют разные теоретические подходы, то возможны и разные варианты идеализаций. В качестве примера можно привести три разных понятия «идеального газа», сформировавшихся под влиянием различных теоретико-физических представлений: Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна, Ферми-Дирака. Однако полученные при этом все три варианта идеализации оказались плодотворными при изучении газовых состояний различной природы. Так, идеальный газ Максвелла-Больцмана стал основой исследований обычных молекулярных разряженных газов, находящихся при достаточно высоких температурах; идеальный газ Бозе-Эйнштейна был применен для изучения фотонного газа, а идеальный газ Ферми-Дирака помог решить ряд проблем электронного газа.
Идеализация в отличие от чистого абстрагирования допускает элемент чувственной наглядности. Обычный процесс абстрагирования ведет к образованию мысленных абстракций, не обладающих никакой наглядностью. Эта особенность идеализации очень важна для реализации такого специфического метода теоретического познания, каковым является мысленный эксперимент.
Мысленный эксперимент – это мысленный подбор тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом, которое заключается в мысленном подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. В этом проявляется определенное сходство мысленного эксперимента с реальным. Более того, всякий реальный эксперимент, прежде чем быть осуществлен на практике, сначала «проигрывается» исследователем мысленно в процессе обдумывания, планирования.
Вместе с тем, мысленный эксперимент играет и самостоятельную роль в науке. При этом, сохраняя сходство с реальным экспериментом, он в то же время существенно отличается от него. Это отличие заключается в следующем.
1)Реальный эксперимент – это метод, связанный с практическим, «орудийным» познанием окружающего мира. В мысленном же эксперименте исследователь оперирует не материальными объектами, а их идеализированными образами и само оперирование производится в его сознании, т. е. чисто умозрительно, без всякого материально-технического обеспечения.
2)В реальном эксперименте приходиться считаться с реальными физическими и иными ограничениями поведения объекта исследования. В этом плане мысленный эксперимент имеет явное преимущество перед экспериментом реальным. В мысленном эксперименте можно абстрагироваться от действия нежелательных факторов, проведя его в идеализированном, «чистом» виде.
3)В научном познании могут быть случаи, когда при исследовании некоторых явлений, ситуаций, проведение реальных экспериментов оказывается вообще невозможным. Этот пробел в познании может восполнить только мысленный эксперимент.
Наглядным примером роли мыслительного эксперимента является история открытия явления трения. В течении тысячелетия господствовала концепция Аристотеля, утверждавшая, что движущее тело останавливается, если толкающая его сила прекращается. Доказательством служило движение тележки или шара, которое прекращалось само собой, если воздействие не возобновлялось.
Галилею удалось путем мыслительного эксперимента поэтапной идеализацией представить идеальную поверхность и открыть закон механики движения. «Закон инерции, — писали А. Эйнштейн и Л. Инфельд, — нельзя вывести непосредственно из эксперимента, его можно вывести умозрительно – мышлением, связанным с наблюдением». Этот эксперимент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он ведет к глубокому пониманию действительных процессов.
Мыслительный эксперимент может иметь большую эвристическую ценность, помогая интерпретировать новое знание, полученное чисто математическим путем. Это подтверждается многими примерами из истории науки. Одним из них является мысленный эксперимент В. Гейзенберга, направленный на разъяснение соотношения неопределенности. В этом мысленном эксперименте соотношение неопределенности было найдено благодаря абстрагированию, разделившему целостную структуру электрона на две противоположности: волну и корпускулу. Тем самым совпадение результата мысленного эксперимента с результатом, достигнутым математическим путем, означало доказательство объективно существующей противоречивости электрона как цельного материального образования и дало возможность понять его сущность.
Метод идеализации, весьма плодотворный во многих случаях, имеет в то же время определенные ограничения. Развитие научного познания заставляет иногда отказываться от ранее существовавших идеализаций. К примеру, Эйнштейн отказался от таких идеализаций как «абсолютное пространство» и «абсолютное время». Кроме того, любая идеализация ограничена конкретной областью явлений и служит для решения только определенных проблем.
Сама по себе идеализация, хотя и может быть плодотворной и даже подводить к научному открытию, еще не достаточна для того, чтобы сделать это открытие. Здесь определяющую роль играют теоретические установки, из которых исходит исследователь. Так, идеализация паровой машины, удачно осуществленная Сади Карно, подвела его к открытию механического эквивалента теплоты, которого он не смог открыть, так как верил в существование теплорода.
Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на ее основе теоретические построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления. Упрощения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскрывающей законы исследуемой области явлений материального мира. Если теория в целом правильно описывает реальные явления, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.

Формализация. Язык науки.
Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков). Примером формализации может служить математическое описание.
Для построения любой формальной системы необходимо:
1)задание алфавита, т. е. определенного набора знаков;
2)задание правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены «слова», «формулы»;
3)задание правил, по которым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам (так называемые правила вывода).
Достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею. Вряд ли удалось успешно пользоваться, например, теоретическими выводами Максвелла, если бы они не были компактно выражены в виде математических уравнений, а описаны с помощью обычного естественного языка.
Разумеется, формализованный язык не столь богат и гибок как естественный, но зато он не многозначен (полисемия), а обладает однозначной семантикой. Таким образом, формализованный язык обладает свойством моносемичности. Расширяющееся использование формализации как метода теоретического познания связано не только с развитием математики. В химии тоже есть своя символика вместе с правилами оперирования ею. Она представляет собой один из вариантов формализованного искусственного языка.
Язык современной науки существенно отличается от естественного человеческого языка. Он содержит много специальных терминов, выражений, в нем широко используются средства формализации, среди которых центральное место принадлежит математической формализации. Исходя из потребностей науки, создаются различные искусственные языки, предназначенные для решения тех или иных задач. Все множество созданных и создаваемых искусственных формализованных языков входит в язык науки, образуя мощное средство научного познания.
Вместе с тем следует иметь в виду, что создание какого-то единого формализованного языка науки не представляется возможным. Одновременно формализованные языки не могут быть единственной формой языка современной науки, ибо стремление к максимальной адекватности требует использования и неформализованных форм языка. Но в той мере, в какой адекватность немыслима без точности, тенденция к возрастающей формализации языков всех и особенно естественных наук является объективной и прогрессивной.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Читайте также:

Организация работы процедурного кабинета
Статус республик в составе РФ
Понятие финансов, их функции и особенности
Сущность демографической политии

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; просмотров: 718; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.008 с.)

от программирования компьютеров к программированию клеток
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Биологические исследования всё больше привлекают специалистов из области компьютерных наук. И это не удивительно: ДНК — носитель информации о живых организмах, — для программиста как программный код. Абстракция, используемая в программировании, позволяет работать с объектами, не принимая во внимание особенности их реализации. Такой подход к биологическим объектам оказался весьма перспективным: он значительно упрощает реальное положение дел и при этом позволяет элементарным составляющим функционировать с высокой точностью. Применение главных инженерных принципов — абстракции, стандартизации и автоматизации, делает из биоинженерии настоящую инженерную дисциплину и открывает широкие возможности для создания новых биологических машин. Так появилась синтетическая биология — новое междисциплинарное научное направление, объединяющее генных инженеров, молекулярных биологов, программистов и физиков, одна из главных задач которой — создавать новые биологические машины для решения практических задач.
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2018.
Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.
«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»
ДНК глазами программиста
Сегодня биологические исследования всё больше привлекают людей из computer science. Для них ДНК — это программный код, а живые организмы — исполнители программ, и вызывают ту или иную функцию в зависимости от полученного сигнала. По их мнению, ДНК в живых клетках может быть описана, понята и изучена, используя термины программирования. Действительно, давайте взглянем на ДНК глазами программиста [1]:
язык ДНК — цифровой, использует четыре значения: A, T, C и G; «ДНК-байт» состоит их трех знаков и кодирует одну аминокислоту;
у эукариот часть «кода» — последовательности интронов, — на самом деле ничего не кодирует и в последствии вырезается. Тем не менее они выполняют важнейшую функцию: эта ДНК помогает правильно исполнять код, подобно комментариям в программах;
универсальность генетического кода делает генетические программы совместимыми с подавляющим большинством живых организмов;
многие регуляторные сети в живых организмах могут быть описаны с помощью логических выражений. Для примера, вспомним всем известную регуляторную систему E. coli — лактозный оперон. В присутствии глюкозы экспрессия генов оперона подавлена, в отсутствии глюкозы — включена. Используя логические операторы, то же самое можно было бы записать иначе: НЕ(А) = Б, где А — глюкоза, а Б — экспрессия генов лактозного оперона.
Возможно ли применение инженерных принципов к биологическим объектам?
Описывая лактозный оперон с помощью логических выражений, мы абстрагировались от его реализации в клетке, так как нас интересовал только входной и выходной сигналы. Именно абстракция позволяет программистам строить и контролировать системы высокого уровня сложности (рис. 1). Абстрагируясь от некоторых конкретных деталей объекта, можно создать модель, достаточно точно описывающую поведение системы на определенном уровне.
Рисунок 1. Аналогия между иерархической абстракцией в электроинженерии и синтетической биологии
«Википедия», рисунок адаптирован
Еще один важный подход, оказавшийся весьма полезным применительно к биологическим системам — дискретизация сигналов. Живые системы отвечают на изменения окружающей среды сложным комплексом реакций. Сигналы, поступающие из окружения, могут быть классифицированы на цифровые (поведение «включить—выключить») и аналоговые (постепенное повышение концентрации, температуры и т.д.). Синтетические биологи создают специальные устройства, преобразующие аналоговые сигналы в цифровые (например, генетические переключатели с пороговым значением), потому что обработку цифровых сигналов запрограммировать проще. В электронной инженерии дискретизация сигнала позволила сделать технику более защищенной от шума и избавиться от путаницы, возникающей при передаче непрерывных сигналов, что послужило мощным толчком в развитии техники — сегодня цифровые устройства широко применяют во многих сферах жизни. На подобный прорыв в синтетической биологии рассчитывают дизайнеры генетических сетей. Упрощение компонентной базы до простых, но робастных (устойчивых к помехам) элементов, позволяет реализовать сложные системы, способные работать при высоком уровне шума, характерном для биологических объектов.
Проблемы на пути синтетических биологов
Разумеется, живые организмы, даже такие относительно простые как прокариоты, далеки от функционирования на уровне цифровых устройств. Дрю Энди, профессор биоинженерии Стэнфордского университета, видит две главные проблемы, преграждающие путь биоинженерам к созданию систем высокого уровня сложности [2]. Во-первых, это высокая сложность биологических объектов, во-вторых — их недостаточная изученность. Свойства компонентов биологических систем сильно зависят от контекста. Например, сила сайта связывания рибосомы зависит как от вышележащих, так и от нижележащих последовательностей, причем они могут как усиливать (за счет взаимодействия с регуляторными белками и повышения аффинности к сайту связывания), так и ослаблять (при образовании вторичных структур, препятствующие связыванию мРНК с рибосомой) силу связывания рибосомы с мРНК. Компоненты биологических систем связаны многочисленными взаимодействиями (вспомним, к примеру, про плейотропное действие генов), что делает сложным применение редукционистского подхода к биологическим системам. Уникальные свойства многокомпонентных биологических систем не определяются свойствами отдельно взятых ее составляющих. Работая в едином ансамбле, они способны выполнять функции, существование которых, рассматривая только составляющие системы и связи между ними, предсказать практически невозможно из-за сложного переплетения связей. Недостаток знаний о процессах, происходящих на молекулярном уровне в клетке, лимитирует создание более сложных систем. По этим причинам, использование существующих генетических элементов или синтезированных конструкций и внедрение их в живые системы — задача далеко не тривиальная.
Главная проблема, возникающая при дизайне генетических сетей — перекрестное взаимодействие между естественными клеточными системами и искусственно встроенными [3]. Возникающие помехи мешают функционированию синтезированной системы по задуманной программе. Возможное решение — создание ортогональных систем, то есть систем, не влияющих на работу существующих клеточных компонентов. Так, в 2010 году английским исследователям удалось расширить генетический код, добавив в клетку ортогональную систему трансляции [4].
В чем разница между синтетической биологией и генной инженерией?
Таким образом из синтеза инженерии и биологии появилось новое научное направление — синтетическая биология. Эта междисциплинарная наука объединяет молекулярных биологов, химиков, физиков и инженеров для достижения общих целей. На первый взгляд, синтетическая биология мало отличается от генетической инженерии. Обе науки бросают вызов эволюции и ставят своей целью создание новых биологических систем. Где же проходит граница между этими двумя близкими дисциплинами?
Главное отличие синтетической биологии от генетической инженерии заключается в том, что генетическая инженерия — это набор методов, а синтетическая биология — это подход к выполнению задачи. Биоинженеры используют ПЦР для создания мутантов и амплификации ДНК [5]; метод рекомбинантных ДНК для создания новых комбинаций генов [6]; секвенирование для чтения последовательностей [7]. Синтетическая биология дополняет молекулярные основы генетической инженерии и предлагает применить инженерные принципы при решении задач биоинженерии. Один из создателей синтетической биологии, Дрю Энди, выделяет следующие принципы [2], лежащие в основе синтетической биологии — автоматизация, стандартизация, абстракция и декаплинг (видео 1).
Видео 1. Дрю Энди, профессор Стэнфордского университета, объясняет разницу между генетической инженерией и синтетической биологией
Еще про инженерные принципы
Автоматизация
Облачные лаборатории, такие как Emerald Cloud Lab (рис. 2), предлагают полностью автоматизировать работу мокрых биологов. Выбирая готовый протокол из предложенных на сайте, ученые задают последовательность операций, которую необходимо выполнить с образцами. После этого полностью роботизированная система исполняет все команды и исследователям остается только проанализировать полученные результаты. Такой подход поможет справиться с кризисом воспроизводимости и освободит руки исследователей для работы над задачами, требующими творческого подхода.
Рисунок 2. Роботизированная система из облачной лаборатории Emerald Cloud Laboratory. Полная автоматизация лабораторной работы позволит увеличить воспроизводимость полученных результатов и значительно сократить время на выполнение научных экспериментов.
Emerald Cloud Lab
Абстракция
Сложность биологических систем, упомянутая ранее, не позволяет сделать рутинным процессом конструирование многокомпонентных биологических систем, способных вести себя согласно задумке дизайнера. Широко используемый инструмент для манипуляции со сложными системами — абстракция. Информация, описывающая биологические системы, должна быть распределена по нескольким уровням, подчиняющимся иерархии (рис. 3). Чтобы такой подход имел смысл, эта иерархия уровней должна сделать возможным рассмотрение каждого отдельного уровня вне контекста вышележащих и нижележащих уровней, и связь между уровнями абстракции должна быть обеспечена передачей информации.
Рисунок 3. Схема, иллюстрирующая способ представления инженерных генетических сетей с помощью уровней абстракции, подчиненных определенной иерархии. Цель подобного представления — упрощение работы со сложными биологическими системами. Здесь уровни абстракции — «ДНК», «Части» (молекулы, выполняющие базовые биологические функции: ДНК-связывающие белки и другие), «Девайсы» (любые комбинации «частей», выполняющие функции, определенные дизайном) и «Системы» (любые комбинации «девайсов»). Барьеры (красные блоки) разделяют уровни абстракции. Связь между уровнями обеспечивается интерфейсами (зеленые блоки). Подобная система должна обеспечить независимую работу на каждом уровне. Исследователь, работающий на уровне «частей», должен знать, какие части потребуются исследователю на уровне «девайсов», как именно эти части работают (например, взаимодействия между аминокислотами и большой бороздкой ДНК) и как можно заказать необходимую последовательность ДНК. Но этому же исследователю вовсе не обязательно знать что-либо о фосфорамидитной химии, о том, как короткие олигонуклеотиды собираются в длинные последовательности ДНК или что-либо о работе генетических осцилляторов.
[2], рисунок адаптирован
Декаплинг
В биоинженерии одни и те же специалисты продумывают дизайн генетической конструкции и осуществляют сборку биологических систем. В любой инженерной дисциплине сборка и дизайн разделены между разными специалистами. Например, в архитектуре строители не проектируют здания, а инженеры не работают на стройке. Одна из задач синтетической биологии — разделить сборку генетических сетей и их дизайн. Требуются профессионалы, которые будут заниматься исключительно созданием базовых элементов генетических сетей для сборки более сложных композиций, и исследователи, специализирующиеся исключительно на дизайне новых биологических систем.
Стандартизация
В молекулярной биологии уже существуют стандарты для некоторых широкоиспользуемых типов данных. Например, общепринятые стандарты хранения и обмена данными экспрессии генов, последовательностей ДНК, биологических моделей. Стандартизация позволяет экономить время при исследовании и повышать воспроизводимость результатов исследований. Однако не существует стандартов для большинства классов биологических функций (например, для активности промотора), экспериментальных измерений, условий эксплуатации штаммов бактерий (параметров окружающей среды, скорости роста, питательной среды и так далее). Синтетическая биология ставит перед собой задачу создать четкие правила, руководствуясь которыми биологи смогли бы повысить надежность синтетических систем и воспроизводимость экспериментов по их созданию. Для упрощения рутинных операций биоинженерии, таких как проведение реакций рестрикции-лигирования, Том Найт, именуемый отцом синтетической биологии, создал первый широкоиспользуемый стандарт в синтетической биологии — стандарт BioBricks [8].
Стандарт BioBricks
Это способ стандартизовать компоненты, используемые при сборке более масштабных конструкций. Каждый «биокирпичик» состоит из основы (backbone), префикса, суффикса и кодирующей части и представляет собой небольшую плазмиду. В префиксе и суффиксе содержатся по два сайта узнавания рестриктаз-изокаудамеров. Такие рестриктазы узнают разные сайты, но образуют совместимые липкие концы. После лигирования образуется гибридный сайт, не узнаваемый ни одной из рестриктаз — так исключается возможность неправильной последовательности сборки, что значительно упрощает процесс создания рекомбинантов. Кирпичики, содержащие составные части системы (например, промотор или сайт связывания рибосомы), называют вектором ввода, а итоговую плазмиду, готовую к трансфекции или трансформации, — вектором экспрессии.
iGEM & Registry of standard biological parts
Трудами многих исследователей была создана библиотека стандартных биологических частей (Registry of standard biological parts). В ней в открытом доступе хранятся последовательности ДНК созданных элементов и вся информация, доступная о них. В библиотеке на сегодняшний день зарегистрировано уже более 20 000 частей и с каждым годом их количество пополняется участниками конкурса iGEM (The International Genetically Engineered Machine Competition). Цель конкурса — привлечь больше молодых исследователей к работе над проектами в области синтетической биологии. Один из прошлогодних проектов-победителей — синтетическая система бактериального чувства кворума, которая может стать звеном в целой искусственной экосистеме [9].
Простейшие устройства: логические вентили, триггер, осциллятор
Применение инженерных принципов и дискретизации биологических сигналов обещает возможность биоинженерам создавать более сложные системы, с высокой точностью исполняющие свои функции. Для создания многокомпонентных систем необходимо существование четко работающей элементной базы (рис. 4). Обработка цифровых сигналов происходит с помощью логических операций, многие из которых (буфер (повторитель), И, ИЛИ, НЕ (инвертор) и другие) уже имеют свое физическое воплощение в виде регуляторных контуров (английский термин genetic circuit более наглядно демонстрирует аналогию с электрическими сетями), созданных из последовательности ДНК.
Рисунок 4. Примеры возможной реализации логических вентилей, используемых при дизайне генетических сетей Слева — схемы генетических сетей, задействующие ДНК-связывающие белки (а и б), инвертазы (в и г), CRISPRi (д) и малые некодирующие РНК (RNA-IN и RNA-OUT) (е) при работе логических вентилей. Справа — графики, демонстрирующие поведение системы при одновременном и последовательном поступлении двух сигналов.
Из простейших элементов были созданы более сложные устройства (рис. 5). В начале 2000-х Джеймс Коллинз и Тим Гарднер стали создателями первого искусственного генетического триггера, обладающего поведением, сходным с триггером в электроинженерии [10]. Он представлял собой систему из двух генов (ген A и ген B), репрессирующих друг друга. При этом за синтезом одного из репрессоров следовал синтез флуоресцентного белка, для возможности отследить извне динамику системы. После краткой индукции система переходила из первого состояния (ген А включен, ген B выключен) во второе (ген B включен, ген А выключен), что сопровождалось исчезновением или появлением сигнала. Такая система обладает памятью: после исчезновения воздействия индуцирующего сигнала система сохраняет способность поддерживать свое состояние.
Чуть позже Майкл Эловиц и его коллега Станислав Лейберг сконструировали первый осциллятор [11], представляющий собой систему из трех генов, связанных между собой петлями связи. Продукт первого гена подавляет действие второго, второй — третьего, и, замыкая круг, продукт третьего гена репрессирует экспрессию первого. Концентрации трех белков представляли собой гармонические колебания с заданными значениями амплитуды. Осцилляция детектировалась с помощью репортерной плазмиды с геном GFP.
Несмотря на то, что идея для создания биологических аналогов осциллятора и триггера пришла из электронной инженерии, за основу воплощения на уровне ДНК этих устройств были взяты системы, реально существующие в природе. Каркасом для осциллятора стали биологические часы цианобактерий, а для триггера — система бактериофага лямбда, ответственная за вступление бактериофага в литический цикл.
Рисунок 5. Простейшие устройства электроинженерии — переключатель (минимальное запоминающее устройство) и осциллятор (генератор ритма), их аналоги в естественных системах и схемы искусственных генетических сетей
Сегодня прогресс в синтетической биологии достиг такого уровня, что ученые трудятся над конструированием инженерных тканей и органов, а особо амбициозные специалисты замахнулись на создание живых организмов de novo с полностью искусственно синтезированным геномом [12]. Одной из главных проблем остается создание сложных систем, принимающих на вход много сигналов. Из-за высокого уровня шума и сложных связей, объединяющих клеточные компоненты, предсказать поведение системы, состоящей из большого числа элементов, практически невозможно. Перспективные направления, которые позволят решить эту проблему — системы на основе РНК—РНК взаимодействий и CRISPR. Использование малых РНК в качестве механизма передачи сигнала позволяет нивелировать задержки, типичные для систем, основанных на взаимодействии ДНК—белок, и повышает точность клеточных «вычислений». Другое немаловажное преимущество — возможность применения одних и тех же регуляторных элементов как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Самая большая на сегодняшний день генетическая конструкция, способная функционировать in vivo, создана из нескольких взаимосвязанных РНК-переключателей и принимает на вход 12 сигналов [13].
Методы синтетической биологии
Задачи синтетической биологии включают в себя сборку масштабных конструкций из ДНК. На сегодняшний день самая длинная последовательность ДНК, синтезированная в лаборатории — собранный de novo геном Mycoplasma mycoides [14], [15]. Размер искусственно синтезированной последовательности — более 1 000 000 пар оснований. Если бы сборку такой масштабной конструкции, состоящей из большого числа отдельных последовательностей, проводили с помощью реакций рестрикции и лигирования, возможно, мы бы никогда не дождались первого искусственно синтезированного генома. Чтобы собрать по кусочкам геном микоплазмы, потребовалось изобрести новый метод сборки. Даниэль Гибсон, исследователь из Института Крейга Вентера, назвал его «метод изотермической рекомбинации in vitro в один шаг» (one step isothermal in vitro recombination method) [16], но все называют этот метод по имени его создателя — сборкой по Гибсону. Метод основывается на амплификации фрагментов с помощью ПЦР. При этом на концы последовательностей добавляются по нескольку десятков пар нуклеотидов от соседних фрагментов. После амплификации следует рекомбинация фрагментов и на выходе получается молекула ДНК, сшитая из нескольких кусочков. Преимущество данного метода состоит в том, что в одной пробирке одновременно можно соединить сразу большое число фрагментов, что значительно повышает скорость создания масштабных конструкций. Существует еще несколько методов, основанных на этом же принципе: SLIC и MoClo.
Технология получила свое дальнейшее развитие: Гибсон и его команда создали машину, позволяющую осуществить «биологическую телепортацию» (видео 2). Им удалось автоматизировать синтез последовательностей ДНК, РНК и белков. Передавая информацию о последовательности ДНК, на выходе можно получать запрограммированные живые бактерии. Возможное применение новой технологии — создание планет, пригодных для жизни, путем заселения модифицирующими их микроорганизмами.
Видео 2. Дэн Гибсон, создатель одного из методов высокопроизводительного клонирования, рассказывает о «биологической телепортации» и возможных перспективах синтетической биологии
Синтетическая биология: потенциальное применение
Как уже было сказано раньше, упрощение компонентной базы до простых, но робастных элементов открывает широкие возможности для дизайна сложно устроенных генетических сетей. Благодаря этому, синтетическая биология имеет широкое применение: от создания биокомпьютеров до управления дифференцировкой стволовых клеток (рис. 6).
Рисунок 6. Потенциальное применение синтетической биологии
Cell-free protein engineering research
Искусственный морфогенез
Потенциал применения человеческих ИПСК (индуцированных плюрипотентных стволовых клеток) велик. Сегодня они главным образом используются как модельные объекты для скрининга лекарственных препаратов, изучения болезней и влияния токсичных веществ, но кроме этого, ведутся работы по применению ИПСК в клеточной терапии и создании искусственных органов.
Процесс перепрограммирования ИПСК в определенную клеточную линию — дорогостоящий и требующий длительного времени процесс. Большинство протоколов представляют собой обработку клеточных культур коктейлем из транскрипционных факторов, состав которого определяется экспериментально. Но даже при правильном подборе необходимых транскрипционных факторов, верном определении порядка добавления каждого их них и времени их воздействия, эффективность подобной процедуры не велика.
Альтернативный вариант — перепрограммирование клеток путем внедрения генетической информации о синтезе факторов транскрипции, необходимых для детерминации пути развития клетки (рис. 7). Подобным путем удалось воспроизвести достаточно сложные профили экспрессии. Например, с помощью РНК-сети, внедренной в ИПСК, были созданы инсулинсекретирующие бета-подобные клетки [17]. В развитии этого типа клеток ключевую роль играют три фактора: Ngn3, Pdx1 и MafA. Начало экспрессии и продолжительность синтеза регулировались при помощи нескольких регуляторных механизмов. В результате удалось воспроизвести уровень экспрессии генов транскрипционных факторов на протяжении всего периода дифференцировки и получить бета-подобные клетки.
Рисунок 7. Управление дифференцировкой клеток с помощью генетических сетей. Слева — схема генетической сети, основанной на РНК и регуляторных белках, внедрением которой в клетки удалось направить развитие человеческих ИПСК в бета-подобные инсулинчувствительные клетки. Весь цикл развития занимает 11 дней, в регуляции развития участвуют три транскрипционных фактора: Pdx1, MafA и Ngn3. Справа — паттерны синтеза факторов транскрипции, участвующих в регуляции транскрипции. Внизу — схема последовательных превращений человеческих ИПСК в бета-подобные клетки.
Биосенсоры
Способность биосенсоров быстро и с высокой точностью детектировать широкий спектр молекул делает их незаменимыми в решении индустриальных, медицинских, экологических и научных задач. С совершенствованием дизайна генетических сетей появляется все больше вариантов сенсоров с самыми разными параметрами и условиями функционирования. Биосенсоры могут использоваться при контроле производства пищевых продуктов, качества воды и проверки почвы на контаминацию. В медицинских исследованиях подобные биосенсоры могут заменить целую лабораторию в полевых условиях и оказаться ценным инструментом, позволяющим детектировать наличие патогена. Так в прошлом году метод с затейливым названием SHERLOCK поразил всех своей способностью детектировать ничтожно малые концентрации патогена и выявлять различия геномов с точностью до одного нуклеотида [18].
Лекарства
Малярия до сих пор остается одним из опаснейших заболеваний и ежегодно уносит десятки тысяч жизней. Китайский фармаколог Ту Юю (Tu Youyou) (рис. 8, слева) в поисках противомалярийного препарата обратилась к средствам народной медицины. Ее поиски увенчались успехом: был открыт артемизинин, выделенный из полыни однолетней [19]. Тогда возникла новая проблема — доставка необходимого лекарственного препарата начала зависеть от всходов полыни и в случае неурожайного года препарат, спасающий жизни, оказывался в недостатке. Альтернативу выделению экстракта из полыни предложил Джей Кислинг (Jay Keasling) (рис. 8, справа) — профессор химической инженерии и биоинженерии Калифорнийского университета в Беркли. Его команде удалось с нуля создать метаболический путь синтеза предшественника артемизинина в клетках дрожжей. Таким образом был создан дополнительный источник этого лекарственного препарата, который может стать основным в случае необходимости.
Рисунок 8. Исследователи, внесшие наибольший вклад в разработку противомалярийного препарата — артемизинина. Слева: Ту Юю — китайский фармаколог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (2015). Изучая народную китайскую медицину, открыла артемизинин — препарат из полыни однолетней (Artemesia annua), помогающий в борьбе с малярией. Справа: Джей Д. Кислинг — изобрел альтернативный способ получения предшественника артемизинина, создав новый метаболический путь в дрожжах.
Tu Youyou и Jay Keasling poses with artemisia
Биокомпьютеры
В отличие от привычных нам компьютеров, биокомпьютеры потребляют удивительно мало энергии, что делает их чрезвычайно экономически выгодными вычислительными устройствами. Были созданы компьютеры на основе бактерий, которые способны выполнять простейшие логические операции, такие как логическое сложение, умножение и вычитание. Альтернатива клеточным системам — ДНК-компьютеры, способные выполнять свои функции вне клеток прямо в пробирке (рис. 9). Принцип работы таких систем основан на свойствах молекулы ДНК: в цепи ДНК закодирована информация в виде последовательности нуклеотидов, которую можно изменять с помощью ферментов. Таким образом, с помощью ДНК-компьютеров можно хранить и обрабатывать информацию. Потенциальное применение биокомпьютеров — встраивание вычислительных систем в человеческий организм и использование в генной терапии для детекции заболеваний и их лечения.
Рисунок 9. Потенциальное применение биокомпьютеров в лечении заболеваний: модуль памяти хранит информацию о перенесенных заболеваниях, вычислительный модуль по концентрациям определенных молекул (например, антигенов) оценивает состояние пациента и в случае необходимости запускает лечение.
Биотопливо
За счет возможности быстро нарастать, биомасса стала потенциальным альтернативным источником топлива. Для повышения содержания богатых энергией веществ в биомассе оптимальные условия жизни микроорганизмов сменяются на экстремальные, при которых в качестве защиты начинается накопление масел. Синтетические биологи разрабатывают альтернативу привычному способу получения биотоплива — перепрограммирование микроорганизмов путем изменения метаболических путей для создания штаммов, которые быстрее делятся и накапливают значительно больше богатых энергией соединений [20]. Объекты модификации — хорошо изученная кишечная палочка, продемонстрировавшая хорошую способность к экспрессии чужеродных генов, и многочисленные штаммы водорослей, которые, несмотря на недостаточную изученность устройства их генетического аппарата, остаются одними из самых многообещающих продуцентов биотоплива, поскольку для их роста требуется поразительно мало ресурсов.
Что дальше?
Новые задачи требуют новых подходов. За свое недолгое время существования синтетическая биология смогла доказать, что применение инженерных принципов к работе с биологическими объектами позволит эффективней находить решение задач из области биотехнологии, медицины и фармацевтики, а также повлечет за собой прогресс в области биоинженерии. Возможно, уже в скором будущем программирование живых организмов перестанет удивлять кого-либо, а биокомпьютеры достигнут такого уровня развития, что станут способными выполнять сложные программы.
Hubert B. (2017). DNA seen through the eyes of a coder. Сайт ds9a.nl;
Drew Endy. (2005). Foundations for engineering biology. Nature. 438, 449-453;
Jennifer A N Brophy, Christopher A Voigt. (2014). Principles of genetic circuit design. Nat Methods. 11, 508-520;
Слово из четырёх букв;
12 методов в картинках: полимеразная цепная реакция;
12 методов в картинках: генная инженерия. Часть II: инструменты и техники;
12 методов в картинках: секвенирование нуклеиновых кислот;
Reshma P Shetty, Drew Endy, Thomas F Knight. (2008). Engineering BioBrick vectors from BioBrick parts. J Biol Eng. 2, 5;
Синтетическая биология: от наблюдения к вмешательству;
Timothy S. Gardner, Charles R. Cantor, James J. Collins. (2000). Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli. Nature. 403, 339-342;
Michael B. Elowitz, Stanislas Leibler. (2000). A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators. Nature. 403, 335-338;
Жизнь в эпоху синтетической жизни;
Jongmin Kim, Peng Yin, Alexander A. Green. (2018). Ribocomputing: Cellular Logic Computation Using RNA Devices. Biochemistry. 57, 883-885;
D. G. Gibson, G. A. Benders, C. Andrews-Pfannkoch, E. A. Denisova, H. Baden-Tillson, et. al.. (2008). Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Science. 319, 1215-1220;
Синтетическая жизнь;
Daniel G Gibson, Lei Young, Ray-Yuan Chuang, J Craig Venter, Clyde A Hutchison, Hamilton O Smith. (2009). Enzymatic assembly of DNA molecules up to several hundred kilobases. Nat Methods. 6, 343-345;
Pratik Saxena, Boon Chin Heng, Peng Bai, Marc Folcher, Henryk Zulewski, Martin Fussenegger. (2016). A programmable synthetic lineage-control network that differentiates human IPSCs into glucose-sensitive insulin-secreting beta-like cells. Nat Comms. 7, 11247;
SHERLOCK — молекулярный сыщик спешит на помощь!;
Названы лауреаты Нобелевской премии-2015 по физиологии и медицине;
Michael S Ferry, Jeff Hasty, Natalie A Cookson. (2012). Synthetic biology approaches to biofuel production. Biofuels. 3, 9-12;
Ahmad S. Khalil, James J. Collins. (2010). Synthetic biology: applications come of age. Nat Rev Genet. 11, 367-379;
Chun-Liang Lin, Ting-Yu Kuo, Wei-Xian Li. (2018). Synthesis of control unit for future biocomputer. J Biol Eng. 12.
Общие приёмы и принципы естественно-научных исследований
Методы и приемы естественно-научных исследований
Понятие методологии и метода
В современном понимании методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. В частности, методология естествознания – это учение о принципах построения, формах и способах естественно-научного познания.
Метод – это совокупность приемов, или операций, практической или теоретической деятельности.
Метод неразрывно связан с теорией: любая система объективного знания может стать методом. Неразрывная связь метода и теории выражается в методологической роли естественно-научных законов. Например, законы сохранения в естествознании составляют методологический принцип, требующий неукоснительного соблюдения при соответствующих теоретических операциях; рефлекторная теория высшей нервной деятельности служит одним из методов исследования поведения животных и человека.
Характеризуя роль правильного метода в научном познании, Ф. Бэкон сравнивал его со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте. Нельзя рассчитывать на успех в изучении какого-либо вопроса, идя ложным путем.
Метод сам по себе не предопределяет полностью успеха в естественно-научном исследовании действительности: важен не только хороший метод, но и мастерство его применения.
Различные методы отраслей естествознания: физики, химии, биологии и т. п. являются частными по отношению к общему диалектическому методу познания. Каждая отрасль естествознания, имея свой предмет изучения и свои теоретические принципы, применяет свои специальные методы, вытекающие из того или иного понимания сущности ее объекта. Применяемые специальные методы, например, в археологии или географии, обычно не выходят за пределы данных наук, В то же время физические и химические методы применяются не только в физике и химии, но и в астрономии, биологии, археологии. Применение метода какой-либо отрасли науки в других ее отраслях осуществляется в силу того, что их объекты подчиняются законам этой науки. Например, физические и химические методы применяются в биологии на том основании, что объекты биологического исследования включают в себя в том или ином виде физические и химические формы движения материи.
Сравнение, анализ и синтез
Еще древние мыслители утверждали: сравнение – мать познания. Народ метко выразил это в пословице: «Не узнав горя, не узнаешь и радости». Нельзя узнать, что такое хорошо, не зная плохого, нельзя понять малого без большого и т. п. Все познается в сравнении.
Чтобы узнать, что представляет собой тот или иной предмет, необходимо прежде всего выяснить, в чем он сходен с другими предметами и чем отличается от них. Например, для определения массы какого-либо тела необходимо сравнить ее с массой другого тела, принятого за эталон, т. е. за образец меры. Такой процесс сравнения осуществляется путем взвешивания на весах.
Сравнение есть установление сходства и различия объектов. Сравнение лежит в основе многих естественно-научных измерений, составляющих неотъемлемую часть любых экспериментов.
Сравнивая объекты между собой, человек получает возможность правильно познавать их и тем самым правильно ориентироваться в окружающем мире, целенаправленно воздействовать на него. Будучи необходимым приемом познания, сравнение играет важную роль в практической деятельности человека и в естественно-научном исследовании, когда сравниваются действительно однородные и близкие по своей сущности объекты. Нет смысла сравнивать, как говорят, фунты с аршинами.
Сравнение как весьма общий прием познания часто выступает в различных отраслях естествознания как сравнительный метод.
Процесс естественно-научного познания совершается так, что мы сначала наблюдаем общую картину изучаемого объекта, при которой частности остаются в тени. При таком наблюдении нельзя познать внутреннюю структуру объекта. Для ее изучения мы должны расчленить изучаемые объекты. Анализ представляет собой мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части. Будучи необходимым приемом познания, анализ – также и один из элементов процесса познания.
Невозможно познать сущность объекта, только разлагая его на элементы, из которых он состоит: химик, по словам Гегеля, помещает мясо в свою реторту, подвергает его разнообразным операциям и затем говорит: я нашел, что он состоит из кислорода, углерода, водорода и т. д. Но эти вещи уже не есть мясо. В каждой отрасли естествознания есть как бы свой предел членения объекта, за которым наблюдается иной мир свойств и закономерностей.
Когда путем анализа частности достаточно изучены, наступает следующая стадия познания – синтез – объединение в единое целое расчлененных анализом элементов.
Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое.
Человек разлагает объект на составные части для того, чтобы сначала обнаружить сами части, узнать, из чего состоит целое, а затем рассмотреть его как состоящее из частей, каждая из которых уже обследована в отдельности. Анализ и синтез находятся в диалектическом единстве между собой: в каждом своем движении наше мышление столь же аналитично, сколь и синтетично.
Анализ и синтез берут свое начало в практической деятельности человека, в его труде. Человек научился мысленно анализировать и синтезировать лишь на основе практического расчленения, разрубания, размалывания, соединения, составления предметов при изготовлении орудий труда, одежды, жилища и т. п. Лишь постепенно осмысливая то, что происходит с объектом при выполнении практических действий с ним, человек учился мысленно анализировать и синтезировать. Анализ и синтез – основные приемы мышления: процессы разъединения и соединения, разрушения и созидания, разложения и соединения: тела отталкиваются и притягиваются; химические элементы вступают в связь и разъединяются; в живом организме непрерывно осуществляются процессы ассимиляции и диссимиляции; в производстве происходит расчленение чего-либо для созидания продукта труда, нужного обществу.
Абстрагирование, идеализация и обобщение
Каждый изучаемый объект характеризуется множеством свойств и связан множеством нитей с другими объектами. В процессе естественно-научного познания возникает необходимость сконцентрировать внимание на одной какой-либо стороне или свойстве изучаемого объекта и отвлечься от ряда других его качеств или свойств.
Абстрагирование – мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов. Первоначально абстрагирование выражалось в выделении руками, взором, орудиями труда одних предметов и отвлечении от других. Об этом свидетельствует и происхождение самого слова «абстрактный» – от латинского глагола «tagere» (тащить) и приставки «ab» (в сторону). Да и русское слово «отвлеченный» происходит от глагола «волочь» (тащить).
Абстрагирование составляет необходимое условие возникновения и развития любой науки и человеческого познания вообще. Вопрос о том, что в объективной действительности выделяется абстрагирующей работой мышления и от чего мышление отвлекается, в каждом конкретном случае решается в прямой зависимости от природы изучаемого объекта и тех задач, которые ставятся перед исследователем. Например, в математике многие задачи решаются с помощью уравнений без рассмотрения конкретных вещей, стоящих за ними. Числам нет дела до того, что стоит за ними: люди или животные, растения или минералы. В этом и состоит великая сила математики, а вместе с тем и ее ограниченность.
Для механики, изучающей перемещение тел в пространстве, безразличны физико-кинетические свойства тел, кроме массы. И. Кеплеру были неважны красноватый цвет Марса или температура Солнца для установления законов обращения планет. Когда Луи де Бройль искал связь между свойствами электрона как частицы и как волны, он имел право не интересоваться никакими другими характеристиками этой частицы.
Абстрагирование – это движение мысли вглубь предмета, выделение его существенных элементов. Например, чтобы данное свойство объекта рассматривалось как химическое, необходимо отвлечение, абстракция. В самом деле, к химическим свойствам вещества не относится изменение его формы, поэтому химик исследует медь, отвлекаясь от того, что именно из нее изготовлено.
В живой ткани логического мышления абстракции позволяют воспроизвести более глубокую и точную картину мира, чем это можно сделать с помощью восприятий.
Важным приемом естественно-научного познания мира является идеализация как специфический вид абстрагирования. Идеализация – это мыслительное образование абстрактных объектов, не существующих и неосуществимых в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Идеализация – это процесс образования понятий, реальные прототипы которых могут быть указаны лишь с той или иной степенью приближения. Примеры идеализированных понятий: «точка», т. е. объект, который не имеет ни длины, ни высоты, ни ширины; «прямая линия», «окружность», «точечный электрический заряд», «идеальный газ», «абсолютно черное тело» и др.
Введение в естественно-научный процесс исследования идеализированных объектов позволяет осуществить построение абстрактных схем реальных процессов, необходимых для более глубокого проникновения в закономерности их протекания.
Важной задачей естественно-научного познания является обобщение – процесс мысленного перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему.
Например, мысленный переход от понятия «треугольник» к понятию «многоугольник», от понятия «механическая форма движения материи» к понятию «форма движения материи», от суждения «этот металл электропроводен» к суждению «все металлы электропроводны», от суждения «механическая форма энергии превращается в тепловую» к суждению «всякая форма энергии превращается в иную форму энергии» и т. п.
Мысленный переход от более общего к менее общему есть процесс ограничения. Процессы обобщения и ограничения неразрывно связаны между собой. Без обобщения нет теории. Теория создается для применения ее на практике к решению конкретных задач. Например, для измерения объектов, создания технических сооружений всегда необходим переход от более общего к менее общему и единичному, т. е. всегда необходим процесс ограничения.
Абстрактное и конкретное
Процесс естественно-научного познания осуществляется двумя взаимосвязанными путями: путем восхождения от конкретного, данного в восприятии и представлении, к абстракциям и путем восхождения от абстрактного к конкретному. На первом пути наглядное представление «испаряется» до степени абстракции, на втором пути мысль движется снова к конкретному знанию, но уже к богатой совокупности многочисленных определений. Под абстрактным понимается одностороннее, неполное отражение объекта в сознании. Конкретное же знание есть отражение реальной взаимосвязи элементов объекта в системе целого, рассмотрение его со всех сторон, в развитии, со всеми свойственными ему противоречиями.
Конкретное – результат научного исследования, отражение объективной действительности в системе понятий и категорий, теоретически осмысленное единство многообразного в объекте исследования. Методом теоретического познания объекта как целого является восхождение от абстрактного к конкретному.
Аналогия
В природе самого понимания фактов лежит аналогия, связывающая нити неизвестного с известным. Новое легче осмысливается и понимается через образы и понятия старого, известного. Аналогией называется вероятное, правдоподобное заключение о сходстве двух предметов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Заключение оказывается тем более правдоподобным, чем больше сходных признаков у сравниваемых предметов и чем эти признаки существеннее. Несмотря на то, что аналогии дают лишь вероятные заключения, они играют огромную роль в познании, так как ведут к образованию гипотез – научных догадок и предположений, которые в ходе последующего этапа исследований и доказательств могут превратиться в научные теории. Аналогия с тем, что нам известно, помогает понять то, что неизвестно. Аналогия с простым помогает понять более сложное. Так, по аналогии с искусственным отбором лучших пород домашних животных Ч. Дарвин открыл закон естественного отбора в животном и растительном мире. Аналогия с течением жидкости в трубке сыграла важную роль в появлении теории электрического тока. Аналогии с механизмом действия мышц, мозга, органов чувств животных и человека подтолкнули к изобретению многих технических сооружений: экскаваторов, роботов, логических машин и т. п.
Аналогия как метод чаще всего применяется в теории подобия, на которой основано моделирование.
Моделирование
В современной науке и технике все большее распространение получает метод моделирования, сущность которого заключается в воспроизведении свойств объекта познания на специально устроенном его аналоге – модели. Если модель имеет с оригиналом одинаковую физическую природу, то мы имеем дело с физическим моделированием. Модель может строиться по принципу математического моделирования, если она имеет иную природу, но ее функционирование описывается системой уравнений, тождественной той, которая описывает изучаемый оригинал.
Моделирование широко применяется потому, что оно позволяет исследовать процессы, характерные для оригинала, в отсутствии самого оригинала и в условиях, не требующих его наличия. Это часто бывает необходимо из-за неудобства исследования самого объекта и по другим соображениям: дороговизны, недоступности, трудности доставки, необозримости и т. п.
Ценность модели заключается в том, что ее значительно легче изготовить, с ней легче осуществить эксперименты, чем с оригиналом и т. д.
В последнее время активно разрабатываются электронные моделирующие устройства, в которых с помощью электронных процессов воспроизводится по заданной программе реальный процесс. Принцип моделирования составляет основу кибернетики. Моделирование применяется в расчетах траекторий баллистических ракет, в изучении режима работы машин и целых предприятий, в распределении материальных ресурсов и т. д.
Индукция и дедукция
В качестве метода естественно-научного исследования индукцию можно определить как процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов.
Обычно различают два основных вида индукции: полную и неполную. Полная индукция – вывод какого-либо общего суждения о всех объектах некоторого множества на основании рассмотрения каждого объекта данного множества. Сфера применения такой индукции ограничена объектами, число которых конечно. На практике чаще применяется форма индукции, которая предполагает вывод о всех объектах множества на основании познания лишь части объектов. Такие выводы неполной индукции часто носят вероятностный характер. Неполная индукция, основанная на экспериментальных исследованиях и включающая теоретическое обоснование, способна давать достоверное заключение. Она называется научной индукцией. По словам известного французского физика Луи де Бройля, индукция, поскольку она стремится раздвинуть уже существующие границы мысли, является истинным источником действительно научного прогресса. Великие открытия, скачки научной мысли вперед создаются в конечном счете индукцией – рискованным, но важным творческим методом.
Дедукция – это процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом – следствия из посылок, теорем. Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия. Дедукция – основное средство доказательства. Применение дедукции позволяет вывести из очевидных истин знания, которые уже не могут с непосредственной ясностью постигаться нашим умом, однако представляются в силу самого способа их получения вполне обоснованными и тем самым достоверными. Дедукция, проводящаяся по строгим правилам, не может приводить к заблуждениям.
Биология, как и современное искусство, нуждается в абстрактном в своем изучении жизни
«Абстракция» — многозначное слово. В каком-то смысле это подразумевает демонстрацию идей, а не реальных событий или объектов, которые эти идеи могут представлять. Оксфордский словарь английского языка определяет абстракцию как «рассмотрение чего-либо независимо от его ассоциаций или атрибутов». В другом смысле это подразумевает обобщение концепции с учетом набора примеров. В еще одном случае это может быть истолковано как извлечение сути произведения в доступной форме.
В популярной культуре абстракция часто ассоциируется с современным искусством, говорящим на «визуальном языке» красок и мазков, которые касаются и в то же время не касаются реального мира. Чистая или абстрактная математика имеет дело с понятиями, которые часто кажутся странными и на первый взгляд не связаны ни с чем, что мы воспринимаем в окружающем нас мире; то, что они временами делают возможными высокие технологии, — это другой день. В экономических науках человеческие увлечения и уязвимости, а также хаос в том, как они меняются во времени и пространстве, часто превращаются в абстрактные математические уравнения, которые заставляют рынки работать, рушиться и расти.
Биология реальна и исследует жизнь в жестких научных терминах. В таком случае понятие абстракции вообще имеет отношение к биологии? Я не знаю, как часто люди полагаются на сомнительные онлайн-ресурсы, такие как Quora, для получения информации. Тем не менее, поиск в Google по запросу «абстракция в биологии» возвращает страницу Quora, на которой утверждается: «В биологии нет абстракций, поскольку все конкретно». Теперь, если биология относится к науке , изучающей жизнь, а абстракция включает в себя процесс выделения частей сложного целого и представления их в доступной форме, которая может одновременно представлять и не представлять многослойную реальность жизни, то абстракция — это центр биологии.
Фрактал молекулярных танцев
Биологические системы по своей природе сложны. Каждая клетка представляет собой смесь тысяч типов химических веществ, соприкасающихся и реагирующих друг с другом в высоковязкой среде, ограниченной плотной молекулярной стенкой. Биология пытается ответить, как жизнь и — для подмножества форм жизни — сознание возникают из этого организованного мешка молекул. Если добавить к этому огромное разнообразие молекулярных растворов, скрепленных определенными общими нитями, которые огромное разнообразие окружающих нас организмов использует для создания жизни, то сразу становится очевидным масштаб стоящей перед нами проблемы. Тот, кто думает, что научно приемлемая объединяющая теория, объясняющая всю жизнь в ее кровавых подробностях, может быть предложена для решения всех наших проблем, неразумен. Единственная теория, которая подходит близко, — это широкая структура эволюции, но более тонкие, существенные детали того, как это работает, все еще разрабатываются и далеки от решения.
Очевидно, что сегодня мы можем изучать жизнь только с помощью абстракций. Различные субдисциплины биологии абстрагируют жизнь в разные представления. Для генетика центральным инструментом изучения жизни является понимание передачи информации от одного поколения к другому и того, как мутации в информационном содержании приводят к новым поведенческим результатам. Сам генетический материал может быть разделен на блоки из нескольких тысяч алфавитов, каждый из которых представляет ген, или он может быть сведен к гораздо меньшим блокам из одного или нескольких алфавитов.
Биохимик, заинтересованный в передаче информации, может не обязательно интересоваться поведением организма и его связью с генами. Она могла бы счесть визуализацию генетического материала в виде алфавитов слишком упрощенной и вместо этого призвать к изучению того, как отдельные атомы, составляющие лексикон ДНК, взаимодействуют с другими химическими веществами в клетке.
Еще один класс ученых, интересующихся биологией, — это теоретики, для которых молекулярный танец внутри клетки или, если уж на то пошло, взаимодействия между хищниками и их жертвами на экологическом уровне могут быть сведены к набору математических уравнений. Затем эти уравнения могут быть решены для разработки новых биологических гипотез, которые можно проверить экспериментально.
Выбор модельных организмов
За последнее десятилетие или около того появился класс биологов под названием системных биологов . Часть этих ученых рассматривала молекулярные сети в клетке как социальные сети. Две молекулы, которые каким-то образом взаимодействуют, можно сравнить, например, с парой друзей на Facebook. Каждая молекула становится узлом в сети, а взаимодействие между двумя узлами — ребром. Уровень детализации в этих сетях может варьироваться от равенства всех взаимодействий в крупномасштабных сетях, охватывающих тысячи клеточных химических веществ, до подробного взвешивания ребер с биохимическими числами в более мелких сетях, включающих не более десятков молекул. Затем эти сети можно проанализировать для извлечения статистических или других числовых характеристик, которые, как мы надеемся, можно будет интерпретировать в биологических терминах.
Ни один из этих подходов не является полным. В некотором смысле это не очень отличается от того, что четыре слепых человека по-разному воспринимают слона. Проницательный биолог — это тот, кто способен интегрировать эти подходы и строить гипотезы о том, как записывается определенная маленькая деталь жизни. Таким образом, большое внимание уделялось насущной необходимости продвижения междисциплинарных исследований, которые требуют не только умения понимать различные точки зрения на одну и ту же проблему, но и ума, открытого для оценки различных точек зрения.
Большое разнообразие жизни создает проблему для биолога. Мы не знаем, как изучать большинство этих форм жизни в лаборатории. Многие детальные научные исследования биологии организма требуют генетических манипуляций с ним, и часто мы не знаем, как это сделать. И, конечно, мы можем хотеть изучать биологию человека, но не можем полностью генетически сконструировать человека — если не по техническим причинам, то не по очевидным этическим причинам. Поэтому многие биологические исследования сводили огромное разнообразие форм жизни к нескольким поддающимся обработке «модельным» организмам. Предпосылка здесь состоит в том, что существуют общие темы, лежащие в основе большинства форм жизни, и изучение одного типа организма может пролить свет на молекулярные процессы, происходящие в другом, в общих чертах, если не в деталях.
Модельные организмы выбраны для простоты работы и манипуляций. Среди первых таких организмов для молекулярной биологии были вирусы, называемые бактериофагами, которые, размножаясь в массовом порядке и часто, были удобны в работе. В конце концов, бактериофаги размножаются, как и люди. Несмотря на то, что детали того, как они действительно различаются, принцип остается в силе от «самых низших» до «высших» форм жизни. Бактериофаги сыграли важную роль в открытии того, что ДНК, а не белок, является нашим генетическим материалом.
Однако вирусы не являются свободноживущими и нуждаются в помощи более одаренных организмов, чтобы заниматься своим делом. Итак, бактерии, подобные известной Escherichia coli , стали лучшими моделями жизни – не только в понимании основ размножения, но и в выяснении того, как работает метаболизм в общих чертах и как клетка, рассматриваемая как фабрика, регулирует потребление и производство живительных химикатов.
Видение, не ориентированное на человека
Человеческие клетки структурно сильно отличаются от E. coli и другие бактерии, а также более сложные клетки, такие как клетки пивоваренных дрожжей, стали лучшими моделями для изучения клеточных процессов ближе к дому. Дрожжи — одноклеточные организмы, а люди — нет. Таким образом, многоклеточные и в то же время послушные плодовые мушки и прозрачные черви, с которыми легко манипулировать и изучать, стали лучшими моделями человеческой жизни. Кроме того, существует постоянная необходимость понимания и лечения болезней, и для этого нам нужно было использовать мышей, кроликов и обезьян, а иногда и генетически модифицированные формы этих животных, что привело к важным прорывам, а также споры о правах животных.
Бывают времена, когда нужны человеческие клетки и ничего больше, и исследования в области науки и этики ведутся активно, чтобы выяснить, как это можно сделать эффективно. Конечно, это не означает, что модельные организмы — просто инструменты для изучения того, как функционирует человек. Отнюдь не. Люди составляют небольшое меньшинство жизни на Земле, и часто модельные системы изучаются сами по себе, с целью понять жизнь во всей ее красе.
Асвин Сай Нараин Сешасаи руководит лабораторией по изучению биологии бактерий в Национальном центре биологических наук в Бангалоре. Помимо науки, его интересы лежат в области классической музыки и истории.
1. Основы синтетической биологии
Добро пожаловать в программу BioBuilder! Мы очень рады, что вы хотите использовать инструменты синтетической биологии в своем классе. В Интернете у нас есть множество материалов, которые помогут вам начать работу, в том числе несколько практических видеоуроков в лабораторных условиях, слайды Microsoft PowerPoint, учебные пособия и рабочие листы для лабораторных работ. В этом письменном руководстве мы представляем основополагающие идеи, лежащие в основе синтетической биологии, некоторые ключевые аспекты биологии, которые изучаются в полевых условиях и в лабораториях BioBuilder, а также некоторую полезную информацию, которую можно использовать при проведении экспериментов в программе BioBuilder.
В этой главе мы познакомим вас с основными понятиями синтетической биологии, объясним, чем она отличается от традиционной биохимии и генной инженерии, и начнем изучение некоторых фундаментальных инженерных принципов, которые помогут нам решить проблемы с помощью синтетической биологии.
На самом базовом уровне синтетические биологи, или биостроители , хотят сконструировать живые клетки, чтобы они делали что-то полезное; например, лечить болезнь, обнаруживать токсичное соединение в окружающей среде или производить ценное лекарство. Как показано на рис. 1-1, синтетические биологи достигают таких результатов, изменяя ДНК организма таким образом, чтобы он вел себя «в соответствии со спецификацией», как говорят инженеры, — по сути, чтобы он делал то, что хочет биостроитель.
Рис. 1-1. Цель синтетической биологии. Синтетическая биология стремится написать ДНК (слева), которая инструктирует клетку или организм (справа) вести себя в соответствии со спецификациями дизайна.
Мы можем думать о клетках как о сложных миниатюрных фабриках. ДНК дает инструкции для производства всех машин на заводе — белков, других нуклеиновых кислот, многокомпонентных макромолекулярных комплексов и многого другого. Эти «машины» затем выполняют работу клетки. Встречающаяся в природе ДНК организма позволяет клетке удовлетворять свои основные потребности в выживании и воспроизводстве. Синтетические биологи могут изменить ДНК клетки таким образом, чтобы клетка приобрела новые полезные функции (рис. 1-2). Подробнее о том, как исследователи изменяют ДНК организма, мы поговорим позже в этой главе.
Рис. 1-2. Синтетическая биология сегодня. В настоящее время биологи-синтетики обычно проектируют часть ДНК (слева) и комбинируют ее с существующей клеткой или организмом (в центре), чтобы новая клетка или организм (справа) вели себя в соответствии со спецификациями дизайна.
В конечном счете, синтетические биологи хотели бы иметь возможность создавать специализированные живые организмы с нуля, используя разработанную ДНК. Поля еще нет. В настоящее время большинство усилий связано с модификацией уже существующих организмов, а не с созданием совершенно новых организмов, которые будут вести себя по-новому.
Почему синтетическая биология?
Многие из проблем, с которыми сталкиваются синтетические биологи, могут быть решены другими инженерными дисциплинами, такими как электротехника, химия или машиностроение, но решения синтетической биологии предлагают несколько уникальных преимуществ.
Самое поразительное, что клеток могут создавать копии самих себя . Автомобили не могут копировать себя — вам нужен завод, чтобы построить автомобиль. Кроме того, некоторые организмы могут невероятно быстро копировать себя даже при минимальном количестве питательных веществ. Например, в лаборатории бактерия E. coli может размножаться и делиться примерно за 30 минут. Таким образом, синтетическая биология является привлекательным подходом к производству больших количеств определенного продукта, поскольку мы можем относительно легко вырастить запрограммированную клетку для удовлетворения потребностей крупномасштабного производства. Ячейки также служат физической фабрикой для производства, обеспечивая большую часть «кирпичной и строительной» инфраструктуры, которая потребовалась бы другим инженерным решениям для решения той же задачи. Наконец, использование быстро делящихся клеток также облегчает прототипирование и тестирование, что очень важно для цикла проектирования, о котором мы поговорим подробнее чуть позже.
Во-вторых, клетки содержат биологический механизм для выполнения многих сложных задач — например, специфических химических реакций, — которые было бы трудно, если не невозможно выполнить иначе. И они делают это с наноразмерной точностью, которую трудно воспроизвести на любом традиционном производственном предприятии. Кроме того, когда их наномеханизм ломается, у клеток есть механизмы для самовосстановления, по крайней мере, в некоторой степени, что дает им большое преимущество перед более типичными производственными процессами на заводе. Клеточная сложность также создает свои препятствия для рассмотрения, но ее потенциальная полезность огромна.
В-третьих, синтетическая биология может дать экологически чистые решения многих сложных проблем. По необходимости побочные продукты применения синтетической биологии, как правило, нетоксичны, потому что большинство токсичных соединений убивают те самые клетки, которые выполняют эту работу. Кроме того, использование естественных клеточных систем часто приводит к экономичным процессам. Сегодняшнее промышленное производство соединений потребляет большое количество энергии, часто создавая значительное количество вредных для окружающей среды отходов и часто требуя высоких температур или давления.
Помимо своей полезности для решения реальных проблем, синтетическая биология также представляет собой фантастический способ узнать больше о работе природных систем . По мере того, как исследователи изучают все более сложные клеточные функции, они могут использовать синтетическую биологию для проверки своих гипотез с дополнительных точек зрения. Например, если результаты их биохимических исследований предполагают, что определенный белок действует как своего рода выключатель, они могут проверить этот результат, заменив существующий белок белком, который, как известно, демонстрирует поведение включения/выключения. Если новая синтетическая система и природная система ведут себя одинаково, результат дает дополнительные доказательства того, что природный белок действует так, как предполагали исследователи.
Вы можете задаться вопросом: достаточно ли мы знаем о клетках, чтобы надежно их сконструировать, а если нет, стоит ли вообще пытаться? Есть много оправданных опасений и опасений, характерных для синтетической биологии . Конечно, другие изобретения, такие как электрическая лампочка и телеграф, были разработаны без полного понимания физики электричества, но инженерная жизнь имеет дополнительные практические, моральные и этические проблемы, помимо тех, с которыми сталкиваются в традиционных областях техники. Например, эволюция может мутировать тщательно запрограммированную ДНК, нарушая запрограммированную функцию клетки. Репликация синтетических клеток в окружающей среде может представлять опасность, если они неожиданным образом взаимодействуют с существующими организмами в этой экосистеме. И синтетическая биология поднимает философские вопросы, когда мы начинаем думать о клетках как о крошечных живых машинах, созданных для выполнения наших приказов. К любой технологии, которая требует от нас пересмотреть наше взаимодействие с миром природы, следует подходить осторожно. Исследователи, биоэтики и правительственные организации активно обсуждают эти вопросы и работают над ответственным развитием синтетической биологии, которая улучшит живой мир. Мы более подробно изучаем эти вопросы в главе «Основы биоэтики».
Мы все еще находимся на заре развития этой дисциплины . Как было сказано ранее, синтетические биологи еще не в состоянии создавать организмы с нуля; в настоящее время они работают преимущественно в рамках существующих организмов. Кроме того, исследования до сих пор проводились в основном на относительно простых одноклеточных организмах, таких как бактерии (особенно E. coli ) и дрожжи ( S. cerevisiae ), хотя были также достигнуты некоторые ранние успехи в более сложных системах, таких как растения и клетки млекопитающих. Однако по мере роста области разработка все более сложных систем еще больше расширит потенциальные применения и преимущества синтетической биологии.
Синтетическая биология в контексте
Подход синтетической биологии может напомнить вам генную инженерию, при которой исследователи вносят небольшие рациональные изменения в геном организма, такие как удаление гена у мыши или добавление человеческого гена к фрукту. fly — для изучения поведения системы. Синтетические биологи используют многие из тех же инструментов, что и генные инженеры, как мы обсудим более подробно позже, но синтетическая биология и генная инженерия различаются по масштабу, в котором они стремятся произвести эти изменения . Генные инженеры обычно вносят одно или два небольших изменения, чтобы исследовать конкретную систему, в то время как синтетические биологи стремятся разработать новые геномы и перепроектировать существующие геномы в большом масштабе. Наглядным — хотя и фантастическим — примером потенциального масштаба синтетической биологии является генетическое перепрограммирование дерева таким образом, чтобы оно превратилось в полностью функциональный дом на основе генетических инструкций, разработанных биологом-синтетиком. Такая система воспользовалась бы естественной программой дерева (расти, получая немного питательных веществ из окружающей среды) и использовала бы его для нужд общества. Однако генетическое программирование дерева, чтобы оно превратилось в дом, выходит далеко за рамки возможностей традиционной генной инженерии, а также возможностей синтетической биологии на данный момент.
Для достижения таких крупномасштабных целей биологи-синтетики создают дисциплину структурированного проектирования и проектирования, принципы которой мы представим в следующем разделе. Синтетические биологи также опираются на богатые знания о том, как работают биологические системы, которые биохимики, молекулярные биологи и генетики накопили за многие годы. В частности, научные исследования дали:
Достаточно хорошо охарактеризованные модельные системы, такие как E. coli , дрожжи, водоросли и различные типы культур клеток млекопитающих, которые обеспечивают прочную основу для исследований в области синтетической биологии
Большое количество данных о последовательностях огромного множества организмов, включая бактерии, людей, комаров, кур, львов, мышей и многих, многих других, а также инструменты для сравнения и анализа последовательностей
Молекулярные инструменты для перемещения, изменения порядка и синтеза ДНК для создания новых последовательностей
Синтетические биологи используют эти открытия и успехи в качестве основы, на которой они могут применить инженерное мышление для решения реальных проблем. Междисциплинарный характер синтетической биологии показан на рисунке 1-3.
Рис. 1-3. Междисциплинарный характер синтетической биологии. Синтетические биологи сочетают богатство знаний и методов молекулярной биологии (слева) с инженерными принципами (справа), включая цикл «проектирование-строительство-тестирование», который является отличительной чертой инженерных дисциплин.
Инженеры создают сложные системы, которые должны вести себя последовательно, в соответствии со спецификациями проекта. Для достижения своих целей инженеры циклически проходят этапы проектирования, сборки и тестирования, часто выполняя быстрое прототипирование различных конструкций, чтобы найти наиболее перспективное направление . Эта процедура напоминает научный метод, при котором исследователь циклически повторяет гипотезы, эксперименты и анализ. Основное отличие состоит в том, что научный метод направлен на то, чтобы понять точные детали того, как что-то работает, тогда как инженерный подход не будет сосредотачиваться на том, почему проект работает, если прототип проходит успешные испытания. Эти различия более подробно обсуждаются в главе «Основы биодизайна».
Здесь мы приводим очень простой пример, чтобы показать, как различные типы инженеров могут решить проблему: полив комнатных растений. Рассмотрев, как различные инженерные дисциплины могут решить эту проблему, мы представим некоторые основы проектирования и проиллюстрируем, как синтетические биологи применяют схожий образ мышления и подход.
«Традиционные» инженерные решения
Некоторым людям от природы не лениться, но другим нужна дополнительная помощь; в противном случае их растения выглядят высохшими и сморщенными. Различные типы инженеров подходят к этой проблеме полива растений по-разному, в зависимости от их опыта. Например, инженер-механик может сконструировать горшок с круглым дном с неравномерным весом. Когда резервуар на дне заполнен водой, он действует как противовес и удерживает кастрюлю прямо. По мере того, как растение поглощает воду, противовес уменьшается, и горшок начинает опрокидываться. Этот визуальный индикатор будет очевидным напоминанием владельцу о том, что растению нужна вода. Возможно, наклонившееся растение могло бы даже открыть кран, чтобы полить себя. Благодаря инженерной обратной связи в системе горшок снова поднимался, когда растение поливали, создавая замкнутую систему управления.
Одной из потенциальных сложностей с этим дизайном является то, что некоторым растениям требуется больше воды, чем другим, поэтому дизайнерам может потребоваться создать много разных горшков с разным весом дна, а садовникам нужно будет убедиться, что они покупают правильный горшок. для своего завода. Эти типы соображений являются неотъемлемой частью процесса проектирования. Ни один дизайн не идеален, и важно понимать сильные стороны, а также ограничения любого предлагаемого дизайна при рассмотрении наилучшего способа продолжения.
Инженер-электрик может предложить совершенно другое решение проблемы полива, включающее электрические датчики влажности и автоматический полив. Ее система может состоять из множества электронных частей: проводов, резисторов, конденсаторов, датчиков влажности, печатных плат и многого другого. Различные части могут работать вместе, чтобы контролировать систему, определять, когда растениям нужна вода, а затем доставлять эту воду, когда это необходимо.
Это электротехническое решение требует стандартизации, важнейшего принципа во всех инженерных областях, к которому мы вернемся позже в этой главе. В этом примере полива растений каждый стандартизированный электронный компонент определялся конкретной независимой функцией, которую он мог выполнять. Компоненты были созданы в соответствии с набором отраслевых стандартов. Эта стандартизация основных частей позволяет легко и надежно соединять их друг с другом без влияния контекста на их поведение. Такая стандартизация упрощает проектирование, позволяя инженерам узнать, как будет вести себя определенная деталь и как ее можно комбинировать с другими частями для получения желаемого результата. Это также упрощает производство, позволяя заводам производить миллионы одинаковых резисторов для миллионов различных продуктов. Синтетическая биология еще не достигла такого уровня стандартизации, но пытается двигаться в этом направлении.
Наборы инструментов для проектирования
Эти два примера традиционных инженерных решений проблемы полива растений иллюстрируют, как можно использовать несколько конструкций для решения даже относительно простой задачи. Подходы в значительной степени диктовались и находились под влиянием «инструментария», доступного в каждой инженерной дисциплине. Вообще говоря, каждый подход опирается на набор инструментов с несколькими различными частями, такими как гайки и болты, которые необходимо соединить, а также несколько методов сборки вещей, таких как молотки и отвертки для сборки частей. . Инструментарий также содержит концепции и идеи, которыми руководствуются в каждой области. Конкретные элементы инструментария, как правило, довольно сильно различаются в разных дисциплинах. Например, набор инструментов инженера-механика содержит материалы с различными свойствами, такие как металл, пластик и бетон, а также инструменты и методы для работы с материалами, включая пилы и сварочные аппараты. Гравитация — один из примеров концепции, которую они используют в своих проектах. У инженеров-электриков, с другой стороны, совершенно другой набор инструментов. Их части включают в себя провода, резисторы, конденсаторы и печатные платы, и они разработали свои собственные высокоспециализированные производственные процессы для создания и объединения этих частей. Идеи электротехники также используют современное понимание электрических сигналов.
Чтобы синтетическая биология стала зрелой инженерной дисциплиной, синтетические биологи должны определить свой инструментарий. Подобно машиностроению и электротехнике, инструменты будут включать детали, которые необходимо собрать, и методы их сборки; конечно, части и методы будут специфическими для биологии. Многие из инструментов в наборе инструментов синтетической биологии получены из молекулярной биологии. В следующем разделе мы представим некоторые компоненты этих ранее существовавших наборов инструментов и исследуем, как они также реализованы в наборе инструментов синтетической биологии.
Чтобы изучить инструментарий синтетической биологии, давайте сначала подумаем о том, как биологи могут решить проблему полива растений. В целом, они будут использовать генетические инструменты для изменения самих растений. Такой подход может принимать различные формы. Например, в одном из решений может использоваться обнаруженный у хамелеонов ген, отвечающий за изменение цвета в ответ на стресс. Возможно, этот ген может быть вставлен в растения; таким образом, они могли изменить свой цвет, чтобы предупредить нас, когда им нужна вода. Этот подход аналогичен подходу инженера-механика по добавлению визуального индикатора (опрокидывание горшка), чтобы помочь владельцу помнить, когда растению нужна вода.
Также может быть биологическое решение, более похожее на электротехническое решение, которое освобождает владельца завода от необходимости обеспечивать водой вообще. Что, если бы можно было выделить один или два гена из растения кактуса или, что еще более причудливо, из верблюда, которые помогают этим организмам выдерживать очень скудное водоснабжение в их пустынной среде обитания? Эти гены, вставленные в растения, могут помочь им выжить и при очень небольшом количестве воды.
К обоим этим решениям можно было бы приблизиться с помощью современных инструментов молекулярной биологии, но эти типы небольших модификаций не соответствуют цели синтетических биологов по крупномасштабным геномным манипуляциям, которые потребуются для таких приложений, как выращивание дома и всей его мебели. из семени. Такой оптовый геномный дизайн требует полного инженерного инструментария. Такой инструментарий должен начинаться и основываться на вкладе признанных областей молекулярной биологии и генной инженерии.
Набор инструментов для молекулярной биологии
Молекулярные биологи потратили годы на разработку методов различных манипуляций с ДНК. Ниже приведены три наиболее важных и хорошо зарекомендовавших себя метода, которые широко используются в синтетической биологии:
Чтение кода ДНК
Копирование существующих последовательностей ДНК
Вставка определенных последовательностей ДНК в существующие нити ДНК
Эти методы хорошо зарекомендовали себя за годы исследований в области молекулярной биологии, и исследователи продолжают разрабатывать новые технологии, улучшающие процессы. Д-р Фредерик Сэнгер и д-р Уолтер Гилберт разработали надежную технологию секвенирования ДНК в 1977 году с использованием химии обрыва цепи, которая позволила точно определить структуру G, As, Ts и Cs в длинных цепях ДНК. Рутинное копирование существующих последовательностей ДНК в лаборатории началось в 1983 году, когда доктор Кэри Маллис разработала Полимеразная цепная реакция (ПЦР). ПЦР — это мощный метод, использующий клеточный белок для копирования ДНК и генетический шаблон, предоставленный исследователем, для синтеза большого количества определенной последовательности ДНК. Наконец, д-р Пол Берг, д-р Стэнли Коэн и д-р Герберт Бойер в 1970-х годах разработали методики рекомбинантной ДНК (рДНК), с помощью которых исследователи могут легко и точно комбинировать последовательности ДНК из разных источников, включая разные организмы, в основном на основе множество встречающихся в природе белков, называемых рестриктазы , которые разрезают ДНК по определенным последовательностям. Эти методы были вдохновлены и используют инструменты естественных клеточных процессов. Таблица 1-1 иллюстрирует эти параллели.
Таблица 1-1. Инструментарий молекулярной биологии и его естественное происхождение
Инструмент Метод молекулярной биологии Естественный клеточный процесс
Чтение ДНК Секвенирование Репликация ДНК
Копирование ДНК ПКР Репликация ДНК
Вставка ДНК рДНК с рестрикционными ферментами и лигазами Защита от инфекции, рекомбинация и репарация ДНК
Расширенный набор инструментов для синтетической биологии
Хотя эти методы существуют уже много лет и успешно используются в исследованиях, их недостаточно для синтетической биологии. Их может быть достаточно, чтобы вставить ген хамелеона, например, в растение, но они не позволят надежно перепрограммировать растение, чтобы оно превратилось в дом с двумя спальнями и двумя ванными комнатами. Следовательно, мы используем термин генная инженерия , а не синтетическая биология , для обозначения относительно небольших манипуляций с генами в организме-хозяине, возможно, изменяющих не более нескольких генов.
Синтетическая биология, с другой стороны, стремится писать и переписывать целые генетические программы для создания полезных функций и продуктов. Чтобы достичь этих более амбициозных инженерных целей, синтетические биологи расширяют свой инструментарий за пределы традиционной генной инженерии, чтобы также включить принципы проектирования из более устоявшихся инженерных дисциплин. Они часто опираются на язык инженерии, который обеспечивает полезную основу для размышлений о дизайне.
Эти дополнительные инструменты, которые все еще в значительной степени находятся в разработке, включают: стандартизацию, абстрагирование и синтез ДНК de novo . И стандартизация, и абстракция напрямую взяты из инструментов других инженерных дисциплин, тогда как синтез ДНК является инженерным инструментом, уникальным для синтетической биологии. Мы опишем каждую из этих тем более подробно позже, но ниже приведены краткие определения:
синтез ДНК
Это процесс химического производства нитей ДНК без предварительно существовавшей физической матрицы, и он используется в синтетической биологии на гораздо более широком уровне, чем это требуется для молекулярной биологии.
Стандартизация
Это подход, направленный на создание набора компонентов, которые могут быть полезны в нескольких системах и которые можно повторно комбинировать для получения различных результатов.
Абстракция
Это инструмент для управления подробной информацией при построении сложной системы. С его помощью дизайнеры могут «выполнить работу», не пытаясь помнить, как именно работает каждая деталь системы. На практике инженеры используют разные уровни абстракции в зависимости от того, где они находятся в своем цикле проектирования-сборки-тестирования.
Синтез ДНК
ДНК можно получить с помощью ряда простых химических стадий, которые принципиально не отличаются от любого набора химических реакций, в ходе которых один строительный блок добавляется к другому. В случае ДНК такими строительными блоками являются нуклеотиды, но другие примеры полимеров, изготовленных из строительных блоков, включают белки, состоящие из аминокислот, и полиэтилен, полученный из мономеров этилена. В клетке ДНК синтезируется с помощью больших макромолекулярных комплексов, добавляющих каждый последующий нуклеотид к существующей цепи ДНК. В лаборатории химики разработали альтернативные методы получения ДНК путем химического добавления нуклеотидов к растущей нуклеотидной цепи.
Независимо от того, производится ли она в клетке или в лаборатории, синтезированная ДНК должна иметь правильную последовательность. В клетке последовательность ДНК основана на уже существующей матричной цепи, которая предоставляет информацию о последовательности. Синтетические биологи, с другой стороны, часто разрабатывают новые последовательности, для которых не существует шаблона. Когда нет нити матрицы для отслеживания, они определяют порядок нуклеотидов синтетической ДНК, используя информацию о цифровой последовательности. С помощью этой технологии синтетические биологи могут записывать новые последовательности ДНК, которые никогда раньше не записывались.
Существуют некоторые ограничения длины цепей ДНК, которые могут быть получены этим методом, но недавняя веха была достигнута благодаря синтезу полного функционального генома доктором Крейгом Вентером и его коллегами. Это достижение одновременно продемонстрировало потенциал химического синтеза ДНК как центрального компонента набора инструментов синтетической биологии и вызвало этические опасения по поводу его использования. Исследователи перестроили геном бактерии M. mycoides , используя химический синтез для создания нескольких коротких фрагментов ДНК. Они добавили к последовательности несколько небольших вариаций, которые назвали «водяными знаками», а затем вставили эту синтетическую ДНК в микроб (пекарские дрожжи), где она была собрана в полный геном. Наконец, они пересадили геном в M. capricolum , заменив существующие геномы этой бактерии и фактически преобразовав оболочки M. capricolum в M. mycoides . Это продвижение, которое многим показалось очень похожим на чудовище Франкенштейна в известном художественном произведении Мэри Шелли, вдохновило Президентскую комиссию по изучению вопросов биоэтики и привело к созданию доклада «Новые направления: этика синтетической биологии и новых технологий ». в котором рассматриваются потенциальные этические проблемы, связанные с синтетической биологией и технологиями синтеза зрелой ДНК.
Стандартизация
Стандартизация является важной частью любой инженерной дисциплины, поскольку она позволяет разработчикам повторно использовать детали, объединять усилия с другими группами и работать эффективно. Для электротехники такая стандартизация означает, что разработчики могут относительно легко соединять отдельные части, чтобы они могли «разговаривать» друг с другом. Для синтетических биологов стандартизация позволяет фрагментам ДНК быть физически и функционально связанными.
Физические стандарты сборки позволяют всем частям ДНК прикрепляться к другим частям с помощью общей стратегии . Это похоже на то, как инженеры-механики могут соединить любую гайку с любым болтом, поскольку во всех этих деталях используется резьба стандартного размера. Сложность клеточной среды и биологических систем затрудняет стандартную композицию. Тем не менее предпринимаются попытки определить стандарт для сборки ДНК, чтобы у синтетических биологов была коллекция надежных частей и место для поиска стандартизированных генетических элементов, таких как промоторы или репрессоры, когда они хотят строить из них. Физическая стандартизация частей ДНК более подробно обсуждается в главе «Основы ДНК-инженерии».
Однако успешное соединение частей не гарантирует, что они будут работать должным образом или будут взаимозаменяемы. Дополнительным соображением является функциональная стандартизация , означающая, что независимо от контекста генетическая часть надежно кодирует конкретное поведение. Один из подходов в синтетической биологии к достижению этой цели предсказуемой функциональности — характеристика поведения клетки в цифровых терминах: фрагмент ДНК либо «включен» (то есть экспрессируется клеткой), либо «выключен» (не экспрессируется). Этот цифровой принцип знаком всей электронике в нашей жизни. Наши телевизоры и сотовые телефоны либо включены (даже если они «спят»), либо выключены. Такое поведение по принципу «все или ничего» позволяет относительно легко соединять разные части. Когда телевизор получает сигнал от пульта дистанционного управления для включения, он активируется и обеспечивает видео- и аудиовыход. Тот же принцип применим и к компонентам, из которых состоят электрические цепи: каждый получает входной сигнал «включено» или «выключено», который определяет его выход, также «включенный» или «выключенный». Это очень упрощенное описание цепей, но поскольку состояния «включено» и «выключено» стандартизированы для всех частей, инженеры-электрики могут соединять части и предвидеть поведение цепей.
Синтетические биологи также пытаются разработать аналогичные «цифровые стандарты», описывающие ген или фермент как «включенные» или «выключенные». Конечно, большинство видов биологического поведения (например, транскрипция или активность ферментов) не являются полностью цифровыми, но аналогия вполне верна, если мы будем осторожны. Используя этот подход, мы можем использовать другие электротехнические схемы, такие как электрические схемы и таблицы истинности, которые помогут нам спроектировать наши системы. Эти инструменты более подробно описаны в главе «Основы биодизайна».
Абстракция
С помощью абстракции синтетические биологи могут проектировать сложные детали, устройства и системы, не беспокоясь о каждой детали их работы. Вместо этого основное внимание уделяется конечной цели, то есть конечному результату или поведению системы. На практике проектирование любой новой системы будет естественным образом использовать уровни абстракции. В начале процесса проектирования мы часто широко думаем о возможных решениях, очень мало заботясь о деталях их реализации. По мере того как проблема и решения разбиваются на более мелкие части и становятся более определенными, некоторые из более ранних абстракций становятся конкретными, так что мы можем реально построить и протестировать спроектированную систему.
Абстракция особенно важна для синтетической биологии, поскольку клеточная среда и клеточные процессы очень сложны. Если бы мы попытались понять каждую деталь каждого нового дизайна, нам пришлось бы слишком медленно прорабатывать наши идеи. Вместо этого мы можем думать о бактериальной клетке как о «черном ящике» (см. рис. 1-5). Другими словами, нам не нужно увязнуть в деталях каждого пути в этой ячейке, особенно при разработке первоначальных проектов.
Рис. 1-5. Просмотр ячейки как черного ящика. Синтетическая биология основана на абстракции, которая позволяет конструировать клетку без учета всех деталей каждого пути внутри этой клетки.
На рис. 1-6 представлены иерархические уровни абстракции. На самом высоком уровне абстракции находится система, наш сотовый черный ящик. В рамках этой системы мы могли бы заинтересоваться разработкой устройства с определенной функцией, такой как обнаружение химического вещества в окружающей среде и создание в ответ определенного выходного запаха. Когда мы решим, как мы хотим, чтобы наше устройство работало, мы можем начать думать о различных частях, которые нам потребуются для создания каждого устройства; например, способ почувствовать химическое вещество окружающей среды и способ этой реакции контролировать выход запаха. Наконец, на самом низком уровне иерархии абстракций — и вовсе не абстрактном — находятся фактические генетические последовательности, которые нам понадобятся для использования в качестве частей. Разбив процесс проектирования на эти разные уровни абстракции, мы разделили проблему на мелкие части, которые можно решать более эффективно. Мы подробно расскажем о каждом из этих уровней абстракции и предоставим конкретные примеры их реализации в процессе проектирования в главе «Основы биодизайна».
Рис. 1-6. Иерархия абстракций. Абстракция может поддерживать сложный дизайн системы. Эта иерархия абстракций — одна из многих, которые можно использовать в синтетической биологии. Высшим уровнем абстракции здесь является вся система, которую затем можно разбить на конкретные устройства, состоящие из определенных частей. Наиболее детальный уровень абстракции здесь описывает последовательности ДНК, которые потребуются для реализации дизайна.
В этой главе мы сосредоточились на способности синтетической биологии создавать новые системы, которые могут предоставлять полезные продукты или услуги. Мы представили основные понятия синтетической биологии, объяснив, чем эта область отличается от традиционной биохимии и молекулярной биологии, и как некоторые из фундаментальных принципов из устоявшихся инженерных областей влияют на то, как синтетические биологи проектируют и создают живые биотехнологии.
Подход к разработке и проектированию, поддерживаемый синтетической биологией, также имеет более широкое значение. Как сказал физик Ричард Фейнман: «То, что я не могу создать, я не понимаю». Хотя мы, безусловно, далеко продвинулись в понимании биологических систем, мы пока не можем создавать совершенно новые системы. Еще многое предстоит узнать даже о самых основных биологических процессах и системах, и синтетическая биология также предоставляет мощный новый инструмент в этом стремлении.
Альбертс, Б. и др. Молекулярная биология клетки, 4-е издание . Нью-Йорк: Garland Science, 2002. Открытый доступ: http://bit.ly/mol_bio_of_the_cell .
Энди, Д. Основы инженерной биологии. Природа 2005;438:449-53.
Гибсон, Д. и др. Создание бактериальной клетки под контролем химически синтезированного генома. Наука 2010;329:52-6.
Отчет Президентской комиссии по изучению вопросов биоэтики (2010 г.) «Новые направления: этика синтетической биологии и новые технологии» ( http://bioethics.gov/synthetic-biology-report ).
Веб-сайт: «Fab Tree Hab», дизайн TerreformOne.org ( http://bit.ly/tree_hab ).
Веб-сайт: История рДНК ( http://bit.ly/berg_boyer_cohen ).
Веб-сайт: iGEM ( http://www.igem.org/Main_Page ).
Веб-сайт: Нобелевская премия по химии 1980 г. ( http://bit.ly/chem_nobel_1980 ).
Получите BioBuilder прямо сейчас вместе с обучающей платформой O’Reilly.
участника O’Reilly проходят онлайн-обучение в режиме реального времени, а также получают книги, видео и цифровой контент почти от 200 издателей.
Начать бесплатную пробную версию
Аннотация
Аннотация
Аннотация
Многие студенты только начинают заниматься наукой образование может быть незнакомо с понятием реферата в лабораторный отчет; это часто не требуется во вводной науке курсы из-за его уровня сложности. Когда кто-то берет выше уровневые классы, которые учитель укажет, если он или она хочет тезисы для включения в письменные отчеты. Если это требуется, это первая часть вашего доклада, следующая сразу за заголовком страницу и продолжаем введение.
Абстрактное, хотя оно и стоит на первом месте с точки зрения логистики, всегда следует писать в последнюю очередь. Его нужно писать последним, потому что он составляет суть вашего доклада, извлекая информацию из всех другие разделы отчета. Это объясняет, почему эксперимент было проведено и какие выводы сделаны по результатам полученный. Общее руководство для реферата состоит из пяти разделов. или области внимания: почему был проведен эксперимент; проблема обращаются; какие методы использовались для решения проблемы; основные полученные результаты; и общие выводы из эксперимент в целом. Однако не заблуждайтесь из-за этого список, думая, что аннотация — это длинный раздел. Фактически, он должен быть значительно короче всех остальных. Все эта информация должна быть резюмирована в ясной, но краткой образом, если реферат будет успешным. по оценкам средняя длина всей этой информации составляет всего один абзац. Хотя может показаться, что это короткая длина, чтобы содержать всю требуемую информацию, она необходима, потому что заставляет вам быть точным и в то же время компактным, два основных качества.
Лучший способ написать реферат — это разделить его на упомянутые выше разделы. Первые два разделы очень похожи и могут быть сгруппированы вместе, но не не должно быть. Если вы решите обратиться к ним отдельно, сделайте уверен, что вы ничего не повторяете. Часто раздел может быть упоминается только в одном предложении. Помните, краткость — это ключ к успешному реферату. Каждый раздел ниже адресован Помогите уточнить, что нужно включить, а что можно опустить.
Самое главное помнить при написании реферата быть кратким и указывать только то, что относится к делу. Нет посторонних информация должна быть включена. Удачная аннотация компактна, точен и самодостаточен. Это также должно быть достаточно ясно, чтобы кто-то, кто не знаком с вашим экспериментом, может понять почему вы сделали то, что сделали, и что показал эксперимент в конец. Дополнительным примечанием является то, что рефераты обычно пишутся в пассивном залоге, но допустимо использование личных местоимений такие как я или мы.
Общие вопросы, требующие решения в разделе рефератов
1. Почему это было сделано и какая проблема решается?
Эти два раздела можно объединить в один краткий обзор. заявление, резюмирующее, почему эксперимент был проведен в первое место? На какой вопрос пытались ответить? Наука это поиск истины. Все дело в любопытстве и ответах вопросы, чтобы узнать, почему и как все работает. научный метод является ярким примером этого; сначала сформулируйте проблему или вопрос а затем попытаться определить ответ. Этот раздел является заявлением исходной проблемы. Это причина, по которой эксперимент в настоящее время делается. Это не должно включать много деталей, скорее должно быть простое заявление. Это может быть даже указано в одном или максимум две фразы.
2. Что ты сделал?
В этой части аннотации указывается, что было сделано, чтобы попытаться ответьте на предложенный вопрос. Он ни в коем случае не должен быть очень подробным. Он содержит краткое описание того, что было сделано, выделяя только решающие шаги. Это раздел материалов и методов вашего абстрактно, но состоит всего из одного-двух предложений. это описание как вы решили подойти к проблеме.
3. Что ты узнал?
Другими словами, во что превратилась вся ваша тяжелая работа и подготовка? рассказать вам о вопросе, на который вы намеревались ответить. Это содержит получены только важные результаты. Решающими результатами являются те которые необходимы для ответа на ваш первоначальный вопрос. Без эти результаты, эксперимент был бы бесполезен. Результаты, достижения следует излагать кратко и не следует объяснять; им следует только упоминаться. Это очень похоже на раздел результатов вашей статьи, но выделяет только соответствующие результаты, использованные делать выводы. Средняя длина этого участка составляет два или максимум три предложения. Однако это число может варьироваться, в зависимости от сложности эксперимента и т.д. руководства — это всего лишь руководства, а не правила.
4. Выводы?
Это конец вашего реферата, напрямую связанный с полученные результаты. Это «ну и что» часть вашего эксперимент. «Итак, что» относится к тому, что означают результаты в долгосрочной перспективе. Вам не нужно указывать, как вы сделали свои выводы, только окончательный вывод. Это должно следовать непосредственно за результатами чтобы читатель знал, какие результаты привели к каким выводам. Этот эквивалентно дискуссионной части статьи, но опять же, как и остальная часть аннотации, это необходимо изложить кратко и лаконично. Вам не нужно объяснять, как вы вывели вывод из полученных результатов, только конечные выводы. После того, как вы заявили это, аннотация завершена.
Вот два примера одного и того же реферата, образец один является примером плохо написанного реферата, а образец два — пример хорошо написанного реферата. Слова, выделенные курсивом являются ссылками на объяснения, описывающие, почему предложения являются хороший или плохой пример реферата.
Образец 1 : Этот эксперимент определить, что сделает ферменты эффективными, а что сделает они неэффективны. Мы тестировали разные образцы ферментов на спектрофотометре и регистрировали их скорости поглощения. Было размещено шесть образцов в спектрофотометре только два фермента не содержали; эти действовали в качестве заготовок для других образцов. Четыре оставшихся образца содержали Катехолаза колеблется от 0,5 мл до 1,75 мкМ. Вторая половина опыт содержал четыре пробирки с постоянным количеством катехолазы, но уровень pH колебался от четырех до восьми. Было обнаружено, что если фермент присутствует в больших количествах, то скорость абсорбции была высокой, и если уровень pH колебался от 6 до 8, то скорость поглощения была высокой. Поэтому можно сказать, что ферменты хорошо работают при нейтральном рН. уровнях и в больших количествах.
Образец 2 : Этот эксперимент был проводится для определения факторов, положительно влияющих на скорости ферментативных реакций в клеточной активности, поскольку некоторые ферменты кажутся более эффективными, чем другие. Активность фермента катехолазы измеряли по его поглощению скорости в спектрофотометре, используя свет с длиной волны 540 нм. Мы сравнили коэффициенты поглощения в образцах с различной концентрацией фермента и постоянным рН 7 и с образцами с постоянной концентрацией фермента и различный уровень рН. Образцы с самая высокая концентрация фермента имела наибольшую абсорбцию скорость 95 процентов по сравнению с образцом с самой низкой концентрацией и скорость поглощения 24 процента. Это говорит о том, что более высокая концентрация ферментов приводит к большая скорость производства продукции. образцы с pH от шести до восьми имели наибольшее поглощение скорость 70 процентов по сравнению со скоростью поглощения 15 процентов с рН 4; это говорит о том, что катехолаза наиболее эффективна в нейтральном рН в диапазоне от шести до восьми.
Пояснения к примерам ссылок
Неэффективно : Это предложение стоит в настоящем времени и его нужно перевести на прошедшее напряженный. Кроме напряженных проблем в предложении не говорится читатель многое о том, что подразумевается под термином «эффективный». какая точно является эффективным ферментом? Автор должен быть конкретным и старайтесь избегать общих терминов, таких как эффективный. Кроме того, автор никогда не говорит, почему эксперимент проводится. Почему фермент так важна эффективность? Что делает его достаточно важным, чтобы изучаться? (вернуться к образцу 1)
Ставки : Это предложение адресовано что было сделано, но едва передает какую-либо информацию. Автор утверждает, что тестировались разные образцы ферментов, но упоминает ничего о содержании образцов. Был тот же фермент используется в каждом образце? Что было в каждом образце, а что варьировалось в каждом образце? Кроме того, какое отношение абсорбция имеет к ферменту? Мероприятия? Эту корреляцию необходимо объяснить читателю. Последняя деталь, которую следует включить, — это длина волны света, который использовался в спектрофотометре. Остался ли он постоянным или это тоже была переменная? (возвращаться к образцу 1)
Восемь : Это слишком длинно и подробно. быть в аннотации; звучит так, как будто его вытащили из раздел методов и материалов статьи. суммы фермент не нужно указывать, равно как и уровни pH. Число также нет необходимости включать испытанные образцы; просто посторонняя информация, не имеющая решающего значения для понимания эксперимент в целом. Информация, содержащаяся в этом предложении можно вытащить и переставить, чтобы сказать, что некоторые образцы имели постоянный рН и различные концентрации ферментов и другие образцы имели постоянную концентрацию фермента и переменный уровень рН. С указанные элементы управления и переменные, вы можете перейти к полученные результаты. (вернуться к образцу 1)
Высокий : Это слишком общее, хотя он передает правильную информацию. При объявлении результатов можно использовать реальные цифры. Вместо того, чтобы сказать, что скорость поглощения была высокой, укажите насколько высокой по сравнению с образцами с низкой скоростью поглощения. (возвращаться к образцу 1)
Суммы : Эксперимент никогда не окончательный, и он никогда не бывает положительным. Всегда избегайте говорить, что полученные вами результаты являются правильными или определенными. Вместо этого просто скажите что данные подтверждают или не подтверждают вашу гипотезу. (вернитесь к образцу 1)
Другие : Это предложение ясно и кратко, рассказывая читателю, почему эксперимент был проведен вне. Он ставит вопрос о том, почему некоторые ферменты более активны. эффективнее других, и это объясняет, что эксперимент был настроить, чтобы определить, что вызывает эти различия. (вернитесь к образцу 2)
540 нм : Это предложение вводит конкретный изучаемый фермент и способ его изучения. Также была указана длина волны света, используемая в спектрофотометре. сообщая читателю, что длина волны не была одной из переменных манипулировали в эксперименте. (возвращаться к образцу 2)
Уровни : Можно использовать личные абстрактные местоимения, и в этом предложении используется «мы» эффективно. Он также определяет, что было сделано, не вдаваясь в отличная деталь. Элементы управления и переменные указаны четко и кратко, чтобы читатель знал, какие факторы проверяются определить продуктивность ферментов. (возвращаться к образцу 2)
Четкое резюме : Эти два предложения объединить результаты с заключением. Это помогает сделать выводы, сделанные по результатам, очень понятны читателю. Автор также указал конкретные цифры в результатах, поэтому читатель знает, насколько изменились скорости поглощения в каждом образце. (Вернуться к Образец 2)
Вернуться в раздел «Биология» открытие страницы
Все цитаты из Печеник, Ян А. Коротко руководство по написанию биологии. стр. 54-102, Университет Тафтса: Харпер Коллинз Колледж Издательство . 1993.

Abstract Design Strategies — Biomimicry Toolbox
В ЭТОМ РАЗДЕЛЕ
После того, как вы определили несколько ключевых биологических стратегий, которые соответствуют вашим функциям и контексту, необходимо сделать важный шаг, чтобы применить их к дизайну. : перевод биологических стратегий в стратегии дизайна. Здесь мы проведем вас через этот процесс как часть абстрактного шага в спирали дизайна биомимикрии.
Н
Биологическая стратегия — это характеристика, механизм или процесс, которые проявляет организм или экосистема для выполнения определенной функции.
Стратегия дизайна , вдохновленная биотехнологиями. — это заявление и/или набросок, который формулирует эту функцию и механизм без использования биологических терминов.
Тщательно изучите основные особенности или механизмы, которые делают биологические стратегии успешными. Используйте простой язык, чтобы записать свое понимание того, как работают функции, используя наброски, чтобы обеспечить точное понимание.
Цель разработки стратегии дизайна — упростить преобразование уроков биологии в дизайнерские решения. Стратегии дизайна описывают, как работает биологическая стратегия, не полагаясь на биологические термины. Это облегчает междисциплинарное сотрудничество, поскольку стратегия проектирования фокусируется на функции и механизме без багажа потенциально незнакомых биологических терминов.
Примечание. Абстрагирование стратегий проектирования — один из самых сложных шагов в биомимикрии. Так что не расстраивайтесь, если поначалу споткнетесь. С практикой это станет второй натурой .
На любом этапе этого шага рассмотрите возможность консультации с биологом, естествоиспытателем и/или инженером, чтобы убедиться, что у вас есть точное представление о биологии и что вы правильно обобщили или проиллюстрировали стратегию проектирования.
Советы и предложения, которые помогут вам.
Обобщите биологическую стратегию.
Обобщите ключевые элементы биологической стратегии, зафиксировав, как она работает для выполнения интересующей вас функции. Для этого вам необходимо преобразовать информацию из вашего исследования в краткое заявление, описывающее стратегию. Если вы используете стратегию Ask Nature, возможно, этот шаг уже был сделан за вас.
Если вы работаете со статьей из научного журнала, вы можете найти соответствующую информацию и подробности в следующих разделах статьи: аннотация, заключение, обсуждение и введение, примерно в таком порядке значений. Вытащите ключевую информацию и напишите пару абзацев о биологической стратегии. Если вы читаете научный синтез, например, написанный научным журналистом, автор, скорее всего, уже обобщил соответствующую информацию. Тем не менее, всегда старайтесь проверять оригинальное исследование, потому что там могут быть важные детали, такие как измерения и иллюстрации, которые помогут улучшить ваше понимание и, в конечном счете, усилят вашу эмуляцию.
Нарисуйте биологическую стратегию.
Сделайте набросок, демонстрирующий ваше понимание особенностей и механизмов, связанных с биологической стратегией. Это может быть быстрый и простой рисунок или схема. Рисование во время написания биологической стратегии поможет вам визуализировать, а затем озвучить стратегию. Поиск изображений в журнальных статьях или в Интернете может быть большим подспорьем. Наброски помогают сфокусировать внимание на наиболее важных уроках, которые могут дать информацию для вашего дизайна. Это также может обеспечить более точное понимание механизмов, лежащих в основе функции, и помочь выявить пробелы в ваших знаниях.
Определите ключевые слова и фразы.
Выделите или подчеркните ключевые слова и фразы из стратегии, относящиеся к функциям и механизмам, которые делают ее эффективной. Попробуйте придумать нейтральные синонимы для любых биологических терминов (например, замените «мех» на «волокна» или «кожа» на «мембрана»).
Напишите стратегию дизайна.
Используя свои ключевые слова и фразы для справки, перепишите стратегию, не используя биологические термины, но оставаясь верными науке. Стратегия дизайна должна четко определять функцию, которую вы хотите выполнить в контексте, в котором она будет использоваться. Это не заявление о вашем дизайне или решении; это стартовая площадка для мозгового штурма возможных решений.

Оставайтесь верными биологии. Не делайте поспешных выводов о том, каким будет ваш дизайн; просто зафиксируйте стратегию, чтобы вы могли оставаться открытыми для возможностей.
Нарисуйте стратегию дизайна.
После того, как вы напишете свою стратегию дизайна, вы должны ее нарисовать. Рисунок не только заставляет вас понять стратегию, но и помогает вам донести ее до междисциплинарных команд. Рисунок, изображающий стратегию проектирования, — это не просто копия рисунка биологической стратегии — из него должна быть удалена вся информация, относящаяся к биологии, и основное внимание должно быть уделено функциональным элементам. Думай как инженер. Представьте стратегию в виде механической системы или диаграммы процесса, чтобы нарисовать ее, не изображая биологические части.
Просмотрите стратегию проектирования.
Когда вы закончите, пересмотрите свою стратегию дизайна критическим взглядом. Включили ли вы всю необходимую информацию? Улавливает ли ваша стратегия дизайна уроки природы, которые в первую очередь привлекли вас к биологической стратегии? Дает ли он вам новые идеи или просто подтверждает существующие подходы к проектированию?
Ресурсы
Следующие рабочие листы помогут вам лучше понять и применять концепции функции, биологической стратегии и стратегии дизайна.

Используйте этот рабочий лист, чтобы попрактиковаться в определении функций и стратегий знакомого сконструированного объекта: канцелярской кнопки.

Используйте этот рабочий лист, чтобы попрактиковаться в определении функций и стратегий в знакомом спроектированном объекте: крыше.

Используйте этот рабочий лист, чтобы попрактиковаться в абстрагировании стратегии дизайна от предоставленной сводки по биологии перламутра (перламутра).

Используйте этот рабочий лист, чтобы попрактиковаться в написании биологического резюме и абстрагировании его в стратегию дизайна, основанную на знакомом природном объекте: вашей руке.

На следующем этапе спирали дизайна, «Эмуляция», мы расскажем вам, как начать применять знания, полученные в результате абстрактных стратегий проектирования, для решения ваших дизайнерских задач.
Кредиты изображений
Белый медведь: Джилл Кларди CC-BY-NC-SA через Flickr
Стратегические иллюстрации Jackrabbit (c) Институт биомимикрии.
Основы абстракции | уд
В этой главе вы изучите основы абстракции на примерах.
Определение
В словаре сказано, что абстракция означает отвлекать , удалять характеристики чего-либо, чтобы свести его к набору существенных характеристик. Это инструмент для упрощения. Мы находим суть, игнорируя несущественные детали.
В своей статье Является ли абстракция ключом к вычислениям ?, Джефф Крамер говорит, что абстракция также означает:
Процесс формулирования общих понятий путем абстрагирования общих свойств экземпляров и;
Общая концепция, образованная путем извлечения общих черт из конкретных примеров.
Пример 1
Химия — это абстракция физики.
против
Биология — это абстракция химии.
против
Генетика — это абстракция биологии.
против
Пример 2
Карта лондонского метро, накладывающая систему метро на обычную географическую карту.
На этой карте вы видите:
Река Темза
Относительные расстояния между станциями.
Упрощенная карта Гарри Бека.
Подходит для навигации в лондонском метро.
Это вводит в заблуждение для других целей.
Рассмотрим две крайности:
Слишком абстрактно
Карта не содержит достаточной информации для этой цели.
Слишком подробно
Карта становится запутанной и менее понятной.
Уровень, польза и ценность конкретной абстракции зависят от ее назначения.
Абстракция в программном обеспечении
Цитировать Буча в Объектно-ориентированный анализ и проектирование с приложениями :
Абстракция обозначает существенные характеристики объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и, таким образом, обеспечивают четко определенные концептуальные границы относительно точки зрения наблюдателя» 9. 0003
Термин перспективы зрителя нуждается в объяснении. Давайте рассмотрим объект «Дом». Когда банкир видит этот дом, он думает с точки зрения стоимости собственности, возможностей для оценки и т. д., тогда как когда декоратор рассматривает его, он думает с точки зрения того, в какой цвет следует покрасить дом. общая площадь, подлежащая окраске, и т. д. Один и тот же объект Дом можно рассматривать с разных точек зрения, что может привести к совершенно разным абстракциям у разных людей.
Booch, Fairsmith, Henderson-Sellers определяют абстракцию как:
Любая модель, которая включает наиболее важные, существенные или отличительные аспекты чего-либо, подавляя или игнорируя менее важные, несущественные или отвлекающие детали.
Coad, Fairsmith, Henderson-Sellers, Rumbaugh определяют абстракцию как:
Когнитивный инструмент для рационализации мира путем рассмотрения только тех деталей, которые необходимы для текущей цели.
Итак, абстракция — это то, какие детали мы выбираем, чтобы подчеркнуть, а какие — проигнорировать. То, что мы выбираем, чтобы подчеркнуть, продиктовано приложением. Это упрощает то, на что мы смотрим в реальном мире. Например, стул может быть сделан из разных материалов, ручки регулировки высоты, ручки регулировки наклона и т. д. Если бы мы каждый раз смотрели на стул, если бы нам приходилось разбираться, из какого материала он сделан, какова высота предназначены ручки регулировки и другие не относящиеся к делу детали, связанные с нашей целью использования стула, чтобы сидеть, наши мозги будут истощены. Таким образом, процесс абстракции упрощает вещи и позволяет нам управлять сложностью в процессе решения проблем.
Информатика — это наука об абстракции: создание правильной модели для осмысления проблемы и разработка подходящих механизированных методов для ее решения. Любая другая наука имеет дело со Вселенной такой, какая она есть. Задача физика, например, состоит в том, чтобы понять, как устроен мир, а не изобретать мир, в котором физические законы были бы проще или приятнее для исполнения. Компьютерщики, с другой стороны, должны создавать абстракции реальных проблем, которые могут быть поняты пользователями компьютеров и в то же время могут быть представлены и обработаны внутри компьютера.
Абстракция в том смысле, в каком мы ее используем, подразумевает упрощение, замену сложной и детализированной реальной ситуации понятной моделью, в рамках которой мы можем решить проблему. То есть мы «абстрагируемся» от деталей, влияние которых на решение проблемы минимально или отсутствует, тем самым создавая модель, позволяющую разобраться в сути проблемы.
— Из книги «Основы информатики» Альфреда В. Ахо и Джеффри Д. Ульмана
Почему Абстракция?
Абстракция имеет решающее значение для создания четких, элегантных проектов и программ. Полезно управлять сложностью. Мы можем диагностировать компоненты на интерфейсах, а не исчерпывающим образом отслеживать функции всех компонентов.
Преимущества обработки систем по уровням абстракции
Каждый уровень имеет собственное определение и спецификацию. Таким образом, развитие может происходить одновременно на каждом уровне.
Мы можем распределить работу по силе.
Система может развиваться, развивая компоненты по отдельности. Нет необходимости заново внедрять всю систему при изменении одного компонента. Это позволяет избежать синдрома второй системы .
Абстракция в повседневной жизни
Вы используете абстракцию в повседневных вещах своей жизни. Например, вы говорите: Я иду на рок-концерт в эти выходные. Вы не говорите: «Я иду на музыкальное представление с электрогитарой, электробас-гитарой и барабанами в эти выходные».
Как реферировать
Чтобы изучить процесс абстрагирования, вам нужно научиться находить суть чего-либо. Оксфордский словарь определяет сущность как:
Внутренняя природа или обязательное качество чего-либо, определяющее его характер.
Давайте теперь подумаем над следующим вопросом, чтобы проиллюстрировать нахождение сути.
Что такое стул?
Стул – это вещь, у него есть форма и функция. Если вы предполагаете, что сидение является функцией стула, то у вас есть такие атрибуты, как количество ножек, материал стула, наличие опоры для спинки и т. д. в качестве переменных, которые можно варьировать в определении стула. Теперь вопрос в том, какое наименьшее количество этих атрибутов нам нужно, но при этом сохраняется концепция стула? Может ли стул быть без поддержки спинки? Да. Таким образом, мы можем считать это не относящимся к концепции стула. Мы можем продолжить этот процесс для других атрибутов, чтобы создать сущность стула.
Дырявая абстракция
Негерметичная абстракция заставит нас взглянуть на реализацию, чтобы узнать об использовании API. Это все равно, что заглянуть под капот своего автомобиля и понять, как работает его двигатель, чтобы научиться водить машину.
Заключение
В этой статье мы обсудили, что такое абстракция и почему. Абстракция — одна из самых важных концепций, изучаемых в компьютерных науках. Но разработчикам по-прежнему трудно применять его в разработке программного обеспечения.
Упражнения
Что такое ручка?
В чем сущность автомобиля?
Каталожные номера
Абстракция в компьютерных науках и разработке программного обеспечения: педагогический взгляд
Является ли абстракция ключом к вычислениям
Вычислительное мышление
Жизнь | Бесплатный полнотекстовый | Реальная синтетическая биология: основана ли она на инженерном подходе и должна ли она им быть?
1. Введение
Большая часть современной синтетической биологии [1], в отличие от первой эры синтетической биологии конца 19-начала 20 века [2], направлена на встраивание новых свойств в живые системы, чтобы они делали или делали что-то полезное. Общие цели включают создание организмов, которые синтезируют терапевтические или промышленные молекулы, которые эффективно производят биотопливо из отходов или солнечной энергии, которые восстанавливают загрязненные земли, которые обнаруживают и сообщают о экологически или медицинских значимых молекулярных маркерах, или которые манипулируют природными организмами или сообщают о них. для научных исследований (отзывы [3,4,5,6]). Существует, кроме того, совершенно иной аспект синтетической биологии, который направлен на создание жизни из неживых составляющих: характер и цели этого типа синтетической биологии настолько отличаются от упомянутых выше биотехнологических аспектов, что мы не будем их обсуждать. далее сюда. Обзоры его истории и текущего состояния доступны в других источниках [1,7].
Слово «инженерия» присутствует в большинстве вводных статей по синтетической биологии и используется двумя разными способами. Первое употребление в качестве простого глагола относится просто к физическому процессу изменения клетки, как во фразе «создание клетки для производства вещества X»; это использование тривиально и не будет обсуждаться далее. Второе использование слова «инженерия» в качестве существительного связано с мировоззрением, методами работы и технической культурой инженерной профессии. Это использование появляется потому, что очень большое количество влиятельных отчетов о синтетической биологии 21-го века утверждают, что либо синтетическая биология должна принять инженерный подход [8], либо что она уже это сделала [9]. ,10,11,12]. Действительно, инженерный взгляд использовался некоторыми авторами как способ отличить синтетическую биологию от других типов биотехнологии. Примеры этих заявлений включают в себя; «Синтетическая биология — это недавно появившаяся область, которая применяет инженерные формализмы для проектирования и создания новых биологических частей, устройств и систем для новых функций или форм жизни, не существующих в природе». [9]; «Ключевым аспектом синтетической биологии… является применение в биологии методов, которые обычно используются при инженерном проектировании и разработке. … Системы обычно строятся из стандартных устройств, которые, в свою очередь, состоят из стандартных деталей. Все стандартные детали и устройства полностью охарактеризованы и могут быть использованы при проектировании многих систем…» [10]; «Синтетическая биология… сочетает исследовательский характер биологии с принципами инженерного проектирования» [11]; «Создание новых деталей, устройств и, в частности, сложных систем потребует систематического подхода, основанного на модульности и абстракции. .. Это синоним инженерного подхода. … Синтетическая биология с ее инженерным видением стремится преодолеть существующие фундаментальные неспособности в проектировании и изготовлении систем…» [12].
Инженерный подход, изложенный в приведенных выше цитатах и более подробно объясненный в статьях, из которых они взяты, отличается от других методов творчества (например, искусств и ремесел) по нескольким параметрам. Инжиниринг обычно включает в себя четкое определение цели, за которым следует этап тщательного проектирования, в котором обычно используются четко определенные модели, которые могут предсказать, например, поведение транзистора при подаче сигнала или изгиб моста при воздействии сигнала. представлен с грузом. Задачи и физические объекты обычно разбиваются на модули, а сами модули строятся из стандартных компонентов (винтов, резисторов и т. д.), изготавливаемых серийно по надежным спецификациям. Поведение компонентов и объектов, в которые они объединены, измеряется и описывается стандартными способами, и их взаимодействие хорошо изучено. Дизайн обычно иерархичен; в то время как разработчик интегральных схем может беспокоиться о деталях своего кремниевого чипа, разработчик компьютерных материнских плат может принимать поведение каждого чипа как должное и концентрироваться только на взаимосвязях чипов разных типов для выполнения высокоуровневой функции, а сеть Разработчик может принять функцию каждого компьютера в сети как должное и сосредоточиться на топологии и производительности сети в целом. Инженер-программист может принять все это как должное и написать свой код для приложений, которые будут работать в этих системах; как правило, она будет использовать библиотеки существующих модулей кода, которые хорошо охарактеризованы и могут быть повторно использованы во множестве проектов.
Инженерное дело также требует профессиональной культуры. Его практикующие обычно придерживаются понятий профессиональных знаний, обучения, квалификации и поведения, которые также эффективно превращают их в стандартизированные, предсказуемые компоненты, которые приведут к широко предсказуемому и последовательному результату при применении к четко определенной задаче. Этот культурный аспект инженерии редко прямо упоминается в статьях о важности инженерных подходов в синтетической биологии, но он подразумевается, поскольку было бы очень трудно всецело принять все остальные аспекты инженерии без принятия лежащей в основе культуры.
В этом обзоре я начну с рассмотрения некоторых успешных проектов в области синтетической биологии, осуществленных за последние два десятилетия, с целью ответить на вопрос «является ли сейчас синтетическая биология обычной инженерной дисциплиной?». Затем я перейду к рассмотрению столпов традиционной инженерной культуры в свете синтетической биологии, чтобы ответить на вопрос «Должно ли это быть?». Ответы будут «Нет» и «Не обязательно».
2. Особенности инженерного подхода
Прежде чем задаться вопросом, действительно ли успешные синтетические биологические проекты 21-го века следовали подходу, типичному для традиционной инженерии, необходимо определить, что это за подход. Многие авторы описывали особенности инженерного подхода (например, [1,13,14,15,16,17,18,19]) и, хотя они не согласны абсолютно во всем, их сочинения достигают широкого консенсуса в отношении наличия следующих признаков;
Фаза проектирования, в которой используются прогнозирующие модели
Проектирование как можно больше с использованием стандартных, хорошо характерных компонентов
Иерархический дизайн с использованием функциональных модулей
Использование, с использованием Reliable, качество
. Использование, с использованием Reliable, качество
. Использование.
испытание готовых устройств (как минимум образцов) с использованием стандартизированных методов измерения.
Этот подход показан на рисунке 1.
3. В какой степени прошлые успехи следовали инженерному подходу?
Чтобы ответить на этот вопрос, сначала необходимо дать определение «успеху». Как известно каждому инженеру, успех проекта можно измерить разными способами. Самый простой вопрос: «Работает ли устройство?» — один из наименее строгих показателей успеха, в то время как «действительно ли устройство полезно во внешнем мире?» — гораздо более строгий тест, представляющий гораздо больший интерес для инвесторы. Огромное количество устройств во всех областях техники проходят первый из этих тестов, но не проходят второй, обычно потому, что что-то другое работает лучше (работает больше/экономичнее/безопаснее и т. д.). Большие государственные расходы на синтетическую биологию были оправданы с точки зрения воздействия на реальный мир [20, 21, 22], и обзоры в этой области также подчеркивают ее потенциал для промышленного, медицинского и сельскохозяйственного применения [23, 24, 25, 26]. Поэтому разумно определить «успех» как проект, результатом которого стал продукт, который либо достигает практического промышленного или медицинского применения в мире за пределами исследовательской лаборатории, либо находится на стадии перевода, которая делает такое использование вероятным. . У этого определения есть второе преимущество: если область имеет идеологическую привязанность к определенному способу или работе (например, обсуждаемый здесь инженерный подход), очевидно, что общая работа, выполненная в этой области, независимо от того, полезна она или нет, будет доминировать. таким способом работы. Сосредоточение нашего внимания на проектах, добившихся реального успеха, разорвет эту замкнутость и позволит нам проверить, был ли такой способ работы путем к успеху. Следует отметить, что определение успеха, используемое здесь, исключает системы, предназначенные в первую очередь для образования и обучения, потому что функции учебного инструмента часто сильно отличаются от характеристик коммерческого продукта (в отличие от типичного набора «изучайте электронику, собирая радио»). от коммерческого радиоприемника): образование будет рассмотрено в разделе 5 настоящей статьи.
Коммерческое развитие синтетической биологии отслеживается базой данных synbioproject, управляемой независимо Международным центром ученых имени Вудро Вильсона и финансируемой Фондом Альфреда П. Слоуна [27]. Это использовалось в качестве начального метода для определения проектов, находящих практическое применение. В качестве резервной стратегии поиск в Pubmed производился по запросу <«реклама синтетической биологии»>, а в общей поисковой системе Интернета DuckDuckGo выполнялся поиск по тому же термину и с «рынком» вместо «коммерческий», и были проверены первые 100 результатов. Эти два поиска, хотя и дали много материала, выявили только одно коммерческое или почти коммерческое приложение, которое еще не было идентифицировано базой данных синбиопроекта. В таблице 1 показаны различные синтетические биологические проекты, которые уже находятся на коммерческом рынке или кажутся близкими к этому, взятые из этой базы данных и обзоров литературы: из таблицы исключены продукты в базе данных, которые являются просто химическими производными продуктами других проектов синбио. , чтобы избежать двойного учета, а также исключает то, что кажется природным ферментом или тривиальной модификацией природного фермента. Это также исключает многие проекты, заявленные в исследовательских работах как представляющие «потенциальный» коммерческий интерес без каких-либо доказательств подлинной коммерческой разработки. Проекты в таблице представляют собой основные типы коммерческих или околорыночных приложений настоящего времени. Поразительно, что в таблице преобладают инженерия ферментов и метаболическая инженерия, по-видимому, потому, что это приложения синтетической биологии, которые легче всего могут быть связаны с существующими промышленными процессами и потребностями. Чтобы было ясно, этот тип рассматривался как настоящая синтетическая биология в обзорах синтетической биологии в Nature [28], Science [29].], Cell [19] и EMBO Reports [15], а также в отчетах академических обществ [10] и государственных учреждений [20]: настоящая статья следует этой установившейся практике. Изучение публикаций, описывающих проекты (ссылки приведены в таблице), показывает, в какой степени в проекте использовался инженерный подход, изложенный в разделе 2. Ни одна из них не следовала ему полностью, а большинство не следовали даже одному из его элементов. В датчике мышьяка использовались стандартные компоненты, но другие функции не демонстрировались.
Хорошим примером пропасти между инженерным подходом, который, как утверждается, лежит в основе синтетической биологии, и реальными путями к успеху является одно из самых известных реальных приложений — синтез предшественников противомалярийный препарат артемизинин (вторая запись, таблица 1). Путь синтетической биологии к этому был впервые описан Ro et al. [31] и работал, вводя ферменты из других организмов в лабораторный микроорганизм, чтобы создать новый метаболический путь вместе с некоторым ингибированием естественных путей. Согласно описанию в их статье Ro et al. разработали свой путь в виде поэтапного процесса, добавляя функции (например, ферменты, кодирующие гены), измеряя эффект, а затем добавляя следующую функцию; обычно это делалось с выбором, причем наиболее эффективный штамм выбирался постфактум, а не прогнозировался количественно. В разделе методов нет упоминания о каком-либо прогнозном моделировании. Гены, используемые для ферментов пути, не были взяты из какого-либо реестра или каталога стандартных компонентов, а скорее были взяты из других организмов с желаемыми метаболическими характеристиками и соединены способом, разработанным специально для этого проекта. Производительность системы тестировалась в соответствии с анализами, разработанными для этой конкретной системы, а не в соответствии с какой-либо общей схемой показателей. Производительность системы, описанной в 2006 г., была недостаточной для коммерческого производства, и требовалась дальнейшая работа по оптимизации системы [41]. Большая часть этой оптимизации была итеративной, наблюдения, сделанные по результатам ранних попыток (например, клетки, страдающие от окислительного стресса), использовались для информирования более поздних этапов работы, например, изменение скорости транскрипции одних генов и добавление других [32]. Ответственная группа добилась чего-то очень важного и похвального, но их путь (обобщенный на рис. 2) сильно отличался от инженерного подхода, который, по утверждениям других, лежит в основе этой области.
Точно так же синтетическое биологическое производство D-фенилглицина, строительного блока антибиотика цефалексина, было осуществлено путем разработки метаболического пути с использованием компонентов, заимствованных из других организмов. Этот путь был собран, протестирован эмпирически, а затем поэтапно улучшен путем подавления путей, производящих нежелательные побочные продукты [36]. Окончательная функция системы была протестирована с использованием тестов, специфичных для проекта, а не какого-либо общего набора показателей. Этот образец эмпирического исследования вместо предсказания не ограничивается старыми проектами или теми, которые связаны с проектированием путей. Недавний синтетический биологический проект по приданию контроля над дополнительными доменами взаимодействия ферменту Cas9, редактирующему ДНК CRISPR., например, достигла своей цели не за счет оптимизированного предсказательного дизайна, а за счет тщательно спланированной стратегии поиска, которая пробовала почти все возможные положения контрольной вставки в белке-хозяине, чтобы найти оптимум [42]. Эти данные позже были использованы для создания гормонозависимых Cas9 и cpf1, но, хотя эти дизайны были основаны на знаниях, полученных из [42], все же был необходим еще один этап эмпирической проверки различных вариантов дизайна, только некоторые из них. из которых показали удовлетворительную работу [43].
Таким образом, мы вынуждены заключить, что фактическое применение инженерного подхода к проектам синтетической биологии, которые уже достаточно устарели, чтобы быть на рынке или рядом с ним, не является универсальным и на самом деле может быть редким, и что типичные проекты осуществляются посредством процессов, значительно ближе к рисунку 3, чем к рисунку 1. Этот вывод подтверждается анализом других [1,28,44]. Согласно недавнему отчету Cambridge Consultants, «область синтетической биологии все еще должна стать полномасштабной инженерной дисциплиной, к которой она стремится» [45].
4. Должна ли синтетическая биология следовать инженерному подходу в будущем?
Примеры, описанные в Разделе 3, показывают, что проекты в области синтетической биологии могут быть успешными, даже если они осуществляются методом проб и ошибок при очень незначительной стандартизации. Многие авторы выступали за замену этого способа работы инженерным подходом, описанным в разделе 2 [1,11,12,13,44,46,47]. Это действительно желательно? В этом разделе будут рассмотрены преимущества и недостатки каждой из пяти особенностей этого подхода.
4.1. Этап проектирования с использованием прогнозных моделей
Из всех особенностей инженерного подхода его легче всего отстаивать, поскольку прогнозное проектирование было бы очень полезным, если бы однажды оно стало возможным. Создание синтетических биологических конструкций в ДНК, перенос их в клетки, отбор стабильных клонов и проверка их поведения требует больших затрат времени и денег: было бы гораздо лучше использовать модели для оптимизации конструкций до того, как они будут реализованы в мокром оборудовании. Сила моделей в традиционной инженерии проистекает из их предсказательной силы, а это, в свою очередь, проистекает из точности, с которой известны свойства строительных компонентов и способы их взаимодействия. Сюда входят как свойства активных компонентов (например, транзисторов), так и достоверно известная инертность несущих конструкций, таких как шасси радиоприемника или печатная плата. Технические компоненты (транзисторы, шестерни, шасси) сами по себе являются продуктом проектирования, и поэтому они очень хорошо изучены. Компоненты синтетической биологии, которые обычно получают и адаптируют из природных молекул и последовательностей генов, почти не изучены (даже когда гены синтезируются de novo, элементы белков, которые они кодируют, обычно получают в результате изучения функциональные домены в природных белках). Более того, свойства клеток-хозяев понимаются лишь в общих чертах: вся наука клеточной и молекулярной биологии существует именно для того, чтобы прорабатывать эти детали, и нет никаких признаков того, что это предприятие близко к завершению. В свете этого несколько удивляет то высокомерие, с которым некоторые биологи-синтетики отвергают клетки-хозяева как простое «шасси».
Тот факт, что мы еще не можем с точностью моделировать поведение синтетических систем и что мы, возможно, не сможем сделать это в обозримом будущем, не означает, что моделированию не место на этапе проектирования. Его, безусловно, можно использовать для изучения идей с идеализированными компонентами, и он может быть очень полезен для анализа чувствительности (определение того, какие параметры являются критическими для системы, а какие могут находиться в широком диапазоне, не нарушая функционирования). Его мощность могла бы увеличиться, если бы системы измерялись стандартными способами, а результаты возвращались в модели либо явно, либо с помощью методов машинного обучения. Однако при отсутствии полных данных о компонентах и биологии хозяина нельзя полагаться на моделирование для поиска оптимальной конструкции, поэтому для проектов, для которых эффективность имеет решающее значение, будет оставаться определенная степень поиска параметров в пространстве на этапе мокрого оборудования.
4.2. Максимально возможное проектирование с использованием стандартных хорошо описанных компонентов
С самого начала синтетической биологии 21-го века ведущие авторы выступали за создание библиотек стандартных, хорошо описанных деталей, из которых можно собирать модули и устройства, во многом так же, как радиоприемники, телевизоры и караоке-машины собираются из стандартных электронных компонентов (рассмотрено в [48]). Для любого, кто разбирается в инженерной истории, мудрость этого может показаться самоочевидной. Стандартизация резьбы машинных винтов Джозефом Уитвортом, делающая гайки заданной спецификации взаимозаменяемыми, чтобы их не нужно было изготавливать на заказ для соответствия конкретному машинному винту или болту, сделала производство и обслуживание машин намного быстрее и экономичнее [49].]. Разработка стандартных электронных компонентов вместо изготовленных вручную резисторов и выдувных вручную вакуумных ламп первых дней сделала возможными эпохи радио, телевидения и информации. Подобные истории можно рассказать почти во всех других областях техники. Это, наряду с образовательными соображениями, побудило Тома Найта основать Реестр стандартных биологических частей («Биокирпичи»: [50,51]), набор родовых элементов (промоторы, репортеры, терминаторы и т. д.), которые были классифицированы, схематизированы, перечислены и описаны почти так же, как компоненты представлены в каталоге электроники. Реестр открыт для всех и может быть просмотрен по адресу https://parts.igem.org/Main_Page.
Использование стандартных деталей дает три преимущества в традиционной технике; (i) это упрощает проектирование, поскольку разработчик может указать использование компонента с известными, хорошо описанными свойствами и обычно не должен беспокоиться о внутренних деталях этого компонента или о том, как он изготовлен; (ii) это обеспечивает экономию производства, поскольку один и тот же базовый компонент может использоваться в качестве стандартной детали в большом количестве различных конечных устройств, поэтому некоторые производители могут посвятить себя производству компонентов в больших объемах; (iii) техническое обслуживание значительно упрощается за счет взаимозаменяемости компонентов с одинаковым номером детали. В синтетической биологии значение первого преимущества зависит от того, насколько известны свойства — проблема, которая уже обсуждалась в разделе 4.1. Последние два преимущества не имеют отношения к синтетической биологии; живые системы, однажды созданные, воспроизводят себя, так что почти все затраты на производство составляют только производство прототипа, а клетки поддерживают сами себя.
С другой стороны, использование стандартных деталей имеет два потенциальных недостатка. Во-первых, неэффективность; в большинстве случаев комбинация стандартных деталей, необходимых для выполнения задачи, будет больше и сложнее, чем нестандартная деталь, разработанная для этой работы. Это особенно верно в таких областях, как метаболизм, для которого путь через стандартные части может быть намного длиннее, чем путь, опосредованный обычным ферментом (или заимствованным у другого организма, который имеет желаемый переход в своем собственном метаболизме). Любой, кто занимается проектированием или обслуживанием механических или электронных устройств, знаком с компромиссами, принятыми в интересах избежания затрат на оптимизированный, изготовленный на заказ компонент. Это не важно в типичных потребительских или промышленных приложениях, где нет больших штрафов за использование нескольких дополнительных компонентов или немного больше энергии, чем это необходимо. Однако в живых клетках любая дополнительная метаболическая нагрузка может быть вредной и создавать давление отбора в пользу клеток, которым удается инактивировать синтетическую конструкцию. Другим долгосрочным недостатком секунд стандартизации является уязвимость. Одной из сильнейших защит естественных организмов от микробной атаки является их разнообразие, поддерживаемое перетасовкой генов посредством полового размножения. Клоны идентичных организмов, выращенные в монокультуре, очень уязвимы для любого адаптированного к ним патогена, о чем свидетельствует ирландский ожог картофеля и связанный с ним голод [52]. Экономики, которые полагаются на стандартизированные взаимосвязи стандартизированных компьютеров, теперь регулярно подвергаются нападениям со стороны преступников, стремящихся нарушить их деятельность или потребовать от них выкуп. Стандартизация систем и протоколов межсоединений значительно упрощает эти атаки, поскольку многие устройства работают одинаково. Если наша сельскохозяйственная, энергетическая и промышленная экономики будут полагаться на синтетические биологические устройства, мы можем быть в гораздо большей безопасности, если они будут построены из разнообразных и уникальных изготовленных на заказ деталей, а не из общего набора стандартных компонентов.
4.3. Иерархический дизайн с использованием предварительно охарактеризованных модулей
Использование модулей (наборов компонентов, организованных для конкретной задачи) очень распространено в машиностроении; двигатели, редукторы, усилители, платы памяти и сборные фермы крыши — знакомые физические примеры. Повсеместным, но менее очевидным, за исключением инженеров-программистов, является широкое использование библиотек предварительно написанных модулей, которые используются в большинстве повседневных компьютерных приложений; эти библиотеки можно вызывать в коде, и они включаются при компиляции программного обеспечения (переводятся существующим программным обеспечением с понятных человеку языков в машинный код).
Создание сложного проекта из модулей имеет два основных преимущества. Первый и наиболее очевидный заключается в том, что он позволяет использовать уже существующие модули для выполнения некоторых функций вместо того, чтобы проектировать все, исходя из первых принципов. Клише о том, что «не изобретать велосипед», как раз и связано с использованием существующего модуля «ступица, спица и шина», потому что он доступен. Если модуль выполняет именно ту задачу, которая требуется, и ничего лишнего, то его повторное использование в новом дизайне может иметь смысл. Однако модули обычно имеют функции, дополнительные к минимально необходимому, и поэтому они больше, чем должны быть. Эффект от их использования в любом случае можно легко оценить по быстрому росту требований к размеру и памяти компьютерных приложений, тенденция, отраженная в неофициальном термине «раздутое ПО». В двух ярких эссе программисты Никита Пропоков и Джордан Скейлс рассматривают множество примеров этого [53,54]. Типичным является текущее приложение Google Keyboard, функция которого состоит в том, чтобы рисовать 30 «нажимаемых» клавиш на экране планшета: это приложение использует в три раза больше памяти, чем вся Windows 9.5 операционная система сделала! Они также обсуждают, почему программное обеспечение стало ужасно неэффективным. Две сильные темы — это использование модулей с ненужной функциональностью в дополнение к необходимой функции и создание новых функций путем построения слоев существующих модулей, которые сами были построены на более глубоких слоях, создавая сети взаимодействий и зависимостей, которые увеличивают размер. приложений, снижают их скорость и делают их поведение гораздо более непредсказуемым, чем могло бы иметь программное обеспечение, написанное с нуля.
Последствия этого для компьютеров почти терпимы, потому что компьютерное оборудование становится более мощным со скоростью, которая не отстает от снижения эффективности программного обеспечения (рутинные задачи на офисном компьютере, такие как прокрутка документа или поиск электронной почты). , занимают столько же времени, сколько и 20 лет назад; вирусы добавляют новые, менее часто используемые функции). Однако возможности живых клеток по предоставлению ресурсов для дополнительных систем ограничены и не будут расти так, как возможности компьютерных систем. Мы не можем совершать те же ошибки при проектировании систем синтетической биологии, которые мы допустили при написании потребительского и бизнес-программного обеспечения, потому что клетки-хозяева просто не будут поддерживать полученный беспорядок. Вместо этого синтетические биологические устройства нужно будет максимально оптимизировать, не используя модули с ненужными функциями.
Существует еще одно преимущество модульной конструкции, которое применимо даже там, где ранее не существовало модулей. В традиционном проектировании модульная конструкция допускает абстракцию и иерархический дизайн [13,55], позволяя разбить сложный проект на подблоки, которые можно проектировать независимо: до тех пор, пока соединения между модулями (питание, уровень сигнала и типы и т. д.) четко определены, группы разработчиков одного модуля могут игнорировать внутреннюю архитектуру других. Эта «развязка» [13] работает, потому что взаимодействие модулей может быть ограничено, например, только теми точками, где провода соединяют один модуль с другим. Иногда, даже в традиционной технике, возникают проблемы, когда взаимодействия не контролируются так, как ожидалось (радиочастотное излучение, тепло и вибрация являются обычными средствами неожиданной связи). В синтетической биологии большинство компонентов свободно диффундирует в клетку, и их взаимодействие не ограничено проводами. В электронике команды, создающие различные электронные модули, могут свободно использовать одно и то же бистабильное устройство-защелку памяти: защелки памяти существуют и в синтетической биологии, и большинство из них используют диффундирующие белки для контроля транскрипции (рассмотрено в [56]), так что, если используются два модуля при той же конструкции защелки внутри они будут сильно взаимодействовать. Поэтому группа разработчиков одного модуля должна хорошо знать архитектуру других модулей, чтобы они не использовали взаимодействующие компоненты. Проблема не может быть решена простым отказом от использования идентичных компонентов; потенциальные взаимодействия могут быть незаметными и их трудно предсказать заранее, особенно когда они протекают через физиологию хозяина [57]. Это не означает, что модульная конструкция не может или не должна использоваться, но это означает, что выгоды от такого образа мышления не будут столь велики, как при обычном проектировании, и что они имеют более высокий риск внесения непреднамеренных «ошибок». в систему.
4.4. Производство с использованием надежных систем с гарантированным качеством
Это актуально и в значительной степени достигается для производства компонентов самого низкого уровня, таких как последовательности ДНК, и для использования установленных синтетических биологических систем для изготовления лекарств, достаточно безопасных для использования человеком. Это гораздо менее актуально для производства самих сконструированных клеток, потому что обычно очень просто выбрать одну из 10 000 клеток, которые были созданы должным образом, и использовать самовоспроизводящуюся особенность жизни для увеличения их количества по мере необходимости.
4.5. Тестирование устройств с использованием стандартизированных методов измерения
Создателям синтетического биологического устройства, предназначенного для выполнения конкретной задачи, почти наверняка придется применить к нему уникальные тесты, разработанные с учетом желаемого результата, чтобы проверить его работу. Они также могут применять стандартные тесты ко всей системе и ее подкомпонентам [58]. Ценность выполнения стандартных тестов больше для сообщества в целом, чем для самого проекта [46]. Связывая устройства, сотовый и экологический контексты со стандартными показателями производительности и отправляя эти данные в открытый репозиторий, синтетические биологи вносят свой вклад в разработку более совершенных прогностических моделей на этапе проектирования. Польза от этого будет наибольшей, когда сами компоненты взяты из стандартного набора, и наименьшей, когда они изготавливаются по индивидуальному заказу только для одной цели. Таким образом, действует своего рода культурная обратная связь: если команда обязуется использовать стандартные компоненты, для них имеет смысл также придерживаться стандартных измерений (в дополнение к любым пользовательским) ради стандартов в целом. центрированное сообщество. Если команда отказывается от стандартных компонентов в пользу индивидуального дизайна, гораздо меньше смысла использовать стандартные размеры. Однако существует возможность для чего-то вроде схемы «желтой карточки» для сообщения о неблагоприятных взаимодействиях лекарств или побочных эффектов, которой управляет Агентство по регулированию лекарственных средств и здравоохранения Великобритании (MHRA). Если бы синтетические биологи, использующие даже очень нестандартные компоненты, могли представлять отчеты о любых неожиданных взаимодействиях (между компонентами и между компонентами и клеткой-хозяином) простым способом, можно было бы узнать больше о риске отказа, хотя бы на уровне выявления, статистических данных. , системы клеток-хозяев, скорее всего, будут вовлечены в неожиданные взаимодействия.
5. Где полезна инженерная метафора
Поскольку эта статья написана как вызов энергично пропагандируемой, но, по мнению автора, бесполезной догме о том, что синтетическая биология всегда использует или всегда должна стремиться использовать инженерный подход, существует риск того, что он может считаться несбалансированным. Чтобы быть ясным, я не утверждаю, что в синтетической биологии нет места для практик, заимствованных из традиционной инженерии, — я лишь утверждаю, что они не должны ограничивать развитие области. Безусловно, есть аспекты синтетической биологии, в которых уместна инженерная метафора.
Первый и наиболее очевидный аспект связан с образованием. Успех серии ежегодных конкурсных семинаров iGEM (рассмотренных в [18,59]), на которых многие молодые люди впервые знакомятся с синтетической биологией, зависит от Реестра стандартных биологических частей BioBricks [60,61]. Они соответствуют четко определенному набору стандартов, чтобы обеспечить достаточно высокую вероятность их легкой сборки в большом количестве комбинаций [51]. Именно потому, что студенческие команды могут выбирать хорошо охарактеризованные детали «с полки», как они могли бы выбирать компоненты для проекта в области электроники, механики или гидравлики, неопытные команды смогли добиться столь многого за столь короткое время. . Использование стандартных деталей, конечно же, намного быстрее, чем разработка или модификация нестандартных деталей. Однако следует помнить, что основными целями iGEM являются взаимодействие и обучение, а не разработка и производство оптимизированной системы для реального использования. Для образования важна скорость проектирования и сборки, а не конечная эффективность; эффективность процесса обучения имеет гораздо большее значение, чем эффективность клеток, выполняющих свою новую работу. Некоторые устройства, производные от iGEM, используются в реальных приложениях (например, датчик мышьяка [62]), но этот процесс обычно требует шагов оптимизации [39].,63,64], которые отходят от стандартных компонентов и требуют тщательной индивидуальной разработки и оценки нескольких различных альтернатив, свойства которых нельзя было предсказать (или, по крайней мере, предсказать или фактически предсказать) заранее.
Наиболее важное применение инженерной практики стандартизации, вероятно, связано с метриками и описанием. Многие области науки были улучшены благодаря принятию кодексов практики, которые определяют минимальный набор данных для описания конкретного анализа. Стандарт MIAME для описания экспериментов с микрочипами и стандарт MISFISHE для описания экспериментов по гибридизации in situ, а также MIBBE для биологии в целом являются тремя выдающимися примерами [65,66,67]. Принятие минимальных наборов данных для описания или характеристики синтетических биологических систем, многие из которых уже существуют [8], будет очень полезным для облегчения сравнения производительности различных устройств, но опять же важно, чтобы стандарты были достаточно гибкими, чтобы иметь возможность быть адаптированы к новым типам устройств или измерений, о которых не думали, когда разрабатывались стандарты. Было бы трагедией, если бы настойчивое соблюдение стандартной системы метрик и описаний могло предотвратить разработку новых устройств, для которых старые стандарты не подходят. Простой метод решения этой проблемы, метод, взятый из разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом, — это «разветвление»: создание копии установленной открытой системы (в данном случае стандартов) без необходимости получения какого-либо разрешения от первоначальными разработчиками этой системы, а затем изменить ее для конкретной новой цели и сделать эту измененную версию полностью доступной для всех [68].
6. Выводы
В этой статье утверждается, что догма о том, что синтетическая биология уже работает или что она должна в будущем работать как обычная инженерия, ложна. Это не означает, что следует исключить инженерный подход; просто на этом не следует настаивать. Уникальные особенности биологических систем, в частности то, что мы все еще так хорошо их понимаем, делают классический инженерный подход менее ценным, чем в мире неживых технологий, и делают другие подходы более ценными, чем они были бы в физическом мире. .
Следует отметить более глубокий момент. Авторы, упомянутые в начале этой статьи, и многие другие, подобные им, хотят улучшить биологические технологии за счет применения знаний и методов, заимствованных из традиционной инженерии. Что может быть более плодотворным, так это поток идей в противоположном направлении. Биологи, включая их основной «инженерный» фланг, хирургов, врачей и ветеринаров, разработали методы работы, которые позволяют им манипулировать живыми системами для достижения желаемых результатов, адаптируя свой подход к характеристикам жизни, а не наоборот. Когда природная система не изучена в деталях (а это почти всегда так), биологи начинают с оптимизации не дизайна своего нового устройства (например, лекарства), а с оптимизации дизайна высокопроизводительного экрана, который будет исследовать огромный объем пространства параметров (химическая структура, концентрация, время и т. д.), чтобы найти кандидата, который работает лучше всего [69].,70,71]. Когда они хотят модифицировать клеточную линию или организм либо путем преднамеренных генетических манипуляций, либо путем случайного мутагенеза и селекции, они создают давление отбора, чтобы имитировать эволюцию, так что даже очень редкий желательный генотип станет доминировать в культуре в течение нескольких поколений. Они также часто делают это итеративно, случайным образом комбинируя элементы перспективных линий и вновь отбирая лучшие (это основа классической селекции). Ничто из этого не предполагает действительно прогнозирующего моделирования, и структура лучшего устройства при ретроспективном анализе часто оказывается неожиданностью.
Этот способ работы является проклятием для большинства классических инженеров, но он хорошо служил нашему виду на протяжении тысячелетий — намного дольше, чем промышленное проектирование — и даже сейчас селекция сельскохозяйственных культур все еще может превзойти генетические манипуляции [72]. Одна область техники была восприимчива к заимствованию идей из биологии: по крайней мере, в областях, посвященных разработке адаптивных или «интеллектуальных» систем, генетические алгоритмы и стратегии нейронных сетей, основанные полностью на биологических принципах, были приняты и доказали свою эффективность [73]. ]. Из всех инженерных дисциплин программное обеспечение в любом случае больше всего похоже на биологию, потому что оно объединяет атрибуты быстрого, почти бесплатного воспроизводства и очень большого числа вариантов, способных сосуществовать и конкурировать в «экосистеме». Однако, учитывая, что одно из применений программного обеспечения заключается в проведении прогнозного моделирования в начале классического инженерного процесса, было бы вполне возможно использовать этот эволюционный, исследовательский способ работы для создания и оценки многих моделей желаемого объекта. корпус подводной лодки, скажем) и найти оптимальный план, даже если инженеры явно не понимают, почему он оптимален. Эта идея была использована для проектирования оптимальных сетей электропроводки [74], а «усовершенствованный дизайн» антенны космического корабля НАСА ST5 является примером плана, который возник таким образом [75]. Использование «биологического», а не обычного метода работы над этим проектом микроспутника, в котором эффективность была очень важна, говорит о многом и очень соответствует ограничениям синтетической биологии.
Итак, в заключение, синтетическая биология до сих пор не всегда использовала классический инженерный подход, и нет веских причин, чтобы этот подход определял ее в будущем. Вместо того, чтобы позволять классической инженерии ограничивать синтетическую биологию, было бы гораздо разумнее заимствовать идеи из классической инженерии, когда они могут нам помочь, а также позволить методам работы биологов расширять и обогащать сферу инженерии. При правильном синтезе название этой статьи потеряет всякий смысл, поскольку «инженерия» расширится и охватит гораздо более широкий спектр способов работы, а их объединяющей чертой будет то, как они приводят к оптимальному решению любой заданной задачи. проблема.
Финансирование
Автор выражает благодарность Исследовательскому совету по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC: код гранта BB/M018040/1).
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Ссылки
Cheng, A.A.; Лу, Т.К. Синтетическая биология: развивающаяся инженерная дисциплина. Анну. Преподобный Биомед. англ. 2012 , 14, 155–178. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Davies, J.A. Синтетическая биология: очень краткое введение; Издательство Оксфордского университета: Оксфорд, Великобритания, 2018 г.; стр. 3–9. [Google Scholar]
Нильсен, Дж.; Кислинг, Дж. Д. Инженерный клеточный метаболизм. Ячейка 2016 , 164, 1185–1197. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Джагадеван, С.; Банерджи, А .; Банерджи, К.; Гурия, К.; Тивари, Р .; Баведжа, М.; Шукла, П. Последние разработки в области синтетической биологии и метаболической инженерии микроводорослей в направлении производства биотоплива. Биотехнолог. Биотопливо 2018 , 11, 185. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Cases, I.; де Лоренцо, В. Генетически модифицированные организмы для окружающей среды: истории успеха и неудачи и чему мы научились у них. Междунар. микробиол. 2005 , 8, 213–222. [Google Scholar] [PubMed]
Дэвис, Дж. Использование синтетической биологии для изучения принципов развития. Разработка 2017 , 144, 1146–1158. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Топарлак, О.Д.; Мэнси, С.С. Прогресс в синтезе протоклеток. Эксп. биол. Мед. 2018 . [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Кантон, Б.; Лабно, А .; Энди Д. Усовершенствование и стандартизация синтетических биологических деталей и устройств. Нац. Биотехнолог. 2008 , 26, 787–793. [Google Scholar] [CrossRef]
Фу, П. Перспектива синтетической биологии: сборка строительных блоков для новых функций. Биотехнолог. J. 2006 , 1, 690–699. [Google Scholar] [CrossRef]
Королевская инженерная академия. Синтетическая биология: объем, приложения и последствия; Королевская инженерная академия: Лондон, Великобритания, 2009 г. [Google Scholar]
Shi, T.; Хан, П.; Вы, К.; Чжан, Y.P.J. Платформа синтетической биологии in vitro для развивающегося промышленного биопроизводства: проектирование пути «снизу вверх». Синтез. Сист. Биотехнолог. 2018 , 3, 186–195. [Google Scholar] [CrossRef]
Heinemann, M.; Панке, С. Синтетическая биология — внедрение техники в биологию. Биоинформатика 2006 , 22, 2790–2799. [Google Scholar] [CrossRef]
Энди, Д. Основы инженерной биологии. Природа 2005 , 438, 449–453. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Мацуока, Ю.; Гош, С .; Китано, Х. Схемы последовательного проектирования биологических систем: стандартизация представления в биологической инженерии. Дж. Р. Соц. Интерфейс 2009 , 6 (Прил. 4), С393–С404. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Андерсон, Дж.; Стрелкова Н.; Стэн, Г.-Б.; Дуглас, Т .; Савулеску, Дж.; Барахона, М .; Папахристодулу, А. Инженерно-этические аспекты синтетической биологии. EMBO Rep. 2012 , 13, 584–590. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Слюсарчик, А.Л.; Лин, А .; Вайс, Р. Основы разработки и реализации синтетических генетических схем. Нац. Преподобный Жене. 2012 , 13, 406–420. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Гарднер Т.С.; Хокинс, К. Синтетическая биология: эволюция или революция? Взгляд соучредителя. Курс. мнение хим. биол. 2013 , 17, 871–877. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Келвик, Р.; Боуотер, Л.; Йоман, К.Х.; Боуотер, Р.П. Содействие образованию в области микробиологии посредством конкурса синтетической биологии iGEM. ФЭМС микробиол. лат. 2015 , 362, Fnv129. [Академия Google] [CrossRef]
Уэй, Дж. К.; Коллинз, Дж. Дж.; Кислинг, JD; Сильвер, П.А. Интеграция биологического редизайна: откуда взялась синтетическая биология и куда ей нужно двигаться. Ячейка 2014 , 157, 151–161. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Clarke, L.; Адамс, Дж.; Бейнбридж, Дж.; Бирни, Э.; Калверт, Дж.; Коллис, А .; Китни, Р .; Фримонт, П.; Мейсон, П.; Пандья, К.; и другие. Дорожная карта синтетической биологии для Великобритании. Опубликовано Советом по технологической стратегии Великобритании. 2012. Доступно в Интернете: https://connect.innovateuk.org/documents/2826135/3815409./Synthetic+Biology+Roadmap+-+Report.pdf/fa8a1e8e-cbf4-4464-87ce-b3b033f04eaa (по состоянию на 20 ноября 2018 г.).
Кларк, Л.; Фриман, Г.; Бейнбридж, Дж.; Коллис, А .; Даффорн, Т .; Дункертон, С.; Фелл, Т .; Джонс, К.; Кент, А .; Китни, Р .; и другие. Биодизайн для биоэкономики: Стратегический план синтетической биологии Великобритании на 2016 г. Опубликован Руководящим советом синтетической биологии. 2016. Доступно в Интернете: https://connect.innovateuk.org/documents/2826135/31405930/BioDesign+for+the+Bioeconomy+2016+DIGITAL+updated+21_03_2016.pdf/d0409.f15-bad3-4f55-be03-430bc7ab4e7e (по состоянию на 20 ноября 2018 г.).
Тонг, С.; Чжао, Х. Краткий обзор программ исследований в области синтетической биологии и дорожных карт в Соединенных Штатах. Синтез. Сист. биол. 2016 , 1, 258–264. [Google Scholar][Зеленая версия]
Ши, П.М. На пути к устойчивой биологической экономике: перенаправление основного метаболизма на новые продукты с помощью синтетической биологии растений. Растениевод. 2018 , 273, 84–91. [Академия Google] [CrossRef]
Френч, CE Синтетическая биология и конверсия биомассы: союз, заключенный на небесах? Дж. Р. Соц. Интерфейс 2009 , 6 (Прил. 4), S547–S558. [Google Scholar] [CrossRef]
«> Гулд, Х.Д.; Райт, П.; Хейлстоунс, Д. Новые возможности синтетической биологии в сельском хозяйстве. Гены (Базель) 2018 , 9, E341. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Халил А.С.; Коллинз, Дж.Дж. Синтетическая биология: приложения достигают совершеннолетия. Нац. Преподобный Жене. 2010 , 11, 367–379. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
База данных приложений Synbioproject. Доступно в Интернете: http://synbioproject.org/cpi/applications/ (по состоянию на 16 декабря 2018 г.).
Квок, Р. Пять суровых истин для синтетической биологии. Природа 2010 , 463, 288–290. [Google Scholar] [CrossRef][Зеленая версия]
Li, JW; Ведерас, Дж. К. Открытие лекарств и натуральные продукты: конец эпохи или бесконечный рубеж? Наука 2009 , 325, 161–165. [Академия Google] [CrossRef] [PubMed]
Информационный лист продукта Genencor для Accelerase Trio. Доступно в Интернете: http://www.genencor.com/fileadmin/user_upload/genencor/documents/TRIO_ProductSheet_LowRes.pdf (по состоянию на 6 декабря 2018 г.).
Ро, Дания; Рай, Э. М.; Уэлле, М .; Фишер, К.Дж.; Ньюман, К.Л.; Ндунгу, Дж. М.; Хо, К.А.; Эюс, Р.А.; Хэм, Т.С.; Кирби, Дж.; и другие. Производство предшественника противомалярийного препарата артемизиновой кислоты в искусственных дрожжах. Природа 2006 , 440, 940–943. [Академия Google] [CrossRef] [PubMed]
Паддон, Си Джей; Кислинг, Дж. Д. Полусинтетический артемизинин: модель использования синтетической биологии в фармацевтической разработке. Нац. Преподобный Микробиолог. 2014 , 12, 355–367. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
ETC Group. Артемизинин и синтетическая биология: тематическое исследование. 2014. Доступно в Интернете: http://www.etcgroup.org/sites/www.etcgroup.org/files/ETC-artemisinin-synbio-casestudy2014.pdf (по состоянию на 20 ноября 2018 г. ).
Ким, Дж. Х.; Ван, К.; Чан, HJ; Ча, MS; Парк, JE; Джо, С.Ю.; Чой, Э.С.; Ким, С.В. Производство изопрена Escherichia coli по экзогенному пути мевалоната с уменьшенным образованием побочных продуктов ферментации. микроб. Сотовый факт. 2016 , 15, 214. [Google Scholar] [CrossRef]
Информационный лист продукта Novozyme для Cellic CTec. Доступно в Интернете: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/chem010/manual/Ctec2.pdf (по состоянию на 6 декабря 2018 г.).
Мюллер, Ю.; ван Ассема, Ф.; Гунсиор, М .; Орф, С .; Кремер, С.; Шиппер, Д.; Вагеманс, А .; Таунсенд, Калифорния; Сонке, Т .; Бовенберг, Р.; и другие. Метаболическая инженерия пути L-фенилаланина E. coli для производства D-фенилглицина (D-Phg). Метаб. англ. 2006 , 8, 196–208. [Google Scholar] [CrossRef]
Чжан Ф.; Карозерс, Дж. М.; Кислинг, Дж. Д. Проектирование системы динамического датчика-регулятора для производства химикатов и топлива, полученных из жирных кислот. Нац. Биотехнолог. 2012 , 30, 354–359. [Google Scholar] [CrossRef]
Ву, Дж.; Чжоу, П .; Чжан, X .; Донг, М. Эффективный синтез ресвератрола de novo с помощью метаболически модифицированной Escherichia coli. J. Ind. Microbiol. Биотехнолог. 2017 , 44, 1083–1095. [Google Scholar] [CrossRef]
де Мора, К.; Джоши, Н.; Балинт, Б.Л.; Уорд, Ф.Б.; Эльфик, А .; French, CE Биосенсор на основе pH для обнаружения мышьяка в питьевой воде. Анальный. Биоанал. хим. 2011 , 400, 1031–1039. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Алексич, Дж.; Биззари, Ф.; Кай, Ю .; Дэвидсон, Б.; де Мора, К.; Ивахно, С .; Сешасаи, С.Л.; Николсон, Дж.; Уилсон, Дж.; Эльфик, А .; и другие. Разработка нового биосенсора для обнаружения мышьяка в питьевой воде. ИЭТ Синтез. биол. 2007 , 1, 87–90. [Google Scholar] [CrossRef]
Paddon, CJ; Вестфолл, П.Дж.; Питера, ди-джей; Бенджамин, К. ; Фишер, К.; Макфи, Д.; Ливелл, доктор медицины; Тай, А .; Мэйн, А .; Энг, Д.; и другие. Высокоуровневое полусинтетическое производство сильнодействующего противомалярийного артемизинина. Природа 2013 , 496, 528–532. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Oakes, BL; Надлер, округ Колумбия; Фламхольц, А .; Феллманн, К.; Staahl, BT; Дудна, Дж. А.; Сэвидж, Д.Ф. Профилирование инженерных горячих точек идентифицирует аллостерический CRISPR-Cas9выключатель. Нац. Биотехнолог. 2016 , 34, 646–651. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Домингес-Монедеро, А.; Дэвис, Дж.А. Тамоксифен- и мифепристон-индуцируемые версии эффекторов CRISPR, Cas9 и Cpf1. АКС Синтез. биол. 2018 , 7, 2160–2169. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Decoene, T.; Де Паэпе, Б.; Мартенс, Дж.; Куссеман, П.; Питерс, Г.; Де Мезенейр, С.Л.; Де Мей, М. Стандартизация в синтетической биологии: достижение зрелости инженерной дисциплины. крит. Преподобный Биотехнолог. 2018 , 38, 647–656. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Хаммонд, Р. Создание бизнеса биодизайна: индустрия синтетической биологии готова к смене механизма. Отчет о семинаре Cambridge Consultants. 2018. Доступно в Интернете: https://www.cambridgeconsultants.com/sites/default/files/uploaded-pdfs/Building%20the%20business%20of%20biodesign%20%28workshop%20report%29_0.pdf (по состоянию на 20 ноября 2018 г.). ).
Мюллер, К.М.; Арндт, К.М. Стандартизация в синтетической биологии. Методы Мол. биол. 2012 , 813, 23–43. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Appleton, E.; Мэдсен, К.; Ренер, Н .; Денсмор, Д. Автоматизация проектирования в синтетической биологии. Харб Колд Спринг. Перспектива. биол. 2017 , 9, A023978. [Google Scholar] [CrossRef]
Peccoud, J.; Бловельт, М.Ф.; Кай, Ю .; Купер, К.Л.; Краста, О .; ДеЛалла, EC; Эванс, К. ; Фолкертс, О .; Лайонс, Б.М.; Мане, С.П.; и другие. Целенаправленная разработка реестров биологических частей. PLoS ONE 2008 , 3, e2671. [Академия Google] [CrossRef]
Уитворт, Дж. Статья о единой системе резьбы. Читают в институте гражданских инженеров. 1841. Доступно в Интернете: https://en.wikisource.org/wiki/Miscellaneous_Papers_on_Mechanical_Subjects/A_Paper_on_an_Uniform_System_of_Screw_Threads (по состоянию на 20 ноября 2018 г.).
Найт, Т. Идемпотентный векторный дизайн для стандартной сборки биокирпичей. Лаборатория искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. 2003. Доступно в Интернете: http://hdl.handle.net/1721.1/21168 (по состоянию на 20 ноября 2018 г.). [Зеленая версия]
Knight, T. Проект стандарта для биологических деталей Biobrick; OpenWetWare, Массачусетский технологический институт: Кембридж, Массачусетс, США, 2007 г.; Доступно в Интернете: http://hdl. handle.net/1721.1/45138 (по состоянию на 18 ноября 2018 г.).
Мартин, доктор медицины; Каппеллини, Э.; Саманьего, Дж. А.; Зепеда, М.Л.; Кампос, П.Ф.; Сегин-Орландо, А .; Уэльс, Н.; Орландо, Л.; Хо, С.Ю.; Дитрих, Ф.С.; и другие. Реконструкция эволюции генома в исторических образцах возбудителя ирландского картофельного голода. Нац. коммун. 2013 , 4, 2172. [Google Scholar] [CrossRef]
Scales, J. Что произошло, когда я заглянул в свой каталог NODE_Modules: просто абсолютное безумие. 2016. Доступно онлайн: https://medium.com/s/silicon-satire/i-peeked-into-my-node-modules-directory-and-you-wont-believe-what-happened-next-b89f63d21558 (доступ 20 ноября 2018 г.).
Пропоков Н. Программное разочарование. 2018. Доступно в Интернете: http://tonsky.me/blog/disenchantment/ (по состоянию на 18 ноября 2018 г.).
Педерсен, М.; Филлипс, А. К языкам программирования для генной инженерии живых клеток. Дж. Р. Соц. Интерфейс 2009 , 6 (Прил. 4), С437–С450. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Гребер, Д.; Фуссенеггер, М. Синтетическая биология млекопитающих: разработка сложных генных сетей. Дж. Биотехнология. 2007 , 130, 329–345. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Kittleson, JT; Ву, GC; Андерсон, Дж. К. Успехи и неудачи модульной генной инженерии. Курс. мнение хим. биол. 2012 , 16, 329–336. [Академия Google] [CrossRef] [PubMed]
г. Сайнс де Мурьета, И.; Бюльтель, М .; Китни Р.И. На пути к первому стандарту сбора данных в синтетической биологии. АКС Синтез. биол. 2016 , 5, 817–826. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Гудман, С. Инженерная изобретательность в iGEM. Нац. хим. биол. 2008 , 4, 13. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Røkke, G.; Корвальд, Э.; Пар, Дж.; Ойас, О .; Лале, Р. Стандарты и методы сборки BioBrick и связанные с ними программные средства. Методы Мол. биол. 2014 , 1116, 1–24. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Виланова, К.; Поркар, М. iGEM 2.0-обновления инженерной биологии. Нац. Биотехнолог. 2014 , 32, 420–424. [Google Scholar] [CrossRef]
Джоши, Н.; Ван, X .; Монтгомери, Л.; Эльфик, А .; French, CE Новые подходы к биосенсорам для обнаружения мышьяка в питьевой воде. Опреснение 2009 , 248, 517–523. [Google Scholar] [CrossRef]
Французский, CE; де Мора, К.; Джоши, Н.; Эльфик, А .; Хазелофф, Дж.; Аджиока, Дж. Синтетическая биология и искусство проектирования биосенсоров. В науке и приложениях синтетической и системной биологии: резюме семинара; National Academy Press: Washington, DC, USA, 2011. [Google Scholar]
Сотрудничество с биосенсорами мышьяка. Можем ли мы построить дешевый, практичный и надежный биосенсор мышьяка? 2014. Доступно в Интернете: http://www.arsenicbiosensor.org/team.html (по состоянию на 15 ноября 2018 г.).
Бразма А.; Хингамп, П.; Квакенбуш, Дж.; Шерлок, Г.; Спеллман, П.; Стокерт, К.; Аах, Дж.; Ансорж, В .; Болл, Калифорния; Каустон, ХК; и другие. Минимум информации об эксперименте с микрочипами (MIAME) — к стандартам для данных с микрочипов. Нац. Жене. 2001 , 29, 365–371. [Академия Google] [CrossRef]
Дойч, EW; Болл, Калифорния; Бова, Г.С.; Бразма, А .; Бамгарнер, Р.Э.; Кэмпбелл, Д.; Каустон, ХК; Кристиансен, Дж.; Дэвидсон, Д.; Эйхнер, Л.Дж.; и другие. Разработка Минимальной информационной спецификации для экспериментов по гибридизации и иммуногистохимии in situ (MISFISHIE). OMICS 2006 , 10, 205–208. [Google Scholar] [CrossRef]
Taylor, C.F.; Филд, Д.; Сансоне, С.А.; Аэртс, Дж.; Апвейлер, Р.; Эшбернер, М.; Болл, Калифорния; Бинц, Пенсильвания; Бог, М .; Бут, Т .; и другие. Продвижение согласованных минимальных руководящих принципов отчетности для биологических и биомедицинских исследований: проект MIBBI. Нац. Биотехнолог. 2008 , 26, 889–896. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Роблес, Г.; Гонсалес-Барахона, Дж. М. Всестороннее исследование форков программного обеспечения: даты, причины и результаты. В IFIP Advances in Information and Communication Technology; Хаммуда И., Ланделл Б., Микконен Т., Скакки В., ред.; Системы с открытым исходным кодом: долгосрочная устойчивость OSS; Springer: Берлин/Гейдельберг, Германия, 2012 г.; Том 378. [Google Scholar]
Enna, S.J. Фенотипический скрининг наркотиков. Дж. Перифер. нерв. Сист. 2014 , 19 (Прил. 2), С4–С5. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
Паричарак, С.; Эйзерман, А.П.; Бендер, А .; Нигш, Ф. Анализ итеративного скрининга с пошаговым отбором соединений на основе собственных данных HTS компании Novartis. АКС хим. биол. 2016 , 11, 1255–1264. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
Белломо, Ф. ; Медина, Д.Л.; Де Лео, Э.; Панарелла, А .; Эмма, Ф. Скрининг с высоким содержанием лекарств для редких заболеваний. Дж. Наследовать. Метаб. Дис. 2017 , 40, 601–607. [Google Scholar] [CrossRef]
Gilbert, N. Гибридные культуры быстрее приспосабливаются. Nature 2014 , 513, 292. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Holland, J.H. Адаптация в естественных и искусственных системах; MIT Press: Cambridge, MA, USA, 1994. [Google Scholar]
Poon, K.F.; Конвей, Г.; Уордроп, Г.; Меллис, Дж. Успешное применение генетических алгоритмов для проектирования и планирования сетей. БТ Техн. J. 2000 , 18, 32–41. [Академия Google] [CrossRef]
Хорнби, Г.; Глобус, А .; Линден, Д.С.; Лон, Дж. Д. Автоматизированное проектирование антенны с помощью эволюционных алгоритмов. Белая книга, опубликованная Американским институтом воздухоплавания и астронавтики. 2006. Доступно в Интернете: http://alglobus. net/NASAwork/papers/Space2006Antenna.pdf (по состоянию на 20 ноября 2018 г.). [Зеленая версия]
Рис. 1. Схематическое изображение «инженерного подхода», обсуждаемого здесь. На этапе проектирования используются, насколько это возможно, стандартные компоненты и уже существующие модули, сделанные из стандартных компонентов, чтобы найти план желаемого устройства. План максимально разделит устройство на модули, которые могут быть детально спроектированы отдельно (возможно, отдельными командами). В сложных проектах эта модульность может быть иерархической, когда сами модули состоят из подмодулей и т. д. Этап проектирования включает моделирование, опираясь на известные свойства используемых компонентов и модулей, а также на представление связей между ними. Это моделирование используется для оптимизации дизайна, прежде чем он будет реализован в мокрой посуде. Фактическая конструкция и тестирование выполняются стандартными методами, и в маловероятном случае, если устройство не работает должным образом, его фактическое поведение возвращается в моделирование для улучшения конструкции. Результатом является продукт гарантированного качества, а также расширенные знания (и, возможно, расширенная база модулей), которые можно использовать для других проектов. Авторы графики: Ромен, Рауль Руано Руис, Эверадо Коэльо, Магнус Манске, Халфак, NIAID, все они получены из Викисклада под лицензией CC4.0 или CC0.
Рис. 1. Схематическое изображение «инженерного подхода», обсуждаемого здесь. На этапе проектирования используются, насколько это возможно, стандартные компоненты и уже существующие модули, сделанные из стандартных компонентов, чтобы найти план желаемого устройства. План максимально разделит устройство на модули, которые могут быть детально спроектированы отдельно (возможно, отдельными командами). В сложных проектах эта модульность может быть иерархической, когда сами модули состоят из подмодулей и т. д. Этап проектирования включает моделирование, опираясь на известные свойства используемых компонентов и модулей, а также на представление связей между ними. Это моделирование используется для оптимизации дизайна, прежде чем он будет реализован в мокрой посуде. Фактическая конструкция и тестирование выполняются стандартными методами, и в маловероятном случае, если устройство не работает должным образом, его фактическое поведение возвращается в моделирование для улучшения конструкции. Результатом является продукт гарантированного качества, а также расширенные знания (и, возможно, расширенная база модулей), которые можно использовать для других проектов. Авторы графики: Ромен, Рауль Руано Руис, Эверадо Коэльо, Магнус Манске, Халфак, NIAID, все они получены из Викисклада под лицензией CC4.0 или CC0.
Рисунок 2. Представление о ходе проекта по производству артемизиновой кислоты (предшественника противомалярийного соединения артемизинина) синтетическими биологическими средствами. Следует отметить, что на этой диаграмме показан только путь к «первому успеху», а не к окончательной коммерческой оптимизации, а также то, что она упрощена в интересах наглядности: в действительности витков этой спирали больше, например, для деформации выбор, и некоторые события (например, ADH, Gal80) были представлены вместе, тогда как в действительности они были последовательными и добавили бы еще один поворот к диаграмме. История, которая еще сложнее, чем можно предположить на этой и без того запутанной диаграмме, очень ясно изложена в [32].
Рис. 2. Представление о ходе проекта по производству артемизиновой кислоты (предшественника противомалярийного соединения артемизинина) синтетическими биологическими средствами. Следует отметить, что на этой диаграмме показан только путь к «первому успеху», а не к окончательной коммерческой оптимизации, а также то, что она упрощена в интересах наглядности: в действительности витков этой спирали больше, например, для деформации выбор, и некоторые события (например, ADH, Gal80) были представлены вместе, тогда как в действительности они были последовательными и добавили бы еще один поворот к диаграмме. История, которая еще сложнее, чем можно предположить на этой и без того запутанной диаграмме, очень ясно изложена в [32].
Рисунок 3. Схематическое представление общего подхода, фактически использованного в большинстве проектов в таблице 1. Они использовали нестандартные детали, выбранные специально для проекта, и достигли большинства этапов оптимизации путем тестирования различных версий реальной конструкции мокрого изделия (а не компьютерной модели). ) и использовать эту информацию для улучшения дизайна. Многие проекты включали случайные вариации и выбор наилучшей альтернативы, а не полагались исключительно на прогнозный дизайн. Авторы графики: Ромен, Рауль Руано Руис, Эверадо Коэльо, Магнус Манске, Халфак, все они получены из Викисклада под лицензией CC4.0 или CC0.
Рис. 3. Схематическое представление общего подхода, фактически использованного в большинстве проектов в таблице 1. Они использовали нестандартные детали, выбранные специально для проекта, и достигли большинства этапов оптимизации путем тестирования различных версий реальной конструкции мокрого изделия (а не компьютерной модели). ) и использовать эту информацию для улучшения дизайна. Многие проекты включали случайные вариации и выбор наилучшей альтернативы, а не полагались исключительно на прогнозный дизайн. Авторы графики: Ромен, Рауль Руано Руис, Эверадо Коэльо, Магнус Манске, Халфак, все они получены из Викисклада под лицензией CC4.0 или CC0.
Таблица 1. Атрибуты подборки успешных синтетических биологических проектов из реального мира. Использование компонентов, настолько стандартных в биологии, что они не особенно связаны с синтетической биологией, таких как коммерческие плазмиды и системы клонирования, игнорируется в столбце «стандартные компоненты»: вместо этого в этом столбце упоминаются компоненты, взятые из реестра стандартных частей. предназначены для синтетической биологии.
Таблица 1. Атрибуты подборки успешных синтетических биологических проектов из реального мира. Использование компонентов, настолько стандартных в биологии, что они не особенно связаны с синтетической биологией, таких как коммерческие плазмиды и системы клонирования, игнорируется в столбце «стандартные компоненты»: вместо этого в этом столбце упоминаются компоненты, взятые из реестра стандартных частей. предназначены для синтетической биологии.
.
No related posts.
Оставить Комментарий на В биологии абстрагирование это: Абстрагирование. Методы эмпирического познания Что такое абстрагирование в биологии
Навигация по записям
Как пишется арт терапия: Как правильно пишется: арт-терапия или арттерапия?
К чему во сне снится любимый человек: человек, мужчина, девушка, парень, толкование сна, сонник :: Сонник :: Дни.ру
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Искать для:
Рубрики
Взрослен
Взросление
Ответствен
Ответственность
Правил
Правила
Привязан
Привязанность
Разное
Самовоспитан
Самовоспитание
Совет
Советы психолога
2019 © Все права защищены. Карта сайта(C) МКОУ СОШ №1 с.п.Аргудан
Проект Как Ref Статус Прогнозные модели? Стандартные компоненты? Модульный? Стандартные испытания?
Аклераза Трио (для преобразования биомассы) Enzyme Engineering [30] Commercial UNSIN )
Синтез артемизиновой кислоты (лекарственное средство) Разработка метаболических путей [31,32,33] Коммерческий Нет (дизайн был оптимизирован эмпирически) Нет 3 22 90 4 904 организмы Нет (заказ)
Синтез биоизопрена (для каучука) Разработка путей метаболизма [34] Ближний рынок Нет (вместо этого использовалось эмпирическое тестирование альтернатив) NO (обычай, отобранный из других организмов) NO NO (CUSTEON)