代谢生态学、尺度生物学方面的读物

2008-12-25 11:12:11 来自: jake

代谢生态学和尺度生物学可以看作是这方面研究的相当前沿的实证研究结果。进入这个领域，你会发现我们处在了和18、19世纪的热力学发展初期非常类似的状态，我们得到了一系列实证的、经验的公式（就像是理想气体的状态方程PV=nRT），然而，我们缺乏的是统一的理论解释。了解这些已得到的实证结果，绝对有利于我们的理论检验，下面就列出这方面的相关文献，和仅有的一些理论解释（你会发现，目前所有的理论解释都感觉是在隔靴搔痒）
1、“流”的探索
http://www.swarmagents.com/complex/complexsys/flow.htm
这仍然是一篇我自己写的中文文章，从非常著名的Kleiber 3/4 幂律关系出发，引出了一个被主流科学界忽略多年的问题：复杂系统中的流动。之后，我们将理论的触角引入到了最大流原理以及最大熵产生原理。其中第2篇是对Kleiber率的现有解释，仍然是综述，大家不妨看一看。

2、Toward A Metabolic Theory of Ecology
http://www.swarmagents.com/thesis/detail.asp?id=195
这是新墨西哥大学著名的生态学家James Brown写的一篇代谢生态学的开篇之作，同时也是一个相当好的综述。在这篇文章，一个非常显眼的类似气体方程的公式赫然摆在了那里：
F ~ M^(3/4) e^(-E/kT)
其中F是物种的平均的新陈代谢率，M是物种的平均Body Size，T是温度，k是波尔兹曼常数，E是化学反应的活化能。
Brown他们今年收集了相当多的数据来支持这一经验公式，所以，该公式应该说大致是没错的，可能在一些小的参数上会有误差。不仅如此，Brown他们还发现，从这个基本公式出发，还能导出很多重要变量和M之间的幂律关系。

3、Banavar的Size and form in efficient transportation networks
http://www.swarmagents.com/thesis/detail.asp?id=206
这是一篇我认为最好的解释3/4幂律关系如何涌现的文章

4、West的A General Model for the Origin of Allometric Scaling Laws in Biology
http://www.swarmagents.com/thesis/detail.asp?id=194
这是第一篇解释3/4幂律关系的文章，发表于1997年，后来West凭借着这项研究得到了SFI研究所所长的职位。

5、West的The Fourth Dimension of Life: Fractal Geometry and Allometric Scaling of organisms
http://www.swarmagents.com/thesis/detail.asp?id=193
这是West发的第二篇解释3/4率的文章，比上一篇更有想象力，用简单的尺度变化计算得出这个关系式。我认为已经很接近真理了。

6、Allometric Scaling and Central Source Systems
http://www.swarmagents.com/thesis/detail.asp?id=240
这是一篇比较新的很好解释3/4律的文章，文章不长，但是论述得很具有普适性。主要抓住了一点，就是如果流速不变，那么流动在尺度变换下可能会发生某种不协调，也就是导致了流量和存量之间的3/4的幂律关系。

7、书：Scaling Biology
http://www.douban.com/subject/2874811/?i=1
这本书介绍了更多生物之中的Scaling关系，记得以前读过一篇英文散文，就叫做On Size，论尺度，虽然那篇文章不是科学论文，但其实蕴含了很深刻的科学思想。现代的理论物理、复杂性科学反复发现了Scaling这个玩意的作用，包括分形、无尺度网络、重正化群等等，在生物中也存在着很多Scaling律，这就是本书所讲的。

8、书：In the beat of a heart
http://www.douban.com/subject/2568009/?i=0
这是一本更加通俗的介绍代谢生态学、尺度生物学的书，没有一个数学公式，全部文字叙述