คณิตศาสตร์ชีววิทยา

คณิตศาสตร์ชีววิทยา (อังกฤษ: Mathematical biology) คือ งานวิจัยสหพันธวิชาทางวิทยาศาสตร์ซึ่งประยุกต์ใช้ได้หลายแบบ^[1] คณิตศาสตร์ชีววิทยามุ่งไปที่การแสดงทางคณิตศาสตร์ การรักษา และสร้างแบบจำลองของแนวทางปฏิบัติทางชีววิทยา โดยใช้เทคนิกและเครื่องมือของคณิตศาสตร์ประยุกต์ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ทั้งทางทฤษฎีและทางปฏิบัติ ด้านงานวิจัยชีววิทยา ชีวการแพทย์ และเทคโนโลยีชีวภาพ การบรรยายระบบในเชิงปริมาณแปลว่าพฤติกรรมของระบบเหล่านั้นสามารถถูกทำนาย โดยต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีความแม่นยำ

คณิตศาสตร์ชีววิทยาใช้หลายส่วนประกอบจากคณิตศาสตร์^[2] และมีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคนิกใหม่ ๆ

ประวัติ

ประวัติตอนต้น

คณิตศาสตร์ถูกนำไปใช้กับชีววิทยาตั้งแต่สมัยคริสต์ศตวรรษที่ 19

ฟริตซ์ มึลเลอร์ (Fritz Müller) อธิบายประโยชน์เชิงวิวัฒนาการของสิ่งที่ตอนนี้ถูกเรียกว่าการเลียนแบบของมึลเลอร์ (Müllerian mimicry) ในปีค.ศ. 1879 และนับเป็นคนแรกที่ใช้เหตุผลทางคณิตศาสตร์ในนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการ เพื่อแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะมีอิทธิพลมากเพียงใด เว้นแต่จะนับคำโต้เถียงของมาลธัสเกี่ยวกับผลกระทบของการเติบโตทางประชากรที่ส่งผลกระทบต่อชาลส์ ดาร์วิน: มาลธัสอ้างว่าการเติบโตจะเป็นแบบ "เรขาคณิต" ในขณะที่ทรัพยากรณ์ (ความสามารถในการรับรองของสิ่งแวดล้อม) สามารถเติบโตแบบเลขคณิตเท่านั้น^[3]

การเติบโตเมื่อไม่นานมานี้

ความสนใจในด้านนี้ได้ขยายอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปีค.ศ. 1960 โดยมีเหตุผลบางประการดังนี้:

การเติบโตอย่างรวดเร็วของชุดสารนิเทศซึ่งอุดมไปด้วยข้อมูล เนื่องจากการปฏิวัติทางจีโนมิกส์ ซึ่งเข้าใจได้ยากหากไม่มีเครื่องมือเชิงวิเคราะห์
การพัฒนาของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ เช่น ทฤษฎีความอลวน เพื่อช่วยในการเข้าใจกลไกที่ซับซ้อนไม่เชิงเส้นในชีววิทยา
การเพิ่มขึ้นของพลังคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยในการคำนวณและการจำลอง ในแบบที่เป็นไปไม่ได้ในสมัยก่อน
ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการทดลองแบบ in silico ซึ่งใช้คอมพิวเตอร์เพื่อเลียนแบบ เนื่องจากข้อกังขาทางศีลธรรม ความเสี่ยง ความไม่น่าเชื่อถือ และความซับซ้อนอื่น ๆ ซึ่งตามมากับการวิจัยในคนและสัตว์

บันทึก

แหล่งข้อมูลอื่น

[1]

[2]

[3]

Search