（中科院院士）
作为全国“科技周”活动的重头戏之一，2001年5月11～14日在北京召开的“新世纪科学论坛”备受瞩目，本刊将陆续刊出这一论坛的精彩报告，匡廷云院士的报告为开篇，请读者注意。
匡廷云院士
匡廷云院士：1934年12月29日出生于四川资中，1962年在苏联国立莫斯科大学生物系获理学副博士学位，1981～1982年在美国密执安州立大学和美国能源部植物实验室做访问学者，被授予“卓越的访问教授学者”证书；1962年至今，在中国科学院植物所先后任助研、副研究员、研究员、所学位评定委员会主任，曾先后担任三届副所长；1995年当选为中国科学院院士，2000年当选为中国科学院生物学部副主任，国家重点基础研究发展规划项目（973）“光合作用高效转能的机理及其在农业中的应用”项目首席科学家。
生命科学研究的对象
生命科学研究的对象是整个生物界及其环境的相互作用。它的基本任务是认识和揭示生物界存在的各层次的生命活动的客观规律，从原子、分子、膜层、细胞、器官到个体及群体水平的结构与功能、生长发育的规律、物质与能量代谢的规律、分布与进化的规律以及与环境相互作用的规律等。
揭示新的原理和探索新的技术，进行多学科的交叉和渗透，并广泛应用生命科学的理论和方法去解决当今人类面临的食物、人口、健康、资源、生态、环境、能源、信息和材料等问题。
世界人口和资源的严峻状况，迫使人类把利用自然资源的范围扩展到世代生息的地球之外，太空生命科学应运而生。研究太空特殊环境条件下的特殊生命活动规律及其调控是空间生命科学的主要任务。
20世纪生命科学的巨大成就
20世纪初生命科学取得了第一次革命性的进展是孟德尔遗传定律的再发现和摩尔根的基因论。摩尔根为首的一批科学家用实验证实了孟德尔所假设的“遗传因子”就是在细胞内染色体上有序排列的“基因”，确证了基因是遗传信息的载体。在20世纪中叶，量子力学的创始人之一、波动力学的创始人，奥地利物理学家薛定谔提出了必定存在一种生物大分子晶体，其中包含着数量巨大的遗传密码的排列组合。在前人的基础上，由美国的生物学家沃森和英国的物理学家克里克建立了DNA双螺旋结构的分子模型。生物学家沃森的主要贡献是确定了两对碱基特异性配对的性质，它直接表明了遗传物质可能的复制机制。克里克的主要贡献是极力主张建立模型，他从物理学的角度，从原子之间的距离和角度提供了一系列强有力的限制条件，规则螺旋的结构会大大减少自由变量的数目。威尔金斯和富兰克林通过对DNA的X-射线衍射的研究，证实了沃森和克里克的DNA结构模型。
DNA双螺旋结构的分子模型的建立是20世纪生命科学发展的里程碑，标志着现代分子遗传学的诞生，开辟了20世纪分子生物学的新纪元，揭示了世界上千差万别的生命种群和个体在分子结构和遗传机制上的统一性，并为DNA重组为主要手段的基因工程奠定了基础；对生命科学的发展，对农业和医学的发展产生了巨大的、极其深远的影响。在分子水平上探索生命的奥秘成为20世纪后半叶生命科学的主流，由于搞清了遗传密码，阐明了蛋白质的合成机制，为生物学的大发展奠定了良好的基础。随着分子生物学的飞速发展，分子生物学的成熟和计算机科学的发展，使人类有能力破译自身的全部密码，由此于1990年启动了“人类基因组计划”。“人类基因组计划”和“曼哈顿工程”、“阿波罗登月计划”并称20世纪的三大科学计划。到2003年，人类基因组30亿对碱基的序列将全部被测定，以及有关动、植物基因组（如水稻基因组）的序列也将全部被测定。继而人类将进入破译遗传密码、研究基因功能的后基因组和蛋白组学的时代。
生命科学在当代自然科学中的地位
19世纪以来，物理学、化学、地球科学以及技术科学的理论和技术成就，提供了人们认识生命活动规律的许多新技术和新手段，极大地促进了生命科学的发展——生命科学越来越成为一门多学科的研究。
它充分利用各门学科的成就去了解我们居住的这颗行星地球，或许将来也能阐明其他行星上有机体的起源、进化、分布、生长和发育、物种繁衍和消失的规律。而生命科学的发展又推动了整个自然科学的发展。生命科学是自然科学的一个重要组成部分，生命科学的发展深刻地影响到当代自然科学和技术的进步。生命科学的规律，可以概括为非生物体系的物质运动的规律在生物体内的复杂系统的综合表现。生物界生命现象本质的阐明，使物质运动的规律具有更普遍和深刻的意义。因此，生命科学的发展，将导致自然科学进入复杂性研究的新领域；生命科学的进步，也向数学、物理学、化学以及技术科学提出了许多新问题、新概念和新的研究领域。
由于生命科学对科学的发展、社会的进步和经济建设都具有极其重大的影响，在20世纪生命科学得到了空前的重视，取得了丰硕的成果。特别是20世纪下半叶，生命科学的理论成就给自然科学的发展作出了巨大贡献。
21世纪生命科学将是当代科学体系中的“主力军”之一。1995年度美国科技专利引文总数，为47059，其中生命科学为35591，占75.6%；而物质科学和技术科学以及工程技术为11439，占24.3%。从科学投入来看，生命科学占美国全部科学与发展经费总数的55%；从全球产出的比例来看，生命科学占55.1%；以上数据充分说明生命科学在知识创新中的重要地位。
21世纪生命科学发展的主要趋势
展望新世纪，生命科学将会得到更加突飞猛进的发展，生命活动的基本过程和规律将会在更广泛的空间尺度和时间尺度上被揭示和阐明。随着人类及有关动、植物基因组核苷酸序列的全部测定，人类将进入破译遗传密码、研究基因功能的后基因组学和蛋白组学时代（大规模地系统地开展蛋白质等生物大分子结构和功能的研究）。这对于揭示生命现象的本质和规律具有重大意义。随着后基因组或蛋白组研究的快速发展，以基因信息为基础的巨大的知识经济产业正在形成。此外，基因工程、干细胞工程、组织工程等高新生物技术已成为推动世界新技术革命的重要力量，它将使人类进入一个能改造和创新的生物学的时代。
生命科学是与破除迷信、反对唯心论、树立科学的世界观、促进精神文明建设密切相关的基础学科。生命科学对生命起源和进化，人与自然的关系，人脑及其精神活动的研究中得出的科学结论，将影响人的世界观、价值观和伦理观。在未来世纪中，生命科学在促进自然、社会、经济的协调发展，在推动知识创新以及精神文明发展中，将起越来越大的作用。
20世纪中期，随着蛋白质空间结构的X-射线解析和DNA双螺旋的发现，开创了分子生物学的时代，对遗传信息载体DNA和生命功能的执行者——蛋白质的研究成了生命科学研究的主要内容；而在21世纪生物学的发展有以下七个特点和趋势：
分子生物学是生命科学的主导力量随着分子生物学的飞速进步，带动了生物学各分支向分子水平深入发展，出现了分子遗传学、分子细胞生物学、分子神经生物学、分子分类学、分子生态学等，在分子水平上对细胞活动、生长发育、物质和能量代谢、遗传、进化与分布，以及脑功能等各种生命现象进行探索。
在21世纪，生命科学仍将向最基本的、最复杂的微观和宏观两极发展一方面，分子生物学将广泛地向其分支学科领域渗透；另一方面，生态学又向具有复杂功能的生态系统乃至生物圈方向发展。最后，必将把微观与宏观整体地联系起来，即把分子、细胞、个体、群体、群落等生命不同结构层次作为一个有机系统进行深入研究。
生命科学的研究模式发生变化经典生物学研究以单一个体实验室研究模式为主。随着人类基因组计划等“大科学”的实施，出现了大规模的跨单位、跨地区、跨国家的联合研究和大型研究中心的集约型研究。这些新研究模式成为推动生命科学快速发展的主要动力。此外，多个实验室之间的合作研究方式已成为当前的主要潮流。
生物学家对生命的思考和认识有了新的角度由于基因组研究和蛋白质组研究等“整体性研究”方法的出现，以及复杂系统理论和非线性科学的发展，生物学思想和方法论正在从局部观向整体观拓展，从线性思维走向复杂性思维，从注重分析转变为分析与综合相结合。
生命科学的发展越来越依赖大型平行技术的发展突出例子就是DNA序列测定。机器人和自动仪器被用于分离DNA、切割DNA片断、自动测序以及直接读取序列的高性能的计算机上。然后由复杂的计算程序进行比较和排列这些序列。应用自动化仪器的大型平行技术对基因表达研究、对蛋白质相互作用方式的研究都是非常有用的。发展机器人技术和利用来控制仪器和数据分析的计算机程序需要科学家的高超智慧。
多学科交叉是当代科学发展的一大趋势如果说上个世纪初由于一批物理学家、化学家的加盟导致了分子生物学的诞生，那么当前数、理、化和生命科学领域的科学家的交流和合作就是孕育着又一次学科的“大爆炸”。化学生物学和数学生物学等新兴交叉科学的产生将推动生命科学自身以及自然科学其他学科的大发展。
生命科学基础研究与应用研究的结合越来越紧密，研究成果向产业转化的速度越来越快在分子生物学研究初期，大部分的研究工作都是在“象牙塔”里进行，到了遗传工程时代，基础研究开始了与应用研究和产业开发的结合。在“后基因组时代”，许多在过去被视为基础研究的工作一开始就与应用紧密联系在一起，例如一些商业公司把对基因组的DNA序列测定或蛋白质组中的蛋白质分析所得到的数据直接变为具有很高利润的商业数据库。基因或蛋白质的信息已成为各大生物医药公司追求的重要目标。
总之，21世纪生命科学的突破、生命活动的基本过程及其进化和分布以及与环境相互作用的规律的揭示，将会为生命科学的开发和利用、为生物技术的腾飞提供巨大的原动力。如正在发展的基因工程、蛋白质工程、生物信息技术、生物芯片和生物电子器件技术、胚胎干细胞等关联技术，不仅将使生物技术产业成为21世纪最主要的产业，具有非常巨大的潜在经济效益，为本世纪的经济发展提供强大的推动力；而且也将深刻地改变农业食品、能源材料、人口卫生、资源信息、环境生态的状况。同时生命科学和生物技术的发展也向人类社会和伦理道德提出了严峻的挑战。面对国际上围绕生命科学前沿领域和生物技术及自然资源的激烈竞争，对我国来说机遇和挑战并存，我国如何迎接生命科学世纪的挑战，不失时机，是国家和所有中国科学家应高度重视的问题。