读书笔记：达尔文与理论生态学（一）——Darwinian ecology

此篇读书笔记对应于《 Theory-based ecology — a Darwinian approach 》第一章——Introduction: Darwinian ecology

先简单回顾下生态学发展的几个关键节点：（Ⅰ）Gilbert White，1789，《 The Natural History of Selborne 》，首次提出生态学问题：雨燕种群数量为啥永远是8只；（Ⅱ）Thomas Malthus，1798，马尔萨斯定律，生态学第一定律；（Ⅲ）Howard & Fiske，1911，种群调节，描述两种欧洲蛾类入侵到北美后的种群动态，生态学第二定律的雏形；（Ⅳ）G Evelyn Hutchinson，1959，多样性悖论，物种共存、生态位理论的导火索；（Ⅴ）MacArthur & Wilson，1967，岛屿生物地理学理论，中性理论的前身。

大家会发现，19世纪是个空缺。难道说，19世纪是生态学的荒漠？

但巧合的是，达尔文的《物种起源》就在1859年。

我一直比较困惑，达尔文理论究竟应该如何被安置到生态学中。我曾经也想过，“进化论是否能成为生态学第一定律？”。进化论固然对生态学很重要，但无论从历史，还是从理论体系上讲，总感觉它的出现有些 「唐突」 。

这种唐突感，就像囚徒困境用于解释生态学中物种合作机制一样（参见 《理论生态学：原理及应用》读书笔记（一） ）。就像，在一片有限的空间中创造出一个独立的主观世界，甚至，这个世界的生死存亡与它原属空间的发展毫无关系。但，在某种意义上，这个世界竟然也可以被认为是存在于一种称为“生态学”的空间内。

这种唐突感，也许是由 「第一性原理（First principle）」 不同造成的吧。但达尔文进化论真的就是一个完全独立于其他任何理论的第一性原理吗？

绝大多数研究提出的假设都是由第一性原理导出的。第一性原理，代表着事物的真相，且不是由其他任何理论导出。

如果要提出一个新的第一性原理，必须好好论证它；否则，就由现有的理论导出，而且推导的时候还要注意理论的适用条件。

达尔文从一系列 「经验性事实（empirical fact）」 和 「逻辑必然性（logical necessity）」 “侦查”出物种进化的法则。通过假设–推演法（hypothetico-deductive approach），达尔文解释了生物多样性的涌现和维持机制。

在当时，十分明确的有两个事实：① 1798年的Malthus定律，即所有物种都会自我繁殖；② 世界上有大量物种共存在一起。

尽管达尔文提出了一系列概念，它们说到底还是Malthus定律。因此书上又将达尔文的论证过程称为达尔文种群动态方法（Darwin's population dynamic approach）。

论证过程如下：

（1）根据 「生态学第一定律」 ，物种不受外力作用时拥有恒定增长率 r ，于是全世界都充满着个体。但很遗憾：现实中资源有限，无法满足所有个体生存，因而增长率 r 会变化。

（2）根据 「生态学第二定律」 ，现实中 「调节因子（regulating factors）」 （例如资源）的变化会改变增长率 r ，即对增长率 r 进行 「检查（check on growth）」 。这种过程被称为 「种群调节（population regulation）」 。到这里，所有物种依然被视为等同。但很遗憾：要是每个物种都受相同的过程调节，那为啥有些物种个体数量多，有些个体数量少，甚至有些灭绝呢？

（3）所以不同种群受调节的力度可能是不一样的，因而增长率 r 表现出差异。这一客观过程被主观性地称之为 「竞争（competition）」 ，但说白了就是 r 不一样。有些种群 r 更高，于是相对多度越高越高，最终胜出，有些种群 r 更低，于是相对多度越来越低，最终被淘汰，因而才有了一种被称之为是 「自然选择（natural selection）」 的过程。但很遗憾：如果仅存在优胜劣汰的话，那么地球上难道不应该只剩下一个物种？

（4）因此最后达尔文又补充了 「多样化（diversification）」 理论。由共同祖先进化而来的不同物种在生活策略等方面具有一定的差异，因此占据了不同的“place in the polity of nature”，也就是后人所说的 「生态位（niche）」 。由于现实中环境是异质性的，因而不同策略就在不同条件下占据优势，也就是有更高的 r 值。达尔文说，for example，两种狼，一只狼只吃鹿，另一只狼只吃养，你看这不就共存了吗？此外，种内竞争强度大于种间竞争，也有利于物种共存。

我们看一下这几个论证过程与理论生态学历史的关系：（1）就是Malthus定律，就是说， r 不变；（2）就是种群调节理论的前身，虽然直到1911年才被Howard & Fiske才初具雏形，但其实早就被达尔文 「预见」 了；（3）自然选择理论，像是竞争排除（competitive exclusion）理论的前身，但直到1934年，这个理论才被G F Gause提出来，所以又被达尔文 「预见」 了；（4）不用说，place in the polity of nature就是20世纪70年代左右不断讨论的「生态位理论」，而后面的for example，实际上就是Tilman在同时期不断探讨的 「权衡（trade-off）理论」 的前身。

所以说，达尔文的理论，承前启后。

像是物理界的牛顿，一位集大成者；尽管生态学第一定律却是Malthus提出来的。达尔文站在了Malthus这个巨人的肩膀上。

那就再来说说Malthus牛的地方吧。几乎所有生态学理论，都别想逃过种群动态的探讨。甚至，这就是生态学的核心问题。

“生态学是一门探讨生物及其环境关系的科学”、“生态学是一门探讨生物多样性格局的科学”、“生态学是一门探讨宏观生命系统各种格局、过程等等的科学”……但现在，看起来好像这些纷繁复杂的定义并不比 「生态学是探讨种群动态的科学」 来得精妙。生态学从Gilbert White关于种群动态的一个问题而来，从Malthus理论中定下根基，到后续20世纪由种群动态理论探讨大量生态学问题，到21世纪的物种保护、绿色农业、可持续渔业、新冠病毒流行……它还是落回到种群动态里面去。而种群动态，说白了我们就关心个体数，以及增长率 r 。

这就是Malthus的厉害之处。

再来看上面的4个论证过程：（1） r 不变；（2） r 受调节因子调控；（3） r 受调节因子调控在不同物种中是不同的；（4） r 受调节因子调控在不同物种及不同环境条件下是不同的。

它们都不是Malthus定律，它们也都是Malthus定律。

达尔文是Malthus的传承人，也是20世纪生态学的 「预见」 者。

本书以7个原理组织了达尔文生态学理论体系。图1其实已经把逻辑展示地很清楚了。第一，每个物种都要增长；第二，每个种群都要受外界调控；第三，不同物种本身有差异；第四，因此造成不同物种受调控后增长率不一样，才冒出了 「适合度（fitness）」 这个概念；第五，因此，物竞天择，适者生存；第六，但现实中往往有多个调控因子，此时往往物种能共存，为啥呢？第七，因为有权衡关系。

尽管种群动态理论是生态学的顶梁柱，但它说到底也只不过是 「动力学系统」 的一个具体实例。书上举了盛水容器这个案例，很好地说明了种群调节的机制。设想一个容器满足：
其中 是容器中水的体积， 是进水速率， 是出水速率。其平衡解为：
代入(1)式，可得
由此可以明显看到 「负反馈（negative feedback）」 调节机制：水位在平衡点以下时，水位上调；水位在平衡点以上时，水位下调。

求解之，得
其中 被定义为 「松弛时间（relaxation time）」 ，即 变为原来的 的时间。它是系统的内部参数。

从该推导过程中，可看出： 反馈强度影响平衡点对外界参数的敏感性 。调大水龙头，也就是增加 到 ，则 也会变化 ，即 。如果 很大，即反馈作用很强，则水龙头流量变化并不能很显著地改变水位平衡点。

这不就是生态学中的 「负反馈理论」 吗？

接下来，加一点噪音到系统里：
即水龙头流量随时间变化。调节振荡时间 ，让其变成系统松弛时间 的整倍数。结果表明（图2）， 很小时，容器内部系统都来不及做出反馈，最终就好像外界波动不存在一样； 很大时，外界稍微一变化容器很快就跟上去了，好像容器时时刻刻都能跟外界保持同步，就像反馈过程不存在一样。

这种现象，在书中称为 「时间尺度分离（timescale separation）」 。就是当一个过程的时间尺度足够小时，它可以被忽略。

因此常常说景观模型要尺度外推，问题在于，外推到很大的时间尺度后，那些时间尺度很小的过程都可以忽略不计了。外推这种过程显然没有意义。

有没有想到高中化学的 「快反应和慢反应」 ？不是说"道理是想通的"，而是说，所有动力学系统都满足这么个规律，逃不掉的。既然你是动力学系统，那么在高中化学里面适用的那些动力学系统定律在这里就一样适用，否则反而出妖怪了。

生态学中，很多格局，看起来貌似是新问题，其实不过是动力学系统的推论，还不如老老实实地把动力学系统研究透。

把动力学系统研究透后，种群调节不过是换了一件衣服。

不过是在具体场景下，给出了一系列人为添加的定义：

「环境因子（environmental factors）」 ：对种群增长、繁殖或死亡有影响的外部因子。包括两种：调节因子和修饰因子。

「调节因子（regulating factors， R ）」 ：位于反馈调节闭环中环境因子，也就是说，调节因子能影响种群动态（称为种群对该调节因子的 「敏感性（sensitivity）」 ），种群动态也能影响环境因子（称为种群对环境因子的 「影响（impact）」 ）。

「修饰因子（modifying factor， M ）」 ：能够调节种群，但不会受种群动态影响。例如下雨。

也就是说，只有调节因子才能调控种群。那么，要鉴别出所有调节因子，就要试图人为地所有调节因子都让它固定不变，如果种群表现出指数增长了，那么所有调节因子就都被找出来了。这就是 Murphy法则 。其实它背后的逻辑其实就是一般的科学研究方法：提出假设（所有调节因子都被找出来）►建立零假设（还有因子没被找出来）►推导（那么种群就还受调控）►实验（结果发现种群指数增长了）►结论（这种结果真的没法让我再相信零假设了，只能迫不得已认为备择假设成立了，也就是所有调节因子都被找出来了，我也没办法，谁让它就这样呢）。

种群调控还可拓展到任意 「繁殖单元（reproductive unit）」 。例如种下不同品种构成的种群，以及基因型。但考虑基因型时，和不同物种的种群有所不同。当不受外界条件约束时，不同物种的种群均按照自己的内禀增长率稳定增长，因而相对多度不变；但基因型不一样，只有满足 「哈迪–温伯格定律（Hardy–Weinberg law）」 时，不同基因型频率才能维持不变，才能继续考虑外界因素对其动态的影响。

1、有些现象，我们用大量的数据去揭示，其实人家大佬可能早在一两百年前就已经在默默地为后人 「暗示」 了。

2、好好吃透、研究一个数学模型，那些导出结论，比我们想象的更为强大。

3、还是以前的那句我比较喜欢的话：极端例子yyds。它们是发现问题的重要方式。用本书的话来说："extreme cases may serve as useful references for understanding the focal processes"。

4、如今，有一些理论绕来绕去，看起来像钻牛角尖，似乎难以触及本质。不妨回首看一下我们当初生态学是怎么出发的。那些稀奇古怪的生僻词汇，真的，都能从Malthus理论中涌现出来，甚至都不太需要给一个人为的新定义。
 下一篇： 读书笔记：达尔文与理论生态学（二）——复杂性

根本原因：
用户可能是数据库的用户，但数据库未授予该用户相应的访问权限

解决方法：
为数据库用户分配权限，具体过程见下。
1、假设数据库名称=happy，用户名=haha。
2、在happy数据库中->用户->新建数据库用户->登录名称选择[新建]->名称填haha->确认密码->haha账户建立成功。
注意——身份验证选sql身份验证，默认数据库选happy，服务器角色选上db_owner，数据库访问记得选happy。
补充——如果在中间步骤的服务器角色时没选，用新账号和密码访问，就会出现错误“SQLServer拒绝了对对象 'hello'（数据库 'happy'，所有者 'dbo'）的 SELECT 权限”，在账户属性里重新选上db_owner，或在权限设置里将要访问表的“选择插入更新删除”等项目上打勾就可以了。
此时，重新运行程序会看到访问成功的页面了。

OA的开发语言 OA软件的开发语言很多，目前较为常见的有ASP/PHP/Lotu Domino/Net/JAVA 五种语言，五种语言各有特色，其最鲜明的就是——他们代表了“计算机语言发展使用简史”。
1 ASP语言
ASP是微软的初始WEB产品，在97年左右推向市场，是最初较早的WEB语言技术，很多小型简单的网站都是用ASP语言开发的，由于是九十年代的产品，所以在计算机语言升级以后，其本身最大的一个问题就突显了出来其可扩展性比较差，与现在的主流计算机语言NET和JAVA对接都很困难，所以我们经常见到很多用ASP语言技术开发的小型网站在2003年以后面临升级等问题时都令人头疼，最后很多公司都采取了弃用之前的ASP语言结构的产品转而使用最近的语言技术开发网站。
使用ASP语言脚本技术开发的产品最令软体工程师头疼的是ASP技术与NET平台对接基本不太可能（笔者过去就经历过ASP网站改造成NET网站的事情，那经历简直可以用“苦难”两个字来形容）。由于ASP的语言久远，所以现在在新开发的系统已经使用不多。今天市场上依然能够看到的ASP语言开发的OA软件多是在05年以前生产的产品的基础上改善的。
目前用ASP语言开发的产品有：金和标准版、赛飞OA等。
2 PHP
PHP语言与ASP基本上属于同一时代的产品，但是成熟时间稍微比ASP要晚一点，PHP语言在开发上稍微比ASP复杂，其最大的优势就是其版本就像LIUNX系统一样是一个免费开放型的平台，开源代码很容易就找到，这样就解决了程序开发人员自己绞尽脑汁的去写程序，由于是开源的，很多程序在互联网上都可以找到，但是版权问题和安全性问题是一直困扰PHP技术的两个难题。国内的通达OA一直有很多盗版，其实根源问题就是PHP的开源代码性导致的（大家可以参考通达官网）。
和ASP一样，在2000年左右，PHP成为了网站的主流开发工具，PHP与ASP相比的优势就是跨平台性好些，但是如果面对大型结构的用户群或者门户网站，PHP又有一些力不从心。所以PHP技术也正在逐渐走下坡路。PHP语言目前仍有不少网站还在使用，但是主流的应用系统已经呈现正在放弃使用的趋势，基本层面上正在淡出了开发工具的选型范围。
目前应用PHP技术的OA产品有：通达，新思创，泛微的eOffice。
由于PHP的开源和ASP的易用性再加之其语言技术久远，造成一种事实——现在很多高校和计算机语言职业培训学校已经或者开始放弃了使用PHP和ASP教学，这也就决定了PHP语言技术正在沦为更新换代型的产品，对于使用者来说，就出现了未来的升级困难可能大的风险。
作为行销策略上的吸引点，很多采用PHP和ASP技术的OA软件多用低价的策略冲击市场，采用这两项技术的OA软件实际上更多的是应用于低端产品。
3 Lotus Domino
是IBM 在96年左右流行起来的OA开发工具，优点是开发速度比较快，基于Lotus的脚本进行开发，与Lotus 的邮件系统相整合，主要用来作工作流和内部邮件的传递，由于Louts采用专用的文档数据库系统，查询和数据统计效率就比较低下，与关系型数据库的整合很不好。所以Lotus Notes对于仅对单一的消息和工作流系统来说是不错的架构，但如果想做较大规模的业务整合或者业务开发会是困难重重。
使用Lotus Notes语言架构的OA产品最大的难点就是针对业务系统整合起来比较难。97年笔者曾经在北京见过IBM推广过Louts系统，也许在国外懂louts语言的人很多，但是事实上在国内懂louts系统的人少之又少，这也就决定了louts在中国国内市场上一直都打不开局面的原因之一，由于懂louts语言的技术工程师较少，所以使用louts语言开发的软件的产品面临最大的困难是升级维护，物以稀为贵，louts系统工程师的支付成本也相对比较高昂。
国内应用louts语言的OA产品：合强，开思
以上三种语言技术在90年代的时候都曾经是WEB或者主流开发语言，但是随着计算机语言技术的不断升级换代，这三种语言技术逐渐淡出人们开发OA软件的视线，使用这三种语言的技术工程师人员数量也呈现出阶梯数量级递减，也许到了2020年，ASP，PHP语言技术的工程师将会成为全球“稀有语言动物”，也只有到了那个时候做ASP,PHP语言的工程师拿的薪水会比主流工程师拿得多得多。
4 Net
目前国内计算机语言的主流技术之一，有一个现象大家都可以看到——现在软件公司的招聘广告，从招聘广告上我们看到现在更多的招聘对象都是JAVA和net的技术工程师，从这个市场热度不难看出——JAVA和net在未来很长的一段时间里将代表开发语言的主流。
论证其是否是主流原因的方法很简单,第一：是否有国际大厂商的支持。第二：可扩展性,可升级性,模块化,面向对象等等优势。产品开发出来的安全稳定性以及开发出来的可伸缩性。当然可扩展性和可升级性、模块化这些都是没有办法可视化的，对于那些对OA语言感兴趣的爱好者不防多看看计算机语言技术方面的书籍，其实每本书里都有介绍JAVA和net在扩展、升级、模块化方面的均衡优势。第三：还有一个最为简单的验证方法，就是可以问问你身边搞过研发或者懂点计算机语言技术的朋友，他们都会给你一个明确的答案。
NET语言开发的软件产品稳定性较高，产品可以模块化是一个存在的事实优势，但NET具有很强的优势的同时，也存在一定的劣势，如跨平台、大数据并发。同时Net与ASP对接时，就会导致产品的安全性变低，NET平台的安全性会随着ASP的安全漏洞安全为黑客或者不法分子利用进而破坏，这个也就一直困扰软件技术工程师的一个最大的问题——NET语言没有办法和ASP对接的最大一个因素之一。当然NET如果不需要与ASP语言对接，那么也不存在这样的风险。
目前国内基于Net 的OA产品有：金和C6(高端版本)；领航
5 JAVA
JAVA是1995年由SUN公司引进到我们这个世界的革命性变成语言，今天我们记住SUN这一全球性大公司的原因就是因为SUN在网络安全系统方面是最为优秀的提供商，JAVA的优秀在于与传统的软件比较就是：传统的软件往往与具体的视线环境有关，一旦环境有所变化就需要对软件做一番改动，耗时费力，而JAVA编写的软件能在执行码上兼容，只要服务器提供JAVA解释器，JAVA编写的软件就能在其上运行（更多解释可以见清华大学出版社出版JAVA2实用教程（第二版），在这免费做做广告o(∩_∩)o…）。
JAVA比Net相比,可以跨平台，具有非常强的扩展性；可以在LINUX,UNIX上部署。对于超大型的OA系统,这是至关重要的。Windwos平台想实现上千并发不太现实，这是一个绝对的事实。JAVA在扩展性和稳定性上（SUN在网络安全方面的持续支持）的优越表现导致银行、税务、公安、政府这样基于有很高安全要求的公司或者单位在选择软件才产品的时候会首先选择JAVA语言开发的软件产品。
目前国内基于JAVA的OA软件：上海雪线X5快速开发平台，泛微的Ecology,；华天OA；用友致远。
由于JAVA和NET语言开发的产品稳定性和安全性比较高的众所周之的原因，所以在OA软件的应用中使用JAVA和NET语言开发的OA软件销售的价格会比ASP和PHP开发的软件价格通常要高，但是随着JAVA和NET的语言技术的大规模使用，一旦JAVA和NET开发的OA软件进入中低端市场，PHP和ASP结构的OA软件也将会面临全面被取代的局面。
目前国内OA行业中还有一种“功能为王”的声音，这部分主要是依靠ASP、PHP语言技术为主导的商家，这部分商家通常会强调“功能为王”，主观上来看这其实并不错，但是如果站在长期的目标来看，功能为王并不贴切，现有的功能满足并不等于未来的功能满足，JAVA和Net之所以成为主流，这一点是任何技术流派不能阻止的，越老越多的软件工程师在学习使用这两种计算机语言，他们当然知道选择的原因。OA选型人员应该从更加长远的角度选择OA产品。找到最适合自己的OA软件产品最为重要。

微机 *** 作人员或多或少要受到微机所发射的电磁波的危害。显示器的X射线，是微机对人身造成损害的主要方面。迄今为止，配优质显象管的显示器也只能自称是“低辐射”的显示器，而没有无辐射的显示器。
IC芯片工作时发出辐射完全可以覆盖某频段无线电发射出的信号的现象。随即对该现象进行了深入研究，结论是：凡是“电脑”无论大小，只要处于工作状态均有复合频率的辐射产生。并取得了一些意外收获：人们目前经常使用的电脑主机工作状态释放的电磁波对人体的影响要比显示器的辐射影响大。这即是电脑工作人员“电脑病”的原因。因此，一定要给电脑加装一条良好的接地线。
从医学角度上讲，人体在电磁场中吸收辐射能量而受到不同程度地损害，主要是引起中枢神经功能失调、心悸、白血球变化，以及损伤眼睛、引发白内障等。
虽然电磁场看不见摸不着，但重视其危害、加强对微机的防护很有必要。
电脑人通病——眼蒙肘肩痛
新电脑病：腕管综合征
谨防身心失调的“电脑综合症
玩电脑玩出网络性心理障碍
谨防网络性心理障碍
电脑引发的“电脑狂暴症”
电脑引发的“信息疲劳症”“因特网痴迷症”
使用电脑导致年轻人记忆力减退
电脑 *** 作时的肌肉骨骼损伤
切莫小觑电脑"失写症"防治电脑病电脑时代的新病种袭来---网络性心理障碍患者自伤
长期玩网络游戏影响大脑左前脑发育
计算机 *** 作时的肌肉骨骼损伤

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