胡适:在不健全的中国,如何不堕落 (Universally applicable)

淞 Posted in 他山之石,可以攻玉
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这一两个星期里,各地的大学都有毕业的班次,都有很多的毕业生离开学校去开始他们的成人事业。

学生的生活是一种享有特殊优待的生活,社会都能纵容他们,不肯严格的要他们负行为的责任。现在他们要撑起自己的肩膀来挑他们自己的担子了。在这个国难最紧急的年头,他们的担子真不轻!我们祝他们的成功,同时也不忍不依据自己的经验,赠他们几句送行的赠言,——虽未必是救命毫毛,也许做个防身的锦囊罢!

你们毕业之后,可走的路不出这几条:绝少数的人还可以在国内或国外的研究院继续做学术研究;少数的人可以寻着相当的职业;此外还有做官,办党,革命三条路;此外就是在家享福或者失业亲居了。

走其余几条路的人,都不能没有堕落的危险。堕落的方式很多,总括起来,约有这两大类:

第一是容易抛弃学生时代求知识的欲望。你们到了实际社会里,往往学非所用,往往所学全无用处,往往可认完全用不着学问,而一样可认胡乱混饭吃,混官吃。在这种环境里即使向来抱有求知识学问的人,也不免心灰意懒,把求知的欲望渐渐冷淡下去。况且学问是要有相当的设备的;书籍,实验室,师友的切磋指导,闲暇的工夫,都不是一个平常要糊口养家的人的能容易办到的。没有做学问的环境,又谁能怪我们抛弃学问呢?

第二是容易抛弃学生时代理想的人生的追求。少年人初次和冷酷的社会接触,容易感觉理想与事实相去太远,容易发生悲观和失望。多年怀抱的人生理想,改造的热诚,奋斗的勇气,到此时候,好像全不是那么一回事了。渺小的个人在那强烈的社会炉火里,往往经不起长时期的烤炼就熔化了,一点高尚的理想不久就幻灭了。抱着改造社会的梦想而来,往往是弃甲抛兵而走,或者做了恶势的俘虏。你在那牢狱里,回想那少年气壮时代的种种理想主义,好像都成了自误误人的迷梦!从此以后,你就甘心放弃理想人生的追求,甘心做现在社会的顺民了。要防御这两方面的堕落,一面要保持我们求知识的欲望,一面要保持我们对人生的追求。

有什么好方法子呢?依我个人的观察和经验,有三种防身的药方是值得一试的。

第一个方子只有一句话:“总得时时寻一两个值得研究的问题!”问题是知识学问的老祖宗;古往今来一切知识的产生与积聚,都是因为要解答问题,——要解答实用上的困难和理论上的疑难。所谓“为知识而求知识”,其实也只是一种好奇心追求某种问题的解答,不过因为那种问题的性质不必是直接应用的,人们就觉得这是无所谓的求知识了。我们出学校之后,离开了做学问的环境,如果没有一二个值得解答的问题在脑子里盘旋,就很难保持求学问的热心。可是,如果你有了一个真有趣的问题逗你去想他,天天引诱你去解决他,天天对你挑衅你无可奈何他,–这时候,你就会同恋爱一个女子发了疯一样,坐也坐不下,睡也睡不安,没工夫也得偷出工夫去陪她,没钱也得缩衣节食去巴结她。没有书,你自会变卖家私去买书;没有仪器,你自会典押衣物去置办仪器;没有师友,你自会不远千里去寻师访友。你只要有疑难问题来逼你时时用脑子,你自然会保持发展你对学问的兴趣,即使在最贫乏的知识中,你也会慢慢的聚起一个小图书馆来,或者设置起一所小试验室来。所以我说,第一要寻问题。脑子里没有问题之日,就是你知识生活寿终正寝之时!古人说,“待文王而兴者,凡民也。若夫豪 之士,虽无文王犹兴。”试想伽利略(GALIEO)和牛顿(NEWTON)有多少藏书?有多少仪器?他们不过是有问题而己。有了问题而后他们自会造出仪器来解决他们的问题。没有问题的人们,关在图书馆里也不会用书,锁在试验室里也不会有什么发现。

第二个方子也只有一句话:“总得多发展一点非职业的兴趣,”离开学校之后,大家总是寻个吃饭的职业。可是你寻得的职业未必就是你所学的,未必是你所心喜的,或者是你所学的而和你性情不相近的。在这种情况之下,工作往往成了苦工,就感觉不到兴趣了。为糊口而做那种非“性之所近而力之所能勉”的工作,就很难保持求知的兴趣和生活的理想主义。最好的救济方法只有多多发展职业以外的正当兴趣与活动。

一个人应该有他的职业,也应该有他非职业的玩艺儿,可以叫做业余活动。往往他的业余活动比他的职业还更重要,因为一个人成就怎样,往往靠他怎样利用他的闲暇时间。他用他的闲暇来打麻将,他就成了个赌徒;你用你的闲暇来做社会服务,你也许成个社会改革者;或者你用你的闲暇去研究历史,你也许成个史学家。你的闲暇往往定你的终身。英国十九世纪的两个哲人,弥儿(J.S.MILL)终身做东印度公司的秘书,然而他的业余工作使他在哲学上,经济学上,政治思想史上都占一个很高的位置; 斯宾塞(SPENCER)是一个测量工程师,然而他的业余工作使他成为前世纪晚期世界思想界的一个重镇。古来成大学问的人,几乎没有一个不善用他的闲暇时间的。特别在这个组织不健全的中国社会,职业不容易适合我们的性情,我们要想生活不苦痛不堕落,只有多方发展。

有了这种心爱的玩艺,你就做六个钟头抹桌子工作也不会感觉烦闷了,因为你知道,抹了六个钟的桌子之后,你可以回家做你的化学研究,或画完你的大幅山水,或写你的小说戏曲,或继续你的历史考据,或做你的社会改革事业。你有了这种称心如意的活动,生活就不枯寂了,精神也就不会烦闷了。

第三个方法也只有一句话:“你得有一点信心。”我们生当这个不幸的时代,眼中所见,耳中所闻,无非是叫我们悲观失望的。特别是在这个年头毕业的你们,眼见自己的国家民族沉沦到这步田地,眼看世界只是强权的世界,望极天边好像看不见一线的光明–在这个年头不发狂自杀,已算是万幸了,怎么还能够保持一点内心的镇定和理想的信任呢?我要对你们说:这时候正是我们要培养我们的信心的时候!只要我们有信心,我们还有救。

古人说:“信心(FAITH)可以移山。” 又说:“只要工夫深,生铁磨成绣花针。”你不信吗?当拿破仑的军队征服普鲁士,占据柏林的时候,有一位教授叫做费希特(FICHTE)的,天天在讲堂劝他的国人要有信心,要信仰他们的民族是有世界的特殊使命的,是必定要复兴的。费希特死的时候,谁也不能预料德意志统一帝国何时可以实现。然而不满五十年,新的统一的德意志帝国居然实现了。

一个国家的强弱盛衰,都不是偶然的,都不能逃出因果的铁律的。我们今日所受的苦痛和耻辱,都只是过去种种恶因种下的恶果。我们要收获将来的善果,必须努力种现在新因。一粒一粒的种,必有满仓满屋的收,这是我们今日应有的信心。我们要深信:今日的失败,都由于过去的不努力。我们要深信:今日的努力,必定有将来的大收成。

佛典里有一句话:“福不唐捐。”唐捐就是白白的丢了。我们也应该说:“功不唐捐!”没有一点努力是会白白的丢了的。在我们看不见想不到的时候,在我们看不见的方向,你瞧!你下的种子早已生根发叶开花结果了!你不信吗? 法国被普鲁士打败之后,割了两省地,赔了五十万万法朗的赔款。这时候有一位刻苦的科学家巴斯德(PASTEUR)终日埋头在他的化学试验室里做他的化学试验和微菌学研究。他是一个最爱国的人然而他深信只有科学可以救国。他用一生的精力证明了三个科学问题:(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展; (2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展;(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的药苗。

这三个问题在表面上似乎都和救国大事业没有多大关系。然而从第一个问题的证明,巴斯德定出做醋酿酒的新法,使全国的酒醋业每年减除极大的损失。从第二个问题的证明巴斯德教全国的蚕丝业怎样选种防病,教全国的畜牧农家怎样防止牛羊瘟疫,又教全世界怎样注重消毒以减少外科手术的死亡率。从第三个问题的证明,巴斯德发明了牲畜的脾热瘟的疗治药苗,每年替法国农家减除了二千万法朗的大损失;又发明了疯狗咬毒的治疗法,救济了无数的生命。所以英国的科学家赫胥黎 (HUXLEY)在皇家学会里称颂巴斯德的功绩道:“法国给了德国五十万万法朗的赔款,巴斯德先生一个人研究科学的成就足够还清这一笔赔款了。” 巴斯德对于科学有绝大的信心,所以他在国家蒙奇辱大难的时候,终不肯抛弃他的显微镜与试验室。他绝不想他有显微镜底下能偿还五十万万法朗的赔款,然而在他看不见想不到的时候,他已收获了科学救国的奇迹了。

朋友们,在你最悲观失望的时候,那正是你必须鼓起坚强的信心的时候。你要深信:天下没有白费的努力。成功不必在我,而功力必不唐捐。

Warning

淞 Posted in 他山之石,可以攻玉
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If you are reading this then this warning is for you. 

Every word you read of this useless fine print is another second of your life. 

Do not you have other thing to do? 

Is your life so empty that you honestly can’t think of a better way to spend these moments? 

Or are you so impressed with authority that you give respect and credence to all who claim it?Do you read everything you are supposed read? 

Do you think everything you are supposed think? 

Buy what you are told you should want? 

Get out of your apartment. Meet a member of the opposite sex. 

Stop the excessive shopping and masturbation. 

Quit your job. Start a fight. Prove you are alive. 

If you do not claim your humanity you will become a statistic. 

You have been warned…… 

 

1. Lost in oblivion, dark and silent and complete. I found freedom. Losing all hope was freedom.

2. Why do guys like you and I know what a duvet is? Is this essential to our survival in the hunter-gatherer sense of the world? No. What are we, then? We’re consumers. We are byproducts of a lifestyle obsession. Murder, crime, poverty…these things don’t concern me. What concerns me are celebrity magazines, television with 500 channels, some guy’s name on my underwear. Rogaine, viagra, olestra.

3. The things you own end up owning you.

4. Without pain, without sacrifice, we would have nothing.

5. First you have to give up. First you have to know, not fear, know that someday you’re gonna die. It’s only after we’ve lost everyting that we’re free to do anyting.

6. Advertising has its taste in cars and clothes. Working jobs we hate so we can buy shit we don’t need. We’re the middle children of history. No purpose or place. We have no great war, no great depression. Our great war’s a spiritual war. Our great depression is our lives. We’ve all been raised on television to believe that one day we’d all be millionaires and movie gods and rock stars. But we won’t. We’re slowly learning that fact. And we’re very, very pissed off.

7. No fear. No distractions. The ability to let that which does not matter truly slide.

8. You’re not your job. You’re not how much money you have in the bank. You’re not the car you drive. You’re not the contents of your wallet.

为什么人生的路越来越窄?-1980年5月《中国青年报》

淞 Posted in 他山之石,可以攻玉, 理想主义没钱图, 這他娘的是個甚麼事兒啊!
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我今年23岁,应该说才刚刚走向生活,可人生的一切奥秘和吸引力对我已不复存在,我似乎已走到了它的尽头。回顾我走过来的路,是一段由紫红到灰白的历程;一段由希望到失望、绝望的历程;一段思想长河起于无私的源头而终以自我为归宿的历程。 过去,我对人生充满了美好的憧憬和幻想。小学的时候,我就听人讲过《钢铁是怎样炼成的》和《雷锋日记》。虽然还不能完全领会,但英雄的事迹也激动得我一夜一夜睡不着觉。我还曾把保尔关于人生意义的那段著名的话:“人的一生应当这样度过:当回忆往事的时候,他不会因为虚度年华而悔恨,也不会因为碌碌无为而羞愧……”工工整整地抄在日记本上的第一页。日记本记完了,我又把它抄在第二个本上。这段话曾给我多少鼓励呀。我想,我爸爸、妈妈、外祖父都是共产党员,我当然也相信共产主义,我将来也要入党,这是毫无疑义的。

  后来我偶然看到一本过去出的小册子《为谁活着,怎样做人》。我看了又看,完全被迷住了。我开始形成了自己最初的、也是最美好的对人生的看法:人活着,就是为了使别人生活得更美好;人活着,就应该有一个崇高的信念,在党和人民需要的时候就毫不犹豫地献出自己的一切。我陶醉在一种献身的激情之中,在日记里大段大段地写着光芒四射的语言,甚至一言一行都模仿着英雄的样子。

  可是,我也常隐隐感到一种痛苦,这就是,我眼睛所看到的事实总是和头脑里所接受的教育形成尖锐的矛盾。在我进入小学不久,文化大革命的浪潮就开始了,而后愈演愈烈。我目睹了这样的现象:抄家、武斗、草菅人命;家里人整日不苟言笑;外祖父小心翼翼地准备检查;比我大一些的年轻人整日污言秽语,打扑克、抽烟;小姨下乡时我去送行,人们一个个掩面哭泣,捶胸顿足……我有些迷茫,我开始感到周围世界并不像以前看过的书里所描绘的那样诱人。
  我问自己,是相信书本还是相信眼睛,是相信师长还是相信自己呢?我很矛盾。但当时我还小,我还不能对这些社会现象进行分析。况且过去的教育赋予了我一种奇怪的能力,这就是学会把眼睛闭上,学会说服自己,学会牢记语录,躲进自己高尚的心灵世界里。可是,后来就不行了,生活的打击向我扑来。那年我初中毕业,外祖父去世了。一个和睦友爱的家庭突然变得冷酷起来,为了钱的问题吵翻了天。我在外地的母亲竟因此拒绝给我寄抚养费,使我不能继续上学而沦为社会青年。我真是当头挨了一棒,天呵,亲人之间的关系都是这样,那么社会上人与人的关系将会怎样呢?我得了一场重病。病好后,借助几个好同学的力量,给街道办事处写信,得到了同情,被分配在一家集体所有制的小厂里,开始了自食其力的生活。那时候,我仍然存在着对真善美的向往,也许家庭的不幸只是一个特殊的情况,我现在已经踏上了生活,生活还是充满诱惑力的,她在向我招手。

  但是,我又一次失望了。

  我相信组织。可我给领导提了一条意见,竞成了我多年不能入团的原因……
  我求助友谊。可是有一次我犯了一点过失时,我的一个好朋友,竞把我跟她说的知心话悄悄写成材料上报了领导……
  我寻找爱情。我认识了一个干部子弟。他父亲受“四人帮”迫害,处境一直很惨。我把最真挚的爱和最深切的同情都扑在他身上,用我自己受伤的心去抚摸他的创伤。有人说,女性是把全部的追求都投入爱情,只有在爱情里才能获得生命的支持力。这话不能说没有道理。尽管我在外面受到打击,但我有爱情,爱情给了我安慰和幸福。可没想到,“四人帮”粉碎之后,他翻了身,从此就不再理我……
  我躺倒了,两天两夜不吃不睡。我愤怒,我烦躁,我心里堵塞得像要爆炸一样。人生呵,你真正露出了丑恶、狰狞的面目,你向我展示的奥秘难道就是这样!?

  为了寻求人生意义的答案,我观察着人们,我请教了白发苍苍的老人,初出茅庐的青年,兢兢业业的师傅,起早摸黑的社员……可没有一个答案使我满意。如说为了革命,显得太空不着边际,况且我对那些说教再也不想听了;如说为名吧,未免离一般人太远,“流芳百世”“遗臭万年”者并不多;如说为人类吧,却又和现实联系不起来,为了几个工分打破了头,为了一点小事骂碎了街,何能侈谈为人类?如说为吃喝玩乐,可生出来光着身子,死去带着一副皮囊,不过到世上来走了一遭,也没什么意思。有许多人劝我何必苦思冥想,说,活着就是为了活着,许多人不明白它,不照样活得挺好吗?可我不行,人生、意义,这些字眼,不时在我脑海翻腾,仿佛脖子上套着绞索,逼我立即选择。

  我求助人类智慧的宝库——拼命看书,希望从那里得到安慰和解答。我读了黑格尔、达尔文、欧文的有关社会科学方面的著述;读了巴尔扎克、雨果、屠格涅夫、托尔斯泰、鲁迅、曹禺、巴金等人的作品。可是,看书并没有使我从苦恼中得到解脱。大师们像刀子一样犀利的笔把人的本性一层层地揭开,让我更深刻地洞见了人世间的一切丑恶。我惊叹现实中的人与事竟和大师们所写的如此相像,不管我沉陷在书本里还是回到现实中来,看到的都是一个个葛郎台、涅赫留道夫式的人物。我躺在床上辗转反侧,想呀,使劲地想,苦苦地想。慢慢地,我平静了,冷漠了。

  社会达尔文主义给了我深刻的启示。人毕竟都是人哪!谁也逃不脱它本身的规律。在利害攸关的时刻,谁都是按照人的本能进行选择,没有一个真正虔诚地服从那平日挂在嘴头上的崇高的道德和信念。人都是自私的,不可能有什么忘我高尚的人。过去那些宣传,要么就是虚伪,要么就是大大夸大了事实本身。如若不然,请问所有堂皇的圣人、博识的学者、尊贵的教师、可敬的宣传家们,要是他们敢于正视自己,我敢说又有几个能逃脱为私欲而斗争这个规律呢?!过去,我曾那么狂热地相信过“人活着是为了使别人生活得更美好”,“为了人民献出生命也在所不惜”。现在想起来又是多么可笑!

  对人生的看透,使我成了双重性格的人。一方面我谴责这个庸俗的现实;另一方面,我又随波逐流。黑格尔说过:“凡是现实的都是合理的,凡是合理的都是现实的。”这几乎成了我安抚自己、平复创伤的名言。我也是人。我不是一个高尚的人,但我是一个合理的人,就像所有的人都是合理的一样。我也挣工资,我也计较奖金,我也学会了奉承,学会了说假话……做着这些时,我内心很痛苦,但一想起黑格尔的话,内心又平静了。

  当然,我不甘心浑浑噩噩、吃喝玩乐了此一生。我有我的事业。我从小喜欢文学,尤其在历尽人生艰辛之后,我更想用文学的笔把这一切都写出来。可以说,我活着,我现在所做的一切,都是为了它——文学。

  然而,似乎没有人能理解我。我在的那个厂的工人大部分是家庭妇女,年轻姑娘除了谈论烫发就是穿戴。我和他们很难有共同语言。他们说我清高,怪癖,问我是不是想独身。我不睬,我嫌他们俗气。与周围的人格格不入,常使我有一种悲凉、孤独的感觉。当我感到孤独得可怕时,我就想马上加入到人们的谈笑中去;可一接近那些粗俗的谈笑,又觉得还不如躲进自己的孤独中。

  我自己知道,我想写东西不是为了什么给人民做贡献,什么为了四化。我是为了自我,为了自我个性的需要。我不甘心社会把我看成一个无足轻重的人,我要用我的作品来表明我的存在。我拼命地抓住这惟一的精神支柱,就像在要把我吞没的大海里死死抓住一叶小舟。

  我体会到这样一个道理:任何人,不管是生存还是创造,都是主观为自我,客观为别人。就像太阳发光,首先是自己生存运动的必然现象,照耀万物,不过是它派生的一种客观意义而已。所以我想,只要每一个人都尽量去提高自我存在的价值,那么整个人类社会的向前发展也就成为必然的了。这大概是人的规律,也是生物进化的某种规律——是任何专横的说教都不能淹没、不能哄骗的规律!

  按说,一个人有了事业,就会感到充实、快乐、有力量。可我却不是这样,好像我在受苦,在挣扎,在自己折磨自己。我处处想表现出自己是强者,可自知内里是脆弱的;我工资很低,还要买大量的书和稿纸,这使我不得不几角钱几分钱地去算计……我有时会突然想到,我干嘛非要搞什么事业,苦熬自己呢?我也是一个人,我也应该有一个温暖幸福的小家庭,去做一个贤惠的妻子、慈爱的母亲。再说,我真能写出什么来吗?就算是写出来了,几张纸片就能搅动生活,影响社会?我根本不相信。

  有人说,时代在前进,可我触不到它有力的臂膀;也有人说,世上有一种宽广的、伟大的事业,可我不知道它在哪里。人生的路呵,怎么越走越窄,可我一个人已经很累了呀,仿佛只要松出一口气,就意味着彻底灭亡。真的,我偷偷地去看过天主教堂的礼拜,我曾冒出过削发为尼的念头,甚至,我想到过死……心里真是乱极了,矛盾极了。

  编辑同志,我在非常苦恼的情况下给你们写了这封信。我把这些都披露出来,并不是打算从你们那里得到什么良方妙药。如果你们敢于发表它,我倒愿意让全国的青年看看。我相信青年们的心是相通的,也许我能从他们那里得到帮助。

  潘晓

Simplicity to Complexity

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I just watched a video about simplicity and complexity, which is lectured by Prof. George Whitesides. The video is available on TED, named "Toward a science of simplicity". Anyone interested in this topic is highly recommended to take a look at it.

Simplicity is difficult to define, but professor quoted the words "I know it when I see it" and use cups, glassed and tea pots to explain what is simplicity. Also, Prof. George Whitesides said the academics like complexity and emergency that currently greatly developed while simplicity is almost non-existent though much more required in our reality world. He then explained complexity and emergency. Complex systems are composed of components that interact with one another dissipatively and unexpectedly. Two instances of traffic system and metabolism in cells were given to explain the weird things would happen in complex systems we don’t know why, which referred to emergency phenomena.

However, there is a way to connect simplicity to complexity that he called stacking. Two very familiar examples for us are the internet started with binary arithmetic and integrated circuits assembled from simple transistors. Then he provide that simple things should be reliable, predictable, cheap, with high performance and stackable that serve for building blocks to get complex world. In this case, the simplicity could be easily extended to create complexity.

This talk inspired me about the current research on biological science. The complexity of biological systems are more and more clearly recognized by biologist through the past discoveries, and there are far more scientists not only from life sciences but also those from physics and chemistry are getting involved into the decoding of complexity of biosystems, however from the point of views in this talk, whenever the biological area is going to get industrialized, people in this area are required to provide simple components or elements that are reliable, predictable, cheap but with high performance and also stackable, which are almost universally necessary for engineering. Groups of people are carrying out similar works. What is the simple elements for biological systems? It’s macromolecules like DNA and proteins. Nowadays, people could easily manipulate DNA molecules by chemical synthesis or PCR, nevertheless, rational designing protein is still an obstacle. Many labs are dedicating to develop a series of tools to help designing functional protein with such properties mentioned above. Work from one of them are particularly promising as I can see. Their research work is engaged in de novo design of protein with function. For now, the tools are still under construction and principles are still in test. However, I am expecting they could make a breakthrough in recent future.

今天看到的一段话

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此时此刻在地球上,约有两万个人适合当你的人生伴侣,就看你先遇到哪一个,如果在第二个理想伴侣出现之前,你已经跟前一个人发展出相知相惜、互相信赖的深层关系,那后者就会变成你的好朋友,但是若你跟前一个人没有培养出深层关系,感情就容易动摇、变心,直到你与这些理想伴侣候选人的其中一位拥有稳固的深情,才是幸福的开始,漂泊的结束。爱上一个人不需要靠努力,只需要靠“际遇”,是上天的安排,但是“持续地爱一个人”就要靠“努力”,在爱情的经营中,顺畅运转的要素就是沟通、体谅、包容与自制 (面临诱惑有所自制)。有许多人总是被“际遇”所迷惑与苦恼,意念不停、欲念不断、争逐不散,而忘了培养经营感情的能力才是幸福的关键。 所以不要去追问到底谁才是我的Mr.Right,而是问在眼前的伴侣关系中,我能努力到什么程度、成长到什么程度,若没有培养出经营幸福的能力,就算真的Mr.Right出现在你身边,幸福依然会错过的,而活在犹豫与遗憾当中,这不就是许多“爱情虚无症”的遭遇与心态吗?

Notes for Phylogenetic analysis

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本文转载自:http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=344534&do=blog&id=358194

不知道为什么,只是有很多的新手问这个问题“如何构建进化树?”本来以为这不该是个很棘手的问题,既然问的人多了,自然也就成了大问题。虽然目前有很多的软件可以帮你完成这项工作,但还是要感谢牛人的耐心整理。一下就是吴红龙整理的构建进化树的一些方法,个人认为已经很详细了,呵呵,希望对大家有用!

构建进化树的主要步骤是比对,建立取代模型,建立进化树以及进化树评估。鉴于以上对于构建系统树的评价,结合本实验室实际情况,以下主要介绍N-J Tree构建的相关软件和操作步骤。

1、用Clustal X构建N-J系统树的过程

(1) 打开Clustal X程序,载入源文件.

File-Load sequences- C: empjc.txt.

(2) 序列比对

Alignment – Output format options – √ Clustal format; CLUSTALW sequence numbers: ON

Alignment – Do complete alignment

(Output Guide Tree file, C: empjc.dnd;Output Alignment file, C: empjc.aln;)

Align → waiting……

等待时间与序列长度、数量以及计算机配置有关。

(3) 掐头去尾

File-Save Sequence as…

Format: ⊙ CLUSTAL

GDE output case: Lower

CLUSTALW sequence numbers: ON

Save from residue: 39 to 1504 (以前后最短序列为准)

Save sequence as: C: empjc-a.aln

OK

将开始和末尾处长短不同的序列剪切整齐。这里,因为测序引物不尽相同,所以比对后序列参差不齐。一般来说,要“掐头去尾”,以避免因序列前后参差不齐而增加序列间的差异。剪切后的文件存为ALN格式。

(4) File-Load sequences-Replace existing sequences?-Yes- C: empjc-a.aln

重新载入剪切后的序列。

(5) Trees-Output Format Options

Output Files : √ CLUSTAL format tree √ Phylip format tree √ Phylip distance matrix

Bootstrap labels on: NODE

CLOSE

Trees-Exclude positions with gaps

Trees-Bootstrap N-J Tree :

Random number generator seed(1-1000) : 111

Number of bootstrap trails(1-1000): 1000

SAVE CLUSTAL TREE AS: C: empjc-a.njb

SAVE PHYLIP TREE AS: C: empjc-a.njbphb

OK → waiting……

等待时间与序列长度、数量以及计算机配置有关。在此过程中,生成进化树文件*.njbphb,可以用TreeView打开查看。

(6) Trees-Draw N-J Trees

SAVE CLUSTAL TREE AS: C: empjc-a.nj

SAVE PHYLIP TREE AS: C: empjc-a.njph

SAVE DISTANCE MATRIX AS: C: empjc-a.njphdst

OK

此过程中生成的报告文件*.nj比较有用,里面列出了比对序列两两之间的相似度,以及转换和颠换分别各占多少。

(7) TreeView

File-Open-C: empjc-a.njbphb

Tree- phylogram(unrooted, slanted cladogram,Rectangular cladogram多种树型)

Tree- Show internal edge labels (Bootstrap value)(显示数值)

Tree- Define outgroup… → ingroup >> outgroup → OK(定义外群)

Tree- Root with outgroup

通常需要对进化树进行编辑,这时首先要Edit-Copy至PowerPoint上,然后Copy至Word上,再进行图片编辑。如果直接Copy至Word则显示乱码,而进化树不能正确显示。

2、 Mega建树

虽然Clustal X可以构建系统树,但是结果比较粗放,现在一般很少用它构树,Mega因为操作简单,结果美观,很多研究者选择用它来建树。

(1) 首先用Clustal X进行序列比对,剪切后生成C: empjc-a.aln文件;(同上)

(2) 打开BioEdit程序,将目标文件格式转化为FASTA格式,

File-Open- C: empjc-a.aln,

File-Save As- C: emp jc-b.fas;

(3) 打开Mega程序,转化为mega格式并激活目标文件,

File-Convert To MEGA Format- C: emp jc-b.fas → C: emp jc-b.meg,

关闭Text Editor窗口-(Do you want to save your changes before closing?-Yes);

Click me to activate a data file- C: empjc-b.meg-OK-

(Protein-coding nucleotide sequence data?-No);

Phylogeny-Neighbor-Joining(NJ)

Distance Options-Models-Nucleotide: Kimura 2-parameter;

√d: Transitions+Transversions;

Include Sites-⊙Pairwise Deletion

Test of Phylogeny-⊙Bootstrap; Replications 1000; Random Seed 64238

OK;开始计算-得到结果;

(4) Image-Copy to Clipboard-粘贴至Word文档进行编辑。

此外,Subtree中提供了多个命令可以对生成的进化树进行编辑,Mega窗口左侧提供了很多快捷键方便使用;View中则给出了多个树型的模式。下面只介绍几种最常用的:

Subtree-Swap:任意相邻两个分支互换位置;

-Flip:所选分支翻转180度;

-Compress/Expand:合并/展开多个分支;

-Root:定义外群;

View-Topology:只显示树的拓扑结构;

-Tree/Branch Style:多种树型转换;

-Options:关于树的诸多方面的改动。

3 、TREECON

打开Clustal X,File-Load sequences-jc-a.aln,File-Save Sequence as…(Format-PHYLIP;Save from residue-1 to 末尾;Save sequence as : C: empjc.phy);

打开TREECON程序,

(1) Distance estimation

点击Distance estimation-Start distance estimation,打开上面保存的jc.phy文件,Sequence Type-Nuleic Acid Sequence,Sequence format-PHYLIP interleaved,Select ALL,OK;

Distance Estimation-Jukes&Cantor(or Kimura),Alignment positions-All,Bootstrap analysis-Yes,Insertions&Deletions-Not taken into account,OK;

Bootstrap samples-1000,OK;运算,等待……

Finished-OK。

(2) Infer tree topology

点击Infer tree topology-Start inferring tree topology,Method-Neighbor-joining, Bootstrap analysis-Yes,OK.;运算,等待……

Finished-OK。

(3) Root unrooted trees

点击Root unrooted trees-Start rooting unrooted trees,Outgroup opition-single sequence(forced),Bootstrap analysis-Yes,OK;

Select Root-X89947,OK;运算,等待……

Finished-OK。

(4) Draw phylogenetic tree

点击Draw phylogenetic tree,File-Open-(new) tree,Show-Bootstrap values/ Distance scale。

File-Copy,粘贴至Word文档,编辑。

TREECON的操作过程看起来似乎较MEGA烦琐,且运算速度明显不及MEGA,如果参数 选择一样,用它构建出来的系统树几乎和MEGA构建的完全一样,只在细节上,比如Bootstrap值二者在某些分支稍有不同。在参数选择方 面,TREECON和MEGA也有些不同,但总体上相差不大。

4、 PHYLIP

PHYLIP是多个软件的压缩包,下载后双击则自动解压。当你解压后就会发现PHYLIP的 功能极其强大,主要包括五个方面的功能软件:i,DNA和蛋白质序列数据的分析软件。ii,序列数据转变成距离数据后,对距离数据分析的软件。 iii,对基因频率和连续的元素分析的软件。iv,把序列的每个碱基/氨基酸独立看待(碱基/氨基酸只有0和1的状态)时,对序列进行分析的软件。v,按 照DOLLO简约性算法对序列进行分析的软件。vi,绘制和修改进化树的软件。在此,主要对DNA序列分析和构建系统树的功能软件进行说明。

(1) 生成PHY格式文件

首先用Clustal X等软件打开剪切后的序列文件C: empjc-a.aln另存为C: empjc.phy(使用File-Save Sequences As命令,Format项选“PHY”)。用BioEdit或记事本打开(2) 打开Phylip软件包里的SEQBOOT

seqboot.exe: can’t find input file "infile"

Please enter a new file name> C: empjc.phy

按路径输入刚才生成的 *.PHY文件,显示如下:

Bootstrapping algorithm, version 3.6a3

Settings for this run:

D Sequence, Morph, Rest., Gene Freqs? Molecular sequences

J Bootstrap, Jackknife, Permute, Rewrite? Bootstrap

B Block size for block-bootstrapping? 1

R How many replicates? 100

W Read weights of characters? No

C Read categories of sites? No

F Write out data sets or just weights? Data sets

I Input sequences interleaved? Yes

0 Terminal type none

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

R

Number of replicates?

1000

0

Settings for this run:

D Sequence, Morph, Rest., Gene Freqs? Molecular sequences

J Bootstrap, Jackknife, Permute, Rewrite? Bootstrap

B Block size for block-bootstrapping? 1

R How many replicates? 1000

W Read weights of characters? No

C Read categories of sites? No

F Write out data sets or just weights? Data sets

I Input sequences interleaved? Yes

0 Terminal type IBM PC

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

Y

Random number seed (must be odd)?

5(any odd number)

completed replicate number 100

completed replicate number 200

completed replicate number 300

completed replicate number 400

completed replicate number 500

completed replicate number 600

completed replicate number 700

completed replicate number 800

completed replicate number 900

completed replicate number 1000

上面的D、J、R、I、O、1、2代表可选择的选项,键入这些字母后敲回车键,程序的条件就 会发生改变。D选项无须改变。J选项有三种条件可以选择,分别是Bootstrap、Jackknife和Permute。R选项让使用者输入 republicate的数目。所谓republicate就是用Bootstrap法生成的一个多序列组。根据多序列中所含的序列的数目的不同可以选取 不同的republicate。当我们设置好条件后,键入Y按回车。得到一个文件outfile:C:Program FilesPhylipexe outfile.

重命名outfile→infile。

(3) 打开dnadist.exe

Nucleic acid sequence Distance Matrix program, version 3.6a3

Settings for this run:

D Distance ? F84

G Gamma distributed rates across sites? No

T Transition/transversion ratio? 2.0

C One category of substitution rates? Yes

W Use weights for sites? No

F Use emperical base frequencies? Yes

L Form of distance matrix? Square

M Analyze multiple data sets? No

I Input sequences interleaved? Yes

0 Terminal type ?

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

d

D Distance ? Kimura 2-parameter

m

Multiple data sets or multiple weighs? (type D or W)

d

How many data sets?

1000

0

Settings for this run:

D Distance ? Kimura 2-parameter

G Gamma distributed rates across sites? No

T Transition/transversion ratio? 2.0

C One category of substitution rates? Yes

W Use weights for sites? No

F Use emperical base frequencies? Yes

L Form of distance matrix? Square

M Analyze multiple data sets? Yes, 1000 data sets

I Input sequences interleaved? Yes

0 Terminal type ? IBM PC

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

Y

选项D有四种距离模式可以选择,分别是Kimura 2-parameter、Jin/Nei、Maximum-likelihood和Jukes-Cantor。选项T一般键入一个1.5-3.0之间的数 字。选项M键入1000。运行后生成文件C:Program FilesPhylipexe outfile。

重命名outfile→infile。

(4) 打开 neighbor.exe

Neighbor-Joining/UPGMA method version 3.6a3

Settings for this run:

N Neighbor-Joining or UPGMA tree? Neighbor-Joining

O Outgroup root? No, Use as outgroup species 1

L Lower-triangular data metrix? No

R Upper-triangular data metrix? No

S Subreplication? No

J Randomize input order of species? No, Use input order

M Analyze multiple data sets? No

0 Terminal type ?

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

3 Print out tree Yes

4 Write out trees onto tree file? Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

m

How many data sets?

1000

Random number seed (must be odd)?

5

Settings for this run:

N Neighbor-Joining or UPGMA tree? Neighbor-Joining

O Outgroup root? No, Use as outgroup species 1

L Lower-triangular data metrix? No

R Upper-triangular data metrix? No

S Subreplication? No

J Randomize input order of species? Yes

M Analyze multiple data sets? Yes, 1000 sets

0 Terminal type ? IBM PC

1 Print out the data at start of run No

2 Print indications of progress of run Yes

3 Print out tree Yes

4 Write out trees onto tree file? Yes

Y to accept these of type the letter for one to change

Y

生成文件C:Program FilesPhylipexe outtree&outfile。

重命名outtree→intree;outfile→infile。

(5) 打开consense.exe

Consensus tree program, version 3.6a3

Settings for this run:

C Consensus type ? Majority rule (extended)

O Outgroop root? No, use as outgroup species 1

R Trees to be treated as Rooted? No

T Terminal type ?

1 Print out the sets of the species Yes

2 Print indications of progress of run Yes

3 Print out tree Yes

4 Write out trees onto tree file? Yes

Are these settings correct?

R

T

Settings for this run:

C Consensus type ? Majority rule (extended)

R Trees to be treated as Rooted? Yes

T Terminal type ? IBM PC

1 Print out the sets of the species Yes

2 Print indications of progress of run Yes

3 Print out tree Yes

4 Write out trees onto tree file? Yes

Y

生成文件C:Program FilesPhylipexe outtree。

重命名outtree→ jc.tre。

(6 )打开TreeView

打开C:Program FilesPhylipexe jc.tre。以下操作参照前述详细说明即可。