葛颢，钱纮
2017年4月于北京大学出版社出版
内容简介：
近十几年来，在重要的生物学工作中越来越多地出现了数学模型的身影，这主要是因为实验技术的发展和生物知识的积累使得人们迫切希望整合零散的、局部的生物学发现，以形成对生命体整体的认识. 数学模型在这方面已经并将继续起到关键的作用. 另外，近些年来单分子和单细胞实验技术的突飞猛进使得生命体内的很多随机现象得到了细致的观测，但是对这些观测数据的分析需要用到较为深入的数学知识，特别是随机数学模型. 这些分析有助于生物学家揭开细胞内很多随机现象的分子机制. 这是个新兴的学科，国内外这方面的教材很少.
本书紧扣生物学前沿，系统讲解与细胞生物学、分子生物学、神经生物学等有关的生物物理及生物化学系统建模方面的知识和方法. 主要的数学工具会涉及常微分方程定性理论和概率论、随机过程等，这些都有相应章节进行专门的介绍.本书的特点在于用数学的语言描述和刻画化学过程和生命活动，在不失严格性的同时丰富学生的眼界，让学生领略到学科交叉的魅力.
前言：
数学动力学模型在生物物理和生物化学中的应用，可以追溯到上世纪的四五十年代甚至更早，但是其作为一门新兴的交叉学科得到学界广泛的认可还是最近这二十年左右的事情。这是因为在此期间，生物学实验的定量水平得到了飞速的提升，无论是在时间分辨率、空间分辨率还是实验通量上都已经是今非昔比；而要从这些精确定量所取得的实验数据中寻找出生物学的客观规律，是离不开数学及其模型的。同时由于实验技术的发展和生物知识的积累使得人们迫切希望整合零散的局部的生物学发现，以形成对生命体整体的认识，在这方面数学模型也已经和将起到关键的作用。
本教材通过很多具体生动的生物物理和生物化学的例子，较为系统的讲解了常用数学动力学模型的基本建模方法和分析手段，包括确定性模型和随机性模型。这些模型近十几年来被广泛应用于分子生物学和细胞生物学中，已经成为了生物学科必不可少的一部分。我们在本书中所选择的例子也大都是近十到二十年的科研成果，其中就有最近这一两年内刚刚发表在高水平杂志上的内容。
本教材主要涉及到的数学工具是常微分方程定性理论和概率论、随机过程等。对于这些数学内容都有相应的章节予以介绍，而对于书中所涉及到的物理、化学乃至生物知识也都有适当的讲解，以保持本书的完整性。本教材的特点在于用数学的语言描述和刻画化学过程和生命活动，在不失严格性的同时丰富学生的眼界，领略到学科交叉的魅力。我们希望通过学习这些建模方法在各种不同的生物物理和生物化学模型中的应用，读者可以掌握这些方法并灵活运用于自己的科研活动中。
由于这是个新兴的学科，因此国内外这方面的教材很少，特别是讲解随机模型的，即使是和国内外已有的类似教材相比，我们这本教材也是很有特色的，主要在于紧跟过去十年生物学实验上的进展和较为重大的发现，具有相当的前沿性和及时性。由于编者是数学的学科背景，因此本教材还具有相当的系统性和严格性，这也是区别于已有教材的地方。
本教材可以用来在综合性大学的理科专业，特别是生物专业和数学专业，开设一学期的课程，面向对于这一学科有兴趣的理科研究生以及高年级的本科生。本教材并不包括统计学模型，需要了解这一部分的读者可以参阅其他教材。
本教材主要是在两位作者各自大学的授课讲义基础上完成的，要感谢为课程讲义提出过意见和建议的各位同学们，包括张玉豪、赵诗杰、于宙、金晓、艾广阔、吴晨晖、周沛劼等。也特别感谢北京大学出版社的曾琬婷编辑对本书稿件的多次阅读并提出宝贵意见。最后感谢我们的家人对我们工作的支持。
葛颢
北京大学北京国际数学研究中心
北京大学生物动态光学成像中心
钱纮
美国华盛顿大学应用数学系
