基因或蛋白表达谱的时间动力学聚类分析（R包Mfuzz）

在研究基因表达谱或者蛋白表达谱时，经常会涉及到对时间序列的分析。例如，不同的基因或蛋白表达水平随时间表现出怎样的动力学特征，怎样挖掘潜在的时间特征？

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本篇让我们来看一个能够分析基因表达谱或者蛋白表达谱的时间动力学特征的R包，Mfuzz 。它能够识别表达谱的潜在时间序列模式，并将相似模式的基因聚类，以帮助我们了解基因的动态模式和它们功能的联系。

为了帮助大家理解这种方法，我们首先来看这篇文献“ Protein Expression Landscape of Mouse Embryos during Pre-implantation Development ”中的部分内容。

研究中，为了表征小鼠胚胎蛋白质组动力学的概况，根据小鼠着床前胚胎6个阶段（受精卵、二分胚、四分胚、八分胚、桑葚胚和囊胚）的蛋白表达谱，分析了所有表达蛋白的时间丰度特征。根据时间表达模式可归为10大类（簇），不同的簇代表了受不同调节的蛋白质，表明了不同的蛋白表达动力学，这些蛋白在各阶段的丰度变化与其功能直接相关。文章中蛋白表达谱的时间聚类分析，就是使用Mfuzz包完成的。

随后为了探讨不同动力学特征的蛋白功能，作者进行了GO和KEGG功能分析，通过功能途径阐述；以及挑选具有代表性的功能蛋白，通过它们在胚胎发育特定时期中的作用描述等。这样，就能够合理描述蛋白表达谱与功能的关系了。

图1，（C）模糊c均值聚类确定了蛋白质表达的10种不同的时间模式。

当然，对不同时间动力学特征基因的功能分析属于后话了，第一步首先应思考怎样识别基因表达谱的时间动力学特征。

为此，R包Mfuzz提供了出色的方法，它的核心算法是 模糊c均值聚类分析 ，用于识别相似的基因表达谱。此外，Mfuzz还集作图功能于一身，除了实现基因表达谱的聚类外，还能绘制时间序列，清晰地为我们呈现基因表达的动力学特征。

Mfuzz包可直接使用bioconductor安装。

安装加载Mfuzz包后，我们使用其内部数据作演示，一个来自酵母基因的表达谱。

在示例的基因表达矩阵中，每一行是一种基因，列为样本。其中，第一列为第一个时间点的样本，第二列为第二个时间点的样本，以此类推。

随后，对基因表达矩阵进行标准化处理，并处理缺失值后，执行聚类分析，将具有相似的时间表达模式的基因聚在一类。

如上过程基于基因表达值进行了聚类，对于每个簇中的基因，具有相似的时间表达特征。随后，即可从图中识别一些重要的聚类簇，比方说簇中基因随时间表达趋势增加或减少，以及在特定时间出现了更高或更低的表达等，以建立和观察的表型的联系。

那么，如何获得各聚类簇中，都包含哪些基因呢？继续获取各簇中包含的基因集。

这样，就将基因名称和其所属的聚类簇对应起来了。根据上文的折线图判断重要的时间表达模式的基因集，并在该表中进一步筛选出更具体的基因名称就可以了。

再往后，了解不同时间动力学特征的基因集的功能，可以初步执行GO或KEGG富集分析进行探索，如开篇展示的文献中思路那样，不再多说。

费德勒权变理论对现代领导的意义？？

自本世纪三十年代以来，西方组织行为学家、心理学家从不同角度，对领导问题进行了大量研究。这些研究经历了几十年的演进，已经由一般的领导形态学（Morphology of leadership ）、 领导生态学（Ecology of leadership ）发展为领导动态学（Dynamics ofleadership）研究，导致了领导权变理论的诞生与发展，成为当今西方领导理论的主流。因此，回顾领导权变理论的产生历史，科学地评介这种领导理论，对于我国的领导科学的发展不无积极意义。

从权变理论的产生到现在只有20多年的时间，但是它的影响已经波及到组织行为学、人力资源管理研究的许多领域，有着十分重要的地位。

60年代初，人们逐渐地认识到，要找到一个适合于任何组织、任何性质工作和任务、任何对象的固定的领导性格特质、领导类型和领导行为方式，都是不现实的，明白了组织管理应根据组织所处的内部和外部条件随机应变。普遍认为领导过程是领导者、被领导者及其环境因素的方程式，即领导的有效性＝f（领导者、被领导者、环境）。 领导的效率与领导者所处的具体情境和环境有关，不能用固定的模式进行管理。

权变理论（Contingency theory）或情境理论（Situation theory）的基本观点认为，不存在一成不变，普遍适用的最佳管理理论和方法，组织管理应根据组织所处的内部和外部条件随机应变。权变理论把内部和外部环境等因素看成是自变量，把管理思想、管理方式和管理技术看成是因变量，因变量随自变量的变化而变化。管理者应根据自变量与因变量之间的函数关系来确定一种最有效的管理方式。

权变理论的产生，起源于系统理论的发展，系统理论强调从整体出发而不是从局部出发去研究事物。Tovistock 研究所的研究人员将系统论用于管理过程，提出了“社会——技术系统”理论，指出所谓社会技术系统是指一个企业是由各种子系统构成的完整系统。其中包括目标价值系统、组织结构系统、心理社会系统和管理系统等等。在企业中，各子系统之间相互联系，相互影响，并具有系统的开放性。组织中的个人和群体的社会——心理因素必须同技术——环境因素相适应，才能达到最佳的组织绩效。因此，权变理论的主要特征之一就是把组织绩效看成是这种因素相互作用的结果。

领导权变理论是继领导者行为研究之后发展起来的领导学理论。这一理论的出现，标志着现代西方领导学研究进入了一个新的发展阶段。

本世纪以来，西方领导学研究经历了三个发展阶段：首先是领导者特质研究阶段，其研究之重点在于认定领导者的素质或特性，从而了解究竟何种人才适合充任领导者，如Birs早期研究发现用于区别领导人和非领导人的79种特质等；其次为领导者行为研究阶段，其研究旨趣在于描述领导者行为或领导方式，即了解作为一个领导者应该做些什么以及如何做好，如k.Lewin的领导作风理论，R.Blake与Morton的“管理方格图”等；再次是领导的权变理论研究阶段，其研究目的在于探究领导方式与团体组织效能之关系。权变理论在其出现后即以它特有的魅力而使以往的领导理论黯然失色。

首先，权变理论统合了领导现象的复杂性。领导是一个极为复杂的社会现象。一种领导现象的出现，不仅是领导者本人的行为结果，而且还有赖于周围的领导环境。领导者特质研究和领导者行为研究皆以领导者为出发点，而以领导者个人之内在素质或行为来探究领导现象，程度不同地忽略了与领导现象相关的领导环境的重要作用，忽略了被领导者在领导过程中的作用。领导是一种动态的群体过程或社会关系，领导者与被领导者的交互影响是领导过程之本质。在领导过程中，领导者是发生影响作用的主体，被领导者是被影响的客体。没有被影响的客体，发生影响作用的主体也就失去了存在的依据，若忽略对被领导者的研究，便难于了解领导现象之全貌，因而有偏颇之嫌。权变领导理论研究把领导者个人特质、行为者行为及领导环境相互联系起来，从而创造了一套比较完善的领导理论体系。

其次，权变理论的另一个重要贡献是它为人们提供了一套有效的领导方法。领导者特质研究重点在于分析领导者应具备的各种特质，以此作为选拔领导者的依据，而没有涉猎领导方法之领域。领导者行为研究虽已涉足领导方法领域，但其研究旨趣是企图从众多的成功领导者的行为中概括出一套理论的、固定不变的和放之四海皆适用的领导方式。而权变领导理论则以领导者个人特质、领导者行为及领导环境交互影响来解释领导现象，否认有任何固定不变、普遍适用的领导方式的存在，认为任何领导方式在与环境作适当搭配下，均可能成为最有效能的领导方式，因此它没有提出有关最佳领导方式之主张，而代之以领导方式与情境搭配之模式。

第三，权变领导理论更切合实际领导工作者的需要，由于领导本身是一种极为复杂的社会现象，加之研究者的观点和研究方法的不同，不论是领导者特质研究还是领导者行为之研究，所得研究结果都矛盾丛生，使实际领导工作者有无所适从之叹。由于权变领导理论以统合之方式和权变之观点解释了领导现象的复杂性，吸收了前人的有益研究成果，从而为人们提供了研究领导现象的新途径和提高领导效能的新方法，这就在很大程度上拉近了领导理论与领导实际的距离，满足了实际领导工作者对领导理论的需要。

最早对权变理论作出理论性评价的人是心理学家费德勒（F.Fiedler ）。 他于1962 年提出了一个“有效领导的权变模式（Contingency model of leadership effeveness）”，即费德勒模式。这个模式把领导人的特质研究与领导行为的研究有机地结合起来，并将其与情境分类联系起来研究领导的效果。他通过15年调查之后，提出：有效的领导行为，依赖于领导者与被领导者相互影响的方式及情境给予领导者的控制和影响程度的一致性。

费德勒认为，领导者的行为及其所要追求的目标具有多样性。这种多样性的存在，是由领导者之间在基本需求方面的差异决定的。因此，应当而且必须以此种需求结构来界定领导方式。这是费德勒权变理论的基本出发点。所以，费德勒将领导方式（领导型态）归纳为两类，即“员工导向型”领导方式和“工作导向型”领导方式。前一领导方式以维持良好的人际关系为其主要需要，而以完成任务之需要为辅。后一领导方式则以完成任务为其主要需求，而以维护良好的人际关系之需求为辅。在这里，费德勒将领导方式认定为领导者的一种人格特定，这种人格特质是一种具有持久性且不易改变之特征。费德勒还设计出一种LPC 量表，用以鉴别不同的领导方式，并认为无论何种领导方式均有利弊，十全十美的领导方式是不存在的。

费德勒不仅对领导方式作了分类，而且还对领导效能作了界定，并在此基础上深入地探讨了如何使各种领导方式充分发挥其功能的问题。费德勒认为，一个领导者，无论他采取何种领导方式，其最终目的都是为了获取最大的领导效能，要想取得理想的领导效能，必须使一定的领导方式和与之相适应的领导情势相配合。

领导情势亦称“团体——任务”情境，是指发生领导行为所处的人际环境。它包括领导者与成员之间的相互关系、任务结构和职位权力三个要素。领导者与成员的关系是指团体成员对其领导者的情感，它包括尊重、友谊、信任、合作、接纳、支持以及忠诚程度。任务结构是指团体目标与任务的界定是否充分明确而妥当，它包括目标对成员来说是否清晰，成果的可测度如何，解决问题的方法是否具有正确性及完成任务的途径或手段之多寡等。职位权力则指领导者现居职位所具有的权力之多寡或能使部属服从指挥的程度。换句话说，也就是领导者现居职位能对部属施展多大影响力，包括领导者的地位、权威与责罚、升贬、任黜、加薪、指派等能力。在领导情势的三个因素中，领导者与成员的关系是最重要的因素。在费德勒看来，一个领导者要想取得理论的领导效能，必须通过一定的领导方式来对领导情势实施有效的控制，而领导者对领导情势程度又决定于领导者使领导情势三因素相互配合的状况。根据这三个因素不同的配合情形，可以看出领导对情势的控制程度有多高。因此，费德勒模式的最大优点于在它吸收了过去有关领导行为的研究成果，分清了不同领导方式能够发挥领导效能的情境。

继费德勒的权变论之后，70年代初，一种新型的领导权变理论颇受重视，这就是加拿大多伦多大学教授豪斯（R.J.Howse ）的通路——目标理论（Path goal theories）。该理论把伊万斯（W.G.Evans ）的研究加以延伸，又把期望理论与俄亥俄大学的领导行为二因素理论（关心人和抓组织）结合起来。该理论的基本前提是：某些领导行为之所以有效，乃是因为在该情境之中，这种行为有助于下属人员达成和工作有关的目标。豪斯等人认为：领导是一种激励部下的过程。领导方式只有适用于不同的部下和环境时，才是有效的。该理论的核心是要求领导者用抓组织、关心生产的办法帮助职工扫清达到目标的通路，用体贴精神关心人，满足人的需要；帮助职工通向自己预定的目标。因此，豪斯提出了四种领导方式：指令型的、支持型的、参与型的、成就型的。而这四种领导方式必须根据部下的不同情况分别选择，选择时主要考虑两个方面的因素，即部下的人格特性和环境因素。人格特性包括能力、需求等。环境因素包括任务的性质、组织的权力系统和工作群体等。

与费德勒理论不同，通路——目标理论认为这四种领导方式可由同一领导者在不同情况下使用，这就比费德勒的二维领导模式更进了一步。但通路——目标理论关于高效率的领导行为的预言，并未完全得到一致性结果。这可能是由于领导行为的测定方式以及工作结构的测量尺度不完善所致。因此和其它权变理论一样，“通路——目标”论也是了解有效领导行为的主要方向之一，但是必须更进一步研究，以提高本理论的有效性。

1973年，佛鲁姆（V.H.Vroum）和耶顿（P.W.Yeton）又提出了领导——参与模式（Leader—participation model）。 这种模式主要是研究决策中的领导行为。模式指出：领导在进行决策时，会有各种选择的可能性，有效的领导应根据不同的情境让成员不同程度地参与决策。佛鲁姆认为有五种领导方式应有不同情境中灵活选择。而佛鲁姆这个模型是规范性的——它以决策树的形式提出了一系列应遵循的连续的规则，来确定在不同的情境中选择参与决策的方式和程序。

费德勒和耶顿的权变理论也把领导情境划分为八种情况，但划分的标准不同。费德勒是根据上下级关系、任务结构、职位权力来划分的，而费德勒是根据决策树所揭示的方案来选择担任经营决策任务的经理们的兴趣。费德勒模式将领导人的行为特点看成是固定不变，要通过调整领导者所处的环境以适应其特点，而领导——参与模式则认为领导行为应根据环境的需要而变化。

80年代以来， Heller 和Wilpert （1984 ）进一步提出Heller —Wilpert权变模型，更加引起人们的重视，进行了大规模的跨文化国际比较研究。这一模型在理论上探讨了决策行为、资源利用、工作满意和管理的功效之间的相互作用关系，同时分析了各种权变量对决策行为及其结果的影响，在他人研究的基础上提出了“影响——权力连续体（Influence——Continum）”的概念。 他们认为领导决策过程中参与的程度事实上反映了下级在决策过程中能够施加的影响及权力的大小。这种影响和权力可以在一个连续体的一端，一级对于决策制度没有任何影响和权力，另一端下级则拥有充分的权力和全面的影响。

对传统的权变模型公式：Y＝f（x），Heller和Wilpert提出了异议与批评。他们指出，组织活动是极其复杂的，我们很难确定哪个变量是“因”，哪个是“果”。例如，如果参与的决策方式与组织绩效相关，我们很难说是参与导致了较高的组织绩效，还是与之相反的结果。因此，他们在研究中采用“核心变量”和“周围变量”的术语，而不能规定“自变量”和“因变量”。而所谓的“核心变量”是指研究者在研究中所关注的行为，“周围变量”则是那些对核心变量发生影响的变量。周围变量包含许多内容，Heller（1976）在研究中规定了五层次，它们构成了心理学上有意义的变量子系统。这种变量的划分，的确比费德勒、豪斯等模式进了一大步，并且，Heller和Wilpert（1981 ）进一步提出，在具体研究中至少存在着三种类型的权变模式：等值模型、层次模型、缓冲器模型，这三种权变模型，对于他们研究总体模型的建立起着十分重要作用。当然，Hellert和Wilpert的权变理论仍只是一种理论假设，而未见到实证性研究的验证。这种权变思想是否与实际情况相符，还值得深入研究。

总之，领导的权变理论是当代西方领导理论的一个非常重要的组成部分。它把领导行为与情境因素结合起来考察领导方式，主张根据具体的情况来确定最佳的领导方式的思想，是颇受人们重视的。因此，在学习研究过程中，对权变理论的各种学说，要本着剔除其糟粕，吸取其精华的思想，以促进我国领导科学的发展。

为什么说空气动力学对汽车很重要 我想知道一些有关空气动力学的事

空气动力学对车身稳定性，燃油经济性和表面尘埃有影响。当一个物体穿过空气时，会使周围的空气发生位移，同时该物体会受到重力和阻力的影响，因此阻力会由固体穿过流质（比如空气或水）的过程中产生。

当物体加速时，其速度和阻力同时增加，速度越快，阻力越大，也就是说车速越快的话车身所面临的空气阻力越强，而且是以成倍的速率增长，最终阻力将与重量相等达到一个平衡点，此时物体将无法继续加速。

车在市区等一些低俗行驶的环境时，基本上的马力用在了对抗地心引力，在高速公路等高速行驶环境下，更大的是对方风阻。把空气想象成薄层的话，当气流经过车身时保持流线状态，说明空气阻力对车身的影响较小。

一旦这种流线气流被打破并与车身轮廓分离便会产生乱流，从而产生空气阻力。其实最理想的低风阻形状是类似水滴的圆滑造型，头部圆滑而尾部尖细。理论上，这种水滴造型的Cd风阻系数只有0.05。

扩展资料

在研究车辆的空气动力学时，工程师不仅会研究车体表面的空气流通情况，同时还需考虑车底气流的通过状况。简单的说，越规整的车底，其车底的空气阻力和升力也会越小。这也就是为什么大家看到很多赛车和豪华车的车底都是一整块平面（也起到一定的保护作用），否则可能会造成翻车等事故。

其中最常见的就是发动机盖导流槽、翼子板导流板、前后下包围、侧裙板等这些设计，说它们能简单有效地引导气流，减小空气阻力。

要说空气动力套件还要从车辆的空气动力学讲起，当汽车行驶时，汽车周围的空气流动会对车辆产生各种各样的影响，空气能对汽车产生阻力、消耗能量、影响行驶稳定性；但另一方面，车辆的发动机、刹车等主要部件冷却又需要空气。除此之外包括气流的噪声，车身外表面的清洁，各种覆盖件的震动，甚至还有雨刷性能都会受到空气气流的影响。

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