物理学与生命之谜

欧文·薛定谔(Erwin Schr(?)dinger)发表于1944年的著作《生命是什么?》,把当时最杰出的物理学家吸引到分子生物学领域。但该书的主要功绩在于她使Timoféeff,Zimmer和Delbrück早先发表的一篇论文从默默无闻中解脱出来而得以普及。     

薛定谔猫与生物学鸽子

正菲利普·鲍尔(Philip Ball)对《生命是什么?》这本提出了当代分子生物学中许多重要概念的著作进行了重温和述评。《生命是什么?》(1944),奥地利物理学家、诺贝尔奖得主埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)利用这个(尚未解决的)问题,提出了一个更具体但同样具有挑衅性的问题。他问道,是什么让生命系统与已知的物理定律相悖?他给出的答案现在看来是有先见之明的:生     

德尔布吕克早期的生物学思想

分子生物学是本世纪中叶产生和发展起来的一门新兴学科。在本世纪中叶以前,分子生物学还处于产生和孕育之中,这被科学史家称为“分子生物学史前时期”。当时学派林立,其中之一就是“信息学派”。我们这里主要讨论信息学派的创始人之一德尔布吕克(Max Delbrück)早期(五十年代初以前)的生物学思想。在本世纪三、四十年代,信息学派的生物学家应用现代物理学的思想和方法来研究噬菌体在大肠杆菌体内的复制过程,以阐明生命遗传物质的本     

物理学家向分子生物学的转移及其影响

本文考察了物理学科学家向现代生物学的转移现象,强调了洛克菲勒基金会在20世纪30年代鼓励理化技术用于实验生物学研究中的作用,提出促使这种转移的因素有德尔布吕丸所领导的卓越组织——噬菌体小组、薛定谔的著作《生命是什么》、因使用核武器而产生的对物理学的反感、对活力论和新活力沦的放弃、生物学的定量化需要和生物学家对传统描述方法的背离、物理学技术在分子生物学中的广泛应用和前途光明而曲折的生物工程领域的迅速发展以及其他科学家的影响.最近几年里作者与一些世界著名生物学家和其他转移的科学家的会谈清楚表明,除上述因素还有以下其它原因:物理学科学家具有更强的分析能力;当代理论物理学发展缓慢;物理学变得越来越复杂、常需要许多人的协作和极其贵重的仪器、个人的作用不太明显,而生物学问题看来简单又十分有趣;物理学家能够将生物的多样性系挽联系起来并找到一统一主题;深信生物工程可以缓和疾病、污染及饥饿等问题.此外,本文还讨论了科学家们对生物学工作的态度以及未来物理学科学家如何影响分子生物学.     

菲利普?安德森：凝聚态物理的一代宗师

<正>这位理论物理学家因在无序性和磁性材料方面的工作获得了诺贝尔奖,但这远不足以表彰他在凝聚态物理学界无与伦比的贡献。菲利普·沃伦·安德森（Philip Warren Anderson,1923—2020）是20世纪下半叶最富有成就也是最重要的物理学家之一。在贝尔实验室、剑桥大学和普林斯顿大学的五十多年的职业生涯中,他凭借超凡的品味、深刻的洞察力和非凡的创造力,一直在努力探索大自然的规律。安德森将多体物理学融入了固体物理的理论中,从而推动了如今的凝聚态物理学的诞生,他在这方面的贡献远超他人。他在1984年所著的《凝聚态物理学的基本概念》（Basic Notions of Condensed Matter Physics）中指出,要想对含有1023个粒子的系统进行描述,应当构建并使用模型哈密顿量,而不是求解多体系统的薛定谔方程。在过去的几十年里,这一观点已经成为各种凝聚态物理教材中的主流思想。     

探索复杂性,探索生命的奥秘

探索极端小的粒子世界,探索极端大的天体和宇宙,探索极端复杂的生命系统,是当代自然科学振奋人心的三个前沿阵地.和前两个前沿不同,支配复杂系统的基本力只是电磁作用,这里没有超出宏观物理学和微观原子理论的规律.然而正是这个前沿对人类生活产生了极其重大的影响.薛定谔在对量子力学的创建立下了不朽功勋之后,他的兴趣转向了生命现象.1943年2月薛定谔在英国三学院作了一系列讲演.据这些讲演,1944年出版了《生命是什么?——活细胞的物理观》的名著.在这本著作中薛定谔讲了三个问题.一是论述生命的热力学基础,提出生命是非平衡开放系,靠负熵为生的概念.二是论述生命的分子基础,     

薛定谔改变了人们对生物学的态度

正他的著作《生命是什么?》出版75周年后影响犹存。1943年冬天,物理学家埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)邀请都柏林的公众收听他发表的一系列演讲,他称这些演讲是"艰深的""不能说得上是受欢迎的"。约有400人没有被吓倒,他们是第一批听到薛定谔提出他的观点的人。薛定谔提出的观     

攀登21世纪生命科学的通天塔——漫谈《生物物理学:能量、信息、生命》

20世纪初人们已经意识到，尽管从化学的角度看生物体仿佛一杯羹，但生物体却能做到羹无法完成的很多事情。薛定谔（E．Schroedinger）在《生命是什么》（1944年）中就提出了生物体如何从食物中创建秩序及做功这一难题。到20世纪中叶，DNA双螺旋结构的发现使人们明白,生命的奥秘可以通过研究大分子得以揭示，由此人类进入了历史上最具革命性和深远意义的分子生物学时代，并在此后长达50余年的时间里一直维持着知识爆炸式增长的态势。在20世纪末的最后几年里，生命科学捷报频传：首先是1997年“多莉羊”的诞生，接着是2000年美英首脑同时宣布人类基因组草图的问世。     

赫姆霍兹和他的学生

从1871年至1888年,H·V·赫姆霍兹(H·V·Helmholtz)在柏林大学担任物理学教授。在此期间,全世界许多物理学家聚集到柏林,在赫姆霍兹的领导下学习物理学和做物理研究工作。这些科学家有德国的物理学家M·普朗克(M·Planck),H·凯泽尔(H·kayser),E·戈尔德施泰因(E·Goldstein),W·维恩(W·Wien)和H·赫茨(H·Hertz),美国科学家H·罗兰(H·Rowland),A·A·米切尔森(A·A·Michelson)和M·普平(M·Pupin)。赫姆霍兹与这些人在科学上和个人之间的相互影响,以及合作研究,都显示出赫姆霍兹不愧为19世纪公认的、杰出的物理学良师。他的思想和他的学生对19世纪末期和20世纪初期物理学的发展都起了重要的作用。     

统计学:社会的物理学

玻尔 (Ｂｏｈｒ)、玻恩 (Ｂｏｒｎ )和薛定谔(Ｓｃｈｒ ｄｉｎｇｅｒ)于 2 0世纪 2 0年代把概率引入了量子世界的自然本性之中。这一引进搅乱了科学的哲学基础 ,使得一些学者感到非常困惑。然而早在 1 9世纪中期 ,当统计学的思想进入经典物理学的时候 ,关于偶然性、概率和决定论的争论就已经十分激烈了。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (ＪａｍｅｓＣｌｅｒｋＭａｘｗｅｌｌ)把概率物理学 (ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃｐｈｙｓｉｃｓ)带到了神秘主义的边缘 ,他说 :“正是物理科学的某个独特的函数带领我们来到了一个不可理解的事物的边缘 ,并嘱咐…     

卡普拉的《转折点》

高能物理学家弗·卡普拉(Fritjof Capra)继1975年发表《物理学之道》(The Tao of Physics)之后,经几年的积累思考,于1982年又发表了《转折点——科学、社会和正在兴起的文化》(The Turning Point——Science,Society and the Rising Culture),此书很快成为一本影响很大的国际畅销书.最近,由卫飒英、李四南译为中文,即将由四川科学技术出版社出版. 《转折点》首先分析笛卡尔-牛顿规范,这是以分割的、还原的方法为其特征的力学的规范.这一规范深刻地影响了近代的物理学、生物学、医学、心理学、经济学等等.对此影响,卡普拉作了富于启发性的独特的分析论述.由牛顿的物理学转变为     

詹姆斯·沃森采访录

为纪念DNA双螺旋结构发现 50周年 ,《科学美国人》杂志主编约翰·瑞尼(JohnRennie)不久前在位于纽约长岛冷泉港实验室詹姆斯·沃森的办公室 ,对这位著名科学家作了访谈 (沃森曾任该实验室主任达 2 5年之久 )。沃森把分子生物学的现状以及围绕遗传学的争论归于双螺旋的发现——     

熵的意义

我以个人的一段回忆开始我的讲演.我曾有幸与埃尔文·薛定谔相遇.当时,他正在比利时格温特作一次学术报告(大约是在1938～1939年).正如各位所知,薛定谔是我们时代最伟大的物理学家之一:他是量子力学基本方程式之一的发现者,而且不仅如此,在另外一些领域他也有巨大的影响,仅只需提起发表在二次大战末期的他的划时代的著作《什么是生命》就可说明这一点.他的最后的著作《我的世界观》,则讨论了个体存在的本质这样一个基本的哲学问题:在作为一个整体的宇宙的演变中个体存在意味着什么?     

完美无缺的双螺旋--纪念DNA双螺旋结构发现50周年

195 3年 4月 2 5日 ,英国《自然》杂志发表有两位年轻科学家的论文———《核酸的分子结构———脱氧核糖核酸的一个结构模型》。论文很短 (不足一页 ) ,但内容极其重要。署名者一位是美国的詹姆斯·沃森 ,一位是英国的弗朗西斯·克里克。这个发现开创了分子遗传学、分子生物学的新时代。在 2 0世纪 ,DNA双螺旋结构的发现是人类科学研究活动中最为重要的里程碑之一。 1 962年诺贝尔生理学和医学奖授予沃森和克里克 ,分享此荣誉的还有英国物理学家莫里斯·维尔金斯。DNA双螺旋结构的发现吸引了一大批化学家、物理学家投身于对DNA或与DNA…     

地球生命可能源于太空

科学家最近发现 ,在冰冷的太空生成的小气泡表明 ,生命或生命的种子可能起源于宇宙。科学家在一项模拟太空的恶劣环境———寒冷、无空气、大量辐射的试验中设法培养人造细胞膜。加利福尼亚大学专门从事细胞膜研究的生物学家戴维·迪默 (ＤａｖｉｄＤｅａｍｅｒ)认为 :“这些类似于肥皂沫的细胞膜可充当原始的细胞壁。这种细胞壁为半渗透性 ,因此像水和氧气这样的东西进出非常容易。这就是生命所需要的———一个不与外侧完全隔离的内侧。”发表在美国《全国科学院学报》上的这份研究报告称 ,来自太空的有机物可能是地球生命的起源 ,这些有…     

发现脱氧核糖核酸结构的詹姆士·迪威·沃生

一位研究分子生物学的奠基人与美国分子生物学的重要倡导者,詹姆士·迪威·沃生(James Dewey Watson),在指挥现代科学最为惊人的工程35年多的时间里,以他的科学天才,完全合乎伦理标准的品行以及闯劲,给同伴与外行们留下了深刻的印象。尽管他最初在20岁出头时曾想当一名鸟类学家,但却把精力投入到解释脱氧核糖核酸(DNA)结构的工作上,他和其他一些科学家认为:在所有细胞中发现的这种分子恰恰是“生命物质”,正是决定所有生命形式     

人造生命：一个颇有争议的话题

生命是什么 著名的奥地利物理学家、量子力学奠基人薛定锷获得诺贝尔奖后，1943年应邀在爱尔兰都柏林大学作了题为“生命是什么？”的系列演讲。讲稿于次年汇成《生命是什么？》的小册子出版。他在书中用物理学和化学解释生命现象，认为生命是由大分子组成的。生命的信息是由遗传密码传递的，并认为这种密码贮存在“非周期性晶体”染色体纤丝中．这种贮存着密码的晶体，就是生命的物质载体。薛定锷的预言拨动了众多生物学家的神经，他们为此深入研究．终于在1952年发现了生命物质DNA的双螺旋结构，从而引发了生物科学的革命。     

生态学的历史

《生态学的背景——概念和理论》(The Background of Ecology;Concept and Theory),罗伯特·麦金托什(Robert McIntosh)著。剑桥大学出版社,纽约,1985年,383页。《构造自然的模型——种群生态学史上的插曲》(Modeling Nature;Episodes in the History of Population Ecology),莎伦·金斯兰(Sharon Kingsland)著。芝加哥大学出版社,芝加哥,1985年,268页。     

一个半经典模型是如何成为经典的——纪念玻尔原子模型诞生100年

正玻尔原子模型的创立,改变了传统的物理学思维方式,开启了物理学的量子时代。在科学发展史上,1913年是一个值得纪念的年份。意气风发,获得博士学位才两年的丹麦物理学年轻学者玻尔(Niels Bohr,1885—1962)在英国著名科学期刊《哲学杂志》     

"物理学世纪"的认真导引

20世纪是物理学的黄金时代，甚至可称其为物理学的世纪。因为在这100年里，物理学革命（时空观变革和量子革命）蔚为壮观，促发起现代科技文明欣欣向荣。20世纪初叶起始的物理学又称作现代物理学，其无数辉煌成就是现代科技文明的基础和标志。一位富有教学经验的物理学教授史蒂夫·亚当斯（Steve Adams）所著《20世纪的物理学》一书，可谓“物理学世纪”的认真导引。