气体信息分子——一个全新的概念

1998年10月12日在克罗林卡学院的诺贝奖颁奖大会上罗伯特·佛克高特(Robert F Furchgott)、路易斯·爱格那若(Louis J Ignarro)和佛瑞得·马瑞得(Ferid Murad)共同被授予诺贝尔生理及医学奖,以奖励他们关于“一氧化氮在心血管系统中起信号分子作用”的发现。一氧化氮(NO)是一种在机体中传递信息的气体。由一个细胞产生一种气体,穿透细胞膜调节另一细胞的功能,这一过程体现了生物系统内信号传递的一个全新概念。本文简述了这一全新概念的研究背景、作用机制及发展前景。     

中药分子方剂——医药科学的新生长点

在21世纪中医药学有光明的发展前景,主要有三个方向思想方法、特色疗效与科学内涵,本文重点阐述了科学内涵的发展路线。实验证明,中药方剂成分可以高度简化而不失其特色疗效。因此,可以用中药分子方剂取代中药方剂,而从中药分子方剂又可以发展出新的先进的药理学理论——中药分子方剂学与网络药理学。     

系统科学的一个分支——系统动力学

一、什么是系统动力学系统动力学(System dynamics)是一门分析研究信息反馈系统的学科.1956年由福瑞斯特(Jay W.Forrester)教授始创于美国麻省理工学院. 系统动力学是一门认识和解决系统问题交叉、综合性的新学科.它是系统科学中的一个分支,它也是一门沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科.系统动力学基于系统论,汲取控制论、控制理论与信息论的精髓脱颖而     

常数诱发科学发现的一个重要范例——试论普朗克常数在量子发现中的作用

物理学家琼斯曾就普朗克常数的意义说过这样一段话：“虽然h的数值很小，但是我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的，如果说h严格地等于零，那么宇宙间的物质能量将在十亿万之一秒的时间内全部变为辐射。”本文中笔者试图论证：像普朗克常数这样一个具有重     

反向转录的发现——分子生物学的一个重要成就

现代生物学的主要目标之一是研究生物体内信息是如何隐藏在分子结构之中,而这种信息又是如何从一个分子向另一个分子转移的。许多生命的重要现象,如胚胎细胞的分化,正常细胞转变成肿瘤细胞等重大课题,只有在弄清上述问题后,才有可能得到根本解决。五十年代以来,人们已经搞清楚了,细胞的遗传信息是藏在一种叫做脱氧核糖核酸的生物高分子中。脱氧核糖核酸简称为DNA。DNA由两条长链分子组成。它们相互绕在一起构成了一种所谓双螺旋的结构。DNA虽然是一个极大的分子,但它主要由四种不同的碱基组成。四种碱基以各种不同的次序排列,就构成了不同的DNA分子。生物体内的“信息”就是通过这种方式,“写在”DNA分子上。在正常细胞里,     

一个革命的科学哲学家

一个革命的科学哲学家ＤａｖｉｄＬ．Ｈｕｌｌ著周昌忠译托马斯·Ｓ·库恩（ＴｈｏｍａｓＳ．Ｋｕｈｎ）于６月１７日逝世，终年７３岁。他以把“范型”和“不可比性”这两条原理引入关于科学的研究之中而著称。然而，他的工作之影响所及已超出这些范围。托马斯·库恩与１...     

面向分子科学的数据智能

分子科学是化学的核心,也是生物、材料、药学等学科的基础.传统的分子科学研究通过实验或理论手段进行,研究成本高、周期长,难以处理高复杂度体系.随着大数据时代的到来,数据驱动的人工智能研究已成为继实验、理论和模拟之后的第4种科学研究范式.数据驱动的机器学习凭借其快速高效的数据处理能力,在分子科学领域展现出巨大的发展潜力.尤其是在分子性质预测、分子设计、化学反应预测及逆合成、量子化学计算、自动化合成等领域获得了广泛应用.本文首先介绍面向分子科学数据智能研究过程中的3个关键部分,即分子科学开放数据集、分子描述符和机器学习算法;然后,列举机器学习在不同分子科学研究方向中的重要应用案例;最后,分析讨论该研究领域可能存在的挑战及潜在发展方向.     

奋进中的单分子科学

<正>单分子作为物质世界中独立稳定的基本单元,是构造物质的基因,是最稳定的量子化单元,是调控生命过程的关键,具有丰富的科学内涵.单分子科学与技术是人类极限的挑战和各国竞争的制高点,其发展可广泛推广和应用到其他领域,可解决物理、化学和生命科学等领域存在的许多关键科学问题,具有重要意义.过去数十年间,得益于纳米尺度加工技术等实验方法的迅速发展,研究者已经在实验室成功构筑出模型器件,实现了对单个分子、团簇、超分子的物理化学性质的实验表征.基于此,一系列不同于宏观材料性质的新奇物理化学特性已经被报道.     

科学就是一个计算机程序

如果复杂性是源于简单规则的话,我们是否应当重新思考一下如何去从事科学研究呢?     

科学和艺术的共同规律

科学与艺术的关系是一个古老的课题,已经有多少前人先哲,包括科学家和艺术家,对此发表过他们的真知灼见。作为人类文化的两翼,从不同的角度,有人强调他们的差别,认为“科学探索大自然,而艺术探索人的心灵”(穆斯泰,伽里姆),“科学著作的生命很短,而艺术则可以永葆青春”(契达依戈罗茨基);有人强调他们的一致,指出“艺术家的猜想与科学家的发现多么相似”(巴尔扎克),“真正的科学和真正的音乐需要同样的思维过程”(爱因斯坦)。一直到现在,还在争论未来是     

科学依然重要吗?

2003年11月11日,美国《纽约时报》“科技时代”专栏为庆祝该栏目创办25周年而评选出过去25年中最具争议的25个科学问题。尽管这25个科学问题中的大多数没有详尽的答案,有的甚至没有,但“科技时代”专栏指出:科学的使命不仅仅是寻找答案,更在于提出问题。为此,本刊将陆续刊发上述文章,意在激发人们对科学的求知欲。     

从科学发展规律谈起

1990年12月9日是英国著名学者李约瑟博士90周年诞辰。为了表示对李约瑟博士九十华诞的庆贺,本刊特辑“李约瑟难题’征答”专栏。所谓“李约瑟难题”,就是指李约瑟博士提出的一个历史之谜,即“中国古代有杰出之科学成就,何以近代科学崛起于西方而不是中国?”这一难题的提出曾在全世界范围内引起了众多专家学者极为广泛的兴趣,为此先后举行过几次学术讨论会,发表过相当数量的论文。这无疑对解答“难题”,开拓视野,启迪思想,大有助益。李约瑟博士是中国人民的老朋友,对中国古代文明有着深厚的感情和卓越的研究成果,为世界所公认。 1980年12月,值李约瑟博士80周年诞辰之际,本刊曾发表了徐迓亭先生的专文《李约瑟博士与中国科学》,简要介绍了李约瑟博士生平及其在中国的科学活动,以此表示我们的友好情谊,1981年9月,在李约瑟博士千里迢迢再次来华访问期间,本刊又专辑了李国豪、张孟闻、曹天钦、胡道静等专家学者的文章,介绍了李约瑟博士的在华活动及其丰硕成果。在10年后的今天,李约瑟博士90周年诞辰之际,本刊特举办“李约瑟难题’征答”活动,以示祝贺。自1989年11期本刊刊出“李纷瑟难题’征答”启事后,得到了广大读者的响应和支持,陆续收到了60余篇应答稿件。借此机会,我们对广大读者对本专栏的热情支持深表谢意。由于篇幅有限,这次仅选入11篇有一定代表性观点的文章,供有兴趣者探讨。我们深信,无论是提出这个“难题”的李约瑟博士,还是关注和探索这个“难题”的海内外学者,都希望振兴中国科学技术,使具有五千年悠久文明历史的中国重新崛起,并屹立于世界文化之林。本专栏曾得到胡道静、吴德铎、马伯英等先生的大力协助,在此特致谢意。     

古海洋学——海洋地球科学的一个新的突破

古海洋学是研究海洋的地质历史,即研究距今约1.9亿年(侏儸纪)以来,世界海洋的环流、水温、化学、生物生产力的演变过程的一门边缘科学。它是随着七十年代中期.深海钻探工程的进展和仪器装备的改建而新建的,这一新的边缘学科被称为继板块构造学说之后,世界地球科学上的又一重要突破,由于它在理论上和实际上的重要性,古海洋学自     

四条分子进化规律与相应分子进化学说

进化、发育、遗传为有机体三大基本的生命活动,而进化又是有机体发育与遗传的源泉。近两个世纪以来,进化论历经拉马克、达尔文、新综合论者和中性论者等数代人的努力,虽然取得了对进化及其机制的丰富认识,但同人们对发育与遗传的认识相比,存在明显的不足,其分子     

缺陷工程——开发大规模集成电路硅材料的一个重要因素

随着近代科学技术的发展,人们对材料的要求越来越高。目前,固体缺陷的研究已超越物理学的范畴,向其他学科渗透,向纵、深发展,已经成为材料科学的一个重要组成部分。固体缺陷研究的一个主要任务是,研究材料缺陷的形成、演变及其对性能的影响,采用先进工艺技术,减少缺陷的产生,以获得高质量的材料。近年来,根据应用对材料的要求,人为地控制或利用缺陷,以获得高质量的材料,这     

单分子科学的机遇与挑战

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.     

细菌的有性重组——一个晚成的科学发现

科学的新发现并不总是前后连贯、循序渐进的。相反,在科学发展过程中有一系列的间断。早熟的科学发现是科学家在当时的情况下并没有意识到而在回顾时被描述为“超越时代”的发现。巴伯(Barber)和斯坦特(Stent)对此作了研究。在本文中我们将指出还存在着有晚成的科学发现,即在回顾时被判定为“被耽搁了”的发现。我们将分析有关细菌性别的发现是否为晚成的争议,并提出一些与这一判定相关的问题,探讨在当时投身此项研究的人们中,为什么利德伯格(Lederberg)和塔特姆(Tatum)成为作出此项发现的