化学的回顾和展望

化学学科从近代化学算起已有两个世纪的历史 ,它与物理学和生物学都是自然科学中的基础学科 ,它们都有各自的使命和传统。但由于其学科内容深处的盘根错结 ,随着发展 ,它们表现出相互之间越来越密切的关系。现在要结合化学与物理学和生物学的关系来谈谈化学学科发展的来龙去脉。化学学科之奠立和原子论近代化学发轫于 1 774年拉瓦锡 (Antoine LaurentLavoisier)和 1 80 3年道尔顿 (JohnDalton)分别提出的元素学说和原子学说。此前多少个世纪都曾进行过与化学有关的实践 ,其中包括炼丹术和炼金术。从这些摸索中可能得出了这样的经验 :在从…     

Bio—X—未来的科学富矿

在斯坦福、伯克利。哈佛等一流研究性大学，生物学与其他学科交叉的势头越来越猛——不论喜欢与否，生物学研究的内容正变得更丰富，研究的手段也变得越来越尖端，引人注目的发现越来越多地产生于那些以前认为与生物学没有什么相关的学科的结合点上。在生物学围内对此有认同的人正在增多，即需要鼓励、推动生物学和化学、计算机科学家、工程师和物理学家的相互交和。这些领域的专家也非常期望以本学科的实验手段来帮助解决生物学研究中面临的问题。当然这种合作也有着实用的考虑，众所周知，现在投向生物学的钱很多。不管什么原因，这些领域…     

美国研究性大学青睐跨学科研究--伯克利大学全力推进物理-生物学融合

展望一下未来的工程技术科学前景，数学、物理、化学抑或生物学，谁将成为翘楚？没错，生物学！但这决不是一般意义上的生物学，而是借助于其他学科来共同开发生物学的宝藏。美国享有盛誉的研究性大学加州大学伯克利分校对这一前景可谓十分明了，该校已确定今后主要研究经费将用于跨学科研究。作为这一努力的一部分，伯克利分校已确定斥资1亿美元建造两幢新研究大楼，以让物理学、化学、分子生物学和公众健康等学科的一流专家集中在一起。预计在未来几年里，会有15个新的专业学科在这里出现，他们将为此投资5亿美元，最终使加州大学伯克利分…     

物理学在生命科学中的意义

一、物理学和生物学的关系长期以来,人们习惯于把自然科学划分为几个不同性质的领域,比如数学、物理学、化学、天文、地理、生物学等等。这种看法是有它的历史根源的。其实在自然科学发展的早期,并没有这样严格的划分,那时的所谓自然哲学家知识面很广。但是随着科学技术的发展,知识的积累越来越多,人     

试论“数学模型”在生物学研究中的作用

一、概况 数学是研究自然界中的数量关系和空间形式的学科,生物学是研究自然界中生命活动的学科,虽然这两门学科都可称为古老的学科,但长期以来,这两门学科相互来往很少,也很少有数学家兼搞生物学工作的。这种情况一直延续到十九世纪,恩格斯在《自然辩证法》一书中指出:“数学的应用:在固体力学中是绝对的,在气体力学中是近似的,在液体力学中就已经比较困难了;在物理学中多半是尝试性的和相对的;在化学中是最简单的一次方程式;在生物学中=0.”这就是一百年前的情况。     

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.     

生物磁学的研究手段

最近十年里,在生物学和物理学之间产生了一门新的学科分支——生物磁学(biomagnetism),它是一     

协合学

当科学以巨人的步伐迅速发展的时候,它分成越来越多的专门学科。从表面上看来,这些学科不仅有它们自己的语言,而且是由完全不同的现象和原理支配着。协合学则是学科间交叉研究的一个新领域,它在揭示一些看上去完全不同的学科的共同本质特征方面获得了颇为惊人的成功。协合学是如何进行研究的,以及迄今为止它取得了一些什么成就,这些是本文的主题。确实,在物理学、天体物理学、化学、生物学、生态学、电气和机械工程、社会学以及其他一     

计算生物学

计算生物学(computational biology)是一门典型的交叉学科,涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等.就整个学科的内容而论,计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象,以解决生物学问题为最终目标,数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段.     

"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。     

对于生物物理学的一些看法

一般規律与特殊規律近代自然科学的发展有两个同时并存的趋向:一个是学科的分化越来越細,譬如生物学就分化成植物、动物、微生物、形态、分类、細胞、遺传、……等;一个是各种学科互相渗透,出現很多所謂边緣学科,如生物化学、生物物理学,以及生物物理化学等。人类对自然界认識的系統知識,从原始的无所不包的自然哲学到分门別类的科学,再进一步向更高一水平綜合,是一个辯証的发展过程,一个必然的趋向。物理学研究物貭的一般結构和它运动的規律,生物学研究特殊物貭(即带有生命活力的物貭)的結构和它运动的規律。但物貭世界的各种規律都相互联系相互制約,是不可分割的;如果对各个学科的观念絕对化了,不看到它們之間的联系,就会妨害自然科学的     

合成生物学在医学中的应用

合成生物学是21世纪初出现的一门重要前沿交叉科学。在医学领域中,对利用合成的生物学回路来弥补功能异常以达到治疗目的,有越来越多的探讨,正促使医学合成生物学诞生。合成生物学(synthetic biology)是2000年出现的一门融汇生物学、工程学、化学和信息学等学科而成的交叉科学。目前对合成生物学的定义还存在不同认识,较普遍接受的观念是:①为了应用目的,重新设计现存的自然生物学系统;②设计和建造全新的生物学元件、回路和系统。从这样的观念出发,合成生物学与有机     

探索物理学难题的科学意义

英国物理学家开耳芬在1900年瞻望20世纪物理学时曾说：“在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云”。为驱散这两朵乌云，诞生了相对论和量子论，导致了20世纪人类社会空前的技术进步，极大地改变了人类的生产方式和生活方式，并促使人类整个自然科学的改观，与19世纪相比，本世纪的物理学取得了更加辉煌的成就，它在微观、宏观、复杂系统和现代生物学四个基本方向上把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。     

未来我们选择怎样的物理学？

当今美国科学正经受着变革前的困惑和阵痛。备感就业艰辛的青年科学家更是对美国科学的前途，对他们自己的职业生涯忧心仲忡。出现这种状况是有历史原因的。冷战结束、工业缩减、政府赤字和人口增长等因素造成了科研经费不足、科学家择业困难和就业机会减少等问题。当然，这些问题在不同学科、领域的表现和反映不尽相同．本文旨在探讨物理学，特别是大学物理学所面临的难题并提出一些解决的设想和办法。对大多数人来说，特别是对于那些业已在物理学界占据一定位置、功成名就的科学家而言，他们认为目前物理学界所存在的种种问题会自行消除、…     

细菌纤维素:一种环境友好的纳米材料

纳米科学的产生堪称科学史上的一次革命，纳米科学的发展又为化学、物理学、材料学、生物学及仿生学学科的交叉发展提供了新的机遇。由于纳米材料所见有的独特性质段新规律的发现，近年来这一领域形成了新的交叉学科研究热点。     

物理学的地位和作用

21世纪是知识经济社会,世界经济的全球化,使得国与国之间的竞争越来越激烈。国家的综合国力和国际竞争力也越来越取决于教育、科技和知识创新的发展水平,各国都把教育放在优先发展的战略地位。如何应对挑战,加快我国教育的改革和发展,为我国的现代化建设培养出符合时代需要的新型人才,已是我国教育面临的重大课题,也成为教育工作者肩负的重大历史使命。作为物理教育工作者应对物理学科的地位和作用有个清醒的认识。 物理学的研究对象 物理学是研究物质运动的     

生命的字节

罗伯特·贝治是一个献身事业的生物物理学家,现任锡拉丘兹大学分子电子学研究中心主任。他和他的研究人员正在研究一种叫做细菌视紫红质的材料。从材料粘湿的外观和微生物的名称看,它似乎是供生物学、药物学或农业上应用的。然而,作为锡拉丘兹研究室任务书中的高技术名称,它所谋求的应用领域却远离生命科学。贝治和其他研究者在用这种细菌蛋白质制作一种有机计算机——一种不是来自无生命的硅而是来自活细胞的人工脑。     

分子生物学的发展

分子生物学,与其说是生物科学的一个新的分支学科,毋宁说是生物科学发展的一个新的历史阶段;是在对生命物质运动特殊规律与生物高分子结构和功能两种水平研究之间开始接壤的广阔领域;是用基础学科的技术与观点谋求深入了解生命现象本质的一种态度和趋势;是生物学的一个生长点;是现代化学、物理学和数学向生物学渗透的一种必然的结果。分子生物学的观点主要是分析。在生物科学发展的现阶段,多进行一些分析是必要的,但停留于此是不够的。事实上,在生物科学的发展中综合的过程也随时在进行着。学科的互相渗透串连,意味着科学的成长与     

噬菌体疗法:再度兴盛谋什么?

正噬菌体生物学不仅仅是一种模式生物系统,还是有助于人体健康的一种治疗方法,人们称之为"噬菌体疗法2.0版"。所谓噬菌体疗法,是使用噬菌体——感染细菌并在其内部复制的病毒——来治疗致病性细菌带来的疾病。这种方法在西方医学的前分子生物学时代有短暂的历史,在20世纪中期前后消亡,其原因主要是来自美国医学会对其效果的批判和化学抗生素药的发明应用。现在,全球抗生素耐药性危机和对人     

美哉物理(八) 互补互协 天人合一

现代物理学的２０世纪进展，自始至终都以量子概念为主导；量子理论的百年成就，其中包括与相对论的形式结合，乃世纪初叶掀起的物理学革命的主要展现。物理学革命对于人类影响的深刻程度，莫过于思想观念的转变。伴随着量子概念的诞生，Ｎ·玻尔的互补原理引发出一种新颖的哲学观念、开拓出一个非凡的哲学领域。这种新哲学观念或许会成为２１世纪人类之指导思想和工作方法的一项不可忽缺的要旨。 学者们论及，新世纪将更偏重于东方文化。互补原理的进一步诠释，恰恰可植根于东方文化的深厚底蕴。推崇中国文化的李约瑟指出：“对于目前和将…