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《生命是什么》:薛定谔的震动性著作导致生物学革命

时间:2023-11-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:5《生命是什么》1944年,一本让物理学、化学和生物学三界震动的小书出现了,它就是1933年诺贝尔物理学奖得者薛定谔所著的《生命是什么》。《生命是什么》出版后,在年轻的科学家中产生了巨大的影响,被誉为“从思想上唤起生物学革命”的小册子。◎《生命是什么》的封面当时正在剑桥大学攻读物理学博士学位的克里克,对遗传学产生了浓厚兴趣。沃森也受到《生命是什么》的启发,对基因研究产生了新想法。

《生命是什么》:薛定谔的震动性著作导致生物学革命

5 《生命是什么》

1944年,一本让物理学、化学和生物学三界震动的小书出现了,它就是1933年诺贝尔物理学奖得者薛定谔所著的《生命是什么》。

这是书是薛定谔在柏林三一学院讲座稿的合集,他对20世纪科学的严格分科很不满,他认为学术是可以相互弥合的。这本书试图用热力学量子力学和化学理论来解释生命的本性。

薛定谔愤愤地说道:“除非我们中间有些人,敢于去着手综合这些实事和理论,即使他们有的是第二手的和不完备的知识,而且还要敢于承担使我们成为蠢人的风险,科学才能进步。”

《生命是什么》一书,用非常通俗的语言建议学者们,应该用物理学的新观点来研究生命现象。薛定谔就认为生物学中,遗传信息编码问题就应该靠物理学和化学方法研究解决。他在举例图解这种编码体系的最大信息量时,曾使用摩尔斯密码的两个符号——点和横来代表它的重要因子。

◎薛定谔

他在书中讲道:“遗传物质是一种有机分子,遗传是以密码的形式通过染色体来传递的。”

《生命是什么》出版后,在年轻的科学家中产生了巨大的影响,被誉为“从思想上唤起生物学革命”的小册子。一大批物理学家被吸引到生物遗传学领域来,糅合了物理知识的生物学,得到了巨大发展。

其中有两位就在遗传领域做出了卓越贡献,他们就是后来发现DNA双螺旋结构的克里克和沃森。

◎《生命是什么》的封面(www.xing528.com)

当时正在剑桥大学攻读物理学博士学位的克里克,对遗传学产生了浓厚兴趣。凭借自己掌握的物理学知识,毅然转到生物学上来。

1951年,克里克在卡文迪什实验室遇到了年轻的美国生物学博士沃森。沃森也受到《生命是什么》的启发,对基因研究产生了新想法。沃森后来在回忆录中写道:“这本书非常清楚地提出一个信念,即基因是活细胞的关键组成部分。要想懂得什么是生命,就必须知道基因是如何发挥作用的。”

当克里克遇到了沃森后,开始专攻生物基因研究。克里克将物理学方法注入生物学中,获得了新视野。而沃森的生物学基础扎实,又可以弥补克里克在这方面的不足,二人采取优势互补,又广为吸收和借鉴当时的研究成果,最终赢得了生物学上划时代的成就。

物理学大师薛定谔

薛定谔,奥地利人,是著名的理论物理学家,量子力学的重要奠基人之一,同时在固体的比热、统计热力学原子光谱及镭的放射性等方面的研究都有很大成就。

他建立了称为薛定谔方程的量子力学波动方程。薛定谔方程在量子力学中占有极其重要的地位,它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。在经典极限下,薛定谔方程可以过渡到哈密顿方程(哈密顿原理、哈密顿方程是描述经典力学的又一套理论体系,能给出与牛顿力学相同的结果)。薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子(如电子等)运动状态的基本定律,在粒子运动速率远小于光速的条件下适用。

薛定谔对分子生物学的发展也做过工作。由于他的影响,不少物理学家参与了生物学的研究工作,使物理学和生物学相结合,形成了现代分子生物学的最显著的特点之一。

薛定谔对原子理论的发展贡献卓著,因而于1933年同英国物理学家狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。

◎在剑桥大学内的卡文迪什实验室。建于1871年,拥有多项世界级科学成就,产生了29项诺贝尔桂冠

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