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     题 目:百年物理学的启示 
     时 间:2005年5月31日
     地 点:中国科学院研究生院礼堂

庆祝中国科学院学部成立50周年
——“走中国特色的自主创新之路”系列活动

报告人:全国人大常委会副委员长,
中国科学院院长路甬祥

  第六,是物理学与生命科学之间相互作用。生命是物质的,所以物理学的发展也必定要涉及涵盖生命物质规律的研究。物理学与其他自然科学交叉与相互作用,曾经产生并形成了化学物理学、生物物理学和心理物理学以及天体物理学、地球物理学、大气物理、海洋物理和空间物理等诸多的交叉学科,这种交叉和相互作用最突出的表现还在于,20世纪的生命科学在物理学的基础上发生了革命性的变化,也就是DNA双螺旋结构的发现以及分子生物学的发展。

  1953年,美国生物学家沃森和英国化学家克里克发现了DNA的双螺旋结构。1954年,俄裔美国物理学家伽莫夫提出核苷酸三联体的遗传密码。1958年,克里克提出了遗传信息传递从DNA到RNA再到蛋白质的中心法则。1961年,法国生物学家雅各布和莫诺提出了基因的功能分类和调节基因的概念等等,在这以后,几乎所有对生命现象的研究,都深入到了分子水平,去寻找生命本质规律,分子生物学成为了生命现象研究的核心领域和发展生物技术原理的源泉。

  1970年,基因重组开辟了基因技术工程应用的可能性,从而使人类看到了运用生物技术造福人类的广阔前景。生命科学的这种革命性的变革,正是物理学、化学和生物学等相互交叉的结果,在这个过程当中,物理学的概念与方法以及物理学家深入到生命科学领域进行探索,为此做出了重要的贡献。所以现在看来,学生命科学和学物理之间,包括和数学之间,没有不可跨越的鸿沟。许多有成就的生命科学家,有些就是来自于物理学、化学等其它领域。有许多原本学物理的科学家,他成名以后,兴趣转移到去参与生命科学的研究。量子力学的创立者薛定谔,1944年写过《生命是什么》,这本书曾深刻地影响了一批物理学家和生物学家的思想,促成了分子生物学诞生出了三个基本的学派,这就是比德尔代表的化学学派,德尔布吕克代表的信息学派,以及肯德鲁代表的结构学派。

  物理学的X射线晶体衍射方式,为结构学派认识生物大分子的晶体结构提供了有力的手段。我们科学院的生物物理所,在这方面比较强。物理学家伽莫夫率先提出了三联体密码方案,有利地推动了信息学派的成长。我相信,三个学派最终是要共同合作,才能根本揭示生命现象的整体奥秘。结构是重要的,生命现象内部以及内外之间的信息传递,也肯定是重要的。生命现象的信息传递,能量传递,物质传递,许多是通过化学方法转化的。因此生化也依然是生命科学一个的重要基础,这是毫无疑问的。同时,我们也要重视生命科学对物理学的影响,量子论的重要创立者之一玻尔曾经号召物理学家关心生命现象研究,他当时的目的,主要还是想在生命现象中寻找量子物理适用的界限。当然,今天的物理学家已经把一部分注意力转到生命物质方面来,这是一个大的趋势。