第一章 經典物理學家對這一主題的探讨3
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我思故我在。
&mdash&mdash笛卡兒 1.研究的一般性質和目的 這本小書源于一位理論物理學家為大約400名聽衆所做的一次公衆講演。
雖然我們從一開始就提醒說這個主題很難懂,而且即使幾乎沒有使用物理學家最讓人畏懼的數學演繹這個武器,講演也不可能很通俗,但聽衆基本上沒有減少。
之所以如此,并不是因為這個主題簡單得不用數學就可以解釋清楚,而是因為問題過于複雜,以緻不能完全用數學來處理。
講演至少聽起來還比較通俗,這是因為講演者試圖把盤桓于生物學和物理學之間的基本觀念向生物學家講清楚。
實際上,盡管涉及的論題多種多樣,但整本書隻是要表達一種想法&mdash&mdash對一個重大問題的一點評論。
為了不迷失方向,我們不妨先把計劃很簡要地概述一下。
這個讨論得很多的重大問題是: 在一個生命有機體的空間界限内發生的時空中的事件,如何用物理學和化學來解釋? 這本小書力圖闡述和确立的初步回答可以概括如下:4 當前的物理學和化學顯然無法解釋這些事件,但我們并不能因此而懷疑這些事件可以用物理學和化學來解釋。
2.統計物理學。
結構上的根本差别 如果它隻是為了激起未來獲得成功的希望,那麼這樣說也未免太平凡了。
它有着更為積極的意義,那就是,迄今為止物理學和化學的這種無能為力已經得到了充分說明。
今天,由于生物學家、主要是遺傳學家在最近三四十年裡所做的創造性工作,我們對有機體的實際物質結構及其機能已經了解很多,這些知識足以說明并且是精确地說明,當前的物理學和化學為什麼還不能解釋生命有機體内部在時空中發生的事件。
一個有機體最具活性部分的原子的排列以及這些排列的相互作用,與迄今為止被物理學家和化學家當作實驗和理論研究對象的所有那些原子排列都有根本的差别。
然而,除了深信物理學和化學定律完全是統計學定律的那些物理學家之外,别人也許會認為我方才所說的那種根本差别是無足輕重的。
注2這是因為,認為生命有機體活性部分的結構迥異于物理學家和化學家在實驗室或書桌旁用體力或腦力處理的任何一塊物質的結構,這與統計學的觀點有關。
注3要把如此發現的定律和規則直接應用于系統的行為,而該系統又不表現出那些定律和規則所基于的結構,這幾乎是難以想象的。
5 我們甚至不能指望非物理學家能夠理解我方才用非常抽象的術語所表述的&ldquo統計結構&rdquo上的差别,更不要說去理解這種差别的重大意義了。
為使陳述更為生動有趣,我先把後面要詳細說明的内容提前講一下,即活細胞最重要的部分&mdash&mdash染色體纖絲&mdash&mdash可以被恰當地稱為非周期性晶體。
迄今為止,我們在物理學中隻處理過周期性晶體。
在一位謙卑的物理學家看來,周期性晶體已經非常有趣和複雜了;它們構成了最有吸引力和最複雜的物質結構之一,由于這些結構,無生命的自然已經使物理學家費盡心思了。
然而與非周期性晶體相比,它是相當簡單和乏味的。
兩者在結構上的差别就如同一張是反複出現同一種圖案的普通壁紙,另一幅則是技藝精湛的刺繡,比如一條拉斐爾挂毯,它顯示的絕非單調的重複,而是那位大師繪制的一幅精緻的、有條理的、富含意義的圖案。
在把周期性晶體稱為他所研究的最複雜的對象之一時,我想到的是嚴格意義上的物理學家。
事實上,有機化學在研究越來越複雜的分子時,已經十分接近那種&ldquo非周期性晶體&rdquo了,在我看來,那正是生命的物質載體。
因此,有機化學家對生命問題已經做出了重大貢獻,而物理學家則幾乎無所作為,這不足為奇。
3.素樸物理學家對這一主題的探讨6 我已經非常簡要地說明了我們研究的一般想法,或者毋甯說是最終的範圍,現在我來談談研究思路。
我打算首先提出或可稱為&ldquo一個素樸物理學家對有機體的看法&rdquo,也就是這樣一位物理學家可能想到的
&mdash&mdash笛卡兒 1.研究的一般性質和目的 這本小書源于一位理論物理學家為大約400名聽衆所做的一次公衆講演。
雖然我們從一開始就提醒說這個主題很難懂,而且即使幾乎沒有使用物理學家最讓人畏懼的數學演繹這個武器,講演也不可能很通俗,但聽衆基本上沒有減少。
之所以如此,并不是因為這個主題簡單得不用數學就可以解釋清楚,而是因為問題過于複雜,以緻不能完全用數學來處理。
講演至少聽起來還比較通俗,這是因為講演者試圖把盤桓于生物學和物理學之間的基本觀念向生物學家講清楚。
實際上,盡管涉及的論題多種多樣,但整本書隻是要表達一種想法&mdash&mdash對一個重大問題的一點評論。
為了不迷失方向,我們不妨先把計劃很簡要地概述一下。
這個讨論得很多的重大問題是: 在一個生命有機體的空間界限内發生的時空中的事件,如何用物理學和化學來解釋? 這本小書力圖闡述和确立的初步回答可以概括如下:4 當前的物理學和化學顯然無法解釋這些事件,但我們并不能因此而懷疑這些事件可以用物理學和化學來解釋。
2.統計物理學。
結構上的根本差别 如果它隻是為了激起未來獲得成功的希望,那麼這樣說也未免太平凡了。
它有着更為積極的意義,那就是,迄今為止物理學和化學的這種無能為力已經得到了充分說明。
今天,由于生物學家、主要是遺傳學家在最近三四十年裡所做的創造性工作,我們對有機體的實際物質結構及其機能已經了解很多,這些知識足以說明并且是精确地說明,當前的物理學和化學為什麼還不能解釋生命有機體内部在時空中發生的事件。
一個有機體最具活性部分的原子的排列以及這些排列的相互作用,與迄今為止被物理學家和化學家當作實驗和理論研究對象的所有那些原子排列都有根本的差别。
然而,除了深信物理學和化學定律完全是統計學定律的那些物理學家之外,别人也許會認為我方才所說的那種根本差别是無足輕重的。
注2這是因為,認為生命有機體活性部分的結構迥異于物理學家和化學家在實驗室或書桌旁用體力或腦力處理的任何一塊物質的結構,這與統計學的觀點有關。
注3要把如此發現的定律和規則直接應用于系統的行為,而該系統又不表現出那些定律和規則所基于的結構,這幾乎是難以想象的。
5 我們甚至不能指望非物理學家能夠理解我方才用非常抽象的術語所表述的&ldquo統計結構&rdquo上的差别,更不要說去理解這種差别的重大意義了。
為使陳述更為生動有趣,我先把後面要詳細說明的内容提前講一下,即活細胞最重要的部分&mdash&mdash染色體纖絲&mdash&mdash可以被恰當地稱為非周期性晶體。
迄今為止,我們在物理學中隻處理過周期性晶體。
在一位謙卑的物理學家看來,周期性晶體已經非常有趣和複雜了;它們構成了最有吸引力和最複雜的物質結構之一,由于這些結構,無生命的自然已經使物理學家費盡心思了。
然而與非周期性晶體相比,它是相當簡單和乏味的。
兩者在結構上的差别就如同一張是反複出現同一種圖案的普通壁紙,另一幅則是技藝精湛的刺繡,比如一條拉斐爾挂毯,它顯示的絕非單調的重複,而是那位大師繪制的一幅精緻的、有條理的、富含意義的圖案。
在把周期性晶體稱為他所研究的最複雜的對象之一時,我想到的是嚴格意義上的物理學家。
事實上,有機化學在研究越來越複雜的分子時,已經十分接近那種&ldquo非周期性晶體&rdquo了,在我看來,那正是生命的物質載體。
因此,有機化學家對生命問題已經做出了重大貢獻,而物理學家則幾乎無所作為,這不足為奇。
3.素樸物理學家對這一主題的探讨6 我已經非常簡要地說明了我們研究的一般想法,或者毋甯說是最終的範圍,現在我來談談研究思路。
我打算首先提出或可稱為&ldquo一個素樸物理學家對有機體的看法&rdquo,也就是這樣一位物理學家可能想到的