第四章 量子力學的證據46
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你高高騰起的精神火焰默許了一個比喻,一個意象。
&mdash&mdash歌德 32.經典物理學無法解釋的持久性 借助于X射線極為精密的儀器(物理學家還記得,該儀器在30年前揭示了晶體詳細的原子晶格結構),生物學家和物理學家經過共同努力,最近成功降低了導緻個體某一宏觀形狀的顯微結構的尺寸&mdash&mdash&ldquo基因的尺寸&rdquo&mdash&mdash的上限,并使其遠遠低于第19節得出的估計值。
我們正嚴肅面對着這樣一個問題:從統計物理學的觀點來看,基因結構似乎隻包含着較少的原子(量級為1000,甚至還可能少得多),卻以近乎奇迹的持久性表現出了非常規律的活動,如何能使這兩方面的事實協調起來呢? 讓我再次把這種令人驚奇的狀況說得更鮮明些。
哈布斯堡王朝的幾位成員有一種特别難看的下唇(哈布斯堡唇)。
在王室的資助下,維也納皇家學院認真研究了它的遺傳,并連同曆史肖像一起發表了。
事實證明,這種特征是正常唇形的一個真正孟德爾式的&ldquo等位基因&rdquo。
如果考察生活在16世紀的一位家族成員的肖像和他生活在19世紀的後代的肖像,我們也許可以确信,決定這一畸形特征的物質基因結構已經世代相傳了幾個世紀,在其間為數不多的細胞分裂中,每一次都被忠實地複制下來。
此外,這個作為原因的基因結構所包含的原子數目很可能與X射線試驗測得的原子數目同數量級。
在整段時間裡,基因的溫度一直保持在98華氏度左右。
數個世紀以來,它始終未受熱運動無序趨向的幹擾,我們應當如何理解這一點呢?47 如果上個世紀末的一位物理學家隻準備用他所能解釋并能真正理解的那些自然定律去回答這個問題,他将不知所措。
事實上,對統計學的狀況稍作思考之後,他也許會回答說(我們将會看到,這種回答是正确的):這些物質結構隻可能是分子。
關于這些原子集合體的存在性以及有時高度的穩定性,當時的化學已有廣泛了解。
但這種了解是純經驗的。
分子的本性還不為人所知&mdash&mdash對于所有人來說,使分子保持形狀的原子之間的強鍵完全是一個謎。
事實證明,這個問答是正确的。
但如果隻把這種令人費解的生物學穩定性追溯到同樣令人費解的化學穩定性,它的價值就很有限。
雖然證明了兩種表面上相似的特征是基于同一條原理,但隻要這一原理本身是未知的,該證明就總是不牢靠的。
33.可以用量子論來解釋 對于這個問題,量子論提供了解釋。
根據目前的了解,遺傳機制是與量子論密切相關的,甚至建立在量子論的基礎之上。
量子論是馬克斯·普朗克(MaxPlanck)1900年發現的。
而現代遺傳學可以追溯到德弗裡斯、科倫斯和切爾馬克(1900年)重新發現孟德
&mdash&mdash歌德 32.經典物理學無法解釋的持久性 借助于X射線極為精密的儀器(物理學家還記得,該儀器在30年前揭示了晶體詳細的原子晶格結構),生物學家和物理學家經過共同努力,最近成功降低了導緻個體某一宏觀形狀的顯微結構的尺寸&mdash&mdash&ldquo基因的尺寸&rdquo&mdash&mdash的上限,并使其遠遠低于第19節得出的估計值。
我們正嚴肅面對着這樣一個問題:從統計物理學的觀點來看,基因結構似乎隻包含着較少的原子(量級為1000,甚至還可能少得多),卻以近乎奇迹的持久性表現出了非常規律的活動,如何能使這兩方面的事實協調起來呢? 讓我再次把這種令人驚奇的狀況說得更鮮明些。
哈布斯堡王朝的幾位成員有一種特别難看的下唇(哈布斯堡唇)。
在王室的資助下,維也納皇家學院認真研究了它的遺傳,并連同曆史肖像一起發表了。
事實證明,這種特征是正常唇形的一個真正孟德爾式的&ldquo等位基因&rdquo。
如果考察生活在16世紀的一位家族成員的肖像和他生活在19世紀的後代的肖像,我們也許可以确信,決定這一畸形特征的物質基因結構已經世代相傳了幾個世紀,在其間為數不多的細胞分裂中,每一次都被忠實地複制下來。
此外,這個作為原因的基因結構所包含的原子數目很可能與X射線試驗測得的原子數目同數量級。
在整段時間裡,基因的溫度一直保持在98華氏度左右。
數個世紀以來,它始終未受熱運動無序趨向的幹擾,我們應當如何理解這一點呢?47 如果上個世紀末的一位物理學家隻準備用他所能解釋并能真正理解的那些自然定律去回答這個問題,他将不知所措。
事實上,對統計學的狀況稍作思考之後,他也許會回答說(我們将會看到,這種回答是正确的):這些物質結構隻可能是分子。
關于這些原子集合體的存在性以及有時高度的穩定性,當時的化學已有廣泛了解。
但這種了解是純經驗的。
分子的本性還不為人所知&mdash&mdash對于所有人來說,使分子保持形狀的原子之間的強鍵完全是一個謎。
事實證明,這個問答是正确的。
但如果隻把這種令人費解的生物學穩定性追溯到同樣令人費解的化學穩定性,它的價值就很有限。
雖然證明了兩種表面上相似的特征是基于同一條原理,但隻要這一原理本身是未知的,該證明就總是不牢靠的。
33.可以用量子論來解釋 對于這個問題,量子論提供了解釋。
根據目前的了解,遺傳機制是與量子論密切相關的,甚至建立在量子論的基礎之上。
量子論是馬克斯·普朗克(MaxPlanck)1900年發現的。
而現代遺傳學可以追溯到德弗裡斯、科倫斯和切爾馬克(1900年)重新發現孟德