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薛定谔与生物科学

更新时间:2024-08-08 08:12作者:小小条

薛定谔以在物理学特别是量子力学领域的成就而闻名,但他对于生物学的影响人们知之不多。

青年时期,薛定谔就对生物学感兴趣,受德尔布吕克等影响,形成了对生命哲学的认识。1943年他在爱尔兰都柏林三一学院进行了题为“生命是什么”的系列讲座,1944年将演讲整理出版成书《生命是什么》。对生物学理论构建、研究导向、人才吸引以及学科发展等诸多方面都起到了巨大的推动作用,他的思想和理念持续影响着现代生物科学的发展。

薛定谔与生物科学

❥1 启蒙作用

他认为生命一定不会违背已知的物理和化学基本定律。起到了重要的思想启蒙作用。

❥2 对生物学研究起到重大推动作用

①基因观点:提出遗传信息存储在生物体内部某种不规则的、非周期性重复的晶体中(10年后被发现为DNA)。

②熵与生命:基于热力学第二定律提出生命“以负熵为生” ,即生命体可以不断地从环境中吸收负熵,排泄出较高的熵增(新陈代谢)来维持自身稳定,这解释了生命维持稳定和走向终结等方面的基本机制。

③突变观点:认为遗传突变是不连续的,突变是量子跃迁的结果。还从生物分子的同分异构性引起的原子或原子团排列的多样性,说明了遗传密码内容的丰富多样性。

❥3 对生物学人才的引领作用

这本书出版后,吸引了包括克里克(Francis Crick)、本泽尔(Seymour Benzer)、威尔金斯(Maurice Wilkins)等人的注意,并作出了杰出贡献。在薛定谔成书的10年后,DNA的结构就被发现,到1961年,遗传密码也被破译。

❥4 促进了学科交叉

用物理学工具和思想来解释生物学活动,他的理念和著作推动了物理学和生物学的深度结合,开启了分子生物学革命。为后续生物物理学等交叉学科的发展奠定了基础,让更多的物理学家、化学家等运用自身学科知识和思维方式来研究生物学问题。

❥5 对后世生物科学理念层面的影响

①整体观:薛定谔暗示一定存在一个包罗万象的原理来维持生命那种“失衡的秩序”,而DNA序列只是维持生命的一部分,这种整体观影响了后来生物科学研究从单纯关注基因等微观层面到关注生物整体的系统运作 。

②研究方法和态度:他坚信物理化学定律在生命现象中同样适用的观点,为生物科学研究提供了坚定的理论基础和科学态度,即生命现象是可以被理解和认知的,而不是神秘不可解的。

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