如前所述,向DNA的结构解析发出挑战的沃森、克里克、威尔金斯等,都受到了一本书的启发,那就是量子力学的先驱者薛定谔于1944年隐居在爱尔兰都柏林时出版的《生命是什么》这本书。
其实,书中给沃森他们最大启发的还是薛定谔的那句总括性的预言:生命最终都可以用物理学或化学的语言来进行说明。而沃森他们直到50年代的时候,才读到了这本书。另外,薛定谔对于遗传基因的认识仅仅停留在物质阶段,而他在生物学上这方面的知识也是很匮乏的,因为他是一个物理学家。
说起1944年,纽约洛克菲勒研究所的奥斯瓦尔德?艾弗里在这一年发表了一篇很严谨的论文。他在论文中主张,遗传基因的本质不是之前大家公认的蛋白质,而是核酸。但是他的这一发现,受到了来自同事的猛烈的抨击,当时几乎没有人去理会他。当然了,薛定谔也就不可能看到这篇论文。所以,薛定谔关于生命的认识是仅仅停留在物理学层面上的。 后来,沃森和克里克有了一个重要的发现,那就是,遗传基因的本质是一种叫做脱氧核糖核酸(DNA)的物质,双螺旋结构是遗传基因复制机构的载体。而这一发现,给薛定谔的预言画上了一个圆满的句号。
另一方面,薛定谔关于生命所体现出来的另外一个重要特点的想法—原子为什么这么小呢,却渐渐地被人们遗忘了。 原子的平均化行为
在《生命是什么》的开头,薛定谔提出了这样一个问题:“原子为什么这么小呢?”
这个看上去很傻的问题究竟有什么含义呢?另外,它与生命现象的表现形式之间究竟有什么关系呢?
确实,那一个一个的原子看上去的确都非常非常的小。一个原子的直径在1-2埃之间,而1埃相当于1厘米的百亿分之一。构成生命现象的最小单位是细胞,其直径在30-40万埃之间,它里面包含着无数的原子。
薛定谔对原子的大小和生物的大小之间的关系作了说明之后,又提出了一个很尖锐的问题,那就是:
原子为什么这么小呢?
这个问题的确是太尖锐了。因为我们现在讨论的问题实际上是原 子的大小,是生物体的大小,尤其是我们人类自己身体的大小。……
因此,这个问题的真实意图在于探讨两种大小——我们自己身体的大小和原子的大小的比例关系。如果把原子为什么这么小的问题当成是一个科学性的问题,那么,我们的目的就明确了,即:将我们的身体与原子相比较,探讨一下为什么我们的身体会比原子大这么多。
之后,薛定谔举了很多例子来进行说明,最后得出一个结论:一般来讲,原子总是不停地在做无秩序的热运动。其中之一就是“布朗运动”。我们无法直接看到原子做运动时的样子,但是在显微镜下,我们可以看到又小又轻的粒子,比如说浮在水面上的花粉或漂在空气中的雾气(微小的水滴)的运动情况。明白了这一点,我们就可以明白,粒子是在不停地做着非常不规律的运动,这种运动被称为布朗运动。
微粒子周围存在着我们看不到的原子(确切地说,水中的花粉,其周围是水分子;空气中的雾气,其周围则是气体分子),受它们的影响,微粒子不停地运动。另外,在空气中有雾气的情况下,由于重力作用,水滴会慢慢地降落到地表上来,以此来实现整体的平均化。在这里,薛定谔提到了“平均化”这个概念。
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