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浅读《薛定谔生命物理学讲义》
古埠镇涂家小学付三毛
《薛定谔生命物理学》是一本非常的好的科普书籍;虽然内容有些许深奥,难懂;但是仔细品读,是可以学习到非常多的科学知识。大致读了本书,我对“生命是什么”有了一些小了解;看待生命可以从不同的角度,不同的方向来进行。在浅谈本书前,我先介绍一下作者,然后一起走进薛定谔的量子世界。
本书的作者是著名物理学家埃尔文薛定谔,出生于音乐之都维也纳。看到他的名字,就会让人想到闻名遐迩的“薛定谔的猫”,他的猫(薛定谔的猫)完美诠释了量子力学中的“测不准原理”。奠定了薛定谔在物理学界的大师级地位。并且以著名的波动方程开创了波动力学,因此获得过1933年诺贝尔物理学奖。在我看来,薛定谔的研究领域不仅仅是物理学界,还有利用物理学,化学来探究“生命是什么”。
《薛定谔生命物理学讲义》是薛定谔一系列通俗科学演讲集,面向大众,是为非专家读者而写。诠释主要内容是:生命运行之物理机制,例如:有机体活动是需要精确的物理学和化学规律。薛定谔的研究为DNA结构的发现,以及分子生物学的诞生打下了结实的基础。
本书分为三个部分:一.生命是什么,主要是从物理学,化学和量子力学方面来探究生命;二.意识与物质,主要讲的生命意识与物质世界(物理学,化学和量子力学)的相互关系;三.自传,主要讲的是薛定谔的一生,着重写了薛定谔的家庭教育,人生转折。
本书给我留下最深印象的是第一部分【生命是什么】。在薛定谔之前,有许多人想把介于物理学和生物学的一下基本概念讲清楚,但是总是讲不清;因此产生了一个大家长期讨论的问题:“怎样用物理或者化学的方法,解释有机生命体内空间和时间上的各种现象?”尽管有很多人提出了答案,但是都不能充分阐述这个问题。
薛定谔探究这个问题时,首先使用的是统计物理学的方法,利用统计“数学”的偏微分方程来统计有机生命体的运动规律,这个方法存在着误差,后来从布朗运动,扩散的物理学规律中发现:参与的分子数目越小,偶然的偏差就会越大;在一定条件下,是可以观测的这种偏差。
生命是需要不断的繁衍,流传的。在遗传机制中,有丝分裂,减数分裂的不同分裂方式都可以使用数学统计方法来计算细胞中的染色体数量,我产生了一个问题:物理学方法可以解释有机生命体染色体数量的变化?
在他们多年的研究之后,发现经典物理学对于基因的持久性无法解释。随着包括薛定谔在内的众多物理学家对量子理论研究的加深,发现量子理论可以对基因稳定性(基因的持久性)做出解释。量子理论最重要的发现在于揭示了“大自然之书”离散性。经典物理学中认为物体的能量总是不断变化,而在量子理论中,被叫做“量子跃迁”,它指的是系统中的能量由一种能量状态转换到另一种能量状态的神秘事件。
利用两种丙醇的同分异构体以及跃迁来探究生物学中的基因问题,但是发现缺乏中间的限定作用,当它们发生跃迁时,几乎马上恢复到初始状态。
我想:这本书还是有些深奥,理解起来有些难度;在书中,充分反映科学家对于真理的不懈追求,在思考与探究的过程中,不断总结,尝试;在日常教育教学的过程中,我们要养成好的科学素养,对于问题的解决,要讲究证据;注重证据,能够更有效的解决问题。