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《狂热的追求》——分子生物学的奥秘

 陈律师读书 2023-02-03 发布于新加坡

当正确的观念构造某一时刻终于水落石出时,如同顿悟,澄明之感,在脑中汹涌澎湃。

——弗朗西斯·克拉克

书名《狂热的追求》有着丰富的隐喻,一是来自于济慈的《希腊古瓮颂》,二是克拉克本人对科学研究无尽的追求。

DNA双螺旋结构的发现是人类历史上伟大的生物发现进程,本书的背景从1953年发现DNA双螺旋开始,从1966年破译遗传密码结束。

1953年4月25日,克里克和沃森合作在顶级的《自然》杂志上发表了一篇名为“核酸的分子结构——DNA的一种可能结构”的论文。他们的论文被誉为是“生物学的一个标志,开创了新的时代”。

接下来,由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面的卓越贡献,1962年,他们三人分享了诺贝尔生理学或医学奖,获奖原因为“发现核酸的分子结构及其对生物中信息传递的重要性”。

克里克与艾森

克里克进一步分析了DNA在生命活动中的功能和定位,提出了著名的中心法则,由此奠定了整个分子遗传学的基础。克里克还和英格冉姆一道,发现了遗传物质在决定蛋白质特性上的作用,因此被誉为“分子生物学之父”。

分子生物学

在达尔文的《物种起源》之前,人们认为生物体是设计的,其实是在漫长的时间长河中生命逐渐的演化,对于人类的产生纯粹是分子生物学的偶然。

每一个生物体,每一个细胞,每一个生物大分子,都是长时间复杂作用的产物,这个过程可以追溯到数十亿年前。

对于分子生物学来说比物理学更复杂更非同寻常。物理学往往可以表述为精炼、深刻甚至于直觉相反的普遍规律。

但是生物学不存在共通的定律,出现很多的“意外”。例如孟德尔的遗传定律,只是普遍规则,但是对于遗传当中出现变异实在太常见了。

其原因是分子生物学的有机物质是一系列复杂结构的链接,有机物质有其不稳定性,在复制的过程中也可能会受到物理、化学甚至体内激素水平的影响。

这些因素就决定了物理学的研究方法不适用于生物学,物理学家试图通过整理出一个宏大、整洁、干净的理论模型,物理学家希望在复杂中总结简单,而分子生物学式在简单中找寻复杂。

例如:看似生命最简单的细胞,却包含大量的DNA和RNA,这些载体上又承载着无数的基因片段。

基因决定了蛋白质的氨基酸序列,而携带遗传信息的是内部的碱基。DNA的结构中包含着两条链,互相缠绕成为双螺旋。

DNA的真正秘密在于碱基的配对:腺嘌呤、胸腺嘌呤,鸟嘌呤和胞嘧啶。而分子生物学的主要功能就是通过碱基配对原则将有机化学分子紧密结合。

分子生物学是生物系统的核心,生物的所有方面几乎都是在分子水平上开展的,所有更高水平的有机结合都需要透过在分子水平上得到确认。

自然科学之路

现代科学的一个重要的特征是他进步如此之快,一旦科学发现了新的事实,原有的信念自然显示出鄙陋之处。

对于科学的兴趣使我逐渐认识到,前人基于当时的知识水平认可了某些信念,我们现在认识到了其中的错误。如果我们还把先前明显的错误当做我们分析的根基,自己所构建的其他理论是否可靠确信可以证伪?

对于今天的理论工作中,对于大多数学者和研究者中特别容易形成“锤子思维”,在寻找到自己的模型结构时,几乎格外偏爱自己的想法,试图用自己的理论去解释一切。

而这些认知从另一个角度来说会阻止理论工作者们持续去更新自己的思维模型,持续寻找研究的激情。

自然是如此复杂,许多理论解释的现象是能在某一段时刻或者某个场域合适,例如:宏观领域用牛顿三大定律,微观领域用爱因斯坦的量子物理学。

因此对于自然科学来说需要走出理论的丛林,需要借助对实验证据有广泛的认识,有深刻批判性的洞察,因为永远无法知道那种类型的事实可能会提供解决问题的钥匙。

结语

我们对世界充满好奇,有逻辑头脑和进取心,只要有兴趣我都会努力去干。如果说有缺点那就是掌握了一件事情之后我就轻易认为自己彻底理解他了,其实并不是。

而大自然赋予我们人类的智能就是保持“狂热的追求”永远去探索!

我在《自私的人类》中阐述了人类大脑是最精巧的发明,现实上生物的复杂性在于它能将一些无机营养物质通过特定组合产生智慧,这是最复杂的火箭和最精巧的计算机都无法达到的功能。

我们大自然在毫不费力的进行着这种“高速”计算,无比精确,并且多线程显露同时进行。

环顾我们赖以生存的自然界,他是如此的丰富多彩。地球上至少有30多万种甲虫,1万多种鸟类,已灭绝的物种是现存物种的1000多倍。

他是如此的复杂美妙,这座巨大的基因生物学宝库等着人们去开采去发掘。

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