非凡精读馆听书文稿
薛定谔在书里面先给我们指出了一个了不起的概念。
我们大家都知道,生命具有遗传特征,我们今天的形象和几千年、几万年前我们的老祖宗的形象有一些差别,但是你会发现,好像更多的还是相似的。
这样的一个生命特征能够一代一代遗传下来,到底是为什么?
或者说,如果我们仔细想象一下,我们这样的有生命的个体和外面那些无生命的物质,比方说沙子、石头,我们和它之间的区别到底是什么?
那么薛定谔就会想到,我们的这些生命,生命里的遗传物质应该有一个最基本的特征。
这个特征是什么呢?就是说它要能够携带信息,它的结构应该能够抗得住它内部原子运动造成的无序。所以说薛定谔几乎是开篇不久就提出了一个石破天惊的词,这个词叫aperiodic(非周期的)。
大家都知道,说一个事情是周期性的叫 periodic,薛定谔这地方是用了这个词,前面加上一个a(aperiodic),它是一个西文的否定词。如果你要光看字面,你可以把它翻译成“非周期的”。
其实这地方强调的是那种和我们学固体物理学、材料学的对沙子、水晶、金刚石这里面原子的排列,那种像我们阅兵方阵里面战士排列的严格有序,这是不一样的一种有序。所以说前面加了一个修饰词,aperiodic(非周期的)。
他说这样的一个结构,本身具有什么特点呢?它既具有进行编码的能力,因为它要有编码才能显出足够多的信息。
另外一点,它的结构又应该使得它具有足够的——薛定谔用了几个不同的词——可持续性、永久性、刚性、固体性等等,其实都是一个意思,就是说它能够抗得住这个外界的影响,能够一定程度上保持不变。
他认为生命的遗传物质里一定应该有这样一个结构,他管它叫非周期结构,现在我们会把它翻译成“准周期结构”,或者叫“准晶”。
我接着往下讲,大家就可以明白薛定谔这人到底有多伟大。
他1943年提出这样的一个结构,这个结构随着这本书在1944年出版发行。因为薛定谔本身的名气,所以说一般的科学家大概都会读过这本书。
那么读过这本书的人里面有谁呢?有个叫沃森的生物学家。这个生物学家后来用X射线研究人类的遗传物质,发现了我们的基因里面是双螺旋结构,因此获得了1962年度的诺贝尔生理或医学奖。
如果说仅仅产生了这个影响,那你可小看了他这个概念的重要性了。
我们再回头看薛定谔有多伟大,他当年(1943年)在这本书《生命是什么》里说这个非周期结构或叫准周期结构,如果我们一般人读书不仔细的话,仅仅是从汉语的角度去理解的话,我们会认为准周期(或者非周期)是比周期性结构差一点或低一个档次的这样的一种有序性。
但是不对,仔细读读薛定谔的这本《生命是什么》,薛定谔认为准周期结构——我们生命里面传递遗传信息的那种准周期结构,应该是比周期性结构更高层面的东西。
这个是非常有趣的,这是薛定谔当年瞎猜的一个观点。那么这个观点对不对呢?
后来,当我们人类在80年代发现了准周期的晶体(准晶)以后,在全世界引起了关于准周期结构的物理、材料和数学研究。
没多久,法国人就给我们证明了,所有的准周期结构里的那些特殊的准周期结构(准晶),一个N维空间里的准晶,一定是2N维空间里面晶体在N维空间里的投影。
这话有点绕,但是请大家记住一条就行了:人家薛定谔真高!当年人家说的是对的,准周期结构比周期结构更高层次的一种有序。
这就是为什么读书,读薛定谔,你会越读越佩服。
而且薛定谔在《生命是什么》这本书里面也一再提醒说:我们的可见光,就是我们人眼能看的光。大家知道它的波长应该是在390纳米到800纳米左右,780纳米左右的,这就是红光了。
这样的红光,我们人眼能看见的光,恰恰应该是一般空气里面那些颗粒的光,也是所有生命的那些遗传物质可能的大小。
所以说他认为,如果要想获得关于遗传物质最深层的结构,那么应该使用波长更小的X射线衍射技术。
这样的一句话,你会发现,他提到这句话的时候,也许仅仅是给大家介绍一门知识,一个知识点。但是这句话影响了一个人,这个人就是刚才我们提到的沃森。
所以沃森后来在很年轻的时候,大学毕业就坚决地做这样一件事情,用X射线去研究我们的生命体的遗传物质结构。
我们大家都知道,因为遗传物质不是周期结构,另外一点就是我们生命的构造主要是碳、氢、氧、氮这些元素,所以说它们对X射线的散射能力很差的。
大家如果有这样物理感觉的话,就知道人家选择用X射线来研究我们遗传物质的结构,选择这条路实际上是很艰难的。
但是,这个年轻人受到了这样的一本书里面,那样的一句话,一句高人的提点,就让人家选定了未来要努力的方向。
以前读到这的时候都是特别感慨,为什么说我们的年轻人,尤其是高中、大学和研究生阶段的年轻人一定要去读好书,读名家的书的道理,因为你不知道那里面的哪一句话可能就拨动你的心弦,就能够确定你一生的道路。
那么,这样的一个工作——刚才说了是我们关于准周期晶体(准晶)的发现,准周期结构的研究,使得我们大家更加认识了薛定谔的伟大。
薛定谔这样一个准周期概念带给我们人类最大的一个影响,就是在1993年,科学界把“什么是晶体”的概念给改了。
从前晶体的概念就是原子在空间的排列是严格的有序,就像我们阅兵的时候,天安门广场走过的我们的解放军战士那样的排列方式,假设你把每一个战士设想成一个原子,那么那样排列的固体物质就叫晶体。
可是后来我们又有准晶了,准晶就没有这样的一个有序排列,就不是我们阅兵队伍那样,一目了然的那种“平移对称性”的有序。
最后,我们的科学界在1993年彻底把晶体这个概念给改了。
什么叫晶体呢?请大家记住,现在晶体的概念是,如果这个物质,你用X射线照射,照射出来的X射线的花样是斑点状的,这样的物质就叫晶体。
你看,这就是薛定谔这本书给我们带来的影响之一。我再讲这本书的其他影响。你看薛定谔从物理的角度思考什么是生命。
网友评论