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统计物理学 结构上的根本差别

如果仅仅是为了激起未来实现过去未实现之事的希望,那这个评论就微不足道。不过,它的意义要积极得多,即物理学和化学对这些事件的无能为力迄今已得到充分说明。

由于生物学家——尤其是遗传学家——在过去三四十年中的创造性工作,我们对有机体真实的物质结构及其功能有了足够了解,可以准确地指出,为什么现今的物理学和化学无法解释发生在生命有机体内部的时空事件。

一个有机体最具活力的那些部分的原子排列及其相互作用,与迄今为止物理学家和化学家视作他们实验和理论研究对象的原子排列存在根本差异。然而,我所说的这个根本差异,除了对物理学和化学定律完全基于统计学这一点有透彻了解的物理学家,其他人很可能不以为意。 因为从统计学的角度来看,有机体中最具活力部分的结构完全不同于物理学家和化学家在实验室处理或者在书桌前思考的任何物质的结构。 [1] 因此,将以这种方式发现的物理学、化学法则和定律直接应用于那些结构并不遵循这些法则和定律的系统的行为是难以想象的。

我们甚至不能指望非物理学家理解——更不用说欣赏——我方才用抽象术语表述的“统计结构”上的差异性。为了使表述更加生动有趣,我先透露一下之后会详细解释的内容,即活细胞最重要的部分——染色体纤丝,我们可以恰当地称之为非周期性晶体。在物理学中,迄今为止我们只处理过周期性晶体。对一位谦卑的物理学家来说,这些周期性晶体已经是非常有趣又复杂的研究对象了;它们组成了最迷人、最复杂的物质结构之一,由此,即便是无生命的大自然也够令人捉摸不透了。然而,在非周期性晶体面前,它们就变得相当简单且乏味了。这种结构上的差异如同普通壁纸和刺绣杰作之间的差异,前者只是循环重复同一花纹,后者,比如拉斐尔挂毯,表现出的不是沉闷的重复,而是精致、意涵丰富且前后贯通的大师级设计。

上文提到将周期性晶体看作研究中最为复杂的对象之一时,我想到的是严格意义上的物理学家。事实上,有机化学家在研究日趋复杂的分子时,已经非常接近“非周期性晶体”了,而“非周期性晶体”,在我看来,正是生命的物质载体。因此,有机化学家已经在生命问题上做出了重大贡献,而物理学家却几乎毫无建树,也就不足为奇了。


[1] F.G.唐南在两篇很具有启发性的论文里强调过这个观点。参见F.G.Donnan,Scientia,XXIV,no.78(1918),10(‘La science physico-chimique decrit-elle d’une façon adéquate les phénomènes biologiques?’); Smithsonian Report for 1929 ,p.309(‘The mystery of life’).——作者注 7vBjWKHLsUX3Fi+dZy/dFpiRcSARtyQGV0cBxI4BLk215k5jbIDqeAplBlW8Jr8N

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