临近世纪末,在国际科学界有一种越来越趋同的共识,未来科学的重大突破将越来越有赖于生物学和物理学的结合。讲21世纪是生物学世纪无疑是有充分根据的,但生物学要有大突破必须寻求物理学和其他学科的支持。为了顺应这种正在增长的趋势,目前,一批全美拔尖的研究性大学已在纷纷筹划一种新的方式,使物理学和生物医学专家联合在一起。这种趋向的最有力推动者来自斯坦福大学,这所大学的诺贝尔奖得主、物理学家朱棣文和生物学家詹姆斯 • 斯布迪许正着手探索创建一个有50名成员的研究中心,这些学者来自从应用物理到临床医学等多种学科。芝加哥大学也在筹建类似的多学科研究中心,并设有兼跨生物和物理的综合研究所。多学科研究中心大楼占地200平方米,耗资1.1亿美元,将于2002年建成。加州大学伯克利分校则正在建造一幢新大楼,为生物工程学和分子生物学及物理学科的学者研究用。
此外,普林斯顿大学1999年伊始宣布将斥资4千万美元,为跨学科的基因研究中心建造一幢与该校生物学大楼相连的研究大楼。
上述的斯坦福大学研究中心将耗资上千万美元建造研究大楼,建成后将是斯坦福大学内最大的研究中心,该项称为Bio-X的工程将与2002年建成,Bio-X名称本身反映了设计者把生物学与其他学科交叉综合的主旨。斯坦福的这一计划吸引了一些著名科学家的加盟,如普林斯顿大学的生物物理学家史蒂文 • 布洛克,布洛克是利用光学镊子研究分子马达的先驱性学者,他已与1998年9月加盟斯坦福的这一新中心。
Bio-X计划之所以进展顺利,部分原因是有越来越多的人认同这样一点,即若想更多地了解复杂的生物系统,需要有更多的物理学家的参与。分子生物学中的相当部分有赖于物理学家提供的实验技术,如核磁共振和X衍射技术等,并且随着生物学数据库中数据员的日增,对数据的分析和计算方法的需求都迫切需要物理学的支持。
同样,物理学家也在生物学中找到许多新课题,例如,因激光冷却捕获原子而获得诺贝尔奖的朱棣文现正致力于单个蛋白质分子行为的研究。寻求不同学科科学家合作的动力也基于这样的认识,传统的单一学科研究已成为未来科学发展的障碍。这也是普林斯顿大学新研究所问世的部分原因。普林斯顿的这家新机构已筹划2年,并从物理学、化学、数学、工程以及生物学中抽调了12名资深教授筹划。研究所负责人、发育生物学家谢利 · 蒂夫曼称研究所的工作重点将是所谓的“集成生物学”,即集成各种有助于了解复杂的生命过程的信息——如细胞或基因间的作用信息等。蒂夫曼说,生物学在过去半个世纪里取得了长足进展,这得益于对生物体各个组成部分的深入了解并对此作出鉴别。但是现在越来越多的生物学家意识到,该是改变这种传统研究方式的时候了,应将重点放在研究这些不同的生物部分是怎样相互作用以形成复杂的生物系统。
21世纪科技新趋势──生物-物理大融合
发布时间:99年10月29日
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