物理学会引发又一次生物学革命吗？回答这个问题最好要记住，半个世纪前崛起的分子生物学很大程度上正是基于一小部分物理学家的研究成果。今天物理学家们已能在实验室操纵单个分子，并且能对复杂生物系统进行模拟和定量分析，有谁还能说什么是不可能的呢？

　　物理学能为分子生物学做些什么？在生物医学获得大量资金注入，引起公众广泛兴趣并且正大踏步前进时，这一向题的提出似乎有些不合时宜。的确，作为整体科学的一门分支一一分子生物学应该能够自己发展下去。

　　然而越来越多的生物学家、物理学家和聘用与资助他们的人们正在提出和解决这个问题。分子生物学取得的巨大成绩恰恰是提出这个问题的主要推动力之一。虽然基因工程已有很大的用途，但只是在最近实现了可提供大量定量生物信息的技术。例如，应用DNA微阵列技术已可常规地同时检测上万个基因。从基因测序到蛋白质结构确定，生物学家认真思考着如何来处理洪水般涌来的信息和数据，同时他们意识到几十年来物理学家们一直在设法解决这类问题。

　　除了由计算机科学和信息学提供的简单数据处理方法外，生物学家发现他们还需要新的思路去处理这些实验数据。夸大一点的说，分子生物学的主要分析方法是由线条、线条网和错综复杂般的迷宫所组成的卡通画；那么，在卡通画上添加一个箭头就是一篇好文章。而要真正地明白代表生物化学网络的意义所在，就需要更多的与箭头有关的数字以及与这些数字有关的方程。1999年 1月14日的《自然》杂志上阿朗(Alon) 等人的文章显示了一个与有效的基因工程方法相结合的模型是如何促进了对细菌趋药性更加深刻的认识。

什么是创新？

　　如果仅仅是生物学家从物理学中挑选自己需要的分析手段，那么就没有什么创新可言。如果物理学家只是在生物系统中研究物理现象，如研究DNA的性质作为多聚物的模型，同样也无新意。这种创新应该是同时用物理学的方法和思维解决生物学所面临的重大挑战，这挑战不仅使少数倡导者而且将使许多物理学家们都为此而感到兴奋不已。

　　人们不应该低估这一挑战的严重性，历史上记载了许多热情的物理学家解决了一些生物学问题但却发现生物学家对此毫无兴趣，这是令人非常沮丧的。物理学家也往往将问题简单化，这一点正是生物学家所怀疑的地方。因为生物学家从辛苦实验中得出的经验，微小的细节都是那么的重要；实验物理学家知道细弱的因素控制不了整个过程，但对生物系统来说是不一样的。同时，习惯于解释那些看上去是物理进步核心的理论与实验相互作用问题的物理学家们明白，分子生物学家没有时间对在他们自身领域的巨大进展中尚未起关键推动作用的数学理论进行关注。

　　那么物理学家纯粹的推理过程、符号的不统一以及语言障碍阻碍了与生物学家之间的有效交流；而生物学家可能在定量概念上的训练非常少，这就增加了寻找一般原因的困难。克服了这些障碍的交叉学科的拥护者会发现他们与生物学家们习俗上的隔阂。物理系不太会聘用研究生物的物理学家，因为他们会将全部的时间用在生物学上。当考虑为生物物理学家设立职位时“那不是真正的物理”和“他能教量子力学吗？”的声音会回响在物理系会议室中。

物理学和生物学的交叉研究计划

　　值得庆幸的是，似乎大家都有相当强的意愿准备克服这些和那些障碍。美国几个大学已经宣布成立交叉学科研究所，将物理学和生物学科学家联合在一起，同时这些科学家仍保留他们原先的职位。物理学系和生物学系正试图设立联合职位，可由一方提供职位、另一方提供实验室。曾经有一位物理学家述说了要在物理学大楼中设置第一个真正的生物实验室的喜悦，“尽管大楼周围还没有老鼠和猴子”。

　　在美国，政府和投资机构也鼓励这个物理学—生物学的交叉研究计划。美国国立卫生研究院(NIH)有若千个创新计划，意将物理学家引入到生物学研究中去。国家科学基金委则资助那些欲与NH科学家合作的数学、物理学家和工程学人员。Sloan基金会(属；美国能源部)资助从事计算分子生物学工作的物理科学家。Burroughs Wellcome基金与一些研究所订了5年的优惠政策，研究所负责对研究生和博士后提供物理与生物交叉学科方面的培养。

　　必须适当强调的一点是：以上的研究计划仅涉及一小部分的物理学和生物学，并非建议大部分研究凝聚态物质的物理学家丢弃自己的研究目标而到生物实验室做实验。生物学家也仍有许多“卡通画”要研究。但是最好记住，半个世纪前崛起的分子生物学很大程度上正是基于一小部分物理学家的研究成果。尽管在薛定谔的经典著作《生命是什么？》中传布的麦克 · 德尔布吕克(Max Delbruck)关于突变的分子起始模型最终被证明是错误的，但是这些物理学家引进的解决生物问题的分析方法引发了生物学上的一次革命"。今天物理学家们已能在实验室操纵单个分子，并且能对复杂生物系统进行模拟和定量分析，有谁还能说什么是不可能的呢？

Whatislife？(生命是什么？)

　　薛定谔(E. Schrudinger，1887～961)奥地利物理学家、量子波动力学的创始人，“薛定谔方程"是量子力学的基本方程。《生命是什么？》是他的经典著作，是介绍分子生物学最有益和最渊博的书之一。作者试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本质，并引进了负熵、遗传密码和量子跃迁式的突变等概念。该书引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性，薛定谔由此成为今天飞速发展的分子生物学的先驱。

　　[Nature，1999年1 月14日]