从用肥皂泡进行细胞分裂建模，到使用同步时钟帮助理解胚胎的生长过程，物理学正在成为生物学家眼中越来越高效的工具。伦敦新落成的生物医学研究中心――弗朗西斯·克里克研究所，将把这一领域作为其主攻方向。

 

　　这座耗资6.5亿欧元（合11亿美元）的研究所以DNA结构的共同发现者、物理学家出身的生物学家弗兰西斯·克里克命名，它将把理论物理和实验物理的方法应用到医学研究。当研究所于2015年成立之时，1250名员工中将有多达五分之一是物理学家、化学家、数学家和工程师。他们的任务是协助生物医学科学家理解疾病产生的原因并寻找治愈疾病的新途径。

 

　　这座研究中心由英国医学研究理事会（MRC），两家慈善机构――惠康基金（the Wellcome Trust）和英国癌症研究中心（Cancer Research UK）以及三所大学――帝国理工学院、伦敦国王学院以及伦敦大学学院共同筹建。这些机构正在探索将不同领域联合的潜力，“观察天空中的星体时，你需要分析它们的模式和分布，并理解其运动的方式，这和通过显微镜观察微生物的方式是一样的――或许使用的算法也会非常相似，”吉姆·史密斯说道。吉姆·史密斯是克里克研究所的董事会成员，也是英国医学研究理事会下属的国家医学研究所的一位主任，届时该研究所将被划归入克里克研究所。

 

　　“生物物理学”这一术语过去通常和蛋白质结构和离子通道机理的研究相联系，但克里克研究所的成立，是生物物理学在往新方向发展的具体体现。“生物物理学有很多用途,比如对不同规模生物系统中的模式进行建模，”伦敦大学学院的细胞生物物理学家埃瓦·帕鲁赫（Ewa Paluch）说道。“如何从分子到细胞，从细胞到组织，从生物体到生物种群？这些问题都跨越了不同的规模，如果不通过建模，就无法理解这些问题，这时物理学就能大显身手了。”

 

　　“运用生物物理学的方法可以理解微观过程是如何引起细胞级和组织级的行为，成像技术的改进和物理学中‘软物质’理论的进步都为此做出了贡献，”帕鲁赫说道。伦敦大学学院将于今年秋天成立新的生物系统物理研究所，帕鲁赫将担任所长。

　　过去十年中，物理在生物学中的应用越来越多，与此同时相关的跨学科会议、研究生课程以及科研资金也在不断增多。德国的马克思·普朗克协会是最早支持这类研究的机构之一，其位于德累斯顿的马克思·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所以及马克思·普朗克物理学和复杂系统研究所于2002年就开始了合作。“美国也是这一领域的先驱，”亚历山大·范·奥尔德纳登说道。奥尔德纳登是荷兰乌得勒支的胡布雷特研究所的一名定量生物学家，美国国家卫生研究所（NIH）下属的国家癌症研究所于2009年成立了12家物理-肿瘤学研究中心，奥尔德纳登担任其中一家研究中心的主任直至2012年。研究中心成果斐然，比如对乳腺癌的研究，是经典的成功案例。在此情形下，NIH要求开设新的研究中心。

 

　　“也许有人会说物理学在生物学中的出现更像是一场复兴，而非新事物，”帕鲁赫说道，“上世纪50年代的‘分子革命’让生物学研究重新聚焦于遗传学和分子生物学领域，而在这之前，物理学对生物学研究的影响更大，克里克以物理学家的身份参与了DNA双螺旋的研究就说明了这点。但是‘分子革命’让物理学淡出了生物学。”

 

　　“物理学正在协助生物学家处理海量实验数据，用新方法进行生物有机体的成像以及设计新型材料,”英国癌症研究中心伦敦研究所主任理查德·特雷斯曼说道，“然而不管你愿不愿意，将物理学引入生物学仍存在很多问题。”

 

　　他的态度暗示了多学科融合的一个潜在缺陷――多元文化的冲突。生物学家和物理学家的思维方式很多时候是不同的，因此克里克研究中心的科学家们应当学会彼此沟通。

 

　　“研究所致力于缓解此类冲突，”史密斯说道，“物理-科学区的所有人员都可以享受轮休，也可以借调，甚至中心内设施设计的主题都是鼓励不同的思维碰撞出灵感的火花。”

 

　　生物医学研究的资助者们也意识到物理学介入的益处。作为新科研战略的一部分，英国癌症研究中心宣布投入500万英镑的资金，专门用于和物理学的合作，这是中心在看到此类方法的效果后作出的决定。

 

　　“这类积极主动的措施值得欢迎，”帕鲁赫说到。“尽管联合资助的数额在增长，但说服同行评审小组资助跨领域研究仍非易事，困难同样存在于发表论文，因为很多生物学期刊并不认可通常出现在物理学领域的观点。发表生物物理学的文章并不容易，这是我们一直以来面临的问题，”她说道。