【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二個(gè)就是雙螺旋在螺旋，它在轉(zhuǎn)，就是雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋結(jié)構(gòu)基本上是由什么東西決定的呢？是由堿基順序，以及就是說(shuō)整個(gè) DNA 在空間的位置，因?yàn)橛袝r(shí)候互相之間有點(diǎn)引力，但大致是每過(guò)一個(gè)梯子轉(zhuǎn) 35 度，大致是如此。第三個(gè)就是，現(xiàn)在很多尤其在小生物里，很多 DNA，就是這個(gè)梯子是封閉的，可以是封閉的，它可以是像無(wú)限長(zhǎng)的魚(yú)線，但也可以是封閉的，如果是封閉的情況呢，那這個(gè)時(shí)候這個(gè)中心線，這個(gè)整個(gè)梯子，你把它像個(gè)紐結(jié)一樣，所以堿基順序叫第一種結(jié)構(gòu)；雙螺旋叫第二種結(jié)構(gòu) ；中心線叫第三種結(jié)構(gòu)。 1971 年的時(shí)候，生物學(xué)家，把同一種 DNA，叫底物，同一種底物是不打結(jié)的，把它放到一個(gè)交泳，就是一個(gè)電，一種流質(zhì)里面，讓它帶電，帶電以后呢，然后給這個(gè)電泳池加一個(gè)電場(chǎng)，所有的東西就開(kāi)始往前跑，就是不同位置上的頻譜表示不同的速度，最后他們觀察到一個(gè)現(xiàn)象，這個(gè)頻譜是離散的，換句話說(shuō)，就是它跑的速度是離散的，而且有的離散它比較小，就像我這個(gè)比較小的，有的呢比較大，那么他們當(dāng)時(shí)就想知道這種現(xiàn)象反應(yīng)了什么東西，怎么能從這種現(xiàn)象說(shuō)明酶的作用機(jī)理。那現(xiàn)在還是拿我手中這根帶子做一個(gè)樣板，你看 我手中是一根帶子，它是有寬度的，它有兩條邊，我現(xiàn)在把這個(gè)邊，看我這個(gè)帶子，我現(xiàn)在轉(zhuǎn)這個(gè)帶子，我把它轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)了以后我把它封閉起來(lái)，封閉起來(lái)以后你會(huì)發(fā)現(xiàn)這是這樣一個(gè)東西，這個(gè)時(shí)候，它這個(gè)纏繞現(xiàn)象其實(shí)可以打結(jié)，這是我手上的弄得比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有打結(jié)，就是弄一個(gè)封閉的，它這個(gè)纏繞的現(xiàn)象它有兩種纏繞，一個(gè)就是當(dāng)這個(gè)帶子本身往下走的時(shí)候，它自然的，它會(huì)轉(zhuǎn)，你發(fā)現(xiàn)沒(méi)有，這個(gè)帶子本身在轉(zhuǎn)；第二，這兩股帶子，它也在纏繞，像油條一樣、或者像辮子一樣，那么，如果我把這第一種東西，比如我給它取一個(gè)名字，第一種這種轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫“擰 ”，第二種現(xiàn)象因?yàn)樗莾晒?，我把它叫?“纏 ”，那么我發(fā)現(xiàn)，我可以打開(kāi)這個(gè)纏，我把這個(gè)纏可以打開(kāi)，這樣子我這個(gè)纏就被完全打開(kāi)了，那么當(dāng)我纏被完全打開(kāi)的時(shí)候呢，擰就加大了，這個(gè)擰就很明顯，對(duì)吧？我讓這個(gè)纏加大，擰就變得平坦，這個(gè)是數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一件事情。 在說(shuō)這個(gè)之前，我必須要說(shuō)一個(gè)概念，就是叫環(huán)繞數(shù)。環(huán)繞數(shù)你看，這個(gè)最上邊的小圖上面有兩個(gè)圓圈，像這種情況就是環(huán)繞數(shù)是 1，我們叫做環(huán)繞數(shù)是 1，你給一個(gè)定向以后，下面這個(gè)呢，這根線繞另外一根線繞了兩圈，但是走向相反，箭頭反掉了，是負(fù) 2，像最里面一根，它雖然 也是這兩個(gè)圈永遠(yuǎn)抖不開(kāi)的，但這個(gè)時(shí)候呢，就從環(huán)繞數(shù)來(lái)說(shuō)呢，它一個(gè)是向上的、一個(gè)是向下的，所以是零，這是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，叫環(huán)繞數(shù)，所以這個(gè)時(shí)候他們就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)守恒律，就是我剛才說(shuō)的，這個(gè)守恒律是什么東西呢？就是說(shuō)這個(gè)擰數(shù)我們沒(méi)有定義，但是我們剛才看到這個(gè)現(xiàn)象了，就是擰的個(gè)數(shù)和纏的數(shù)目加在一塊剛好等于環(huán)繞數(shù)，等于什么環(huán)繞數(shù)呢？就是說(shuō)我這個(gè)帶子原來(lái)放在這兒，這是一根帶子，它有兩個(gè)邊，兩個(gè)邊就是兩個(gè)圓圈，它兩個(gè)圓圈之間有個(gè)環(huán)繞數(shù)，所以它等于這個(gè)東西。所以環(huán)繞數(shù)它是一個(gè)整數(shù)，但是這個(gè)擰數(shù)和纏數(shù)呢，都是連續(xù)的，就是它不一 定要取整數(shù)，所以環(huán)繞數(shù)是這樣一個(gè)量，剛才這個(gè)公式是數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的公式， 1969 年發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)他們就拿這個(gè)公式去解釋剛才那個(gè)現(xiàn)象。就是說(shuō)我這個(gè)東西作用以后，作用以后它進(jìn)行了重組，重組以后的話，你可以想象，它有的東西在這個(gè)里面，有的它蜷縮得很厲害，蜷縮得很厲害的時(shí)候，它這個(gè)在電場(chǎng)的作用下它受到的阻力很小，它跑得比較快，有的東西呢，它比較松散，比較松散它受到的阻力就比較大，所以它跑得就比較慢。就是這個(gè)對(duì) DNA 而言，它這個(gè)轉(zhuǎn)的速度是完全由堿基順序所決定的，他們后來(lái)把這個(gè)生成物打撈上來(lái)，發(fā)現(xiàn)一下，發(fā)現(xiàn)堿基順序并沒(méi)有改變 ，堿基順序跟以前一樣，所以換句話說(shuō)，擰速應(yīng)該是跟以前一樣，那唯一的引起這種有的緊、有的松的原因，他們就覺(jué)得是因?yàn)槔p數(shù)改變了，因?yàn)閯偛乓粋€(gè)等式是擰數(shù)加纏數(shù)等于環(huán)繞數(shù)，那是因?yàn)榄h(huán)繞數(shù)改變了，環(huán)繞數(shù)改變了剛好就是說(shuō)這個(gè) DNA 的一股突然斷開(kāi)了，斷開(kāi)了以后就是這根，斷開(kāi)以后又重接一下，這個(gè)斷開(kāi)、重接剛好不改變堿基順序。 但是呢，對(duì)于改變了環(huán)繞數(shù)的，環(huán)繞數(shù)改變 1，換句話說(shuō)呢，它就把這個(gè)整個(gè)擰數(shù)和纏數(shù)的和呢，做了一個(gè)離散的跳躍，所以因此使得它這個(gè)速度產(chǎn)生變化。還有一種頻譜間隔特別大的是什么原因呢？他們分析就是因?yàn)?它同時(shí)斷開(kāi)，同時(shí)斷開(kāi)又同時(shí)接上，這個(gè)時(shí)候環(huán)繞數(shù)的改變是 2，所以這個(gè)之間的頻譜就非常大了，當(dāng)時(shí)也是一個(gè)很轟動(dòng)的事情，第一次成功的用數(shù)學(xué)來(lái)解釋了 DNA 的這種機(jī)理。 我結(jié)束這個(gè)演講之前說(shuō)幾句話，就是說(shuō)我們并不是在說(shuō)哲學(xué)還是說(shuō)什么原理，就是說(shuō)一個(gè)事實(shí)，就是從實(shí)踐里發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題然后經(jīng)過(guò)理論的探討，最后呢，再回到實(shí)踐中去，這個(gè)就是分子生物學(xué)家首先觀察的這種現(xiàn)象，然后數(shù)學(xué)家用理論把它解釋出來(lái)，這個(gè)對(duì)不對(duì)呢？再拿到實(shí)踐中去，這個(gè)非常有意思的一個(gè)事情，這既驗(yàn)證了數(shù)學(xué)的這種有用，也驗(yàn)證了本身原來(lái)分子生物學(xué)家的假設(shè) 是正確的。我們?cè)俚礁暧^的看來(lái)，紐結(jié)論本身，它是由物理學(xué)的這種需要而產(chǎn)生的，而來(lái)因?yàn)樗粚?duì)，至少不能解釋物理現(xiàn)象，物理學(xué)家就把它忘掉了，它就純粹的變成一個(gè)理論的東西，數(shù)學(xué)家很愉快，盡管沒(méi)有任何應(yīng)用，數(shù)學(xué)家很愉快的在不停的孜孜不倦的做，耗費(fèi)自己的時(shí)光。然后在做了很多很多年以后，最后終于在生物學(xué)和化學(xué)中有了應(yīng)用，從宏觀上講，這個(gè)也是一個(gè)實(shí)踐、理論、再實(shí)踐的過(guò)程，不過(guò)這個(gè)過(guò)程不應(yīng)該這么簡(jiǎn)單化，就是好象總是起源于實(shí)踐，到理論再到實(shí)踐，實(shí)際上，我覺(jué)得，真理探索它是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)的過(guò)程，所以叫實(shí)踐理論，實(shí)踐理論，我愿意 畫(huà)這么一個(gè)圖，人們比較喜歡看到實(shí)踐的東西，不喜歡看到理論的東西，大多數(shù)時(shí)候（是這樣）。理論的東西象紐結(jié)一樣的循環(huán)往復(fù)，出來(lái)一段，又是一個(gè)紐結(jié)，出來(lái)以后又是一個(gè)紐結(jié)。所以我最后打算結(jié)束這段話的時(shí)候，用我當(dāng)年插隊(duì)時(shí)候念過(guò)的毛澤東的一個(gè)話，實(shí)踐理論，再實(shí)踐再理論，往復(fù)循環(huán)，以至無(wú)限，我的報(bào)告完了。 主持人：謝謝王教授，下面我們看一下來(lái)自鳳凰網(wǎng)站網(wǎng)友的提問(wèn)。首先有一位網(wǎng)友叫做 “火狐貍 ”，他說(shuō) “我覺(jué)得在數(shù)理化中，數(shù)學(xué)最沒(méi)干頭，可您還干得挺起勁兒，我認(rèn)為要干數(shù)理化，就得得諾貝爾獎(jiǎng)，但諾貝爾有物理獎(jiǎng)，有化學(xué)獎(jiǎng) ，唯獨(dú)沒(méi)有數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，所以您干得再好，也比不上楊振寧和李遠(yuǎn)哲，所以，您干嘛不寫(xiě)點(diǎn)先鋒戲劇，或搞點(diǎn)國(guó)際政治，弄個(gè)文學(xué)獎(jiǎng)或和平獎(jiǎng)享受享受？ ” 王詩(shī)宬：我想，首先我從前在做這個(gè)事情的時(shí)候，就知道，數(shù)學(xué)上沒(méi)有諾貝爾獎(jiǎng)，但是我還是做了，做了這么多年，所以可見(jiàn)的 …… 當(dāng)然，我先說(shuō)一句，即使它有，我大概也不會(huì)得到，但是我做的時(shí)候就不在乎它有，做了這么多年了我也沒(méi)在乎，我何必還要在乎它有沒(méi)有諾貝爾獎(jiǎng)呢？我感到很愉快，做了這件事情。 主持人：另外，我們還想知道，為什么諾貝爾這老頭，不設(shè)一個(gè)諾貝爾數(shù)學(xué)獎(jiǎng)？有人 說(shuō)是這位老先生跟他的女婿不和，而他的女婿是數(shù)學(xué)家。 王詩(shī)宬：我懷疑故事不是這樣的，我能聽(tīng)到的故事不是這樣的，首先這是一個(gè)故事，有個(gè)瑞典數(shù)學(xué)家非常有名，叫勒維他，前面講的完全是故事，以前就是說(shuō)他喜歡的一個(gè)女子，后來(lái)跟了這個(gè)數(shù)學(xué)家勒維他，他當(dāng)時(shí)的個(gè)人的魅力不如勒維他。 主持人：比他女婿還要厲害。 王詩(shī)宬：不是這樣的，這都是傳說(shuō)而已，并不是女婿，而且是非常隨便的，很多人都被討論過(guò)無(wú)數(shù)次了，大家一再說(shuō)，這個(gè)只是社會(huì)上的想象，諾貝爾不見(jiàn)得這么小氣。 主 持人：那您想他是什么原因呢？ 王詩(shī)宬：我想他當(dāng)時(shí)他比較看重一個(gè)東西，能夠直接對(duì)社會(huì)有 …… 他認(rèn)為的，至少他認(rèn)為直接比較有社會(huì)效應(yīng)，比如說(shuō)他不光沒(méi)有（數(shù)學(xué)獎(jiǎng)），很多獎(jiǎng)都沒(méi)有，很多方面，比如說(shuō)對(duì)天文也沒(méi)有，對(duì)數(shù)學(xué)也沒(méi)有，對(duì)考古也沒(méi)有。 主持人：他可能把天文算到物理里面了吧？ 王詩(shī)宬：有可能，對(duì)，有可能。但是我認(rèn)為他當(dāng)時(shí)就是像物理化學(xué)這種，還有醫(yī)學(xué)這種一開(kāi)始就有了，他認(rèn)為這種東西，能夠?qū)θ祟?lèi)的生活產(chǎn)生最直接的效應(yīng)，因?yàn)樗救艘彩且粋€(gè)應(yīng)用化學(xué)家，制造炸藥的。 主持人：下一位網(wǎng)友叫 “我等你過(guò)了那條街 ”，他說(shuō) “在您 的講話中，似乎把凱爾文勛爵說(shuō)得位置很高，但我所知道的凱爾文好像沒(méi)干過(guò)什么好事，他在 1895年曾宣布，人們很快就會(huì)明白 X 光不過(guò)是個(gè)童話， 1901 年他又胡說(shuō)，斷言無(wú)線電這玩意兒不可能成功，我真不知道這家伙的眼力怎么這么差，還能當(dāng)上英國(guó)科學(xué)領(lǐng)袖，這讓我覺(jué)得權(quán)威不過(guò)爾爾，當(dāng)然您和他們還是不一樣的，您至少年輕的時(shí)候比他們長(zhǎng)得漂亮。 ”他大概是想讓您說(shuō)說(shuō)凱爾文勛爵，他怎么眼力這么