物理学新技术与生命科学前沿研究

物理学新技术对现代生命科学取得的巨大成就发挥了极其重要的作用；生命科学和医学的需要又促进了物理新技术和仪器的发展。本文介绍了在生命科学一些前沿研究领域中应用物理学新技术取得的成果，并展望了21世纪的发展前景，包括：单分子动力学、结构生物学、纳米技术和生物技术、分子细胞信息学、脑科学和神经信息学。     

物理学与生命科学的相互影响和促进

众所周知,自从达尔文（C．Darwin）于1859年发表了被他本人戏称为“魔鬼的圣经”——《物种的起源》一书后,“生物学从此站起来了!”（列宁语）。随后由于包括化学、计算机科学等的影响,尤其是“20世纪物理学的新思路、新理论、新技术和新方法对生物学的广泛渗入,使生物学发生了‘革命’,导致对生命现象的研究深入到了分子水平上,甚至向量子水平延伸,从而更加深了人们对生命物质基础的认识。”20世纪末,国际学术界就普遍认为,如果说20世纪的主导学科是物理学的话,那么21世纪的主导学科将是生命科学。这种主导学科的世纪交错,更充分地说明了物理学与生命科学的历史渊源和它们在整个自然科学中的地位与作用,以及两者之间水乳交融、互相驱动的内在联系。     

生命科学发展过程中物理学的贡献

 生命科学是21世纪发展最快的一门学科，随着人类基因组计划的完成，生命科学已经进入到“后基因组”时代。生命科学的迅猛发展，离不开其他学科的相互促进。在20世纪中，发展最迅速的两门自然科学：前50年是物理学、后50年是生命科学。在此过程中物理和生命科学两门学科互相促进，尤其是物理学技术和手段的改进极大地促进了生命科学的发展。     

系统生物学中的物理问题

在20世纪末到21世纪初的十多年里,生命科学,特别是分子生物学发生了令世人瞩目的变化.生命科学研究飞速发展使人们相信21世纪是生命科学的世纪.与此同时,人们也越来越清楚地意识到生命科学研究的质的飞跃不可能由生物学家独立完成.数学、物理、化学、力学、信息科学在生物学研究中必将担任越来越重要的角色.文章通过介绍几个作者参与的系统生物学研究工作,探讨物理学在系统生物学中应该并能担任的角色.     

物理学与现代生命科学

 二十世纪五十年代以来,随着物理学理论、技术的发展和取得的辉煌成就,特别是生物学研究从现象的描述进入了现代生命科学新阶段,物理学参予和渗入生命科学的研究已成大势所趋,一门新兴的边缘学科——生物物理学也应运而生,并得到了迅速成长和发展.生命科学研究为什么受到人类的普遍重视?物理学对生命科学研究能发挥哪些作用?生物物理学研究些什么问题?这些都是物理学者感兴趣的问题.生命科学对人类科技、经济和社会发展的作用本世纪五十年代,对遗传物质DNA双螺旋结构的阐明,开创了分子生物学,被认为是二十世纪自然科学的重大突破之一.三十年来,分子生物学取得许多重大进展,如已阐明了许多蛋白质和核酸的一级和立体结构,揭示了生物的遗传、生长、分化、神经传导、肌肉收缩、免疫功能等生命现象的奥秘.     

物理学在促进生命科学发展中的作用

本文是应中国物理学会学术交流委员会要求所作的报告，目的是向物理学工作者介绍物理学在生命科学研究中的作用．文中首先阐述了物理学在自然科学各个领域中所起到的带头作用，然后介绍了当代生命科学的重要问题，并举出几个例子说明物理学在生命科学的研究中已经发挥重要作用的状况以及尚待解决的问题，希望更多物理学工作者参与生命科学的研究．     

上海光源在生命科学中的应用

<正>生命科学包含涉及生命和生物有机体科学研究的许多分支,研究对象包含微生物、植物和动物,包括人类。经过几个世纪的发展,生命科学已经从单纯的描述逐渐发展成了一门理论、计算、实验等多领域交叉学科。自DNA双螺旋结构模型的提出以来,生命科学迈进了崭新的层次——分子生物学的层次,迄今为止,生命科学已经发展成了一门包含众多分支学科的科学体系。生命科学和生物技术,包括基因工程、合成生物学、基因组学和蛋白质     

生物电介质物理学的进展

由于生命科学的迅速发展以及其与物理学之间的相互渗透,一门处在生物学、医学与电介质物理学之间的边缘学科──生物电介质物理学的雏形正在形成. 自七十年代末以来,由于时域波谱学(timedomain spectroscopy)方法用于生物体系的测量研究,使生物电介质物理学有了很大的发展.由微型计算机控制的时域波谱仪能够迅速、无损伤和连续地对生物细胞、组织和器官进行测量,在很大程度上降低了测量的误差,提高了测量数据的精确度和可靠性,使人们对电磁波在生物组织中的传播规律、电磁波与生物组织的相互作用以及生物组织的介电性能等方面有了进一步的了…     

生物物理学浅说

生物物理学是在本世纪物理学取得巨大成就的基础上和生命科学相互结合的产物,是介乎物理学与生命科学之间的一门新兴的边缘学科.由于它是新兴的学科,目前还处于形成阶段,因此关于它的定义、范围、研究内容和理论体系都还不够明确和成熟;由于它是一门边缘学科,因此它和其它学科领域的界限常常不能截然划清,不同专业的学者们看法也常有不同本文准备从作者自己从事生物物理学一些年来的体会谈谈自己的认识. 一、生物物理学及其产生的必然性 物理学以无生命物质为对象,研究其力学的、热的、电磁的运动形式以及物质结构的组成;生物学则以有生命的…     

封面说明

1953年,沃森和克里克建立了生物细胞内的遗传信息载体DNA(去氧核糖核酸)结构的双螺旋模型,今年是60周年.DNA双螺旋模型的建立是20世纪科学的一件大事,它是20世纪自然科学四大模型之一(另外三个是宇宙学标准模型、粒子物理学标准模型和地壳的板块模型).它一方面将生命科学的基础置于分子水平之上,置于坚实的物理学、化学和信息科学的原理之上,使生命科学更多地得到数学、演绎和推理方法的支持,导致作     

生物液晶物理研究及其进展

 液晶是凝聚态物理研究的重要对象,生物液晶物理是液晶物理理论在生命科学中的具体应用,是生物学与液晶物理学共同研究的交叉学科。     

大学物理实验课程的建设思想与教学实践

物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位，物理实验课程曾经为培养20世纪的优秀人才做出了卓越的贡献．实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题．20世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流．因此，高等教育人才培养的思路必然要适应这些变化；课程体系，教学内容和教学方法、手段必     

华北区医药学院校物理课程教学现状调查及分析

21世纪被称为是生命科学的世纪，现代医学是生命科学的重要分支学科．物理学在现代医学的形成和发展中做出了巨大贡献，目前仍在极大地影响着医学的发展．现在的医学已由简单的诊断治病发展为多门类学科交义，新科技综合运用的高科技含量学科，在本世纪之初就已显示出它的巨大生命力．一方面基础理论研究越来越深入，诊疗手段日益更新；另一方面集所有高新技术于一身的大型贵重医疗设备不断研制成功并迅速的更新换代，     

从液晶显示到液晶生物膜理论：软凝聚态物理在交叉学科发展中的创新机遇

世界之交,物理学正在与化学、材料科学、生命科学等相互交叉形成新的学科,凝聚态物理为例,在传统的固体物理以外,最近几年又诞生了一门新学科－－软件体物理、或称为复杂流体,液晶 物质凝聚态的重要研究对象,６０年代发展起来的液晶显示技术与７０年代创立的液晶生物膜理论,充分显示了软凝聚态物理在２１世纪的信息与生命科学时代将发挥重要的基础学科作用,是科学技术富于创新发展的领域。     

谈谈物理学领域的新兴与交叉学科

 物理学这样一门古老的学科,从16～17世纪的经典时代到19世纪末～20世纪初的量子时代,每一次的理论大突破无不导致时代的巨大变革与发展,如电磁波理论的应用使世界不同地方的人们能互通声音,相对论的发现导致了原子弹的产生……而社会的巨大进步也反过来促进了物理学的快速发展。当人类的步伐在迈入21世纪的时候,物理学又将给人类带来些什么呢?2004年4月,杨振宁先生在考察中科院高能物理所的时候,曾指出21世纪是生物学的世纪,基础物理学要想取得突破性进展的可能性不大。     

上海光源在生命科学中的应用

 生命科学包含涉及生命和生物有机体科学研究的许多分支，研究对象包含微生物、植物和动物，包括人类。经过几个世纪的发展，生命科学已经从单纯的描述逐渐发展成了一门理论、计算、实验等多领域交叉学科。自DNA双螺旋结构模型的提出以来，生命科学迈进了崭新的层次——分子生物学的层次，迄今为止，生命科学已经发展成了一门包含众多分支学科的科学体系。生命科学和生物技术，包括基因工程、合成生物学、基因组学和蛋白质组学，已经给人类健康带来了显著的改善。生命科学的发展有助于提高生活质量和标准，并在卫生、农业、医学、制药和食品科学领域得到广泛应用。蛋白质科学是生命科学的一个重要分支，在人类对于自身健康问题广泛关注的今天，蛋白质科学对于理解疾病的分子机制以及新药的开发都产生了强烈的影响，蛋白质科学也为生命科学和生物技术的发展提供了基础支持。     

在编、学、教同频共振中激活物理课程教育

２０世纪６０年代初从事农林院校物理教学,教的是“纯”的物理,不被重视．我一怪领导没有创造更好的教学条件;二怪专业课教师遇到物理学就绕着走;三怪学生不懂得什么是最重要的,总想跳出农门另谋他就．三心二意中偶然涉足农业科学研究,发现农业科学、生物科学各个领域都是物理学的广阔天地．生物学为物理学提供机会,物理学为生物学输送理论、思维和手段,从中悟出要教好农业院校的物理学,功夫在物理外．便开始热心于物理学与生物学的结合．不过,那时还是“麻袋里装的萝卜白菜”──物理学理论加生物学实例的混合,于是开始自学生物…     

生物物理学简说

 进入本世纪以来,现代科学发生了伟大的革命,一系列的交叉学科--边缘学科、综合学科、横断学科纷至沓来。其中,生物物理学的创立,犹如一匹黑马,闯入了鼓乐齐鸣的科学圣殿。一、物理学家智力的横向转移当生命科学从单纯描述的阶段发展到穷究机理的阶段时,仅仅依靠生物学家是无法推动生物学的发展的,它必须依靠物理学家、化学家和数学家的通力合作。     

迈向21世纪的磁学和磁性材料

在回顾２０世纪中磁学随物理学一起获得重大发展的基础上，指出在２１世纪磁学将在与生命科学的交叉中获得新的发展，例如研究生物体中的磁现象，研究磁场对生物体的影响，磁学手估，在生命科学研究中的应用等。文章同时还介绍了磁学在２１世纪可能获得的其他进展，如量子磁存储器，各种分子磁材料以腑氏维磁性功能材料等。     

从核扩核裁看物理学的军事效应

分析了20世纪不同时期核武器的发展和核禁试的情况,预测新世纪核武器的发展趋势及其对物理学的需求,从而阐述物理学的军事效应,并说明我们只有掌握和正确利用最新的科学技术,才能有效地维持世界和平。