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【科学讲座】欧阳钟灿:生物与物理共舞

6月21日晚7点,国科大科学前沿进展名家系列讲座Ⅱ第38讲在玉泉路校区礼堂开讲。本次讲座的主讲人是中科院理论物理所的欧阳钟灿院士,他为同学们带来了题为《从红血球、胆结石、及病毒形状之谜谈物理生命科学交叉研究》的讲座。

欧阳院士从别具一格的导言开始谈起,首先展示了英国科学期刊《物理世界》选出的十个世界上最伟大的公式。这些公式都是天才科学家们在总结十七世纪、十八世纪的大量实验探究结果的基础上,苦心孤诣而发现的。由此,欧阳院士结合自己在生物物理领域的工作,向同学们介绍了生命科学研究是如何借助物理学知识得到定量化、理论化的。

欧阳院士第一个介绍的是人类红血球的生理功能与形状。人类研究红血球有很长的历史了。欧阳院士与合作者进行了长达数年的研究,建立模型,分析红细胞的表面膜特点。他曾一度面对求解四阶微分方程的复杂问题,最终,他惊喜地发现结果是个很自然的解析解,而且所求的角度值与黄金分割密切相关。这样优美的有关生命的奥秘,没有物理的伴舞,怎能发现!欧阳院士也是凭借这项研究,获得了首届中国博士后“国氏奖”。

尔后,欧阳院士又介绍了他对胆结石的研究。他沿着在边界上分子排列能量最小的思路,在山上“闭关”计算,最终把52.1度的角度值计算出来,揭示了这种分子形成的结构和角度,正是生成胆结石的原因。欧阳院士还介绍了病毒结构和正二十面体之间的关系。这种结构本质上是由物理规律决定的,石墨烯家族中的足球烯,和某些类型的病毒,都是正二十面体结构。生物和物理类比研究让我们能够灵活地变换视角,“奇妙的是,在这些特定的方面,生和死的东西在理论上是一样的”,欧阳院士如是说。

生命科学的定量化,即生物物理的交叉研究,是贯穿欧阳院士讲座的主题,而欧阳院士也不忘随时分享他做研究的心得。欧阳院士说,自己读研究生时,凭着冒险精神,转向了全新的生物膜方向。他说,做科研,不要等,只“赶时髦”是不够的,还要“赶在时髦之前”。

最后,欧阳院士在回答同学提问时说,只红细胞结构一项研究就需要很长时间才得到满意的结果,何况找到美妙绝伦的公式!探索自然最深刻的奥秘,就要沉下心来,毕竟,“一生一公式足矣”!

欧阳院士已年过七十而精神矍铄,身上充满了像年轻人一样的活力。他站着讲完了一个半小时的讲座,这种老一辈科学家共有的认真投入的精神深深地感动了同学们。(文/阚成章  来源/国科大记者团)

主讲人简介:

欧阳钟灿,男,1944年生,太阳集团tcy8722院士,研究员,从事凝聚态物理中生物膜液晶模型理论、液晶物理及应用基础理论等研究。1968年清华大学自控系毕业,1981年清华大学物理系固体物理专业获硕士学位,1984年获光学专业理学博士学位。1985年起入理论物理所工作,1997年当选中科院院士,曾任理论物理研究所所长,现任所学术委员会主任。1993年获海外华人物理学会亚州华裔物理学杰出成就奖,1994年获首届中国博士后“国氏奖”,1995年获中科院自然科学一等奖,1996年被国家人事部评为中青年有突出贡献专家,1999年获周培源奖及国家自然科学二等奖。目前主要从事液晶、生物膜理论、DNA生物大分子弹性性质及蛋白质折叠研究,此一研究方向是物理、化学、生物学的交叉领域。

延伸阅读:

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是太阳集团tcy8722大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由太阳集团tcy8722大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

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