科学时报:“生理节律”和“对称性破缺”起源有新解

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  • 创建于 2005-09-14
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     本报讯(记者肖洁 通讯员贾宝余)生理节律是一个很普遍的自然现象。一般认为,生理节律只存在于生命体系中,但日前在北京举行的第40届国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)学术大会上,中国科学院研究生院教授何裕建指出,地球上存在一个尚未被认真关注的天然不对称周期性力场,正是这个力场导致了地球上非生命体系与生命体系一样也可具有“生理节律”,同时产生各层次包括宇称不守恒在内的对称性破缺。

    何裕建的报告题为《放射性衰变的生理节律》。他介绍说,对放射性元素的贝塔衰变过程进行观察表明,其放射强度随时间变化的曲线并非传统观念所认为的平滑下划线,而是存在一个24小时周期的衰变规律,这说明产生贝塔衰变现象的力具有周期性。并且,贝塔衰变24小时周期性变化的位相依赖于测定地点的时区,这说明产生周期性的力不是放射核内在的而只是一个外在的因素。何裕建由此联想到他一直感兴趣的由地球不对称运动产生的手性力场,这个力场的主要特点是右手螺旋的不对称性和24小时的周期性,他称其为“地球轨道手性力场”。

    放射性元素贝塔衰变过程是由一种叫“弱力”的力控制的。弱力是四大物理力中唯一显现不对称性的力,因此贝塔衰变过程呈现宇称不守恒。许多物理学家包括爱因斯坦都曾试图将四种物理力统一起来而未如愿。

    何裕建推测,弱力可能就是这个属于引力范畴的“地球轨道手性力场”产生的。为了证明自己的推测,他从定性和定量两方面进行了分析和研究。首先,进一步的实验表明,人工外在的左右手螺旋力场的确可以对放射核贝塔衰变的半衰期分别产生正负影响,因此地球轨道手性力场作用于贝塔衰变过程产生对应的节律变化也就很容易理解和解释了。何裕建通过理论计算也发现,弱力和地球轨道手性力场的大小效应也相同,在右手螺旋的地球轨道手性力场中,左旋粒子的能量将大于右旋粒子,所以左旋电子将比右旋电子优先从核中辐射出,导致宇称不守恒。

    所有研究表明,弱力与天然地球轨道手性力场具有相同的特点和性质。因此,何裕建大胆认为,弱力可能就是这个天然地球轨道手性力场在核衰变过程中的一种表现形式,其本质只是一种不对称引力而已。由此,四大物理力可以由于弱力与引力的统一而统一起来。

    何裕建还由此解释了著名的生物分子手性起源难题。他介绍说,相似于手性粒子,天然地球轨道手性力场能使左手螺旋分子的能量大于右手螺旋分子,在地球生命起源时,生命会优先选择L-氨基酸和D-核糖来分别组构更稳定的右手螺旋蛋白质和核酸分子。同理,生命也会趋向于选择较稳定的右手螺旋来表达它们的宏观形式,如蜗牛和海螺壳以及螺旋植物更多地选择右手螺旋,等等。由此,自然界中各个层次的对称性破缺难题能通过天然地球轨道手性力场统一起来。

    何裕建认为,本次报告的工作进一步支持他先前提出的假说:地球轨道手性力场可能就是地球上从非生命到生命、从微观到宏观、不同水平生理节律性起源以及对称性破缺起源的力学原因,它可以解释和统一生命起源中的多个著名难题,如分子手性起源、生物钟起源、JUNK DNA起源和生物分子的进化驱动力本质等。

    两年一次的IUPAC学术大会是国际上最大和最有影响的学术会议之一。本届大会主席是中国科学院副院长白春礼院士。

    (来源:科学时报2005-09-13)
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