我校学者发现放射性衰变过程存在"生理节律"
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化学与化学工程学院
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创建于 2005-08-29
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【新闻网讯】生理节律(Circadian Rhythms)是一个很普遍的自然现象,人们常认为,它只存在于生命体系中。在8月14日至19日于北京举行的第40届国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)学术大会上,我校化学学院教授何裕建博士应邀报告了“放射性衰变的生理节律”的新发现。他提出,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,正是由于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",同时产生不同层次的对称性破缺。
在IUPAC学术会上,何裕建博士介绍,对放射性元素(如钴60)的贝塔衰变过程的放射强度随时间的变化进行观察,其贝塔衰变过程并非是一条传统观念上认为的平滑下划线,而是有一个24小时为周期的衰变规律,这说明产生贝塔衰变现象的弱力是具有周期性的。并且贝塔衰变的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。这些结果让何裕建博士联想起了他一直感兴趣的由地球不对称运动产生的手性力场。这个力场主要是由地球的两个天然不对称螺旋运动产生的。第一个螺旋是由于地球的自转形成的右手螺旋,第二个螺旋是由于太阳的不断运动,造成地球实际上在围绕太阳的右手螺旋公转运动;最后这两个螺旋构成了一个超螺旋的天然不对称右手螺旋手性力场,何裕建称其为"地球轨道手性力场"。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。
放射性元素贝塔衰变过程是由一种叫做"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。许多物理学家包括爱因斯坦都曾试图将弱力与另三种物理力,即引力、电磁力和强力,统一起来而未如愿。"我考虑,弱力会不会就是这个'地球轨道手性力场'产生的呢?"。何裕建博士通过进一步的实验发现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的和负的影响,因此具有24小时周期性的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。何裕建博士通过理论计算发现,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。由此何裕建大胆认为,弱力其实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,其本质只是一种引力而已。
何裕建博士介绍,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的,所以能量较低的右手螺旋分子(L-氨基酸组成的蛋白质和D-核糖组成的核酸)将比对映体左手螺旋分子(D-氨基酸组成的蛋白质和L-核糖组成的核酸)优先被地球生命所选择。即在地球生命起源时,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形式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的选择右手螺旋,等等。
何裕建博士说,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和从微观到宏观不同水平对称性破缺以及生理节律性起源的力学原因,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化学会理事长、中国科学院副院长白春礼院士。下一届IUPAC学术大会将在2007年8月的意大利举行。
责任编辑:化学与化学工程学院