生物学——下个世纪的主角 [复制链接]

第5版()
专栏：

生物学——下个世纪的主角
中国科学院生物物理所 王谷岩
近年来，国际科学界纷纷预言：二十一世纪将是生物学世纪，生物学是下个世纪的主角。
生物工程的崛起，是这一预言的有力证据。生物工程是生物学与技术科学相结合的产物，是通过技术手段，利用生物物质或生物过程，生产有用物质的一门学科。生物工程不仅有着先进的科学水平，更有广泛的实用价值。作为一门技术，它已经深入到工业、农业、矿业、化工、医药、食品、能源和环境保护等各个领域，以至诞生了一种新兴工业体系——生物工业。例如：利用遗传工程方法培育出了多种所谓“工程细菌”，用来生产药用胰岛素、生长素、干扰素、多种疫苗以及可以作为食物的单细胞蛋白。应用细胞工程发展了单克隆抗体技术，在体外分离出了多种单克隆抗体，引起了免疫学的重大革命。酶工程的发展，已经分离和提纯了多种生物酶用于生产。通过培养细胞直接长成植株，为农业发展开辟了一条新路。据不完全统计，全世界目前已有生物工程公司四五百个。生物工业的出现，正在导致传统工业结构的调整与改革，成了推动当前新技术革命的动力。利用生物工程技术，生产效率大幅度提高，也可节省能源消耗，不受地球上有限资源的限制，还可防止环境污染，其发展和应用前景可以与原子裂变、半导体和微电子技术相提并论。到本世纪末，生物工业将对世界经济的发展起到重要作用。在下个世纪，则将充分显示它的威力，起到举足轻重的作用。
几年前，联合国教科文组织在一份调查报告中指出，当前科研工作的两大特点，一是各门学科的数学化，二是生物学的飞跃发展。
理论、方法和技术的进步，是科学发展的动力。随着物理学、化学、数学向生物学的渗透，许多有远见的物理学家、化学家、数学家纷纷转向生物学课题的研究，使生物学飞速发展。遗传物质脱氧核糖核酸（即DNA）“双螺旋结构模型”的提出，是一个很典型的例证。这一模型是美国遗传学家沃森与英国物理学家克里克合作，在英国晶体衍射专家维尔金斯对D NA的X射线衍射研究的基础上提出的，它成功地说明了D NA结构与功能的分子基础，成为二十世纪自然科学发展中的一项重大突破。数理化基础学科以及信息论、控制论、计算机科学等技术学科渗透的结果，在生物学领域开拓了诸如生物物理学、生物化学、生物数学、分子生物学、量子生物学、生物信息论、生物控制论、人工智能和仿生学等分支学科。现代的生物学已经不再是描述性科学，而是一门象数理化各学科那样精确的、定量的成熟科学了。生物科学也不只是研究生物体的形态特征和生理特性，而且研究生命活动的物理和化学过程以及物理和化学因素对生命的影响；研究层次也已经向微观深入到分子和电子水平，向宏观扩展到生态系统和生物圈。
生物学正在面临着新的重大突破。自然科学中的其他学科今后最重大的突破，更多地也将产生于同生物学相结合的研究领域。科学的发展已经为生物学世纪描绘出一幅蓝图：到那时，将可以按照人类的需要改造原有物种，创造新的物种；人工智能的研究将会高度发展，将以机器替代更多的脑力劳动，使社会生活和生产更加信息化，生物计算机会普遍得到应用；将充分开发和利用生物能源，为比较彻底地解决世界能源问题做出重要贡献；还将能够满足不断增长的世界人口对食品和营养的需求，大大减少疾病，征服遗传病和癌症等疑难病症，并将从根本上保护好人类的生存环境。
生命活动是最富魅力的现象，阐明生命的本质，将使人类掌握的知识来一个重大突破。
在不同时期，自然科学各学科的发展并非齐头并进的。本世纪前半期，物理学是带头学科。进入五十年代以后，生物学则与物理学并驾齐驱，共同成为带头学科。而二十一世纪，将是生物学的鼎盛时期。