世界之迷全集

◎遺傳密碼揭秘

美國生物學家沃森還在學生時代時,就對基因研究產生了濃厚的興趣。他意識到,理解基因的關鍵是了解DNA的結構。1951年,他在丹麥的哥本哈根大學進修生物化學。有一次,在意大利的生物學研討會上,當他見到英國科學家威爾金斯利用X射線衍射技術發現的 DNA結晶照片時,異常興奮,於是他決定加入英國牛津大學卡文迪許實驗室。

在那裏,他遇到了一位比他年長12歲的年輕物理學家英國人克裏克。克裏克和他有著共同的理想,雖然他們兩人學的專業不同,性格也迥然不同,但是,他們卻成為了研究基因結構的“黃金搭檔”。

當時,對於DNA的研究國際上很多科學家們都已從各個角度開始深入,但沃森和克裏克的刻苦鑽研使他們走在了前列。

沃森於1952年測出了煙草花葉病毒蛋白質外殼的結構,但是對DNA的研究仍然沒有明顯的進展。他們要解決的問題是DNA的主要成分—鬥種有機堿之間是怎樣排列的。1953年的春天,沃森突然意識到這4種有機堿之間必然要結成穩定的“搭檔”,也許是以3個堿基為一組。他們隨後從威爾金斯拍攝的DNA的X射線衍射圖像中得到了啟發,於是,這兩個名不見經傳的小夥子勾畫出了一個DNA的雙螺旋模型。

DNA被他們想像成兩條欄杆組成的旋轉梯子,而兩條由糖和磷酸組成的長鏈就是欄杆,4種堿基對形成橫檔上的梯子。這個大膽的構想巧妙、奇特,它完全能解釋已知的DNA作為遺傳物質所應有的特征,並且清晰地表明了DNA是如何複製的。後來,這個模型在電子顯微鏡拍攝到直觀圖像後得到了證實。

1953年4月和5月,在著名的英國《自然》雜誌上,兩位默默無聞的年輕人——英國物理學家克裏克和美國生物學家沃森,發表了他們共同完成的論文。在這篇劃時代的論文中,他們提出DNA(即“脫氧核糖核酸”)結構的雙螺旋模型。

發現DNA的雙螺旋結構模型是20世紀生命科學發展的裏程碑,人類從此找到了解讀生命奧秘的“金鑰匙”。從此,一個分子生物學的時代開始了。宇宙射線及其被發現之謎

事情還得從1901年講起,英國幾位物理學家幾乎同時發現:放在實驗室裏的幾台帶電的驗電器,在周圍沒有任何放射性物質的情況下,時間一長,它們就會偷偷地放掉電荷。而且無論如何改善儀器的絕緣性能,這種漏電現象都始終消除不了。

物理學家們為了減少外界對驗電器的幹擾和影響,就將它裝入封閉的鉛盒裏屏蔽起來,可是放電現象依然難以從根本上消除。

這一現象使物理學家們受到啟發,肯定是某種穿透性極強的射線穿過室內,引起了空氣電離,從而使驗電器漏電,電荷消失。物理學家又從多方麵作了更進一步的觀測,發現靠近地麵的整個大氣層都處在微弱的電離狀態之中。

這種現象說明,引起空氣電離的射線並不局限在實驗室中,它是到處都有的。對此,物理學家們都發表了自己不同的看法,其意見主要有兩種:一種認為,這是因為大氣之外存在著輻射源,這種輻射可能與陰極射線或倫琴射線相似,但穿透本領特別強;另一種則認為空氣中不斷產生的離子是由散布在地殼中的天然放射性元素放射出來的。

為了證明這兩種說法的正確性,1909年,瑞士物理學家高凱爾帶著驗電器親自到高空做了一次實驗。實驗中,高凱爾發現隨著氣球越升越高,驗電器一直都在放電,而且放電的速度還越來越快。

按照高凱爾的設想,如果第二種意見是正確的,那麽隨著高度的增加這種來自地殼內的射線強度一定會慢慢地減弱,當氣球升到射線達不到的高度上時,電離現象就應該消失了。很顯然,高凱爾的實驗推翻了這種說法,引起空氣電離的射線絕不會是地殼中的天然放射性元素放射出來的。

那麽,第一種說法是否正確呢?為了弄清楚空氣中來曆不明的離子來源,物理學家赫斯不顧個人的安危,隻身一人乘坐氣球進行高空探測。

事故真的發生了,氣球發生了故障,赫斯從高空中摔了下來,昏迷了近20個小時。大家都以為他不會再醒過來了,甚至開始為他準備後事。但奇跡發生了,在醫院的奮力搶救下,他竟於第二天醒了過來。

1911年,赫斯前後做了10次大膽的氣球飛行,最高升至5350米。後來他還在高樓、高山和海洋上進行測量。他收集到了大量的資料,這些資料充分說明了引起空氣電離的射線來自太空,而且,這種天外飛來的射線與太陽、月亮、天河或行星的位置沒有關係,它發源於整個宇宙空間。

1925年,這種輻射線被正式命名為“宇宙射線”,而此前,人們一直稱它為“赫斯輻射”。從宇宙空間飛來的高速原子核便是宇宙射線。

赫斯獻身科學的精神和他在這一研究領域中作出的重大貢獻使他獲得了諾貝爾物理學獎。他也成為了科學工作者學習的榜樣。