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2005世界物理年科普系列報(bào)告會
——“物理學(xué)和生命科學(xué)”報(bào)告

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所 冼鼎昌先生

五、現(xiàn)場提問

問:   我是來自北京四中的。您剛才一直在說同步輻射,您能簡要介紹一下它的原理嗎。
答:
  同步輻射,一個(gè)帶電粒子在拐彎的時(shí)候會甩出一些光來。可是帶電粒子能量越高,光就越強(qiáng),而且光的性能就越好。假如我用同樣的能量,使得什么樣的粒子能夠得到更大的速度呢?當(dāng)然粒子越輕,同樣的能量加進(jìn)去,粒子同樣都帶一個(gè)負(fù)電的話,當(dāng)然越輕的粒子越有高的速度,實(shí)際上要甩這些光出來,都是用電子,世界上沒有比電子更輕的帶電粒子了,這就是同步輻射的基本概念。
  為了產(chǎn)生同步輻射,第一,要做一個(gè)設(shè)備,使得電子在里面不斷打圈。不斷地打圈就不斷地放光。第二,打圈的電子不斷放光,就會不斷丟失能量,能量守恒,就要不斷地把能量補(bǔ)充進(jìn)去,這種設(shè)備叫做儲存環(huán),在高能所里建造的儲存環(huán)。為了用這個(gè)光,需要把甩出來的光從加速器里引出來,這就是所謂的光束線。光束線,從紅外一直到很短的X光波長都有,是連續(xù)的,必須要挑出來某一個(gè)波長來使用,要制造一種設(shè)備,叫做單射器,把很多顏色,也就是很多波長,把某一種波長挑出來,這是同步輻射的概念和裝置的概念。
問:
  我是北京四中的。核磁共振的原理及其它在醫(yī)療等方面的應(yīng)用。
答:
  核磁共振的原理和醫(yī)療方面,我怕我講不好。X光和核磁共振比較一下,X光對于越重的東西,就是靠密度來看結(jié)構(gòu)。假如很輕的粒子來衍射,它是很差的。而核磁共振是靠它的磁自選來做這件事情。最輕的東西和最重的東西,輕的比如氫原子,它也有自選,靠這個(gè)東西來工作。所有的細(xì)胞里,最基本的四種元素,一定有氫、氧、碳,我們正是通過這個(gè)辦法檢測的。假如在醫(yī)學(xué)上發(fā)現(xiàn)了核磁共振是在第二次世界大戰(zhàn),做到這一點(diǎn),可以告訴我們,肌體很輕,X光不能分辨,因?yàn)槌上竦鹊榷疾缓贸上瘢沁@些氫原子核必定有自選的,在這個(gè)地方可以研究他們的序列。假如這個(gè)地方應(yīng)當(dāng)是很均勻的分布,出了一個(gè)病灶或者空洞,這個(gè)地方就顯示出一個(gè)缺陷,這就是開始用在醫(yī)學(xué)上。很抱歉我不能太細(xì)講它的過程。 問:
  我是人大附中的學(xué)生。我想問一個(gè)關(guān)于生物方面的問題。我們都知道紫外線可以誘導(dǎo)細(xì)胞癌變,其中的原理是什么。而且紫外線既然可以誘導(dǎo)細(xì)胞癌癥,可不可以利用物理方面的手段,使癌癥細(xì)胞變回正常的細(xì)胞?
答:
  首先癌變的原因,現(xiàn)在看起來不是單一的,有物理的過程,有化學(xué)光的過程,也有生物的過程。我們常常會聽見說別照X光多了,或者受的輻射多了,會產(chǎn)生癌癥;蛘叱缘幕瘜W(xué)物質(zhì),這幾天沸沸揚(yáng)揚(yáng)的講“蘇丹紅”也會導(dǎo)致癌變。生物學(xué),或者遺傳里哪個(gè)基因出了差錯(cuò),也會癌變,這是有證明的。某一個(gè)家族里有乳腺癌,某個(gè)家族里有高血壓,這是生物的原因,不是單一的過程。現(xiàn)在講它的治療,治療不是單一的。我可以給大家講一個(gè)笑話,也是一個(gè)很沉重的歷史教訓(xùn)。發(fā)現(xiàn)X光之后,確實(shí)給人帶來很大的希望,用X光照癌癥,確實(shí)有時(shí)把癌癥照好了,把癌腫瘤照小了。我有一個(gè)親戚現(xiàn)在是120、130歲了,他當(dāng)年在北京一個(gè)名聲很好的醫(yī)院里,他有癌癥,經(jīng)常去照X光,現(xiàn)在看起來因?yàn)閯┝刻罅,沒照好,反而照死了,所以這也不是單一的治療。現(xiàn)在各有各的辦法,查清它的原因,生物學(xué)有基因療法等等,這些還是在探索之中的,沒有一個(gè)最后的結(jié)論。
問:
  我是來自實(shí)驗(yàn)中學(xué)的。X光衍射在醫(yī)學(xué)上和軍事方面有沒有特別的應(yīng)用?
答:
  X光衍射在醫(yī)學(xué)上,因?yàn)閄光的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上最重要的應(yīng)用是成像,而不是衍射。所謂成像是吸收。肺結(jié)核對人類影響很大,假如肺有空洞,因?yàn)槟莻(gè)地方密度就少,吸收就少了,密度減少了。假如有鈣化,那個(gè)地方吸收厲害了,于是就出現(xiàn)了一個(gè)點(diǎn),這就是成像。衍射在治療里,據(jù)我所知道的,現(xiàn)在還沒有應(yīng)用,但是作為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)有,比方說可以用X光衍射的辦法來看醫(yī)學(xué)里的應(yīng)用,比如說運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而有肌肉扭傷,肌肉扭傷的時(shí)候就需要看分子水平上,在很小的水平上看它的缺陷是怎么病變的,這叫做臨床基礎(chǔ)。不能用這個(gè)東西來治病,也許把它研究清楚,想出一種好的辦法,醫(yī)生會用它來治病也可以,但不是直接拿它來治病。
問:
  我是北京八中的學(xué)生。我對生物芯片,尤其是DNA芯片很感興趣,我想知道從宏觀的生物樣品與微觀的芯片進(jìn)行接口這個(gè)領(lǐng)域,是否有一些新的技術(shù)突破?您對這個(gè)方面有一些未來的展望?
答:
  很抱歉,我對生物芯片沒有研究。我的了解是非常膚淺的,從手工的操作去分析,變成一個(gè)自動(dòng)的大量的流水線的操作,我的知識僅此而已。
問:
  我是北京四中的學(xué)生。您說可見光的兩個(gè)要素,就是當(dāng)時(shí)X光被定名為X的原因,見不到它的衍射和反射。后來您很清楚地解釋了它的衍射的問題,但是說到它的反射的時(shí)候只提到關(guān)于布拉格父子的研究,給了我們一張圖說他們利用這一點(diǎn)用來研究晶體學(xué)。但是我還是不太明白這個(gè)原理到底是什么,希望您能解釋一下。
答:
  X光的特點(diǎn)就是它有很巨大的穿透能力。一般來講,除非你用很厚的阻擋物,很重的阻擋物,比方鉛來擋才能擋住,否則就穿過去了。你希望用一般的鏡子,玻璃、水銀那么薄薄一層把它反射,那是不可能的,是很難的,有一點(diǎn)點(diǎn)反射,但是太少太少了,極大部分都跑過去了。但是話這樣說,假如它打在一個(gè)晶體的表面上,不是用玻璃鏡子,而是用晶體做它的反射面,當(dāng)它的入射角合適的時(shí)候會產(chǎn)生很強(qiáng)烈的反射,這就是布拉格的貢獻(xiàn)。也就是說用反射X光,必須要用晶體作為鏡子。第二,光學(xué)有一個(gè)叫做全反射,當(dāng)入射角很小的時(shí)候,拋的很光的物體表面上,幾乎全部反射過去,穿透很小。X光也有全反射,但是X光的全反射小的不得了,幾乎平行,當(dāng)時(shí)人們還沒想到這點(diǎn),希望用很大的反射角能夠得到X光的反射,那是不行的,可是現(xiàn)在已經(jīng)用的所謂很小的全反射角,我們在玉泉路的實(shí)驗(yàn)室里用的很小很小的入射角,X光基本上可以做到全反射。
問:
  我是北京171中學(xué)的學(xué)生。第一,X光衍射研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候提到動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)研究前景,請您解釋一下。第二,用X光照片,為什么人的骨骼可以擋住X光,其它器官卻不能擋住?
答:
  第一個(gè)問題是動(dòng)態(tài)的問題,在科學(xué)里叫做動(dòng)態(tài)研究,F(xiàn)在X光用同步輻射做光源沒問題,收一張相片大概是微秒數(shù)量級收到幾千個(gè)或者上萬個(gè)光斑,都可以得到。問題在哪兒?問題在有沒有本事一個(gè)微秒,就是一秒的一百萬分之一換一張照片。這個(gè)問題我提出了五六年、七八年,所有做研究生的同學(xué)我都問這個(gè)問題,開會的時(shí)候我也問這個(gè)問題,都沒解決,現(xiàn)在有好處,大家知道可以用CCD,照相機(jī)要換片,換掉一個(gè)毫秒都了不起。可以科學(xué)的進(jìn)展不但要有思想,還要有方法,目前做結(jié)構(gòu)變化的研究,用X光的辦法做到毫秒,一秒得到一千次數(shù)據(jù)可以,能夠做,已經(jīng)可以做很多事情,比如酶是催化劑,催化劑不是單個(gè)地做,是疏運(yùn)的過程,是毫秒的數(shù)量級已經(jīng)足夠了,甚至于秒的數(shù)量級都可以做,只要想出好的題目就可以做,可是更加深入的過程,很多是微秒、皮秒、非秒,非常非常短,現(xiàn)在都不能做。什么時(shí)候才能做呢?除非我們有更快的探測手段可以做,可能要等十年、二十年,在座的能發(fā)明一個(gè)好的辦法,可以把科學(xué)往前推。
  第二個(gè)問題,有一個(gè)名詞叫反差,骨頭是鈣,它的吸收比肌肉和軟組織基本上碳水化合物,都是比較輕的原子,吸收比較少。腸子和血管,軟組織的構(gòu)成,作為碳水化合物,所差無幾,所以X光對它們的吸收基本上是一樣的,盡管有差別,差的很少,所以反差對比度不大。比方說我們要做心血管,看看心血管堵了沒有,并不是拿X光一照就照出來了,照不出來,為什么?血管和肌肉所差無幾,我們一定要打一個(gè)照影機(jī)進(jìn)去,一般含碘,把它打到血管里去,而且要把照影機(jī)打到心臟附近,很可怕,拿一根管子從大腿里推,推到心臟附近,把照影機(jī)擠進(jìn)去,心臟不斷地搏動(dòng),在照影機(jī)擴(kuò)散以前,擴(kuò)散的濃度低了,在擴(kuò)散以前一下照一個(gè)照片。照影機(jī)在血管里,所以可以看到血管,而且看看血管有沒有堵,主要是因?yàn)槊芏鹊膯栴},反差對比度不夠。
問:
  我來自101中學(xué)。我有兩個(gè)問題。第一個(gè)問題是克里克和沃森是怎樣通過看X衍射圖像得出了雙螺旋結(jié)構(gòu)?第二個(gè)問題是您能不能介紹一下目前天體物理和量子物理方面最主流的研究方向,以及在各個(gè)方面比較權(quán)威的實(shí)驗(yàn)室。
答:
  他們已經(jīng)在前人的基礎(chǔ)上,鮑林在美國已經(jīng)做了大量的研究,做蛋白。蛋白的衍射圖已經(jīng)得了螺旋,凡是螺旋體的衍射規(guī)律性應(yīng)當(dāng)如此,已經(jīng)有一個(gè)非常好的參考。但是鮑林有一個(gè)不幸,因?yàn)樗容^紅,戴紅帽子,他傾向于共產(chǎn)黨,所以美國不許他出國,最好的照片是在富蘭克林手上,所以他看不到好的照片,不能開那個(gè)會,派了他兒子去開會,兒子的了解當(dāng)然要比他爸爸差一點(diǎn),所以沒有認(rèn)識到好處。那位女士的老板用不正當(dāng)?shù)氖侄,現(xiàn)在有人很氣憤,寫了一本書說被他老板偷了,我不去評價(jià),但是起碼不是很誠實(shí)的辦法把它給了沃森和克里克,因?yàn)橛辛诉@個(gè)東西所以得了結(jié)論。鮑林當(dāng)時(shí)已經(jīng)得出一個(gè)結(jié)論,二股的螺旋或者三股的螺旋,所以他不能判斷這個(gè)東西,因?yàn)樗诸^的照片分辨率不足夠來判斷,假如他能夠得到這位女士的照片,我想他很快會得到同樣的結(jié)果,所以看出來在科學(xué)上的嚴(yán)謹(jǐn)和精確度是如何重要。
  第二個(gè)問題,量子力學(xué)和天體物理,我們要把一個(gè)這么大的問題用幾分鐘講完,是很難的問題。天體物理要回答一個(gè)問題,宇宙有沒有起源,開始的地方。第二,宇宙到底有沒有邊界。所謂宇宙,是人類知識所有能夠達(dá)到的地方。我們沒有達(dá)到的地方不算。正好量子力學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了粒子物理的發(fā)展,粒子物理的發(fā)展告訴我們,世界上所有的物質(zhì)是由粒子構(gòu)成的,哪怕光也是粒子,輻射也是粒子,波也是粒子。從量子力學(xué)開始,人類有兩個(gè)大的發(fā)現(xiàn),關(guān)于宇宙學(xué),第一個(gè)宇宙學(xué)的發(fā)現(xiàn)就是所有的星系,在我們來看所有的星系都離開我們而去了,而且我們可以想象所有的星系,從任何一個(gè)星系來看,另外一個(gè)星系都離它越來越遠(yuǎn),所謂橫移。怎樣構(gòu)造宇宙的模型,能夠得到這個(gè)結(jié)果?只能想象,宇宙現(xiàn)在所有的星系都在一個(gè)氣球的表面上,假如這個(gè)氣球在不斷地吹,氣球上已經(jīng)有好多個(gè)點(diǎn),氣球面上任何一點(diǎn)看另外一點(diǎn),一定是越來越遠(yuǎn),只能夠有這樣的東西才能解釋這一點(diǎn),這是很有名的天文學(xué)和理論物理學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。加莫夫在這方面做了很多工作,他說唯一合理的解釋,氣球沒有吹的時(shí)候只有一個(gè)點(diǎn),一直到大爆炸,一直到最后都是在不斷地?cái)U(kuò)展之中。現(xiàn)在想起來很懸,但是要把所有現(xiàn)在的觀測,所有的知識歸納到一個(gè)體系里,現(xiàn)在所有的定律,物理定律、天文定律,恐怕只有這是最合理的,這是從分體來上講的。   從實(shí)驗(yàn)上也找出一個(gè)證據(jù),當(dāng)初大爆炸的時(shí)候,我打一個(gè)也許不是最確切的比喻,一爆炸會飛出很多東西出來,其中有點(diǎn)煙霧,隨著氣球越來越大,它就越來越稀,但是物質(zhì)不變,煙霧總會在那個(gè)地方,它會越來越稀。假如我們知道它爆炸以后這個(gè)球擴(kuò)大的速度,我們可以從爆炸這點(diǎn)到目前這點(diǎn),可以推測現(xiàn)在這個(gè)球里遺留的煙霧還有多少在那個(gè)地方,密度是多少,這是有名的背景輻射。加莫夫當(dāng)時(shí)已經(jīng)提出來,后來確實(shí)有兩個(gè)不是科學(xué)家,是工程師,是搞雷達(dá)天線的工程師,偶然把天線對著全宇宙來看,發(fā)現(xiàn)總有一個(gè)噪聲,這個(gè)噪聲就是所謂宇宙的本體噪聲,這是大爆炸遺留的東西,就是我剛才打的比方,爆炸的遺物,按照爆炸的計(jì)算應(yīng)該是3度輻射,這個(gè)地方和現(xiàn)在所有的大爆炸的圖像都能吻合,當(dāng)然我并不是說所有都能吻合。
問:
  晶體的結(jié)構(gòu)是三維結(jié)構(gòu),X光的衍射是二維的東西。在電子顯微鏡的研究中會有一個(gè)圖片的二異性的問題,不同的空間結(jié)構(gòu),衍射照片有可能是相同或者相近的,在同步輻射研究蛋白質(zhì)的過程中是不是也有類似的問題?這樣的問題是怎樣解決的?
答:
  目前X光做三維的結(jié)構(gòu),可以用不同的入射解決這個(gè)問題。三維的結(jié)構(gòu),可以用晶體轉(zhuǎn)動(dòng)來做這個(gè)事情,甚至一個(gè)晶體里,因?yàn)槎喽嗌偕僖呀?jīng)知道晶體應(yīng)當(dāng)是什么樣的,所有現(xiàn)在研究的晶體,有三萬多種晶體有蛋白質(zhì),做的人肯定知道是怎么做的,它的結(jié)構(gòu)離已有的不太遠(yuǎn),所以輸進(jìn)去的東西基本上知道,不用各種方面猜。但是一個(gè)很關(guān)鍵的問題是我們從量子力學(xué)來看,所有衍射的斑點(diǎn),衍射的強(qiáng)度是多函數(shù)絕對值的平方,相位肯定沒有了,怎么恢復(fù)相位是極大的問題。沒有相位,空間結(jié)構(gòu)就不清楚。從布拉格父子開始一直到現(xiàn)在,人們不斷地在改進(jìn)這個(gè)方法,也許再改進(jìn)50年,還在改進(jìn)之中,目的就是要解決這個(gè)問題。至于X光衍射和電子衍射的主要差別,電子的深入、穿透是很短的,它的強(qiáng)處是分辨率很大,只能在表面上,再深入一點(diǎn),樣品就完了,但是電子有一個(gè)好處,電子顯微鏡可以做很薄很薄的蛋白,膜蛋白,膜蛋白很多是靠電子顯微鏡來做的,看起來不同的衍射辦法可以做不同的事情。電子顯微鏡是做相當(dāng)二維的東西,當(dāng)然很薄的時(shí)候三維也可以做。
問:
  北京景山學(xué)校的學(xué)生。我所在的研究組是生物克隆小組。您剛才所說的十二寶石占列,和經(jīng)過很長時(shí)間研究出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),對我們的克隆有什么幫助?還有一個(gè)如果我們研究的話從哪方面入手,希望您給我們一些意見。
答:
  我對克隆的理解不知道對不對,我們應(yīng)當(dāng)在每個(gè)細(xì)胞里,已經(jīng)遺傳的信息在里面。DNA可以用已有的東西克隆出來,不是有性繁殖的觀念。當(dāng)然這是非常大的進(jìn)展,不過從剛才的介紹里多少可以理解一些,遺傳密碼在一個(gè)細(xì)胞里已經(jīng)包含在里面了,而且DNA的分裂、制造,可以用種種生化的辦法做,但我不能說我的了解是精確的,因?yàn)槲也皇亲鲞@個(gè)事情的。
  至于做研究,我只能講自己的感想。研究一個(gè)是自己的努力,一個(gè)是一組人的努力,還有是一個(gè)國家的努力。一個(gè)人再有本事,假如把自己關(guān)起來,這個(gè)研究是不可能做的很出色的,所以一定要看看目前最關(guān)鍵的問題在什么地方,最關(guān)鍵的問題知道以后,看看我們的研究組或者我們的研究所,我們自己能夠做什么事情,有沒有這個(gè)基礎(chǔ)。做任何事情,不是想做都可以做得到的,要有條件,要有準(zhǔn)備。假如沒有準(zhǔn)備,沒有條件是不行的。我常常覺得一個(gè)人在中學(xué)的時(shí)候,假如老師講的事情都學(xué)會了,那是一個(gè)好學(xué)生,到大學(xué)開始學(xué)會自學(xué),老師講的東西,體會這個(gè)事情的來龍去脈,還要學(xué)會自己去鉆研。到研究院里當(dāng)然開始做研究,學(xué)一點(diǎn)技巧。到了做博士后,就會開題,而且博士后不但要開題,還需要對于你所做的題目的品位要有判斷,要做的事情世界上太多了,不能一一都做,什么東西值得做,而且能夠做,要有一個(gè)判斷。很多人一直到退休都沒有養(yǎng)成判斷,這是很可悲的事情。中學(xué)的時(shí)候向老師學(xué),大學(xué)的時(shí)候向教授學(xué),研究生向?qū)煂W(xué),到了自己獨(dú)立的時(shí)候,向同事學(xué),因?yàn)槟愕慕淌谝苍S已經(jīng)老了,不再活躍了,需要向你的同事學(xué),比如說剛才我介紹的東西,比如那五個(gè)人之間的故事就是他們懂得向同事學(xué)。到我這個(gè)年齡,還沒有退休,再想學(xué)的話,我的同事大部分退休了,我的老師已經(jīng)坐骨,我只能向?qū)W生學(xué)。一個(gè)能夠衡量自己,一個(gè)能夠知道你向誰學(xué)習(xí)。
問:
  我是北京八中的學(xué)生。我想問您一下現(xiàn)在的物理學(xué)科,還有生物學(xué)科、化學(xué)學(xué)科都需要把一些微觀的東西用宏觀的角度展示出來,有一種方法就是需要顯微鏡。STM掃描顯微鏡的原理是什么?
答:
  STM的原理也是加莫夫提出來的。比方說這是一座山,從山的這邊到山的那邊,必須爬到山頂再過去,可是量子力學(xué)不是這樣的,假如我從這邊跑到那邊去,假如我是電子,不用爬到上頭,可以穿透,是水道效應(yīng)。量子力學(xué)是千真萬確的有這么一點(diǎn),是水道效應(yīng),好像有個(gè)水道,只要它不太寬我就可以穿過去,當(dāng)然山越寬就越難過去,越薄就越容易過去,這是加莫夫提出來的。后來是一個(gè)老師帶著研究生去做,假如一個(gè)表面彎彎曲曲,表面底下都有電子,我怎么來看表面呢?比如說看起來非常平整,實(shí)際上總歸要有點(diǎn)粗糙,有點(diǎn)彎彎曲曲不平,用加莫夫的方法可以想象,比方說表面,用一個(gè)探針在上面加一個(gè)電場上去,加了電場表示什么?電子本來在里面,原來有一個(gè)味蕾,束縛在里面,電子在山的這邊,我在山的那邊要看電子,現(xiàn)在要使山的高度降低,怎么辦呢?在探針和表面上加一個(gè)衛(wèi)視,山高減少了,探針在電子規(guī)律里跑出來了,加莫夫的原理,山越高越難跑出來。如果電壓是固定的,可以想象可以收到一個(gè)電流,電流是從探針探到底下一定距離的電針。假如我有本事,要保持探到的電流是恒定的,表面是高高低低的,我到高的地方把它升高一點(diǎn),到矮的地方降低一點(diǎn),總而言之,保證得到的電流是一樣多的,就可以把表面做出來,這是最早的想法。想清楚了很簡單,關(guān)鍵拿諾貝爾獎(jiǎng)的不在物理,物理早就有了,關(guān)鍵是工程,怎么能夠把振動(dòng)減小到埃的數(shù)量級?當(dāng)初非常非常麻煩,研究生花了很大的工夫幾級減震,可是當(dāng)他做出來了,全世界都做出來了,大學(xué)生都做出來了,并不困難,所謂STM就是這樣產(chǎn)生出來的。原理已經(jīng)有了,所用的方法和電子顯微鏡差不多,把電子在這個(gè)地方吸出來,后來有很多種辦法,假如保持固定的電流,要改變它的高度,沿著表面掃描的話,假如能夠保證這一點(diǎn),而且精確到埃的數(shù)量級,就把表面做出來了。
主持人:
  由于大家的踴躍提問,提問環(huán)節(jié)已經(jīng)持續(xù)了將近45分鐘了,對于最后還沒有獲得提問機(jī)會的同學(xué)我感到非常抱歉,憑著這種熱情、執(zhí)著,你們的問題和將來的目標(biāo)、志向一定都能夠得到回答和實(shí)現(xiàn)的。
問:
  21世紀(jì)物理學(xué)怎么幫助醫(yī)學(xué)?
答:
  這個(gè)問題有點(diǎn)像未卜先知,相當(dāng)難回答。從現(xiàn)有的技術(shù)上來回答,科學(xué)的發(fā)展越來越先進(jìn),越來越往原理上走,越來越往微小方面走。舉個(gè)例子,婦女的很大殺手就是乳腺癌,我們體檢的時(shí)候,摸得到的乳腺癌都已經(jīng)是毫米級、厘米級的,都已經(jīng)晚了。很多婦女到能夠體檢出來的時(shí)候已經(jīng)不是開始的時(shí)候了,問能不能在很早期發(fā)現(xiàn),早期早到幾百個(gè)微米、幾十個(gè)微米,能不能做到這點(diǎn)?普通醫(yī)院的X光做不到,因?yàn)槎际巧习賯(gè)微米X光的精度,所以要發(fā)展這種東西。用同步輻射是可以做的,已經(jīng)得到成功了。
  還有一點(diǎn),心血管疾病,往往病人已經(jīng)發(fā)展的很不妥當(dāng)?shù)臅r(shí)候,到醫(yī)院去做,怎么照相呢?有一個(gè)很可怕的東西從股動(dòng)脈伸進(jìn)去到血管,到心臟附近,把照影機(jī)打進(jìn)去,問能不能用門診的辦法,不用這種辦法來做,只注射一點(diǎn)點(diǎn)照影機(jī),就可以用門診的做法。問題是有沒有這么靈敏的手段,假如打一個(gè)照影機(jī)在靜脈里,馬上擴(kuò)散了,濃度一定很低,假如在低濃度里還可以給血管照影,就可以實(shí)現(xiàn)門診,不用心導(dǎo)管這么可怕的方式來成像,現(xiàn)在研究的結(jié)果也是可以的,只不過因?yàn)楝F(xiàn)在在美國的保險(xiǎn)公司,美國的社會福利,看病保險(xiǎn)公司給你報(bào)銷,以前醫(yī)療器械、醫(yī)療方法還沒有收回本錢,突然又出一個(gè)新的東西,就血本無歸了。正如彩色電視,40年代末、50年代已經(jīng)出來了,為什么到了后來過了20年、30年才大量普及?因?yàn)楹诎纂娨曔沒收夠錢。物理學(xué)怎么幫助醫(yī)學(xué)?我們只要把精度做得越精,把我們的分辨做得越好,自然會有很多很多在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用做出來。
主持人:
  我們今天是世界物理年在中國的報(bào)告,世界物理年的契機(jī)是紀(jì)念1905年愛因斯坦發(fā)表了一篇?jiǎng)潟r(shí)代的文章,1905年標(biāo)志著當(dāng)時(shí)新的物理學(xué)進(jìn)入到相對論物理跟量子物理蓬勃發(fā)展的開始。冼院士給我們回顧了這一百年當(dāng)中物理學(xué)跟物理學(xué)家既做到生物學(xué),而對生物學(xué)發(fā)展到今天這樣的程度所做出的許多貢獻(xiàn),也可以說到現(xiàn)在為止,生物學(xué)是一門非常非常依靠實(shí)驗(yàn)的科學(xué),這個(gè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)非常重要的一點(diǎn)是取材于物理學(xué)的方法跟手段,當(dāng)然,也有后邊的對實(shí)驗(yàn)的解釋。
  冼先生給我們提出了往后看,溫故而知新,知新未必,不過溫故可以忘新是可以的,F(xiàn)在是2005年,3005年太長了,各位在座的同學(xué)們能夠夠得著的可能2055年可以展望一下。物理學(xué)現(xiàn)在的發(fā)展是一步步地,作為比較成熟的科學(xué)在往前走,它的重要性、發(fā)展前景,冼院士已經(jīng)做了一個(gè)概括性的描述。生物學(xué)到今天大家看起來,每次取得的每一個(gè)成就,都給我們一個(gè)新的非常非常重要的,對我們從科學(xué)上、從應(yīng)用上非常重要的規(guī)律,但是隨著每一次規(guī)律的發(fā)現(xiàn),又展開了非常非常多的、更繁雜的多的科學(xué)問題。不只是生物學(xué)家,所有的科學(xué)家或者所有的人都指望生物學(xué)這個(gè)洋蔥很快的一層一層剝下來,什么時(shí)候能夠剝到更基本的機(jī)制這一步,做一些新的猜測不一定很必要。我們有一個(gè)說法,21世紀(jì)是生物學(xué)的世紀(jì),聽了冼先生的報(bào)告,與其這么說,還不如說21世紀(jì)應(yīng)該指望著物理學(xué)更多的、更深的進(jìn)入到生物,以及生物學(xué)也是更多的溶劑到物理學(xué)的世紀(jì)。這個(gè)事情我們看得到,非常美好,去完成、攀登還是靠在座的諸位。
  非常感謝冼院士給我們做了非常精彩而富有啟發(fā)性的報(bào)告。也感謝在座的同學(xué)們能夠非常熱烈、認(rèn)真常常很有智慧的反映。謝謝。