第十三讲 20世纪的生物学_生物论文

第十三讲    20世纪的生物学

　　20世纪特别是50年代以后，生物学同化学、物理学和数学相互交叉渗透，取得了一系列划时代的科学成就，使它跻身精确科学，成为当代成果最多和最吸引人的基础学科之一。关于生命的研究，已经不只是生物学家的任务，也是物理学、化学家以及数学家兴趣较大的领域。现在的生物学常被称为“生命科学”，不仅因为它更深入到生命本质问题，还因为它是多学科的共同产物。在微观方面生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质。在宏观方面生态学的发展已经成为综合探讨全球问题的环境科学的主要组成部分。

　　生物学的各个分支学科，包括分类学、生理学、进化论等，都取得了重要进展，然而促使生物学的面貌发生根本变化的主要分支学科则是遗传学、生物化学和微生物学。遗传学的研究从1900年孟德尔定律的再发现以后与细胞学相结合，随之建立了基因论。到30年代，基因论已被公认是在生物个体水平和群体水平上研究性状遗传的指导理论。遗传学也因而在生物学中甚至在整个科学中占有重要地位。生物化学自1877年提取出离体的“酿酶（zymase）”以后，对生物体内新陈代谢的研究进展迅速，到40年代生物体内分解代谢途径已基本阐明。同时，酶的本质和生物能的研究也有长足进展。对蛋白质、核酸、糖、脂肪等生命基本物质则不仅阐明其基本组分，并且开始了三维结构的探索。微生物学除了对霉菌、细菌继续研究外，在20世纪30～40年代还阐明了病毒与噬菌体的本质。这 3个分支学科各自的发展和相互交叉，为分子生物学的出现奠定了基础。

　　第二次世界大战以后,生物学发生了质的飞跃。1953年DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生,也标志着生物学的探索开始进入了揭开生命之谜的大门。此后，遗传密码的破译，重组DNA技术的建立,不仅创建起分子遗传学，而且使肿瘤学和免疫学都在分子水平上取得突出成就。神经生物学，特别是在大脑的研究方面也都出现重大突破。可见，20世纪的生物学不仅直接影响着本身各分支学科的发展，而且对农学和医学，甚至对方兴未艾的产业革命已经和将要产生巨大的影响。科学史家普遍认为在20世纪50年代以后生物科学发生了一场革命。这场革命从其开辟新领域，从其对其他科学所产生的作用、从其对社会和人们思想的冲击等方面来考察，其影响之大绝不逊色于20世纪前30年中发生的物理学革命。

　　20世纪生物学的迅速发展，受到社会经济高速发展的有力支持，使生物学的研究能够迅速大量的应用现代物理学、化学的原理、方法和精密仪器。这样，生物学的定量研究逐渐得到发展。由于一些物理学家和数学家被吸引来探索生命之谜的未知领域，理论生物学这一新学科开始出现。理论生物学是主要用数、理、化方法研究各种生命现象的一个分支学科。早期的代表著作有奥地利L.von贝塔兰菲的《理论生物学》(第一卷1932、第二卷1942);M.贝格纳的《生物学的思想方法》(1959)等。

　　19世纪生物学主要在欧洲各国发展，特别是在英国、德国和法国。例如，英国的剑桥和牛津等几所有悠久历史和科学基础的大学和皇家学会的学术活动；德国的格丁根、海德堡、柏林等多所大学和凯撒－威廉研究所所属的生物实验室；法国的巴黎大学和1888年在巴黎建立起来的巴斯德研究所以及俄国的圣彼得堡大学等。20世纪这种情况发生了很大的变化。这是因为：欧洲曾是两次世界大战的主要战场；1933年希特勒法西斯专制统治德国，推行残酷的排犹种族主义政策。迫使大批犹太血统的和反法西斯统治的德国科学家移居国外，其中大部分辗转到了美国。美国的科学在第二次世界大战后发展迅速，后来居上，成为世界科学的发展中心。生物学的情况也基本如此。美国本土的生物学家从19世纪末就已逐渐成长，经过20世纪30～40年代与欧洲各国，特别是德国大量移民生物学家的汇合，到20世纪后期无论从质量上或数量上来看美国的生物学都已居于领先地位。当然，上述欧洲国家经过战后40年的恢复和发展，科学技术仍居世界前列。亚洲、南美一些国家也在积极开展这方面的研究。

　　下面几讲只介绍在20世纪中发展较快和影响较大的几个分支学科的简要历史轮廓。