报告题目：从红血球、胆结石、及病毒形状之美谈理论生物物理

报 告 人：欧阳钟灿（中国科学院理论物理所）

报告时间：2016年4月7日16：00

报告地点：理科楼郑裕彤大讲堂

报告摘要：自从DNA双螺旋发现60年来，生命科学已从卡通的定性描述进入实验操控与定量分析研究令人激动人心的新时代。由实验物理学家、化学家与生物学家交叉研究推动的新技术，如单分子荧光显微镜技术，探测单分子马达运动的光镊与磁镊技术，以及测量生物体全基因表达水平的高通量方法，这些技术采集到的生命系统大量数据要求理论物理学家把探索宇宙、固体物理、基本粒子等无生物世界扩展到为生命系统建立定量理论模型。这些理论生物物理的成果已被一些理论物理学家总结为教科书授课，在世界著名的高等院校受大学生与研究生的热烈欢迎，如研究超炫的P. Nelson著作的《生物物理学：能量、信息、生命》，以及美国加州理工应用物理系教授R.菲利普斯等三位作者的《细胞的物理生物学》就是其中两部代表作。理论生物物理的课题也成为世界著名的学术交流平台，如剑桥大学牛顿数学研究所与UCSB Kavli 理论物理研究所的热门Program。正是在参加上述两中心Progam与作者的邂逅，上述两本佳作已被我们小组的毕业研究生翻译成中文出版，在我国高校播种21世纪这门物理与生命科学交叉的新学科。当然，这个学科是一个持续变化还不成熟的学科，但已涌现有一些非常成功将留名清史的事例，如Helfrich的细胞生物膜的液晶模型：只要把磷脂膜看成物质的液晶相，正常红血球的双凹圆盘形状、病态红血球的多凹形状、以及红血球临近死亡的Myelin形状都可从一个漂亮的非线性偏微分方程一一解除出；把胆结石螺旋膜看成胆甾液晶，其实验上发现的螺旋角52.1度可被理论精确求出；特别是DNA双螺旋发现者未能解决的问题---为什么病毒壳总是取正二十面体(F. Crick and J. Watson, Nature, 177, 473(1956))也可以从Helfrich模型找到答案。本报告希望通过以上事例激发我国中青年有才华科学工作者加入理论生物学研究，因为这是一个充满希望的学科处女地。