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理学大师论坛—欧阳颀院士: 物理学研究思想在系统生物学中的作用

编辑:phyzt 时间:2018年12月04日 访问次数:99

    2018年11月28日下午,北京大学物理学院、北京大学定量生物中心的欧阳颀院士做客浙江大学理学大师论坛,在浙江大学玉泉校区第十二教学楼201报告厅为我校师生带来了一场题为“物理学研究思想在系统生物学中的作用”的精彩学术报告,报告吸引了众多师生前来学习。前来听报告的老师有唐孝威院士、朱诗尧院士、罗民兴院士、李有泉教授、应和平教授、盛正卯教授、王业伍教授、李敬源教授等。此次报告由李有泉教授主持。

1 李有泉教授向大家介绍欧阳颀院士

    开场前,李有泉教授向大家详细介绍了欧阳颀院士:

欧阳颀,中国科学院院士。北京大学物理学院副院长,北京大学前沿交叉学科研究院理论生物学中心学术委员会主任。欧阳颀的实验室主要应用非线性动力学、复杂系统理论与统计物理的概念与研究方法探索生物控制网络的特性,包括网络拓扑学特性,网络动力学特性,网络功能特性,以及三种特性之间的相互制约关系。并试图将研究中所总结的规律应用到合成生物学领域,开展以理性设计为原则的合成生物学研究。近年来涉足冷冻电镜结构生物学研究并取得重要成果。

2 欧阳颀院士做报告场景

    而后,报告正式开始。开场时,欧阳颀院士先用两句话做了开场白。六十世纪,曾经有一位学者说过,不要问物理学家能为生物学家做什么,我们应该问生物学家能为物理学家做什么。而如今,欧阳颀院士提出了这句话,在二十一世纪,我们应该问物理学家能为生物学家做什么,而不是生物学家能为物理学家做什么。他认为,如今交叉学科物理学家一项重要的任务就是定量地描述生物过程,并发现生物学中的一般规律。那么,除了X射线,光子与电子显微术等测量技术,物理学家还能为生物科学研究做什么呢?欧阳颀院士接下去给出了一一解答。

图3 欧阳颀院士做报告场景

    欧阳颀院士先解释了假设驱动和简化生物系统的概念,并着重介绍了逻辑网络动力学和量化系统。随后,欧阳院士为大家展示了相位扩散和能量耗散的关系图,这些图画极大地引起了场下师生们的兴趣。报告的最后,欧阳院士从大环境出发,为大家阐述为什么要做生物物理。19世纪,科学家们运用热力学和力学设计机器,玩能量,从而有工业革命;20世纪,科学家们运用量子力学和信息学设计机器,“玩”信息,产生信息革命;到了21世纪,科学家们充分利用交叉学科,设计机器“玩”生命,这就是现在正蓬勃发展的生物革命。生命这个复杂系统,对于它的研究是必要且长期的,鼓励有志于从事生物系统研究的同学们运用物理知识去研究生物。

图4 现场同学提问场景

    报告结尾时,在场的师生们纷纷提问。比如,当神经系统局限在一个量子比特的时候,该情况下的能量下限是多少?用11个变量来细致地描述细胞演化,需要多少步骤?你们所画的神经网络图中的时间的单位是怎么确定的呢?为什么用“秒”这个量级?定量生物系统学这块领域,华裔的比例是多少?欧阳院士耐心解答。此次报告精彩而充实,丰富了师生们对生物物理领域的认识。