ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา นับตั้งแต่เจมส์ วัตสันและฟรานซิส คริกนำฟิสิกส์และชีววิทยามารวมกันเพื่อเปิดเผยโครงสร้างโมเลกุลของดีเอ็นเอ ขอบเขตระหว่างสองสาขาวิชายังคงเลือนลางขึ้นเรื่อยๆ ในยุคหลังจีโนมนี้ มีการนำหลักการจากฟิสิกส์มาใช้กับระบบสิ่งมีชีวิตมากขึ้น เพื่อพยายามทำความเข้าใจความซับซ้อนในทุกระดับ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างทางวัฒนธรรมยังคงมีอยู่ระหว่างนักฟิสิกส์และนักชีววิทยา
ดังที่เห็นได้
ชัดเจนในชุด ของมุมมองที่ยอดเยี่ยมในวารสารใน “ มุมมองในการทำงานที่ส่วนต่อประสานระหว่างฟิสิกส์และชีววิทยา ” กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับการทำงานที่ส่วนต่อประสานระหว่างฟิสิกส์และชีววิทยา โดยอธิบายถึงโอกาสที่เกิดขึ้น และสรุปปัญหาบางอย่างที่พวกเขา
ยังคงเผชิญอยู่เมื่อ ทำงานในสองสาขาที่มีประเพณีต่างกันมาก นักฟิสิกส์หลายคนนึกถึงความร่วมมือที่ก่อให้เกิดมิตรภาพที่ยาวนานและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่บางคนก็เปิดเผยอย่างตรงไปตรงมาเกี่ยวกับประสบการณ์การทำงานกับนักชีววิทยา โรเบิร์ต ออสตินนักฟิสิกส์
แห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าวว่า เขามักจะใช้นักชีววิทยาเป็นกระดานทดสอบความคิดของเขา หากพวกเขาเกลียดความคิดและบอกเขาว่าอย่าดำเนินการต่อ เขาก็เดินหน้าต่อไป “ยิ่งนักชีววิทยาบอกว่าฉันคิดผิด ก็ยิ่งมีแนวโน้มว่าฉันมาถูกทาง การไม่เป็นที่นิยมและรับประทานอาหารกลางวันด้วยตัวเอง
ไม่ใช่เรื่องเลวร้ายเสมอไป” เขาเขียน ไม่ใช่ทุกมุมมองที่ยากเท่าของออสติน แต่เป็นที่ชัดเจนจากการอ่านพวกเขาว่ายังคงต้องทำลายอุปสรรคมากมายระหว่างนักฟิสิกส์และนักชีววิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับคำศัพท์และภาษาที่ทั้งคู่ใช้สื่อสารด้วย กันและกัน. เชื่อว่านักฟิสิกส์กำลังพยายามอย่างจริงใจ
ที่จะทำลายกำแพงทางภาษาดังกล่าว แต่ในส่วนของนักชีววิทยาจะต้องทำมากกว่านี้เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับระเบียบวิธีหลักการในฟิสิกส์ ตัวอย่างของการสื่อสารสองทางนี้มีรายละเอียดในมุมมองที่สนุกสนานซึ่งเขียนร่วมกันโดยนักชีววิทยาและนักฟิสิกส์ ซึ่งทำงานร่วมกันมากว่า 15 ปีหลังจากสุ่มชนกัน
ที่รับสัมภาระ
คืนใน สนามบินในเม็กซิโกซิตี้ ระหว่างทางไปประชุม มุมมองต่างๆ นำเสนอตัวอย่างการประชุมโดยบังเอิญในทำนองเดียวกัน เช่น การประชุมที่อธิบายโดยนักฟิสิกส์เฮอร์เบิร์ต เลอวีนจากมหาวิทยาลัยไรซ์ ซึ่งกำลังอ่านหนังสือชีววิทยาเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่เขากำลังศึกษาเมื่อเขาตระหนักว่า
ผู้เขียนหนังสือคือ อยู่ในอาคารถัดจากเขา ตอนนี้พวกเขาร่วมมือกันมาเกือบสองทศวรรษแล้ว อย่างไรก็ตาม เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่เชื่อว่าการเผชิญหน้าเหล่านี้ไม่ควรปล่อยให้เป็นโอกาส และจำเป็นต้องทำมากกว่านี้เพื่อให้ฟิสิกส์และชีววิทยาใกล้ชิดกันมากขึ้น “นักฟิสิกส์หลายคนมองว่า
ส่วนต่อประสานกับชีววิทยาเป็นสถานที่ที่น่าตื่นเต้น อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกมหาวิทยาลัย (แน่นอนในสหราชอาณาจักร) ที่สอนเรื่องนี้ให้กับนักศึกษาระดับปริญญาตรีมากนัก โดยยังคงเน้นไปที่เรื่องย่อที่ค่อนข้างดั้งเดิม” เธอเขียน “การไม่มีการเปิดโปงในหลักสูตรระดับปริญญาตรีถือเป็นความบกพร่อง
อย่างร้ายแรงในมุมมองของฉัน” ดังนั้น ดูเหมือนว่ายังมีงานอีกมากที่ต้องทำ ในส่วนของนักวิจัยรวมถึงมหาวิทยาลัยและสถาบันของพวกเขา เพื่อให้แน่ใจว่าฟิสิกส์ชีวภาพยังคงเฟื่องฟูและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในระดับของวัตสันและคริกซ้ำแล้วซ้ำอีก การทำความเข้าใจเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์
ของเครื่องยนต์ขนาดเล็กอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าที่คล้ายกันในกล้องจุลทรรศน์ ตัวอย่างเช่น การทำให้อุณหพลศาสตร์ของกลไกชีวภาพ เช่น กระจ่างขึ้น วันหนึ่งยาอาจเปลี่ยนจากปริศนาทางเคมีที่ค่อนข้างสุ่มเสี่ยงไปสู่ระเบียบวินัยทางวิศวกรรมที่ซึ่งกลไกชีวภาพ เช่น โปรตีนได้รับการซ่อมแซม
และแม้กระทั่ง
การขัดเกลาเพื่อให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพมากขึ้น แท้จริงแล้ว บางทีปริศนาทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็คือว่าชีวิตที่อาศัยเครื่องยนต์ขนาดเล็กจิ๋วเหล่านี้ซึ่งมีความไวต่อความผันผวนของพลังงานเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่แรกได้อย่างไร อุณหพลศาสตร์ใหม่ยังมีความสำคัญ
ต่อนาโนเทคโนโลยีอีกด้วย ความตื่นเต้นดั้งเดิมส่วนใหญ่เกี่ยวกับสาขานี้ในทศวรรษที่ 1990 เพิกเฉยต่อข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องยนต์นาโน เช่น โปรตีน ได้รับพลังงานจากพลังงานในระดับจุลภาค วิทยาศาสตร์ของเครื่องยนต์นาโนจึงแยกไม่ออกจากอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ขนาดเล็ก
แม้จะเพิกเฉยต่อความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างมาตราส่วนระดับมหภาคและระดับจุลภาค และระหว่างคำจำกัดความของสภาวะสมดุลและสภาวะไม่สมดุล ก็ยังมีข้อจำกัดสุดท้ายของอุณหพลศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ที่อาจมีความสำคัญมากกว่านั้น อุณหพลศาสตร์ของเคลวินมีพื้นฐานมาจากความแข็งแกร่ง
ของนักฟิสิกส์ที่ทำให้ง่ายขึ้น ซึ่งก็คือระบบที่แยกตัวออกมา ดังนั้น กฎของอุณหพลศาสตร์ระดับมหภาคจึงใช้เฉพาะกับระบบที่แยกออกจากสภาพแวดล้อม เช่น กระบอกสูบภายในเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีภูมิต้านทานต่อการแปรผันของอุณหภูมิและความดันในโลกภายนอก
เครื่องยนต์โปรตีนไม่ทำงานอย่างโดดเดี่ยว การทดลองที่ดำเนินการจนถึงตอนนี้ได้ศึกษาโปรตีนเดี่ยวที่ดึงออกมาจากเซลล์และป้อนโมเลกุล ATP “ด้วยมือ” เพื่อให้พลังงานแก่พวกมัน อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ เครื่องยนต์ของชีวิตเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโครงร่างการทำงานที่ซับซ้อน
ซึ่งช่วยให้เซลล์มีชีวิตอยู่ได้ ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ต่อไปคือการนำความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกลไกชีวิตที่แยกตัวกลับไปสู่โลกแห่งความเป็นจริงของเซลล์ ซึ่งจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงอีกขั้นในศาสตร์แห่งพลังงาน อุณหพลศาสตร์ของเคลวินเป็นการปฏิวัติเพราะมันตระหนักถึงความสำคัญสากล
แนะนำ ufaslot888g
