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中药注射剂-转基因食品-引进知名人士
lvnaiji 2010-10-19 12:05
吕乃基 中药注射剂,转基因食品,以及引进知名人士,这三件事情有关系吗? 一、中药注射剂 近年来,中药注射剂的质量安全事件频发。数据显示,中药注射剂不良反应的发生率和不良反应严重程度,都远远大于传统中药品种。据国家药品不良反应监测中心统计,在收到的药品不良反应病例报告中,中药不良反应事件病例报告仅占同期总体病例报告的 11 . 68% ,但中药注射剂的不良反应事件病例报告占了整体中药病例报告的 72 . 64% ,其中严重不良反应事件报告占了中药严重病例报告的 76 . 57% 。 几乎所有的中药注射剂,如板蓝根、穿心莲、柴胡、双黄连粉针、清开灵、茵栀黄、葛根素、复方丹参滴注液、参附注射液、丹红注射液、黄芪注射液、刺五加注射液、参麦注射液、银杏叶注射液、灯盏花素注射液均出现过不良反应,有的甚至相当严重。据不完全资料分析,在中药不良反应的报道中注射剂发生的例次较口服制剂和外用药既多又重。据统计, 1996 ~ 2005 年 85 种药物中报道的中药注射液不良反应达 818 例,其中双黄连粉针 129 次,茵栀黄注射液 91 次,清开灵注射液 126 次,复方丹参注射液 80 次。刺五加注射液、柴胡注射液、葛根素注射液、参麦注射液等均有不良反应报道。 问题可能在三个方面。 其一,由整体到单一成分。传统的中药是整体起作用。鱼腥草早在李时珍的《本草纲目》中就有记载,千百年来在医药界和民间广泛使用。关键是整体入药,在大多数情况下还要加上其他配伍的中药,而不是提取其中的某一部分。鱼腥草的疗效与其整体和其他中药不可分割。实际上,一旦提取出来,就不是传统中医药意义上的中药了。提取,也就是分析,是西药的思路。遗憾的是,现有的中药注射剂产品绝大多数是提取混合物,并没有分离出能够进行完全定性和定量的产品,并不是严格意义上的西药。这决定了注射剂内在质量不稳定,导致了疗效不稳定并影响安全性。例如,鱼腥草注射液经过人工提取时,受技术限制,难以达到纯制剂的要求,植物蛋白无法取尽,容易造成过敏反应。 其二,由口服到注射。 中药注射剂由于缺少了消化道及防御系统的处理,其引起过敏反应的可有性大大增加。所检索的 10 例柴胡过敏反应均为其注射剂引起的。其中 8 例为严重的过敏性休克。茵栀黄引起的过敏反应 8 例,其中 1 例为口服茵栀黄冲剂过敏, 1 例为茵栀黄注射液外用引起过敏,其余均为静滴茵栀黄注射液引起过敏。鱼腥草用于中药汤剂、民间食疗绝对安全,口服药物经过胃肠道吸收后再经过肝脏等器官的代谢,从未发现对全身任何系统有毒副作用。而注射剂却有很大风险。 其三,诊疗思路有异。 据有关部门统计,目前大部分大型综合性医院中 95% 的中药注射剂由西医生所开,这些对中医药理论知识缺乏的临床医生在应用中药注射液时,在适应症的选择上必然就少了辨证论治,而多了 望文生义 ,从而在临床上滥用中药注射液,直接导致其不良反应的增加。说明书上陈述的多为实验研究及药理学研究内容,功能主治或适应症内容也大多是西医病名,缺乏中医证的描述,同样也让那些想要坚持辨证论治思想的中医们一筹莫展。 以上三点,可以认为关系到哲学上的客体、主体和主客体的关系。由此思路就可以进一步理解转基因食品,以及引进知名人士。 二、转基因食品 按维基百科, 转基因 指通过生物技术把 基因 片断从生物中分离出来,然后植入另一种生物体内的技术。含有通过转基因技术制造出来的新品种生物的 食物 就是 转基因食物 。 转基因食物的支持者宣称转基因食物是安全的,并且具有传统食物所不具备的特性,可以解决包括全球 饥荒 在内的多个问题。然而反对者称,目前对转基因食物进行的安全性研究都是短期和局部的,无法有效评估人类几十年进食转基因食物的风险。另外的反对者则担心 转基因生物 不是自然界原有的品种,对于地球 生态系统 来说是外来生物。转基因生物的种植会导致这种外来品种的基因传播到传统生物中,并导致传统生物的 基因污染 。许多环境保护组织,包括 绿色和平 、 世界自然基金会 和地球之友等都持有该种观点。中药注射剂的事例为此提供了一个新的视角。 把 基因 片断从生物中分离出来,大致类似于上述鱼腥草和双黄连等的提取。与铁矿、石油的开采不同,生命是一个整体。在量子阶梯上的层次越高,与环境关系越是密切。广义的说,铁矿和石油同样嵌入于环境之中,但相对而言,与环境的相互作用要弱的多。基因不是生命的全部,更不要说只是其中的一个片段。起作用的还有 RNA 、蛋白质、其他生物大分子,乃至钙、镁等离子。然后是单一的细胞、生物体,以及物种。这些片断一旦离开了原有的整体,是否还能丝毫不差地发挥本来的功能? 然后植入另一种生物体内,大概相当于注射。如果组分离不开整体,那么整体又是否能不加防范,随意接受陌生和外来的组分? 无疑,就目前和局部的认识和实践结果而言,转基因已获得成果。然而依然不能说明长远和更大范围。从根本上说,分离和植入,不仅是简单的技术操作,也不仅涉及仅仅被看作是化合物这样的基因片断,而是涉及两种生命及其不同的生命方式。 三、引进知名人士 在盖姆和诺沃肖洛夫获得今年的诺贝尔物理学奖之后,俄罗斯一家基金会立邀他们回国建设 俄罗斯的前沿创新中心 。 盖姆的回答是: 引进知名人士是愚蠢的做法,一个国家需要培养他们自己的。 又说: 他们是认为只要给一袋子金子,就能请到任何人吗? ( 陈安 博士 http://sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=373078 ) 依然是上述三点。其一,知名人士,一旦被提取、分离,离开了作为整体的鱼腥草、生命体和社会环境,还能发挥原有的作用吗?其二,这样的知名人士,直接被注射或植入异国他乡,是否会发生双方之间的排斥,甚至由专家蜕化为砖家?其三,对待知名人士,是按西医对待,还是中医的辨证论治?
个人分类: 科技|3839 次阅读|6 个评论
还以为他早就得诺奖了呢
jlpemail 2010-10-7 21:44
本年度的文学奖终于给了略萨,实至名归。 因为阅读到一些文章,作者声称受到了略萨的影响,还开列了他的书单。 这些作家包括国内一些被认为有实力竞争诺贝尔文学奖的人。 其实,不光这一个文学奖有以下现象: 大家人为某某某早该得奖了,却迟迟没有得到。 而有些人却出乎意料地得到了,得奖作品的确令人不服气。人们会议论,其中是否有猫腻。 有时候,及时得到了奖励,也会遗憾一起得奖的人的质量不高而不觉得光彩。 有时候,奖励可以成为一系列评委及其嫡系在分赃;有时候,是评委们在互相评奖。 还有时候,某作者奉献了杰作,大家都以为他要得奖啦;结果得奖的不是他;过了若干年,这个作者创造力几乎消失了,勉强写出了作品,却入围了,得奖了。让得奖者反而郁闷起来。 人们可以说,他的确是应该得到这个奖,但不该是某作品。 得奖总比不得开心;但,在恰当的时候得到恰当的奖励,更开心!
个人分类: 学术现场|3407 次阅读|2 个评论
石墨烯得奖让世界大跌眼镜
热度 1 wliming 2010-10-7 11:11
石墨烯得奖,估计全世界学术界只有很少人预料到。为什么这样讲? 首先,石墨烯的结构非常简单,不过是单分子层的石墨,而石墨的结构是大家早就清楚的。其次,也是更重要的,石墨烯虽然有很独特的性质,比如高强度超过钻石,高迁移率,等等,但是,至今也没见有什么成熟的器件做出来(有报道说做成了晶体管等)。所以,石墨烯跟光纤、巨磁阻这类应用性项目比较起来差得太远了。有人说,石墨烯可以卷出碳纳米管,甚至巴基球。这说法太牵强。 从物理理论上讲,石墨烯也不具备突破性进展。石墨烯具有线性能带结构,电子的有效质量近似为0,费米速度达到光速的1/300,电子是相对论性的。这种能带结构并非石墨烯所特有。 那么,石墨烯得奖到底因为什么呢?
个人分类: 物理学|3063 次阅读|15 个评论
又是一年诺奖时
pinjianlu 2010-10-7 10:51
又到一年的诺奖评奖时,我们国人又在感叹无人获奖,同时大家总是评价高等教育、科研经费如何如何,从来没人关注一下初等教育,试问中国的小学教育、中学教育都搞成什么样了?中国的初等教育能帮人培养起良好的习惯吗?能让人建立起合理的价值观和有意义的人生观吗?答案一定是否定的,经过了12年的初等教育,我们很多人唯一学会的就是考试,请问这不是在浪费人的青春吗?而那些所谓的教育家们还在乐此不彼地推销他们的应试方法学、解题技巧之类的。
个人分类: 人生感悟|3140 次阅读|0 个评论
2010年诺贝尔化学奖揭晓,预测失败
shishuo 2010-10-6 19:33
北京时间10月6日下午5点45分,2010年诺贝尔化学奖揭晓,美国与日本三位科学家理查德海克(Richard F. Heck),根岸荣一(Ei-ichi Negishi)及铃木章(Akira Suzuki)分享该奖。获奖理由是有机合成中钯催化交叉耦合研究。 以前各个网站预测的诺奖候选人并未入围,Lippard先生看来又要继续等下去了,o(_)o 期待他有生之年能获诺奖吧! The Nobel Prize in Chemistry 2010 was awarded jointly to Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi and Akira Suzuki for palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis.
个人分类: 生活点滴|2679 次阅读|0 个评论
物理人生(107)--诺奖走向年轻
Ising 2010-10-5 23:41
(101005) 今天傍晚, 2010 年度的诺奖物理奖出炉, Laureates 是俄罗斯物理学家安德烈 海姆 (Andre Geim) 和康斯坦丁 诺沃肖洛夫 (Konstantin Novoselov) ,他们目前任职于英国曼彻斯特大学物理与天文学系。得奖的工作是他们 2004 年有关石墨烯 (graphene) 的研究发现。据此,凝聚态物理在 2009 年高琨等以光纤和信息技术摘走桂冠之后,再一次雄霸江湖,倚天屠龙。 当包括 Web of Sciences 在内的各种机构和个人纷纷预测诺奖(hereafter诺奖特指物理学奖)之时,大概很少有人会想到这一工作能够在这么短的时间内获奖。因此,网上议论风起云涌,一片惊呼之声。这一意外至少出于如下几个原因: 1, 这一工作承袭了石墨晶体从零维巴基球,到一维纳米碳管,再到二维石墨烯的发展脉络。当零维获奖 (1996 年 ) 之后,大家都在等待日本科学家 Ijima 等以一维成果获奖。但诺奖却跳过一维直奔二维,让海姆和诺沃肖洛夫捧得先机,使人大跌眼镜。 2, 从物理价值本身看,这一工作具有重要的科学意义和原创性,开辟了一个真正意义上的二维体系。加上石墨晶体本身的奇异性质,石墨烯的发现的确开启了物理研究的一个新高度。不过,这一工作依然承袭了石墨晶体作为量子力学效应从演示、验证和走向应用的发展脉络,因此从原创性角度评估应该不属于基本意义上的首次与重大发现。但诺奖剑走偏锋,出其不意,也使人莫衷一是。 3, 石墨烯作为新鲜成果,从被发现到获奖区区六年,既没有物理原理根本意义上飞跃性的重大突破,也无堪比磁性多层膜磁电阻 (2007 年获奖 ) 那般的应用成就。诺奖一改成果愈久弥香的嗜好,口味突变,烹调了新的一抹风声鹤唳,引得无数风流竞折腰。 4, 海姆和诺沃肖洛夫两位先生少年得志,春风盎然。多少年来,诺奖桂冠总是青睐垂垂老者,鲜有属意春风少年的作派。而这一次,海姆不过五十出头,而诺沃肖洛夫更是 70 后辈,似乎展现了诺奖要锐意革新,要再次印证自古英雄出少年的真理。 从更深的层次看,今年的物理诺奖体现了评委们放眼物理学的现状,行先天下之忧而忧,力求针对物理学发展的几个鲜明特点所作出的改革、创新和努力: 1, 在量子力学走向成熟、天体物理道途漫漫、基本粒子物理深不可测的今天,物理学的发展在一定程度上好像新加坡人在摩天大厦屋顶上修游泳池,虽属标新立异,也算大好河山尽在脚下,却不能使人于心戚戚、于念铮铮。因此,最近这些年,诺奖似乎在左冲右突,寻找新的模式、追求新的范畴。 2, 物理学走向深入,但不能不承认物理学优雅而臃肿的体态已不复当年,与其他相对年轻的新兴学科漫天风花漫天月之局面相比,物理学差强人意之处历历在目。追逐物理学的年轻人正在减少,引领物理学的天地鲜见辉煌。而且,物理学的研究变得越来越昂贵、规范、有序和雾里看花。刺激物理学的新生已经成为应对社会潮流、引领社会风尚的一种挑战。如何获得社会对物理学的再度关注成为一时之急。诺奖自是责无旁贷。 3, 在量子力学风起云涌的时候,那里是一片金矿之地。而今天的物理学,突出重围变得困难,艰辛努力未必回报。诺奖也许需要创造一种气氛、一幅场景、一帧图像,让人相信这里有无数创新的机遇,只要努力,就可以少量得志、后来居上。也就是要营造俱往矣、数风流人物,还看新生的风尚。这一企图可能相比获奖成果本身更加重要、务实、有效而著千年之功。 4, 如果看得更远一些、更实在一些,物理诺奖需要以强大的应用背景来支撑。这是已经被屡屡印证的现实。今年的生理学或医学奖是如此,更别提去年 高琨 先生得奖也是如此。 有了这两列 1-2-3 -4 ,我们相信,诺奖正在将希望向年轻倾斜、向勇于创新倾斜、向新奇和新雏倾斜、也在向中国这个在现代物理学上正后来居上的国度倾斜。 是以此文来赞赏兼挪揄这个让国人惺惺作态的诺奖出炉。 注:此文中的新生、年轻等词汇不再狭义,而是指一种新的风尚!
个人分类: 评论|10702 次阅读|24 个评论
生理学诺奖得主及化学奖预测
shishuo 2010-10-5 09:57
2010年诺贝尔生理学或医学奖揭晓:英国科学家、试管婴儿之父罗伯特爱德华兹( Robert G. Edwards ) 因发展体外授精疗法获奖 。 他的这项技术已经迄今已有近400万生命诞生。这项技术同时开创了新的医学领域:IVF 医学。呼声很高的瘦素并未获奖。下面是新浪网预测的2010年化学奖得主,本人更倾向于预测三,也就是自己比较熟悉的麻省理工的lippard,读过他的很多作品,此人乃生物无机化学的鼻祖,Jacs的 Associate Editors ,此人的学生Barton也是生物无机界的牛人。 任职院校 :美国加利福尼亚州斯坦福大学    主要成就 :发明和应用NDA微阵列,这是在基因表达变量研究中创新性工具。 任职院校 :日本京都大学         美国加利福尼亚州大学    主要成就 :成功设计和开发多孔金属-有机骨架结构,可用于氢气和甲烷存储、气体净化和气体分离等。 任职院校 :美国麻省理工学院    主要成就 :在生物无机化学领域具有创新性研究,其中包括:发现破坏DNA复制的金属配合物,提高DNA复制对癌症疗法的有效性。
个人分类: 生活点滴|2571 次阅读|1 个评论
有种预感,今年诺奖有中国大陆的人或者有目前在大陆的人获奖
dxflqm 2010-9-26 14:22
去年,高锟(拥有英国、美国国籍并持中国香港居民身份)获得了诺奖物理学奖。 今年有无大陆科学家或目前在大陆高校及科研机构的科学家获得诺奖呢? 那我们就拭目以待吧
个人分类: 时政社会|621 次阅读|1 个评论
诺奖候选人--Yakir Aharonov
liuxiaod 2010-8-23 11:45
Yakir Aharonov 在1959 与 David Bohm (1917-1992) 共同提出 Aharonov-Bohm Effect 。 他与 Michael V. Berry 共同获得过1998年 Wolf Prize 。也是诺奖热门候选人。 Aharonov 在1932年出生在以色列海法,在1956年于以色列海法的 Technion Israel Institute of Technology 获得学士学位,随后到英国Bristol 大学,师从David Bohm, 于1960年获得博士学位 。
个人分类: 教育|3199 次阅读|2 个评论
发现(5):“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”
wangxh 2010-8-22 23:28
刚才拨了一圈电视,一个台正在播放新三国,正好演到杨修与曹操的戏。先是门里写一活字,又是一盒酥 一人一口酥。曹丕把这些讲给司马懿听,曹丕慨叹杨修为何如此聪敏,司马懿对曰人机敏到这种程度,他离死就不远喽! 虽然笔者经常攻击急功近利急于获得诺奖的举措,作为中国人还是极其热切盼望咱们土生土长的中国人获此殊荣的!没有本领获奖,也没有本事培养能够获奖的学生,有机会帮着找找原因、出出主意也许还是可以的吧经常这样想。所以听到这里突然觉得似乎为钱学森之问找到了一个原因中国的当权者(包括一部分教师)永远不希望有人比自己机敏与聪慧。如果再稍加卖弄或锋芒毕露,直接导致杀身之祸也是常有的事儿。领导们都喜欢下属或年青人诚实、含蓄、稳重、谦虚,这样一来二去,在棱角被磨掉的同时,天纵的奇才之个性也基本销声匿迹了! 大凡杰出人才都具有强烈的、特立独行的个性,我们的文化环境、社会环境和科研环境会允许这种彰显个性的人存在吗?
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看世界杯(6):球王未必能成为金牌教练
wangxh 2010-7-4 11:41
球王马拉多纳率领的阿根廷队以0:4惨败于年青的德国队,再一次残酷地告诉人们:好球员未必就是好教练,球王也不一定成为金牌教练!教练不仅仅传授技艺,更重要的是管理,是领导。也就是说,球王不一定能够胜任管理、领导工作。 此理在国家管理、科技管理、教育管理方面亦然。学而优未必成为好仕,研而优也未必成为好导师,学、研皆优也未必成为好长!更何况关系优则长了,就更不靠谱喽!我们不是崇拜大师吗?那么听听大师是怎么说的吧。 一位记者询问爱因斯坦:听说要请您出任以色列共和国总统,教授先生,您会接受吗? 老爱答曰不会,我当不了总统。 记者继续忽悠:总统没有多少具体事务,他的位置是象征性的。教授先生,您是最伟大的犹太人。不,不,您是全世界最伟大的人,由您来担任以色列总统,象征犹太民族的伟大,再好不过了。 老爱继续拒绝不,我干不了。 听说过高考状元全军覆没的调查吧。俺认为他们不能算是失败,更不能叫全军覆没,最多没有像人们期望或理想的那样而已。还可以找出年青人可塑性大理由来解释这种现象。但无论如何还是证明了不一定规则或未必规则。其实俺主要想说科研冠军或论文冠军,这些只能说明他们搞科研、写论文达到登峰造极、炉火纯青的水平与境界,但不能说明他们一定能够胜任科技部长、教育部长甚至ZL的职位。 中国确实需要纯中国的诺奖。但由于学而优则仕的封建思想根深蒂固,如果有一天纯中国人真能够获得诺奖,这个人肯定成为科学院院长,或兼职科技部长,或专管科技的副总理。对照一下女排夺冠与袁伟民教练,你会明白的(学学(吴) 宝 (俊) 兄弟 的语气) 。 有人发表一些CNS就意味着他们能够掌握中国科学技术的发展要点与规律了吗?未必!其它的不谈,单就科学技术发展而言,在信息技术如此高度发达的今天中国急需诺奖还是自己的CPU与操作系统?在交通如此发达而不可或缺的今天,中国急需诺奖还是自己的大飞机?有人说了,现在都什么时候了,世界大融合了,全球经济一体化了。你省省吧,要不是两弹一星,挨美国收拾的不一定是伊拉克、南斯拉夫,晚清时期的国际事件不能证明这一点吗? 其实还有比CPU、操作系统、大飞机等更需要解决的科研问题比如说搞科研用的仪器设备。前段时间大家在讨论这类问题,也引起了俺的关注,由于考虑不多,没顾上掺和。昂贵的进口设备买来干什么大家都明白吧?虽然美其名曰提高本科教学水平、提高学生动手能力等,但主要是为了发所谓高水平文章而已。最终国家得到的也仅仅是XX论文数列世界第X位、已经超过XXX而已!现在国内大学比拼排名不好玩了,换个大范围玩,玩不过人家怎么办?造呀开始制造世界一流大学。哈佛大学不是为了中国的发展与未来,专门召开《 哈佛大学中国问题研讨会 (Harvard China Review) 》了吗 ?美国一最大的工会向总统奥巴马发出呼吁,要求奥巴马采取措施,调查中国工人的状况 。说不定哪一天,国外大学排名组织发发善心,考虑到中国人这么热心大学排名,我们的大学被名列前茅也未可知啊! 发展体育运动,增强人民体质绝对是体育运动最终、最智慧的宗旨。就足球而言,中国主要任务不是参加或争夺世界杯,而是尽快普及足球运动,让孩子们快快乐乐去踢球。现阶段中国科研的主体应该是革新而不是七拼八凑的创新,当然原创性的科学与技术也不能忽略。让中国的绝大多数科技工作者快快乐乐去改进我们现有的设备、技术与方法,而不是堆积那些基本没有意义的论文数量,这样光省下的钱就能超过许多国家的GDP! 声明 :俺的意思可绝对不是学习不好的、科研做不好的、发不了CNS、SCI文章的人就是好领导、好导师! 参考资料: 文双春,大师们都遵行要做事不要做官。 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=340112 施一公,中国未来的核心竞争力究竟是什么? http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=339557 侯成亚,有感于美国工会要求调查中国工人状况。 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=340187
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诺奖--化学渗透耦合理论
jitaowang 2010-4-1 15:20
本博文和前文 诺奖 ATP 的生物合成 实际上是相同的题目但是内容上更是着重于现代热力学理论方面。一般来说,物理口的老师不太熟悉化学反应,有的更害怕复杂的生物化学反应。其实这样的顾虑是多余的,只要把生物化学或 化学 的反应看成一个从初态 A ( 二磷酸腺苷 ADP+ 无 机磷酸 Pi )到终态 B ( 三磷酸腺苷 ATP )的过程就行。为什么叫 耦合 ,就是同时还有一个从另一初态 C (高浓度的质子)到另一终态 D (高浓度的质子)的 渗透 过程,而且前者是需要能量(或称自由能)的非自发过程,后者是可以提供能量的自发过程,仅此而已。前者不能单独自发进行,通过和后者的 耦合 (或称克劳修斯的补偿)于是就可以进行了。早在 1865 年克劳修斯就说: 按我已经给出的第二基本原理形式 , 可以断言所有发生在自然界的转变可以沿着它们自己确定的方向 , 我设定为正 , 没有补偿地自己进行 ; 但是反过来说 , 它们要按负方向进行就只可能在同时发生的正转变的补偿下进行 . 请注意:克劳修斯的的正方向的转变 没有补偿地自己进行 就是我在上面所说的 自发反应 ;而克劳修斯的负方向的转变 就只可能在同时发生的正转变的补偿下进行 就是我在上面所说的 非自发反应 只可能在同时发生的自发反应的耦合下进行。 当然 克劳修斯在当时并没有把补偿的数学表达式写出来。 第一个提出热力学耦合或补偿数学表达式的人不是物理学家而是一位生物化学家 勃欧克 (Dean Burk ). 在 1931 年他是直接根据热力学第二定律提出热力学耦合的数学表达式 ,即现在的等温等压形式 。 请注意这时已经包含了等式和不等式两部分。 后来又逐步完善成普适的热力学耦合数学表达式 。注意: 热力学耦合数学表达式就是现代热力学第二定律的数学表达式,也同样包含了等式和不等式两部分。 一定要注意:任何用微观机理来否定热力学的宏观普适严谨结论的尝试都是不可能成功的,因为据我所知这在历史上没有成功先例的。 为了方便和帮助人们的理解,生物化学家很早就用两个相互交叉的箭头来表示生物化学中的大量热力学耦合现象。两个箭头的交叉点就是表示有能量的传递。例如,对化学渗透耦合理论可以简单地表示为图 1 ( a ) ,对更多的耦合反应就可以表示为图 1 ( b )。这两种表示方法都表示两个不可逆过程之间的热力学耦合。 图 1 热力学第二定律对热力学耦合的唯一限制就是等温等压下由初态 A 到终态过程中得到的吉布斯自由能不可能大于从另一初态 C 到另一终态 D 过程所提供的吉布斯自由能。于是就得到整个体系的吉布斯自由能变化等于零和小于零两部分,即 成立 。或者用熵产生来说,任何体系中负的过程熵产生不可能大于正的过程熵产生。于是就得到体系的熵产生等于零和大于零两部分,即 成立 。 最后还可以强调一下,热力学耦合的数学表达式中等式和不等式都没有也不可能违反热力学第二定律,因为这样的数学表达式同时就可以被称为是现代热力学第二定律的数学表达式。
个人分类: 现代热力学|5762 次阅读|0 个评论
诺奖—ATP的生物合成
jitaowang 2010-3-6 09:18
三磷酸腺苷 (adenosine triphosphate, 简称 ATP) 在生命现象相当于是生命体中的 汽油 , 没有汽油汽车就无法驱动 . ATP 在人体中是从二磷酸腺苷 (adenosine diphosphate, 简称 ADP) 和无机磷酸 (H 3 PO 4 , 用 Pi 表示 ) 来合成的 . 从 ADP 合成 ATP 的反应不是一个自发过程 . 这一合成反应只能在同时有其他能量供应的情况下发生 . 那么刘翔在百米跨栏中不断用掉了身体里的 ATP ,又怎么能随时随刻重新合成 ATP 的呢 ? 对这个问题早在 1961 年英国生物化学家米切尔 (Peter D. Mitchell) 就首先提出的化学渗透耦合学说 (chemiosmotic coupling hypothesis), 但是当时很难得到其他学者的认同 . 17 年后终于得到普遍的认同 , 并于 1978 年米切尔荣获诺贝尔奖 . 相应地化学渗透耦合学说 就被称为化学渗透耦合理论 (chemiosmotic coupling theory) 或化学渗透耦合理论 . ATP 的生物合成是在非平衡的生命体中 随时随刻都在进行的 , 根本不可能在平衡态情况下进行 , 因此在经典热力学中是无法处理的 . 图 1 质子浓度梯度推动 ATP 合成 , F 1 /F 0 是 ATP 合成酶 概括地说 , 每一个生物细胞都有大量线粒体 , 线粒体内部还有内膜分隔 . 食物新陈代谢后 , 内膜的外侧的酸度 就增高( H + 离子浓度增高) (pH 值就 7, 中性时 pH 值 = 7), 当 H + 离子(又称质子)穿过内膜上的 ATP 合成酶,就推动了 ATP 的合成。 就这么简单。因为高浓度的 H + 离子和低浓度的 H + 离子相比, 蕴藏的化学势高。当 H + 离子穿过内膜时就释放出能量推动了 ADP+Pi 转变成 ATP 的非自发反应。 这也就是用热力学耦合(即克劳修斯的补偿)的观点来总结概括化学渗透学说 , 从低能量 ADP 转化成 ATP 的过程是一个非自发(负耗散)过程 , d i S 1 0; 而 H + 穿过内膜上的 F 1 /F 0 -ATP 合成酶返回基质时 , 是从高浓度到低浓度的自发(正耗散)扩散过程 , d i S 2 0; 这样只要整个体系符合正熵产生原理的 , ATP 生物合成就可以顺利完成 . 因此 , ATP 生物合成的化学渗透机理不仅仅完全符合热力学第二定律 , 也是热力学耦合现象的有力定性证明 . 米切尔的这项荣获诺贝尔奖的工作对现代热力学发展的意义是远远超过昂萨格和普利高京奖项对现代热力学发展的意义。因为其中不可逆过程之间的相互 耦合(或称补偿) 关系是非常直接的,也是定量的,即 d i S = d i S 1 + d i S 2 。既然如此,那么就不需要近似的昂萨格倒易关系,也不需要普利高京的动力学模型了。当然米切尔是一位生物化学家在当时并没有把他的工作和热力学的发展联系起来。因此米切尔的化学渗透理论除了成为生物化学教科书中心内容的一部分以外 , 很少有物理和化学学科的热力学教科书对此作出明确的介绍 .
个人分类: 现代热力学|11993 次阅读|20 个评论
诺奖 — ATP的生物合成
jitaowang 2010-1-3 09:29
诺奖 ATP 的生物合成 现代热力学 17-ATP 首先要解除物理老师的顾虑,很可能有人认为:生物问题或化学问题太复杂,不是我们物理的事情。其实生物变化或化学反应都是我们所说的过程,有过程就涉及能量问题,于是就成为物理问题。 ATP (三磷酸腺苷 adenosine triphosphate ) 生物合成的化学渗透耦合学说( chemiosmotic coupling hypothesis )是英国生物化学家米切尔( P. Mitchell )在 1961 年提出来的,当时似乎是异想天开,但是经历了 17 年的考验,一再得到实验的证明,终于在 1978 年荣获诺贝尔奖。这一奖项实际上也验证了克劳修斯的补偿或称为热力学耦合,对现代热力学的发展有重要意义。 通俗的看法就是, ATP 是一种生命体中能够直接利用的能源,相当于是生命体中的 汽油 ,没有汽油汽车就无法驱动。身体中没有 ATP ,刘翔也就没法参加比赛。在食物的新陈代谢过程中以 ATP 的形式储存可利用的能量,以满足生命体的各种各样的能量供应需要,包括肌肉收缩,繁殖等。 ATP 释放能量时就转变成 ADP (二磷酸腺苷 adenosine diphosphate )和 Pi (无机磷酸 H 3 PO 4 )。反过来说 ATP 的合成也就是从 ADP 和 Pi 来得到。从 ADP 合成 ATP 的反应不是一个自发过程。这一合成反应只能在同时有其他能量供应的情况下发生。但是这个能量的来源问题一直困惑着许多科学家。 人类细胞中包含了成百成千的亚细胞器,线粒体 ( mitochondria )。这些细胞器和小的细菌差不多大小。它们具有双层膜结构包围着的基质( matrix )。线粒体内膜向内伸展形成许多称为线粒体嵴的褶叠,见图 1 。 图 1 线粒体构造和质子浓度梯度示意图 食物氧化的新陈代谢过程释放的能量就通过电子流动把质子( H + )从基质内侧穿过线粒体内膜被泵出到膜间空隙外侧,形成质子( H + )在内膜两侧的浓度梯度。线粒体内膜上容纳了酶和蛋白质的复杂排列。这种 蕴藏在 H + 浓度梯度中的自由能又称质子推动力。当 H + 从高浓度的膜间空隙外侧穿过内膜上的 F 1 /F 0 -ATP 合成酶返回基质内侧时,推动了 从 ADP 和 Pi 到 ATP 的合成,见 图 2 。 图 2 质子浓度梯度推动 ATP 合成, F 1 /F 2 是 ATP 合成酶 化学渗透学说能够很好解释新陈代谢所产生的自由能如何被用来从 ADP + Pi 来生产 ATP 。许多实验的结果都证实了这些反应机理。最有力的证明是人造的浓度梯度条件下的 ATP 合成,因此这一机理就逐步被普遍接受。这一理论是 1961 年首先由英国生物化学家米切尔提出的,当时很难得到其他学者的认同。经历了 17 年,终于得到普遍的认同, 1978 年米切尔荣获诺贝尔化学奖,相应地化学渗透耦合学说( chemiosmotic coupling hypothesis )也被称为化学渗透耦合理论( chemiosmotic coupling theory )或化学渗透理论( chemiosmotic theory )。对这一过程的更详细描述可以参见其他许多生物化学书籍。 如果用克劳修斯的补偿或热力学耦合的观点来总结概括化学渗透学说,极其简单,即 图 2 的核心就是两个箭头(过程)的耦合。第一个箭头: 从低能量 ADP 转化成高能量 ATP 的过程是一个非自发过程, ( D G 1 ) T , p 0; 而第二个箭头: H + 穿过内膜上的 F 1 /F 0 -ATP 合成酶返回基质时,是从高浓度到低浓度的自发扩散过程, ( D G 2 ) T , p 0 ;只要整个体系符合热力学耦合的判据式 ; ATP 生物合成就可以顺利完成。 因此, ATP 生物合成的化学渗透机理不仅仅完全符合热力学第二定律,也是 克劳修斯的补偿或 热力学耦合现象的有力定性证明。虽然米切尔荣获诺贝尔化学奖,可是化学渗透理论除了成为生物化学教科书中心内容的一部分以外很少有物理和化学学科的热力学教科书对此作明确的介绍。 这可能也就是各门学科之间往往各自为政,隔行如隔山的结果。等到问题明确以后,复杂性科学同行们是否会认为这一理论太简单而加以排斥在复杂性科学之外呢。
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对高锟获诺奖的思考
xu782219 2009-10-15 20:03
对高锟获诺奖的思考 瑞典时间 10 月 6 日瑞典皇家学院宣布英籍华裔高锟获 2009 年诺贝尔物理学奖。这是继美籍华裔杨振宁、李政道( 1957 )、丁肇中( 1976 )、李远哲( 1986 )、朱棣文( 1997 )、崔琦( 1998 )、钱永健( 2008 )之后,获自然科学诺贝尔奖的第八位华裔科学家。 已有八位华裔科学家获自然科学诺贝尔奖,足以说明中国人的天分和勤劳并不比外国人差。但是,在国内的具有中国户口的自然科学家很多,为什么至今还没有一个获得诺奖的呢?值得深思。 1989 年 诺贝尔和平奖委员会授予达赖 1989 年度诺贝尔和平奖。这是对达赖和西藏分裂主义分子破坏民族团结、分裂祖国活动的公然支持,是对中国内政的粗暴干涉; 这也是直接背离了该委员会关于民族间的和睦亲善作出努力和贡献的颁奖宗旨 。这说明 诺贝尔奖至迟在 1989 年就失去了公正,有良知的中国科学家不要诺奖也罢,正体现了中国人的骨气。
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华裔高锟获诺奖的思考
xu782219 2009-10-15 20:00
华裔高锟获诺奖的思考 瑞典时间 10 月 6 日瑞典皇家学院宣布英籍华裔高锟获 2009 年诺贝尔物理学奖。这是继美籍华裔杨振宁、李政道( 1957 )、丁肇中( 1976 )、李远哲( 1986 )、朱棣文( 1997 )、崔琦( 1998 )、钱永健( 2008 )之后,获自然科学诺贝尔奖的第八位华裔科学家。 已有八位华裔科学家获自然科学诺贝尔奖,足以说明中国人的天分和勤劳并不比外国人差。但是,在国内的具有中国户口的自然科学家很多,为什么至今还没有一个获得诺奖的呢?值得深思。 1989 年 诺贝尔和平奖委员会授予达赖 1989 年度诺贝尔和平奖。这是对达赖和西藏分裂主义分子破坏民族团结、分裂祖国活动的公然支持,是对中国内政的粗暴干涉; 这也是直接背离了该委员会关于民族间的和睦亲善作出努力和贡献的颁奖宗旨 。这说明 诺贝尔奖至迟在 1989 年就失去了公正,有良知的中国科学家不要诺奖也罢,正体现了中国人的骨气。
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华人诺奖获得者的教育背景耐人寻味
yuelugj 2009-10-8 20:33
华人诺奖获得者的教育背景耐人寻味 来源:南方网 作者:熊丙奇 10月6日揭晓的诺贝尔物理学奖,华裔高锟榜上有名,这让华人再次扬眉吐气。至此,获得诺贝尔自然科学类奖项的华人已有8位。 诺奖获得者的教育经历,一直是分析家关注的重点。而分析这8位华人诺奖获得者的教育经历,或可对中国大陆的教育改革产生某些触动。 8位获得诺贝尔奖的华人,只有一位,即1998年诺贝尔物理学奖获得者崔琦,曾接受过十分短暂的两年时间的新中国基础教育,崔琦1939年出生于河南宝 丰,1951年只身远赴香港,之后崔琦在香港培正中学接受教育。毕业后在金文泰中学修读一年预备班,成功考入香港大学,但是他选择了教会的奖学金,赴美留 学。 本年度诺贝尔物理学奖获得者高锟1933年出生于上海,1944年随父移居香港,入读圣约瑟书院,之后考入香港大学,但由于当时港大还未有电机工程系,他只好远赴英国伦敦大学进修。 1997年度诺贝尔物理学奖获得者朱棣文、2008年度诺贝尔化学奖获得者钱永健是土生土长的美国人。 1957年度诺贝尔物理学奖获得者李政道、杨振宁从西南联合大学毕业,之后赴美求学。 1976年度诺贝尔物理学奖获得者丁肇中的中学时代在台湾度过。 1986年度诺贝尔化学奖获得者李远哲的本科为台湾大学,硕士毕业于新竹清华大学。 概而言之,虽然媒体总想寻觅这些华人科学家们与中国教育和学术千丝万缕的联系,比如在报道高锟获奖时,说他1996年当选中国科学院外籍院士,但8 位华人诺奖获得者,与我们的教育与学术其实都没啥关系,有两位为西南联大毕业生;有两位生于美国、长于美国;有两位在香港接受完高中教育;有两位接受台湾高中教育、大学教育。 如果说,华人诺奖获得者的这种教育经历分布有诸多偶然,那么,不妨再看我国国家最高科学技术奖获得者的教育经历,在总共12位获奖者中,只有袁隆平 (1953年毕业于西南农学院)、王选(1958年毕业于北京大学)、王永志(1952年考入清华大学)、李振声(1951年毕业于山东农学院)4位是新中国成立后培养出的大学生。 新中国教育发展60周年,确实取得了令人瞩目的成就,我国高等教育规模已达世界第一,达到2907万,高等教育毛入学率已达23.3%,但是,在杰出人才的培养上,中国大陆教育必须承认存在严重的不足不仅与美国相比如此,与当年西南联大的办学,以及我国香港地区、台湾地区的办学相比,也存在明显的差 距。 这种差距不仅仅表现在产生少数几位顶尖人才,以及内地几所著名大学的排名要低于香港和台湾地区几所大学的排名上,更重要的是,在基本的教育管理制度上,我国基础教育的应试教育格局始终难以突破,高等教育的行政化色彩日益浓郁,教育与学术都趋功利化,不利于创新人才的培养。 培养创新人才,是一个综合体系,基础教育、高等教育与社会用人制度与环境,缺一不可。基础教育的创新思维、创新意识培养,具有基础性作用;高等教育的通识 教育与学术规范训练,可培养一个人的科研精神与正确的学术习惯;而良好的用人制度则鼓励每个人发挥各自所长。以现实情况而论,在国内求学、工作者这三者都 有缺失;在国内完成基础教育、部分高等教育,再出国求学、工作者,前两者缺失;在国外求学,再回国工作者,社会用人制度(也谓学术环境)缺失。这些因素的 综合结果是,从新中国60年教育体系中,尚未走出一位诺贝尔奖获得者。 早在2006年,国务院总理温家宝就说:去年看望钱学森时,他提出现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造 人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是冒不出杰出人才。我理解,钱老说的杰出人才,绝不是一般人才,而是大师级人才。学生在增多,学校规 模也在扩大,但是如何培养更多的杰出人才?这是我非常焦虑的一个问题。 温总理所谈到的非常焦虑的问题,到今天并没有解决。欲解决这个问题,以笔者浅见,有必要正视教育中存在的问题与不足,实事求是地反思教育基本制度,这 方面,可从学习借鉴台湾和香港地区的教育经验做起。我国深圳地区,已启动借鉴香港地区办学经验,探索建立现代大学制度的高等教育改革尝试,但愿这种尝试能 为我国教育制度的全面改革积累有益的经验,从而为我国的人才培养与科学研究带来新的环境。
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科学只是好玩的游戏
liufeng 2009-10-6 18:20
种地的,挖矿的,养牛的,捕鱼的,在人类最初的职业中,一定没有科学这个职业 有了粮食,有了时间,无聊之余产生各种游戏 说笑话,赛跑,摔跤,石头剪刀布,数星星,看蚂蚁 这些娱乐后来就分裂成人类的不同职业, 比生产更有趣的活动, 说笑话变成了相声。 赛跑摔跤变成了体育运动 石头剪刀布变成了赌博游戏 数星星看蚂蚁就演变成了科学研究 它同样是让参与者获得精神上的愉悦, 本质上科学并不比其他游戏高尚多少 一个不靠谱的猜想是, 西方人捕鱼,放牧的多,有空余时间遐想,科学产生了 中国人种田的多,天天要看着麦田,记录的多,史记产生了 科学这个东西与其他游戏有点区别,玩乐以后的结果竟然可以帮助生产和打仗 于是中国人把科学拿来,当做神圣严肃的东西对待 扳着脸,人为规划,像种田一样井井有条 还要当做养家糊口,升官发财,为国争光的工具 忘记了科学原本只是一个游戏, 忘记了要按游戏的规则去玩 它需要更多人参与,需要自由活泼的环境, 它需要有童心,有兴趣,相互炫耀, 玩好的人才可以发个糖吃 我们是大人不喜欢糖 但每年在瑞典, 挪威发糖,没有本土中国人的份,很多人心里还会酸溜溜的 我们以为我们是大人,其实内心里还是小孩 作者; 刘锋
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