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生命过程的侧边观—漫游在化学、数学、物理和

时间:2020-01-06 08:31来源:设备资讯
复旦校长“跨界”公开课鼓励跨学科思考 这是杨玉良担任校长以来首次登上本科生课程的讲台。作为我国第一代高分子专业博士、中科院院士,在杨玉良眼中,“这些并不重要”,他更

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复旦校长“跨界”公开课鼓励跨学科思考

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这是杨玉良担任校长以来首次登上本科生课程的讲台。作为我国第一代高分子专业博士、中科院院士,在杨玉良眼中,“这些并不重要”,他更是一名教师。■通讯员 崔梦玲 卢晓璐 本报记者 黄辛“很多生物有斑斓的条纹,但如果用计算机进行模拟,却能发现它们符合一些数学定理。难道是基因懂得数学,还是计算机懂得基因?”近日,复旦大学逸夫科技楼报告厅座无虚席,校长杨玉良院士走上本科生讲台,为400余名师生带来了一场别开生面的遗传学公开课——“一个非生物学者的生物观:漫游在化学、数学、物理和生物学的边界”。该课程为选修“遗传学”的学生开设,面向全校师生报名开放,并在邯郸和枫林校区开设了两个视频直播分会场。“外行”讨论生命科学,鼓励跨学科思考生物学中的问题是否都能靠基因来解决?担任遗传学课程主讲教师的生命科学学院教授乔守怡开场就向在场的师生道出,丰富的生物性状的形成,不仅仅是基因的作用,我们需要另辟蹊径探索,除了基因的调控、蛋白质体系构建、表观遗传学,还有什么因素参与了生物性状的表现。在课前主持中,乔守怡主动“爆料”。原来杨玉良和他两人有个共同的爱好——喜欢贝壳。有一次杨玉良在鉴赏乔守怡收藏的贝壳时,两人聊起贝壳上的花纹。杨玉良从遗传学以外的角度阐述自己的观点,并说了十几个生物“故事”。这让乔守怡突发奇想,能否邀请杨玉良到他的遗传学课堂来给本科生上一堂课,杨玉良当场就答应了。乔守怡表示:“我一开始觉得很惊奇,因为校长居然能答应给本科生上课。后来又觉得很平常,因为杨校长站在讲台上,就是杨老师。我们后来又接触了几次,最终设计了今天这堂课。”在课程的开始,杨玉良就亮出了自己的观点:“基因不是支配生命的规律,而规律却在通过基因发挥作用;生命过程毕竟不能违反数学和物理学定律,生物学所做的一切都要受到数学和物理学定律的限制。”作为高分子专家,杨玉良指出,“外行”来讨论生命科学是需要勇气的,但实践表明,学科交叉是极其重要的。“除非我们中有些人敢于去着手总结那些事实和理论,即使其中有些知识是第二手的和不完备的,而且还敢于面对被看成蠢人的风险。除此之外,我看不到再有摆脱这种两难境地的其他办法了。不然,我们的真正目的永远不可能达到。”杨玉良援引薛定谔的话鼓励更多的师生跨学科思考。据1999年到2004年对诺贝尔奖获得者的统计,诺贝尔医学奖就有84.6%的获得者是非生物学背景出身。而从百年诺贝尔奖获奖情况看,41%的获奖者属于交叉学科,由此可见“外行”来谈论生命科学的重要性。随后,杨玉良分别从数学、物理学、化学的角度与在场师生讨论了生命科学中若干有趣的问题,从动物皮毛花纹到烟草花叶病毒,再到红血球细胞的形状,即便是文科生也听得津津有味。例如,数学领域中的“反应—扩散—吸附方程”是一类抛物型微分方程,却能解释斑马、豹子、长颈鹿等哺乳动物皮毛上的花纹是如何形成的。这一方程与如此多的生命现象联系在一起,绝非偶然,看似十分复杂的生命现象或生命过程似乎有可能用数学手段来把握。在生物体系中,还有其他的数学、物理理论,以“密堆积”理论为例,最明显的例子就是葵花籽的排列满足对数螺旋曲线。而在蛋白质组装的问题上,用物理学中的静电相互作用,就可以来阐释为什么是螺旋地缠绕。杨玉良总结道,基因的重要性不能被过度强调,基因不能也不可能决定生物世界的一切,数学、物理规律适用于生命体系。基因不是规律,但基因通过数学、物理和化学规律起作用。生命过程毕竟不能违反物质科学的定律,生物学所做的一切都要受到物质科学定律的限制。因此,“漫游”在化学与数学、物理和生物等学科的边界或许代表了生命科学研究的一个新阶段,或许更有助于解开生命过程的奥秘。深化通识教育理念,培养跨学科人才既然跨学科的探讨如此有必要,我们又应该怎样在本科生阶段培养跨学科人才?在课后的互动环节上,生命科学学院教授卢大儒就提出了这样的疑问:“就生物科学的教学和研究来讲,一方面现在的学科要求很高,需要多视角,甚至是跨学科,另一方面学校教育又呼吁为学生减压,那么在日常的教学中应该如何平衡?”对此,杨玉良笑言自己连基本的三角公式可能也记不住。他指出,我们的本科生教育应该引导学生把有限的脑力空间用在思考上,纯粹记忆的东西,老师只需告诉学生在哪里可以找到答案即可。师生都要着重理解吸收基础的原理,避免做“思想上的懒惰者”。这是杨玉良担任校长以来首次登上本科生课程的讲台。作为我国第一代高分子专业博士、中科院院士、多项“863”、“973”重大科研计划负责人、复旦大学校长,在杨玉良眼中,“这些并不重要”,他更是一名教师。杨玉良在课前认真备课,光PPT就亲自几易其稿,课上播放的PPT多达154页。来自软件工程的2012级本科生方家婧就感言听校长上课“和老师平时上课一样亲近,校长讲的许多东西很前沿,给了我一些新的视角,虽然与我的专业关联性不大,但是依然感觉很有收获”。《中国科学报》 (2013-01-03 第5版 大学周刊) 更多阅读复旦校长杨玉良:不会为培养诺贝尔奖而培养人才高校校长勉励新生:进入大学当有所为有所不为复旦校长杨玉良开学鼓励学生自治

6月23日下午,应我校邀请,中国科学院院士、复旦大学原校长杨玉良教授在我校帕瓦罗蒂音乐厅作了一场精彩的学术报告。校领导与500余名师生聆听了报告。报告会由科技处处长郭海明主持。

杨玉良院士以“生命过程的侧面观—漫游在化学、数学、物理和生物学的边界”为题,从生命现象谈起,诠释了化学、数学、物理学在生命过程中起的重要作用。杨玉良院士指出,基因并不是支配生命科学的规律,规律是通过基因发挥作用,生命过程要遵循而不能违背数学、物理、化学的规律。杨玉良院士以振荡化学反应为例,阐释了从混沌走向有序的负熵过程,并以此解析了生命大分子有序和规则排列的数学和物理模式。他还从边界条件的依赖性解析了动物体体表花纹图案的形成、基于化学“反应+扩散+吸附+相分离”方程解析复杂的生命现象、解释了病毒粒子和蛋白组装中静电的相互作用。杨玉良院士最后强调,未来的生命科学家必须掌握生物、数学、化学、物理和计算机科学等知识,才能解决复杂的生物学问题。

报告会后,杨玉良院士与师生进行了深入交流,并逐一回答了师生提出的问题。杨院士报告深入浅出,以通俗易懂的语言,列举了大量的故事和事例,利用多学科知识阐释了复杂的生命现象,为在场师生分享了一场难得的学术盛宴。

(科技处 孔祥会/文 大学生摄影记者 李友功/图)

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