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于是在数学和物理的世界中剩下的问题就是“四维”了。为什么我们的宇宙是四维的?让我们继续挑战这一数学和物理学中的谜团吧。
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生物学中“4”的故事——DNA
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科学的根源不正是宇宙的不可思议吗?而科学之眼在我们人类自身也找到了神奇的“4”的故事。
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生命体是由细胞构成的。细胞中有个被称作细胞核的部分,里面有染色体。从有“遗传学鼻祖”之称的孟德尔(1822~1884)进行豌豆杂交实验以来,人们就认为有“遗传传递物质”的存在。那就是染色体。染色体是DNA(脱氧核糖核酸)的集群。1953年,美国生物学家詹姆斯·沃森(1928~)和英国生物学家弗朗西斯·克里克(1916~2004)共同提出了DNA的双螺旋模型。
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构成DNA的有腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)这“四个碱基”。DNA上承载着对生命来说至关重要的蛋白质设计图,以四个碱基配对(genome sequences,在数学里sequence是数列的意思)的形式呈现。DNA四个碱基的配对也被称为“遗传暗号”。
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双螺旋模型
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我们人类的染色体中,常染色体有22对,共44条,性染色体有2条(女性为XX,男性为XY),加在一起一共有46条。其中所有的DNA都称为“人类基因组”。
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发现了双螺旋结构后,分子生物学倚仗电子计算机这个得力助手,逐渐解读出碱基配对。基因组配对也在DNA测序仪(遗传因子配对决定装置)的帮助下被解读出来。
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1990年,旨在将人类DNA所有约30亿碱基配对全部解读出来的“人类基因组计划”在美国展开。
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13年后,在2003年,这项人类的伟业终于达成了。人类基因组所有的碱基配对都被成功解读了出来。从沃森和克里克发现双螺旋模型以来,时间已经过去了50年。
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人们对遗传因子信息解读的研究形成了一门新的科学领域,被称为bioinformatics(生命信息学)。构成四个碱基的遗传因子信息完全是数码信息。可以说,生命科学必须要有计算机的辅助。
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以大规模计算来挑战生命之谜的时代已经开始了。
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握着宇宙神秘之匙的“4”。
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物理学、数学、生物学,无论哪个学科中都有关于“4”的故事,而且无论哪个故事,其中都隐含着宇宙和生命起源的谜题。
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为什么偏偏是“4”?
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虽然这依然是个谜,不过有一点是可以确定的。那就是“我们的宇宙在‘4’的故事中成立,并且一路走了过来”。
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如此看来,“4”这个数字非但不是不吉利的,反而是一个与万物法则相连的神秘的数字。
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解答
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数学真好玩 结语
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本书是“有趣得让人睡不着的数学”系列“最终篇”。深深感谢广大读者的支持。
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