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与事实作比较:稳定的程度;突变的不连续性

2024-04-13科学

最后让我们用理论设想和生物学事实比较一下。第一个问题显然是,这些理论设想真的可以解释得通我们观察到的高持久度吗?所需的阈值是平均热能kT的好几倍,这一点合理吗?在已知普通化学的范围内真的存在吗?这个问题其实并不重要,甚至不用查资料也可以肯定回答。化学家在某温度下分离出来的任何物质的分子都一定可以在那个温度下存活至少几分钟。(这是说的比较保守,一般说来,它们的寿命要长得多。)所以,化学家所碰到的阈值几乎一定是正好可以解释生物学家也许会碰到的持久度,因为根据第四章第5节的内容描述,阈值在小范围内变化,比如增加一倍或减少一半,就会导致生命的长度从几分之一秒到数万年的变化。

为了今后参考,让我再回顾一下之前提到的例子。

当W/kT=30,50,60时,

产生的生命长度分别是1/10秒,16个月,和30000年,

在室温下的阈值则分别为

0.9、1.5和1.8电子伏。

需要解释一下「电子伏」这个单位。对物理学家来说相当方便,因为它非常直观。例如,第三个数字(1.8)就代表一个电子,被大约1.8伏左右的电压加速,就可以获得足够的能量去碰撞而引起跃迁。(为便于比较,一个普通小型手电筒的电池电压为3伏。)

根据这些理由可知,分子某个部分的异构变化是由振动能的偶然涨落所引起的,实际上是十足的罕见事件,可以解释为一次自发突变。因此,我们根据量子力学的原理,解释了突变中最惊人的事实,正因为此,突变才第一次引起了德弗里斯的注意,这个事实就是,突变是不出现中间形式的,而是「跃迁式」的变化。