让大爆炸为我们播放电视 潮汕民艺网 csmynet.com 潮汕民艺网 csmynet.com 1964年,美国两位科学家彭加斯和威尔逊用一架庞大的天线进行巡天扫描,无论指向哪个方向,总是收到较高的信号噪声,这种神秘的微波噪声非常稳定,无论白天黑夜,也无论春夏秋冬都存在。他们曾怀疑过线路发热问题,也曾怀疑过线路的不均匀,甚至把怀疑的目光瞄到了鸽子头上,因为有一对鸽子曾在天线旁筑过巢,并在那里留下了白色的鸽子粪!但是人们赶走了鸽子,清除了鸽子粪,降低了线路温度,并使线路尽量均匀,那幽灵般的微波噪声却没有丝毫减弱,想尽一切办法,都不能驱除这个噪声。经分析,只有一个可能,这个噪声幽灵来自宇宙!在天空的任何一个方向上,都可以接收到这种稳定不变的微波噪声,宇宙中充斥着一种均匀的微波辐射!
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 当时彭加斯和威尔逊并不明白他们这项发现的重大意义。不久,彭加斯了解到了一位叫伽莫夫的科学家提出的宇宙大爆炸理论,这个理论为他们的发现赋予了非常重大的意义:宇宙微波噪声是宇宙大爆炸起源学说的有力证据。研究发表后,在科学界引起了巨大的反响。彭加斯和威尔逊由此荣获了1978 年度的诺贝尔物理学奖。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 原来在20世纪30年代,科学家就已发现宇宙在膨胀,并带着星系相互分离,就像沾满葡萄干的面团一样。面团膨发起来,葡萄干也被带着彼此远离。1946 年,伽莫夫结合比利时天文学家勒梅特的宇宙蛋理论,提出宇宙在大约150亿年前由原始的密度和能量无限大的奇点爆炸产生,此后不断膨胀。因为爆炸的辐射无处可逃,宛如气球内部的气体永远充满气球。气球膨胀,气球内部气体的密度将变小。同样,宇宙膨胀,充满其中的辐射的密度也变小,对应的温度逐渐下降。开始宇宙中充斥了高能光子,连原子都无法形成,因为电子即使被原子核抓到后,也会很快被高能光子打跑。宇宙继续膨胀,高能光子变成低能光子,于是原子、分子和天体相继产生。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 现在辐射已经冷却到接近绝对零度,光子的能量已经非常低,但它仍然像充满气球的气体那样充满宇宙,会从空间所有方向照射地球,无处不在,任何普通天线都能捕捉到。将电视机调到播送节目所用频率之外的某个频率,就会看到屏幕上全是跳动的白点,听到咝咝的噪声,引起这种噪声的外来“信号”中,大约有1%是“天电”,它是150亿年前的大爆炸直接播送到我们居室中的。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 根据这个理论可以预言,今日宇宙必定到处充斥着温度约3K的背景辐射。伽莫夫的理论为微波噪声的发现者带来了诺贝尔奖。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 发现生命的密码子潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 大爆炸理论的发展者乔治·伽莫夫可是个百年不遇的奇人,他拥有跃进式的想像力和广泛的兴趣,他的研究可以从物理学跳到宇宙学,再到分子生物学。但他的研究从来不会偏离科学问题的主流方向,他喜欢从理论上探讨宇宙和自然的“最根本”问题,从来不在鸡毛蒜皮的小问题上纠缠不休,这是伽莫夫的一大特点。正是他在科学研究中选题的气魄、眼力和远见,使他的研究总是能够为别人的研究提供帮助,他也乐于为别人做嫁衣,其中有两项意义重大的研究促成了两项诺贝尔奖的产生,而他本人则笑看“山花烂漫”。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 他送出的另一件嫁衣是生物学上的,50年代,广泛的兴趣把伽莫夫引向破译DNA遗传密码的问题。伽莫夫仅用数学上的排列组合的知识,就解决了生物学上一个关键的问题。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 蛋白质的合成是靠DNA上的信息来编码的,DNA 和RNA 分子都由4种核苷酸组成,而蛋白质分子则由20 种不同的氨基酸组成。4 种核苷酸如何组成密码子来决定20 种氨基酸?因为氨基酸在形成蛋白质时,需要靠DNA的核苷酸来决定它们如何相互连接,如果1个核苷酸决定1个氨基酸,那么就只有4 种氨基酸知道自己与谁手拉手,这显然不行。若2个核苷酸共同决定1个氨基酸的话,则可以知道16种氨基酸如何连接,还不够。若是3个核苷酸就可以让64 种氨基酸知道自己的邻居了,已经足够。再多,例如4个核苷酸决定1个氨基酸,就可以让256 种氨基酸相互连接,这对于生物来说也太浪费了。因此,伽莫夫提出三联体密码子假说,即由3个核苷酸决定1个氨基酸。他的猜想是正确的,这项成果现在已写入普通的中学课本。
潮汕民艺网 csmynet.com潮汕民艺网 csmynet.com 正是在伽莫夫研究结果的基础上,60 年代,美国生物化学家尼伦伯格等人用人工合成的核糖核酸作为模板进行氨基酸的配对实验,从而解读出了全部64 种三联体与20 种氨基酸的对应关系。生物的遗传密码就这样揭晓了,它的轰动效应使尼伦伯格等人于1968 年荣获诺贝尔生理学和医学奖。但是尼伦伯格等人能够如此顺利地破译生命的遗传密码,伽莫夫的贡献不可磨灭。