【物理基础Ep6】费曼物理学讲义内容梳理（六）
第 3 章 物理学与其他学科的关系
&3.1 .引言
第一段：物理学是最基本的、包罗万象的一门学科，它对整个科学的发展有着深远的影响。
这一章试图说明其他学科的基本问题。
篇幅有限，不能讨论物理学与工程、工业、社会和战争之间的关系，不能讨论数学与物理的关系
（本书的观点，数学不是一门自然科学，它的正确性不是用实验来检验的）。
&3.2 化学
第一段：受物理学影响最深的科学就是化学。早期的化学对于物理学是很重要的（几乎完全是无机化学）——
原子的理论在很大程度上是由化学实验来证实的；
化学的规则最终可以从量子力学得到解释，所以理论化学就是物理；
精确地预言某个化学反应中会出现什么情况是十分困难的，然而，理论化学的最深刻的部分必定会归结到量子力学。
第二段：一门由物理学和化学共同发展起来的极其重要的分支（把统计学的方法应用于力学定律起作用的场合）——统计力学，一门关于热现象或热力学的理论；
无机化学现在基本上已归结为物理化学和量子化学——
物理化学：研究反应率和所发生的的详细变化；
量子化学：根据物理定律来理解所发生的事。
第三段：有机化学：研究与生命体有关的物质——分析、综合生物系统以及在生命体中形成的物质，引向了生物化学，然后引向生物学本身，或分子生物学。
&3.3 生物学
第一段：生物学研究的是生命体。
第二段：物理学和生物学早期关系的一件趣事：迈耶（J. R. Mayer）最先在关于生物吸收和放出的热量问题上证实了能量守恒定律。
第三段：在研究神经时，生物学家得到了这样的结论——
神经是非常精细的小管道，有十分薄而复杂的管壁；
细胞通过这样的管壁吸进离子，所以外面有正离子，而在里面则有负离子，就像一个电容器一样；
如果它在某个地方“放电”，即一些离子能够通过这个地方，那么该处的电压就减小，它会影响到邻近地方的离子，而这又会影响那里的薄膜，使它也让离子通过；
接着这又要影响更远的薄膜，等等，于是薄膜中就出现一列“穿透性变动”波，当神经末梢的一端由于碰到尖锐的岩石而受到“刺激”后，这种波就沿着神经传开来；——类似于多米诺骨牌；
在神经元里，有排出离子的缓慢过程，使神经又处于准备接收下一个脉冲的状态；
可以用电子仪器测出这种与神经冲动有关的电的效应，电效应知识对理解这个现象很起作用。
第四段：从大脑某个地方沿着神经发出一个信息——
神经在末梢处分成了细微的小纤维，这些小纤维与肌肉附近的一种称为端板的结构相连接；
当脉冲信号抵达神经末梢后，射出一小团称为乙酰胆碱的化学物质（每次5~10个），它们影响了肌肉纤维而使其收缩；
肌肉由极多的彼此紧贴的纤维所组成，含有两种不同的物质：肌球蛋白和肌动球蛋白；
由乙酰胆碱引起的改变分子大小的化学反应机制现在还不清楚，因而在肌肉中引起机械运动的基本过程也未被我们所知。
第五段：关于神经的事情不是基本的，不是生命的根源，没有神经，也可以有生命。
所有的生命体存在着许多共同的特征——
它们都由细胞组成；
每个细胞内都有起化学作用的复杂机制，如光合作用。
第六段：在生命系统的细胞里有许多复杂的化学反应，在反应中一种化合物变成另一种化合物，然后再变成另一种化合物。
第七段：三羧酸循环/呼吸循环：在实验室比较难以完成——活化能妨碍化学反应的发生：
为了在一种化合物中增加一个额外的原子，就要使这个原子靠得足够紧，以便能出现某种重新排列，这样它就结合到那个化合物上去了；
如果不能给它足够的能量使它靠得足够近，它就不会越过势垒，只是上去了一部分路程后又倒退回来；
假如我们真的能把分子拿在手中，把其中的原子推来推去使它出现一个缺口，让新原子进入，然后又使缺口一下子合拢，我们就找到了另一个办法，即绕过壁垒，这个不需要额外的能量，因此反应就比较容易进行；
细胞内存在着一些很大的分子——酶：它们以复杂的方式使较小的分子处于恰当的状态，从而使反应易于发生。
第八段：酶是由另一种称为蛋白质的物质构成的——
酶分子族庞大而复杂，每一种酶互不相同，并且都控制着一定的特殊反应；
酶本身并不直接参与反应，它们没有变化，只是使一个原子从一个地方跑到另一个地方；
有三种或四种脱氢酶在我们整个循环的各个地方都用到。
第九段：三羧酸循环最重要的是GDP转变为GTP（二磷酸鸟嘌呤核苷变为三磷酸鸟嘌呤核苷），因为GTP比GDP含有更多的能量，它可以推动需要能量的循环，如肌肉收缩（GTP转为GDP）；酶对反应的方向并不介意。
第十段：物理学对于生物学和其他科学之所以极为重要的另一个原因：实验技术，如同位素标记法，分析反应过程中所用到的原子，形成生物化学的循环图；同位素是具有相同的质子，而原子核的质量不同的一组粒子。
第十一段：所有酶都是蛋白质，不是所有的蛋白质都是酶；蛋白质是生命的非常具有代表性的物质——
它们组成了所有的酶；
它们构成了大部分其余的生命的物质；
蛋白质是20种氨基酸形成的各种各样的链；
氨基酸的骨架是CO-NH；
1960年以来的伟大成就之一：发现了某些蛋白质的原子的精确空间排列，第一种阐明结构的蛋白质是血红蛋白。
第十二段：酶的信息从一代传到下一代，靠DNA——
DNA可以复制；
给蛋白质以指令。
第十三段：DNA分子是一对彼此缠绕在一起的链。每条链的骨架是一列糖与磷酸基。也许为制造蛋白质所需的特殊指令已以某种方式包括在DNA的特殊序列里。
第十四段：与链上的每一个糖相结合，并把两条链连接在一起的是4种交叉链对：腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤，两两配对，前两种成对，后两种成对。
第十五段：复制：当细胞分裂时，链从中间裂开，一半与其中一个细胞在一起，另一半在另一个细胞内，它们分离后，每个半链都会形成一个新的补足的链。
第十六段：DNA中磷酸基的次序是怎样精确地决定蛋白质中氨基酸的排列？初步线索：细胞内存在微粒体，不在核内，用于制造蛋白质，细胞核内的DNA分出携带部分信息的小分子RNA，跑到微粒体内合成蛋白质。
但是我们不知道细节，拿到DNA也无法知道对应的蛋白质类型。
第十七段：生命体所做的每一件事都可以从原子的摆动和晃动来理解。
