仇　岷

如今，DNA及其雙螺旋的分子結(jié)構(gòu)幾乎無人不曉。然而在20世紀(jì)初，人們對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)卻一無所知。神秘的DNA吸引了眾多科學(xué)家的無限遐想和艱辛探索。

英國(guó)物理學(xué)家威爾金斯通過X光衍射照片上一片去狀的圈圈點(diǎn)點(diǎn)猜想：DNA大概是螺旋形；美國(guó)化學(xué)家鮑林也用X射線探測(cè)，得出了DNA的“α螺旋模型”，可惜他猜想的是三螺旋。著名數(shù)學(xué)家陳省身說過：“雙螺旋的幾何性質(zhì)是生物科學(xué)的一個(gè)基本現(xiàn)象。”英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的克里克憑著對(duì)數(shù)學(xué)的理解，他推測(cè)，DNA分子一定是某種形式的螺旋體。他與同在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的美國(guó)科學(xué)家沃森，從威爾金斯拍攝的照片中的一個(gè)十字型交叉點(diǎn)上，發(fā)現(xiàn)上DNA的螺旋結(jié)構(gòu)是雙層的，就像一個(gè)有兩個(gè)扶手旋轉(zhuǎn)而上的扶梯。

猜想終歸是猜想?？死锟撕臀稚趧?dòng)的制作這個(gè)模型時(shí)，又遇到了數(shù)學(xué)上的難題：DNA中的4種物質(zhì)T、C、A、G是怎樣排列的？最初，他們根據(jù)已知資料和數(shù)據(jù)拆拼起來的模型是那樣的扭曲難看。對(duì)數(shù)學(xué)的理解又一次告訴他們，凡是自然的東西都應(yīng)該是美的、和諧的。于是，他們經(jīng)歷了十幾個(gè)月的艱辛研究，終于運(yùn)用數(shù)學(xué)原理找到了4種物質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。當(dāng)像凌空飄舞的彩綢一樣舒展自如的雙螺旋模型展現(xiàn)在世人面前時(shí)，DNA結(jié)構(gòu)之迷終于被揭開了。

美國(guó)數(shù)學(xué)家瓊斯則運(yùn)用他發(fā)現(xiàn)的“扭結(jié)多項(xiàng)式”，為進(jìn)一步探究DNA的精密結(jié)構(gòu)又提供了數(shù)學(xué)手段。

數(shù)學(xué)打開了雙螺旋的疑結(jié)。沃森、克里克和威爾金斯同時(shí)獲得了1962年的諾貝爾獎(jiǎng)；瓊斯則獲得了1990年的菲爾茲獎(jiǎng)。

DNA的結(jié)構(gòu)弄清了，但是DNA是如何攜帶大量的基因、如何表達(dá)出千差萬別的生物性狀呢？早在DNA結(jié)構(gòu)未提示前，量子力學(xué)家薛定諤就用數(shù)學(xué)中的排列組合原理指出：構(gòu)成DNA的4種核苷酸，每次取出3個(gè)構(gòu)成一組，這樣的排列組合就有了足夠的遺傳基因?，F(xiàn)代生物技術(shù)證實(shí)了薛定諤的這一數(shù)學(xué)論斷，組成DNA的4種核苷酸，正是按照每3個(gè)一組編排出遺傳密碼，從而譜寫出了地球上千姿百態(tài)、無與倫比的生命交響曲。

人們對(duì)DNA的探究仍在繼續(xù)。正在進(jìn)行的人類基因組計(jì)劃和對(duì)DNA的測(cè)序，仍然需要大量的數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)分析工作。相信，人類運(yùn)用數(shù)學(xué)手段，會(huì)不斷探索并提示一個(gè)個(gè)生命之迷。