我们必须考察一个生物学中最吸引人的问题——不同温度下的分子稳定性。以在最低能级的原子系统为例,物理学家把它称为“在绝对零度的分子”。为了把它提升到更高的能级,我们需要给它提供能量。最简单的方法就是“加热”,你把它带到更热的环境里(“热浴”),让周边的原子、分子不断地冲击它。考虑到热运动的完全无规律性,所以没有一个确切的温度界限,可以保证立刻产生效果。在任何温度下(除了绝对零度),都或多或少有可能产生提升能级的机会。当然,温度越高,机会越大。所以,表示这种机会最好的方法就是计算“提升”所发生的平均时间,即“期待时间”。
根据M.波兰尼和E.魏格纳的研究,“期待时间”主要由两种能量的比值所决定。一种是能级能量之差(用W表示),另一种是在某温度下热运动强度(用kT表示,T表示绝对温度【1】)。很好理解,如果“提升能级”的机会越小,那么期待时间就会越长,能级提升的幅度与热运动的平均强度之比就会越高(即W/kT越高)。最令人惊奇的是,期待时间的变化受W/kT比值的影响非常大。例如(按照德尔布吕克的例子),W是kT的30倍,期待时间有可能只有缩短1/10秒;但当W是kT的50倍时,期待时间将会延长到16个月;而当W是kT的60倍时,期待时间将会增加到三万年!
【1】k是已知的常数恒量,称为玻尔兹曼常量。3/2kT就是一个气体原子在温度T下的平均力能。——原注
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