他在发表的一篇文章中,提出遗传基因假说:他把豌豆分作纯种的和杂交的,纯种和纯种的 豌豆交配后,下一代性状不变:比如说纯种的表皮平滑的豌豆种和同样表皮平滑的豌豆种交 配的后代,表皮还是平滑的,表皮皱褶的和皱褶的交配还是皱褶的。如果把表皮平滑的纯种 和表皮皱褶的纯种杂交,下一代的表皮还是平滑的。孟德尔把平滑和皱褶两种性状中的平滑 叫做显性,把皱褶叫做隐性。他又发现如果把第一代杂交得到的这些种子(记住它们都是表 皮平滑的)再交配,杂交的第二代便又有表皮平滑的,又有表皮皱褶的,而且。大体上说, 平滑的和皱褶的数目之比是1:3左右。他对杂交出现的性状分布做了解释,他说豌豆里对 应于性状的是一对因子,如果把显性因子(表皮平滑)记做A,隐性因子(表皮皱摺)记做 a。纯种的因子便是AA(表皮平滑纯种)或aa(表皮皱褶纯种):交配的过程是把 对基因拆开,再分别配上。显然纯种拆开再交配得到的还是纯种。如果AA和aa杂交,第 代出来的都只能是Aa,它们都表现出显性。第二代便不同了,第二代是两个Aa杂交, 每个分裂为两部分因子A和a,各占1/2,交配起来应该有(1/2)×(1/2)=(1/4)的可能性是AA, 表现是显性。同样(1/4)是a,表现是隐性。还有(1/2)=(1/4)+(1/4)是Aa或aA,表现 出来也是显性。所以,出现隐性性状的几率是1/4,出现显性性状的是3/4,两者的比是1 3,这便是实验看到的结果 我们看到在这里,每个基本过程:A和A结合得到是显性,A和a结合是显性,a和a 结合是隐性,这是完全决定性的,一点也不含糊,但是因为这里发生的大量的过程中,每次 每个基因碰上哪样的基因,是随机的,只能预见一个可能性,也就是几率。如果一个结果可 以通过不同过程达到,例如,A和a,或a和A,或A和A结合都得到显性,那么,出现这个 显性的几率等于各个过程几率的和3/4。 研究几率的数学理论叫做几率论。19世纪科学界对几率的理解是和牛顿的力学以及经 典的电磁理论的决定论观念没有矛盾的。他们认为基本的物理过程是决定论的,每一个物理 过程的结果是没有任何含糊的。只是在处理大量类似的过程时,由于每一个具体的过程会有 一些人们不可能彻底了解或控制的条件,所以结果会有一定的随机性。对大量的结果的统计 会有一定的规律。十九世纪的科学家发展起来的统计力学也就是关于物质的分子运动的研 究,是这个观念在物理学的体现,很显然,它和牛顿力学的基本精神是完全一致的,它的名 字也反映了这点。 由于牛顿力学取得伟大的成功,而且它又有那样严格的体系,这种严格的决定论的观 念就成为一种世界观,成为人们对物质世界的规律的一种基础的观念。20世纪物理学的两 个重大的革命:相对论的发现和量子力学的发现,前者动摇的是传统的对时间和空间的观念 但是它对自然界规律的观念还是严格的与经典力学一致的:量子力学的发现却从根本上动摇 了这种观念。 粒子的波动性和怎样理解物质波 十九世界末,科学界的研究开始深入到原子的内部,科学家认识到,原子是由原子核 和电子组成的,中间是一个带正电的原子核,外面是围绕着原子核运动的电子,有点像太阳 系中行星围绕太阳运动一样。电子是带负电的粒子,就是到现在科学界还没有找到一个实验 现象来证明电子有一定的大小,所以,电子还真的是非常合适用质点来描述的。可是按照十 九世纪电磁学的理论,电子围绕原子核运动一定会辐射出电磁波来,于是电子的动能就会越 来越小,它最后只好掉到原子核上去。但事实上却没有发生这样的事情。这就告诉人们,在 原子内部这样微观的尺度上,运动规律是和过去牛顿和麦克斯韦等的理论(也就是经典的物 理理论)不一样的。人类探索微观世界的规律的历史,也就是量子力学被发现的历史,是非 常动人和有教益的,可惜由于时间有限的缘故,在这里没有可能来和大家一起回顾这段动人 的故事了3 他在发表的一篇文章中，提出遗传基因假说：他把豌豆分作纯种的和杂交的，纯种和纯种的 豌豆交配后，下一代性状不变；比如说纯种的表皮平滑的豌豆种和同样表皮平滑的豌豆种交 配的后代，表皮还是平滑的，表皮皱褶的和皱褶的交配还是皱褶的。如果把表皮平滑的纯种 和表皮皱褶的纯种杂交，下一代的表皮还是平滑的。孟德尔把平滑和皱褶两种性状中的平滑 叫做显性，把皱褶叫做隐性。他又发现如果把第一代杂交得到的这些种子（记住它们都是表 皮平滑的）再交配，杂交的第二代便又有表皮平滑的，又有表皮皱褶的，而且。大体上说， 平滑的和皱褶的数目之比是 1：3 左右。他对杂交出现的性状分布做了解释，他说豌豆里对 应于性状的是一对因子，如果把显性因子（表皮平滑）记做 A, 隐性因子（表皮皱摺）记做 a 。纯种的因子便是 AA（表皮平滑纯种） 或 aa（表皮皱褶纯种） ；交配的过程是把一 对基因拆开，再分别配上。显然纯种拆开再交配得到的还是纯种。如果 AA 和 aa 杂交，第 一代出来的都只能是 Aa , 它们都表现出显性。第二代便不同了，第二代是两个 Aa 杂交， 每个分裂为两部分因子A和a，各占1/2，交配起来应该有(1/2)×(1/2)=(1/4)的可能性是 AA, 表现是显性。同样(1/4) 是 aa ，表现是隐性。还有（1/2）=(1/4)+(1/4)是 Aa 或 aA,表现 出来也是显性。所以，出现隐性性状的几率是 1/4，出现显性性状的是 3/4,两者的比是 1： 3，这便是实验看到的结果。 我们看到在这里，每个基本过程：A 和 A 结合得到是显性，A 和 a 结合是显性，a 和 a 结合是隐性，这是完全决定性的，一点也不含糊，但是因为这里发生的大量的过程中，每次 每个基因碰上哪样的基因，是随机的，只能预见一个可能性，也就是几率。如果一个结果可 以通过不同过程达到，例如，A 和 a,或 a 和 A，或 A 和 A 结合都得到显性，那么，出现这个 显性的几率等于各个过程几率的和 3/4。 研究几率的数学理论叫做几率论。19 世纪科学界对几率的理解是和牛顿的力学以及经 典的电磁理论的决定论观念没有矛盾的。他们认为基本的物理过程是决定论的，每一个物理 过程的结果是没有任何含糊的。只是在处理大量类似的过程时，由于每一个具体的过程会有 一些人们不可能彻底了解或控制的条件，所以结果会有一定的随机性。对大量的结果的统计 会有一定的规律。十九世纪的科学家发展起来的统计力学也就是关于物质的分子运动的研 究，是这个观念在物理学的体现，很显然，它和牛顿力学的基本精神是完全一致的，它的名 字也反映了这点。 由于牛顿力学取得伟大的成功，而且它又有那样严格的体系，这种严格的决定论的观 念就成为一种世界观，成为人们对物质世界的规律的一种基础的观念。20 世纪物理学的两 个重大的革命：相对论的发现和量子力学的发现，前者动摇的是传统的对时间和空间的观念， 但是它对自然界规律的观念还是严格的与经典力学一致的；量子力学的发现却从根本上动摇 了这种观念。 二．粒子的波动性和怎样理解物质波 十九世界末，科学界的研究开始深入到原子的内部，科学家认识到，原子是由原子核 和电子组成的，中间是一个带正电的原子核，外面是围绕着原子核运动的电子，有点像太阳 系中行星围绕太阳运动一样。电子是带负电的粒子，就是到现在科学界还没有找到一个实验 现象来证明电子有一定的大小，所以，电子还真的是非常合适用质点来描述的。可是按照十 九世纪电磁学的理论，电子围绕原子核运动一定会辐射出电磁波来，于是电子的动能就会越 来越小，它最后只好掉到原子核上去。但事实上却没有发生这样的事情。这就告诉人们，在 原子内部这样微观的尺度上，运动规律是和过去牛顿和麦克斯韦等的理论(也就是经典的物 理理论)不一样的。人类探索微观世界的规律的历史，也就是量子力学被发现的历史，是非 常动人和有教益的，可惜由于时间有限的缘故，在这里没有可能来和大家一起回顾这段动人 的故事了