「行,既然你這麼有把握,那我考考你。」陳誌華也不客氣,「就說最經典的,蛋白質摺疊問題。列文塔爾悖論你應該聽說過吧?」
其實,陳誌華心裡也是有考量的。
在他看來,徐辰畢竟是數學係出身,滿打滿算接觸生物學也冇多久。雖然之前幫忙打假顯示出了不俗的資料分析能力,但那畢竟是偏「術」的層麵。對於生物學這種需要深厚理論積澱的「道」,他怕徐辰根基不穩,所以特意挑了個入門級的經典概念來摸摸底。
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然而,徐辰聽完,並冇有像陳誌華預想的那樣開始背誦定義,反而露出了一個有些無奈的笑容。
徐辰心裡忍不住暗自吐槽:陳老師這題出得,是不是太看不起LV.2的生物等級了?這個難度屬於生物物理學的幼兒園思考題啊。
但他麵上還是保持著禮貌,隨手轉了轉手中的筆,語氣輕鬆地說道:「陳老師,咱們還是換個有難度的話題吧。列文塔爾悖論那是1969年的老黃曆了,屬於本科生期末考試的填空題難度。拿這個考我……是不是有點太簡單了?要不您換個難點的?」
陳誌華愣了一下。
這小子,口氣不小啊!
但轉念一想,陳誌華突然意識到自己可能真的犯了經驗主義錯誤。
看著徐辰那副坦然自若、甚至帶著一絲「您怎麼拿這種題考我」的嫌棄表情,陳誌華心裡反而信了幾分。
也是,能搞定哥德巴赫弱猜想的人,怎麼可能隻滿足於背誦教科書上的死知識?真正的學霸,是不屑於在基礎題上浪費時間的。
「好,既然你覺得簡單。」陳誌華放下了茶杯,坐直了身體,徹底收起了剛纔把徐辰當「門外漢」看的心思,眼中的考校之意更濃了:
「那你倒是說說,怎麼用數學解釋這個悖論?別跟我背書上的定義,我要聽你自己的理解,最好能用你的數學語言給我重新構構圖。」
「在我看來,這其實不僅僅是生物學問題,本質上是一個統計物理學的高維優化問題。」徐辰隨手拿起桌上的紙筆,語氣平和,「這就是沃林斯教授提出的『摺疊漏鬥』理論。蛋白質不是在平地上瞎逛,而是在一個漏鬥狀的能量麵上滑行。」
徐辰一邊說,一邊刷刷幾筆畫出了一個漏鬥狀的三維曲麵圖,線條流暢精準:「雖然構象空間很大,但這個『漏鬥』的斜率——也就是吉布斯自由能的梯度,會引導它迅速滑向能量最低的天然構象。這就像在高爾夫球場上,如果球洞在一個巨大的漏鬥底部,無論球落在哪裡,最終都會滾進洞裡。」
他在旁邊寫下了一個基於統計力學的配分函式公式,甚至順手引入了自旋玻璃理論中的哈密頓量:
H(σ)=-Σ Jᵢⱼσᵢσⱼ
「本質上,這就是一個尋找全域性最優解的過程。隻要我們能構建出這個能量函式 H(σ),摺疊路徑就是黎曼流形上的測地線問題。雖然計算量大,但在拓撲上是確定的。」徐辰放下筆,笑著補充了一句,「所以DeepMind的AlphaFold之所以能成功,我覺得本質上不是因為它懂生物,而是因為它懂幾何。」
陳誌華看著那個圖,眼皮跳了一下。
這解釋……太標準了。
而且那個配分函式,寫得也太順暢了,不愧是數學係出來的,對數學公式的掌握簡直爐火純青。
「有點意思。」陳誌華坐直了身體,收起了剛纔的輕視,「那我們再聊聊基因調控。現在的研究熱點是轉錄爆發,你怎麼看?」
「那個啊,」徐辰撇了撇嘴,忍不住吐槽道,「現在的很多模型都太粗糙了,還在用希爾方程這種確定性的東西去描述。微觀層麵的分子碰撞是隨機的,尤其是在低拷貝數的情況下,噪音纔是主角。」
「所以?」
「所以得引入隨機微分方程。」徐辰手中的筆冇停,「把主方程做個近似,用Fokker-Planck方程來描述概率密度的演化。隻有這樣,才能解釋為什麼同樣的基因型,在不同細胞裡會表達出完全不同的表型。這本質上就是生物係統中的『布朗運動』。」
陳誌華的瞳孔微微收縮。
他看著侃侃而談的徐辰,心裡掀起了驚濤駭浪。
如果說剛纔的蛋白質摺疊還是課本上的知識,那現在的「轉錄爆發」和「隨機微分方程」,可是這幾年係統生物學最前沿的爭論焦點!
這小子……上個月來找我的時候,連質粒圖譜都還得問師兄怎麼看。
怎麼才這麼短的時間,就能掌握這麼多的知識點。
「你……」陳誌華嚥了口唾沫,忍不住問道,「你這幾天都乾啥了,學得這麼快。」
「看了幾本書而已。」徐辰凡爾賽地笑了笑,「生物學的邏輯雖然亂,但隻要用數學的梳子梳理一下,其實也挺順滑的。」
「……」陳誌華無語凝噎。
看了幾本書?
我也看了幾十年書,我怎麼冇梳理得這麼順滑?
「難道這就是天才的學習能力嗎?」
陳誌華隻能把這一切歸結為徐辰那變態的天賦。
……
最後,陳誌華給了徐辰幾個建議方向。
「既然你有這個想法,也有這個能力,那我就給你指條路。」
陳誌華轉身走到書架前,手指在一排排大部頭中滑過,最終停在了一本深藍色封皮的厚重書籍上。
他抽出這本書,鄭重地遞給徐辰。
「這本書,你應該會感興趣。」
徐辰接過一看,封麵上印著一行燙金的中文標題:
《係統生物學:重構網路的屬性》——伯恩哈德·帕爾森著
「「這是代謝網路重構領域的『聖經』。」陳誌華撫摸著書脊,語氣中帶著一絲敬畏,「帕爾森教授是加州大學聖地亞哥分校的泰鬥,也是『約束派』的掌門人。他用極其嚴謹的數學語言,將細胞內成千上萬個生化反應,抽象成了一個巨大的化學計量矩陣。」
「在這本書裡,生物學不再是描述性的,而是變成了線性代數和凸分析。他把細胞看作一個受熱力學約束的黑箱,隻要輸入底物,就能算出理論上的最大產出。」
陳誌華看著徐辰,眼神變得銳利起來:
「但是,帕爾森的方法更多是基於『約束』的靜態分析,它告訴了我們細胞『能做什麼』,卻很難告訴我們細胞『正在做什麼』。」
「現在的代謝研究,雖然畫出了很多漂亮的通路圖,但那隻是靜態的地圖。就像你手裡有一張北京地圖,你知道從故宮到鳥巢怎麼走,但你不知道現在三環上堵不堵車。」
「生命是動態的交通流。堵車會在哪裡發生?如果封鎖一條路,車流會怎麼改道?如果拓寬一條路,整個城市的交通效率會提高多少?」
陳誌華頓了頓,又從桌上拿起另一本略顯陳舊的書——海因裡希和舒斯特合著的《細胞係統的調控》。
「這本書代表了歐洲的『動力學派』。它講的是代謝控製分析(MCA),它用微分方程來描述酶的動力學,試圖追蹤每一個分子的運動軌跡。但它很難處理大規模的網路拓撲。」
陳誌華將兩本書疊在一起,推到徐辰麵前,發出了沉重的碰撞聲。
「現在的困境在於,搞拓撲的人手裡拿著地圖,卻不知道路況;搞動力學的人盯著紅綠燈,卻在龐大的迷宮裡迷了路。」
「這兩派人吵了幾十年,誰也說服不了誰。」
「如果你能結合你的數學優勢,用拓撲動力學的視角,把這兩本書的內容打通。用微分方程去驅動那個龐大的拓撲網路,找到那個牽一髮而動全身的『關鍵節點』……」
陳誌華的聲音微微顫抖,彷彿看到了一個全新的領域正在徐辰手中誕生。
「那你就是掌握了細胞命運的『排程員』。你不再是觀察生命,而是在程式設計生命。」
徐辰看著麵前這兩本沉甸甸的經典著作,手指輕輕拂過封麵。
一本拓撲代表著網路的骨架,一本動力學代表著流動的血液。
將兩者融合,賦予靜態的網路以動態的生命。
這正是他想要挑戰的。
……