X射线：,开启现代生物学的钥匙

说起X射线，人们首先会想到它是一种穿透力强大的隐形射线，能够照穿人体，留下骨骼的影像。其实X射线在诸多科研和技术领域都有着重要的应用：比如在机场和地铁站的行李安检仪，建筑和工业构件用的探伤仪，都是利用了X射线的穿透力；而材料科学领域则利用强大的X射线来照射新型材料，获取其内部结构信息；古生物研究可以利用X射线获得化石的内部结构；宇宙中远道而来的X射线则能为我们带来黑洞等神秘天体的信息。

X射线衍射：

当物理遇见生物

在生命科学领域，X射线不仅仅是探查生物体内部结构的工具，甚至还能够揭示分子和原子层次的生命信息。实际上，如果没有X射线的帮助，就没有现代生物学的发展，人类的医药健康水平也要倒退几十年。X射线究竟是如何发挥如此重要作用的呢？这种缺它不可的关键技术就是X射线衍射。

工作与X射线衍射也有着不可忽视的联系。1951年夏天，詹姆斯·沃森（James Watson）作为博士后加入了肯德鲁的研究组，并与组里的博士研究生弗朗西斯·克里克（Francis Crick）一起开始了DNA结构的研究。1953年，他们从伦敦国王学院X射线晶体学家罗莎琳·富兰克林（Rosalind Franklin）对于DNA所拍摄的X射线衍射照片中得到启示，想到了DNA可能是双螺旋结构，并依据X射线衍射提供的螺距等关键数值，结合化学研究提供的一些信息，最终构建出了DNA的双螺旋结构模型。

DNA的双螺旋结构揭示了基因复制遗传的物质本质，让人类对于DNA和基因的认识精准到了原子层次，为后来的PCR、分子克隆等一系列分子遗传学操作奠定了物质基础。今天，基因工程操作在任何一个生物学实验室中都是习以为常的事情，成为了现代生命科学研究的基础；在基因测序方面，人类基因组测序完成之后，越来越多的生物完成了全基因组测序；与此同时，单人基因组测序的成本也大大降低，开启了精准医疗的新时代。如果没有X射线衍射为DNA结构的发现提供的帮助，那么这一切都将是不可能的。

实际上，X射线衍射技术对于生命科学的帮助恰恰是一个缩影，体现了近百年来生命科学发展的一个趋势：要回答一个生命科学问题，往往要追根溯源，最终到达分子和原子的层次，而在这个逐渐走向微观的过程中，唯有通过物理学的帮助才能达到目标。这是现代生命科学与物理学之间解不开的羁绊。

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