2012年3月31日星期六

到土星去旅行

第五期征文作品赏析（一）

作者：童亚文三等奖作品评分并列第八名

土星是太阳系中距离太阳第六近的行星，是太阳系中最美妙的行星之一。最令人叹服的是它那美丽而又神奇的光环。每一个看过土星照片的人，都会为宇宙中存在着这样壮观的景色而动容。然而我们却从来没有真正了解和近距离观赏过这些美妙的土星环。据推测，这些土星环有可能含有大量的水份，可能由冰球构成，也可能在某些情况下带有静电，这些物质存在，在阳光的照耀下会显得更加的神奇。

没有人不想去看看它吧？可是，土星距离地球可有12到16亿公里的距离，怎么才能过去呢？也许该咨询一下好莱坞的那些导演们，他们为人类的未来发明了诸多的旅行工具和方式。

《星际迷航》中出现的革命性的转移方式——瞬间转移，只需要一个按钮就能把人传输到遥远的地方。很神奇吧。如此从地球到土星只需要短短的一瞬间而已。不过它有很多基本的东西我们尚未了解。这套传输系统既没有传输机构，也没有重组系统。没有经过一个系统，爆炸般的出现在另一个空间中，这项科技好像缺乏一个有利的理论体系。我们假设，可以通过某样系统把物体分解，然后重组，并保证重组之后的结构体系于原始结构相一致，那么即使距离再短，我们也需要一个传输机构。简单的想想吧，用电话把声音转化为声波，形成电流，然后通过线路传输，然后再重新转化，即使是其他的东西，对于空间的转移都需要一个通道或者是载体，然而在电影中，显然忽略了这个载体。另外它还没有考虑到有机物的分解和重组对其本身造成的伤害。而且倘若它真如电话机那么工作的话，那么还得在土星上面安装一个接收系统，这样的话，我们还是得提前到土星去，那么这项技术对初次土星之旅就毫无价值了。

宇宙中速度最快的物质——光，可以达到每秒30万公里的速度，它从地球到土星只需要短短的84分钟。好莱坞的剧作家们从来就没有忘记过制造一个飞行器来和它比速度。那么超光速飞行器对于到达土星来说可谓是最快速的飞行工具了。当然，我们得先了解它才能创造它。不管是什么飞行器，它都需要一个功率强劲的引擎，而在超光速飞行器上面，这个引擎就得更不一般，量子滑流引擎又或者是曲数引擎。这些东西连名字都显得那么专业复杂以现有的科技和认识水平来说，想要实现还是很成问题的。按照这些飞行器的最高速度，飞出太阳系仅需数秒而已，更何况距离仅16亿公里的土星而已。然而很有可能我辈是没福享受这样发达的科研成果的。

好莱坞大师为我们传造了一系列让人折服的技术，却又制造了一大批问题来让我们去疑惑。大多数超光速飞行器只需要一个10秒的倒计时就到达了超过光速的速度，然而对人体却没有伤害，似乎人体的结构强度大大提升。然而普通人体能够承受的过载只有3G而已，航天员在短时间内也只能够承受9～10G的过载，这已经是人体能够承受的极限了。大家都有过这样的经历，当汽车开始加速时会被向后压到座椅上，加速度越快，这个过载就越大。相比之下，航母弹射器在2秒的时间内，将20吨重的飞机加速到300KM的时速，此时飞行员将承受约3G的过载，而在极短的时间内加速到光速，显然远远超过了这个值，恐怕到时人体都成了肉浆了吧。同样，从光速减至普通巡航速度的负过载也是巨大的。另外诸如超光速飞行中的雷达导航问题，航线设定问题，以及可能引发的其他物理变化都是目前难以预料的。

事实上，很多经典的科幻大片会选择直接使用外来高等智能生物制造的科技系统来完成他们的超远距离旅行。在《超时空接触》中就看到了人类利用来自遥远的织女星系传来的设计蓝图，制作了一台能连接并利用虫洞，来实现星际传送的机器。或许我们也可以向外来智慧生物要一套设计图。得了吧，也许还该花上26光年向织女星打个电话，然后在等待26光年听这个电话，同时希望他们不要把这个机器的设计蓝图忘记附在了附件里面。当然，或许我们思考的方法有些错误，重要的不是去寻找一个拥有高技术科技的文明，而是要考虑一下是否有能力创造出一个能够连接其他空间的虫洞。当然，这个虫洞理想的出口最好在土星，不过要是能够去欣赏织女星的奇妙也未尝不可？虫洞——这个传奇的理论源于伟大的物理大师爱因斯坦，简单而言，它是连接2点之间的一个“管子”，这个“管子”可以提过超过已知空间中三维体系中的最短距离的途径到达目的地。早期研究认为，虫洞引力过大，会毁灭进入其中的一切东西，但是随着研究的深入，对“负质量”的认识，认为我们可以通过“负质量”来中和虫洞的强力场，从而使我们能够比较安全的进入虫洞。

那么怎么去建立或打开一条虫洞呢？有说法认为应该制造一个黑洞。黑洞是一个具有强大力场的时空，它的引力场使得光线都无法逃走，以致于形成了黑暗的空间，从而得名。黑洞本身的形成是由于大型恒星的引力坍塌造成的。根据史瓦西半径，制造一个直径1厘米的黑洞，就需要地球这样质量的星体的引力坍塌。显而易见，我们无法轰掉自己的星球去到别的星球旅行，也无法证实即使成功制造了一个黑洞，它是否牵连着虫洞，接下来就会产生更多的疑问需要解决。

不管是史瓦西、爱因斯坦还是霍金，还是广大的天体物理学家，他们对虫洞、黑洞以及相关宇宙学科的认识都还非常的有限，但是他们目前提供的假说和推断，都大大丰富了这些宇宙现象带给我们能够进行星际航行的遐想。当然，想要真正利用这些宇宙力量，我们还需要走很长的路。然而，认识和学习是永远是无尽的。我们无法预计未来的科学发展的深度、广度与速度。有些不可能的也许会变成可能的，只是这些都离我们的时代还太遥远了。

如此多的科幻大师给带来了丰富的星际旅行工具，可是我们都无法享用，看来“土星计划”就要失败了。也许我们太好高骛远了。给织女星打个电话需要26光年（2.46 × 10<14>公里），而到土星只需要16亿公里。相比之下， 16亿公里却是个如此近的距离。也许当前的科技就可以完成这段旅程。

人类有史以来亲历的最远地方，是距离地球大约38万公里的月球，1969年7月20日，阿波罗11号完成了人类的首次登月。实际上，目前的科技条件下，我们有能力将宇航员送往距离比较近的星球，当然土星也应该不在话下。虽然目前尚没有人类在土星登陆，但是在1997年10月15日发射的“卡西尼”号探测器已于2004年7月1日顺利进入土星轨道，开始了土星之旅。其实我们也可以沿着“卡西尼”号的旅程到达土星。

“卡西尼”号探测器经过了约6年8个月的旅程才到达了土星。飞行了约35亿公里的路程。而根据了解，实际的直线距离约为16亿公里，而“卡西尼”号飞行了多于一倍的路程才到达，为什么呢？其实这是目前所有探测器都会遇到的一个问题——燃料。倘若笔直的飞向土星，我们需要携带大量的燃料，携带大量的燃料又会对飞船、探测器的结构布局造成影响，同时载重火箭的发射吨位也得巨增，从而引发更多的技术问题。当然，“卡西尼”号是无人探测器，它的技术设计，不需要考虑人类的生理心理问题。即便时间长一些，在技术条件有限的情况下也是可以接受的。但是我们的“土星特快”如果在旅程上花上太多的时间，乘客可是会投诉的。也就是说，我们目前需要介绍一个选择，等待技术成熟，发射直接飞往土星的飞船，还是发射飞船，让我们在微重力下，忍受6年8个月的旅程。那么我们有没有一些折中方案呢。

长期呆在太空中，宇航员很容易因为骨质疏松形成骨质脆弱。肌肉组织的密度也会发生变化。引起这些变化的主要原因是太空的微重力环境。因此，要根本的改善这些问题的发生，就必须要在我们的飞船中制造与地球同样的引力。事实上，在我们观看过的绝大多数星际航行的电影中，基本上所有的太空飞船中都产生了重力，遗憾的是，好莱坞的大师们认为在那样的科技体系中制造重力太小儿科了，从来都没有说清楚过怎样去制造重力，哪怕是制造重力的机器我们都没有见过。恒定产生重力，也有一定的负面影响。太空飞船中有数量众多的开关控制器，由于恒定重力，我们无法踩在开关上，也不方面把开卡布置在头顶上。而微重力的条件下，人们随意的转身，操作360*360度空间范围内的控制器。好在有些大师们也遇到了跟我们同样的问题。在《火星任务》中，飞往火星的飞船上，安装了一套旋转系统，以产生离心力。航天员就可以在这种人造重力的环境中生活工作，以便大大减轻了微重力环境的影响。其实，在目前的航天领域早有专家提出了安装大型离心机的设想，并形成了一定的理论基础，只是目前我们还不能实现它的科技转化。但是未来的发展确实非常有价值的。

考虑到6年8个月的远航时间上实在太长了，这会大大减少飞行的体验和乐趣，有什么办法可以解决呢？那些无法进行超光速的飞船解答了这一问题。《异形》系列中，飞船从一个星球到达另一个星球要经过长时间的飞行，而这种飞行过程对船员来说毫无意义，在此过程中，成员们会进入冷冻舱，进入深度睡眠状态。这个冷冻舱相当于一个使人类冬眠的器皿，不同的是，动物们冬眠是靠减缓机体内的新陈代谢，控制体温，已达到长时间生存，用来度过严寒的冬天。解决人类长时间深度睡眠状态或者说是人类的冬眠却是个很复杂的问题，人类在长时间冬眠状态下会出现肌肉组织会萎缩，患骨质疏松等问题，也会因为尿液无法排除而中毒。然而我们也许可以在短时间内实现这种状态。植物人长时间沉睡，生活无法自理，但通过外界的护理，他就能一直维持生命。而如果冷冻舱能提供对身体的护理，譬如提供生存必须的营养素，尿管排泄尿液，甚至是自主按摩肌肉，那么我们在一段时间内是可以保持这种深度睡眠状态的。这样就大大减少了航行时间上的不适感觉。实际上飞船进入太空中的大部分时间都是由计算机导航的，并不需要人为控制。当然一定时间的深度睡眠也会对人体生理和心理造成影响，这就得靠更多的研究实验来发现和解决了。

探讨了这么多，可以发现，土星之旅是有可能的。目前的环境下，我们可以发射一艘太空飞船，携带姿态控制和变轨所需要的一定的燃料，携带足够的补给和食物，定期锻炼以克服在制造出大型离心机之前的微重力环境对人体的影响，用大量的工作学习娱乐用来消磨长时间航程的疲惫或者是多次的短时间休眠状态。然后沿着“卡西尼”号的航程，先飞向金星，利用金星引力飞向太阳，绕太阳一圈之后再次利用金星引力加速，然后依次利用地球、木星的引力加速飞向土星。然后到达目的地，也许那时我们会向瓦利一样轻抚土星环中的奇妙物质，感受这个宇宙的奇妙和伟大。

（为保证读者在阅读上的畅快感，本文发帖时稍有语句上的些许调整，但尽量保持了原风貌。）

文字编辑：小庄

图片出处：edhiker

童亚文

本文作者：科学松鼠会<h3><a rel="attachment wp-att-32895" href="http://songshuhui.net/archives/32894.html/saturn"><img class="alignleft size-medium wp-image-32895" title="Saturn" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/01/Saturn-300x152.jpg" alt="Saturn" width="300" height="152" /></a>第五期征文作品赏析（一）</h3> 作者：童亚文三等奖作品评分并列第八名 土星是太阳系中距离太阳第六近的行星，是太阳系中最美妙的行星之一。最令人叹服的是它那美丽而又神奇的光环。每一个看过土星照片的人，都会为宇宙中存在着这样壮观的景色而动容。然而我们却从来没有真正了解和近距离观赏过这些美妙的土星环。据推测，这些土星环有可能含有大量的水份，可能由冰球构成，也可能在某些情况下带有静电，这些物质存在，在阳光的照耀下会显得更加的神奇。 没有人不想去看看它吧？可是，土星距离地球可有12到16亿公里的距离，怎么才能过去呢？也许该咨询一下好莱坞的那些导演们，他们为人类的未来发明了诸多的旅行工具和方式。 《星际迷航》中出现的革命性的转移方式——瞬间转移，只需要一个按钮就能把人传输到遥远的地方。很神奇吧。如此从地球到土星只需要短短的一瞬间而已。不过它有很多基本的东西我们尚未了解。这套传输系统既没有传输机构，也没有重组系统。没有经过一个系统，爆炸般的出现在另一个空间中，这项科技好像缺乏一个有利的理论体系。我们假设，可以通过某样系统把物体分解，然后重组，并保证重组之后的结构体系于原始结构相一致，那么即使距离再短，我们也需要一个传输机构。简单的想想吧，用电话把声音转化为声波，形成电流，然后通过线路传输，然后再重新转化，即使是其他的东西，对于空间的转移都需要一个通道或者是载体，然而在电影中，显然忽略了这个载体。另外它还没有考虑到有机物的分解和重组对其本身造成的伤害。而且倘若它真如电话机那么工作的话，那么还得在土星上面安装一个接收系统，这样的话，我们还是得提前到土星去，那么这项技术对初次土星之旅就毫无价值了。 宇宙中速度最快的物质——光，可以达到每秒30万公里的速度，它从地球到土星只需要短短的84分钟。好莱坞的剧作家们从来就没有忘记过制造一个飞行器来和它比速度。那么超光速飞行器对于到达土星来说可谓是最快速的飞行工具了。当然，我们得先了解它才能创造它。不管是什么飞行器，它都需要一个功率强劲的引擎，而在超光速飞行器上面，这个引擎就得更不一般，量子滑流引擎又或者是曲数引擎。这些东西连名字都显得那么专业复杂以现有的科技和认识水平来说，想要实现还是很成问题的。按照这些飞行器的最高速度，飞出太阳系仅需数秒而已，更何况距离仅16亿公里的土星而已。然而很有可能我辈是没福享受这样发达的科研成果的。 好莱坞大师为我们传造了一系列让人折服的技术，却又制造了一大批问题来让我们去疑惑。大多数超光速飞行器只需要一个10秒的倒计时就到达了超过光速的速度，然而对人体却没有伤害，似乎人体的结构强度大大提升。然而普通人体能够承受的过载只有3G而已，航天员在短时间内也只能够承受9～10G的过载，这已经是人体能够承受的极限了。大家都有过这样的经历，当汽车开始加速时会被向后压到座椅上，加速度越快，这个过载就越大。相比之下，航母弹射器在2秒的时间内，将20吨重的飞机加速到300KM的时速，此时飞行员将承受约3G的过载，而在极短的时间内加速到光速，显然远远超过了这个值，恐怕到时人体都成了肉浆了吧。同样，从光速减至普通巡航速度的负过载也是巨大的。另外诸如超光速飞行中的雷达导航问题，航线设定问题，以及可能引发的其他物理变化都是目前难以预料的。 事实上，很多经典的科幻大片会选择直接使用外来高等智能生物制造的科技系统来完成他们的超远距离旅行。在《超时空接触》中就看到了人类利用来自遥远的织女星系传来的设计蓝图，制作了一台能连接并利用虫洞，来实现星际传送的机器。或许我们也可以向外来智慧生物要一套设计图。得了吧，也许还该花上26光年向织女星打个电话，然后在等待26光年听这个电话，同时希望他们不要把这个机器的设计蓝图忘记附在了附件里面。当然，或许我们思考的方法有些错误，重要的不是去寻找一个拥有高技术科技的文明，而是要考虑一下是否有能力创造出一个能够连接其他空间的虫洞。当然，这个虫洞理想的出口最好在土星，不过要是能够去欣赏织女星的奇妙也未尝不可？虫洞——这个传奇的理论源于伟大的物理大师爱因斯坦，简单而言，它是连接2点之间的一个“管子”，这个“管子”可以提过超过已知空间中三维体系中的最短距离的途径到达目的地。早期研究认为，虫洞引力过大，会毁灭进入其中的一切东西，但是随着研究的深入，对“负质量”的认识，认为我们可以通过“负质量”来中和虫洞的强力场，从而使我们能够比较安全的进入虫洞。 那么怎么去建立或打开一条虫洞呢？有说法认为应该制造一个黑洞。黑洞是一个具有强大力场的时空，它的引力场使得光线都无法逃走，以致于形成了黑暗的空间，从而得名。黑洞本身的形成是由于大型恒星的引力坍塌造成的。根据史瓦西半径，制造一个直径1厘米的黑洞，就需要地球这样质量的星体的引力坍塌。显而易见，我们无法轰掉自己的星球去到别的星球旅行，也无法证实即使成功制造了一个黑洞，它是否牵连着虫洞，接下来就会产生更多的疑问需要解决。 不管是史瓦西、爱因斯坦还是霍金，还是广大的天体物理学家，他们对虫洞、黑洞以及相关宇宙学科的认识都还非常的有限，但是他们目前提供的假说和推断，都大大丰富了这些宇宙现象带给我们能够进行星际航行的遐想。当然，想要真正利用这些宇宙力量，我们还需要走很长的路。然而，认识和学习是永远是无尽的。我们无法预计未来的科学发展的深度、广度与速度。有些不可能的也许会变成可能的，只是这些都离我们的时代还太遥远了。 如此多的科幻大师给带来了丰富的星际旅行工具，可是我们都无法享用，看来“土星计划”就要失败了。也许我们太好高骛远了。给织女星打个电话需要26光年（2.46 × 10<14>公里），而到土星只需要16亿公里。相比之下， 16亿公里却是个如此近的距离。也许当前的科技就可以完成这段旅程。 人类有史以来亲历的最远地方，是距离地球大约38万公里的月球，1969年7月20日，阿波罗11号完成了人类的首次登月。实际上，目前的科技条件下，我们有能力将宇航员送往距离比较近的星球，当然土星也应该不在话下。虽然目前尚没有人类在土星登陆，但是在1997年10月15日发射的“卡西尼”号探测器已于2004年7月1日顺利进入土星轨道，开始了土星之旅。其实我们也可以沿着“卡西尼”号的旅程到达土星。 “卡西尼”号探测器经过了约6年8个月的旅程才到达了土星。飞行了约35亿公里的路程。而根据了解，实际的直线距离约为16亿公里，而“卡西尼”号飞行了多于一倍的路程才到达，为什么呢？其实这是目前所有探测器都会遇到的一个问题——燃料。倘若笔直的飞向土星，我们需要携带大量的燃料，携带大量的燃料又会对飞船、探测器的结构布局造成影响，同时载重火箭的发射吨位也得巨增，从而引发更多的技术问题。当然，“卡西尼”号是无人探测器，它的技术设计，不需要考虑人类的生理心理问题。即便时间长一些，在技术条件有限的情况下也是可以接受的。但是我们的“土星特快”如果在旅程上花上太多的时间，乘客可是会投诉的。也就是说，我们目前需要介绍一个选择，等待技术成熟，发射直接飞往土星的飞船，还是发射飞船，让我们在微重力下，忍受6年8个月的旅程。那么我们有没有一些折中方案呢。 长期呆在太空中，宇航员很容易因为骨质疏松形成骨质脆弱。肌肉组织的密度也会发生变化。引起这些变化的主要原因是太空的微重力环境。因此，要根本的改善这些问题的发生，就必须要在我们的飞船中制造与地球同样的引力。事实上，在我们观看过的绝大多数星际航行的电影中，基本上所有的太空飞船中都产生了重力，遗憾的是，好莱坞的大师们认为在那样的科技体系中制造重力太小儿科了，从来都没有说清楚过怎样去制造重力，哪怕是制造重力的机器我们都没有见过。恒定产生重力，也有一定的负面影响。太空飞船中有数量众多的开关控制器，由于恒定重力，我们无法踩在开关上，也不方面把开卡布置在头顶上。而微重力的条件下，人们随意的转身，操作360*360度空间范围内的控制器。好在有些大师们也遇到了跟我们同样的问题。在《火星任务》中，飞往火星的飞船上，安装了一套旋转系统，以产生离心力。航天员就可以在这种人造重力的环境中生活工作，以便大大减轻了微重力环境的影响。其实，在目前的航天领域早有专家提出了安装大型离心机的设想，并形成了一定的理论基础，只是目前我们还不能实现它的科技转化。但是未来的发展确实非常有价值的。 考虑到6年8个月的远航时间上实在太长了，这会大大减少飞行的体验和乐趣，有什么办法可以解决呢？那些无法进行超光速的飞船解答了这一问题。《异形》系列中，飞船从一个星球到达另一个星球要经过长时间的飞行，而这种飞行过程对船员来说毫无意义，在此过程中，成员们会进入冷冻舱，进入深度睡眠状态。这个冷冻舱相当于一个使人类冬眠的器皿，不同的是，动物们冬眠是靠减缓机体内的新陈代谢，控制体温，已达到长时间生存，用来度过严寒的冬天。解决人类长时间深度睡眠状态或者说是人类的冬眠却是个很复杂的问题，人类在长时间冬眠状态下会出现肌肉组织会萎缩，患骨质疏松等问题，也会因为尿液无法排除而中毒。然而我们也许可以在短时间内实现这种状态。植物人长时间沉睡，生活无法自理，但通过外界的护理，他就能一直维持生命。而如果冷冻舱能提供对身体的护理，譬如提供生存必须的营养素，尿管排泄尿液，甚至是自主按摩肌肉，那么我们在一段时间内是可以保持这种深度睡眠状态的。这样就大大减少了航行时间上的不适感觉。实际上飞船进入太空中的大部分时间都是由计算机导航的，并不需要人为控制。当然一定时间的深度睡眠也会对人体生理和心理造成影响，这就得靠更多的研究实验来发现和解决了。 探讨了这么多，可以发现，土星之旅是有可能的。目前的环境下，我们可以发射一艘太空飞船，携带姿态控制和变轨所需要的一定的燃料，携带足够的补给和食物，定期锻炼以克服在制造出大型离心机之前的微重力环境对人体的影响，用大量的工作学习娱乐用来消磨长时间航程的疲惫或者是多次的短时间休眠状态。然后沿着“卡西尼”号的航程，先飞向金星，利用金星引力飞向太阳，绕太阳一圈之后再次利用金星引力加速，然后依次利用地球、木星的引力加速飞向土星。然后到达目的地，也许那时我们会向瓦利一样轻抚土星环中的奇妙物质，感受这个宇宙的奇妙和伟大。 （为保证读者在阅读上的畅快感，本文发帖时稍有语句上的些许调整，但尽量保持了原风貌。） 文字编辑：小庄 图片出处：<a title="到 edhiker 所有相片的連結" href="http://www.flickr.com/photos/edhiker/372964722/">edhiker</a> <div id="_mcePaste" style="overflow: hidden; position: absolute; left: -10000px; top: 0px; width: 1px; height: 1px;"> <table style="border-collapse: collapse; width: 92pt;" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" width="122"> <col style="width: 92pt;" width="122"></col> <tbody> <tr style="height: 14.25pt;" height="19"> <td class="xl66" style="height: 14.25pt; width: 92pt;" width="122" height="19">童亚文</td> </tr> </tbody> </table> </div>

【游戏组】异尘，余生(一)

"战争，战争永不改变。
罗马人为夺取财富和奴隶让鲜血洒遍了地中海沿岸；
西班牙人凭借对黄金和疆土的欲望建起了一个帝国；
希特勒把满目疮痍的德国塑造成了一支可怕的力量；
可是战争永不改变。因为这是人性道路的必然结局。每一个人都相信胜利，每一个人都无比乐观。正是这种可怕的乐观，一边促成了文明的诞生，一边把所有人驱赶进不断加剧直至毁灭的冲突之中。是开始，也是终结。
世界末日的来临和我们预言的没有多少差异：太多的人，太少的资源。细节已经无关紧要；原因纯粹起自于人。向来如此。
人类之手点燃的原子火花燎尽了原野。群星从天空中掷下烈火的长矛，焰如雨下。大陆被炽炎吞噬，落入沸腾的海水之中。我们的灵魂融入了背景辐射里，覆满大地。寂静的黑暗笼罩整个星球，年复一年。
然而这并非人类历史的最后一页，而只不过是又一部血腥篇章的序幕而已。那些在地下掩蔽所里的人正在等待冬天的结束，那些在地面上幸存的生命正在学习世界的新规则。从旧世界的废墟上，从核毁灭的灰烬中，新的村庄、新的部落、新的社会形态、新的文明体系正在挣扎着爬起，重拾旧日的怨毒或者铸造全新的仇恨。虽然人类已经成功地毁灭了一个世界——可是战争，战争永不改变。”

不知道还有多少人记得一个叫做“黑岛工作室”（Black Isle Studios, 1996-2003）的游戏制作组。它只存在了八年的时间，可是它把RPG游戏的艺术性和内蕴推到了一个难以企及的高峰。《辐射》，《异域镇魂曲》，《博德之门》，《冰风谷》，这四个名字中的任意一个都足以让黑岛名垂青史了。这篇文章我们只讲辐射；这也是唯一一个在黑岛死后依然留存的系列。

[黑岛的Logo。看到下面那个Interplay了吗？这是黑岛的上司。对这个组织切齿痛恨的玩家有木有！]

Fallout系列游戏的世界背景是2077年核战争毁灭世界之后。但是很多老玩家也不知道的一件事是，这个世界并不是设定在我们的未来。辐射的宇宙早在二战结束之后就和我们分道扬镳了，史称The Divergence。在那个世界里，不但历史不同，科学技术发展情形不同，甚至物理与生物定律也与我们的世界不同。实际上，辐射的世界反映了50年代美国媒体与通俗读物对未来的想象，借用郑军老师的说法，这属于“虚拟科技史”；笔者给它瞎起了个名字叫“原子朋克”。这个世界像影子一样，处处映照着我们的现实，却也有许多地方和我们不同。

A代表原子

"看啊，他携着云朵到来了！每一双眼睛都要在他的荣耀中失明，每一双耳朵都要听到他雷霆般的声音而失聪！"
——Confessor Cromwell, “原子儿女”教会领袖，2277

既然说是原子朋克，当然离不开原子能了。在辐射的世界里，由于化石燃料耗竭，除了少量的水电（如胡佛水坝）、太阳能（如Helios One）、地热能（如13号掩蔽所）之外，核能基本上成为了所有其它能量的来源。不过，在现实社会中发生在电子产品上的微型化进程，在辐射的世界里却发生在了核反应堆上，让核能成为足以取代内燃机和涡轮机的动力源。一个容纳几千人的掩蔽所就可以有自己独立的核电站，一辆汽车可以有单独的核能发动机，甚至连一支高斯步枪都能用微型核电池作为能源，打出它致命的2mm EC子弹。

[Gecko city的核反应堆，这是战前留下的遗物。游戏中这个核电厂出现了故障，你可以简单地修复，或者如果你足够熟悉战前科技，也可以进一步优化，让它的效率大大提高。然而如果你做了优化，会导致这个核电厂变成重要的战略目标，原先和平居住在这里的居民们也将被附近的强权势力Vault city强行赶走。好心帮忙却导致悲惨的结局，废土的现实就是这么残酷。]

但是这一切在我们的世界中却是不可能的。原因很简单，核能的基本原理不允许。

原子核自发衰变，或者遭到其它粒子击打而裂变时，都会放出热量；核电站的基本原理就是把这些热量用水流带走，转化成水蒸气，推动蒸汽轮机发电。从这一点上讲，核电站和其它传统火电站并无本质区别。但是只靠放射性物质自然衰变，效率太低。皮埃尔·居里的实验是，一块镭的放射性能在一小时之内融化同等质量的一块冰，这虽然也挺了不起了，但用来当热能发电机还差些火候啊。

自发衰变目前只有一种可行的使用方式：核电池。我们可以用各种热电转化元件把热量转变成电流，也可以直接利用核反应释放出来的带电粒子制造电流。然而，自发衰变是完全不可控制的，所以电源的能量输出也不能做到收放自如。我们的世界中，一枚核电池会稳定地在几十年里走完它的生命历程，不管电池有没有插在电池槽里。反过来说，就算电池的能量密度再高，平均到几十年的尺度之下，它的瞬时功率也很低。这样的电池很适合那些需要常年稳定不间断、但是功率又很低的电源需求，比如给人造卫星和外太空探测器上的电脑供电。可是用这样的电源来开车、发射子弹、供应能量装甲的运行？太难了。更何况，既然核电池的供电和使用与否无关，那么两百年过去之后，所有战前生产的核电池就都应该早已报废了；而玩家手中的激光步枪也不会出现“打一枪消耗一颗能量电池”的情景。所以我们可以认为，自发衰变并不能支持废土上的军事和经济。

[我们世界中的一种核电池。确实很小巧，可惜这枚电池的功率仅仅能驱动心脏起搏器这样的小器件，功率仅在毫瓦级别；比起锂离子电池也缺乏优势。NASA在太空任务中曾经使用过大型核电池，总重56公斤，可以稳定输出276瓦的功率达11年之久——作为空间站电脑的电源是够了，但是一般汽车的功率都是它的两百倍以上。]

还好我们有裂变：一个U235原子被中子轰击时不但自己裂开放热，还能再放出平均2.4个中子。如果我们让大量U235集中在一起，每一个新中子都能找到下家，最后指数增长的结果就是核弹。如果让U235分散开来，设法保证平均每裂变一次只有一个中子能撞击到另一个U235，而其它中子要么飞走要么被别的原子吸收，让核反应稳定地、平缓地持续下去，就是核反应堆了。

[Vault 34的核反应堆，因被水淹没而部分失灵。Vault（避难所）是辐射世界的重要组成部分，但它们其实并非给人民制造的核战避难所，而是美国政府暗中进行的社会学实验，试图检验一个特定人群在全封闭的特殊环境下会演变出怎样的社会结构和群体心理。Vault34可容纳两千人，里面的军火库装满了从手枪到火箭筒的各种先进武器，弹药充足，而且不上锁。]

辐射的世界里，那些小型核能源无疑都是稳定的核反应堆。可是真正的核反应堆要想运行起来，绝不是把一堆核燃料扔到一块就能成的，还需要很多其它条件。

首先要确保新中子确实能被U235吸收。中子不带电荷，穿透力相当强，要足够“厚”的核燃料聚在一起才能保证核反应的持续；一个正常的核电站反应堆需要起码几十吨低浓度核燃料，而原子弹里极高纯度的U235也需要一千克左右才能炸得起来。而且新产生的中子速度太快了，不容易被原子核捕获，需要用水或者是石墨作为”减速剂“，让它们的速度慢下来。切尔诺贝利核电站事故的一个重要因素是爆炸后周围的石墨减速剂燃起了大火，把泄露的核燃料烧上了天，所以引发了周边地区的大规模恐慌（即便如此，也不过导致俄罗斯乌克兰地区在接下来十多年里发生了六千例甲状腺癌，而甲状腺癌大概是最不危险也最容易治疗的癌症了，发现早的话治愈率可达百分之百，总体的五年存活率也可达80%-90%。）现在世界上大部分反应堆都是使用水作为减速剂，包括福岛的反应堆，因此不可能出现切尔诺贝利那么大的影响范围。

其次就是控制中子不要太多。把一堆足够驱动核电站的核燃料堆在一起，不管不问的话，它们的中子再生率将会大于1，因此链式反应将会慢慢地变快，最后把核燃料熔化成一团高温液体，四处流动，同时释放出各种裂变产物和放射线；当然，因为纯度太低，中子损耗太多，在离原子弹的温度还很远的时候，燃料就会耗尽了。这个可以算是福岛核电站的最坏场景了吧。现实中我们的办法是加入”控制棒“，这些控制棒很容易吸收中子，但自身不会发生核反应，用它们来控制中子的数量，防止反应过快冷却系统跟不上。只是控制棒虽然可以阻断裂变，却不能阻止上面提到的缓慢的自发衰变，福岛遇到的问题就是因为冷却系统彻底报废，光是自发衰变就有可能让温度升得很高了。

[物理学家Ralph Lapp在1971年提出，高温的核燃料一旦熔化，可能会进而熔化下面的岩石，陷入地中。他开玩笑地说，没准这些核燃料会一路熔穿地球，最后会直达美国对面的中国(老大你有没有学过地理啊……)，并将这个场景命名为“中国综合征”。1979年3月16日，著名影星简·方达主演的电影《中国综合征》上映，片中一位物理学家说，一旦出现最坏情况，会有一个宾夕法尼亚州那么大的地方无法居住；结果12天之后，恰恰位于宾州的三里岛核电站就发生了5级核事故。于是中国综合征这个名词深入美国民心。这才叫躺着中枪啊。]

最后当然还有其它的外围设施：安全保护层，冷却系统，蒸气涡轮发电机，等等。当然，对于一个敢于把锶90加到可乐里（Nuka-Cola Quantum）的世界来说，大概一切保护都是浮云……而且他们还有处理核辐射的特效药Radaway 和Rad-X，而我们的世界里只有碘片能部分地模拟Rad-X的功能。

可是，辐射里设定一颗小型能量电池（SEC）的重量只有0.078磅（约35克），而200个SEC就能让二代里那辆克莱斯勒在废土跑上几十天，如此高的效率除了核能无人能及，但35克的电池又是怎么装下一个核反应堆这么多设施的呢……

[1代和2代中SEC的样子。]

好吧，看官要说，我们还有微型核融合电池（MFC）嘛。（Fusion理应翻译成核聚变，但因为辐射最早汉化是繁体版，所以玩家之间通用的是台湾译法“核融合”。）不过可控核聚变的难度更大，因为核聚变要求两个原子核直接相撞，而原子核是带正电的，这比用中性的中子去撞原子核的难度大得多。现实中的氢弹是先引爆一颗小原子弹，用它产生的高温高压来促成核聚变的诞生，显然这一招不能用来民用发电。目前尝试可控核聚变的思路是用外界力量（磁场或者激光）把原子核控制在一个小范围内，推到一起去，问题是按现在的技术，聚变产生的能量大多数时候还不如推到一起所花的能量多……核聚变研究中一般用字母Q代表输出能量和维持等离子体稳定花费的能量之间的比值，目前世界纪录保持者是日本的JT-60，它的理论Q值达到了1.25。然而一个反应堆整体要到Q=5才算收支平衡，到Q=20左右才算成为一个合格的核电站；任重道远。对比一下，辐射世界2060年陷入全面石油危机，2066年就开发出了聚变电池的原型机，到2077年大战时自重仅45克的量产机型MFC已经能配发给一般的保安机器人，效率实在不是一般的高啊。

[三代中的MFC。电池上标记的额定输出电压是1040伏直流电，妈呀。]

最后当然还有《辐射·新维加斯》中隆重登场的微聚变增殖电池（Microfusion Breeder Cell）。这个名字显然来自现实中的裂变增殖堆。自然界的铀矿石几乎绝大部分是铀238，这些铀无法作为核燃料使用，正常情况下都浪费掉了（以前还可以用来强化钢材制造贫铀弹和贫铀装甲，现在也很少了）。但是控制条件的话可以让一部分铀238在反应堆中转化为钚239，把这些钚提纯出来又可以作为核燃料使用，于是燃料一定程度上是越用越多了，故名“增殖反应堆”。这次福岛三号堆使用的MOX混合燃料，就是法国的增殖反应堆生产出来的。由于铀的储量有限，使用MOX燃料是大势所趋。当然游戏里的聚变反应堆是怎么个增殖法，又是怎么塞进总重不过7磅的充能手枪里，就没人知道了……大概得去问英克雷或者宅先生（Mr. House）吧。

[A is for Atom（原子传奇），1953年由通用电气公司制作的宣传动画，全长14分钟。片尾巨人幻化成原子模型的场景至今依然震撼。]

写到这里，身为死硬科幻宅的笔者不禁开始扼腕叹息自己生错了世界。想想五六十年代，通用电气拍摄动画片“原子传奇（A is for Atom）”、DC漫画推出超级英雄“原子队长（Captain Atom）”，那个时代的人们对于原子能的和平利用是多么乐观啊，而他们所幻想的世界无疑就是辐射的背景世界观（也许核大战除外——又也许不是，别忘了《莱伯维茨的赞歌》）。可惜，现实中的科学总是没有那么神奇，而一旦大众意识到这一点，就很容易觉得受欺骗、进而对科学失去信任。对进步理想的过度透支导致理想本身破产，这样的场景已经无数次上演了。然而，很多时候这并不是理想本身的错误。当我们终于意识到，对某一理想的无限推崇其实是一个迷梦的时候，也许抛弃幻觉、冷静思考，反而能最大程度地逼近理想描绘的世界本身。

[下集预告：《僵尸，巨鼠，变种人》]

本文作者：Ent<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/album_pic.jpg"><img class="alignnone size-full wp-image-54063" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/album_pic.jpg" alt="" width="600" height="358" /></a> "战争，战争永不改变。 罗马人为夺取财富和奴隶让鲜血洒遍了地中海沿岸； 西班牙人凭借对黄金和疆土的欲望建起了一个帝国； 希特勒把满目疮痍的德国塑造成了一支可怕的力量； 可是战争永不改变。因为这是人性道路的必然结局。每一个人都相信胜利，每一个人都无比乐观。正是这种可怕的乐观，一边促成了文明的诞生，一边把所有人驱赶进不断加剧直至毁灭的冲突之中。是开始，也是终结。 世界末日的来临和我们预言的没有多少差异：太多的人，太少的资源。细节已经无关紧要；原因纯粹起自于人。向来如此。 人类之手点燃的原子火花燎尽了原野。群星从天空中掷下烈火的长矛，焰如雨下。大陆被炽炎吞噬，落入沸腾的海水之中。我们的灵魂融入了背景辐射里，覆满大地。寂静的黑暗笼罩整个星球，年复一年。 然而这并非人类历史的最后一页，而只不过是又一部血腥篇章的序幕而已。那些在地下掩蔽所里的人正在等待冬天的结束，那些在地面上幸存的生命正在学习世界的新规则。从旧世界的废墟上，从核毁灭的灰烬中，新的村庄、新的部落、新的社会形态、新的文明体系正在挣扎着爬起，重拾旧日的怨毒或者铸造全新的仇恨。虽然人类已经成功地毁灭了一个世界——可是战争，战争永不改变。” <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/album_pic_副本.jpg"><img class="size-full wp-image-54064 " src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/album_pic_副本.jpg" alt="" width="0" height="0" /></a> - 不知道还有多少人记得一个叫做“黑岛工作室”（Black Isle Studios, 1996-2003）的游戏制作组。它只存在了八年的时间，可是它把RPG游戏的艺术性和内蕴推到了一个难以企及的高峰。《辐射》，《异域镇魂曲》，《博德之门》，《冰风谷》，这四个名字中的任意一个都足以让黑岛名垂青史了。这篇文章我们只讲辐射；这也是唯一一个在黑岛死后依然留存的系列。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1104/1104230845f1b6dace720216fd.png" alt="" width="181" height="314" /> [黑岛的Logo。看到下面那个Interplay了吗？这是黑岛的上司。对这个组织切齿痛恨的玩家有木有！] Fallout系列游戏的世界背景是2077年核战争毁灭世界之后。但是很多老玩家也不知道的一件事是，这个世界并不是设定在我们的未来。辐射的宇宙早在二战结束之后就和我们分道扬镳了，史称The Divergence。在那个世界里，不但历史不同，科学技术发展情形不同，甚至物理与生物定律也与我们的世界不同。实际上，辐射的世界反映了50年代美国媒体与通俗读物对未来的想象，借用郑军老师的说法，这属于“虚拟科技史”；笔者给它瞎起了个名字叫“原子朋克”。这个世界像影子一样，处处映照着我们的现实，却也有许多地方和我们不同。 <h1>A代表原子</h1> "看啊，他携着云朵到来了！每一双眼睛都要在他的荣耀中失明，每一双耳朵都要听到他雷霆般的声音而失聪！" ——Confessor Cromwell, “原子儿女”教会领袖，2277 既然说是原子朋克，当然离不开原子能了。在辐射的世界里，由于化石燃料耗竭，除了少量的水电（如胡佛水坝）、太阳能（如Helios One）、地热能（如13号掩蔽所）之外，核能基本上成为了所有其它能量的来源。不过，在现实社会中发生在电子产品上的微型化进程，在辐射的世界里却发生在了核反应堆上，让核能成为足以取代内燃机和涡轮机的动力源。一个容纳几千人的掩蔽所就可以有自己独立的核电站，一辆汽车可以有单独的核能发动机，甚至连一支高斯步枪都能用微型核电池作为能源，打出它致命的2mm EC子弹。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1104/1104230846d75017857b4e6d93.jpg" alt="" width="640" height="480" /> [Gecko city的核反应堆，这是战前留下的遗物。游戏中这个核电厂出现了故障，你可以简单地修复，或者如果你足够熟悉战前科技，也可以进一步优化，让它的效率大大提高。然而如果你做了优化，会导致这个核电厂变成重要的战略目标，原先和平居住在这里的居民们也将被附近的强权势力Vault city强行赶走。好心帮忙却导致悲惨的结局，废土的现实就是这么残酷。] 但是这一切在我们的世界中却是不可能的。原因很简单，核能的基本原理不允许。 原子核自发衰变，或者遭到其它粒子击打而裂变时，都会放出热量；核电站的基本原理就是把这些热量用水流带走，转化成水蒸气，推动蒸汽轮机发电。从这一点上讲，核电站和其它传统火电站并无本质区别。但是只靠放射性物质自然衰变，效率太低。皮埃尔·居里的实验是，一块镭的放射性能在一小时之内融化同等质量的一块冰，这虽然也挺了不起了，但用来当热能发电机还差些火候啊。 自发衰变目前只有一种可行的使用方式：核电池。我们可以用各种热电转化元件把热量转变成电流，也可以直接利用核反应释放出来的带电粒子制造电流。然而，自发衰变是完全不可控制的，所以电源的能量输出也不能做到收放自如。我们的世界中，一枚核电池会稳定地在几十年里走完它的生命历程，不管电池有没有插在电池槽里。反过来说，就算电池的能量密度再高，平均到几十年的尺度之下，它的瞬时功率也很低。这样的电池很适合那些需要常年稳定不间断、但是功率又很低的电源需求，比如给人造卫星和外太空探测器上的电脑供电。可是用这样的电源来开车、发射子弹、供应能量装甲的运行？太难了。更何况，既然核电池的供电和使用与否无关，那么两百年过去之后，所有战前生产的核电池就都应该早已报废了；而玩家手中的激光步枪也不会出现“打一枪消耗一颗能量电池”的情景。所以我们可以认为，自发衰变并不能支持废土上的军事和经济。 <img class="alignnone" src="http://www.boingboing.net/images/_news_stories_2009_nuclear-battery-outstanding-at-conference_images_microbattery-edit_lg.jpg" alt="" width="364" height="240" /> [我们世界中的一种核电池。确实很小巧，可惜这枚电池的功率仅仅能驱动心脏起搏器这样的小器件，功率仅在毫瓦级别；比起锂离子电池也缺乏优势。NASA在太空任务中曾经使用过大型核电池，总重56公斤，可以稳定输出276瓦的功率达11年之久——作为空间站电脑的电源是够了，但是一般汽车的功率都是它的两百倍以上。] 还好我们有裂变：一个U235原子被中子轰击时不但自己裂开放热，还能再放出平均2.4个中子。如果我们让大量U235集中在一起，每一个新中子都能找到下家，最后指数增长的结果就是核弹。如果让U235分散开来，设法保证平均每裂变一次只有一个中子能撞击到另一个U235，而其它中子要么飞走要么被别的原子吸收，让核反应稳定地、平缓地持续下去，就是核反应堆了。 <img class="alignnone" src="http://images.wikia.com/fallout/images/a/a5/Vault_34_reactor.jpg" alt="" width="540" height="405" /> [Vault 34的核反应堆，因被水淹没而部分失灵。Vault（避难所）是辐射世界的重要组成部分，但它们其实并非给人民制造的核战避难所，而是美国政府暗中进行的社会学实验，试图检验一个特定人群在全封闭的特殊环境下会演变出怎样的社会结构和群体心理。Vault34可容纳两千人，里面的军火库装满了从手枪到火箭筒的各种先进武器，弹药充足，而且不上锁。] 辐射的世界里，那些小型核能源无疑都是稳定的核反应堆。可是真正的核反应堆要想运行起来，绝不是把一堆核燃料扔到一块就能成的，还需要很多其它条件。 首先要确保新中子确实能被U235吸收。中子不带电荷，穿透力相当强，要足够“厚”的核燃料聚在一起才能保证核反应的持续；一个正常的核电站反应堆需要起码几十吨低浓度核燃料，而原子弹里极高纯度的U235也需要一千克左右才能炸得起来。而且新产生的中子速度太快了，不容易被原子核捕获，需要用水或者是石墨作为”减速剂“，让它们的速度慢下来。切尔诺贝利核电站事故的一个重要因素是爆炸后周围的石墨减速剂燃起了大火，把泄露的核燃料烧上了天，所以引发了周边地区的大规模恐慌（即便如此，也不过导致俄罗斯乌克兰地区在接下来十多年里发生了六千例甲状腺癌，而甲状腺癌大概是最不危险也最容易治疗的癌症了，发现早的话治愈率可达百分之百，总体的五年存活率也可达80%-90%。）现在世界上大部分反应堆都是使用水作为减速剂，包括福岛的反应堆，因此不可能出现切尔诺贝利那么大的影响范围。 其次就是控制中子不要太多。把一堆足够驱动核电站的核燃料堆在一起，不管不问的话，它们的中子再生率将会大于1，因此链式反应将会慢慢地变快，最后把核燃料熔化成一团高温液体，四处流动，同时释放出各种裂变产物和放射线；当然，因为纯度太低，中子损耗太多，在离原子弹的温度还很远的时候，燃料就会耗尽了。这个可以算是福岛核电站的最坏场景了吧。现实中我们的办法是加入”控制棒“，这些控制棒很容易吸收中子，但自身不会发生核反应，用它们来控制中子的数量，防止反应过快冷却系统跟不上。只是控制棒虽然可以阻断裂变，却不能阻止上面提到的缓慢的自发衰变，福岛遇到的问题就是因为冷却系统彻底报废，光是自发衰变就有可能让温度升得很高了。 <img class="alignnone" src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/a/a5/China_syndrome.jpg" alt="" width="295" height="445" /> [物理学家<a title="Ralph Lapp" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Ralph_Lapp">Ralph Lapp</a>在1971年提出，高温的核燃料一旦熔化，可能会进而熔化下面的岩石，陷入地中。他开玩笑地说，没准这些核燃料会一路熔穿地球，最后会直达美国对面的中国(老大你有没有学过地理啊……)，并将这个场景命名为“中国综合征”。1979年3月16日，著名影星简·方达主演的电影《中国综合征》上映，片中一位物理学家说，一旦出现最坏情况，会有一个宾夕法尼亚州那么大的地方无法居住；结果12天之后，恰恰位于宾州的三里岛核电站就发生了5级核事故。于是中国综合征这个名词深入美国民心。这才叫躺着中枪啊。] 最后当然还有其它的外围设施：安全保护层，冷却系统，蒸气涡轮发电机，等等。当然，对于一个敢于把锶90加到可乐里（Nuka-Cola Quantum）的世界来说，大概一切保护都是浮云……而且他们还有处理核辐射的特效药Radaway 和Rad-X，而我们的世界里只有碘片能部分地模拟Rad-X的功能。 可是，辐射里设定一颗小型能量电池（SEC）的重量只有0.078磅（约35克），而200个SEC就能让二代里那辆克莱斯勒在废土跑上几十天，如此高的效率除了核能无人能及，但35克的电池又是怎么装下一个核反应堆这么多设施的呢…… <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1104/11042308499fb44f9d8d2fa91b.bmp" alt="" width="166" height="66" /> [1代和2代中SEC的样子。] 好吧，看官要说，我们还有微型核融合电池（MFC）嘛。（Fusion理应翻译成核聚变，但因为辐射最早汉化是繁体版，所以玩家之间通用的是台湾译法“核融合”。）不过可控核聚变的难度更大，因为核聚变要求两个原子核直接相撞，而原子核是带正电的，这比用中性的中子去撞原子核的难度大得多。现实中的氢弹是先引爆一颗小原子弹，用它产生的高温高压来促成核聚变的诞生，显然这一招不能用来民用发电。目前尝试可控核聚变的思路是用外界力量（磁场或者激光）把原子核控制在一个小范围内，推到一起去，问题是按现在的技术，聚变产生的能量大多数时候还不如推到一起所花的能量多……核聚变研究中一般用字母Q代表输出能量和维持等离子体稳定花费的能量之间的比值，目前世界纪录保持者是日本的JT-60，它的理论Q值达到了1.25。然而一个反应堆整体要到Q=5才算收支平衡，到Q=20左右才算成为一个合格的核电站；任重道远。对比一下，辐射世界2060年陷入全面石油危机，2066年就开发出了聚变电池的原型机，到2077年大战时自重仅45克的量产机型MFC已经能配发给一般的保安机器人，效率实在不是一般的高啊。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/Fo3_MF_Cell.png"><img class="alignnone size-full wp-image-54066" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/Fo3_MF_Cell.png" alt="" width="300" height="369" /></a> [三代中的MFC。电池上标记的额定输出电压是1040伏直流电，妈呀。] 最后当然还有《辐射·新维加斯》中隆重登场的微聚变增殖电池（Microfusion Breeder Cell）。这个名字显然来自现实中的裂变增殖堆。自然界的铀矿石几乎绝大部分是铀238，这些铀无法作为核燃料使用，正常情况下都浪费掉了（以前还可以用来强化钢材制造贫铀弹和贫铀装甲，现在也很少了）。但是控制条件的话可以让一部分铀238在反应堆中转化为钚239，把这些钚提纯出来又可以作为核燃料使用，于是燃料一定程度上是越用越多了，故名“增殖反应堆”。这次福岛三号堆使用的MOX混合燃料，就是法国的增殖反应堆生产出来的。由于铀的储量有限，使用MOX燃料是大势所趋。当然游戏里的聚变反应堆是怎么个增殖法，又是怎么塞进总重不过7磅的充能手枪里，就没人知道了……大概得去问英克雷或者宅先生（Mr. House）吧。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1104/1104230856049dac6e3c8b2cd2.png" alt="" width="612" height="413" /> [A is for Atom（原子传奇），1953年由通用电气公司制作的宣传动画，全长14分钟。片尾巨人幻化成原子模型的场景至今依然震撼。] 写到这里，身为死硬科幻宅的笔者不禁开始扼腕叹息自己生错了世界。想想五六十年代，通用电气拍摄动画片“原子传奇（A is for Atom）”、DC漫画推出超级英雄“原子队长（Captain Atom）”，那个时代的人们对于原子能的和平利用是多么乐观啊，而他们所幻想的世界无疑就是辐射的背景世界观（也许核大战除外——又也许不是，别忘了《莱伯维茨的赞歌》）。可惜，现实中的科学总是没有那么神奇，而一旦大众意识到这一点，就很容易觉得受欺骗、进而对科学失去信任。对进步理想的过度透支导致理想本身破产，这样的场景已经无数次上演了。然而，很多时候这并不是理想本身的错误。当我们终于意识到，对某一理想的无限推崇其实是一个迷梦的时候，也许抛弃幻觉、冷静思考，反而能最大程度地逼近理想描绘的世界本身。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1104/11042308441f00a5631703b847.jpg" alt="" width="585" height="329" /> [下集预告：《<a href="http://songshuhui.net/archives/54296">僵尸，巨鼠，变种人</a>》]

2012年3月29日星期四

《环球科学》2011年02期精彩导读

【封面故事】

启动太空经济

撰文／戴维·H·弗里德曼（David H. Freedman）

去年12 月，SpaceX 公司成为自行研制运载火箭和载人飞船、成功发射入轨并顺利回收的首家私营企业，私营载人航天业务即将启航。这意味着，尽管航天飞机将于今年7 月退出历史舞台，NASA 也将因此失去运送宇航员进入太空的能力，但载人航天反而会迎来新一轮热潮——一个以太空旅游为中心的太空产业将加速启动，有望最终实现每一个人的太空梦想。

【进化】

谁最先享受了鱼水之欢

撰文／约翰·A·朗（John A. Long）

科学家在一块鱼化石中找到了母鱼怀着鱼宝宝的证据，不仅表明这种鱼类并非卵生而是胎生，而且暗示当时它们已经进化出了体内受精——这将脊椎动物交媾行为的起始点大幅前推到了3.75 亿年前。人类的这些祖先当年为方便交媾而进化出的身体器官，也为解释人类自身生殖器官和其他身体部分的起源带来了新的视点。

动物生殖方式进化简史

撰文／蒋青

【自然】

偷听植物说话的科学家

撰文／艾利森·阿博特（Alison Abbott）

伊恩·鲍德温18 年前发现，被虫咬过的树叶会释放化学物质，通知邻近的树木及时防范昆虫侵袭。当时，许多植物学家对植物“说话”嗤之以鼻。如今，越来越多植物学家在实验室里证实了这一发现，鲍德温却走出了实验室，在美国犹他州广袤的旷野上种起了烟叶。他相信，只有在自然环境中，植物的对话才能发挥真正的作用。

新型碳材料遭遇商业化困局

撰文／理查德·范诺登（Richard Van Noorden）

科学家已经花了25 年来探索富勒烯、碳纳米管和石墨烯的优良性质，但这些材料的商业化之路依然艰辛而漫长。

绿色化学路漫漫

撰文／凯瑟琳·桑德森（Katharine Sanderson）

化学废物的治理是化工行业面临的最艰难挑战之一。推行“绿色化学”战略不仅是环境保护的需要，也是行业可持续发展的需要。但推行绿色不仅涉及经济利益，在技术上也有诸多难关亟待攻克。

拷贝肝脏

撰文／艾利森·阿博特（Alison Abbott）

德国的250 名科学家正研究肝脏中的每一条分子途径，期望构建一个和真实肝脏运行机制一摸一样的虚拟肝脏网络，助推肝脏疾病研究和新药开发。

安全减肥药还有多远

撰文／赫尔德·伊莱福德（Held Iledford）

由于肥胖成因复杂，减肥药研发困难重重，很多候选药物都有严重安全隐患。2010 年年底，一种新型减肥药通过了FDA 专家评审，即将迎来能否上市的最终判决。它能带来惊喜吗？

在实验室里“种”牛排

撰文／尼古拉·琼斯（Nicola Jones）

荷兰科学家正在进行一个宏伟计划：从猪和牛身上提取一些细胞作为“种子”，在实验室里培育猪肉和牛排，用以代替动物类肉食。或许有一天，我们餐桌上的肉食都将来自实验室，而不是养殖场。

【机器人】

当机器人成为科学家

采访／罗斯·D·金（Ross D. King）

只有人类才能从事科学研究的时代业已终结。一台名为“亚当”的机器人可以自主提出科学假说，进而独立设计并完成相关实验，来验证这些假说的真伪。更值得期待的是，如果人与机器人这两类科学家携手合作，能取得比各自单干更辉煌的成就。

【天文学】

接触外星人之后

撰文／蒂姆·福尔杰（Tim Folger）

天文学家猜测，银河系里能被我们探测到的外星文明大约有10 000 个。因此，平均每几百万颗恒星里，就有一个文明等待被我们发现。未来二三十年内，计算水平的进步将让天文学家有能力扫描1 000 万颗恒星。如果外星人真在那里，我们很快就该找到他们了。问题在于，接收到外星人的信号之后，人类文明又该何去何从？

【环境】

气候难民逃往何方

撰文／亚历克斯·德谢尔宾（Alex de Sherbinin）

科科·沃纳（Koko Warner）

查尔斯·埃尔哈特（Charles Ehrhart）

气候变化导致降雨格局和海岸线改变，让很多地方的自然环境越来越糟。当地居民的生存受到严重影响，许多人已经被迫逃离了家园。日益加剧的气候变化让越来越多的地方出现极端天气，势必导致规模更大、甚至空前的人口迁移。我们每一个人，都有可能沦为气候难民。到时候，我们又该逃往何方？又会有谁来帮助我们？

【医学·健康】

猪圈里的大流感隐患

撰文／海伦·布兰斯威尔（Helen Branswell）

本应受到密切监控的猪群，却成为流感监控系统的致命缺环：来自人类、禽类和其他猪群的流感病毒在猪体内发生基因重组，产生人类免疫系统无法识别的新型流感病毒，一旦发生人类感染病例，就可能引发大流感。然而，由于涉及猪肉生产商的利益，猪流感监控受到层层阻挠，使得猪群成为流感监控的死角。或许下一场流感危机，已经在猪圈里悄然酝酿了。

烟草业黑幕：吸入肺里的放射源

撰文／布里亚纳·雷戈（Brianna Rego）

香烟中含有一种剧毒放射性同位素，会在“吞云吐雾”时进入烟

民肺部，在那里不断累积，形成放射性热点。这在烟草行业内部早已不是秘密，甚至早在几十年前，业内研究者就找到了从香烟中去除这些同位素的方法。然而，唯利是图的烟草业者决定封锁消息，不采取任何措施。所以时至今日，你嘴边的香烟，仍是一个放射源。

百万亿神经连接编织意识

撰文／卡尔·齐默（Carl Zimmer）

大脑或许拥有世界上最复杂的内部结构，我们的思维和意识正是由不计其数的神经元通过不计其数的神经连接交流“编织”而成的。但它们是如何编织的？这一问题由于大脑太过复杂和精密而成为科学界的千年谜团。最近，通过分析股市、地震和流行病的发生规律，科学家发现了大脑运作的秘密。意识之谜正逐步揭开。

【生态学】

形形色色的亚马孙种子

撰文／安娜·库奇门特（Anna Kuchment）

植物学家从地球上生物多样性最丰富的一个地区——亚马孙丛林收集了各种各样的种子，并编集成图鉴。看到它们，你也许会大吃一惊——种子竟然也能长成这样！

【对话】

另辟蹊径掘金清洁能源

采访／马克·菲谢蒂（Mark Fishetti）

太阳能，风能等是清洁能源投资的热点，但世界上最成功的投资家维诺德·科斯拉不这么认为，他的投资目标是现在流行的清洁能源投资中的盲点。他认为，投资风能不如改造空调——从根本上对现有主流科技进行彻底改造，才能带来最大的回报。

【前沿扫描】

虚无飘渺找粒子

早期诊断遏制胰腺癌

动物比我们聪明吗

长颈鹿浮得起来吗

混沌中的秩序 / 穿越血脑屏障

真空低温也烹饪

驶向环保 / 用遥控器粉碎玻璃

睡眠有啥好处 / 诺贝尔奖钟声为谁而鸣

捐献大脑省钱！

【专栏】

【图表科学】

科学经费花在哪儿

撰文／马克·菲谢蒂（Mark Fischetti）

【另一种鼓声】

猜出答案

撰文／高涌泉

【小有科观】

认知是一种幸福

撰文／李淼

【论坛】

气候外交崩盘

撰文／戴维·G·维克托（David G. Victor）

【技术档案】

有人偷窥又何妨

撰文／戴维·波格（David Pogue）

【怀疑论者】

对与错的科学

撰文／迈克尔·舍默（Michael Shermer）

【反重力思考】

他们年轻他们干劲十足

撰文／史蒂夫·米尔斯基（Steve Mirsky）

【经典回眸】

蛋白结构发明家与农夫安全故障

本文作者：Steed<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/clip_image001.jpg"><img style="display: inline; border: 0px;" title="clip_image001" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/clip_image001_thumb.jpg" border="0" alt="clip_image001" width="276" height="365" /></a> 【封面故事】 启动太空经济 撰文／戴维·H·弗里德曼（David H. Freedman） 去年12 月，SpaceX 公司成为自行研制运载火箭和载人飞船、成功发射入轨并顺利回收的首家私营企业，私营载人航天业务即将启航。这意味着，尽管航天飞机将于今年7 月退出历史舞台，NASA 也将因此失去运送宇航员进入太空的能力，但载人航天反而会迎来新一轮热潮——一个以太空旅游为中心的太空产业将加速启动，有望最终实现每一个人的太空梦想。 【进化】 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/clip_image003.jpg"><img style="border: 0px;" title="clip_image003" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/clip_image003_thumb.jpg" border="0" alt="clip_image003" width="369" height="247" /></a> 谁最先享受了鱼水之欢 撰文／约翰·A·朗（John A. Long） 科学家在一块鱼化石中找到了母鱼怀着鱼宝宝的证据，不仅表明这种鱼类并非卵生而是胎生，而且暗示当时它们已经进化出了体内受精——这将脊椎动物交媾行为的起始点大幅前推到了3.75 亿年前。人类的这些祖先当年为方便交媾而进化出的身体器官，也为解释人类自身生殖器官和其他身体部分的起源带来了新的视点。 动物生殖方式进化简史 撰文／蒋青 【自然】 偷听植物说话的科学家 撰文／艾利森·阿博特（Alison Abbott） 伊恩·鲍德温18 年前发现，被虫咬过的树叶会释放化学物质，通知邻近的树木及时防范昆虫侵袭。当时，许多植物学家对植物“说话”嗤之以鼻。如今，越来越多植物学家在实验室里证实了这一发现，鲍德温却走出了实验室，在美国犹他州广袤的旷野上种起了烟叶。他相信，只有在自然环境中，植物的对话才能发挥真正的作用。 新型碳材料遭遇商业化困局 撰文／理查德·范诺登（Richard Van Noorden） 科学家已经花了25 年来探索富勒烯、碳纳米管和石墨烯的优良性质，但这些材料的商业化之路依然艰辛而漫长。 绿色化学路漫漫 撰文／凯瑟琳·桑德森（Katharine Sanderson） 化学废物的治理是化工行业面临的最艰难挑战之一。推行“绿色化学”战略不仅是环境保护的需要，也是行业可持续发展的需要。但推行绿色不仅涉及经济利益，在技术上也有诸多难关亟待攻克。 拷贝肝脏 撰文／艾利森·阿博特（Alison Abbott） 德国的250 名科学家正研究肝脏中的每一条分子途径，期望构建一个和真实肝脏运行机制一摸一样的虚拟肝脏网络，助推肝脏疾病研究和新药开发。 安全减肥药还有多远 撰文／赫尔德·伊莱福德（Held Iledford） 由于肥胖成因复杂，减肥药研发困难重重，很多候选药物都有严重安全隐患。2010 年年底，一种新型减肥药通过了FDA 专家评审，即将迎来能否上市的最终判决。它能带来惊喜吗？ 在实验室里“种”牛排 撰文／尼古拉·琼斯（Nicola Jones） 荷兰科学家正在进行一个宏伟计划：从猪和牛身上提取一些细胞作为“种子”，在实验室里培育猪肉和牛排，用以代替动物类肉食。或许有一天，我们餐桌上的肉食都将来自实验室，而不是养殖场。 【机器人】 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/4dafc0f0d7c0.jpg"><img style="display: inline; border: 0px;" title="当机器人成为科学家" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/thumb.jpg" border="0" alt="当机器人成为科学家" width="372" height="249" /></a> 当机器人成为科学家 采访／罗斯·D·金（Ross D. King） 只有人类才能从事科学研究的时代业已终结。一台名为“亚当”的机器人可以自主提出科学假说，进而独立设计并完成相关实验，来验证这些假说的真伪。更值得期待的是，如果人与机器人这两类科学家携手合作，能取得比各自单干更辉煌的成就。 【天文学】 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/665c624a02d7.jpg"><img style="display: inline; border: 0px;" title="接触外星人之后" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/02/thumb1.jpg" border="0" alt="接触外星人之后" width="373" height="250" /></a> 接触外星人之后 撰文／蒂姆·福尔杰（Tim Folger） 天文学家猜测，银河系里能被我们探测到的外星文明大约有10 000 个。因此，平均每几百万颗恒星里，就有一个文明等待被我们发现。未来二三十年内，计算水平的进步将让天文学家有能力扫描1 000 万颗恒星。如果外星人真在那里，我们很快就该找到他们了。问题在于，接收到外星人的信号之后，人类文明又该何去何从？ 【环境】 气候难民逃往何方 撰文／亚历克斯·德谢尔宾（Alex de Sherbinin） 科科·沃纳（Koko Warner） 查尔斯·埃尔哈特（Charles Ehrhart） 气候变化导致降雨格局和海岸线改变，让很多地方的自然环境越来越糟。当地居民的生存受到严重影响，许多人已经被迫逃离了家园。日益加剧的气候变化让越来越多的地方出现极端天气，势必导致规模更大、甚至空前的人口迁移。我们每一个人，都有可能沦为气候难民。到时候，我们又该逃往何方？又会有谁来帮助我们？ 【医学·健康】 猪圈里的大流感隐患 撰文／海伦·布兰斯威尔（Helen Branswell） 本应受到密切监控的猪群，却成为流感监控系统的致命缺环：来自人类、禽类和其他猪群的流感病毒在猪体内发生基因重组，产生人类免疫系统无法识别的新型流感病毒，一旦发生人类感染病例，就可能引发大流感。然而，由于涉及猪肉生产商的利益，猪流感监控受到层层阻挠，使得猪群成为流感监控的死角。或许下一场流感危机，已经在猪圈里悄然酝酿了。 烟草业黑幕：吸入肺里的放射源 撰文／布里亚纳·雷戈（Brianna Rego） 香烟中含有一种剧毒放射性同位素，会在“吞云吐雾”时进入烟 民肺部，在那里不断累积，形成放射性热点。这在烟草行业内部早已不是秘密，甚至早在几十年前，业内研究者就找到了从香烟中去除这些同位素的方法。然而，唯利是图的烟草业者决定封锁消息，不采取任何措施。所以时至今日，你嘴边的香烟，仍是一个放射源。 百万亿神经连接编织意识 撰文／卡尔·齐默（Carl Zimmer） 大脑或许拥有世界上最复杂的内部结构，我们的思维和意识正是由不计其数的神经元通过不计其数的神经连接交流“编织”而成的。但它们是如何编织的？这一问题由于大脑太过复杂和精密而成为科学界的千年谜团。最近，通过分析股市、地震和流行病的发生规律，科学家发现了大脑运作的秘密。意识之谜正逐步揭开。 【生态学】 形形色色的亚马孙种子 撰文／安娜·库奇门特（Anna Kuchment） 植物学家从地球上生物多样性最丰富的一个地区——亚马孙丛林收集了各种各样的种子，并编集成图鉴。看到它们，你也许会大吃一惊——种子竟然也能长成这样！ 【对话】 另辟蹊径掘金清洁能源 采访／马克·菲谢蒂（Mark Fishetti） 太阳能，风能等是清洁能源投资的热点，但世界上最成功的投资家维诺德·科斯拉不这么认为，他的投资目标是现在流行的清洁能源投资中的盲点。他认为，投资风能不如改造空调——从根本上对现有主流科技进行彻底改造，才能带来最大的回报。 【前沿扫描】 虚无飘渺找粒子 早期诊断遏制胰腺癌 动物比我们聪明吗 长颈鹿浮得起来吗 混沌中的秩序 / 穿越血脑屏障 真空低温也烹饪 驶向环保 / 用遥控器粉碎玻璃 睡眠有啥好处 / 诺贝尔奖钟声为谁而鸣 捐献大脑省钱！ 【专栏】 【图表科学】 科学经费花在哪儿 撰文／马克·菲谢蒂（Mark Fischetti） 【另一种鼓声】 猜出答案 撰文／高涌泉 【小有科观】 认知是一种幸福 撰文／李淼 【论坛】 气候外交崩盘 撰文／戴维·G·维克托（David G. Victor） 【技术档案】 有人偷窥又何妨 撰文／戴维·波格（David Pogue） 【怀疑论者】 对与错的科学 撰文／迈克尔·舍默（Michael Shermer） 【反重力思考】 他们年轻他们干劲十足 撰文／史蒂夫·米尔斯基（Steve Mirsky） 【经典回眸】 蛋白结构发明家与农夫安全故障

《新发现》2011年7月号导读

卷首语by严锋

在我们这个时代，就连对科学持最苛刻态度的人，也无法否定科学的巨大力量。但还是有不少人埋怨科学擦去了宇宙神秘的灵光，是理性乏味的代名词。这些人如果了解一点量子力学，对科学的刻板印象也许就会顿然改观。一只猫能够既生又死，一个物体能够同时呈现多种状态，两个物体之间具有某种神秘的联系，对其中一个物体实施的任何行为都会瞬间改变另一个物体的属性……这难道不比哲学更深奥，比文学更纠结？科学另一神秘浪漫的领域是生物学，其核心研究直逼生命的起源与本质，从另外一个方向解答世界的终极问题。

现在，一个更加激动人心的前景出现在我们面前，本期封面故事《生命在于量子！》将讲述一个不可思议故事，把科学中最神奇的两个领域结合起来，为我们认识生命提供了一个全新的视角。以光合作用为例。最近有实验指出，这种机制的效率可能来自于量子力学中最离奇的现象之一——量子态叠加。生物的其他一些能力，如酶的活动、DNA结构、嗅觉或候鸟的方向感，可能也源于量子机制。

生命在于量子吗？我不禁想起了刘慈欣的《球状闪电》，主人公的父母被球状闪电击中化为灰烬，大刘畅想球状闪电是一种量子态的“宏电子”，而被其击中的死者也是进入了一种量子态。这当然只是一种把宏观与微观层面结合起来的科学幻想。而正在兴起的量子生物学，则是实实在在地把微观粒子与宏观生命结合起来的科学努力。

本期另一个惊悚的话题是关于世界末日的，这也是近一段时期的老生常谈了，但是《世界末日的二十个脚本》应该是同类文章中最全面的一篇，里面有一些末日场景恐怕是你无论如何也没有想到过的。比如，量子真空坍塌……怎么又是量子！宇宙建立在物理学家所说的“量子真空”之上，真空可能存在几种状态。如果目前这种充满能量的真空陷入真正一无所有的状态呢？还是让我们抓住现在，珍惜生命吧！

本期目录

封面故事：生命在于量子！

生物学家们早已广泛证明：生命是化学反应的奇迹。但这并不是真相的全部！因为最新的研究表明，生命同样还会从量子效应中汲取力量。量子效应甚至可能是DNA以及光合作用的奥秘所在。

探索：

魔鬼巨星

R136a1的质量竟然是太阳的300倍！这完全颠覆了天体物理学家们的想象。

重建巴方寺

散落在热带丛林中的30万块巨石，是神秘的吴哥瑰宝巴方寺留给我们的遗产。随我们重返修复时那片无与伦比的工地吧。

核废料该怎么办？

在地下储存库掩埋放射性废料曾被认为是一个一劳永逸的方案。但如今这种处理方式受到了质疑……

昆虫的翅膀信号灯

若将苍蝇、黄蜂或任一飞虫置于黑色背景之上，它们的翅膀便会瞬间幻化出色彩斑斓的花纹。时至今日，人们方才醒悟：小小的翅膀不仅充当着昆虫间相互交流的媒介，甚至还能帮助科学家区分外形相似的物种。

幸存的银杏

面对威力巨大的原子弹攻击，一些树木居然渡过了难关，它们到底有什么法宝？

世界末日的二十个脚本

人类在20万年前出现，但却无法保证自己能永远存在。是什么将导致人类灭亡，流星，火山喷发，还是更高级的物种？让我们对这些悬于头顶的威胁来一次小小盘点，并配以电影大片的剧照。

专题：

超导，你离生活有多远？

100年前，人类首次发现超导现象，这一发现对人类社会产生了日趋深远的影响，在中国，科学家们在探索超导理论和应用方面付出了巨大的艰辛，取得了令人瞩目的成就。

回收日常生活能量

行走、说话等小动作会释放能量。为了使之不被白白浪费，人们研发出五种巧妙的能源收集与利用装置。

智能汽车

无人驾驶的“智能汽车”只是天方夜谭吗？才不是呢，今天的梦想即将成为明天的现实。强大的电脑，多多益善的传感器，这就是未来智能汽车的成功奥秘。

健康：

癌症来自远古？

如果癌症远非一种进化病，而是一种早期多细胞生命机制的健康形态呢？这个振聋发聩的假说令生物学家们始料未及，尤其意外的是，它竟然出自天体物理学家之口！

瞳孔诊病

眼睛不但是人类接受外部信息的器官、传递情绪的载体，还是诊断疾病的新方法。

专栏：

科学外史：水运仪象台：神话和传说的尾巴

惯性参照系：粒子物理终于有了新发现？

庖丁解龙：恐龙是怎么变酷的？（十一）——现在，我最酷！

动手：

提取DNA

尽管这似乎让人难以置信，但自行提取DNA并使其看得见、摸得着，这的的确确比调配一份美味的酱汁还要简单快捷！

读图：

定格看不见的秘密

“时间啊，请停下你的脚步……”没有任何事情可以难倒雅克·翁沃。这位出身工程师的摄影家建构了一些绝妙的装置来捕捉那些我们曾经以为不可能抓住的瞬间。

本文作者：新发现卷首语by严锋 <a rel="attachment wp-att-56554" href="http://songshuhui.net/archives/56553/2011-7"><img class="alignnone size-full wp-image-56554" title="2011.7" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/2011.7.jpg" alt="" width="302" height="400" /></a> 在我们这个时代，就连对科学持最苛刻态度的人，也无法否定科学的巨大力量。但还是有不少人埋怨科学擦去了宇宙神秘的灵光，是理性乏味的代名词。这些人如果了解一点量子力学，对科学的刻板印象也许就会顿然改观。一只猫能够既生又死，一个物体能够同时呈现多种状态，两个物体之间具有某种神秘的联系，对其中一个物体实施的任何行为都会瞬间改变另一个物体的属性……这难道不比哲学更深奥，比文学更纠结？科学另一神秘浪漫的领域是生物学，其核心研究直逼生命的起源与本质，从另外一个方向解答世界的终极问题。 现在，一个更加激动人心的前景出现在我们面前，本期封面故事《生命在于量子！》将讲述一个不可思议故事，把科学中最神奇的两个领域结合起来，为我们认识生命提供了一个全新的视角。以光合作用为例。最近有实验指出，这种机制的效率可能来自于量子力学中最离奇的现象之一——量子态叠加。生物的其他一些能力，如酶的活动、DNA结构、嗅觉或候鸟的方向感，可能也源于量子机制。 生命在于量子吗？我不禁想起了刘慈欣的《球状闪电》，主人公的父母被球状闪电击中化为灰烬，大刘畅想球状闪电是一种量子态的“宏电子”，而被其击中的死者也是进入了一种量子态。这当然只是一种把宏观与微观层面结合起来的科学幻想。而正在兴起的量子生物学，则是实实在在地把微观粒子与宏观生命结合起来的科学努力。 本期另一个惊悚的话题是关于世界末日的，这也是近一段时期的老生常谈了，但是《世界末日的二十个脚本》应该是同类文章中最全面的一篇，里面有一些末日场景恐怕是你无论如何也没有想到过的。比如，量子真空坍塌……怎么又是量子！宇宙建立在物理学家所说的“量子真空”之上，真空可能存在几种状态。如果目前这种充满能量的真空陷入真正一无所有的状态呢？还是让我们抓住现在，珍惜生命吧！ <h2>本期目录</h2> <h3>封面故事：生命在于量子！</h3> <a rel="attachment wp-att-56555" href="http://songshuhui.net/archives/56553/28-29"><img class="alignnone size-full wp-image-56555" title="28-29" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/28-29.jpg" alt="" width="600" height="396" /></a> 生物学家们早已广泛证明：生命是化学反应的奇迹。但这并不是真相的全部！因为最新的研究表明，生命同样还会从量子效应中汲取力量。量子效应甚至可能是DNA以及光合作用的奥秘所在。 <h3>探索：</h3> 魔鬼巨星 R136a1的质量竟然是太阳的300倍！这完全颠覆了天体物理学家们的想象。 重建巴方寺 散落在热带丛林中的30万块巨石，是神秘的吴哥瑰宝巴方寺留给我们的遗产。随我们重返修复时那片无与伦比的工地吧。 核废料该怎么办？ 在地下储存库掩埋放射性废料曾被认为是一个一劳永逸的方案。但如今这种处理方式受到了质疑…… 昆虫的翅膀信号灯 若将苍蝇、黄蜂或任一飞虫置于黑色背景之上，它们的翅膀便会瞬间幻化出色彩斑斓的花纹。时至今日，人们方才醒悟：小小的翅膀不仅充当着昆虫间相互交流的媒介，甚至还能帮助科学家区分外形相似的物种。 幸存的银杏 面对威力巨大的原子弹攻击，一些树木居然渡过了难关，它们到底有什么法宝？ 世界末日的二十个脚本 <a rel="attachment wp-att-56556" href="http://songshuhui.net/archives/56553/82-83"><img class="alignnone size-full wp-image-56556" title="82-83" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/82-83.jpg" alt="" width="600" height="396" /></a> 人类在20万年前出现，但却无法保证自己能永远存在。是什么将导致人类灭亡，流星，火山喷发，还是更高级的物种？让我们对这些悬于头顶的威胁来一次小小盘点，并配以电影大片的剧照。 <h3>专题：</h3> 超导，你离生活有多远？ <a rel="attachment wp-att-56558" href="http://songshuhui.net/archives/56553/96-97"><img class="alignnone size-full wp-image-56558" title="96-97" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/96-97.jpg" alt="" width="600" height="396" /></a> 100年前，人类首次发现超导现象，这一发现对人类社会产生了日趋深远的影响，在中国，科学家们在探索超导理论和应用方面付出了巨大的艰辛，取得了令人瞩目的成就。 回收日常生活能量 行走、说话等小动作会释放能量。为了使之不被白白浪费，人们研发出五种巧妙的能源收集与利用装置。 智能汽车 无人驾驶的“智能汽车”只是天方夜谭吗？才不是呢，今天的梦想即将成为明天的现实。强大的电脑，多多益善的传感器，这就是未来智能汽车的成功奥秘。 <h3>健康：</h3> 癌症来自远古？ 如果癌症远非一种进化病，而是一种早期多细胞生命机制的健康形态呢？这个振聋发聩的假说令生物学家们始料未及，尤其意外的是，它竟然出自天体物理学家之口！ 瞳孔诊病 <a rel="attachment wp-att-56559" href="http://songshuhui.net/archives/56553/116-117"><img class="alignnone size-full wp-image-56559" title="116-117" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/116-117.jpg" alt="" width="600" height="396" /></a> 眼睛不但是人类接受外部信息的器官、传递情绪的载体，还是诊断疾病的新方法。 <h3>专栏：</h3> 科学外史：水运仪象台：神话和传说的尾巴 惯性参照系：粒子物理终于有了新发现？ 庖丁解龙：恐龙是怎么变酷的？（十一）——现在，我最酷！ <h3>动手：</h3> 提取DNA 尽管这似乎让人难以置信，但自行提取DNA并使其看得见、摸得着，这的的确确比调配一份美味的酱汁还要简单快捷！ <h3>读图：</h3> 定格看不见的秘密 “时间啊，请停下你的脚步……”没有任何事情可以难倒雅克·翁沃。这位出身工程师的摄影家建构了一些绝妙的装置来捕捉那些我们曾经以为不可能抓住的瞬间。

MAD 创不同大奖2012 评选开始

「创不同大奖」於2010年设立，每年七月至翌年一月举行。参加者成立企业／展开项目时必须为30岁或以下，并在参赛时为35岁或以下。决赛队伍必须於一月在香港举行的年度MaD全会上介绍其企业／项目。

优胜队伍将获得奖金港币十五万元，另设三个优异奖，各获奖金港币四万元。23岁以下表现杰出的参加者有机会获得新星奖及奖金港币一万元。所有决赛队伍及新星奖得主均可参加为期一年的师友计划。我们会於MaD全会闭幕时公布优胜队伍。

参加者可於2011年10月3日前递交网上申请表。MAD也鼓励年青人提名创不同大奖参加者，提名者有机会免费参加在2012年1月6－8日在香港举行的创不同大会，并获得旅费津贴。

直接报名可点击这里。

了解更多详情，可访问“创不同大奖2012”网站。

什么是MAD？可以访问他们的网站。

点击查看活动banner大图

本文作者：科学松鼠会「<a href="http://www.mad.asia/zh/n-mad-award/2012-mad-award" target="_blank">创不同大奖</a>」於2010年设立，每年七月至翌年一月举行。参加者成立企业／展开项目时必须为30岁或以下，并在参赛时为35岁或以下。决赛队伍必须於一月在香港举行的年度<a href="http://www.mad.asia/" target="_blank">MaD</a>全会上介绍其企业／项目。 优胜队伍将获得奖金港币十五万元，另设三个优异奖，各获奖金港币四万元。23岁以下表现杰出的参加者有机会获得新星奖及奖金港币一万元。所有决赛队伍及新星奖得主均可参加为期一年的师友计划。我们会於MaD全会闭幕时公布优胜队伍。 参加者可於2011年10月3日前递交网上申请表。MAD也鼓励年青人提名创不同大奖参加者，提名者有机会免费参加在2012年1月6－8日在香港举行的创不同大会，并获得旅费津贴。 直接报名可点击<a href="http://www.mad.asia/hk/component/chronocontact/?chronoformname=2012_mad_award" target="_blank">这里</a>。 了解更多详情，可访问<a href="http://www.mad.asia/zh/n-mad-award/2012-mad-award" target="_blank">“创不同大奖2012”网站</a>。 什么是MAD？可以访问<a href="http://www.mad.asia/" target="_blank">他们的网站</a>。 <div id="attachment_57349" class="wp-caption aligncenter" style="width: 490px"><a href="http://www.mad.asia/edm/edm_20110715.html"><img class="size-full wp-image-57349 " title="PastedGraphic-1" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/07/PastedGraphic-1.jpg" alt="" width="480" height="340" /></a>点击查看活动banner大图</div>

医学诺贝尔之路（1906）：颁奖典礼上的争论

1839年，德国动物学家施万（TheodorSchwann，又译为雪旺、施旺）发表了著名的《关于动植物结构和生长一致性的显微研究》，标志着细胞学说的创立。在前人的工作基础上，施万论断：有机体是由细胞构成的，细胞是有机体生命活动和构造的基本单位。由于有大量翔实的动植物研究报告作为证据支撑，细胞学说迅速被全世界接受，并被誉为十九世纪最伟大的三大发现之一。不过，这一理论在应用于人类的时候却遇到了困难。在十九世纪，尽管人们发现人体内大多数器官和组织都有明确的细胞结构，但是有一个极为重要的部分却始终令人摸不着头脑：那就是神经系统。在中枢神经系统，人们一开始只是观察到了大量的纤维结构，早期的显微镜虽然也能观察到某些细胞，但是这些细胞与纤维组织究竟是如何联系的仍旧是个谜。当时有学者不禁哀叹：“关于脑结构的精细解剖就如同一本上了7层封条的书，并且…这部书是用象形文字撰写的……”

好在悲观情绪没有维持太久。随着显微镜的改进和观察技术的提高，到了1860年，人们已经认识到之前在中枢神经系统中观察到的纤维结构是由一些细胞的突起构成的。不过，关于神经细胞之间的联系人们仍然众说纷纭：神经细胞之间到底是相互独立的还是相互融合的？脑的工作形式究竟是怎样的？对于前一个问题的回答代表了学界的两种意见：如果神经细胞之间是相互独立的，那么细胞之间又是以何种形式传递信号的呢？在当时，这种形式（例如突触）仍属未知；如果神经细胞之间是相互融合的，那么这将意味着整个神经系统是一个巨大的网络，神经细胞胞体将只负责提供支持和营养，脑将作为一个整体来实现它的功能。

上述两种意见各自拥有自己的支持者。然而在当时，第二种意见，也被称为网状理论还是占据了主流——至少它看上去更加合理，也不需要研究什么“未知的形式”去完善理论。不过，科学还是要强调实证，不管是哪派猜想，都缺乏过硬的证据来支持自己的观点，双方为此争论不休，谁也说服不了谁。于是，解决问题的关键就落在如何对神经系统进行细致认真的观察上了：毕竟眼见为实，这也是终结争论的最佳方式。

可是事情绝非想象的那般容易。由于神经组织很难被染色，因此对神经系统的观察一直处于停滞不前的状态之中。这时，我们的第一位主人公登场了：他的名字叫卡米洛·高尔基（Camillo Golgi），意大利人，当时是一位住院医师。在业余时间，高尔基喜欢在一处由厨房改造的空间里做实验。他将硝酸银与重铬酸钾混合，制备出重铬酸银，并将后者用于组织染色。这种银染法对神经的穿透能力更强。高尔基发现，虽然大多数神经组织的染色效果仍然不好，但少数神经纤维和细胞在重铬酸银的作用下显示得非常清晰（后来人们才知道这是由于某些神经缺乏髓鞘）。高尔基将自己的发现发表了，不过反响却平平，原因是高尔基染色法的可靠性和可重复性都不能令人满意。高尔基为此相当沮丧，尽管他用这种方法发现了著名的细胞器“高尔基体”，但他仍然毅然决然地离开了神经组织学这一伤心领域，转向对疟疾的研究，并很快发现了间日疟和四日疟的病原体。这些发现终于使他名声显赫，当然这都是后话了。

高尔基染色法沉寂了大约5年，直到被另一位天才的科学家、西班牙人圣地亚哥·雷蒙·卡哈尔（Santiago Ramon y Cajal）再次捡起。说来有趣，卡哈尔致力于组织学研究也可能并非出于个人热忱，而是经济原因。由于卡哈尔收入微薄，实验用的所有器材都需要自掏腰包，而组织学研究相对而言投入较少——只需一台过得去的显微镜就能开张了。卡哈尔认真研究了高尔基染色法，并对其加以改进使之更为可靠。更可贵的是，卡哈尔拥有非常出色的绘画才能，这使得他的研究结果富有表现力。

对于神经系统的结构，卡哈尔坚定地站在反对网状理论的一边。事实上，卡哈尔也是后来被公认的“神经元理论”的主要代表人物。今天，神经元理论已经被广泛接受，但在当时，网状理论却更加受欢迎。一百多年前，神经元理论的主张主要为：

1、神经元是中枢神经系统的生理单位，神经元是一个独立实体；
2、树突和轴突自神经细胞胞体伸展而出；神经细胞胞体负责支持与营养；
3、神经冲动的传导方向是自树突到胞体再到轴突，一般是单向的；
4、神经细胞之间存在生理不连续；神经冲动可以单向跨越这些不连续，并在神经元之间进行级联传导。

卡哈尔致力于观察视网膜神经细胞之间的联系。尽管当时视网膜细胞已经被充分认识，但这些细胞的排列及其缘由仍然不甚清楚。卡哈尔使得这些神经结构变得清晰且易于理解：既然视锥和视杆细胞传递的信息相互隔离，那么那种认为神经细胞相互融合成为一大网络的见解显然站不住脚。过硬的事实使得神经元理论开始赢得尊敬。不过，发明了神经染色法的高尔基却是个网状理论的支持者。

1906年，瑞典卡罗琳斯卡医学院将诺贝尔医学和生理学奖授予在神经组织学领域做出重要贡献的高尔基和卡哈尔。不过，两人学术上的分歧并未因此弥合。在颁奖典礼现场，获奖者要发表演说以阐述自己在该领域所做的工作。高尔基首先发言，他以脑部受损后功能的恢复以及脑组织强大一致的信息整合能力为依据再次申明了自己对网状理论的支持。

而卡哈尔则说：“的确，如果神经中枢是由运动神经……和感觉神经相互融合并连续组成的网络，那么事情会变得非常方便、经济和易于分析。不幸的是，大自然似乎无视了我们智力上对方便和一致的需求，而往往乐于表现出复杂性和多样性。”

本文内容来源：Ronald S. Fishman. The Nobel Prize of 1906. ARCH OPHTHALMOL. 2007;(125):690-694

本文作者：赵承渊<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/neurons.jpg"><img class="alignleft size-full wp-image-57630" title="neurons" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/neurons.jpg" alt="" width="273" height="389" /></a>1839年，德国动物学家施万（TheodorSchwann，又译为雪旺、施旺）发表了著名的《关于动植物结构和生长一致性的显微研究》，标志着细胞学说的创立。在前人的工作基础上，施万论断：有机体是由细胞构成的，细胞是有机体生命活动和构造的基本单位。由于有大量翔实的动植物研究报告作为证据支撑，细胞学说迅速被全世界接受，并被誉为十九世纪最伟大的三大发现之一。不过，这一理论在应用于人类的时候却遇到了困难。在十九世纪，尽管人们发现人体内大多数器官和组织都有明确的细胞结构，但是有一个极为重要的部分却始终令人摸不着头脑：那就是神经系统。在中枢神经系统，人们一开始只是观察到了大量的纤维结构，早期的显微镜虽然也能观察到某些细胞，但是这些细胞与纤维组织究竟是如何联系的仍旧是个谜。当时有学者不禁哀叹：“关于脑结构的精细解剖就如同一本上了7层封条的书，并且…这部书是用象形文字撰写的……” 好在悲观情绪没有维持太久。随着显微镜的改进和观察技术的提高，到了1860年，人们已经认识到之前在中枢神经系统中观察到的纤维结构是由一些细胞的突起构成的。不过，关于神经细胞之间的联系人们仍然众说纷纭：神经细胞之间到底是相互独立的还是相互融合的？脑的工作形式究竟是怎样的？对于前一个问题的回答代表了学界的两种意见：如果神经细胞之间是相互独立的，那么细胞之间又是以何种形式传递信号的呢？在当时，这种形式（例如突触）仍属未知；如果神经细胞之间是相互融合的，那么这将意味着整个神经系统是一个巨大的网络，神经细胞胞体将只负责提供支持和营养，脑将作为一个整体来实现它的功能。 上述两种意见各自拥有自己的支持者。然而在当时，第二种意见，也被称为网状理论还是占据了主流——至少它看上去更加合理，也不需要研究什么“未知的形式”去完善理论。不过，科学还是要强调实证，不管是哪派猜想，都缺乏过硬的证据来支持自己的观点，双方为此争论不休，谁也说服不了谁。于是，解决问题的关键就落在如何对神经系统进行细致认真的观察上了：毕竟眼见为实，这也是终结争论的最佳方式。 可是事情绝非想象的那般容易。由于神经组织很难被染色，因此对神经系统的观察一直处于停滞不前的状态之中。这时，我们的第一位主人公登场了：他的名字叫卡米洛·高尔基（Camillo Golgi），意大利人，当时是一位住院医师。在业余时间，高尔基喜欢在一处由厨房改造的空间里做实验。他将硝酸银与重铬酸钾混合，制备出重铬酸银，并将后者用于组织染色。这种银染法对神经的穿透能力更强。高尔基发现，虽然大多数神经组织的染色效果仍然不好，但少数神经纤维和细胞在重铬酸银的作用下显示得非常清晰（后来人们才知道这是由于某些神经缺乏髓鞘）。高尔基将自己的发现发表了，不过反响却平平，原因是高尔基染色法的可靠性和可重复性都不能令人满意。高尔基为此相当沮丧，尽管他用这种方法发现了著名的细胞器“高尔基体”，但他仍然毅然决然地离开了神经组织学这一伤心领域，转向对疟疾的研究，并很快发现了间日疟和四日疟的病原体。这些发现终于使他名声显赫，当然这都是后话了。 高尔基染色法沉寂了大约5年，直到被另一位天才的科学家、西班牙人圣地亚哥·雷蒙·卡哈尔（Santiago Ramon y Cajal）再次捡起。说来有趣，卡哈尔致力于组织学研究也可能并非出于个人热忱，而是经济原因。由于卡哈尔收入微薄，实验用的所有器材都需要自掏腰包，而组织学研究相对而言投入较少——只需一台过得去的显微镜就能开张了。卡哈尔认真研究了高尔基染色法，并对其加以改进使之更为可靠。更可贵的是，卡哈尔拥有非常出色的绘画才能，这使得他的研究结果富有表现力。 对于神经系统的结构，卡哈尔坚定地站在反对网状理论的一边。事实上，卡哈尔也是后来被公认的“神经元理论”的主要代表人物。今天，神经元理论已经被广泛接受，但在当时，网状理论却更加受欢迎。一百多年前，神经元理论的主张主要为： 1、神经元是中枢神经系统的生理单位，神经元是一个独立实体； 2、树突和轴突自神经细胞胞体伸展而出；神经细胞胞体负责支持与营养； 3、神经冲动的传导方向是自树突到胞体再到轴突，一般是单向的； 4、神经细胞之间存在生理不连续；神经冲动可以单向跨越这些不连续，并在神经元之间进行级联传导。 卡哈尔致力于观察视网膜神经细胞之间的联系。尽管当时视网膜细胞已经被充分认识，但这些细胞的排列及其缘由仍然不甚清楚。卡哈尔使得这些神经结构变得清晰且易于理解：既然视锥和视杆细胞传递的信息相互隔离，那么那种认为神经细胞相互融合成为一大网络的见解显然站不住脚。过硬的事实使得神经元理论开始赢得尊敬。不过，发明了神经染色法的高尔基却是个网状理论的支持者。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1106/11061813353e3f145d3547964b.jpg" alt="" width="551" height="374" /> 1906年，瑞典卡罗琳斯卡医学院将诺贝尔医学和生理学奖授予在神经组织学领域做出重要贡献的高尔基和卡哈尔。不过，两人学术上的分歧并未因此弥合。在颁奖典礼现场，获奖者要发表演说以阐述自己在该领域所做的工作。高尔基首先发言，他以脑部受损后功能的恢复以及脑组织强大一致的信息整合能力为依据再次申明了自己对网状理论的支持。 而卡哈尔则说：“的确，如果神经中枢是由运动神经……和感觉神经相互融合并连续组成的网络，那么事情会变得非常方便、经济和易于分析。不幸的是，大自然似乎无视了我们智力上对方便和一致的需求，而往往乐于表现出复杂性和多样性。” 本文内容来源：Ronald S. Fishman. The Nobel Prize of 1906. ARCH OPHTHALMOL. 2007;(125):690-694

“退烧药致血癌”究竟有多可怕

前阵子不少媒体都报道了这样一条新闻，研究表明，长期使用解热镇痛药扑热息痛（对乙酰氨基酚）可增加患血癌的风险。扑热息痛，正是我们所熟悉的感冒药、退烧药、止痛药中的主要成分。这不禁使人担忧，增加癌症风险，不就说明这药很危险吗，以后是不是退烧药也不能用了？

要想解答这个问题，需要弄清两件事情：第一，扑热息痛致血癌的风险是否真的存在；第二，如果存在，这个风险究竟有多大。

此前，科学家们已经进行了若干有关扑热息痛和其他解热镇痛药与血液系统癌症关联的研究。一些研究显示出了长期使用扑热息痛增加白血病、霍奇金淋巴瘤等血液系统癌症的迹象，另一些则认为这种影响微乎其微。结论有分歧，再加上研究本身的一些局限性，此事在学术界一直没有定论。

此次新闻报道的是一项刚刚公布的大型回顾性研究，研究纳入了6万多名受试者，样本量足够大，研究方法也是广受认可的，因此结果较为可信。研究结果显示，在每周使用扑热息痛4天以上，且使用超过4年的人群中，血癌的总发生率有显著增加，与不使用药物的人群相比风险增加可达近两倍。这项研究为扑热息痛增加血癌风险添加了有力的新证，可以说这种风险极有可能存在。不过，最终确定结论还需要更多深入的研究。

那么，这个风险又究竟有多大呢？首先大家应该注意的是，在研究的结论中，只有长期频繁使用扑热息痛（每周>4天，且使用>4年）才会显著增加血癌风险，而如果只是临时使用几次，风险并没有增加。而且，长期大量使用扑热息痛虽然使患血癌的风险翻了两倍，但血癌的绝对发生频率并没有增加太多。各种血液系统癌症在一般人群中的发病率大多在十万分之几，在此基础上加倍，发生率至多是十万分之十几，离“吃药就会得癌症”还差的很远。

也就是说，扑热息痛导致血癌的风险确实存在，但并不像大家想象得那么可怕。扑热息痛只有在长期大量使用的时候才会造成发生血癌的几率上升，而且上升幅度不大。只要避免长期使用，这种陪伴我们多年的药物依然很安全。

其实，即使不考虑血癌的问题，长期使用解热镇痛药也会带来不少健康问题，比如消化道溃疡、肾病、肝脏损伤等等。因此，对这类药物切不可过分依赖。如果用药之后发热或疼痛仍不好转，或者反复发作，就应该及时到医院针对病因进行治疗。

本文作者：窗敲雨<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/Acetaminophen.jpg"><img class="alignleft size-full wp-image-57692" title="Acetaminophen" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/Acetaminophen.jpg" alt="" width="233" height="423" /></a> 前阵子不少媒体都报道了这样一条新闻，研究表明，长期使用解热镇痛药扑热息痛（对乙酰氨基酚）可增加患血癌的风险。扑热息痛，正是我们所熟悉的感冒药、退烧药、止痛药中的主要成分。这不禁使人担忧，增加癌症风险，不就说明这药很危险吗，以后是不是退烧药也不能用了？ 要想解答这个问题，需要弄清两件事情：第一，扑热息痛致血癌的风险是否真的存在；第二，如果存在，这个风险究竟有多大。 此前，科学家们已经进行了若干有关扑热息痛和其他解热镇痛药与血液系统癌症关联的研究。一些研究显示出了长期使用扑热息痛增加白血病、霍奇金淋巴瘤等血液系统癌症的迹象，另一些则认为这种影响微乎其微。结论有分歧，再加上研究本身的一些局限性，此事在学术界一直没有定论。 此次新闻报道的是一项刚刚公布的大型回顾性研究，研究纳入了6万多名受试者，样本量足够大，研究方法也是广受认可的，因此结果较为可信。研究结果显示，在每周使用扑热息痛4天以上，且使用超过4年的人群中，血癌的总发生率有显著增加，与不使用药物的人群相比风险增加可达近两倍。这项研究为扑热息痛增加血癌风险添加了有力的新证，可以说这种风险极有可能存在。不过，最终确定结论还需要更多深入的研究。 那么，这个风险又究竟有多大呢？首先大家应该注意的是，在研究的结论中，只有长期频繁使用扑热息痛（每周>4天，且使用>4年）才会显著增加血癌风险，而如果只是临时使用几次，风险并没有增加。而且，长期大量使用扑热息痛虽然使患血癌的风险翻了两倍，但血癌的绝对发生频率并没有增加太多。各种血液系统癌症在一般人群中的发病率大多在十万分之几，在此基础上加倍，发生率至多是十万分之十几，离“吃药就会得癌症”还差的很远。 也就是说，扑热息痛导致血癌的风险确实存在，但并不像大家想象得那么可怕。扑热息痛只有在长期大量使用的时候才会造成发生血癌的几率上升，而且上升幅度不大。只要避免长期使用，这种陪伴我们多年的药物依然很安全。 其实，即使不考虑血癌的问题，长期使用解热镇痛药也会带来不少健康问题，比如消化道溃疡、肾病、肝脏损伤等等。因此，对这类药物切不可过分依赖。如果用药之后发热或疼痛仍不好转，或者反复发作，就应该及时到医院针对病因进行治疗。 <img class="alignnone" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1105/1105302010973f54f75406f34a.jpg" alt="" width="560" height="1432" />

2012年3月26日星期一

准妈咪吃素食真的有益吗？

“领导”刚怀孕那会儿，曾经一度食欲颇佳，特别是对猪蹄海鲜之类荤腥更是爱不释口。可有一天下馆子点菜的时候，“领导”突然宣布自己要吃素了。这简直是一件大事。追问之下，“领导”告诉我是看了一篇文章，里面提到孕妇吃素孩子才会眉清目秀。

因为非生存需要改变食谱的，人可能是动物界里的独一份。从演化的角度来说，人类所属的灵长目动物都有一个吃虫子的祖先，即便是现在，小型的灵长目动物仍然以食虫为主，比如眼睛猴和懒猴。大型的灵长类动物则是素食为主，这也是动物界中的普遍规律，毕竟形体越大，相对来说对能量的需求也越大，显然植物性食品比动物性食品更容易得到。但是从身体结构来说，包括人类在内的大型灵长类动物并不是完美的素食主义者，我们既不像马一样有着长长的下巴和巨大的臼齿磨碎植物茎叶，也不像牛羊一样能反刍，更不像兔子热衷于吃掉自己的粪便让食物重新消化一次。准妈咪吃素食真的有益吗？

因为消化植物的能力有限，素食的灵长类动物清醒的时候基本上在不停的吃东西。以大猩猩为例，外形刚猛的它是包括人类在内的几种猩猩里饮食结构最素的，一只大猩猩一天要吃掉几乎50斤食物，考虑到体重的因素，如果人换上大猩猩的食谱，一天最少也要吃20斤以上——以我们摄取食物的速度，即便撑不死，也快累死了。

话又说回来，饮食结构是动物生活中最容易改变的东西之一，由荤到素或者反之都不是太难的事。从类似于狐狸的肉食者变成现在这副熊样，大熊猫花了大约800万年；从类似于牛羊的素食者变成海洋杀手，虎鲸花了大约5000万年。

对人类而言，几十万年前对工具和火的掌握使得我们更容易获得动物性，特别是烹熟的动物性制品——与植物相比显然更加吸引人，因为其中的能量更高，且好消化。即便是我们的素食亲戚，野生黑猩猩的食谱中有大约5%是包括白蚁和其他猴子在内的肉食，野生大猩猩也不会拒绝拿蚯蚓和其他昆虫给“蔬菜沙拉”调味。当然，人类同样不是绝对的肉食者，比如，我们就不能像猫一样自身合成维生素C，而必须从植物性食物中获取（肉类中也有维生素C，但是含量低，且很容易被高温破坏）。

不过我们毕竟已经吃了几十万年熟肉了，身体同样发生了很大的变化。如果改为完全的大猩猩式的粗劣素食，那我们的头顶要长出一道骨头，让咬肌附着在上面。而更发达的咬肌决定了你无法是一个锥子脸。同时，你还要拥有一条更粗大的结肠，这决定了你无法成为一个小蛮腰。而且你还不太可能有时间刷微博，因为你需要双手不停的往嘴里塞吃的。

幸好，人类在掌握烤肉技法的同时发展了农业，我们收获的农作物蛋白质、淀粉和脂肪的含量越来越高，所以只是吃豆腐、喝菜油就着花生酱，同样可以达到丰乳肥臀的效果。所以几乎自人类诞生以来，素食者一直存在，有的是因为自然环境所限，有的则是因为道德或者宗教的因素。但是正如动物性食品不太能提供足够的维生素C一样，单纯的植物性食品也有营养上的缺陷。单纯摄取植物性食品容易造成以下营养素的缺乏：铁、钙、锌、维生素D和维生素B12。其中虽然有的植物性食品也含有较多的铁、钙和锌，但是人体很难吸收它们。比如一两鸡肉和二两燕麦（在植物性食品中含铁量较高）含的铁差不多都是10毫克，但是鸡肉里的铁是以血红蛋白铁的形式存在的，人体可以吸收15%-30%，相比之下植物中的非血红蛋白铁，人体只能吸收2%-20%。所以一个孕妇只要吃一份大盘鸡基本上就可以满足当天身体对铁的需求，而要换成燕麦粥，则至少需要一大锅才行。

所以，在各种营养素片发明之前，单纯的素食者在身体健康层面是吃亏的。但为什么还有如此多的素食者呢？来自英国的一项研究或许能解释这个问题。2006年，《英国医学杂志》British Medical Journal发表了一篇名为《儿童期智商与成年期素食主义：1970年英国队列研究》的文章。在这篇文章里，几位科学家研究了1970年出生的8170名英国人。1980年，这些人都被做了智商测试，当他们30岁时，有366人自称是素食者，其中123人不忌鱼肉和禽肉。经过统计发现，这些自称素食者的人在10岁时智商比后来没成为素食者的人高大约10个点。即便排除了可见的家庭、性别和社会因素，差距仍然存在。

当然，素食这种现象受文化的影响极大，我们也不能断言在研究中排除了所有的文化干扰。但是这给素食者的存在提供了一个可能的解释，那就是让你倾向成为素食的基因同时提高了你的智力水平，部分填补了身体方面的缺憾。当然，智商在现代社会中并不是让人成功的重要因素，否则我们就不能解释为何智商低于平均值的小布什能成为美国总统了。

总之，如果你是一个素食准妈妈，如果因为各种因素你不能放弃素食的话，就必须要特别注意某些营养的补充，这需要得到专业医师或者营养师的指导。否则，除非把因为缺铁性贫血造成的苍白看作是一种美，你的宝宝很难“眉清目秀”呢。

本文发表于《新京报—新知周刊》，见报时有删改。

参考文献：

1.IQ in childhood and vegetarianism in adulthood: 1970 British cohort study
Catharine R Gale, Ian J Deary, Ingrid Schoon, G David Batty, G David Batty
BMJ, doi:10.1136/bmj.39030.675069.55 (published 15 December 2006)

2.Institute of Medicine. Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. National Academy Press, Washington, DC, 2001.

3. Miret S, Simpson RJ, McKie AT. Physiology and molecular biology of dietary iron absorption. Annu Rev Nutr 2003;23:283-301.

4. Somel M, Creely H, Franz H, Mueller U, Lachmann M, et al. (2008) Human and Chimpanzee Gene Expression Differences Replicated in Mice Fed Different Diets. PLoS ONE 3(1): e1504. doi:10.1371/journal.pone.0001504

5．http://ods.od.nih.gov/

6. Juichi Yamagiwa, Augustin Kanyunyi Basabose, Kiswele Kaleme and Takakazu Yumoto Diet of Grauer's Gorillas in the Montane Forest of Kahuzi, Democratic Republic of Congo International Journal of Primatology Volume 26, Number 6, 1345-1373, DOI: 10.1007/s10764-005-8856-8

本文作者：瘦驼<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/MUM04.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/MUM04-201x300.jpg" alt="" title="MUM04" width="201" height="300" class="alignleft size-medium wp-image-54603" /></a>“领导”刚怀孕那会儿，曾经一度食欲颇佳，特别是对猪蹄海鲜之类荤腥更是爱不释口。可有一天下馆子点菜的时候，“领导”突然宣布自己要吃素了。这简直是一件大事。追问之下，“领导”告诉我是看了一篇文章，里面提到孕妇吃素孩子才会眉清目秀。 因为非生存需要改变食谱的，人可能是动物界里的独一份。从演化的角度来说，人类所属的灵长目动物都有一个吃虫子的祖先，即便是现在，小型的灵长目动物仍然以食虫为主，比如眼睛猴和懒猴。大型的灵长类动物则是素食为主，这也是动物界中的普遍规律，毕竟形体越大，相对来说对能量的需求也越大，显然植物性食品比动物性食品更容易得到。但是从身体结构来说，包括人类在内的大型灵长类动物并不是完美的素食主义者，我们既不像马一样有着长长的下巴和巨大的臼齿磨碎植物茎叶，也不像牛羊一样能反刍，更不像兔子热衷于吃掉自己的粪便让食物重新消化一次。准妈咪吃素食真的有益吗？ 因为消化植物的能力有限，素食的灵长类动物清醒的时候基本上在不停的吃东西。以大猩猩为例，外形刚猛的它是包括人类在内的几种猩猩里饮食结构最素的，一只大猩猩一天要吃掉几乎50斤食物，考虑到体重的因素，如果人换上大猩猩的食谱，一天最少也要吃20斤以上——以我们摄取食物的速度，即便撑不死，也快累死了。 话又说回来，饮食结构是动物生活中最容易改变的东西之一，由荤到素或者反之都不是太难的事。从类似于狐狸的肉食者变成现在这副熊样，大熊猫花了大约800万年；从类似于牛羊的素食者变成海洋杀手，虎鲸花了大约5000万年。 对人类而言，几十万年前对工具和火的掌握使得我们更容易获得动物性，特别是烹熟的动物性制品——与植物相比显然更加吸引人，因为其中的能量更高，且好消化。即便是我们的素食亲戚，野生黑猩猩的食谱中有大约5%是包括白蚁和其他猴子在内的肉食，野生大猩猩也不会拒绝拿蚯蚓和其他昆虫给“蔬菜沙拉”调味。当然，人类同样不是绝对的肉食者，比如，我们就不能像猫一样自身合成维生素C，而必须从植物性食物中获取（肉类中也有维生素C，但是含量低，且很容易被高温破坏）。 不过我们毕竟已经吃了几十万年熟肉了，身体同样发生了很大的变化。如果改为完全的大猩猩式的粗劣素食，那我们的头顶要长出一道骨头，让咬肌附着在上面。而更发达的咬肌决定了你无法是一个锥子脸。同时，你还要拥有一条更粗大的结肠，这决定了你无法成为一个小蛮腰。而且你还不太可能有时间刷微博，因为你需要双手不停的往嘴里塞吃的。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/素食49421855ha11ce38d4976690.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/05/素食49421855ha11ce38d4976690-600x480.jpg" alt="" title="KromerGorillas - 20050804 - Gorilla Eating - Philip Kromer (248)" width="600" height="480" class="alignnone size-large wp-image-54606" /></a> 幸好，人类在掌握烤肉技法的同时发展了农业，我们收获的农作物蛋白质、淀粉和脂肪的含量越来越高，所以只是吃豆腐、喝菜油就着花生酱，同样可以达到丰乳肥臀的效果。所以几乎自人类诞生以来，素食者一直存在，有的是因为自然环境所限，有的则是因为道德或者宗教的因素。但是正如动物性食品不太能提供足够的维生素C一样，单纯的植物性食品也有营养上的缺陷。单纯摄取植物性食品容易造成以下营养素的缺乏：铁、钙、锌、维生素D和维生素B12。其中虽然有的植物性食品也含有较多的铁、钙和锌，但是人体很难吸收它们。比如一两鸡肉和二两燕麦（在植物性食品中含铁量较高）含的铁差不多都是10毫克，但是鸡肉里的铁是以血红蛋白铁的形式存在的，人体可以吸收15%-30%，相比之下植物中的非血红蛋白铁，人体只能吸收2%-20%。所以一个孕妇只要吃一份大盘鸡基本上就可以满足当天身体对铁的需求，而要换成燕麦粥，则至少需要一大锅才行。 所以，在各种营养素片发明之前，单纯的素食者在身体健康层面是吃亏的。但为什么还有如此多的素食者呢？来自英国的一项研究或许能解释这个问题。2006年，《英国医学杂志》British Medical Journal发表了一篇名为《儿童期智商与成年期素食主义：1970年英国队列研究》的文章。在这篇文章里，几位科学家研究了1970年出生的8170名英国人。1980年，这些人都被做了智商测试，当他们30岁时，有366人自称是素食者，其中123人不忌鱼肉和禽肉。经过统计发现，这些自称素食者的人在10岁时智商比后来没成为素食者的人高大约10个点。即便排除了可见的家庭、性别和社会因素，差距仍然存在。 当然，素食这种现象受文化的影响极大，我们也不能断言在研究中排除了所有的文化干扰。但是这给素食者的存在提供了一个可能的解释，那就是让你倾向成为素食的基因同时提高了你的智力水平，部分填补了身体方面的缺憾。当然，智商在现代社会中并不是让人成功的重要因素，否则我们就不能解释为何智商低于平均值的小布什能成为美国总统了。 总之，如果你是一个素食准妈妈，如果因为各种因素你不能放弃素食的话，就必须要特别注意某些营养的补充，这需要得到专业医师或者营养师的指导。否则，除非把因为缺铁性贫血造成的苍白看作是一种美，你的宝宝很难“眉清目秀”呢。 本文发表于《新京报—新知周刊》，见报时有删改。 参考文献： 1.IQ in childhood and vegetarianism in adulthood: 1970 British cohort study Catharine R Gale, Ian J Deary, Ingrid Schoon, G David Batty, G David Batty BMJ, doi:10.1136/bmj.39030.675069.55 (published 15 December 2006) 2.Institute of Medicine. Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. National Academy Press, Washington, DC, 2001. 3. Miret S, Simpson RJ, McKie AT. Physiology and molecular biology of dietary iron absorption. Annu Rev Nutr 2003;23:283-301. 4. Somel M, Creely H, Franz H, Mueller U, Lachmann M, et al. (2008) Human and Chimpanzee Gene Expression Differences Replicated in Mice Fed Different Diets. PLoS ONE 3(1): e1504. doi:10.1371/journal.pone.0001504 5．<a href="http://ods.od.nih.gov/">http://ods.od.nih.gov/</a> 6. Juichi Yamagiwa, Augustin Kanyunyi Basabose, Kiswele Kaleme and Takakazu Yumoto Diet of Grauer's Gorillas in the Montane Forest of Kahuzi, Democratic Republic of Congo International Journal of Primatology Volume 26, Number 6, 1345-1373, DOI: 10.1007/s10764-005-8856-8

2012年3月25日星期日

4579元预测死期？

作者：李福洋

你愿意花费4579元来预测自己的死期吗？

今年5月初，美国《新科学家》（New Scientist）以“端粒诺贝尔奖得主兜售生物年龄检测”为题做了一篇报道，介绍了伊丽莎白·布莱克伯恩（Elizabeth Blackburn）的“商业计划”。

这位2009年度的诺贝尔奖获得者、美国加州大学旧金山分校的教授，作为发起人，在美国加州成立了一家名为“端粒健康”（Telomere Health）的公司，起先主要是为各类端粒研究提供检测分析服务。她计划在2011年底开展面向公众个人的端粒长度检测分析服务，为个人健康状况的评估和预测提供参考。

这个报道并没有引起多大的波澜。紧接着，西班牙一家名为“生命长度”（Life Length）的公司也宣称将于下半年在英国开展类似的技术服务，并将其商业化。为了引起公众的注意，该公司有意给这项检测分析起了个耸人听闻的名称“死期检测”（death test）。

该公司声称：“这项检测不仅告诉你的健康状况，还将告诉你还能活多久”，并且煞有介事地标出了具体的价码：每人份435英镑（约合705.70美元，人民币4578.55元)。西班牙这家公司颇富争议的商业宣传顿时吸引了广泛的注意，至少有40多家媒体跟进报道。

这项端粒长度检测一时成为一个公众热点话题，各种声音不绝于耳，有支持的，有担忧的，也有一些来自科学界的批评，其中包括2009年诺贝尔奖共同获得者卡萝·格蕾德（Carol Greider）的严厉批评。

在人们担忧端粒DNA检测打开了“潘多拉盒子”之时，我们先来谈谈什么是端粒？端粒长度分析究竟是一种什么样的检测？是否真的如商家所宣称的可以预测健康与疾病，还预知寿命？

DNA的“塑料头”

如果把染色体比作鞋带，那么端粒就像是鞋带两头的“塑料头”，保护染色体结构的完整性。

端粒究竟是个什么东西？人体由各种各样的细胞组成，在这些细胞的中央有个细胞核，里面存放着我们的所有遗传信息的原始备份——DNA，我们的基因以密码的形式储存在这些DNA中。

DNA就像很长的两股细绳，为了保证在细胞核这个狭小的空间能够放得下，DNA这根“绳子”需要像螺线管一样缠绕，最后形成相对粗短的染色体。可是“绳头”（染色体末端）该怎么办呢？不用担心，细胞以一种特殊的方式来固定和保护染色体的末端，那就是端粒(telomere)。

如果把染色体比作鞋带，那么端粒就像是鞋带两头的“塑料头”，保护染色体结构的完整性，避免各种因素的损害。染色体末端这个小小的“塑料头”，究竟是怎样的结构和组成？作用是什么？跟人的健康和寿命有着什么样的关系？让我们从头说起。

DNA复制的末端问题

鉴于DNA复制的特点，新合成的DNA的末端总会减少一截，DNA必将随着分裂丢失殆尽。然而，实际情形并非如此。

上个世纪70年代，当生命的遗传物质的分子本质被揭示，遗传信息的传递和流动机制已被阐明，当时苏联理论学家阿历克谢·奥洛夫尼科夫（Alexei Olovnikov）提出了一个“染色体末端问题”。

鉴于DNA复制的特点，新合成的DNA的末端总会比原有模板少一截，这样DNA每复制一次，末端就会损失20-30个核苷酸。按照这个速度，细胞的DNA必将随着分裂越来越短，以至于最后丢失殆尽，生命将无法延续。

然而，实际情形显然不是这样的，所有生物个体即便经过了无数代的繁殖和细胞分裂，但是其后代DNA长度仍然是相对稳定的。那么，细胞究竟是采取什么策略避免了染色体末端DNA的磨损呢？这个问题困扰着当时的分子生物学家和遗传学家，同时也吸引了他们去探索究竟。

端粒酶为端粒“补缺”

端粒DNA可以用自己的“磨损”来保护染色体主体DNA的完整，同时，必要时又可以通过端粒酶把磨损的部分再补上去。

1975-1977年，还在做博士后的伊丽莎白·布莱克伯恩发现了端粒的结构。在随后的30多年时间里，布莱克伯恩一直致力于端粒的研究，在她和学生、同事的合作努力下，逐渐搞清楚了端粒的结构和复制的原理，并从一个新的角度揭开了衰老和癌症发生的奥秘。

这项研究和发现在2009年被授予生理学和医学诺贝尔奖，布莱克伯恩、卡萝·格蕾德（Carol Greider）、杰克·索斯达科（Jack Szostak）共同分享了这一殊荣。

端粒DNA的组成十分特殊，是很多个简单序列的多次重复。组成DNA庞大密码语言的基本“字母”就四种A、G、C、T，但是靠不同的顺序组合却可以形成无限复杂多样的遗传信息。

然而，端粒DNA却像是“车轱辘话”，就一句由6个字母组成的、看似毫无意义的话“TTAGGG”被翻来覆去重复几百上千遍，对应另外一条互补链就是“CCCTAA”，相同的重复。有意思的是，脊椎动物和一些高等植物都共用这样的重复序列作为端粒DNA组成。

但是，端粒特殊DNA构成还不能告诉我们“末端磨损问题”是怎么解决的。1978年布莱克伯恩离开耶鲁，在加州大学旧金山分校拥有了自己独立的实验室，并继续探索这个问题。后来，有卡萝·格蕾德作为博士研究生加入这项研究，她们共同协作努力初步揭示了这个奥秘。

原来，细胞内有一种端粒酶，这种酶本质上是一种反转录酶，它可以拿RNA作为模板合成DNA，并加到染色体DNA的末端。端粒的组成中就有一些小的RNA，就是作为合成DNA的模板用的。端粒酶最后将合成的“TTAGGG”这样很小的DNA加到染色体末端。

现在我们应该明白了吧，端粒DNA为什么总是千百次地重复“TTAGGG”这一句话，原来是端粒酶不停地一个个加上去的。

其实，并非所有的细胞内都有端粒酶。端粒酶主要在生殖细胞和一些干细胞（stem cell）内才表达，而在绝大部分体细胞内却检测不到端粒酶的活性。这就是说，体细胞内的染色体在复制过程中还是难以避免末端的磨损。

但是，染色体末端加上长长的端粒DNA，它可以用自己的“磨损”来保护染色体主体DNA的完整，同时，必要时又可以通过端粒酶把磨损的部分再补上去；这样一来，生物体的DNA一代代传递，最后依然能够基本保持完整。

端粒DNA和端粒酶的发现完美地回答了染色体的“末端问题”。

探索的脚步并没有就此停下来，越来越多的科学家加入研究，揭示了更多令人吃惊的秘密。

端粒被破坏的后果

如果端粒结构被破坏，就会造成染色体末端DNA“断茬”暴露出来，如果恰巧有两个以上的染色体末端都暴露了，很少数的细胞会耍个小聪明，把两个失去端粒的染色体断端接上，这可能为后来的细胞癌变埋下伏笔。

端粒不仅仅只有端粒DNA，还有结合在DNA上一些专门蛋白，甚至一些小的RNA共同形成的特殊结构，像鞋带的塑料头，保护染色体DNA不至于被降解。

研究发现，端粒结构的完整性对细胞的存活十分重要。决定这个结构完整性的主要是两方面的因素，一是端粒DNA本身的完整性，另外，就是那些结合在端粒DNA上的蛋白成分，它们之间的关系是相互依赖、缺一不可。

如果端粒结构被破坏（比如结合端粒DNA的蛋白出现问题了，或者是端粒DNA由于磨损缩短到一定程度导致那些蛋白无处结合），那么就会造成染色体末端DNA“断茬”暴露出来，细胞会认为这是染色体受到断裂损伤。

两条链完全断开是一种极其严重的损伤，细胞的第一反应往往是让分裂进程完全停止下来，对“断裂”实施抢修。然而由于染色体末端的这种“断裂”极其难修，绝大多数情况下细胞会放弃修复，并启动死亡预案，让细胞走向衰老和死亡。

偶尔，恰巧有两个以上的染色体末端都暴露了，总是有那么很少数的细胞会耍个小聪明，把两个失去端粒的染色体断端接上，专业上叫染色体末端融合。从表面上看似没有“断茬”了，细胞还可以继续存活或生长、分裂，但是这一“小聪明”却给细胞带来很多额外的麻烦和问题。更糟糕的是，还为后来的细胞癌变埋下伏笔。

在决定端粒结构完整性的因素中，端粒DNA的长度是个动态可变因素，会随着细胞分裂缩短，也会受到环境损伤因素的影响。

研究发现，如果把细胞放在外界（培养皿里）培养，体细胞的生长分裂次数是有极限的；细胞每分裂一次，端粒长度就会缩短一截；当端粒DNA的长度缩短到一定程度时，细胞就开始走向衰老和死亡。

肿瘤细胞属于“长生不死”细胞，研究发现很多肿瘤细胞的端粒酶活性很高，因此肿瘤细胞的端粒DNA不仅不缩短，还比正常细胞长。另外，如果人为地让正常细胞也表达端粒酶，也可以让细胞变得“永生”。这些充分说明，端粒的长度可以决定细胞的“生命长度”。

关于端粒长度在细胞癌变中的作用，目前认为在癌细胞发生的早期端粒DNA是缩短的，以至于导致端粒完整性被破坏，从而导致整个基因组不稳定，各种性质的突变增加，促进细胞癌变；而端粒酶表达与端粒变长则是后期突变的产物。

可是对整个人体而言，情形又是怎样的呢？人体的衰老和寿命是否与端粒DNA长度有关呢？

如何检测端粒DNA长度

血样端粒DNA分析是普遍采用的分析方式。但体内白细胞的状态很不均一，检测出的端粒DNA长度是经计算的一个均值。

首先大致介绍一下端粒DNA长度的检测分析方法。目前有三种方法检测端粒DNA的长度。一种是比较经典的方法，就是利用DNA的“分子剪刀”——限制性内切酶把端粒DNA从染色体DNA上切下来，通过分子生物学手段进行“直接测量”。

这个方法直观、可信度高，但需要的样品量较大（抽较多的血），费时费力，测量的准确性受技术水平的影响比较大，因此还主要限于实验室研究使用，不适合大规模检测。

还有两种方法都是通过“数”端粒DNA重复序列的重复次数来间接算出端粒DNA的长度。端粒DNA是由“TTAGGG”重复来重复去组成的，我们只要能数清它到底重复了多少次就可以算出它的总共长度了。

其中一种叫做定量荧光原位杂交法（Q-FISH），另外一种是实时定量PCR法。这两种方法各有千秋，都对样品的需要量很小，因此适于进行大规模批量检测。

人体由各种不同的组织细胞组成，那么人体端粒DNA长度指的究竟是什么？是哪种具体组织细胞的呢，还是以某种组织代表全身各种组织全体？现在我们知道，是后一种情况。

大量的研究表明，人的不同组织细胞端粒DNA长度虽然存在一些差异，但是整体变化趋势是基本一致的，其中外周血中的白细胞能够很好地反映（或代表）人体各种组织整体的端粒的平均长度和变化趋势。由于血样检测取样最容易、可行性最好，因此血样端粒DNA分析是目前普遍采用的分析方式。

有一点需要强调：体内白细胞的状态是很不均一的，有些是年轻、还未分裂过的，有些则是濒临衰老的，因此是一个各种阶段都有的混杂群体，端粒DNA长度相差很大，所以检测出来的长度是经过特殊处理和计算出来的一个值，反映的是细胞群体端粒DNA长度的均值。

端粒为生命倒计时？

有人提出，端粒DNA可能是一个“生物时钟”以倒计时的方式在计算着人的寿命。但这些概念还只是停留在“假说”层面。

一个人最起始端粒DNA的长度从他（她）还是在子宫里时就决定了。不同的人之间的端粒DNA长度差异还是比较大的，最长可达到2万个碱基对，最短只有3000个碱基对。

从整体趋势上讲，端粒DNA长度和人的年龄确实存在密切的关系。比如，老年人群的端粒DNA整体上要比年轻人的短；长寿人群的DNA要比短寿人群长；每一个具体的个人，其端粒DNA都会随着年龄的增长而磨损缩短，一般以每年50-100个碱基对的速度进行。

但是，这种变化关系并非完全同步，比如，人在刚出生的5年内，端粒DNA的磨损速度最快，可以是正常速度的4倍，但是随后逐步减慢并相对稳定下来，到了60岁以后就变化得更慢了。此外，端粒DNA的磨损速度还受到一些环境因素的影响，比如长期慢性的紧张和压力，还有一些引起DNA损伤的因素，如氧化应激、射线，甚至吸烟等。

基于这些观察和研究获得的认识，人们提出“生物年龄”的概念，认为端粒DNA长度可能是一个“生物学标志”（biomarker）反映一个人真实的衰老进程。更有人大胆地提出，端粒DNA可能是一个“生物时钟”以倒计时的方式在计算着人的寿命。

但是，这些概念目前还只是停留在“假说”层面，尚缺乏充分的证据支持，甚至存在一些争议。很多来自不同研究人员的研究结果呈现明显的不一致，有些甚至结果完全相反。

人体的体细胞虽然有寿命，但是这些体细胞都在不停地死亡与更新，体细胞的衰老寿命并不一定能代表一个整体人的寿命。

商业误导了科学

端粒DNA长度检测本身并不能为人们提供太多确定的信息，倒可以为伪保健药商提供牟取暴利的商机。

回到文章开头提到的“死期检测”，其实这并非西班牙“生命长度”公司的独家生意，有关这项的定价也很有意思。

美国休斯敦的一家叫Spectracell公司已经在提供这类服务，他们宣称的价格是290美元；布莱克伯恩的“端粒健康”公司宣称的价格是200美元以下。

而上文的西班牙“生命长度”公司却开价700多美元。难怪卡萝·格蕾德评价这家西班牙公司“只是为了牟利”。该公司的所有者和这项检测技术发明人玛利亚·布拉斯科（Maria Blasco）是从格蕾德教授实验室毕业的学生，曾邀请格蕾德教授做该公司顾问（一般顾问费是每年3万-5万美元），但遭到格蕾德教授拒绝。

对待端粒DNA长度检测问题上，大家不免担忧，认为“端粒DNA检测打开了潘多拉盒子”，将带来很多伦理问题。我认为，这种担忧的前提是：端粒DNA检测确实可以预测人的“生命长度”。

而实际上，由于端粒DNA长度与人的寿命之间的关系还没有确定的结论，更缺乏确定的对应关系，因此这项检测本身并不能真实地为人们提供太多确定的信息，所以也无所谓打开“潘多拉盒子”，那些所谓的伦理问题其实还都是伪问题。

这种检测带来一些负面的影响是会有的，比如，给被检测对象带来不必要的紧张和压力，同时为伪保健药商提供了牟取暴利的商机，以及医疗健康保险公司也会由此调整政策或抬价……

这些都要归结于商家、与利益相关的部分科学家的误导性宣传，以及公众对这项检测作用的误解。其实，单独一个端粒DNA检测还不能揭示什么，至少目前还无法打开“潘多拉盒子”，也就根本谈不上释放出什么要命的“魔鬼”。■

（作者系第四军医大学基础医学部生物化学与分子生物学教研室教授。）

预测寿命，端粒和白发哪个更靠谱？

没有任何直接的证据表明端粒长度与人体的衰老的因果关系。端粒DNA长度可以作为一个“生物学标志”反映人体的衰老情况，就像头发变白也是人衰老的标志一样。

2003年，犹他大学的理查德·考松（Richard Cawthon）率先建立了一种快速检测端粒DNA长度的新技术，并用于流行病学研究，分析端粒DNA长度与衰老和衰老相关疾病的关系。

研究发现，对60岁以上的人群，端粒长度与衰老和衰老相关疾病呈现相关性。端粒DNA长度人群患心血管疾病死亡风险增加3倍多，患肺炎死亡的风险增加8倍以上。这一重要发现发表在2003年的国际权威性医学期刊《柳叶刀》上。

这一研究结果引起广泛重视，后来有很多世界各国其他研究人员的跟进研究，但是在端粒长度与寿命以及衰老相关疾病发生之间的关系，存在明显分歧。

作为流行病学研究，除了严格的设计和条件控制分组，调查人群的数量也是一个重要的因素，数量越大，其可靠性相对越好。就拿理查德·考松来说，2003年那项研究的调查样本量总共143名，似乎显得不足。

而6年后，他增大了调查样本数量（被调差人数达3075人），结果显示，端粒长度和癌症、心血管病、感染性疾病没有任何关系，但被研究对象自身感觉有些关系，这其实也是否定了他6年前发表在《柳叶刀》上的研究结论。可以说，由这次的样本数量得出的结果与他6年前143人的调查对象得出的结论相比，可信度肯定要高得多。

总之，端粒DNA长度与年龄和衰老有密切的关系，可以作为一个“生物学标志”反映人体的衰老情况，但是现在没有任何直接的证据表明端粒长度与人体的衰老存在必然的因果关系。

衰老，是一个受到多因素影响的过程，氧化应激或损伤，以及蛋白的糖化作用等，都是重要因素，而端粒DNA长度可能只是其中一种因素和指标，目前还没有研究数据能告诉我们，端粒长度对人整体衰老过程的影响究竟有多重要。

人体的体细胞虽然有寿命，但是这些体细胞都在不停地衰老、死亡与更新，这些体细胞的衰老或寿命并不一定能代表一个人的寿命。

由此看来，那种声称依据端粒DNA长度来预测一个人“还能活多久”的说法实在是一种耸人听闻的商业宣传。就像头发变白是人衰老的一个标志，白得越多，往往越显得老。可是，如果反过来，通过头发变白来预测一个人的寿命，你觉得靠谱吗？

本文作者：东方早报·身体周刊作者：李福洋 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/Death_clock__by_Sarcastic_Coffee_副本.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/Death_clock__by_Sarcastic_Coffee_副本.jpg" alt="" title="Death_clock__by_Sarcastic_Coffee_副本" width="255" height="328" class="alignleft size-full wp-image-57738" /></a> 你愿意花费4579元来预测自己的死期吗？ 今年5月初，美国《新科学家》（New Scientist）以“端粒诺贝尔奖得主兜售生物年龄检测”为题做了一篇报道，介绍了伊丽莎白·布莱克伯恩（Elizabeth Blackburn）的“商业计划”。 这位2009年度的诺贝尔奖获得者、美国加州大学旧金山分校的教授，作为发起人，在美国加州成立了一家名为“端粒健康”（Telomere Health）的公司，起先主要是为各类端粒研究提供检测分析服务。她计划在2011年底开展面向公众个人的端粒长度检测分析服务，为个人健康状况的评估和预测提供参考。 这个报道并没有引起多大的波澜。紧接着，西班牙一家名为“生命长度”（Life Length）的公司也宣称将于下半年在英国开展类似的技术服务，并将其商业化。为了引起公众的注意，该公司有意给这项检测分析起了个耸人听闻的名称“死期检测”（death test）。 该公司声称：“这项检测不仅告诉你的健康状况，还将告诉你还能活多久”，并且煞有介事地标出了具体的价码：每人份435英镑（约合705.70美元，人民币4578.55元)。西班牙这家公司颇富争议的商业宣传顿时吸引了广泛的注意，至少有40多家媒体跟进报道。 这项端粒长度检测一时成为一个公众热点话题，各种声音不绝于耳，有支持的，有担忧的，也有一些来自科学界的批评，其中包括2009年诺贝尔奖共同获得者卡萝·格蕾德（Carol Greider）的严厉批评。 在人们担忧端粒DNA检测打开了“潘多拉盒子”之时，我们先来谈谈什么是端粒？端粒长度分析究竟是一种什么样的检测？是否真的如商家所宣称的可以预测健康与疾病，还预知寿命？ <h1>DNA的“塑料头”</h1> 如果把染色体比作鞋带，那么端粒就像是鞋带两头的“塑料头”，保护染色体结构的完整性。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/telomeres.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/telomeres.jpg" alt="" title="telomeres" width="300" height="252" class="alignleft size-full wp-image-57741" /></a> 端粒究竟是个什么东西？人体由各种各样的细胞组成，在这些细胞的中央有个细胞核，里面存放着我们的所有遗传信息的原始备份——DNA，我们的基因以密码的形式储存在这些DNA中。 DNA就像很长的两股细绳，为了保证在细胞核这个狭小的空间能够放得下，DNA这根“绳子”需要像螺线管一样缠绕，最后形成相对粗短的染色体。可是“绳头”（染色体末端）该怎么办呢？不用担心，细胞以一种特殊的方式来固定和保护染色体的末端，那就是端粒(telomere)。 如果把染色体比作鞋带，那么端粒就像是鞋带两头的“塑料头”，保护染色体结构的完整性，避免各种因素的损害。染色体末端这个小小的“塑料头”，究竟是怎样的结构和组成？作用是什么？跟人的健康和寿命有着什么样的关系？让我们从头说起。 <h1> DNA复制的末端问题</h1> 鉴于DNA复制的特点，新合成的DNA的末端总会减少一截，DNA必将随着分裂丢失殆尽。然而，实际情形并非如此。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/olovnikov_200.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/olovnikov_200.jpg" alt="" title="olovnikov_200" width="200" height="274" class="alignleft size-full wp-image-57742" /></a> 上个世纪70年代，当生命的遗传物质的分子本质被揭示，遗传信息的传递和流动机制已被阐明，当时苏联理论学家阿历克谢·奥洛夫尼科夫（Alexei Olovnikov）提出了一个“染色体末端问题”。 鉴于DNA复制的特点，新合成的DNA的末端总会比原有模板少一截，这样DNA每复制一次，末端就会损失20-30个核苷酸。按照这个速度，细胞的DNA必将随着分裂越来越短，以至于最后丢失殆尽，生命将无法延续。 然而，实际情形显然不是这样的，所有生物个体即便经过了无数代的繁殖和细胞分裂，但是其后代DNA长度仍然是相对稳定的。那么，细胞究竟是采取什么策略避免了染色体末端DNA的磨损呢？这个问题困扰着当时的分子生物学家和遗传学家，同时也吸引了他们去探索究竟。 <h1> 端粒酶为端粒“补缺”</h1> 端粒DNA可以用自己的“磨损”来保护染色体主体DNA的完整，同时，必要时又可以通过端粒酶把磨损的部分再补上去。 1975-1977年，还在做博士后的伊丽莎白·布莱克伯恩发现了端粒的结构。在随后的30多年时间里，布莱克伯恩一直致力于端粒的研究，在她和学生、同事的合作努力下，逐渐搞清楚了端粒的结构和复制的原理，并从一个新的角度揭开了衰老和癌症发生的奥秘。 这项研究和发现在2009年被授予生理学和医学诺贝尔奖，布莱克伯恩、卡萝·格蕾德（Carol Greider）、杰克·索斯达科（Jack Szostak）共同分享了这一殊荣。 端粒DNA的组成十分特殊，是很多个简单序列的多次重复。组成DNA庞大密码语言的基本“字母”就四种A、G、C、T，但是靠不同的顺序组合却可以形成无限复杂多样的遗传信息。 然而，端粒DNA却像是“车轱辘话”，就一句由6个字母组成的、看似毫无意义的话“TTAGGG”被翻来覆去重复几百上千遍，对应另外一条互补链就是“CCCTAA”，相同的重复。有意思的是，脊椎动物和一些高等植物都共用这样的重复序列作为端粒DNA组成。 但是，端粒特殊DNA构成还不能告诉我们“末端磨损问题”是怎么解决的。1978年布莱克伯恩离开耶鲁，在加州大学旧金山分校拥有了自己独立的实验室，并继续探索这个问题。后来，有卡萝·格蕾德作为博士研究生加入这项研究，她们共同协作努力初步揭示了这个奥秘。 原来，细胞内有一种端粒酶，这种酶本质上是一种反转录酶，它可以拿RNA作为模板合成DNA，并加到染色体DNA的末端。端粒的组成中就有一些小的RNA，就是作为合成DNA的模板用的。端粒酶最后将合成的“TTAGGG”这样很小的DNA加到染色体末端。 现在我们应该明白了吧，端粒DNA为什么总是千百次地重复“TTAGGG”这一句话，原来是端粒酶不停地一个个加上去的。 其实，并非所有的细胞内都有端粒酶。端粒酶主要在生殖细胞和一些干细胞（stem cell）内才表达，而在绝大部分体细胞内却检测不到端粒酶的活性。这就是说，体细胞内的染色体在复制过程中还是难以避免末端的磨损。 但是，染色体末端加上长长的端粒DNA，它可以用自己的“磨损”来保护染色体主体DNA的完整，同时，必要时又可以通过端粒酶把磨损的部分再补上去；这样一来，生物体的DNA一代代传递，最后依然能够基本保持完整。 端粒DNA和端粒酶的发现完美地回答了染色体的“末端问题”。 探索的脚步并没有就此停下来，越来越多的科学家加入研究，揭示了更多令人吃惊的秘密。 <h1> 端粒被破坏的后果</h1> 如果端粒结构被破坏，就会造成染色体末端DNA“断茬”暴露出来，如果恰巧有两个以上的染色体末端都暴露了，很少数的细胞会耍个小聪明，把两个失去端粒的染色体断端接上，这可能为后来的细胞癌变埋下伏笔。 端粒不仅仅只有端粒DNA，还有结合在DNA上一些专门蛋白，甚至一些小的RNA共同形成的特殊结构，像鞋带的塑料头，保护染色体DNA不至于被降解。 研究发现，端粒结构的完整性对细胞的存活十分重要。决定这个结构完整性的主要是两方面的因素，一是端粒DNA本身的完整性，另外，就是那些结合在端粒DNA上的蛋白成分，它们之间的关系是相互依赖、缺一不可。 如果端粒结构被破坏（比如结合端粒DNA的蛋白出现问题了，或者是端粒DNA由于磨损缩短到一定程度导致那些蛋白无处结合），那么就会造成染色体末端DNA“断茬”暴露出来，细胞会认为这是染色体受到断裂损伤。 两条链完全断开是一种极其严重的损伤，细胞的第一反应往往是让分裂进程完全停止下来，对“断裂”实施抢修。然而由于染色体末端的这种“断裂”极其难修，绝大多数情况下细胞会放弃修复，并启动死亡预案，让细胞走向衰老和死亡。 偶尔，恰巧有两个以上的染色体末端都暴露了，总是有那么很少数的细胞会耍个小聪明，把两个失去端粒的染色体断端接上，专业上叫染色体末端融合。从表面上看似没有“断茬”了，细胞还可以继续存活或生长、分裂，但是这一“小聪明”却给细胞带来很多额外的麻烦和问题。更糟糕的是，还为后来的细胞癌变埋下伏笔。 在决定端粒结构完整性的因素中，端粒DNA的长度是个动态可变因素，会随着细胞分裂缩短，也会受到环境损伤因素的影响。 研究发现，如果把细胞放在外界（培养皿里）培养，体细胞的生长分裂次数是有极限的；细胞每分裂一次，端粒长度就会缩短一截；当端粒DNA的长度缩短到一定程度时，细胞就开始走向衰老和死亡。 肿瘤细胞属于“长生不死”细胞，研究发现很多肿瘤细胞的端粒酶活性很高，因此肿瘤细胞的端粒DNA不仅不缩短，还比正常细胞长。另外，如果人为地让正常细胞也表达端粒酶，也可以让细胞变得“永生”。这些充分说明，端粒的长度可以决定细胞的“生命长度”。 关于端粒长度在细胞癌变中的作用，目前认为在癌细胞发生的早期端粒DNA是缩短的，以至于导致端粒完整性被破坏，从而导致整个基因组不稳定，各种性质的突变增加，促进细胞癌变；而端粒酶表达与端粒变长则是后期突变的产物。 可是对整个人体而言，情形又是怎样的呢？人体的衰老和寿命是否与端粒DNA长度有关呢？ <h1>如何检测端粒DNA长度</h1> 血样端粒DNA分析是普遍采用的分析方式。但体内白细胞的状态很不均一，检测出的端粒DNA长度是经计算的一个均值。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/test.jpg.display.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/08/test.jpg.display.jpg" alt="" title="test.jpg.display" width="300" height="300" class="alignleft size-full wp-image-57744" /></a> 首先大致介绍一下端粒DNA长度的检测分析方法。目前有三种方法检测端粒DNA的长度。一种是比较经典的方法，就是利用DNA的“分子剪刀”——限制性内切酶把端粒DNA从染色体DNA上切下来，通过分子生物学手段进行“直接测量”。 这个方法直观、可信度高，但需要的样品量较大（抽较多的血），费时费力，测量的准确性受技术水平的影响比较大，因此还主要限于实验室研究使用，不适合大规模检测。 还有两种方法都是通过“数”端粒DNA重复序列的重复次数来间接算出端粒DNA的长度。端粒DNA是由“TTAGGG”重复来重复去组成的，我们只要能数清它到底重复了多少次就可以算出它的总共长度了。 其中一种叫做定量荧光原位杂交法（Q-FISH），另外一种是实时定量PCR法。这两种方法各有千秋，都对样品的需要量很小，因此适于进行大规模批量检测。 人体由各种不同的组织细胞组成，那么人体端粒DNA长度指的究竟是什么？是哪种具体组织细胞的呢，还是以某种组织代表全身各种组织全体？现在我们知道，是后一种情况。 大量的研究表明，人的不同组织细胞端粒DNA长度虽然存在一些差异，但是整体变化趋势是基本一致的，其中外周血中的白细胞能够很好地反映（或代表）人体各种组织整体的端粒的平均长度和变化趋势。由于血样检测取样最容易、可行性最好，因此血样端粒DNA分析是目前普遍采用的分析方式。 有一点需要强调：体内白细胞的状态是很不均一的，有些是年轻、还未分裂过的，有些则是濒临衰老的，因此是一个各种阶段都有的混杂群体，端粒DNA长度相差很大，所以检测出来的长度是经过特殊处理和计算出来的一个值，反映的是细胞群体端粒DNA长度的均值。 <h1>端粒为生命倒计时？</h1> 有人提出，端粒DNA可能是一个“生物时钟”以倒计时的方式在计算着人的寿命。但这些概念还只是停留在“假说”层面。 一个人最起始端粒DNA的长度从他（她）还是在子宫里时就决定了。不同的人之间的端粒DNA长度差异还是比较大的，最长可达到2万个碱基对，最短只有3000个碱基对。 从整体趋势上讲，端粒DNA长度和人的年龄确实存在密切的关系。比如，老年人群的端粒DNA整体上要比年轻人的短；长寿人群的DNA要比短寿人群长；每一个具体的个人，其端粒DNA都会随着年龄的增长而磨损缩短，一般以每年50-100个碱基对的速度进行。 但是，这种变化关系并非完全同步，比如，人在刚出生的5年内，端粒DNA的磨损速度最快，可以是正常速度的4倍，但是随后逐步减慢并相对稳定下来，到了60岁以后就变化得更慢了。此外，端粒DNA的磨损速度还受到一些环境因素的影响，比如长期慢性的紧张和压力，还有一些引起DNA损伤的因素，如氧化应激、射线，甚至吸烟等。 基于这些观察和研究获得的认识，人们提出“生物年龄”的概念，认为端粒DNA长度可能是一个“生物学标志”（biomarker）反映一个人真实的衰老进程。更有人大胆地提出，端粒DNA可能是一个“生物时钟”以倒计时的方式在计算着人的寿命。 但是，这些概念目前还只是停留在“假说”层面，尚缺乏充分的证据支持，甚至存在一些争议。很多来自不同研究人员的研究结果呈现明显的不一致，有些甚至结果完全相反。 人体的体细胞虽然有寿命，但是这些体细胞都在不停地死亡与更新，体细胞的衰老寿命并不一定能代表一个整体人的寿命。 <h1>商业误导了科学</h1> 端粒DNA长度检测本身并不能为人们提供太多确定的信息，倒可以为伪保健药商提供牟取暴利的商机。 回到文章开头提到的“死期检测”，其实这并非西班牙“生命长度”公司的独家生意，有关这项的定价也很有意思。 美国休斯敦的一家叫Spectracell公司已经在提供这类服务，他们宣称的价格是290美元；布莱克伯恩的“端粒健康”公司宣称的价格是200美元以下。 而上文的西班牙“生命长度”公司却开价700多美元。难怪卡萝·格蕾德评价这家西班牙公司“只是为了牟利”。该公司的所有者和这项检测技术发明人玛利亚·布拉斯科（Maria Blasco）是从格蕾德教授实验室毕业的学生，曾邀请格蕾德教授做该公司顾问（一般顾问费是每年3万-5万美元），但遭到格蕾德教授拒绝。 对待端粒DNA长度检测问题上，大家不免担忧，认为“端粒DNA检测打开了潘多拉盒子”，将带来很多伦理问题。我认为，这种担忧的前提是：端粒DNA检测确实可以预测人的“生命长度”。 而实际上，由于端粒DNA长度与人的寿命之间的关系还没有确定的结论，更缺乏确定的对应关系，因此这项检测本身并不能真实地为人们提供太多确定的信息，所以也无所谓打开“潘多拉盒子”，那些所谓的伦理问题其实还都是伪问题。 这种检测带来一些负面的影响是会有的，比如，给被检测对象带来不必要的紧张和压力，同时为伪保健药商提供了牟取暴利的商机，以及医疗健康保险公司也会由此调整政策或抬价…… 这些都要归结于商家、与利益相关的部分科学家的误导性宣传，以及公众对这项检测作用的误解。其实，单独一个端粒DNA检测还不能揭示什么，至少目前还无法打开“潘多拉盒子”，也就根本谈不上释放出什么要命的“魔鬼”。■ （作者系第四军医大学基础医学部生物化学与分子生物学教研室教授。） <div class="editornote"> 预测寿命，端粒和白发哪个更靠谱？ 没有任何直接的证据表明端粒长度与人体的衰老的因果关系。端粒DNA长度可以作为一个“生物学标志”反映人体的衰老情况，就像头发变白也是人衰老的标志一样。 2003年，犹他大学的理查德·考松（Richard Cawthon）率先建立了一种快速检测端粒DNA长度的新技术，并用于流行病学研究，分析端粒DNA长度与衰老和衰老相关疾病的关系。 研究发现，对60岁以上的人群，端粒长度与衰老和衰老相关疾病呈现相关性。端粒DNA长度人群患心血管疾病死亡风险增加3倍多，患肺炎死亡的风险增加8倍以上。这一重要发现发表在2003年的国际权威性医学期刊《柳叶刀》上。 这一研究结果引起广泛重视，后来有很多世界各国其他研究人员的跟进研究，但是在端粒长度与寿命以及衰老相关疾病发生之间的关系，存在明显分歧。 作为流行病学研究，除了严格的设计和条件控制分组，调查人群的数量也是一个重要的因素，数量越大，其可靠性相对越好。就拿理查德·考松来说，2003年那项研究的调查样本量总共143名，似乎显得不足。 而6年后，他增大了调查样本数量（被调差人数达3075人），结果显示，端粒长度和癌症、心血管病、感染性疾病没有任何关系，但被研究对象自身感觉有些关系，这其实也是否定了他6年前发表在《柳叶刀》上的研究结论。可以说，由这次的样本数量得出的结果与他6年前143人的调查对象得出的结论相比，可信度肯定要高得多。 总之，端粒DNA长度与年龄和衰老有密切的关系，可以作为一个“生物学标志”反映人体的衰老情况，但是现在没有任何直接的证据表明端粒长度与人体的衰老存在必然的因果关系。 衰老，是一个受到多因素影响的过程，氧化应激或损伤，以及蛋白的糖化作用等，都是重要因素，而端粒DNA长度可能只是其中一种因素和指标，目前还没有研究数据能告诉我们，端粒长度对人整体衰老过程的影响究竟有多重要。 人体的体细胞虽然有寿命，但是这些体细胞都在不停地衰老、死亡与更新，这些体细胞的衰老或寿命并不一定能代表一个人的寿命。 由此看来，那种声称依据端粒DNA长度来预测一个人“还能活多久”的说法实在是一种耸人听闻的商业宣传。就像头发变白是人衰老的一个标志，白得越多，往往越显得老。可是，如果反过来，通过头发变白来预测一个人的寿命，你觉得靠谱吗？</div>

2012年3月22日星期四

儿子的智商妈决定？

网上一度盛传着一种说法，说是母亲对孩子的智商有着至关重要的作用。我听到的一个版本是：“决定智商的八对基因全部都是位于 X 染色体上面，然后男生是 XY， X 是来自母亲，Y是来自父亲。所以男生的智商全部都是来自母亲的遗传。“

听到这个，我老公的心一下子提到了嗓子眼，我们儿子岂不是要被毁了？这究竟是不是真的呢？

儿子的智商是由妈妈遗传的么？

我们先来看一组统计数据表格(数据取自[1])。

智商相关性

妈妈-孩子	0.464
妈妈-女儿	0.486
妈妈-儿子	0.443
爸爸-孩子	0.423
爸爸-女儿	0.438
爸爸-儿子	0.411

研究人员统计了美国两千多个家庭的父母及孩子的智商数据，汇总发现，母亲和孩子之间的智商确实比父亲和孩子的相关性略强。比如，母亲和儿子的智商相关程度为 0.443 (相关性越接近1，两者相关性越强)，而父亲和儿子的则为0.411。但是这不足10%的差距实在显的微乎其微。这么看来，“儿子的智商由妈决定”的定论是完全靠不住脚的，妈妈爸爸和子女的智商都有着关系，但也都不起决定作用。这样我老公的心也就可以搁到肚子里去了。不过“智力基因在X染色体上”这个说法难道真的是无中生有，空穴来风么？

智力基因在X染色体上么？

事实上，早在1972年，科学界就有人提出“智力基因在X染色体上”这样的说法。那时候，基因测序还没有实现，研究人员仅仅通过男女智商统计差异的得出的这种猜测。因为他们发现，尽管男女智商统计分布都是高斯分布，但是男人的智商分布的方差要大一些，也就是说IQ特别高的和特别低的男人占的比例要比女人多。不仅如此，某些智障类的遗传病好象对男人更情有独钟，种种迹象表明，智力的遗传和性染色体有着密切的关系。这种猜测后来才慢慢的得到实验的证实。

本世纪初，随着人类基因组计划的蓬勃发展，越来越多的基因序列编码也得到了破解。科学家们发现，X染色体上的近千个蛋白质编码基因里至少有40%都在大脑里表达，这个比例要高于常染色体,更远远超过Y染色体([2],[3])。也就是说，X染色体对大脑结构，认知能力，智力发育等等都有着巨大的作用。对于男孩来说，他们唯一的X染色体来源于母亲，也就说，理论上讲母亲对儿子智力方面的遗传作用也应该是巨大的，可为什么智商的统计显示却没有显著的相关性呢？这又究竟是怎么一回事呢？

X染色体上的基因是如何决定大脑结构的？

这涉及两个概念——X染色体失活(X-inactivation)和减数分裂中的染色体重组。

对于男人来说，X染色体上编译大脑结构的基因的任务很简单，因为只有一份基因，只管拿去用就好了。而对于女人来说，她们有两套X染色体，如果两套都用来表达蛋白质，那就乱了套。所以选择用哪一套去编译大脑就成了个难题。在女人的细胞中，两套X染色体会自动有一套失去活性，只留有一套解码编译蛋白质，这种两条X染色体的其中之一失去活性的现象就被称之为X染色体失活。现在普遍认为，在女性胚胎发育时期，大部分情况下，不同细胞中选择哪一套X染色体失活的过程是随机的。导致的结果是，大约一半的胚胎细胞来自于母亲的X染色体失活，而另一半是来自于父亲的X染色体失活。所以基因编译大脑结构的时候，一会儿是来自于母亲的X染色体起作用，一会儿却是来自父亲的起作用，随机选择，没有固定的模式，将X染色体基因表达充分的混合。另外，人的X染色体里还有大约15%的基因是可以逃过失活一劫的，这让本来已经非常复杂的X染色体编译更是变得扑朔迷离。

另一方面，减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式。当性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，这样，细胞中染色体数目就减半了。女性有两个X染色体，减数分裂的时候每个卵细胞里就各分得一个X。细胞连续分裂的时候染色体还会发生多次重组，两条来自父母的不同的X染色体会交换某些同一位置上的基因，这就让最后每个卵细胞里分到的X染色体里混合了原本两个X染色体的基因。

所以，当儿子从妈妈那里得到X染色体的时候，是已经经过了减数分裂和染色体重组的结果，是混合了来自他外公外婆的X染色体的结果。而他的妈妈编译大脑的时候用的X染色体也是被随机选择过的，母子俩的大脑结构可能完全的不一样，也可能有很大的相似程度，最有可能的结果是既有一部分的相似度，又有一部分的不同。大自然的设计就是如此巧妙，尽管妈妈在儿子智力遗传问题上要负主要责任，但是仅凭妈妈的聪明程度还是不能绝对预测出儿子智力水平的高低。

另外，由于基因印记(Genomic imprinting)的存在，有科学家猜测相对于母亲通过X染色体遗传智力，父亲是通过常染色体表达基因从而影响子代的大脑和行为的[4]。但由于基因印记很少见，只占不足1%，这种影响并不显著。

人类智力的进化和天才基因

X染色体上集中了大量智力基因听起来好像对于男人来说是不利的，但很多科学家认为，这其实是人类智力进化的一个很大的优势。澳大利亚纽卡斯尔大学的Gillian Turner教授认为，人类的智力进化比别的任何遗传特征都要迅速，如果想要尽量快速的把一个基因在人群里传播，把它放在X染色体上是最明智的选择了。X染色体作为性染色体已经有三亿多年的历史了，它的大部分基因都得到了很好的保存，并且在性染色体上一直是主导的位置。所以有人猜测，X染色体上的进化并不主要靠新的基因的产生，而是很大程度上旧的基因产生新的组合。

不少科学家还猜测天才基因也是和X染色体息息相关的。下面这个图就代表着这么一个天才基因显现和传播的简易模型[5]。这个模型里只有六个基因，全部在X染色体上。第一代妈妈X染色体减数分裂之后产生了一个天才基因组合——全A基因的儿子。这个儿子和另外一个女人结婚，生了两个孩子，他的天才基因只能传给他的女儿，而不是他的儿子。而他的女儿再结婚，由于减数分裂中染色体发生重组(x的位置)的原因，天才基因组合被拆散了，所有的第四代都很平庸，但基因还在传播下去，期待着再次出现天才组合的机会。所以，虽然天才基因可以延续，但是天才的出现只是个偶然事件而已。

如果这是真的，天才基因还需要靠女儿传宗接代，那么各位天才男人们就应该生女儿，否则基因要是在儿子那里将会断了香火，对于人类来说那是多么大的损失啊。

参考资料：

[1] Reed and Rich, Parent-Offspring Correlations and Regressions for IQ, Behavior Genetics, Vol. 12, No. 5, 1982
[2] Ropers and Hame, X-linked mental retardation, Nature Reviews Genetics 6, 46-57, 2005
[3] Nguyen and Disteche, High expression of the Mammalian X chromosome in brain, Brain Research, 1126: 46-49, 2006
[4] Gregg, Parental Control over the Brain, Science: Vol. 330 no. 6005 pp. 770-771, 2010
[5]Zechner et al, A high density of X-linked genes for general cognitive ability: a run-away process shaping human evolution? TRENDS in Genetics, Vol. 17, No. 12, 697-701, 2001

本文作者：圆儿<a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/06/11111831-lg_副本.jpg"><img class="alignleft size-full wp-image-56174" title="11111831-lg_副本" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/06/11111831-lg_副本.jpg" alt="" width="257" height="282" /></a>网上一度盛传着一种说法，说是母亲对孩子的智商有着至关重要的作用。我听到的一个版本是：“决定智商的八对基因全部都是位于 X 染色体上面，然后男生是 XY， X 是来自母亲，Y是来自父亲。所以男生的智商全部都是来自母亲的遗传。“ 听到这个，我老公的心一下子提到了嗓子眼，我们儿子岂不是要被毁了？这究竟是不是真的呢？ <h1>儿子的智商是由妈妈遗传的么？</h1> 我们先来看一组统计数据表格(数据取自[1])。 智商相关性 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tbody> <tr> <td width="284" valign="top">妈妈-孩子</td> <td width="284" valign="top">0.464</td> </tr> <tr> <td width="284" valign="top">妈妈-女儿</td> <td width="284" valign="top">0.486</td> </tr> <tr> <td width="284" valign="top">妈妈-儿子</td> <td width="284" valign="top">0.443</td> </tr> <tr> <td width="284" valign="top">爸爸-孩子</td> <td width="284" valign="top">0.423</td> </tr> <tr> <td width="284" valign="top">爸爸-女儿</td> <td width="284" valign="top">0.438</td> </tr> <tr> <td width="284" valign="top">爸爸-儿子</td> <td width="284" valign="top">0.411</td> </tr> </tbody> </table> 研究人员统计了美国两千多个家庭的父母及孩子的智商数据，汇总发现，母亲和孩子之间的智商确实比父亲和孩子的相关性略强。比如，母亲和儿子的智商相关程度为 0.443 (相关性越接近1，两者相关性越强)，而父亲和儿子的则为0.411。但是这不足10%的差距实在显的微乎其微。这么看来，“儿子的智商由妈决定”的定论是完全靠不住脚的，妈妈爸爸和子女的智商都有着关系，但也都不起决定作用。这样我老公的心也就可以搁到肚子里去了。不过“智力基因在X染色体上”这个说法难道真的是无中生有，空穴来风么？ <h1>智力基因在X染色体上么？</h1> 事实上，早在1972年，科学界就有人提出“智力基因在X染色体上”这样的说法。那时候，基因测序还没有实现，研究人员仅仅通过男女智商统计差异的得出的这种猜测。因为他们发现，尽管男女智商统计分布都是高斯分布，但是男人的智商分布的方差要大一些，也就是说IQ特别高的和特别低的男人占的比例要比女人多。不仅如此，某些智障类的遗传病好象对男人更情有独钟，种种迹象表明，智力的遗传和性染色体有着密切的关系。这种猜测后来才慢慢的得到实验的证实。 本世纪初，随着人类基因组计划的蓬勃发展，越来越多的基因序列编码也得到了破解。科学家们发现，X染色体上的近千个蛋白质编码基因里至少有40%都在大脑里表达，这个比例要高于常染色体,更远远超过Y染色体([2],[3])。也就是说，X染色体对大脑结构，认知能力，智力发育等等都有着巨大的作用。对于男孩来说，他们唯一的X染色体来源于母亲，也就说，理论上讲母亲对儿子智力方面的遗传作用也应该是巨大的，可为什么智商的统计显示却没有显著的相关性呢？这又究竟是怎么一回事呢？ <h1>X染色体上的基因是如何决定大脑结构的？</h1> 这涉及两个概念——X染色体失活(X-inactivation)和减数分裂中的染色体重组。 对于男人来说，X染色体上编译大脑结构的基因的任务很简单，因为只有一份基因，只管拿去用就好了。而对于女人来说，她们有两套X染色体，如果两套都用来表达蛋白质，那就乱了套。所以选择用哪一套去编译大脑就成了个难题。在女人的细胞中，两套X染色体会自动有一套失去活性，只留有一套解码编译蛋白质，这种两条X染色体的其中之一失去活性的现象就被称之为X染色体失活。现在普遍认为，在女性胚胎发育时期，大部分情况下，不同细胞中选择哪一套X染色体失活的过程是随机的。导致的结果是，大约一半的胚胎细胞来自于母亲的X染色体失活，而另一半是来自于父亲的X染色体失活。所以基因编译大脑结构的时候，一会儿是来自于母亲的X染色体起作用，一会儿却是来自父亲的起作用，随机选择，没有固定的模式，将X染色体基因表达充分的混合。另外，人的X染色体里还有大约15%的基因是可以逃过失活一劫的，这让本来已经非常复杂的X染色体编译更是变得扑朔迷离。 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/06/evolx.jpg"><img class="alignnone size-large wp-image-56175" title="evolx" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/06/evolx-600x282.jpg" alt="" width="600" height="282" /></a> 另一方面，减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式。当性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，这样，细胞中染色体数目就减半了。女性有两个X染色体，减数分裂的时候每个卵细胞里就各分得一个X。细胞连续分裂的时候染色体还会发生多次重组，两条来自父母的不同的X染色体会交换某些同一位置上的基因，这就让最后每个卵细胞里分到的X染色体里混合了原本两个X染色体的基因。 所以，当儿子从妈妈那里得到X染色体的时候，是已经经过了减数分裂和染色体重组的结果，是混合了来自他外公外婆的X染色体的结果。而他的妈妈编译大脑的时候用的X染色体也是被随机选择过的，母子俩的大脑结构可能完全的不一样，也可能有很大的相似程度，最有可能的结果是既有一部分的相似度，又有一部分的不同。大自然的设计就是如此巧妙，尽管妈妈在儿子智力遗传问题上要负主要责任，但是仅凭妈妈的聪明程度还是不能绝对预测出儿子智力水平的高低。 另外，由于基因印记(Genomic imprinting)的存在，有科学家猜测相对于母亲通过X染色体遗传智力，父亲是通过常染色体表达基因从而影响子代的大脑和行为的[4]。但由于基因印记很少见，只占不足1%，这种影响并不显著。 人类智力的进化和天才基因 X染色体上集中了大量智力基因听起来好像对于男人来说是不利的，但很多科学家认为，这其实是人类智力进化的一个很大的优势。澳大利亚纽卡斯尔大学的Gillian Turner教授认为，人类的智力进化比别的任何遗传特征都要迅速，如果想要尽量快速的把一个基因在人群里传播，把它放在X染色体上是最明智的选择了。X染色体作为性染色体已经有三亿多年的历史了，它的大部分基因都得到了很好的保存，并且在性染色体上一直是主导的位置。所以有人猜测，X染色体上的进化并不主要靠新的基因的产生，而是很大程度上旧的基因产生新的组合。 不少科学家还猜测天才基因也是和X染色体息息相关的。下面这个图就代表着这么一个天才基因显现和传播的简易模型[5]。这个模型里只有六个基因，全部在X染色体上。第一代妈妈X染色体减数分裂之后产生了一个天才基因组合——全A基因的儿子。这个儿子和另外一个女人结婚，生了两个孩子，他的天才基因只能传给他的女儿，而不是他的儿子。而他的女儿再结婚，由于减数分裂中染色体发生重组(x的位置)的原因，天才基因组合被拆散了，所有的第四代都很平庸，但基因还在传播下去，期待着再次出现天才组合的机会。所以，虽然天才基因可以延续，但是天才的出现只是个偶然事件而已。 <img id="aimg_10668" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1106/110608062295df39ecdce7f7c2.jpg" alt="fig2.jpg" width="499" /> 如果这是真的，天才基因还需要靠女儿传宗接代，那么各位天才男人们就应该生女儿，否则基因要是在儿子那里将会断了香火，对于人类来说那是多么大的损失啊。 参考资料： [1] Reed and Rich, Parent-Offspring Correlations and Regressions for IQ, Behavior Genetics, Vol. 12, No. 5, 1982 [2] Ropers and Hame, X-linked mental retardation, Nature Reviews Genetics 6, 46-57, 2005 [3] Nguyen and Disteche, High expression of the Mammalian X chromosome in brain, Brain Research, 1126: 46-49, 2006 [4] Gregg, Parental Control over the Brain, Science: Vol. 330 no. 6005 pp. 770-771, 2010 [5]Zechner et al, A high density of X-linked genes for general cognitive ability: a run-away process shaping human evolution? TRENDS in Genetics, Vol. 17, No. 12, 697-701, 2001

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