科学123: 十月 2012

2012年10月29日星期一

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吃下去的恐惧

作者：赵承渊

人类非常关注“吃”的问题。作为生命体，人与外界环境之间的交流主要通过两个渠道：一个是呼吸，环境中的气体在呼吸道与人体进行交换，这是须臾不可离开的部分；另一个就是消化道，人需要间断摄入食物和水以满足身心需要。前者虽然极端重要，但可控性较差：我们可以选择在室内或者室外约会，也可以选择喝茶或是咖啡，但我们很难选择吸或者不吸此时此地的空气。从某种角度来说，富商巨贾、王侯将相与当地寻常人还是同呼吸的。通常来说，人们对自己可以掌控的部分往往关注会更高。故此，公共场所禁烟要比治理大气污染更易得到共鸣和推行；而关于“这个吃还是不吃”，“吃哪个更好”的问题，人们就更关心了。加之我国近年来食品卫生领域状况频发：从奶粉、地沟油到瘦肉精香肠、从转基因作物、人造鸡蛋到镉污染大米，热点层出不穷，人们那根紧绷的神经已经快到张力的极限，往往一点点风吹草动就会引起轩然大波。

这种高度关注是一件好事。在媒体和公众的关注下，无良食品商家才会有所忌惮，我们的餐桌也会更安全。去年有报道称市面上部分血豆腐有重大质量问题，某些无良商家在血豆腐的销售和流通过程中加入甲醛以使血豆腐看上去色泽和弹性更好，更有甚者在制作血豆腐的时候就使用了甲醛等多种有毒添加剂。甲醛这种臭名昭彰的致癌物已经在多个领域为大家熟识了，居室装修，家具、地板胶粘剂造成的室内空气污染已引起了很多人的重视。故此提醒大家在食用血豆腐之前需提高警惕。

不过近来另有一则关于血豆腐，血制品食物甚至肉类的传言在网上流行，很多人以此警告大众素食。流言称：

“市场上能够买到的肉类当中，都发现有一种叫做“膍毒”的毒素在里面，这种毒素在动物被宰杀痛苦恐惧时，由于情绪的刺激所释放的。”
“动物看到其他的动物死亡、自己竭力挣扎求生失败之际, 血液内的激素水平（特别是肾上腺素）急剧改变。这些大量的激素留存在肉里，人吃后自己的纤维组织中毒。”

原来动物的恐惧和怨恨也可变成毒素并被我们吃下去，事实果真如此吗？

要搞清楚这个问题，我们需要弄清楚以下几点：第一，动物宰杀的过程是怎样的？是否会产生强烈恐惧等情绪？第二，强烈恐惧等刺激会给动物体带来哪些变化？第三，上述变化在动物死亡后是否长期留存？第四，人类的消化系统对食物的处理过程是怎样的？只有解决了上述四个问题之后，我们才能对人类食用这些动物的肉或者血制品后是否会有中毒等不良反应作出结论。

我们先来看看以生猪为代表的常见食用肉类动物宰杀过程。我国目前已采用规模化生猪屠宰工艺。简单来说，就是将检疫合格、停食静养并洗净的生猪赶进屠宰通道（期间禁止脚踢棒打），用电流击昏生猪，在击晕后10秒内开始放血，放血后的猪屠体经过清洗、去皮、去毛、去除内脏、劈半后冷却保存。我国《生猪屠宰操作规程》已关注了宰杀动物的相关福利，电流击晕的过程较之我们印象中的屠户钢刀要显得文明许多。不过在此过程中也会有某些意外情况，例如被击晕的猪中途醒来等等，且不排除生猪在进入屠宰通道时受到某些精神或生理刺激。所以就实际情况而言，屠宰动物在被宰杀的过程中的确可能产生例如强烈恐惧等情绪，某些情况下还可能遭受强烈痛苦。落后的屠宰方式则更是如此。

在实行“人性化屠宰”的前提下，生猪遭受的刺激和痛苦较小，而肉质也的确与此有关。生猪在被宰杀并放血后，肌肉失去了有效氧供，细胞内无氧酵解增加，ATP减少，乳酸等代谢产物积聚，局部PH值降低。PH值降低和钙离子解离进入胞浆导致肌肉蛋白质变性和收缩僵硬，肌肉水分渗出，从外观上看，猪肉变得色浅。如果在宰杀过程中生猪受到强烈刺激，上述生理过程将有某些相应变化。我们已经知道，应激状态下的机体会分泌一些激素，主要为肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素、血管紧张素以及抗利尿激素等等。这些激素的主要作用在于收缩血管，兴奋心肌，保持体内水分，提高代谢效率。一旦屠宰动物体内应激激素分泌增加，宰杀后肌肉的无氧酵解速率会大大加快，PH值迅速下降，肉质快速酸化形成所谓PSE肉。PSE是Pale（苍白）、Soft（柔软）、 Exude（渗出）三词的缩写，PSE肉色泽苍白，保水性差，滴水多，松软易碎且嫩度降低，故影响口感。但PSE肉并非不能食用，在一些生香肠加工时还可能用到。

那么应激激素在动物死后是否会在肌肉、血液内大量留存呢？首先我们来看激素的种类和性质。根据化学结构可大体将激素分为四种：① 胺类激素（肾上腺素、甲状腺素等属于此类）；② 多肽及蛋白质类激素（胰高血糖素、血管紧张素、抗利尿激素等属此类）；③ 类固醇激素（糖皮质激素、性激素等属于此类）；④ 脂肪酸类激素（前列腺素等属此类）。肾上腺素、胰高血糖素、血管紧张素、抗利尿激素等应激激素可溶于水，糖皮质激素等甾体激素通过与血浆蛋白结合后经血液运送到靶器官起作用，故此放血后留存在肌肉中的这些激素含量少到可忽略不计。肾上腺素、肽类等游离态激素在血液中保留的时间较短，在几分钟或几个小时内就被酶降解或排出体外；类固醇激素血液存留时间相对较长，可达数小时至几天。故此担心肉类中含有某种因恐惧产生的“毒素”是不必要的；血液中激素存留时间也不长，更何况我们在食用血液制品前还要经过加热等能破坏分子活性的工序，所以担心血液制品中有“毒素”存留也大可不必。

最后我们来看人体消化系统的工作流程。实际上消化系统是一个曲折的管道，食物在管道内一直向前，途中与消化液混合，营养物质被各种消化酶你切一刀我切一刀地处理过，然后才以各种方式吸收入血。如此进入血液的营养物质，已经不大能保持原有的风貌了。而这些自肠道吸收的营养，还要首先经过人体的化工厂——肝脏的处理才得以进入体循环。我们的肝细胞是清除、代谢激素的一把好手，故此即便肉类食物经过清洗、加工、烹饪之后还残留激素类“毒物”，到这里也基本被打扫掉了。

解决了以上四个问题，我们最后来看看整个事情的来龙去脉：首先，屠宰部门对动物福利有了一定认识，待屠宰动物是经过电击击昏后放血死亡，所以产生恐惧等强烈刺激的可能性在下降；其次，即便动物由于恐惧和痛苦产生了大量的应激激素，这些激素的效用也只是会让肉类变得质量下降，而非变得有毒；第三，这些应激激素的作用和结构已经研究得比较清楚，他们在体内的分布，代谢，储存都有迹可循；最后，肉类和血制品食物经过加工、加热、烹调后已与生鲜时大为不同，吃进去后更会受到各种消化液和消化酶的处理，以原形入血并发挥毒理作用的可能性几乎不存在。现在我们应该清楚了：动物的恐惧和体内由此而来的“毒素”是不会对我们的饭桌安全产生什么威胁的，担忧“吃下动物的恐惧”大可不必。对我们饭桌威胁最大的，还是我们人类自己——买血豆腐的时候可要当心了。

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本文作者：赵承渊作者：赵承渊 <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/04/小红帽.jpg"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/04/小红帽.jpg" alt="" title="小红帽" width="245" height="201" class="alignleft size-full wp-image-52513" /></a> 人类非常关注“吃”的问题。作为生命体，人与外界环境之间的交流主要通过两个渠道：一个是呼吸，环境中的气体在呼吸道与人体进行交换，这是须臾不可离开的部分；另一个就是消化道，人需要间断摄入食物和水以满足身心需要。前者虽然极端重要，但可控性较差：我们可以选择在室内或者室外约会，也可以选择喝茶或是咖啡，但我们很难选择吸或者不吸此时此地的空气。从某种角度来说，富商巨贾、王侯将相与当地寻常人还是同呼吸的。通常来说，人们对自己可以掌控的部分往往关注会更高。故此，公共场所禁烟要比治理大气污染更易得到共鸣和推行；而关于“这个吃还是不吃”，“吃哪个更好”的问题，人们就更关心了。加之我国近年来食品卫生领域状况频发：从奶粉、地沟油到瘦肉精香肠、从转基因作物、人造鸡蛋到镉污染大米，热点层出不穷，人们那根紧绷的神经已经快到张力的极限，往往一点点风吹草动就会引起轩然大波。 这种高度关注是一件好事。在媒体和公众的关注下，无良食品商家才会有所忌惮，我们的餐桌也会更安全。去年有报道称市面上部分血豆腐有重大质量问题，某些无良商家在血豆腐的销售和流通过程中加入甲醛以使血豆腐看上去色泽和弹性更好，更有甚者在制作血豆腐的时候就使用了甲醛等多种有毒添加剂。甲醛这种臭名昭彰的致癌物已经在多个领域为大家熟识了，居室装修，家具、地板胶粘剂造成的室内空气污染已引起了很多人的重视。故此提醒大家在食用血豆腐之前需提高警惕。 不过近来另有一则关于血豆腐，血制品食物甚至肉类的传言在网上流行，很多人以此警告大众素食。流言称： “市场上能够买到的肉类当中，都发现有一种叫做“膍毒”的毒素在里面，这种毒素在动物被宰杀痛苦恐惧时，由于情绪的刺激所释放的。” “动物看到其他的动物死亡、自己竭力挣扎求生失败之际, 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2012年10月26日星期五

恐龙是怎样炼成的？-求偶篇

撰文/邢立达
当恐龙成年，自然而然就发情求偶，最近有这么一个观点，说生命的进化更大的动力是源自性选择。那么亿年前的爱情会是什么样子的呢？其实各种恐龙都有自己独到的求爱仪式。
鸭嘴龙类的恐龙可能是靠“乐器”来吸引雌龙。比如，副栉龙长有一个独特的脊冠，这个脊冠长在鼻骨上，里面充满腔道，空气从鼻孔吸入，经过腔道到达肺部，这就构成了一个呈管状的发声器。最近，美国新墨西哥州自然史博物馆和山迪亚国家实验室的研究人员按此构造做了一个脊冠的精确模型，吹奏时能产生非常奇特的共鸣声音，像极了阿尔卑斯山麓吹奏长角号的声音。这种声音不仅可以使副栉龙相互识别、预警，而且还可以在繁殖季节为心上龙吹上一曲史前恋曲呢。
肿头龙类则可能比较粗鲁。可以打包票，它们肯定是用厚重，装甲带刺的脑袋来互殴以争夺异性，就与今天在求偶季节山羊的行为相类似。不过，最近有一份报告指出，肿头龙的脑袋不能彼此相互撞击，否则会导致严重的脑震荡，而应该是撞击对方的身体，这样效果更佳，也不容易致命。
角龙类，像是三角龙、五角龙和开角龙之类，它们应该也像肿头龙那般互撞，有点类似今天求偶季节的雄性麋鹿，将角互锁撞挤。此外还有更重要的炫耀资本，那就是它们角后的盾板，高大的盾板很可能着有极为艳丽的色彩，就像孔雀尾那般吸引眼球。
至于那些大块头、长脖子、长尾巴蜥脚类，它们应该不会粗鲁的互撞，80年代后期，有一种观点认为这些离奇的尾巴的功能可以用来求爱或者交流。比如梁龙大约有40~50个小尾椎，尾部最后2米的横截面宽仅32毫米，重量大约有2公斤。研究人员通过计算机模拟的研究显示，如果它挥动尾巴，末端的速度可以超过音速，或许能够产生一些类似于鞭子发出的啪啪声，但是却比这些啪啪音大上2000倍。而且，其尾巴的基部经常可以发现有一些病理性的损伤，这可能是受到多次重复运动的严重挤压所致，很可能这就是求偶时用来抽打对方所造成的。
长号，撞击，鞭打，这就是恐龙时代充满情趣的一部远古的罗曼史。

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本文作者：邢立达撰文/邢立达 当恐龙成年，自然而然就发情求偶，最近有这么一个观点，说生命的进化更大的动力是源自性选择。那么亿年前的爱情会是什么样子的呢？其实各种恐龙都有自己独到的求爱仪式。 鸭嘴龙类的恐龙可能是靠“乐器”来吸引雌龙。比如，副栉龙长有一个独特的脊冠，这个脊冠长在鼻骨上，里面充满腔道，空气从鼻孔吸入，经过腔道到达肺部，这就构成了一个呈管状的发声器。最近，美国新墨西哥州自然史博物馆和山迪亚国家实验室的研究人员按此构造做了一个脊冠的精确模型，吹奏时能产生非常奇特的共鸣声音，像极了阿尔卑斯山麓吹奏长角号的声音。这种声音不仅可以使副栉龙相互识别、预警，而且还可以在繁殖季节为心上龙吹上一曲史前恋曲呢。 肿头龙类则可能比较粗鲁。可以打包票，它们肯定是用厚重，装甲带刺的脑袋来互殴以争夺异性，就与今天在求偶季节山羊的行为相类似。不过，最近有一份报告指出，肿头龙的脑袋不能彼此相互撞击，否则会导致严重的脑震荡，而应该是撞击对方的身体，这样效果更佳，也不容易致命。 角龙类，像是三角龙、五角龙和开角龙之类，它们应该也像肿头龙那般互撞，有点类似今天求偶季节的雄性麋鹿，将角互锁撞挤。此外还有更重要的炫耀资本，那就是它们角后的盾板，高大的盾板很可能着有极为艳丽的色彩，就像孔雀尾那般吸引眼球。 至于那些大块头、长脖子、长尾巴蜥脚类，它们应该不会粗鲁的互撞，80年代后期，有一种观点认为这些离奇的尾巴的功能可以用来求爱或者交流。比如梁龙大约有40~50个小尾椎，尾部最后2米的横截面宽仅32毫米，重量大约有2公斤。研究人员通过计算机模拟的研究显示，如果它挥动尾巴，末端的速度可以超过音速，或许能够产生一些类似于鞭子发出的啪啪声，但是却比这些啪啪音大上2000倍。而且，其尾巴的基部经常可以发现有一些病理性的损伤，这可能是受到多次重复运动的严重挤压所致，很可能这就是求偶时用来抽打对方所造成的。 长号，撞击，鞭打，这就是恐龙时代充满情趣的一部远古的罗曼史。 <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren"></a><a 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2012年10月24日星期三

萤石，你把镜头怎么了

作者：田小森
萤石.JPG 在摄影这个圈子里有这样一句名言，叫做：“吸毒毁一生，摄影穷三代。”造就这句名言的不仅仅是价格不菲的高端机身，机身上的“眼睛”们也为此做着举足轻重的贡献。但凡中意过摄影的人都知道，要想拍出好的照片，那就首先得遵循着中国的一句“工欲善其事，必先利其器”的古训来置办自己的装备。在必须的全画幅的机身之后，满足各焦段的镜头开始粉墨登场尽逐芳艳。

对于佳能的用户来说，一枚拥有“L”标记的头，已是画质的代名词。这其间又不乏出现“UD”、“super UD”这样高级的专业名词，而当镜头描述介绍中出现此镜头中采用萤石镜片时，它的光芒就立马如同太阳般照耀了每一位苛求画质的摄影人的内心深处。于是有诗咏道：“镜头啊，你离开了萤石将变得黯然失色，色彩啊，只能在萤石的光辉下才能卓现眼前。”

且说萤石，不过是在自然界中常见的矿物：它又称氟石，英文名为Fluorite，其主要成分是氟化钙（CaF₂），是一种常见的卤化物。萤石在紫外线或阴极射线照射下常发出蓝绿色荧光，它的名字也就是根据这个特点而来。自然界中的萤石一般呈粒状或块状，具有玻璃光泽，常显鲜艳的颜色，硬度比小刀低。它通常含杂质较多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替代，此外还含有少量的Fe₂O₃ ，SiO₂和微量的Cl，He等。它还可以用于制备氟化氢：CaF₂ + H₂SO₄ = CaSO₄+ 2HF↑。萤石其光性特征为均质性，它和光学玻璃相比，有低折射率，低色散等优点。恰好是它低折射率和低色散的优点让它在光学元件这一领域有了先天的优势。

说到低折射率和低色散，我们可以做一个相关的演示。

当我们提供两束相同的平行光线通过不同的镜片后聚焦，A组为一般光学镜片，B组为萤石晶体镜片。那么在我们的实验中，能见到以下的实验现象：
光透.JPG

A组中的光线在透过一般光学镜片后，各色可见光产生不同的曲折角度，可见光两端的红光和紫光分别聚焦于实际聚焦面前后不同的位置上。红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫在两聚焦点之间呈连续分布。

B组中的光线在透过萤石晶体镜片后，各色可见光只产生微小的曲折角度，使得可见光两端的红光和紫光于仅偏离焦平面很微小的位置上聚焦。

A组的效果着实让人觉得难受，好好的光线怎么在透过镜片后就发生了色偏呢？你一片萤石怎么就做到色彩还原了呢？

这当然要归结与萤石本身低色散的特性。光线进入一般光学镜片后，由于各色可见光波长的不同，在透镜中传播的速度也不同，因此曲折的角度也不同。这就使得原来复合的白光中的各色可见光无法在同一焦平面聚焦。而光线在进入萤石晶体镜片后，虽然入射光中的各色可见光的波长依然不变，但由于萤石本身有低色散的特性，光线在透过镜片后只产生微小的曲折角度，这就使得可见光带可以在仅偏离焦平面很微小的位置上聚焦。

光透2.jpg

于是为了保证低色散所带来的优质成像，萤石成为了很好的光学材料。

萤石在自然界中的储量很高，也是一种常见的矿物，它常用于诸如：炼钢、铝生产用的熔剂，制造乳白玻璃、搪瓷制品等等，我国的萤石储量就占全世界储量的35%左右。那么它的储量很高又用于诸多的用途，为什么不开发其作为一种常见的光学元件呢？

这得考虑到光学元件的超高要求，虽然我们前面说到过，萤石在自然界中的存量很高，但是由于它的钙离子容易被一些其他的阳离子替代，而且萤石中所含的杂质含量很高，很难找到极为纯净的萤石。加之萤石有一种类似云母的性质，就是晶体在受到外力作用时会沿着晶体内部的脆弱面裂开，此面为萤石晶体结构而天然产生的相对脆弱面。极为恶劣的是它还对热敏感，所以想要找到天然的光学级别的萤石那真的是难之又难。

但是在萤石极为具有诱惑力的光学特性面前，每一个力求画质的摄影师都无法将其轻易放弃。那么，器材厂商也绝不会轻易放弃的，自1800年首次使用萤石作为光学元件以来，各大镜头制造厂商在普及萤石这条路上也是走得相当的艰难，直到20世纪60年代末，佳能掌握了生产大片人造萤石镜片的技术，并于1969年大量推出两款萤石镜头：FL-F300 F5.6和FL-F500 F5.6，后在1973年，又推出了FL300 F2.8萤石镜头。这两支镜头在当时都引起了不小的轰动。

可惜的是我们始终无法在很多的镜头上看见萤石的身影，目前为止它依然只出现在昂贵的长焦段镜头之中（焦距约长，越容易引起色散）。当然随着技术的发展，超低色散镜片的使用也大大降低了镜片的色散现象，虽然体积上会比萤石大上一些，但其成像效果已是日趋萤石之水平。
所以，对于更多的摄影人而言，顶礼仰望那块在物理性质上不太靠谱的萤石还真不如期待新型光学材料的诞生。

编者按：本篇是来自松鼠会公共邮箱的外部投稿。科学松鼠会非常欢迎自然科学相关的各种科普投稿。我们将会在审稿后择优发表。

投稿方法：
去松鼠会论坛的“松鼠学堂”版面注册发帖，注意需选择“群博投稿”这一发帖选项。

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src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1105/1105242126833e4cd9cf6e15ce.jpg" alt="光透.JPG" width="507" /> A组中的光线在透过一般光学镜片后，各色可见光产生不同的曲折角度，可见光两端的红光和紫光分别聚焦于实际聚焦面前后不同的位置上。红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫在两聚焦点之间呈连续分布。 B组中的光线在透过萤石晶体镜片后，各色可见光只产生微小的曲折角度，使得可见光两端的红光和紫光于仅偏离焦平面很微小的位置上聚焦。 A组的效果着实让人觉得难受，好好的光线怎么在透过镜片后就发生了色偏呢？你一片萤石怎么就做到色彩还原了呢？ 这当然要归结与萤石本身低色散的特性。光线进入一般光学镜片后，由于各色可见光波长的不同，在透镜中传播的速度也不同，因此曲折的角度也不同。这就使得原来复合的白光中的各色可见光无法在同一焦平面聚焦。而光线在进入萤石晶体镜片后，虽然入射光中的各色可见光的波长依然不变，但由于萤石本身有低色散的特性，光线在透过镜片后只产生微小的曲折角度，这就使得可见光带可以在仅偏离焦平面很微小的位置上聚焦。 <img id="aimg_10440" src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1105/1105242126d4ee465d54fb2765.jpg" alt="光透2.jpg" width="400" /> 于是为了保证低色散所带来的优质成像，萤石成为了很好的光学材料。 萤石在自然界中的储量很高，也是一种常见的矿物，它常用于诸如：炼钢、铝生产用的熔剂，制造乳白玻璃、搪瓷制品等等，我国的萤石储量就占全世界储量的35%左右。那么它的储量很高又用于诸多的用途，为什么不开发其作为一种常见的光学元件呢？ 这得考虑到光学元件的超高要求，虽然我们前面说到过，萤石在自然界中的存量很高，但是由于它的钙离子容易被一些其他的阳离子替代，而且萤石中所含的杂质含量很高，很难找到极为纯净的萤石。加之萤石有一种类似云母的性质，就是晶体在受到外力作用时会沿着晶体内部的脆弱面裂开，此面为萤石晶体结构而天然产生的相对脆弱面。极为恶劣的是它还对热敏感，所以想要找到天然的光学级别的萤石那真的是难之又难。 但是在萤石极为具有诱惑力的光学特性面前，每一个力求画质的摄影师都无法将其轻易放弃。那么，器材厂商也绝不会轻易放弃的，自1800年首次使用萤石作为光学元件以来，各大镜头制造厂商在普及萤石这条路上也是走得相当的艰难，直到20世纪60年代末，佳能掌握了生产大片人造萤石镜片的技术，并于1969年大量推出两款萤石镜头：FL-F300 F5.6和FL-F500 F5.6，后在1973年，又推出了FL300 F2.8萤石镜头。这两支镜头在当时都引起了不小的轰动。 可惜的是我们始终无法在很多的镜头上看见萤石的身影，目前为止它依然只出现在昂贵的长焦段镜头之中（焦距约长，越容易引起色散）。当然随着技术的发展，超低色散镜片的使用也大大降低了镜片的色散现象，虽然体积上会比萤石大上一些，但其成像效果已是日趋萤石之水平。 所以，对于更多的摄影人而言，顶礼仰望那块在物理性质上不太靠谱的萤石还真不如期待新型光学材料的诞生。 <div class="editornote">编者按：本篇是来自松鼠会公共邮箱的外部投稿。科学松鼠会非常欢迎自然科学相关的各种科普投稿。我们将会在审稿后择优发表。 投稿方法： 去松鼠会论坛的“<a href="http://songshuhui.net/forum/forumdisplay.php?fid=15&page=1&filter=type&typeid=9">松鼠学堂</a>”版面注册发帖，注意需选择“群博投稿”这一发帖选项。 </div> <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren"></a><a title="分享到豆瓣" class="bshare-douban" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到腾讯微博" class="bshare-qqmb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到开心网" class="bshare-kaixin001" 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2012年10月23日星期二

反物质是神马

在许多人心目中，科学发现是一个不断创新，不断打破传统观念的过程。只有推翻一个旧理论，我们才能创建一个新理论。比如世界上的反动学术权威普遍认为，公羊不能下蛋，母鸡无法产奶；我们就不信邪，大胆的提出公羊也能下蛋，母鸡亦可产奶的伟大假说，彻底推翻了束缚了人们上万年的旧理论，为科学的飞跃式发展指明了方向。

以上的发现不是科学，是幻觉。

那么，真实的科学发现，尤其是那些匪夷所思的科学发现又是怎样产生的呢？比如说反物质神马的，最神奇了，和物质碰在一起就会湮灭，变成高能辐射。这难道不是科学家推翻了传统的物质理论之后发现的吗？如果物质可以反，那么会不会也有反能量，反空间，反时间，反宇宙呢？这事要想说清楚，还得从相对论开始。

反物质是相对论下的蛋

说起爱因斯坦的相对论，大家实在是太熟悉了，光速不变，钟慢尺缩，双生子佯谬，隧道跑火车，可谓科学界的唐诗三百首，令人“不会作诗也会吟”。除此之外，相对论的又一大贡献是发现了质能守恒定律：

有了它，人们才弄明白万物生长靠太阳，太阳发光靠mc平方；有了它，人们才懂得利用核能；也正是有了它，狄拉克在1928年才发现了自然界存在着反物质。

质能守恒定律为什么能预言反物质的存在呢？让我们先从一个简单的例子来理解一下它的意义。如果你还记得高一物理，一定还对牛顿力学中物体的动能公式有印象：

这里E_k是物体的动能，m是质量，v是速度。换一种更一般的写法就是，

其中p=mv是物体的动量。1926年，奥地利籍物理学家薛定谔，将量子的波动性思想和后一个版本的能量表达式结合起来，发现了薛定谔方程——量子力学量力学，从此物理专业的大学生又多了一门考不过的课程[1]。

这样想想科学发现好像也不太难吗！你看这么简单的公式，往量子力学一应用，就是一套学问，这我也会，

慢着，如果物理学真有这么简单，那么人人都能拿诺贝尔奖了。实际上，我们高中学过的那套公式是牛顿力学中唯一正确的动能表达式，其他说法中所谓的“能量”并不守恒。不守恒的能量有如“屠龙之术”，世界上又没有龙，屠不屠龙没什么意义。

在相对论力学中，动能，动量和（静）质量的关系有点儿复杂，

不知道大家看出来没有，和牛顿力学相比，这里的能量多了一个平方号，成了一个二次方程（其中c是光速）。如果你还记得初二数学，会想起二次方程有两个解。把上面的方程移项，开平方，得到关于能量的解应该是正负两个！能量怎么会有负的呢？恭喜你，已经接近反物质啦！

和牛顿力学一样，上式的能量定义是狭义相对论中的唯一正确的守恒能量，大家不需要再去做别的尝试。我们常见的mc平方的表达式正是本式的简化版本。1927年到1928年间，英国物理学家狄拉克受到薛定谔方程的启发，也打算把这个能量公式应用到量子力学中去，看看能得到什么。这个想法实现起来极其困难，因为能量、动量在量子力学中是一堆微分算符，怎样让算符开根号呢？狄拉克天才地把微分算符开了根号——不服的话不妨试试看，保证泪流满面——得到了相对论性的量子力学方程（或场方程），就是狄拉克方程。在狄拉克之前一定有人想过这样试试，但是只动嘴皮子没有用。仅仅有想法不能算科学发现，只有找到人们从未发现的，支持自己想法的证据，或者说可以被验证的结论，例如方程，方程的解，对现象的预言等等，才能算作科学发现。

狄拉克方程是一个伟大的科学发现。正如相对论性的能量方程，狄拉克方程也有正负两个能量的解。那么，负能解会不会像“屠龙之术”一样，毫无意义呢？或许有人这么想过，但天才狄拉克有更加奇妙的想法（其中还有奥本海默和外尔的贡献[2]）：

如果把真空看作是负能态被电子填满的海洋，此时若有一个占据能量态为负E的电子从海洋跳出来，那么海洋之中就少了一个带负电荷e的负能电子，多出来一个负能的空穴。如果反过来看，少了一个负的等于多了一个正的，就等效于真空海洋中多出来一个能量为E，带有正电荷e的反粒子。

于是，狄拉克方程做出了一个可以被验证的预言：自然界中存在电子的反物质，它的质量和电子相同，电荷和电子相反。1932年，美国物理学家安德森（Carl Anderson）在对宇宙射线的研究中发现了正电子的存在。因此，狄拉克和薛定谔分享了1933年的诺贝尔物理学奖，安德森和它的合作者分享了1936年的诺贝尔物理学奖。

云室里看到的正电子“轨迹”

随着量子场论的发展，人们不断的从实验中发现各种基本粒子对应的反物质——每一种都是某种已知基本粒子的“镜像”，除了质量相同外，其他量子性质完全相反（有些粒子的反粒子就是它自身）——无一不是由相对论性的量子场论方程所预言的。“电子海”的物理解释由于其局限性渐渐不常被人们使用，“负能量”的疑惑可以被更加完备的量子场论所自洽的解释，我们暂时不表。

可见，追根溯源，反物质就是相对论下的一个蛋。没有相对论，就没有相对论性的狄拉克方程，也就没有对反物质的预言。且不说相对论所预言的其他现象已被验证，量子场论预言的基本粒子包括对应的反粒子也被一个接着一个的找到。最值得一提的是，场论标准模型中的不同方法对精细结构常数的实验测量的差异小于一亿分之一[3]，这意味着相对论下了一个极为成功的蛋。现在还有些人号称用一百零一种方法推导出相对论是错的。我看就算用一亿种方法也白搭，公羊会不会下蛋，母鸡能不能产奶，要用实验说了算。实验才是检验理论的唯一标准。搞物理不能只动嘴皮子忽悠，还要动脑做计算；不但要动脑做计算，还要动手做实验。除此之外，唱的再好听，画的再好看，都是扯淡。

相对论没反物质不行

相对论辛辛苦苦下了一个蛋，那么这个蛋能孵出来相对论吗？答案是能！

在相对论性的量子力学，或者更完备的量子场论当中，有一件事必须搞清楚，那就是这个理论中有没有超光速的现象？我们知道量子力学当中有很多神奇的现象，比如上帝掷骰子，量子纠缠，隧穿效应等等，保不准又弄出来超光速的话，相对论不是就完蛋了吗？物理学家一计算，发现这回事还真没那么简单。

在量子场论中，粒子并没有固定的轨道，它只能从一个位置“跃迁”到另一个位置。按照相对论，太阳光到达地球需要八分钟。如果太阳那里产生一个粒子，在八分钟内，它“跃迁”到地球的概率应该为0，或者说它对地球的任何影响都是0。如果不考虑反物质，物理学家计算的结果是，这样的影响虽然非常小，但不是0，这样就违反了相对论。但考虑到量子场中既有物质又有反物质，而且物质粒子和反物质粒子的种类是一一对应的话，那么二者造成的“超光速”影响正好完全抵消，最后的结果就会支持相对论。所以，相对论下的蛋，最后又孵出了相对论。完全自洽。

那么可能有人要问，量子场论为什么一定要支持相对论呢？各说各话，各找各妈不行吗？除了量子场论来自相对论这个自洽性问题外，这里还涉及到物理学的基本定律和演生（emergent）现象的关系。打个比方，《黑客帝国》中的Neo可以在Matrix构建的世界中腾云驾雾，从Matrix出来以后就不行了。这是因为，Matrix的世界是建立在计算机0和1的逻辑运算基础上的，演生出来的世界可以由0和1组成的程序构造，但计算机和Neo本身要受到物理学基本定律的限制。同样的道理，我们的宏观世界是由基本粒子构成的，许多宏观现象，例如颜色，软硬，强度，思想，情绪，生死都是由基本粒子的相互作用演生出来的[4]（这里的演生和Matrix的虚拟世界不一样），并不一定是物理学的基本定律。相比经典物理学，描述微观世界的量子物理的规律更加基本。人们发现了反物质，并可以构造自洽的相对论性量子场论，说明至少在目前的阶段，相对论不仅仅可以描述演生的宏观世界，还可以描述基本的量子世界。相对论是一个自洽的物理学基本理论。

相对论无法被“推翻”吗？

回到开头的问题，如果物质可以反，那么会不会也有反能量，反空间，反时间，反宇宙呢？根据奥卡姆剃刀原则，答案是没有，因为相对论性的方程没有出现这样的解。有人要反对了，暗物质，暗能量也不是相对论性的方程的解，宇宙学观测不也支持它们的存在吗？的确如此，目前的物理学理论没有办法解释暗物质和暗能量的存在。因此，为了解释观察到的现象，人们必须修改现有的物理学理论，其中可能包括相对论。然而修改归修改，在一定条件下，必须退回到相对论来——正如在一定近似条件下，狄拉克方程可以退回到薛定谔方程，狭义相对论可以退回到经典力学中，广义相对论也可以退回到牛顿引力。例如在谈到黑洞蒸发的信息丢失问题时，弦论学家泡钦斯基说过（见《黑洞出来混，迟早要还的》）：“因此，量子引力是全息的，它的自由度是非局域的，而（经典引力的）时空局域性是演生出的。”其中的时空局域性可以狭义的理解为信号不能超光速，可见他说的正是这个意思。

总而言之，公羊不能下蛋，母鸡不会产奶，相对论不可推翻，科学不是扯淡。科学发现需要创新思维，打破传统观念，这确实是我们做的不够的一个方面。但并不是任何打破传统的行为都是创新。作为成年人，我们都必须先调查清楚整个事情的来龙去脉，哪些是假说，哪些是事实，而不是口若悬河凭空杜撰，指鹿为马坐井观天。如果回过头去看看每一次科学进步，具体到其中的每个当事人身上，我们会发现，除了创新之外，更多的还有传承。

[1]全诗为“量子力学量力学，实变函数学十遍，随机过程随机过，汇编语言不会编”，作者不详。量子力学的独立发明者还有海森堡。

[2]详情见http://en.wikipedia.org/wiki/Dirac_sea

[3]详情见http://en.wikipedia.org/wiki/Precision_tests_of_QED

[4]看这里http://en.wikipedia.org/wiki/Emergence 会有更形象的了解

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class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/1101062120f20cd02428895ff5.png" alt="" width="74" height="18" /> 有了它，人们才弄明白万物生长靠太阳，太阳发光靠mc平方；有了它，人们才懂得利用核能；也正是有了它，狄拉克在1928年才发现了自然界存在着反物质。 质能守恒定律为什么能预言反物质的存在呢？让我们先从一个简单的例子来理解一下它的意义。如果你还记得高一物理，一定还对牛顿力学中物体的动能公式有印象： <img class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/11010621202b88ab5e64a6b38e.png" alt="" width="94" height="25" /> 这里E_k是物体的动能，m是质量，v是速度。换一种更一般的写法就是， <img class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/110106212079e7cb7fe05bd445.png" alt="" width="78" height="43" /> 其中p=mv是物体的动量。1926年，奥地利籍物理学家薛定谔，将量子的波动性思想和后一个版本的能量表达式结合起来，发现了薛定谔方程——量子力学量力学，从此物理专业的大学生又多了一门考不过的课程[1]。 这样想想科学发现好像也不太难吗！你看这么简单的公式，往量子力学一应用，就是一套学问，这我也会， <img class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/11010621201ba79d1a13546e28.png" alt="" width="271" height="53" /> 慢着，如果物理学真有这么简单，那么人人都能拿诺贝尔奖了。实际上，我们高中学过的那套公式是牛顿力学中唯一正确的动能表达式，其他说法中所谓的“能量”并不守恒。不守恒的能量有如“屠龙之术”，世界上又没有龙，屠不屠龙没什么意义。 在相对论力学中，动能，动量和（静）质量的关系有点儿复杂， <img class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/110106212031457edc451b3e97.png" alt="" width="167" height="25" /> 不知道大家看出来没有，和牛顿力学相比，这里的能量多了一个平方号，成了一个二次方程（其中c是光速）。如果你还记得初二数学，会想起二次方程有两个解。把上面的方程移项，开平方，得到关于能量的解应该是正负两个！能量怎么会有负的呢？恭喜你，已经接近反物质啦！ 和牛顿力学一样，上式的能量定义是狭义相对论中的唯一正确的守恒能量，大家不需要再去做别的尝试。我们常见的mc平方的表达式正是本式的简化版本。1927年到1928年间，英国物理学家狄拉克受到薛定谔方程的启发，也打算把这个能量公式应用到量子力学中去，看看能得到什么。这个想法实现起来极其困难，因为能量、动量在量子力学中是一堆微分算符，怎样让算符开根号呢？狄拉克天才地把微分算符开了根号——不服的话不妨试试看，保证泪流满面——得到了相对论性的量子力学方程（或场方程），就是狄拉克方程。在狄拉克之前一定有人想过这样试试，但是只动嘴皮子没有用。仅仅有想法不能算科学发现，只有找到人们从未发现的，支持自己想法的证据，或者说可以被验证的结论，例如方程，方程的解，对现象的预言等等，才能算作科学发现。 狄拉克方程是一个伟大的科学发现。正如相对论性的能量方程，狄拉克方程也有正负两个能量的解。那么，负能解会不会像“屠龙之术”一样，毫无意义呢？或许有人这么想过，但天才狄拉克有更加奇妙的想法（其中还有奥本海默和外尔的贡献[2]）： <div class="editornote">如果把真空看作是负能态被电子填满的海洋，此时若有一个占据能量态为负E的电子从海洋跳出来，那么海洋之中就少了一个带负电荷e的负能电子，多出来一个负能的空穴。如果反过来看，少了一个负的等于多了一个正的，就等效于真空海洋中多出来一个能量为E，带有正电荷e的反粒子。 <img class="alignnone" title=" " src="http://songshuhui.net/forum/attachments/month_1101/11010621209fe7ed32ba26dd86.png" alt="" width="240" height="128" /> </div> 于是，狄拉克方程做出了一个可以被验证的预言：自然界中存在电子的反物质，它的质量和电子相同，电荷和电子相反。1932年，美国物理学家安德森（Carl Anderson）在对宇宙射线的研究中发现了正电子的存在。因此，狄拉克和薛定谔分享了1933年的诺贝尔物理学奖，安德森和它的合作者分享了1936年的诺贝尔物理学奖。 <div id="attachment_48780" class="wp-caption alignnone" style="width: 391px"><a rel="attachment wp-att-48780" href="http://songshuhui.net/archives/48748/positron_anderson"><img class="size-full wp-image-48780" title="正电子" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/01/positron_Anderson.jpg" alt="" width="381" height="401" /></a>云室里看到的正电子“轨迹”</div> 随着量子场论的发展，人们不断的从实验中发现各种基本粒子对应的反物质——每一种都是某种已知基本粒子的“镜像”，除了质量相同外，其他量子性质完全相反（有些粒子的反粒子就是它自身）——无一不是由相对论性的量子场论方程所预言的。“电子海”的物理解释由于其局限性渐渐不常被人们使用，“负能量”的疑惑可以被更加完备的量子场论所自洽的解释，我们暂时不表。 可见，追根溯源，反物质就是相对论下的一个蛋。没有相对论，就没有相对论性的狄拉克方程，也就没有对反物质的预言。且不说相对论所预言的其他现象已被验证，量子场论预言的基本粒子包括对应的反粒子也被一个接着一个的找到。最值得一提的是，场论标准模型中的不同方法对精细结构常数的实验测量的差异小于一亿分之一[3]，这意味着相对论下了一个极为成功的蛋。现在还有些人号称用一百零一种方法推导出相对论是错的。我看就算用一亿种方法也白搭，公羊会不会下蛋，母鸡能不能产奶，要用实验说了算。实验才是检验理论的唯一标准。搞物理不能只动嘴皮子忽悠，还要动脑做计算；不但要动脑做计算，还要动手做实验。除此之外，唱的再好听，画的再好看，都是扯淡。 <h3 class="orangebg">相对论没反物质不行</h3> 相对论辛辛苦苦下了一个蛋，那么这个蛋能孵出来相对论吗？答案是能！ <a rel="attachment wp-att-48762" href="http://songshuhui.net/archives/48748/antimatter"><img class="alignleft size-full wp-image-48762" title="antimatter" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/01/antimatter.jpg" alt="" width="230" height="141" /></a>在相对论性的量子力学，或者更完备的量子场论当中，有一件事必须搞清楚，那就是这个理论中有没有超光速的现象？我们知道量子力学当中有很多神奇的现象，比如上帝掷骰子，量子纠缠，隧穿效应等等，保不准又弄出来超光速的话，相对论不是就完蛋了吗？物理学家一计算，发现这回事还真没那么简单。 在量子场论中，粒子并没有固定的轨道，它只能从一个位置“跃迁”到另一个位置。按照相对论，太阳光到达地球需要八分钟。如果太阳那里产生一个粒子，在八分钟内，它“跃迁”到地球的概率应该为0，或者说它对地球的任何影响都是0。如果不考虑反物质，物理学家计算的结果是，这样的影响虽然非常小，但不是0，这样就违反了相对论。但考虑到量子场中既有物质又有反物质，而且物质粒子和反物质粒子的种类是一一对应的话，那么二者造成的“超光速”影响正好完全抵消，最后的结果就会支持相对论。所以，相对论下的蛋，最后又孵出了相对论。完全自洽。 那么可能有人要问，量子场论为什么一定要支持相对论呢？各说各话，各找各妈不行吗？除了量子场论来自相对论这个自洽性问题外，这里还涉及到物理学的基本定律和演生（emergent）现象的关系。打个比方，《黑客帝国》中的Neo可以在Matrix构建的世界中腾云驾雾，从Matrix出来以后就不行了。这是因为，Matrix的世界是建立在计算机0和1的逻辑运算基础上的，演生出来的世界可以由0和1组成的程序构造，但计算机和Neo本身要受到物理学基本定律的限制。同样的道理，我们的宏观世界是由基本粒子构成的，许多宏观现象，例如颜色，软硬，强度，思想，情绪，生死都是由基本粒子的相互作用演生出来的[4]（这里的演生和Matrix的虚拟世界不一样），并不一定是物理学的基本定律。相比经典物理学，描述微观世界的量子物理的规律更加基本。人们发现了反物质，并可以构造自洽的相对论性量子场论，说明至少在目前的阶段，相对论不仅仅可以描述演生的宏观世界，还可以描述基本的量子世界。相对论是一个自洽的物理学基本理论。 <h3 class="orangebg">相对论无法被“推翻”吗？</h3> 回到开头的问题，如果物质可以反，那么会不会也有反能量，反空间，反时间，反宇宙呢？根据奥卡姆剃刀原则，答案是没有，因为相对论性的方程没有出现这样的解。有人要反对了，暗物质，暗能量也不是相对论性的方程的解，宇宙学观测不也支持它们的存在吗？的确如此，目前的物理学理论没有办法解释暗物质和暗能量的存在。因此，为了解释观察到的现象，人们必须修改现有的物理学理论，其中可能包括相对论。然而修改归修改，在一定条件下，必须退回到相对论来——正如在一定近似条件下，狄拉克方程可以退回到薛定谔方程，狭义相对论可以退回到经典力学中，广义相对论也可以退回到牛顿引力。例如在谈到黑洞蒸发的信息丢失问题时，弦论学家泡钦斯基说过（见《<a href="http://songshuhui.net/archives/45436">黑洞出来混，迟早要还的</a>》）：“因此，量子引力是全息的，它的自由度是非局域的，而（经典引力的）时空局域性是演生出的。”其中的时空局域性可以狭义的理解为信号不能超光速，可见他说的正是这个意思。 总而言之，公羊不能下蛋，母鸡不会产奶，相对论不可推翻，科学不是扯淡。科学发现需要创新思维，打破传统观念，这确实是我们做的不够的一个方面。但并不是任何打破传统的行为都是创新。作为成年人，我们都必须先调查清楚整个事情的来龙去脉，哪些是假说，哪些是事实，而不是口若悬河凭空杜撰，指鹿为马坐井观天。如果回过头去看看每一次科学进步，具体到其中的每个当事人身上，我们会发现，除了创新之外，更多的还有传承。 <a rel="attachment wp-att-48777" href="http://songshuhui.net/archives/48748/u1235p2dt20070926144109"><img class="alignnone size-full wp-image-48777" title="羊驼和鸡" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/01/U1235P2DT20070926144109.jpg" alt="" width="384" height="290" /></a> [1]全诗为“量子力学量力学，实变函数学十遍，随机过程随机过，汇编语言不会编”，作者不详。量子力学的独立发明者还有海森堡。 [2]详情见http://en.wikipedia.org/wiki/Dirac_sea [3]详情见http://en.wikipedia.org/wiki/Precision_tests_of_QED [4]看这里http://en.wikipedia.org/wiki/Emergence 会有更形象的了解 <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren"></a><a title="分享到豆瓣" class="bshare-douban" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到腾讯微博" class="bshare-qqmb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到开心网" class="bshare-kaixin001" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到QQ空间" class="bshare-qzone" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到网易微博" class="bshare-neteasemb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Facebook" class="bshare-facebook" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Twitter" class="bshare-twitter" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Google+" class="bshare-gplus" href="javascript:void(0);"></a><a title="更多平台" class="bshare-more bshare-more-icon 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onmouseover="this.style.border='1px solid #CCC';this.style.background='#E2E2E2';this.style.borderBottom='none';this.style.borderTop='none'" onmouseout="this.style.background='';this.style.border='1px solid #f5f5f5';this.style.borderBottom='none';this.style.borderTop='none'"> <img class="my-related-posts-img" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/10/01-144x144.jpg" style="width:106px;height:106px;border:1px solid #f0f0f0;padding:1px;margin:1px;" /> [2011诺贝尔物理奖]超新星与暗能量的发现 </a> <a href="http://songshuhui.net/archives/60128" class="my-related-posts" style="width:112px;height:180px;float:left;text-align:center;border:1px solid #f5f5f5;border-bottom-style:none;border-top-style:none;padding:0px;margin:1px;text-decoration:none;" onmouseover="this.style.border='1px solid #CCC';this.style.background='#E2E2E2';this.style.borderBottom='none';this.style.borderTop='none'" onmouseout="this.style.background='';this.style.border='1px solid #f5f5f5';this.style.borderBottom='none';this.style.borderTop='none'"> <img class="my-related-posts-img" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/09/IMAGE005-144x144.jpg" style="width:106px;height:106px;border:1px solid #f0f0f0;padding:1px;margin:1px;" /> 声明：我可不喜欢“光速不变”了 </a> </div> <div class="my-related-posts-clearboth" style="clear:both;height:1px;overflow:hidden;"></div>

2012年10月21日星期日

“数字陷阱”催生科学谣言

健康是人们最关心的话题，和健康相关的科学话题同样也会成为人们饭桌上讨论的议题，但往往，人们在看到某个最新科学进展之后，会因为报道本身原因而误读其结论，或者在转述的时候夸大问题。

一般来说，数字对于解释一个问题较为明晰。但是，在科学解读上，数字又往往会迷惑了真相，数字很容易会让人误读。在人类健康领域，这个问题尤其突出。在最新期的英国科学杂志《新科学家》上，以专文形式也做了一次“辟谣”，列出了几种最明显的数据误读。

主因：科学无奇迹

《新科学家》的文章解释，导致这类问题的出现，主要原因在于一般而言，一个医学治疗的效果都不会一下子很明显。根据剑桥大学生物统计学家斯皮格豪特（David Spiegelhalter）的说法，一个疗法能够奇迹般得治愈疾病的情况是少之又少的，大部分的临床治疗都建立在严谨、小心的科学基础上。他表示，任何与人类健康相关的敏感研究都必须做出可复制的大型临床实验，对不同的人群做出观察，这意味着会用一些统计方法来从数据中提取一些可用的结论来。

如果运用得当，统计数据会是很强大的工具，但是正确地阅读统计数据又是至关重要的，样本的大小、实验的设计、甚至哪怕是某些措辞的使用或者某个数字采用的方式，都可以影响媒体和人们的解读。此外，斯皮格豪特说，对于个人和家人的健康，人们往往都带有强烈的感情压力，常常在文化、情感和价值观的左右下对健康话题做出判断，在出现了一些具有争议性的统计数字时，人们更会出现判断偏差和不客观。同样的，研究者、医生或某项新疗法推崇者也会因为过于相信某个疗法而产生偏见。

数字越大，风险“越大”

《新科学家》文章问道：如果有人告诉你，100个人里面，有25个人会因为癌症而死亡，又有人告诉你，1000个人里，有250个人会因癌症死亡，这两者哪个让你更担心？

清楚的读者一看就明了，这两组数字表示的是同一个比例：四分之一的人因癌症死亡。但是，两组说法的确会给读者带来理解上的不同。希望夸大或者缩小风险的人，往往会用上“比例偏差”这个法则。乍一看，数字越大，风险看上去也越大。

《应用认知心理学》上有一篇研究对这个问题做了实验，给出了两组说法：“癌症导致1万人中1286人死亡”，“癌症导致100人中24.14个人死亡”，事实上，后一组说法的癌症风险几乎是前一组的两倍，但是，读到前一组说法的人却比后一组读者认为癌症风险更大。《判断和决策》也有同样研究。面对两组实质一样的说法———“每天有100人死于某种癌症”，以及“每年有36500人死于这种癌症”，读者会认为前者读出的癌症风险更小。

相对风险并不“绝对”

癌症的起因是什么？尽管到现在人类还是没有答案，但是在过去的几年中，人们还是读到了这样一些研究结果：喝茶太烫导致食管癌几率增加8倍，每天吃四分之一的柚子令更年期后的女性乳腺癌几率增加30%，甚至每天一个培根三明治令肠癌几率增长20%这样的说法。

在这些说法中，数据是用来衡量健康风险的，其使用背后的意思是，如果你吃了这些听上去危险的食物，和没吃这些食物的人相比，有多少可能性更会得病。但这些数据没有提供的信息是，增加的绝对风险到底是多少。

斯皮格豪特解释说，对于普通人来说，在一生中得肠癌的可能性只在5%左右，所以如果将这个20%的增加率计算到5%的绝对风险中的话，那也仅仅只是增加了1%，最后得出的绝对风险是6%而已。这个数据相对来说会让人平静得多。

用一个相对风险而不是绝对风险来形容某种危险或某种疗法的效果，这是最常见的误导方式。根据德国普朗克人类发展研究所的心理学家吉根瑞森（Gerd Gigerenzer）一书《认识风险》所说，这类技巧称为“误导定义”。他举例说，在一份有关荷尔蒙替代疗法的信息传单中，称这一疗法减少 50%得肠癌的几率（相对风险），但经过这种疗法的每1000名妇女中，会有6人得乳腺癌（绝对风险），乍一看，似乎这个疗法的积极效果大大高于消极作用，疗法导致的乳腺癌几率只有0.6%。不过普通公众得肠癌的几率只有5%，算入相对的风险就变成2.5%,这时候0.6%就不是一个可以忽略的几率了。

是“关联”不是“导致”

去年，一个有关“看电视时间和死亡率”研究成为媒体热门的标题，研究者在六年里跟踪了8800人，观察他们的健康、生活习惯和看电视行为，其中，有284人死亡，根据研究，每天看电视超过4小时的人，在这段时间内死亡的风险几率要比每天看两个小时以下的人高出46%。

这份研究被很多人概括为“科学家说，电视致人死”。这是最常见的把“有关联”解释成“因为所以”关系的例子，A和B两个变量有着关联并不代表着A导致了 B。在这项研究中，研究者并不主要是研究看电视，他们测试的是人们久坐的时间和健康的关系，而看电视只是其中一个便利常见的方式。研究结论是，人的久坐，比如经常一动不动坐着看电视，与心脏病等疾病导致的死亡风险增加，两者有着关联，而不是看电视会让人更容易死亡这样简单的结论。

在很多广告中，都会出现“超过80%的女性消费者都会说这种洗发水让她们的头发更健康，更亮丽”，但是，广告并不会附上另外一句话，即，只有5个人做了洗发水测试，而在四个称赞的人中，可能有一人或两人纯粹因巧合头发变好了，或者只是自己在猜测效果而已。

在医学研究中，大小问题同样存在。10个人中6个人的病治好了，与500个人中300人的病治好了，治愈率一样，但后者要更有说服力。在对某种药品或疗法的临床实验中，抽样多少的确至关重要，大的抽样可以排除出偶然几率。

在国际上，有一个既定形成的权威临床实验规范，即“临床对照实验”（RCTs）标准，对于药品和疗法的认证，这个标准是相当权威的，它可以看成是直接衡量药品或疗法有效与否的测试工具，要通过这个标准的药品或疗法，必须要有对过去研究的分析，动物实验的结果，而且，预期的效果越小，要测试的人群就要越大。

有些比较毫无意义

在一些场合，医学数据往往被人利用，来证实某一论点或做他用。比如，纽约前市长朱利安那曾经在共和党主席竞选演讲中说，美国前列腺癌患者的幸存率高达82%，而在有着纳税人资助的国家卫生服务局的英国，幸存率则只有44%。

这一说法被很多科学家批评，朱利安那是用两个完全不同的国家来比较一种疾病的风险，这两个数据都是正确的，但是这种比较却是误导人的，美国和英国诊断前列腺癌的方式完全不同，朱利安那引用的是5年幸存率，即某一疾病的患者在五年中幸存的几率，但是，在美国，一般通过筛查诊断出前列腺癌，而在英国，医生是在病人出现症状后才诊断为前列腺癌，前者诊断出的患病时间通常比后者早，患者会更早采取措施治疗，而且，筛查准确率有限，常出现假阳性误诊，也可能将良性肿瘤也包括入内，使得得病的人的基数更大，这种情况下，两个国家的幸存率计算的基础完全不同，如果要进行比较就产生了误导。

因为误诊、过度诊断等原因，幸存率并非科学的比较工具，而且，幸存率高并不代表死亡率低，如果要比较两个国家哪个情况更好，应该比较死亡率。根据美国癌症研究中心2003 年到2007年的数据，每10万人中，24.7人死于前列腺癌，而根据2008年《英国癌症研究》报告，该国每10万人中，有23.9人死于前列腺癌，这个比较相对就科学多了。

编译/本报记者金煜已发表于《新京报新知周刊》

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本文作者：新京报·新知周刊健康是人们最关心的话题，和健康相关的科学话题同样也会成为人们饭桌上讨论的议题，但往往，人们在看到某个最新科学进展之后，会因为报道本身原因而误读其结论，或者在转述的时候夸大问题。 一般来说，数字对于解释一个问题较为明晰。但是，在科学解读上，数字又往往会迷惑了真相，数字很容易会让人误读。在人类健康领域，这个问题尤其突出。在最新期的英国科学杂志《新科学家》上，以专文形式也做了一次“辟谣”，列出了几种最明显的数据误读。 <h3 class="orangebg">主因：科学无奇迹</h3> <a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/03/numbers1930samazingcalculatingcardscartophily-f7195df57571991b400c799f21e8bbc0_h.jpg"><img class="alignleft size-full wp-image-51173" title="numbers," src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/03/numbers1930samazingcalculatingcardscartophily-f7195df57571991b400c799f21e8bbc0_h.jpg" alt="" width="235" height="247" /></a>《新科学家》的文章解释，导致这类问题的出现，主要原因在于一般而言，一个医学治疗的效果都不会一下子很明显。根据剑桥大学生物统计学家斯皮格豪特（David Spiegelhalter）的说法，一个疗法能够奇迹般得治愈疾病的情况是少之又少的，大部分的临床治疗都建立在严谨、小心的科学基础上。他表示，任何与人类健康相关的敏感研究都必须做出可复制的大型临床实验，对不同的人群做出观察，这意味着会用一些统计方法来从数据中提取一些可用的结论来。 如果运用得当，统计数据会是很强大的工具，但是正确地阅读统计数据又是至关重要的，样本的大小、实验的设计、甚至哪怕是某些措辞的使用或者某个数字采用的方式，都可以影响媒体和人们的解读。此外，斯皮格豪特说，对于个人和家人的健康，人们往往都带有强烈的感情压力，常常在文化、情感和价值观的左右下对健康话题做出判断，在出现了一些具有争议性的统计数字时，人们更会出现判断偏差和不客观。同样的，研究者、医生或某项新疗法推崇者也会因为过于相信某个疗法而产生偏见。 <h3 class="orangebg">数字越大，风险“越大”</h3> 《新科学家》文章问道：如果有人告诉你，100个人里面，有25个人会因为癌症而死亡，又有人告诉你，1000个人里，有250个人会因癌症死亡，这两者哪个让你更担心？ 清楚的读者一看就明了，这两组数字表示的是同一个比例：四分之一的人因癌症死亡。但是，两组说法的确会给读者带来理解上的不同。希望夸大或者缩小风险的人，往往会用上“比例偏差”这个法则。乍一看，数字越大，风险看上去也越大。 《应用认知心理学》上有一篇研究对这个问题做了实验，给出了两组说法：“癌症导致1万人中1286人死亡”，“癌症导致100人中24.14个人死亡”，事实上，后一组说法的癌症风险几乎是前一组的两倍，但是，读到前一组说法的人却比后一组读者认为癌症风险更大。《判断和决策》也有同样研究。面对两组实质一样的说法———“每天有100人死于某种癌症”，以及“每年有36500人死于这种癌症”，读者会认为前者读出的癌症风险更小。 <h3 class="orangebg">相对风险并不“绝对”</h3> 癌症的起因是什么？尽管到现在人类还是没有答案，但是在过去的几年中，人们还是读到了这样一些研究结果：喝茶太烫导致食管癌几率增加8倍，每天吃四分之一的柚子令更年期后的女性乳腺癌几率增加30%，甚至每天一个培根三明治令肠癌几率增长20%这样的说法。 在这些说法中，数据是用来衡量健康风险的，其使用背后的意思是，如果你吃了这些听上去危险的食物，和没吃这些食物的人相比，有多少可能性更会得病。但这些数据没有提供的信息是，增加的绝对风险到底是多少。 斯皮格豪特解释说，对于普通人来说，在一生中得肠癌的可能性只在5%左右，所以如果将这个20%的增加率计算到5%的绝对风险中的话，那也仅仅只是增加了1%，最后得出的绝对风险是6%而已。这个数据相对来说会让人平静得多。 用一个相对风险而不是绝对风险来形容某种危险或某种疗法的效果，这是最常见的误导方式。根据德国普朗克人类发展研究所的心理学家吉根瑞森（Gerd Gigerenzer）一书《认识风险》所说，这类技巧称为“误导定义”。他举例说，在一份有关荷尔蒙替代疗法的信息传单中，称这一疗法减少 50%得肠癌的几率（相对风险），但经过这种疗法的每1000名妇女中，会有6人得乳腺癌（绝对风险），乍一看，似乎这个疗法的积极效果大大高于消极作用，疗法导致的乳腺癌几率只有0.6%。不过普通公众得肠癌的几率只有5%，算入相对的风险就变成2.5%,这时候0.6%就不是一个可以忽略的几率了。 <h3 class="orangebg">是“关联”不是“导致”</h3> 去年，一个有关“看电视时间和死亡率”研究成为媒体热门的标题，研究者在六年里跟踪了8800人，观察他们的健康、生活习惯和看电视行为，其中，有284人死亡，根据研究，每天看电视超过4小时的人，在这段时间内死亡的风险几率要比每天看两个小时以下的人高出46%。 这份研究被很多人概括为“科学家说，电视致人死”。这是最常见的把“有关联”解释成“因为所以”关系的例子，A和B两个变量有着关联并不代表着A导致了 B。在这项研究中，研究者并不主要是研究看电视，他们测试的是人们久坐的时间和健康的关系，而看电视只是其中一个便利常见的方式。研究结论是，人的久坐，比如经常一动不动坐着看电视，与心脏病等疾病导致的死亡风险增加，两者有着关联，而不是看电视会让人更容易死亡这样简单的结论。 在很多广告中，都会出现“超过80%的女性消费者都会说这种洗发水让她们的头发更健康，更亮丽”，但是，广告并不会附上另外一句话，即，只有5个人做了洗发水测试，而在四个称赞的人中，可能有一人或两人纯粹因巧合头发变好了，或者只是自己在猜测效果而已。 在医学研究中，大小问题同样存在。10个人中6个人的病治好了，与500个人中300人的病治好了，治愈率一样，但后者要更有说服力。在对某种药品或疗法的临床实验中，抽样多少的确至关重要，大的抽样可以排除出偶然几率。 在国际上，有一个既定形成的权威临床实验规范，即“临床对照实验”（RCTs）标准，对于药品和疗法的认证，这个标准是相当权威的，它可以看成是直接衡量药品或疗法有效与否的测试工具，要通过这个标准的药品或疗法，必须要有对过去研究的分析，动物实验的结果，而且，预期的效果越小，要测试的人群就要越大。 <h3 class="orangebg">有些比较毫无意义</h3> 在一些场合，医学数据往往被人利用，来证实某一论点或做他用。比如，纽约前市长朱利安那曾经在共和党主席竞选演讲中说，美国前列腺癌患者的幸存率高达82%，而在有着纳税人资助的国家卫生服务局的英国，幸存率则只有44%。 这一说法被很多科学家批评，朱利安那是用两个完全不同的国家来比较一种疾病的风险，这两个数据都是正确的，但是这种比较却是误导人的，美国和英国诊断前列腺癌的方式完全不同，朱利安那引用的是5年幸存率，即某一疾病的患者在五年中幸存的几率，但是，在美国，一般通过筛查诊断出前列腺癌，而在英国，医生是在病人出现症状后才诊断为前列腺癌，前者诊断出的患病时间通常比后者早，患者会更早采取措施治疗，而且，筛查准确率有限，常出现假阳性误诊，也可能将良性肿瘤也包括入内，使得得病的人的基数更大，这种情况下，两个国家的幸存率计算的基础完全不同，如果要进行比较就产生了误导。 因为误诊、过度诊断等原因，幸存率并非科学的比较工具，而且，幸存率高并不代表死亡率低，如果要比较两个国家哪个情况更好，应该比较死亡率。根据美国癌症研究中心2003 年到2007年的数据，每10万人中，24.7人死于前列腺癌，而根据2008年《英国癌症研究》报告，该国每10万人中，有23.9人死于前列腺癌，这个比较相对就科学多了。 编译/本报记者金煜已发表于《新京报新知周刊》 <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren"></a><a title="分享到豆瓣" class="bshare-douban" href="javascript:void(0);"></a><a 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2012年10月19日星期五

恋爱的犀牛

不知不觉，一头犀牛十一岁了。

1999年那个炎热的夏天，先锋戏剧夫妻档孟京辉、廖一梅联手打造的小剧场话剧《恋爱的犀牛》登上舞台，一举成为先锋戏剧史上最卖座的作品，被无数文艺青年奉为“爱情圣经”。这是一部关于男主人公犀牛饲养员“马路”和女主人公“明明”的故事，故事的主题是残酷、不堪一击又无条件的爱情。戏里除了男女主人公，分量最重的角色莫过于那头名叫“图拉”的雄性黑犀牛。

当文艺青年们为人类虚无缥缈的爱情唏嘘的时候，我们不妨把眼光投向那被作为符号的犀牛，毕竟，犀牛也是需要恋爱的。

世界上的犀牛有五种

马路：有的犀牛生活在干燥而开阔的草原地带，有的犀牛则喜欢栖息在浓密的森林中，他们吃的食物也不同，有的喜欢吃草，有的喜欢吃树叶，有的草和树叶都吃。犀牛的名字来源于希腊文，是热带动物。世界上的犀牛有五种：黑犀牛、白犀牛、苏门答腊犀、印度犀和爪哇犀，已经基本灭绝了。像图拉就是生活在非洲草原的那种。

明明：图拉是谁？

马路：一只非洲黑犀牛。

马路说的没错，犀牛这个词的英文Rhinoceros来自于希腊语，rhino是鼻子的意思，而ceros则来自于kera，意为角。的确，犀牛就是以它的鼻子上的角闻名于世的。虽然叫做牛，犀牛与马却是近亲，都属于奇蹄目动物。

白犀Ceratotherium simum

白犀很冤枉，名字以讹传讹被错叫了几百年。当英国人在南非第一次看到这种庞大的动物时，他们问这是什么动物，当地人用南非荷兰语回答说“weit”犀牛，英国人听成了white，于是灰不拉叽的这种动物变成了“白犀牛”。Weit在南非荷兰语中是“宽阔”，意指“白”犀牛的阔嘴。

白犀是陆地个头上仅次于非洲象和亚洲象的动物。成年雄性白犀体长可达4米以上，肩高可超过1.8米，有记录最重的一头体重达到了4500千克。白犀无论雄雌都有前大后小两只角，前面的角最长能有1.5米，是哺乳动物中最拉风的装饰之一。它们分布在非洲的稀树草原上，以短草为食，所以白犀生者宽阔而平齐的嘴唇。

黑犀Diceros bicornis

黑犀也并不黑，可能有时候身上深色的泥浆会让它们看起来有些暗淡，其实它们的肤色也是从棕黄到淡灰色的。黑犀这个名字也仅仅是人们为了与被叫错名字的白犀相区分而已。

黑犀个头比白犀小些，成年黑犀体长3.3-3.6米，肩高1.4-1.6米，体重800-1400千克。它们也都有两只角，比白犀的小些而已。黑犀分布在非洲中南部比较湿润的地区，与吃草的白犀不同，它们的菜单主要包括灌木和低矮树木的树叶，因此黑犀的上唇特别发展成了一个适于抓握的突起，起到了象鼻子的作用。这个性感的嘴唇也是黑犀区别白犀最显著的特征。黑犀体细胞有84条染色体，而不是其他犀牛的82条，这也让它成为染色体数量最多的哺乳动物。

印度犀Rhinoceros Unicornis

印度犀也叫大独角犀。说它大，那是没的说，成年雄性印度犀的体量跟白犀有一拼，体长也能接近4米，体重接近3000千克。而叫它独角犀，是因为它们只有一只角，而且比较小，一般只有20多厘米长。

印度犀不只居住在印度，历史上它曾经广泛分布在喜马拉雅山脚下的森林里，巴基斯坦、印度、尼泊尔和中国都曾经有过它们的足迹。如今，这种巨物只在印度和尼泊尔还有分布。印度犀最大的特征是它们多疣的粗糙皮肤，让这些家伙看上去仿佛穿着打了铆钉的铠甲，事实上也的确有人把犀牛皮做为铠甲的材料。在西安碑林博物馆里陈列着一尊巨大的唐代犀牛石雕，正是一头印度犀。

爪哇犀Rhinoceros sondaicus

爪哇犀是印度犀的近亲，又被叫做小独角犀。成年爪哇犀身长3米左右，肩高大约1.6米，体重1000千克上下。之所以用了这么多模糊的数据，是因为现存的爪哇犀已经少之又少，人们缺乏足够的数据。除了比印度犀小一点儿，人们很难从外形上区分这两种犀牛。不过雌性的爪哇犀几乎是没有角的，这与印度犀不同。

还好，爪哇犀与印度犀的分布范围并不太重叠，它们生活在中南半岛和印尼群岛中的热带雨林中，现在只有爪哇岛和越南的少数地方还有可能见到野生爪哇犀。

苏门犀Dicerorhinus sumatrensis

苏门犀是现存犀牛中的异类，因为它们体毛浓密，因而又被成为毛犀。其他四种犀牛仅仅在尾巴稍和耳朵稍上有稀疏的毛发，而苏门犀则遍体生毛。它们的个头也是现存犀牛中最小的，最大的体重不超过1000千克，肩高只有1.3米左右。与非洲犀牛一样，苏门犀也有两只角，而且与黑犀一样，它们也有“性感”的上唇。

野生苏门犀目前只在婆罗洲和苏门答腊的高海拔雨林中生活。

公共厕所——犀牛的BBS

大仙：鼻子的好坏不在于它的外观，在于它的功能。

马路：对呀！人们对于眼睛和耳朵都有统一的检验标准，没有过到这个标准，就会被视为某种残疾，影响你的工作、升学，甚至人生态度。关于这个有许多带有歧视的色彩的形容词——眼瞎、耳聋、色盲，而对鼻子却完全没有要求。鼻塞，这仅仅被作为一种感冒的症状，几粒康泰克就可以解决问题。一个称职的优秀的鼻子，从来无人理睬。

大仙：马路的他养的犀牛一样，眼睛不好，不过鼻子特灵。

对于庞大的犀牛，拥有一双慧眼实在是一种浪费。其实视觉，对于大多数动物，并不是一种获取信息最有效的手段。在草原或者森林中，开阔的视野是一种奢望，不太会转弯的光线携带信息传播的距离相当有限。纵观动物界，只有那些以猎杀别人为业的杀手和它们的猎物才拥有出色的视觉，因为光是传播速度最快的信息媒介。而对于犀牛来说，它们是吃斋的善人，巨大的体型又意味着极少有杀手能威胁到它们的安全。所以无一例外的，犀牛都生着一双与它们的体型极不相称的小眼睛。虽然眼神儿不好，不代表犀牛是个混混沌沌的蠢物。

不管是寻找食物和水源还是社交，犀牛主要仰仗它们的嗅觉。犀牛本质上是一种孤独的动物，除了母亲和年幼的子女，犀牛多数时候是独居的，但这也并不代表犀牛没有社交。正像古罗马人把公共浴室作为重要的社交场所一样，犀牛们把公共厕所发展成了大家交流信息的平台。根据观察，犀牛倾向于把粪便集中排在一个特定的地方，动物学家A Laurie更是精确观察过，她发现88%的情况下，犀牛会把粪便直接排在已有的粪堆上，只有13%的粪便分布在粪堆10米半径以外的地方。非洲两种犀牛和印度犀更会在排便结束后用后腿踢散粪堆，让气味更多的散发出来。通过粪便的气味，犀牛可以了解邻居的数量、性别、年龄、身体状况。由于湿热拥挤的雨林不利于气味的散播，爪哇犀和苏门犀并不会踢开粪堆，反而是直接把粪尿排在水中或者公共泥塘里，让这些地方成为他们的公告板。

排尿对犀牛则更具有一种仪式化的意味。它们会直接痛痛快快的把尿排在地上，这多半仅仅是解决内急。另一些时候，它们会把尿急促的喷到背后3、4米的地方。如果一只雌性印度犀在喷尿，这说明它正在发情期，而一只雄性白犀这么做则意味着它在标定领地的边界。

当男犀牛遇到女犀牛

黑子：你肯定给她定诗了！

牙刷：肯定给她写了！

大仙：肯定是这样写的．．．．．．

众人：我是强壮的黑犀牛，

我的皮有一寸厚，

最喜欢的地方是烂泥塘，

我那玩意有一尺长。

我是性感的母犀牛，

我的角用来做春药，

远近闻名的大波妹，

我们的爱情是天仙配，

新鲜的烂泥为你准备，

鲜花铺地陪你睡。

犀牛皮一寸厚这绝对不夸张，它们最薄的皮肤也有接近2厘米，白犀的肩部皮肤更有4.5厘米之厚。但是说黑犀的“那话儿”只有一尺长，这绝对是小看人家了。事实上雄性黑犀牛阴茎勃起的长度大约有75厘米，足有两尺半。而且它们的形状特殊，用犀牛生殖学家Nan Schaffer话来讲，那就像一道闪电。这奇怪的形状绝对不是为了搞怪，因为雌犀牛的阴道同样弯弯曲曲，这也是困扰动物生殖学家很久的难题，因为普通人工授精的器械根本无法把采来的犀牛精液送到雌犀牛的子宫里。

真实的犀牛并不像马路那样偏执，它们都不是忠贞的爱情至上主义者。所有的犀牛在谈恋爱这点上表现出了相当的共性。雄犀牛从粪堆里获得临近雌犀牛即将发情的信号，然后跟着鼻子去寻找它们。发情的雌印度犀还会发出巨大的嗥叫，可以远播数千米。发情雌犀牛会频繁的喷尿，而雄犀牛则会去尝这些尿液，其实，它们是用上唇里的特别感受器追踪尿液中各种外激素的水平，以判断这只雌犀牛是否准备好了。这时候，这些雄犀牛会卷曲上唇，一副津津有味的样子，科学家称之为Flehmen反应。然后，一段长跑是检验这些雄犀牛诚心的必要仪式，雄犀牛往往会跟随雌犀牛数日，期间雌犀牛会装腔作势的驱赶雄犀牛。科学家认为这一举动是雌犀牛选择雄性的手段，那些体力好，耐力强的雄性更容易获得雌性的欢心，而且，由于雌犀牛往往在发情的第七天才开始排卵，所以，这段等待是必须的。

追逐后期，雄犀牛会表现出很强的攻击性，它们会顶撞雌犀牛。大多数时候，雌犀牛会安静的接受，或者与雄犀牛跳一段“虚张声势”(bluff and bluster)舞，此时雄雌犀牛会头顶头，不断喷鼻息并且快速摇头。不过，姑娘们并不总是这么有耐心，特别是在圈养条件下，雌犀牛也会脾气暴躁，与雄性争斗，有时候甚至造成严重的伤害。

在追逐期间，雄犀牛还要面临其他雄性的挑战。有科学家曾目击三只雄黑犀为一只雌犀而大打出手。相比来说，白犀要彬彬有礼的多，它们雄性间的争斗更多的是一种表演，真正用角互相碰撞决斗的情形不到四分之一。印度犀则要残暴的多，被雌犀叫声吸引而来的雄犀牛往往会打得头破血流，与大家的想象不同，真正造成伤害的不是角，而是对方的门牙。

一番辛苦，雄犀牛最终把雌犀牛追到手，真正的交配开始了。交配过程往往长达一小时多，一天可以交配数次。干完好事儿，多数雄犀牛便弃新欢而去，少数会留在雌犀身边一天，以防红杏出墙。

接下来便是15-18个月的妊娠期，犀牛一胎只产一仔，小犀牛会跟随母亲生活到3岁。通常小犀牛独立之时也是雌犀牛新一轮繁殖活动的开始。雌性小犀牛在3-6岁间成熟，而雄犀牛要等到10岁左右。通常，犀牛在野外可以活35-50年。

谁为犀牛做红娘

马路：图拉，有个坏消息告诉你，他们不准备用那笔钱买一只母的黑犀牛了，他们想买一头公的白犀牛，让他对塔娜发生兴趣。他们可能觉得你已经太老了，不太可能为动物园添一头小黑犀了，想想真可怜，你甚至没有参加过交配决斗，只有经过那样的决斗，公犀牛才能成为真正的犀牛，才会有女人爱你，而你从来没有这样的机会。

可惜的是，让一头男犀牛遇见一头女犀牛是一件越来越不太容易办到的事情。原因很简单，整个犀牛家族都在遭遇艰难时刻。

白犀的南方亚种Ceratotherium simum simum数量上世纪初降到了50-200只，在大力保护之下，目前有大约17480只，是数量最多的犀牛种群。而白犀北方亚种Ceratotherium simum cottoni则远未有如此幸运，由于分布区连年战乱，保护措施不力，去年人们在野外仅见到4只白犀北方亚种，更可悲的是，今年6月17日，在民主刚果的Garamba国家公园，这四只白犀均被人猎杀，至此，这个亚种在野外灭绝。

黑犀在上世纪70年代还有多达65000只，到1993年，野外仅存2300只，目前这一数字恢复到4180只。其中的西非亚种Diceros bicornis longipes在2006年被宣布暂时灭绝。

当1910年印度犀在印度被禁猎时，整个印度犀种群不足100只，目前已经恢复到2619只，然而危险仍然存在。

苏门犀仅存275只，爪哇犀则更只有40-60只，已经不可避免的走上了灭绝的道路。

给犀牛们带来灾祸的，就是它们的角。在包括中国文化在内的很多文明里，犀角都被用作药材，西方人流传中医用犀角作为壮阳药，其实这完全是讹传。在中医里，犀角被认为有解毒、凉血、清热、定惊的功效，现代研究表明，犀角主要成分是角蛋白，也就是手指甲的主要组成元素，而牛角甚至猪蹄，都有与犀角相似的药理作用。我国已经是濒危野生动植物物种国际公约CITES的缔约国，所有的犀角贸易在中国都是违法行为。犀角的另一个用途就是用作装饰品，在很多阿拉伯国家，犀角做的刀柄被认为有神奇的魔力。现在国际黑市一只犀角的价格仍然在数千美元。

随着野外种群的减少，保育犀牛的工作很大程度上要依靠动物园和各种保育机构的工作。而给它们找一个合适的伴侣是件很费心思的工作，因为身躯庞大，运输它们的费用十分高昂。

于是人们想到了人工辅助生殖技术，最早，人们尝试人工授精技术。要授精，必须先采集精液，给一头数吨重的犀牛采精，可不是个好玩儿的事情。著名的犀牛保育非营利机构SOS Rhino的创始人Nan Schaffer女士是这个领域的开拓者，她从1981年开始，直到1985年才成功的从一头雄性印度犀身上采到合格的精液，此前，她尝试了各种各样的办法，有时候甚至只是给这头印度犀做一整天的直肠按摩，在1985年之前，这头犀牛也曾排出很多精液，却找不到一个精子。即便在现在，人们也无法知道哪次会采到合格的精液，哪次仅仅是空欢喜一场。采集到精液，仅仅是第一步，也许这一步也有重大的意义，那些冷冻起来的精液都是一份一份独有的基因组，对于人丁不旺的犀牛来说都弥足珍贵。

下一步是找到合适的准妈妈。圈养犀牛的表现往往同野外大不一样，如何判断它们处于发情期，也是一个难题，Schaffer同她的同伴做的就是天天采集雌犀牛的尿样，分析其中的激素含量，结合犀牛的表现来制定一份犀牛的生理周期表。合适的准妈妈也不意味着人工授精就可以轻易完成，前面提到了，犀牛的阴道结构复杂，普通的器械很难讲精液送到它们的子宫里。

即便这也做到了，还没有完，圈养条件下雌犀牛的流产率特别高。直到去年，也就是人们在开展这项研究近30年之后，第一头人工授精的小犀牛才来到这个世界上。这是2007年1月24日，匈牙利布达佩斯动物园，幸运的小家伙是一头白犀南方亚种，名叫Layla。

近些年，人们又开始尝试对犀牛使用使用体外受精技术IVF。所谓的IVF也就是俗称的试管婴儿，与传统的人工授精不同，IVF是让精子和卵子在体外结合，然后再送回子宫内的技术。所以与人工授精相比，IVF又多了一道工序，那就是采集卵子。

采卵比采精难得多，科学家们必须用超声波指引着注射器到达卵巢，吸取卵子。人的卵巢距离体壁有大约15cm，而一头雌犀牛的卵巢距离体壁足有1.5米。手术中要克服的首先是麻醉关，要麻醉如此巨大的动物，是一个巨大的挑战，而且由于犀牛躯体实在庞大，麻醉的时间不能超过2小时，否则将会对犀牛产生永久的损伤。然后是手术操作，即便是目前在给人进行的采卵手术中都会遇到手术事故威胁患者生命的事情，何况是对一只犀牛？

这方面全球顶尖的专家是德国柏林动物园和野生动物研究所Institute for Zoo Biology and Wildlife Research的Thomas B Hildbrant博士，在经历了无数次失败之后，2008年6月6日，他与搭档们一起在澳大利亚西部平原动物园Western Plains Zoo成功制造了世界上第一个犀牛IVF胚胎，这是一个黑犀牛的胚胎，目前仍保存在液氮中。因为人们还没有找到胚胎再植子宫的技术。

不过这总是好消息，如果没有快活恋爱的犀牛，我们还怎么能在小剧场里为不堪一击的爱情唏嘘呢？

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白犀很冤枉，名字以讹传讹被错叫了几百年。当英国人在南非第一次看到这种庞大的动物时，他们问这是什么动物，当地人用南非荷兰语回答说“weit”犀牛，英国人听成了white，于是灰不拉叽的这种动物变成了“白犀牛”。Weit在南非荷兰语中是“宽阔”，意指“白”犀牛的阔嘴。 白犀是陆地个头上仅次于非洲象和亚洲象的动物。成年雄性白犀体长可达4米以上，肩高可超过1.8米，有记录最重的一头体重达到了4500千克。白犀无论雄雌都有前大后小两只角，前面的角最长能有1.5米，是哺乳动物中最拉风的装饰之一。它们分布在非洲的稀树草原上，以短草为食，所以白犀生者宽阔而平齐的嘴唇。 黑犀Diceros bicornis 黑犀也并不黑，可能有时候身上深色的泥浆会让它们看起来有些暗淡，其实它们的肤色也是从棕黄到淡灰色的。黑犀这个名字也仅仅是人们为了与被叫错名字的白犀相区分而已。 黑犀个头比白犀小些，成年黑犀体长3.3-3.6米，肩高1.4-1.6米，体重800-1400千克。它们也都有两只角，比白犀的小些而已。黑犀分布在非洲中南部比较湿润的地区，与吃草的白犀不同，它们的菜单主要包括灌木和低矮树木的树叶，因此黑犀的上唇特别发展成了一个适于抓握的突起，起到了象鼻子的作用。这个性感的嘴唇也是黑犀区别白犀最显著的特征。黑犀体细胞有84条染色体，而不是其他犀牛的82条，这也让它成为染色体数量最多的哺乳动物。 印度犀Rhinoceros Unicornis 印度犀也叫大独角犀。说它大，那是没的说，成年雄性印度犀的体量跟白犀有一拼，体长也能接近4米，体重接近3000千克。而叫它独角犀，是因为它们只有一只角，而且比较小，一般只有20多厘米长。 印度犀不只居住在印度，历史上它曾经广泛分布在喜马拉雅山脚下的森林里，巴基斯坦、印度、尼泊尔和中国都曾经有过它们的足迹。如今，这种巨物只在印度和尼泊尔还有分布。印度犀最大的特征是它们多疣的粗糙皮肤，让这些家伙看上去仿佛穿着打了铆钉的铠甲，事实上也的确有人把犀牛皮做为铠甲的材料。在西安碑林博物馆里陈列着一尊巨大的唐代犀牛石雕，正是一头印度犀。 爪哇犀Rhinoceros sondaicus 爪哇犀是印度犀的近亲，又被叫做小独角犀。成年爪哇犀身长3米左右，肩高大约1.6米，体重1000千克上下。之所以用了这么多模糊的数据，是因为现存的爪哇犀已经少之又少，人们缺乏足够的数据。除了比印度犀小一点儿，人们很难从外形上区分这两种犀牛。不过雌性的爪哇犀几乎是没有角的，这与印度犀不同。 还好，爪哇犀与印度犀的分布范围并不太重叠，它们生活在中南半岛和印尼群岛中的热带雨林中，现在只有爪哇岛和越南的少数地方还有可能见到野生爪哇犀。 苏门犀Dicerorhinus sumatrensis 苏门犀是现存犀牛中的异类，因为它们体毛浓密，因而又被成为毛犀。其他四种犀牛仅仅在尾巴稍和耳朵稍上有稀疏的毛发，而苏门犀则遍体生毛。它们的个头也是现存犀牛中最小的，最大的体重不超过1000千克，肩高只有1.3米左右。与非洲犀牛一样，苏门犀也有两只角，而且与黑犀一样，它们也有“性感”的上唇。 野生苏门犀目前只在婆罗洲和苏门答腊的高海拔雨林中生活。 公共厕所——犀牛的BBS <div class="editornote">大仙：鼻子的好坏不在于它的外观，在于它的功能。 马路：对呀！人们对于眼睛和耳朵都有统一的检验标准，没有过到这个标准，就会被视为某种残疾，影响你的工作、升学，甚至人生态度。关于这个有许多带有歧视的色彩的形容词——眼瞎、耳聋、色盲，而对鼻子却完全没有要求。鼻塞，这仅仅被作为一种感冒的症状，几粒康泰克就可以解决问题。一个称职的优秀的鼻子，从来无人理睬。 大仙：马路的他养的犀牛一样，眼睛不好，不过鼻子特灵。</div> 对于庞大的犀牛，拥有一双慧眼实在是一种浪费。其实视觉，对于大多数动物，并不是一种获取信息最有效的手段。在草原或者森林中，开阔的视野是一种奢望，不太会转弯的光线携带信息传播的距离相当有限。纵观动物界，只有那些以猎杀别人为业的杀手和它们的猎物才拥有出色的视觉，因为光是传播速度最快的信息媒介。而对于犀牛来说，它们是吃斋的善人，巨大的体型又意味着极少有杀手能威胁到它们的安全。所以无一例外的，犀牛都生着一双与它们的体型极不相称的小眼睛。虽然眼神儿不好，不代表犀牛是个混混沌沌的蠢物。 不管是寻找食物和水源还是社交，犀牛主要仰仗它们的嗅觉。犀牛本质上是一种孤独的动物，除了母亲和年幼的子女，犀牛多数时候是独居的，但这也并不代表犀牛没有社交。正像古罗马人把公共浴室作为重要的社交场所一样，犀牛们把公共厕所发展成了大家交流信息的平台。根据观察，犀牛倾向于把粪便集中排在一个特定的地方，动物学家A Laurie更是精确观察过，她发现88%的情况下，犀牛会把粪便直接排在已有的粪堆上，只有13%的粪便分布在粪堆10米半径以外的地方。非洲两种犀牛和印度犀更会在排便结束后用后腿踢散粪堆，让气味更多的散发出来。通过粪便的气味，犀牛可以了解邻居的数量、性别、年龄、身体状况。由于湿热拥挤的雨林不利于气味的散播，爪哇犀和苏门犀并不会踢开粪堆，反而是直接把粪尿排在水中或者公共泥塘里，让这些地方成为他们的公告板。 排尿对犀牛则更具有一种仪式化的意味。它们会直接痛痛快快的把尿排在地上，这多半仅仅是解决内急。另一些时候，它们会把尿急促的喷到背后3、4米的地方。如果一只雌性印度犀在喷尿，这说明它正在发情期，而一只雄性白犀这么做则意味着它在标定领地的边界。 当男犀牛遇到女犀牛 <div class="editornote">黑子：你肯定给她定诗了！ 牙刷：肯定给她写了！ 大仙：肯定是这样写的．．．．．． 众人：我是强壮的黑犀牛， 我的皮有一寸厚， 最喜欢的地方是烂泥塘， 我那玩意有一尺长。 我是性感的母犀牛， 我的角用来做春药， 远近闻名的大波妹， 我们的爱情是天仙配， 新鲜的烂泥为你准备， 鲜花铺地陪你睡。</div> 犀牛皮一寸厚这绝对不夸张，它们最薄的皮肤也有接近2厘米，白犀的肩部皮肤更有4.5厘米之厚。但是说黑犀的“那话儿”只有一尺长，这绝对是小看人家了。事实上雄性黑犀牛阴茎勃起的长度大约有75厘米，足有两尺半。而且它们的形状特殊，用犀牛生殖学家Nan Schaffer话来讲，那就像一道闪电。这奇怪的形状绝对不是为了搞怪，因为雌犀牛的阴道同样弯弯曲曲，这也是困扰动物生殖学家很久的难题，因为普通人工授精的器械根本无法把采来的犀牛精液送到雌犀牛的子宫里。 真实的犀牛并不像马路那样偏执，它们都不是忠贞的爱情至上主义者。所有的犀牛在谈恋爱这点上表现出了相当的共性。雄犀牛从粪堆里获得临近雌犀牛即将发情的信号，然后跟着鼻子去寻找它们。发情的雌印度犀还会发出巨大的嗥叫，可以远播数千米。发情雌犀牛会频繁的喷尿，而雄犀牛则会去尝这些尿液，其实，它们是用上唇里的特别感受器追踪尿液中各种外激素的水平，以判断这只雌犀牛是否准备好了。这时候，这些雄犀牛会卷曲上唇，一副津津有味的样子，科学家称之为Flehmen反应。然后，一段长跑是检验这些雄犀牛诚心的必要仪式，雄犀牛往往会跟随雌犀牛数日，期间雌犀牛会装腔作势的驱赶雄犀牛。科学家认为这一举动是雌犀牛选择雄性的手段，那些体力好，耐力强的雄性更容易获得雌性的欢心，而且，由于雌犀牛往往在发情的第七天才开始排卵，所以，这段等待是必须的。 追逐后期，雄犀牛会表现出很强的攻击性，它们会顶撞雌犀牛。大多数时候，雌犀牛会安静的接受，或者与雄犀牛跳一段“虚张声势”(bluff and bluster)舞，此时雄雌犀牛会头顶头，不断喷鼻息并且快速摇头。不过，姑娘们并不总是这么有耐心，特别是在圈养条件下，雌犀牛也会脾气暴躁，与雄性争斗，有时候甚至造成严重的伤害。 在追逐期间，雄犀牛还要面临其他雄性的挑战。有科学家曾目击三只雄黑犀为一只雌犀而大打出手。相比来说，白犀要彬彬有礼的多，它们雄性间的争斗更多的是一种表演，真正用角互相碰撞决斗的情形不到四分之一。印度犀则要残暴的多，被雌犀叫声吸引而来的雄犀牛往往会打得头破血流，与大家的想象不同，真正造成伤害的不是角，而是对方的门牙。 一番辛苦，雄犀牛最终把雌犀牛追到手，真正的交配开始了。交配过程往往长达一小时多，一天可以交配数次。干完好事儿，多数雄犀牛便弃新欢而去，少数会留在雌犀身边一天，以防红杏出墙。 接下来便是15-18个月的妊娠期，犀牛一胎只产一仔，小犀牛会跟随母亲生活到3岁。通常小犀牛独立之时也是雌犀牛新一轮繁殖活动的开始。雌性小犀牛在3-6岁间成熟，而雄犀牛要等到10岁左右。通常，犀牛在野外可以活35-50年。 谁为犀牛做红娘 <div class="editornote">马路：图拉，有个坏消息告诉你，他们不准备用那笔钱买一只母的黑犀牛了，他们想买一头公的白犀牛，让他对塔娜发生兴趣。他们可能觉得你已经太老了，不太可能为动物园添一头小黑犀了，想想真可怜，你甚至没有参加过交配决斗，只有经过那样的决斗，公犀牛才能成为真正的犀牛，才会有女人爱你，而你从来没有这样的机会。</div> 可惜的是，让一头男犀牛遇见一头女犀牛是一件越来越不太容易办到的事情。原因很简单，整个犀牛家族都在遭遇艰难时刻。 白犀的南方亚种Ceratotherium simum simum数量上世纪初降到了50-200只，在大力保护之下，目前有大约17480只，是数量最多的犀牛种群。而白犀北方亚种Ceratotherium simum cottoni则远未有如此幸运，由于分布区连年战乱，保护措施不力，去年人们在野外仅见到4只白犀北方亚种，更可悲的是，今年6月17日，在民主刚果的Garamba国家公园，这四只白犀均被人猎杀，至此，这个亚种在野外灭绝。 黑犀在上世纪70年代还有多达65000只，到1993年，野外仅存2300只，目前这一数字恢复到4180只。其中的西非亚种Diceros bicornis longipes在2006年被宣布暂时灭绝。 当1910年印度犀在印度被禁猎时，整个印度犀种群不足100只，目前已经恢复到2619只，然而危险仍然存在。 苏门犀仅存275只，爪哇犀则更只有40-60只，已经不可避免的走上了灭绝的道路。 给犀牛们带来灾祸的，就是它们的角。在包括中国文化在内的很多文明里，犀角都被用作药材，西方人流传中医用犀角作为壮阳药，其实这完全是讹传。在中医里，犀角被认为有解毒、凉血、清热、定惊的功效，现代研究表明，犀角主要成分是角蛋白，也就是手指甲的主要组成元素，而牛角甚至猪蹄，都有与犀角相似的药理作用。我国已经是濒危野生动植物物种国际公约CITES的缔约国，所有的犀角贸易在中国都是违法行为。犀角的另一个用途就是用作装饰品，在很多阿拉伯国家，犀角做的刀柄被认为有神奇的魔力。现在国际黑市一只犀角的价格仍然在数千美元。 随着野外种群的减少，保育犀牛的工作很大程度上要依靠动物园和各种保育机构的工作。而给它们找一个合适的伴侣是件很费心思的工作，因为身躯庞大，运输它们的费用十分高昂。 于是人们想到了人工辅助生殖技术，最早，人们尝试人工授精技术。要授精，必须先采集精液，给一头数吨重的犀牛采精，可不是个好玩儿的事情。著名的犀牛保育非营利机构SOS Rhino的创始人Nan Schaffer女士是这个领域的开拓者，她从1981年开始，直到1985年才成功的从一头雄性印度犀身上采到合格的精液，此前，她尝试了各种各样的办法，有时候甚至只是给这头印度犀做一整天的直肠按摩，在1985年之前，这头犀牛也曾排出很多精液，却找不到一个精子。即便在现在，人们也无法知道哪次会采到合格的精液，哪次仅仅是空欢喜一场。采集到精液，仅仅是第一步，也许这一步也有重大的意义，那些冷冻起来的精液都是一份一份独有的基因组，对于人丁不旺的犀牛来说都弥足珍贵。 下一步是找到合适的准妈妈。圈养犀牛的表现往往同野外大不一样，如何判断它们处于发情期，也是一个难题，Schaffer同她的同伴做的就是天天采集雌犀牛的尿样，分析其中的激素含量，结合犀牛的表现来制定一份犀牛的生理周期表。合适的准妈妈也不意味着人工授精就可以轻易完成，前面提到了，犀牛的阴道结构复杂，普通的器械很难讲精液送到它们的子宫里。 即便这也做到了，还没有完，圈养条件下雌犀牛的流产率特别高。直到去年，也就是人们在开展这项研究近30年之后，第一头人工授精的小犀牛才来到这个世界上。这是2007年1月24日，匈牙利布达佩斯动物园，幸运的小家伙是一头白犀南方亚种，名叫Layla。 近些年，人们又开始尝试对犀牛使用使用体外受精技术IVF。所谓的IVF也就是俗称的试管婴儿，与传统的人工授精不同，IVF是让精子和卵子在体外结合，然后再送回子宫内的技术。所以与人工授精相比，IVF又多了一道工序，那就是采集卵子。 采卵比采精难得多，科学家们必须用超声波指引着注射器到达卵巢，吸取卵子。人的卵巢距离体壁有大约15cm，而一头雌犀牛的卵巢距离体壁足有1.5米。手术中要克服的首先是麻醉关，要麻醉如此巨大的动物，是一个巨大的挑战，而且由于犀牛躯体实在庞大，麻醉的时间不能超过2小时，否则将会对犀牛产生永久的损伤。然后是手术操作，即便是目前在给人进行的采卵手术中都会遇到手术事故威胁患者生命的事情，何况是对一只犀牛？ 这方面全球顶尖的专家是德国柏林动物园和野生动物研究所Institute for Zoo Biology and Wildlife Research的Thomas B Hildbrant博士，在经历了无数次失败之后，2008年6月6日，他与搭档们一起在澳大利亚西部平原动物园Western Plains Zoo成功制造了世界上第一个犀牛IVF胚胎，这是一个黑犀牛的胚胎，目前仍保存在液氮中。因为人们还没有找到胚胎再植子宫的技术。 不过这总是好消息，如果没有快活恋爱的犀牛，我们还怎么能在小剧场里为不堪一击的爱情唏嘘呢？ <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren"></a><a title="分享到豆瓣" class="bshare-douban" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到腾讯微博" class="bshare-qqmb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到开心网" class="bshare-kaixin001" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到QQ空间" class="bshare-qzone" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到网易微博" class="bshare-neteasemb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Facebook" class="bshare-facebook" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Twitter" class="bshare-twitter" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到Google+" class="bshare-gplus" href="javascript:void(0);"></a><a title="更多平台" class="bshare-more bshare-more-icon 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