书城童书探索百科(中国儿童课外必读)
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第13章 对生命的探索(12)

1989年,在科学界的倡议下,美国国会通过了命名1990年1月1日开始的10年为“脑的10年”的提案并由总统签署实施。这是美国国会首次对一个具体的科学领域做出有效期长达10年的决议。

这一议案很快得到国际科学研究组织的强烈支持,并且希望世界各国的脑研究机构能赢得政府的支持,从而使“脑的10年”成为全球性行动。

如今,轰轰烈烈的“脑的10年”取得了丰硕的成果,尽管这样,脑科学研究仍然面临着重重疑难。

首先,人类仍然无法解释大脑活动的机理,即大脑的工作原理及其微观机制。

起源于19世纪的现代神经科学,直到20世纪50年代才开始全面地研究神经系统。

在此之前,神经科学是一个鲜为人知的神秘领域。

多年以来,尽管人们对人脑的许多区域中的神经细胞的功能特性已经有了透彻的了解。但是,人脑又是如何处理信息的呢?是序列式处理还是并行式处理?它们又是怎样进行的?科学家们仍然无法做出阐释,对于由这些特性产生的人类所特有的思维、理解力和感情等高级功能仍是一知半解。

对于科学史上屡次提到的重要思维活动——人在创造性思维中的顿悟和直觉的自然发生则知之甚少。

其次,关于脑功能和结构异常引起的疾病问题。譬如会产生思维障碍、幻觉、妄想、精神活动与现实活动脱离等症状的精神分裂症。

世界上大约有1%的人口患此病。但是,科学家们仍然找不出它的病因;再就是癫痫和老年性痴呆,尤其是后者,在病人脑中会产生一种特殊的蛋白质沉积。这种蛋白质是如何产生的?它在发病过程中起什么作用?仍然是未知数。

对于这三种侵蚀着全球15%~20%(包括患者及其家属)健康生命的无形杀手,人类却束手无策。

再次是关于脑的精神活动与人体免疫力的关系问题。有些疾病似乎与脑并无直接关系。如肿瘤、感染等。

但是,它们的发病往往是由于机体与环境相互作用时,机体的反应能力发生变化而诱发的。

科学家们通过动物实验表明:癌症的发生虽然不直接来自神经系统的紊乱,脑的精神活动却可以影响机体的免疫功能。从而使机体识别和清除肿瘤细胞的能力降低,间接引发癌症。

一些精神因素(过度劳累、缺乏睡眠、悲伤、紧张等)作用于神经系统,也可导致机体免疫力的降低,从而诱发感染。

另外,高血压、溃疡病等也都与神经精神因素有密切关系。

倘若人类能破译大脑的秘密,这些疑难将会迎刃而解。

最后,人类尚没有适当的模型来表述自己的思维活动,更不用说把它们模型化了。

然而,对人脑的认识和模拟是依赖于这样的模型的。

在《皇帝新脑》一书中,彭罗斯指出:任何计算机都不可能具有人脑的所有功能。那么人脑什么时候才能完成认识自身呢?

人类生命中的核反应探索

这个科学探索,引起了一些科学家的兴趣。

早在1958年,法国斯特拉斯大学药物研究所的梅茨和哈塞尔曼等人,对非洲撒哈拉沙漠的油井工人作生物化学统计,他们详尽地分析了工人们的食物成分和排泄物成分后,又有新的发现:几乎全部元素的摄入量都比排泄量要大,但是其中的镁,平均每人每天摄入量是263.8毫克,排泄量却是380毫克。

也就是说,镁的排泄量比摄入量多出116.2毫克。这就意味着镁的排泄量比摄入量多44%。假如这个差额是依靠原先储存在人体内的镁来补偿的话,那么经过整整6个月的排泄,人体骨骼组织的镁就失去80%,但是经过医学检查,结果并非如此。那么,人体中这么多的镁是从何而来的呢?

法国的克尔符兰也对此一直进行研究。他认为,人每天的食物数量与质量都是有变化,为了满足人体本身营养物质的需要,人的生命作用可能具有把过剩的元素转换成所需元素的功能,其中人的生命细胞质就是“原子反应堆”。于是,在1959年11月,克尔符兰向法国医学会提交了一篇题目叫《生命和原子转换》的论文,首先提出了存有这种现象的“生命原子转换说”。

为了解开那个人体内多出的镁的谜。克尔符兰坚持了10年严密的科学实验。到1968年又报告了令人鼓舞的成果:由于给老鼠的饮食中添加了过量的镁,结果使它们体内的钙和磷的百分含量跟对照组相比,分别增加33.3%和34.8%,而且它们的体重还比对照组平均重了15%。

1969年,他又报道了对龙虾等的实验,得到了跟老鼠实验类似的结果。他认为的确是由于细胞质在生物体内进行了使原子核转化的工作,使体内过剩的镁转换成磷和钙。

这些实验结果的确是令人感到新奇的:在生物体里,除了真正的化学变化以外,在原子核里还在不断地进行着无休止的变换。这个发现有着非常重要的意义。生命的秘密也许就隐藏在原子核里面!

对于这样一个令人费解的谜团,科学家们正在向纵深方面探索,总有一天会彻底解开这个谜的!

人体自燃探索

人体自燃是人们所耳熟的疑问。明清笔记丛书《书影》记载了这样一件事实:有一对年轻夫妇,一日睡到半晌都不见起床。家人有事急呼不应,遂推门而入,但觉烟气扑鼻,味如硫黄。定眼一看,不禁魂飞魄散:这对夫妇除两足外,其余皆化为灰烬。经查,此案与任何人无涉。因而悬而未解……

曾几何时,人们以为这是无稽之谈。然而今天,当我们放眼世界,便会发现,这种被科学称为“人体自燃”的蹊跷事,早已屡见不鲜。

1951年,在美国佛罗里达州圣得斯堡的一座豪华别墅里,发生了一起惨绝人寰的大案:美国上流社会中,备受尊重的玛丽夫人被活活烧死。

这年7月1日的清晨,玛丽夫人的儿子像往常一样来到母亲房里请安,当他打开房门,立即被眼前的情景惊呆了:玛丽夫人连同她昨夜睡的躺椅都不见了,屋子里弥漫着一股浓烈的焦臭味。惶恐的儿子四处寻找,终于发现在原先放躺椅的地板处,一个烧焦的人头骨和几块椎骨七零八落地躺着,此外,还有一只完好的左脚和几支变形的发卡。景象惨不忍睹。

儿子含泪仔细端详着那只左脚,终于号啕大哭起来。闻讯而来的警察对玛丽夫人之死作了周密的调查。认为死者生前乐善好施,与世无争,并没有树立任何敌人;周围的人也没有丝毫作案动机和其他可疑之处,因而排除了谋杀。通过对室内进行搜寻,并未发现任何火源及易燃化学物品,又排除了自杀。

那么,玛丽夫人为什么会被活活烧死呢?究竟有没有凶手?如果有,又是谁呢?

通过现代传媒,这起无头惨案立即传遍了美国的大街小巷,成为人们街谈巷议的爆炸性新闻。人们纷纷向新闻媒体出谋划策。有人指出,凶手使用了美国最新发明的火焰喷射器,它能在短时间里将人化为灰烬。这种新型喷射器的发明者则振振有词:火焰喷射器所到之处,皆成火海,它会吞没整座别墅。可是,距玛丽夫的躺椅仅半米的几张报纸却保持完好,这是什么原因呢?

人们各抒己见,却又百思莫解。

就在玛丽夫人神秘烧死后的一年零两个月,即1952年9月2日,又有一条消息从伦敦夜总会传来:19岁的女大学生安娜黛卡突遭火焚致死。惊骇的人们发现:火焰好似是从姑娘体内冒出来的,一下子从后背、前胸窜到头上,然后蔓延到下身……

1973年12月7日,美国威斯康星州一位年约50岁的妇女不幸死于煤气中毒,谁知道就在下葬时,一股烈焰突然冲天而起。送葬的人们不知所措,一心想着扑火。然而,不一会儿,火焰渐渐缓去,终于自行熄灭了。惊慌的人们打开棺木一看,尸体已化为灰烬,棺木却依然如新。

据统计,全世界约发生200多起人体自燃事件。其中也不乏幸存者:1980年3月28日,德国的一位女教师突然自燃,不过只烧光了眉毛、头发,身体其他部位却安然无恙,甚至连头皮也丝毫未损。1985年5月25日,荷兰的一位青年也只烧焦了右手,并在胸部和背部留下一个个深孔。

那么,这种现象究竟是什么原因引起的呢?几百年来,人们围绕这个话题争论不休。

有的专家指出,所谓人体自燃其实是球状闪电所致,并非真正的人体自燃。球状闪电是一种奇特的自然现象,它既可以出现于雷雨天气,也可以在阴晴时节出现。它能高能低,能快能慢,能大能小,并能在门窗的缝隙里自由出入。它爆炸时释放出的能量,大约等于10公斤TNT炸药。所以,它可以轻而易举地将摄入体内者化为灰烬。

这种观点一出来便遭到反驳:球状闪电使人致死的成功率只有1/7000,且能量远不及一般天然雷电。

另有研究者指出,当人体内含有过量的脂肪或过量的酒精、过量的磷时,即有可能发生自燃。并举出1673年巴黎的一位自燃者拥有连续三年酗酒历史的例子。

对此,科学家们也颇不以为然:脂肪、酒精或磷燃烧时能达到那样的高温吗?为此,他们还作了试验。分别给动物投以过量的脂肪、酒精和磷,使其体内的积累大大超出正常值。结果并没有自燃现象发生。何况,被烧致死的玛丽夫人是个滴酒不沾的精瘦老太太。

美国教授比契于是提出另一种观点:在一定条件下,如气候干燥的冬天,人在地毯上行走,几乎每个人的静电荷都会达到2万伏特左右。一般情况下,这不会对人体有损伤。但是,大约每10万人中有一个人会带静电达3万伏特,假如这个人身上潜藏有某种现代科学尚未发现的元素,便会导致自燃。

有人于是循着比契教授的思路提出,人体中有碘,因而人体每天都要排出一定的碘来,而人尿中有许多氨、碘和氨的混合物恰恰就是烈性炸药。这种由碘与氨构成的烈性炸药非常敏感——一只苍蝇落下也会引爆。人体自燃便是这样发生的。

人们似乎也不能认同这种观点。

那么,人体自燃究竟是什么原因呢?

生命螺旋探索

“螺旋——生命的曲线”,英国着名科学家柯克在研究了螺旋线与生命现象的关系后,曾感慨地说。此言不谬。

假若你是个有心人,你便会发现在生活中,应用螺旋线的例子俯拾皆是。

许多瓶与盖子的结合,靠的就是螺旋;欲开启一瓶法国干红,你必须借助一件带有螺旋线的工具;节假日去游乐场,你会发现你的孩子对高大的盘旋式滑梯很感兴趣,而那盘旋的轨迹便是螺旋;枪膛中的膛线、自来水龙头、钢笔、手电筒,以及自行车上的螺杆、螺钉、螺母等连接件和紧固件,也都离不开螺旋。

早在2000多年以前,古希腊数学家阿基米德就对螺旋线进行了研究。1638年,着名数学家笛卡儿首先描述了对数螺旋线,并列出了螺旋线的解析式。这种螺旋线有很多特点,其中最突出的一点则是它的形状,无论你把它放大或缩小都不会改变。就像我们不能把角放大或缩小一样。

这种螺旋线在自然界中分布广泛。一只蚂蚁以不变的速度,在一个匀速旋转的唱片中心沿半径向外爬行,蚂蚁本身就描绘出一条螺旋线;一个停在圆柱表面上的蜘蛛,要扑食圆柱表面上的一只蚊子,它在圆柱表面上的最佳路径也是一条螺旋线;蝙蝠从高处下飞,却是按着另一种空间螺旋线——锥形螺旋线的路径飞行的。甚至星体的运转轨迹,有的也是螺旋线。

在对银河系中的气体密度进行为期三年的观察研究之后,日本国家天文台的中井直政博士认为,银河系是呈螺旋形的,即星体以圆心呈螺旋状向外扩展。

倘若你留心,你该知道牵牛花的藤总是向右旋转着往上爬的。科学上把这种右旋叫做“顺时针方向”。车前草的叶片也是螺旋状排列的,其间夹角为137°、30°、38°,这样的叶序排列,可以使相同的叶片获得最大的采光量,得到良好的通风。

其实,植物叶子在茎上的排列,一般都是螺旋状。此外,向日葵子在盘上的排列也是螺旋方式。

牛角同蜗牛壳一样,它们增生组织的几何顺序,竟是标准的对数螺旋线。奇怪的是,它们新增生出来的每一部分,都严格按照原先已有的对数螺旋结构增生,从不会改变,就像地球固定轨道围绕太阳旋转一样。

人的头发是从头发主囊中斜着生长出来的,它循着一定的方向形成旋涡状,这就是发旋,且有右旋和左旋之别。实际上,发旋是长在体表的毛旋,能使毛发顺着一定的方向生长。在野生兽类动物中,发旋(毛旋)具有保护自身和适应环境的作用,它可以使雨水顺着一定的方向消掉,就如披上了一层蓑衣,它们排列紧密,可避免有害昆虫的叮咬。此外,还有良好的保温作用。人类头发的这些作用虽然已经退化到微不足道的地步,其形式却保留了下来。

在自然界中,还有一些微观的生命螺旋需借助于电子显微镜方能看到。像我们平时吃的糖,无论它是用甘蔗汁制成的,还是用甜菜汁做的,它们的分子几何形状都是右旋的。近年来,人们合成了左旋糖,说也奇怪,这种糖只有甜味,却不产生热量。这是什么原因呢?科学家为我们揭开了这一秘密。原来,我们身体里的代谢酶只接受存在于自然界的右旋糖。

在人体内,一切氨基酸分子均是左旋,而淀粉分子则是右旋。传递生物遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA),它巨大的分子有着盘梯式的双螺旋形状,这种螺旋从底部到顶端,一路都呈右旋。获得诺贝尔医学生理学奖的沃森,曾绘制出脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构的分子模型,成为20世纪以来生物科学最伟大的发现之一。

难道螺旋线同生物的生长有什么内在的联系吗?为什么自然界中有这么多螺旋状的物体?它们为什么不能是其他形状?

科学家们尚无法解释,他们正从不同角度对自然界中的生命螺旋进行探索。