目录

Content

- 1. 地中海下的秘密

- 2. 贝加尔湖的奇异生物来自何方

- 1. 苍蝇不得病之谜

- 2. 能“克隆”自己的蚜虫

- 1. 旅鼠为什么要跳海

- 2. 小袋鼠的生命“摇篮”

- 1. 神秘的八卦创造者

- 2. 真真假假曹操墓

- 1. 人的第一次呼吸

- 2. 口吃的病根在哪里

- 1. 谁在操纵植物的生长方向

- 2. 植物在干预人类进化吗

- 1. 元素“大厦”的构建工程何时完工

- 2. 水的学问深几许

- 1. 哥德巴赫猜想

- 2. 生锈圆规的诱惑

- 1. 追寻火星上的水

- 2. 宇宙中的海市蜃楼

- 1. 幽灵粒子

- 2. 鸡毛比铁球先落地

1. 地中海下的秘密

地中海是世界最大的内海，面积250万平方千米，平均水深1500米。南欧、北非、西亚三大洲从北、南、东三面包围着地中海，可以说，地中海是世界最典型的陆间海。在苏伊士运河还没有凿通以前，地中海与外海的联系只有西边那个叫直布罗陀海峡的狭窄通道。

地中海处于北半球干旱的副热带高压带，夏季炎热，降雨稀少，蒸发旺盛。与此同时，流进地中海的河流水量又十分有限，除了尼罗河以外，没有什么大河流入。地中海地区每年从海洋上蒸发掉的水量远远大于河流补给的水量。这样，地中海就成了世界上最大的温暖海区和盐分最高的海区之一。

直布罗陀海峡的存在对于地中海的生死存亡起到了关键的作用。人们发现，通过直布罗陀海峡，地中海不断地把自己温暖的高盐分海水送到大西洋，同时，大西洋也把它的比较寒冷的低盐分海水送进地中海，以此维持地中海海水的平衡。有人估计，地中海要把自身海水全部更新一遍，大约需要70年时间。还有人做过这样的假设：假如有一天直布罗陀海峡被关闭，地中海失去了大西洋补充的海水来源，可能用不了1000年的时间，就会完全干涸，变成一个世界最大的深坑。可以想象得出，由于海水的蒸发，在地中海的底部还会留下一层厚厚的白花花的盐！这该是我们这个星球上出现的一个多么新奇壮观的自然景观呀。

说也有趣，通过海下钻探，人们竟然发现，在地中海下的确埋藏着上百米厚的盐层。这些盐层的发现，说明了在遥远的地质时期，地中海确实曾经干涸过。另外，人们在海底调查中发现，几乎所有通往地中海的河流都在海底留下了巨大的海下冲积扇，这与世界其他河流有着很大的不同。科学家估计，这些海洋深处的冲积扇是当年地中海干涸时，河流深入地中海内部堆积形成的。

地中海下这些惊人的发现，引起了科学家的普遍注意。也就是说，在过去的年代里，确实曾出现过直布罗陀海峡关闭的情况。那么，直布罗陀海峡是什么时间关闭的呢？是什么原因引起直布罗陀海峡关闭，又是什么时间、什么原因使它重新打开的？它的开启背后还隐藏着多少科学奥秘呢？如此等等，都需要人们给以正确的回答。

现在比较流行的说法是，在漫长的地质历史长河中，地中海曾经是一个辽阔的大洋，人称古地中海，也叫“特提斯”海。那时，世界大陆的分布格局与今天完全不同。由非洲、印度与澳大利亚等陆块联合起来，在古地中海的南方，形成了一个完整的冈瓦纳古陆，在北方则是古老的欧亚古陆。

大约在距今2.5亿年前，冈瓦纳古陆开始分裂，并向北移动。到了2.2亿年前，冈瓦纳古陆与欧亚古陆相撞，古地中海开始变小，后来就逐渐被大陆封闭起来，但仍然有海水通道与大洋相连，维系着地中海的生命。到了距今800万年以前，地中海已经与大洋失去了联系。到了距今700万年前，地中海的海水被全部蒸发光。今天我们发现的沉积在地中海海底的盐层就是在这个时期产生的。

到了距今550万年前，地壳又发生了一次大的变动，直布罗陀海峡裂开，大西洋海水从海峡重新进入地中海。有人估计，当时大西洋水灌进地中海的情景一定十分可观。在一幅大西洋水进入地中海的想象图中，画着一个宽阔的巨大的瀑布，瀑布下方大西洋水奔腾呼啸，势不可挡。据估计，这个瀑布的规模要比今天世界上著名的尼亚加拉大瀑布还要大上100倍！即使这样大的规模，要灌满地中海也要几百年的时间。

今后地中海的命运如何呢？是继续存在下去，还是逐渐消亡？有人认为，地中海正处在萎缩期，面积在不断缩小。一旦地中海萎缩到使直布罗陀海峡封闭的程度，也许地中海还会出现几百万年以前曾经出现过的干涸局面。

当然，地中海未来的命运如何，还要靠时间最后证明。可以这样说，地中海下存在着令所有地质学家感兴趣的科学之谜。人们通过对地中海的深入研究，不但可以进一步揭开科学的谜底，还会极大地推动地质科学的发展。

2. 贝加尔湖的奇异生物来自何方

如果你坐上从北京开往莫斯科的国际列车，出了蒙古共和国，再向北远行，就会在火车行进方向的右侧，看到一个一眼望不到边的大湖，静静地躺卧在群山和林海之间。火车要在湖岸边行驶整整6个小时。有时候，火车就在紧挨着湖岸几米的地方行进。这时列车员会指给你说，这就是贝加尔，俄罗斯西伯利亚地区最大的湖泊。

贝加尔湖是一个长条形湖泊。它南北长600多千米，东西宽50多千米，面积31500平方千米。论面积，在世界湖泊家族中它排行第八；论水量，则仅次于世界第一大湖里海，居世界第二位。而且，里海的水根本不能和贝加尔湖相提并论。因为，里海水是咸的，而贝加尔湖的水是真正的优质淡水。贝加尔湖保存有近2.3万立方千米的淡水，差不多集中了全俄罗斯所有的河川、湖泊淡水量的80％，是人类一大水源宝库。

贝加尔湖蓄水量这么大是和它巨大的深度分不开的。它的平均深度超过1000米，最深的地方可达1620米。也就是说，把我国五岳之首的泰山放进贝加尔湖，泰山山顶还要在湖面以下75米，这个深度只有大海才能与之相比。

贝加尔湖有300多条河汇入，其中最主要的河流是流经蒙古共和国的色楞格河。每年河流把巨大的水量带进贝加尔湖，再由安加河排入叶尼塞河，最后流进北冰洋。

在遥远的密林深处隐藏着这样一个大湖，它像一个谜，长期以来一直是科学家们注意的目标。而栖息在湖中的无数奇异生物更让人难以猜测。

有些科学家来到贝加尔，经过认真调查以后，最终弄清了栖息在湖里的生物种类达1700多种，其数量之大，实在惊人。更稀奇的是，在这1700多种生物种类中，大约有64％是世界其他任何地方都找不到的独有种。

还有一种非常奇怪的现象，有些生物在贝加尔湖附近的西伯利亚绝对找不到它的踪迹，而在遥远的热带、亚热带，却能找到它的同类。要不然，就可能在几千万年，甚至几亿年以前的古老地层中找到它们的化石。

比如，贝加尔湖中生活着一种叫藓虫的动物，这种动物的近亲在遥远的印度。还有一种水蛭，只有在中国南方的淡水中才能见到它。一种蛤类动物，世界上十分罕见，人们只能在巴尔干半岛上一个叫奥克里德的小湖中才能找到它的近亲。

贝加尔湖的生物奇闻逸事实在太多。

我们上面提到，它是个标准的淡水湖，但是在这个淡水湖中，却生长着大量的海洋生物。比如，海豹主要生活在南北极高纬度的海洋中。可是贝加尔湖里也有一种海豹，样子和海洋中的海豹相差无几，生物学家把它称作“贝加尔海豹”，是世界上唯一生活在淡水中的海豹。另外，贝加尔湖中生活着大量鳕鱼、鲱鱼、鲟鱼，它们和大海里的同类十分相似，却完全改变了在咸水中生活的习性。贝加尔湖底到处生长着一米多高的海绵，在水下形成浓密的“湖中丛林”。在海绵丛林中，一种称作“贝加尔龙虾”的动物大量繁殖。

为了解释这些动物的来历，科学家真是伤透了脑筋。

世界各国的生物学家、地质学家、地理学家、生态学家，甚至考古学家都被邀请来，一起探索贝加尔湖的秘密，为了一个目标—给贝加尔湖奇特生物的产生，寻找科学而合理的答案。他们日以继夜地工作着，目前已经取得了十分可喜的成果。

最早的解释是，贝加尔湖的生物可能是从海洋里进来的。但目前支持这种意见的并不很多。因为在他们看来，这个深居大陆腹地的湖泊，不管从哪个方向，与海洋的直线距离都在l000千米以上。有谁能想象得出，那些生物是用什么方法跨过宽广的大陆，飞到贝加尔湖的？更何况，长期习惯于在咸水中生活的海洋生物，一旦进入淡水，必然很快死去。

既然贝加尔湖生物的“外来说”不那么令人信服，于是就产生了贝加尔湖生物的“土著说”。这种意见认为，贝加尔湖的生物可能很早就生活在这里。他们大胆推测，可能在千百万年以前，贝加尔湖曾是大海的一部分。那时，贝加尔湖里生活着与大海相同的生物。后来，地壳发生了变动，使贝加尔湖与大海相分离，变成了内陆的一个湖泊。因为与海洋断绝了联系，而河水又不断把淡水流进湖里，于是湖水也慢慢地由咸变淡。在贝加尔湖由咸变淡的缓慢过程中，原来生活在海洋中的生物，一部分不能适应环境的变化，死去了；另一部分则逐渐改变了自己的生活习性，生存了下来。这就是贝加尔湖所以保存了大量海洋生物的一种比较普遍的看法。

然而，这种假说并不十分完善。比方，如果这种说法得以成立，那么，到底是在哪一个地质时期贝加尔湖与大海相连，又是在哪一个地质时期贝加尔湖开始与海洋相分离？分离以后，这些海洋生物是通过什么方式逐渐适应了淡水环境的？如此等等，还需要科学家进一步研究和探索。

我们相信，藏在贝加尔湖里的秘密总有一天会被人们完全揭开。

1. 苍蝇不得病之谜

人们都知道，苍蝇是传播疾病的罪魁祸首。科学家研究证明：一只苍蝇身体表面通常携带的细菌多达1700万至5亿个，体内携带的细菌更多。目前已知，苍蝇身上携带的病菌共有60多种。伤寒、霍乱、痢疾、肠炎、结核、小儿麻痹等对人类危害极大的传染病，苍蝇都能传播。然而，令人奇怪的是，苍蝇自身里里外外全是病菌，怎么它自己就不得病呢？这一直是科学界的一个谜。

最初，科学家认为，这是因为每种生物都有适合自身生长、繁殖的条件，细菌和病原体也不例外。苍蝇虽然浑身上下携带有大量的病菌，但苍蝇的身体环境，不适合病菌的繁殖要求，病菌不能在它体内大量繁殖，也就不会产生大量毒素，所以苍蝇就不会得病。

台湾科学家认为，这些病菌在苍蝇体内是可以生长繁殖的，只不过这些病菌对人是有害的、致病的，但对苍蝇来说却是无害的，不是致病菌。就好比人类身上以及消化道里也有几百亿个甚至更多的细菌一样，它们中多数对人是无害的，不会使人致病。他们认为这是细菌与媒介昆虫(指苍蝇)之间，在长期进化过程中形成的一种适应。

在第二次世界大战期间，苍蝇问题引起了许多军事科学家、生物学家、病理学家的极大兴趣。他们带着各自的目的，进行了大量的研究，发现苍蝇的进食方式与众不同，它采用的是“体外消化”的方法。苍蝇吃食时，先把唾液吐在食物上，待食物溶解并转化成营养物后，再伸出吸管饱吸一顿。同时，苍蝇几分钟就要大便一次。所以它的吃饭方法是：一边吐，一边吃，一边拉。他们称苍蝇“吐—吃—拉一条龙”。他们还发现，苍蝇消化道的工作效率极高，是任何动物都无法比拟的。当食物进入消化道后，苍蝇可以立即进行快速处理，在7秒～11秒内，可将营养物质全部吸收完毕，与此同时，又能将废物连同病菌迅速排出体外。就是说，当病菌进入苍蝇体内刚要“繁殖子孙”时，就已被苍蝇迅速排出体外。

所以他们认为，苍蝇就是靠这种高速度、高效率的消化吸收和快速外排，在病菌还没有来得及作恶之前就把它们逐出体外了，因此苍蝇不会得病。

一般来说，绝大多数昆虫进食之后需要10分钟左右才排便，而哺乳动物需要l小时～6小时才排便，人类则需8小时～24小时。细菌繁殖是分裂繁殖，约20分钟分裂一次。这样，一个细菌在人体里经过1l小时繁殖后，如果其后代一个都不死，则可增殖到233个(约85亿个)，它们便可在人体内大闹天宫，兴风作浪。

20世纪80年代中期，意大利科学家莱维蒙尔尼卡认为，苍蝇不得病是其体内有特殊免疫能力的缘故。他在研究中发现，有的病菌繁殖速度也相当快，甚至可以在3秒～5秒钟内完成繁育后代。要是这样，它们完全可以在苍蝇体内“兴风作浪”，甚至也可以要苍蝇的小命。苍蝇为什么还是不怕它们呢？他进一步研究发现，当病菌侵入苍蝇体内，威胁着它的肌体健康时，它的免疫系统就会立即释放出两种免疫蛋白来抵抗，它们是BF64球蛋白和BD2球蛋白。这两种免疫蛋白，可以说是苍蝇体内的“跟踪导弹”。因为当它们从免疫系统发射出来以后，就能自动寻找病菌，并引起爆炸，与“敌人”同归于尽。而且这两种球蛋白，一般都是联手作战，一前一后，寻找目标。如果体内侵入的病菌太多，免疫系统产生的“跟踪导弹”也增加，不断地向目标射去，就像机关枪的子弹，直到把细菌完全彻底地消灭干净为止。“跟踪导弹”的杀菌力要比青霉素、庆大霉素等抗菌素大得多。因此苍蝇的抗病力特别强，不易得病。

20世纪90年代，日本科学家名取俊二经过多年的实验和研究，终于在麻蝇的体液中，成功地提取出了外源性凝集素(一种特殊蛋白质)。他认为这种外源性凝集素使苍蝇具有抗病本领。他将提取出来的这种外源性凝集素，在哺乳动物身上试验，发现它能有效地干扰哺乳动物体内的肿瘤细胞，使肿瘤细胞先萎缩，随后慢慢地消失。

尽管人们的研究各见成效，但究竟苍蝇是使用哪种绝招来防病抗菌的，仍是个未解之谜。一旦解开这个谜，对人类的防病抗病措施将有很大的帮助。

2. 能“克隆”自己的蚜虫

克隆羊多莉的诞生，给全世界带来了巨大的震动，多莉也成了20世纪末全世界最著名的“明星”。1997年世界十大科技新闻评选中，各国科学家不约而同地推荐了克隆羊多莉的诞生。既然羊可以克隆，那么从理论上讲，人也一定可以克隆，这难道不使人震惊吗？

那么，什么叫克隆呢？一句话，克隆就是无性繁殖。

一般情况下，动物的繁殖方式是精子和卵子相结合，生成受精卵，再发育成后代，这种繁殖方式叫“有性繁殖”。有性繁殖产生的后代，其遗传物质一半来自父方，另一半来自母方。而无性繁殖则不然，它是不需要通过性细胞结合的，只用体细胞就可以繁殖后代，其后代的遗传物质全部来自父方（或母方），即单方。

无性繁殖多发生在植物种类里。如马铃薯切成几块后，把它们埋入土壤，每一块都可以发育成一棵幼苗。又如甘薯，将它的匍匐茎切成几段，插入土壤后，每一段也都可以发育成一棵幼苗。而在动物中，可以说绝大多数种类都是进行有性繁殖的。

然而，蚜虫的生殖方式与众不同，它既可以进行有性繁殖，也可以进行无性繁殖。

蚜虫，是同翅目中蚜总科昆虫的统称，全世界已知的有4000多种，我国有600种以上，大多数是农作物的害虫。

平时，蚜虫聚集在果树、蔬菜、花卉等植物的嫩叶和嫩茎上，用刺吸式口器刺入植物的幼嫩组织吸食汁液。奇妙的是，蚜虫的腹部末端背面两侧生有一对小突起，它们并不是蚜虫的生殖器官，而是一种能分泌甜汁的腹管，能排出一种香甜的“蜜露”。这是怎么回事呢？原来蚜虫吸取植物的汁液后，本身所需要的只是蛋白质等一部分养分，而那些不需要的糖分便通过腹管排出体外。

蚜虫，在我国北方又叫腻虫。它个体很小，但数量极多，常密密麻麻地布满菜叶的背面，很令人腻味，故称“腻虫”。每年11月，雄蚜和雌蚜交配后，雌蚜就在寄生的植株上（如车前草、蒲公英等野草）产下受精卵。这些卵要度过一个寒冷的冬季，到第二年春天才孵化出幼蚜。

在自然界中，在没有雄蚜的情况下，雌蚜们个个都能克隆自己，而且克隆的速度和数量十分惊人。我国昆虫学家朱弘复教授计算的结果是：在北京，一只雌棉蚜自6月中旬到11月中旬的150天中，假定它克隆的后代全部都能存活，并能正常繁殖的话，这期间，要经过10代克隆，共繁殖出子子孙孙6.7×1020只。如果一只棉蚜的大小约1平方毫米，那么一只棉蚜在一年内克隆出的后代就可以铺满整个中国达60层之厚。倘若让蚜虫头尾相接，可以从地球到太阳排350万个来回。你看这个数目惊人不惊人！实际上，由于蚜虫受自然环境和天敌的制约，才没有达到上述的数量。但不管怎样，蚜虫在动物界里，繁殖力是最强的。之所以有那么强的繁殖力，就是因为蚜虫能自己克隆自己。

这回你可知道为什么多莉的诞生，会给全世界带来巨大的震动了吧！因为克隆羊多莉的诞生，就意味着科学家可以利用动物身上的任何一个体细胞（多莉用的是乳腺细胞），用无性繁殖方式即克隆技术产生出一只只动物来。更形象的比喻就是科学家可以像复印文件一样，大量复制出完全相同的生命体。这可是一项划时代的科学技术。

果不其然，整整过了10年以后，科学界又传来了一项爆炸性的新闻：美国威斯康星大学麦迪逊分校及日本京都大学的科学家，于2007年11月20日分别宣布：他们采用克隆多莉羊的技术，都成功地将人体皮肤细胞克隆成“胚胎干细胞”。这一科技成果被科学界喻为“了不起的科学里程碑”。因为这种“胚胎干细胞”既可以发育成人体任何器官或组织，也可以发育成一个完整的个体。换句话说，就是可以用你的皮肤细胞克隆出千千万万个跟你一模一样的你来。所以它被全世界科学家评为2007年十大科技新闻之首。

有的科学家认为，蚜虫用“无性繁殖”方式生育后代是一个假象，它在其姥姥的姥姥的姥姥的时代（即头一年冬天最后出生的一批雌蚜和雄蚜交配时）就已经受精了，精子一代一代潜伏在女儿的卵细胞里，所以它们繁殖后代，都不需要雄性，仅有一个孤孤单单的雌性就能行。在生物学上，把这种只需孤单一个雌性就能繁殖后代的生殖方式，称为“孤雌生殖”。这些生物学家认为，蚜虫的“孤雌生殖”并不是真正的“无性繁殖”，因为他们在一种蚊子身上发现了这种潜伏精子的现象。自然界有一种瘿蚊，在它的幼虫体内就有3个卵，而且每个卵在幼虫体内就可以孵出幼虫来。要是这样的话，蚜虫的“孤雌生殖”就不算是克隆了。

可是绝大多数科学家在解剖每一代“孤雌生殖”产下的蚜虫时，从未发现过有任何“潜伏精子”的踪影或类似物质。这些后代所具有的遗传基因，全部是来自母体的。这种典型的单性生殖，无疑就是“无性繁殖”的一种，是不折不扣的克隆。

蚜虫的这种自己克隆自己的生殖方式，一直是生物界最大的谜之一。

直到1924年，美国耶鲁大学的欧尼尔发现，蚜虫能自己克隆自己的生殖方式并不是它的什么绝招，而是蚜虫的一种病。这算是歪打正着，染上了这种病后，使蚜虫获得了得天独厚的繁殖方式。这样一来，即使只有一只雌蚜虫被带到新的地区，也能进行繁殖。或遇上什么大灾难，造成大量蚜虫死亡时，只要还有一只雌蚜虫存活，就可以通过克隆方式繁衍子孙后代，使种群长盛不衰。

当时欧尼尔是在一个蚊子的生殖组织里，发现这个秘密的。那时他在研究一种蚊子的不育现象，发现不育的原因是这种蚊子的生殖器官感染了一种病菌，叫“沃尔巴克氏体”。研究人员发现，只要感染上沃尔巴克氏体的雄蚊与未感染的雌蚊交配，受精卵就孵化不出下一代，出现不育现象。但如果雌蚊和雄蚊都感染上了沃尔巴克氏体这种病菌，它们就能繁育后代。

1971年后，加利福尼亚大学的生物学家巴尔等人，证明了感染沃尔巴克氏体病菌的雌蚜不需要和雄蚜交配，可以用“孤雌生殖”的办法来繁殖后代。换句话说就是，雌性蚜虫只要感染上沃尔巴克氏体病菌，就会得上一种病，病状就是可以自己克隆自己，产生无数的后代。

1996年，在一次国际科学研讨年会的有关沃尔巴克氏体专题讨论会上，罗切斯特大学的魏仑教授和巴拿马的温特梭教授等指出：在昆虫中被沃尔巴克氏体感染的现象较为广泛。他们发现蚊子、蚜虫、寄生蜂及某些甲虫都有被感染的证据。它们被感染后，生殖方面都表现异常。有的表现为“孤雌生殖”，雌虫自己克隆自己；有的表现为“性变”，即雄虫变成了雌虫，雌虫变成了雄虫；有的表现为“不育”；有的表现为“多胚生殖”。例如有一种寄生在银纹夜蛾幼虫身上的寄生蜂，它的一个未受精卵可以分裂发育成2000多个幼蜂，这是最有名的多胚生殖的例子。但是，如果使用抗生素，就能消除上述种种生殖异常现象，使它们恢复正常的有性生殖。因为抗生素把沃尔巴克氏体杀死了。

2006年年底至2007年年初，科学家在英国切斯特动物园和伦敦动物园里发现各有一条雌性科摩多蜥蜴，在未与雄性交配的情况下，产下的卵孵化出多条小科摩多蜥蜴。这是科学界首次在这种全球最大的蜥蜴中发现竟然也能进行“孤雌生殖”。这两条蜥蜴是否也感染了沃尔巴克氏体？目前还是个谜。

哺乳动物会不会感染沃尔巴克氏体病菌，也患上“孤雌生殖”的病呢？科学家的回答都是 ：还未发现过。可是，在我国江苏省溧阳、宜兴，安徽省郎溪、广德等县，有一种山羊一向进行“孤雌生殖”，是我国科技界、医学界和畜牧界的一大谜。

沃尔巴克氏体真有那么大的魔力吗？沃尔巴克氏体又是通过什么途径改变了生物体的生殖方式的呢？这仍是一个谜。

1. 旅鼠为什么要跳海

有一种很小的动物，它的名字叫旅鼠。旅鼠，它与旅行有什么关系吧？一点也不错，旅行在旅鼠的生命过程中似乎有着极其重要又极其荒谬的意义。它们的旅行并不是轻松愉快的享乐，而是非常艰难、辛苦，甚至意味着生命的终结。有许多时候，旅行的目的地就是一望无际、波涛汹涌的汪洋大海。

旅鼠为什么用这样奇特的旅行来结束生命呢？它究竟是怎样一种生物？

这个问题长期以来迷惑着人们，人们注意到，神秘的色彩贯穿着旅鼠的整个生命过程。

旅鼠的繁殖能力是非常惊人的。有人说，在自然界中，唯有细菌的繁殖能力可以与它相比拟。这可能吗？我们知道，细菌在适宜的温度、水分、营养条件下，其繁殖方式以细胞分裂法进行，速度简直无法估计。那么旅鼠的繁殖能力究竟是怎样的呢？为什么可以把它们与细菌相提并论？

对此，生物学家做过非常详细的观察计算。据观察，旅鼠一年可以生8胎左右，每胎可生12只幼鼠。有趣的是，幼鼠只需要20多天的时间就长大成熟了，并且开始生育、繁殖。

这就是说，如果一对旅鼠年初开始做父母，经过短短七八个月时间，它们就有了第八代“孙子”；与此同时，它们一方面往“祖宗、老祖宗、老老祖宗”的位置上升，另一方面还一次又一次地当“父母”。这时，它们的子孙也在同时繁殖、升级。

这支队伍究竟有多大？一对旅鼠“祖宗”在一辈子里，究竟拥有多少“儿孙”？

有人用代数式计算，一对旅鼠如果在阳春3月初当“父母”，到了9月初，它们便有96万只“子子孙孙”。

96万只！多么惊人的数字，多么庞大的家族！在这样惊人的数字面前，我们的想象力都变迟钝了，因为这还是就一对旅鼠而言，扩展到整群整群的旅鼠，那又是怎样一种级数呢？就算是因为天敌、气候、疾病等引起的自然减员，减去一半多，也都无济于事。用密密麻麻来形容是最合适的。

在惊人的繁殖力之后，旅鼠们又“导演”出了另一种奇妙的能力，那就是奇特的控制力。

人们不妨想想，照旅鼠这样生育，不久的将来，地球上除了旅鼠还会有什么呢？这与世界末日的到来又有什么区别？

别担心，大自然决不会坐视不管，它用神奇的自然之力调节着生态平衡，干预过分失控或不足。这种神奇的力量在旅鼠身上表现得尤为突出，使人百思不得其解。

旅鼠，这个小精灵似乎天生知道“计划生育”，它决不会毫无节制地生育繁殖。

在旅鼠的繁殖生活中，居然有丰年和歉年。它们并不是每年都火爆爆地添丁进口，大约4年为一周期。平常年份，它们只是少量地繁殖，“计划生育”控制得很严；当气候、食物都恰到好处时，它们才不约而同地拼命增殖，“家族”里成员的数量急剧膨胀。

当膨胀到一定数量的时候，旅鼠队伍中有一种控制力悄悄地起作用了，几乎所有的旅鼠都得到了这种神秘的信息，它们表现出焦躁不安的样子，东跑西窜，甚至吵吵嚷嚷，停止进食。有些旅鼠竟一改“胆小如鼠”的秉性，带着明显的挑衅性，在天敌面前也无所畏惧。即使这样，它们还觉不够，又改变模样，脱下灰黑的保护色，换上鲜艳的橘红毛色，好像故意吸引天敌的注意力，直惹得猫头鹰、贼鸥、北极狐狸等心花怒放，可以不费吹灰之力发现目标，捕获来得轻而易举。

旅鼠为什么这样做呢？是谁在控制它们？我们知道，任何生物都会在生存环境中寻找最佳的保存自我的方法，可是旅鼠却反其道而行之，这是怎么回事呢？

有时，旅鼠的数量实在太多，无论怎样乔装打扮，送肉上砧，都解决不了问题，鼠口过剩让煞费苦心的旅鼠伤透了脑筋。这时，它们纷纷聚集在一起，好像是共谋大计。先是抱头鼠窜，貌似传递信息，渐渐由小群扩大，形成大群，虽不见众群之首，却分明感到聚集力逐渐形成。一番忙乱的串联之后，突然间，它们像得到了明确的指令，沿着同一方向，浩浩荡荡出发了。

这是旅鼠生命史上最悲壮的一页，突出展现旅鼠的生命之谜。

长途旅行开始了，逢山过山，遇水涉水，队伍日益壮大。数以百万的旅鼠汇合在一起，其中不断有衰老的、体弱的死去，但又有新的成员加入进来。它们配合默契，往往白天休整进食，夜间摸黑挺进，跑啊跑，拼死拼活地奔跑，一直奔跑到大海边。

汪洋大海起伏的波浪并不能阻碍旅鼠的前进，它们毫无惧色地面对大海，纷纷跳下去，前赴后继，一往无前，几乎全军覆没。

谁把它们聚集起来，让它们舍生存，取灭亡？又是谁将一小部分旅鼠保存下来，让它们不受大多数旅鼠的影响，安心地继续完成繁殖后代的重任？

面对旅鼠种种生活特性，人们产生了许多疑问，比如说，旅鼠种群爆炸的原因是什么？它们为什么不就地解决，而采取周期性的?徙？大海是不是唯一的选择？

有人认为，旅鼠种群变化和它们所采取的大迁徙与客观世界有着不可分割的联系。上一次迁徙之后，种群总量减少了，如果有适宜的生育条件，又很容易营造下一次鼠口丰年；鼠口大增至“爆炸”时，显而易见，食物成了威胁生存的主要原因。因此，大量地淘汰个体是减少对食物的竞争、保留优良品种的必需。

但疑问又出来了，为什么旅鼠在做这种旅行时，即使遇到物丰水美的地方，也不停留下来重新考虑一下生存问题呢？所以有人认为，食物的丰歉与旅鼠的大迁徙不存在决定性的关系。

也有人猜测，旅鼠迁徙的主要原因似乎与栖息地的季节变化有关，但这种提法还仅限于猜测。

有人指出，任何生物的生活习性都由它们的基因决定，基因在遗传过程中决定了一代又一代的生命模式。而这又是一个极为深奥的领域，旅鼠谜一样行为的基因密码又是怎样的呢？

在许多解释、猜测中，也有人认为旅鼠的迁徙并不完全是死亡大迁徙，它们的本意是寻找更合适的生存地区，结果因鼠目寸光，导致溺水身亡。尽管它们放弃了离得很近的原野，选择了海洋，那也是盲目奔跑造成的，并不是有意识的行为。而有些地理学家则认为，旅鼠很可能是保留着祖先传下来的习性，大举迁徙返回家园。但是由于地质变化，一些陆地下沉了，变成了海洋，而旅鼠对这一变化却一无所知，仍旧大举迁徙。最后，它们虽然回到了家乡，但家乡已彻底变了样，而它们也就这样糊里糊涂地回了“老家”。

到底孰是孰非？目前的猜测和认识还很局限，需要我们进一步更深入地探索。

2. 小袋鼠的生命“摇篮”

在澳大利亚那遥远、广袤的土地上，生活着近150种有袋动物。有袋鼠、袋狼、袋鼬、袋、袋鼹、袋猫，还有树袋熊、负鼠等等。澳大利亚是名副其实的有袋类动物的故乡。其他一些地区，如南美洲、中美洲以及部分北美地区，也有这类动物的分布，但无论是数量上，还是种类上，都无法与澳大利亚相比。

在澳大利亚，见得最多的还是最负盛名的袋鼠。袋鼠妈妈常常在它腹部“口袋”里装上袋鼠宝宝。袋鼠宝宝可爱地从“口袋”里探出脑袋，四处张望，一副可爱动人的情景。其实，所有的有袋动物都有这样一个共同之处，那就是它们的妈妈腹前都长有一个“口袋”，人们称之为“育儿袋”。

千万不要小看这只育儿袋，它是有袋类动物的生命摇篮，承担着种族繁衍的重大使命。装进去的不仅仅有幼小的生命，还有令人费解的神秘色彩。人们研究它的时间已经用去了数百年，但至今还有许多秘密在等待着揭示。

过去，人们一直弄不清楚有袋动物是怎样生出来的，仅仅这个问题就争论了上百年。为什么呢？因为许多幼小的有袋动物似乎都是“长”在“口袋”里的乳头上。就拿袋鼠来说吧，小袋鼠几乎从几厘米那么大时，就生活在育儿袋里，它们叼着乳头，慢慢地长出了眼睛、耳朵和肢体。后来，人们才发现有一个重要的环节被忽视了，那就是袋鼠幼仔是从母腹之中诞生的，然后才进入育儿袋。

为什么会忽视这个重要的环节呢？其中的原因很简单，那就是幼仔太小了，小到只有花生米那般大！千真万确，刚出生的小袋鼠只有2.5厘米长，体重仅1.26克。这样小的家伙，实在微不足道，无法与高大、强壮的大袋鼠联系在一块。

小得可怜的小袋鼠只在妈妈肚子里住了30天就出世了。这时，它们还来不及长眼睛、耳朵、四肢呢，怎么看都找不出袋鼠的样子，要说它像条小肉虫子还差不多。这样一个软乎乎的小东西，是怎样进入袋鼠妈妈的“口袋”的呢？

开始有人认为，袋鼠幼仔出世时还带着脐带，是母袋鼠咬断脐带之后，衔起幼仔放入育儿袋的；也有人认为，是幼仔自己爬进育儿袋的。后来有人仔细地观察了幼仔出生的全过程，证实了幼仔自己爬进育儿袋的事实。原来母袋鼠在产仔之前的两小时，先把育儿袋舔得干干净净，幼仔产下后，母袋鼠会弯下脖颈舔肚子，幼仔会顺着舔过的痕迹，一扭一扭爬进“口袋”。“口袋”里有4个乳头，幼仔一钻进去，便紧紧叼住其中一个不放。这时，乳头末端开始膨胀，慢慢胀大到不能从幼仔的口中脱出为止。幼仔就这样吸着乳汁，逐渐长全身体各个部位。这段时间很长，大约要等到5个月后小袋鼠才会探头探脑，睁开惺忪的双眼，看一看一望无际的草原和醉人的蓝天白云。

袋鼠和其他有袋类动物的这种育儿方式属于低等、原始的类型，它们的生育过程没有胎盘，必须借助育儿袋来完成生育的全过程。

让人不解的是，袋鼠幼仔在未发育成形的情况下，凭借什么来寻找育儿袋？它们在走向生命的摇篮时，为什么不会爬到其他地方去？回过头看一看，袋鼠幼仔最初的历程是惊心动魄的，是冒着极大的风险的，假如不小心掉到地上，连找都找不到。如果是袋鼠妈妈叼进口袋倒是合情合理，过程安全可靠。可事实偏偏相反，是幼仔自己爬进去，依靠着自身和非自身的力量。于是，人们对有袋类动物的幼仔如何进袋的问题，又有了一番认真的探讨。

有人推测，母袋鼠舔过的痕迹是值得注意的关键，它能起到路线、路标的指示作用，它能指示幼仔前进的方向。那么，小幼仔在还没有发育成形的时候，就有了健全的脑和脑神经了吗？否则它们怎么知道沿着路标寻找目标呢？

面对令人费解的事实，有人认为，母袋鼠舔过的痕迹能散发出特殊的气味，这种气味能诱发幼仔运动。还有人认为母袋鼠舔过的痕迹具有吸附作用，幼仔被吸引着，像磁铁吸铁屑一样，吸进了育儿袋，并不是它们自己爬进去的。

到底是什么原因呢？人们目前还在观察研究，但是在这些有袋类动物身上表现出来的灵气，往往让人费思索，它们似乎不是低等、原始动物所能为的。在试图揭开这层神秘之纱的过程中，我们不禁感叹大自然造化的神奇，感叹有多少秘密在等待着解答。

1. 神秘的八卦创造者

中国古书中有“庖牺画卦，神农作稼，黄帝舆服”的说法，意思是：伏羲氏(即庖牺)创造了八卦，神农氏教人们种庄稼，黄帝发明了车船和衣服。庄稼、车船、衣服，还有据说伏羲氏教给人们把食物烧熟了吃，这种种都与人们的日常生活有关，所以自古以来人们对于传说中的伏羲氏等人一直都是很崇敬的。那么，八卦是什么，它有什么用处，为什么古人要把它列为各种发明创造之首呢？

八卦原来是八种图形，由阴阳两个基本符号所构成。阳的符号是，叫阳爻；阴的符号是，叫阴爻。这两个符号用不同的形式连叠三层，就组成了(乾)、(坤)、(震)、(巽)、(坎)、(离)、(艮)、(兑)八种图形，就叫八卦。它们所代表的是自然界的天、地、雷、风、水、火、山、泽八种现象。八卦再两个一组重叠，可以组成六十四卦。六十四卦的卦象各有说辞，称为卦辞。卦辞加上其他有关的文字，就是“四书五经”中《周易》(或称《易经》)的最基本的内容。

八卦由最基本的阳爻和阴爻所构成，而它们可以代表天和地。如再加以引申，则又可代表外内、男女、父母、帝后、刚柔、背腹、脏腑、男女的生殖器官，以及许许多多互相对应的事物，这就不但与自然现象有关，并且也与社会现象有联系了。其中的学问看似简单，其实却是十分深奥的。一部以卦辞为基本内容的《易经》，有人从这个方面加以解释，有人从那个方面加以阐述，有人又从另一个方面加以发挥，写出来的各种各样的著作，动辄十几万言、几十万言，甚至上百万言，真可以说是五彩纷呈，甚至光怪陆离，令人读也读不过来，有些还很难读懂，犹如天书一般。

这样一来，人们就产生了疑问，如此复杂的东西，难道真是传说中的人物伏羲氏创造出来的吗？

有人认为，八卦的最初形式即八种图形，可能是上古时候的图画文字，那是从古人结绳记事演变过来的。所以八卦又叫八索，“索”就是绳索，形成文字就能记所见到的事物了。如(乾)表示天，天是连成一片覆盖在上的，所以是三个完整的阳爻 ；(坤)表示地，地被江河分割成一块一块，所以是三个断开的阴爻；(坎)表示水，象征江河从断开的地中流过，古代象形文字的“水”字就是由它演变而来的。图画文字是我国文字最早期的形式，因此创造八卦就是创造了我国最早的文字，它最初虽然只有八种图形，但是很重要，所以被列为上古各种发明创造之首。

有人不同意上面这种说法，他们认为八卦可能是商朝人用甲骨占卜，根据甲骨上被火烧灼的裂纹演化而来的，那是商朝时候的创造，不是传说中上古时代的伏羲氏创造的。至于《易经》，则可能是西周时候的作品，很不好懂，所以春秋时候的孔子读《易》，韦编三绝，即最初连孔子也读不懂，反复地读，把串联简牍的牛皮绳子都弄断了三次。最后孔子读懂了，并加以删订，这样，《易经》就成了儒家的经典。因此说孔子对《易经》有再创造之功。

也有人认为，八卦和《易经》，代表着中国古代的人对自然现象、社会现象认识的演进过程。先有最简单的符号阳爻和阴爻，能借以说明天地间一切问题的根本。然后演进为八卦，能代表自然界的八种现象了。再进一步演进出八八六十四卦，能说明更多的自然现象和社会现象了。最后才有以卦辞为主的《易经》，构成了能代表中国古人的宇宙观、人生观等的哲学著作。每一个演进阶段，都不可能只是某一个人的创造发明，而是有着前后继承与发展的、连续不断的演进过程。说伏羲氏创造八卦，其实是把这个问题过于简单化了。

三种说法中的最后一种说法虽然比较合理，但是它否定了在中国流传达几千年之久的“庖牺画卦”的说法，却又很难被人们所接受。

八卦究竟是谁创造的呢？在找不到更好的解答之前，只好仍然按照古书上说的，把它归功于传说中的伏羲氏。

2. 真真假假曹操墓

三国时代魏国的开创者曹操，是个争议极大的人物。他生前没有做成皇帝，死后才被追封为魏武帝。陈寿写的《三国志》称誉他是“非常之人，超世之杰”，而罗贯中写的《三国演义》却称他为“汉贼”、“奸雄”。根据《三国演义》改编的三国戏，也把他刻画成一个大白脸的奸臣形象，使他成了个妇孺皆知的人物。

曹操晚年曾为自己安排过后事，《三国志》中写他临死前两年下了一道命令，叫人为他在西门豹祠西边高原上的瘠薄之地建造一座寿陵，“因高为基，不封不树”，意即陵墓要建在高地上，地面上不要堆起高高的坟头，也不要做什么记号。《三国志》还讲到，建安二十五年(公元220年)正月，曹操死于洛阳。二月，葬于高陵。这高陵可能就是指西门豹祠西原上已建造好的寿陵。而《三国演义》中讲到曹操临死时的遗嘱却有另一种说法，他叫人于彰德府讲武城外设立疑冢72座，不让后人知道他的遗体葬在什么地方，生怕有人去发掘他的陵墓。《三国演义》虽然是部小说，但是它主要是根据裴松之的《三国志注》写的，只是做了些文学加工，内容是七分纪实，三分虚构。那么它对曹操死后的陵墓记载，就不能不考虑到具有一定的真实性。

这样，对曹操陵墓的记载便有了不同的说法：一是西门豹祠西原上，号称高陵；一是彰德府讲武城外，有疑冢72座。

要想弄清曹操的陵墓究竟在哪里，首先应当弄明白西门豹祠和彰德府的所在地。历史上有西门豹治邺的记载，所以西门豹祠一定是在邺城，即曹操被封为魏王时的都城，也就是今天河北与河南交界处的临漳。而彰德府，其实在三国时并没有这个地名，它是金朝时才有的，即今天河南与河北交界处的安阳市。临漳与安阳，今天分属于河北河南二省，是紧挨着的。古代还没有分省的时候，那两个地方多数时候称为邺城，到金朝则称彰德府。说来说去，邺城和彰德府其实是一个地方。

因为西门豹治邺给邺城一带的老百姓带来了很大好处，所以今天临漳一带，也包括今天的安阳市一带，有许多西门豹祠。按照《三国志》中的说法，曹操的陵墓是在西门豹祠的西原上，但究竟是哪一所西门豹祠，因为那是一座“不封不树”、什么记号也没有的陵墓，要想找到它是很难的。

有人认为曹操虽然在生前规定他的陵墓“不封不树”，但是他的儿子曹丕等人安葬他的时候，为了上坟祭祀的需要，不可能一点记号也不做，难道把他埋了以后就什么也不管了？这恐怕有些不近情理，也不符合中国人“慎终追远”的孝道。《三国志》明确记载曹操的陵墓称为高陵，即使“不封不树”，但在地名上也许会留下叫高陵的村庄。如果能对今天临漳、安阳一带的新旧地名进行一次深入的挖掘和普查，也许可以找出一些关于曹操陵墓的线索。

那么彰德府讲武城究竟有没有72疑冢呢？在今天临漳县三台村以西八里处，确实有个地方叫讲武城，有人认为那可能就是《三国演义》所说的彰德府讲武城。从那里向西一直到磁县，也就是今天安阳市北郊的丰乐镇一带，的确有许多像小山头那样的大土堆，当地有人叫它们“曹操坟”。这些可能就是所谓的72疑冢。从前有人盗掘过其中的几座，也的确挖掘出了一些墓碑之类的东西，但是那些都是北魏和北齐时代的王公大臣的坟，比曹操晚了二三百年。如果那些大土堆原先的确是曹操的疑冢，是后来被北魏、北齐的王公大臣坟上筑坟，加以占领，那么不知当年他们坟上筑坟时是否深挖过，有没有在其中的一座挖掘到曹操的遗体或其他与之有关的随葬品之类。查遍北魏北齐的史书，不见有这方面的记载。

也有人认为曹操生前叫人修72座疑冢，是故意布下的迷魂阵，很可能72座疑冢都是空的，曹操的遗体则葬在另一个秘密的地方。足智多谋的曹操不可能想不到，如果他葬在72疑冢中的某一座之中，那么后人把72疑冢全都挖遍，不就找到他的遗体了吗？看来曹操决不会这么傻。

古往今来，有许多文人墨客曾到讲武城至丰乐镇一带的曹操72疑冢处凭吊，并想对曹操的陵墓进行探索和考察，但是都没有什么收获。曹操曾有句话：“宁教我负天下人，休教天下人负我。”他生前多次设下计谋，欺骗了许多人，到死时居然还设下这样诡秘的计谋，不让后人知道他的陵墓在哪里，从这里足可以看出曹孟德狡猾、多疑、工于心计的性格特点。

1. 人的第一次呼吸

艰难的第一口气

我们的肺，非常忙碌。它一天到晚，总是不停地吸入新鲜空气，把空气中的氧气留下来；再把身体产生的废气(二氧化碳)呼出去。即使你睡着了，它也决不会“躺倒不干”。

因为人体一刻也不能缺少氧气，也容不得废气存留体内。不然，身体里的所有化学变化，都非乱套不可！

可是，你知道吗？人在出生之前，肺是瘪的，里边一丁点空气都没有！而且肺里还灌满了“水”(医学家称之为“肺液”)。所以一到出生，麻烦就来了：

首先，必须先把肺里面的水全部弄走，不然，怎能进得了空气？

其次，还得让瘪肺张开，这就需要小婴儿自己能吸气才行。可是小婴儿又怎么知道出生了，该吸气了？这第一次呼吸究竟是怎么发生的？

“水”到哪里去了

胎儿肺里的水，少的有六七十毫升，多的足有一二百毫升，真不是个小数目！

可是孩子一出生，只要一吸气，这些水又大都不见了。它们跑到哪里去了？医学家一直在寻找这些水的去向。

有些医学家说，胎儿从原来的“住处”（妈妈的子宫）跑出去，必须经过又挤又窄的通道（产道），正因为这么一挤，才把肺里的水挤了出去，从口鼻中流走。医学家测量了挤掉的水，大约占总量的三分之二。那么，余下的水又怎么办呢？

经过研究，医学家发现小婴儿第一次吸气，都很用力；吸力大，进肺里的空气就多；然后再用力呼气，把肺内小泡泡里的水往别处赶，肺的淋巴管马上把水吸走。这么几次呼吸之后，就把余下的水收拾得干干净净了！

不过，这种说法，招来另一些医学家的反对，他们说：剖腹产的婴儿，他们的身体并没有通过产道，可是肺里的水照样能很快排走。另外，靠淋巴管吸水，水少还可以，水多恐怕就不那么方便了。

直到现在，医学家还不知道婴儿肺里的水，究竟是怎么弄走的！

瘪肺是怎么张开的

顶有意思的是第二个问题：小婴儿的肺怎么一出生就开始呼吸呢？

多数医学家认为，小婴儿从妈妈的肚子里来到这个冰凉的世界，冷的刺激唤醒了主管肺呼吸的脑神经，呼吸就这样开始了。他们用羊胎做实验，取出羊的胎儿，把它浸泡在10℃的凉水里，本来没有呼吸的胎儿，开始呼吸起来。之后，把水温一点点增加，胎儿仍有呼吸，当水温增加到40℃时，呼吸反而消失了。可见寒冷是促使胎儿开始呼吸的原因。

有些医学家却不同意这个说法，他们认为有些孩子生下来就不呼吸，任你用冷水怎么滴洒，婴儿就是不喘气。再有，热带地区气温有时比母体体温还高，可是小婴儿该呼吸的照样呼吸，根本不管外面是冷是热。

于是又有了另外一种说法。有人说，人都有一种天生的本性：一遇到惊吓或者十分意外的事，都会不由自主地倒吸一口凉气。小婴儿出生，对他来说也是一种突然变化，会把婴儿吓得倒吸气，这一吸，正好成了呼吸的开始，从此就呼吸不止了。不过，爱认真的医学家真的去测量了婴儿的第一口吸气的力量，比平常吸气的力量大二三倍；而受惊吓时的倒吸气远没有这么大的劲。所以这个说法，也有点勉强。

另外一些医学家认为，婴儿出生后，原来靠妈妈供应的氧气没有了，可是自己的肺还没有接到开始呼吸的命令，这时，身体就缺氧，加上废气排不走，堆积在体内。这么一来，脑受到缺氧和废气双重反应的催促，也会着起急来，赶忙叫醒专管呼吸的那部分神经，于是就发命令给肺，肺也就乖乖地喘起气来。这个说法，听上去相当有理，但反对的医学家提出了这样一种责问：在胎儿时期，他们所收到的氧气本来就不多，可是这点氧气，对他们已经足够了。所以胎儿的脑已经习惯了低氧状态，出生后即使两三分钟不呼吸，难道还会让脑惊慌得手足无措不成！

其他的说法，还有好几种。说法越多，不正是还没有找到正确说法的一种表示吗！

为什么要研究它

看到这里，也许你会奇怪：医学家费那么大的劲去研究小婴儿第一次呼吸，值得吗？

医学家说：值得，而且很值得！

因为每1000个小婴儿之中，总有一两个生下来不呼吸(医学家称之为“新生儿窒息”)。假定全世界每年出生的婴儿有5000万个，出现不呼吸的就有5万～10万人，这就不是个小数目。研究这些，正是为了找到婴儿不呼吸的原因，让来到这个世界的每个婴儿，都能正常地进行第一次呼吸！

读累了记得休息一会哦~

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2. 口吃的病根在哪里

说话结结巴巴，古人叫做“期期艾艾”，这就是口吃。

口吃，多半发生在每句话的开头。发第一个音的时候，话就被绊住了，病人总要重复好几遍，才吐出第二个字音来。而且越急，停留在一个字音上的时间越长，这使听的人费力，说的人更着急。

不过，假如让口吃的人，合着拍子说话，或者让他唱歌，口吃却不见了，这真让人捉摸不透！

人为什么会发生口吃？

心理学家和神经科学家，都在寻找原因。他们纷纷发表看法，可是没有一种说法能让大家都接受。所以口吃的原因直到现在还不十分清楚。

有一种看法，认为一个人说话，像一架自动化的机器在进行工作。机器工作得好不好，总得有监督的仪器来监测，一旦发觉有什么不对头，监督仪器就会及时发出警报，立刻纠正。人的说话，也有“仪器”在监督，那就是我们的耳朵，它会把说话的声音不断送到大脑负责听觉的部位，这个部位发现发音、语调有错，马上会让大脑负责说话的部位立即改正过来。这就是正常人说话总是说得那么流畅的原因所在。要是负责听声的大脑出了故障，监督工作跟不上，不能非常利索地反应出来，说话也就结结巴巴了。

这种说法有什么根据吗？

有！那些专家设想：既然口吃是因为监督“仪器”(也就是我们的耳朵)不正常造成的，索性不要监督了，岂不更好！于是他们把口吃的人放到非常嘈杂的环境里，四周的声响，把他的耳朵震“懵”了，监督部门不再妨碍大脑管理说话的那个部位工作了，说话真的就痛快了。这个试验，证实了上面的那种说法。

话虽如此，但科学来不得半点含糊。你说大脑管听、管说的部位出了故障，那好，你就得找出发生故障的具体位置，还要弄清楚这是一种什么样的故障。而这些，目前还做不到。

另外有一种说法，认为口吃的原因也在大脑。不过毛病不在语言中枢，而是与语言中枢相配合的那个部门出了差错。平常我们说话、发声时，不仅声带和喉头的肌肉开始忙碌，就连那些管呼吸的肌肉，也开动了起来，帮着运气发声。所有这些肌肉的行动都得听从大脑一个指挥部门的指挥。如果这个指挥部门的工作出现失误，说话就不会正常。

主张这一说法的专家，也有他们的证据：他们用肌电图测试了口吃者喉头肌肉的活动，发现那些肌肉工作得很不正常。可是，这些专家也同样拿不出大脑里管喉头肌肉的部位有病的证据。

此外，还有不少说法，比如有一位专家就提出这么一种看法：说话既然由半边大脑在管着(通常都是左半大脑)，这半边大脑就是说话的优势大脑。正常人的优势大脑只有一边，可是口吃的人，他的优势大脑就有两边。它们两家都要抢着管说话，这下就苦了这张嘴，不知听谁的好，所以说话就没法利索。

说法虽然不少，可口吃的真正原因还是没有找到。

1. 谁在操纵植物的生长方向

植物对周围环境的反应，最奇妙的莫过于它的生长方向。比如向日葵的花朵总是围绕着太阳转，又如一粒小小的植物种子，从萌发开始，它就知道：根部应该往地下生长，而茎干则要伸向天空。这是一种极普通的现象，可植物为什么这样生长，要回答还真不容易呢。

向日葵，是人人熟悉的植物。清晨，当太阳从东方升起时，它的花朵会自然而然地迎着东升的旭日；当日落西山时，它的花朵又会转向西方，仿佛在欢送太阳离去。

早在100多年以前，英国著名生物学家达尔文，就对向日葵的花朵围绕太阳转的现象发生了兴趣。他很想知道其中的秘密，便做了一系列实验，其中有个实验很简单，但很能说明问题。

达尔文在房间里培育了一些花草，当幼苗从盆中破土而出后，它们都朝着透光的窗子那边倾斜。很显然，光线与植物的生长方向大有关系。达尔文感到很奇怪，植物的向阳生长究竟受什么控制？

根据直觉，这种奇怪的东西可能在植株顶芽附近。于是，达尔文把幼苗的顶芽削去一块，结果情况完全变了，幼苗虽然还朝上长，但再也不会弯向太阳光的方向了。这个实验使达尔文相信，在幼苗的顶端，肯定有一种神奇的物质在操纵植物的生长方向。很可惜，在当时的研究条件下，还没等达尔文发现这种物质，他就与世长辞了。

关于植物生长方向的研究，却一直都没有停止，其他科学家仍在探索其中的奥秘。直到1926年，人们终于找到了这种神奇的物质。

发现者是美国植物生理学家温特。他做了这样一个实验，就是让植物的胚芽鞘一面接受光照，另一面对着无光的黑暗处，结果，胚芽鞘渐渐朝有光的方向弯曲。温特对胚芽鞘进行了特别处理，从中分离出一种新奇的化合物，取名为植物生长素。

生长素最大的作用是指挥植物生长。它在植物体中，根据所处环境条件的不同，如不同的光线、不同的温度和湿度、不同的地点等，及时“发布”命令，决定植物各个器官应该怎样生长，或者生长到什么程度最适宜。

由于生长素对光的反应很敏感，当胚芽鞘受到光照时，它就聚集到阴面那一侧，这样，生长素的增多和积累，就使阴面部分的生长大大加快，而受光部分则由于缺少生长素而生长较缓慢，结果导致弯曲发生。温特断言，植物茎或叶片的弯曲，完全是由生长素在组织内的不对称分布造成的。

植物的向光性生长是由生长素控制的，那么，它又是怎样区分“上”和“下”的呢？又是什么力量促使它选择根朝下、茎朝上的生长方式的呢？科学家们首先想到的是重力，他们认为，地球的引力肯定是影响植物生长方向的重要原因。

人们开始在宇宙空间站栽培植物，看看植物是否还能区分“上”和“下”。从理论上说，在太空失重的环境下，再加上一天24小时都有充沛的阳光，植物生长的条件比地球上优越得多。科学家期望，空间站能结出红枣一样大小的麦粒、西瓜般的茄子和辣椒。但最初的实验结果实在糟透了。

那是1975年，在苏联“礼炮—4”号宇宙飞船上，航天员播下小麦种子后，一开始情况良好，小麦出芽比在地球上快得多，仅仅15天，就长到30厘米长，虽然是不懂“上下”，没有方向目标地乱长，但终究是一个可喜现象。可是在这以后，情况越来越不妙，小麦不仅没抽穗结实，反而茎和叶子渐渐枯黄，显示出快要死亡的症状。

很显然，给植物生长带来麻烦的主要是失重。为什么植物对重力这么依恋呢？按照温特的生长素理论可以这样解释：长期生活在地球上的植物，形成了一种独特的生理现象，当它受到重力刺激时，在植物组织下部的生长素含量会大大增加，于是就使植物的根朝下生长，而茎则朝上生长。一旦失去了重力，生长素便无法汇集到合适的部位，使幼茎找不到正确的生长方向，只能杂乱无章地向四下伸展，最终导致死亡。

如果解决了失重问题，是不是能使生长素回归到合适的位置呢？科学家决定进行更深入的实验。

要解决失重问题，最直接的方法是建立人工重力场，但是要在小小的空间站使用这个办法，实在很难行得通。这时，有个名叫拉西克夫的苏联生理学家提出一种观点，他说：“电对整个生物界起着巨大的作用。在地球表面，植物每时每刻都通过茎和叶，向大气发射一定量的电子流。这对植物营养成分和水的供应会产生很大的影响。另外，地球上的土壤和植物之间，存在着明显的电位差，有利于植物从土壤中吸收营养。在失重情况下，植物与土壤之间没有了电位差，也就不再向空中发射电子流，所以就难以生存了。”

根据这种观点，科学家设计了一种回转器，将葱头栽在回转器上，每两秒钟改变一次方向，也就是在两秒钟内，将植物从正常状态(绿叶朝上)转到反方向(绿叶朝下)。这就相当于在失重状态?，植物没有了“上”和“下”之分。回转器上的两个葱头，一个被通上电源，受到一定的电压刺激，另一个则不通电源。结果，那个没接通电源的葱头，到了第四天便出现叶子开始向四处分散的现象；又过了2天，叶子开始枯黄萎缩，趋向于死亡。而另一个受到电刺激的葱头，恰恰与它的伙伴相反，就像长在菜田中一样，绿油油的，挺拔而粗壮。

后来，科学家们将这两个葱头调换，不到一星期，奇迹发生了。那个快要死去的葱头，脱去了枯萎的叶片，重新长出新鲜绿叶；而原先充满生机的葱头，因为失去了电刺激，很快停止了生长，叶梢变得枯黄卷曲。

电刺激实验的成功，不仅给航天员带来福音，使他们能吃到新鲜的蔬菜瓜果，同时也使科学家对植物生长方向受谁控制的问题，有了更深刻的了解。

正当大家都把注意力集中在植物生长素身上时，美国俄亥俄州州立大学的植物学家迈克&#8226;埃文斯，提出了一个崭新的理论。他认为，无机钙对于植物的生长方向，起着举足轻重的作用。因为他在研究中发现，植物在弯曲生长过程中，无论是根冠下侧部位，还是芽的上侧部位，都存在着大量的无机钙。那么，无机钙又是如何帮助植物辨别方向的呢？

埃文斯解释说，因为根冠内有极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体是一种贮存大量无机钙的场所，在重力的作用下，淀粉体会把内部的钙送到根冠下侧。这时，如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动，植物马上会表现出不正常的生长方式。同样，植物的芽虽然没有冠部，但也含有丰富的淀粉体，淀粉体也能将内部的钙送到上侧细胞中。由于细胞的上端和下端之间有不同的电荷，两端电荷的不一致引起细胞极化。结果，大量被极化的细胞排列在一起，总电荷就很强，足以吸引任何相反电荷的钙原子，驱使它们在体内移动，引导植物的茎干总是向上生长，根朝下生长。

到底是谁控制着植物的生长方向？这种神奇的力量取决于什么，是植物生长素还是无机钙？或者是兼而有之？目前这依然是一个有待于探索的谜。

2. 植物在干预人类进化吗

自从人类成为地球万物的主宰之后，便开始运用各种现代化的科技手段，对植物世界进行干预，例如大规模地砍伐森林，大面积地栽种粮食作物，工业飞速发展造成的污染……使植物界的面貌以极快的速度发生了变化。

毫无疑问，人类的干预对植物的发展、进化产生了重大影响。可是，如果把思路拨到相反的方向，那就是在人类出现的数十万年历史中，植物是否对人类的进化也产生了影响、制约或干预呢？

在讨论这个问题时，科学家们首先考虑的是，植物与人类在哪些方面存在着同源性，也就是两者之间在哪些结构和功能上有相似之处。

在这个领域中，最典型的例子是日本学者山本茂的研究发现。他在对500多种高等植物进行观察时注意到，植物也有类似于人类的血型，如A型、B型、O型、AB型。

除此以外，植物与人类都是由很相似的元素组成的，而且都属于生物类型的原子构型，都是通过ATP的形式来利用能量。植物和人在蛋白质组成的原理上完全相同，例如所含有的氨基酸一样，彼此能够通用，核酸也分为DNA和RNA，连碱基的组成成分也一样，在传递信息和应用密码时使用同一套方式。

不过话又得说回来，植物和人类在不少方面具有同源性，仅仅意味着两者之间存在着密切的联系，仅仅说明植物具备了从人体内部影响人类的可能性。

但是，植物是如何干预人类进化的呢？众所周知，生物在进化过程中为了生存，能对各种环境产生适应能力，一旦适应能力建立起来后，就可遗传给后代，而且代代相传。植物和人类都属于生物，在进化过程中都会产生各种适应能力。适应力可以遗传，但是否能转移呢？这是一个令人感兴趣的问题。

不久前，中国医学科学院的学者卢伟成，在研究中草药治疗疾病原理时指出，如果这些植物对不良环境的适应能力可以转移给人类，那么转移的基础必须建立在植物和人类进化的同源性上，因为有了同源的一致性，才具备转移的可能性。

为了解释这种理论，卢伟成举了一个简单的例子。假如在一个有害微生物流行的地方生活着植物，也生活着人类，经过一段时间后，由于某种因素的作用，植物体内产生了有效的杀菌物质，也就是说产生了适应能力，而人类却没有这种能力。可是，当人类经常食用当地的植物之后，往往也会具备这种抵抗微生物的能力。实际上，这是一种适应能力转移的表现。

这个新奇的观点发表后，遭到了不少科学家的反对，他们认为，上面提到的“适应能力转移”，仅仅是物质之间的直接转移，一旦停止吃当地的植物，也就是停止从外界摄入这些物质后，人体适应环境的能力就会消失。所以，植物对人类的进化很难产生真正的影响。

适应能力是否可以真正转移？卢伟成在他撰写的《中草药与人类进化》的论文中指出，在植物和人类之间，除了直接的转移，还存在一种间接的转移。这种间接转移能通过某些遗传因子或核酸一类的遗传物质来完成。

关于间接转移有这样一个典型的例子。在一个缺碘的环境中，植物和人类因为代谢类型一致，都会患缺碘的疾病。如果因为某些因素，其中一种植物产生了抵抗缺碘的能力，人吃了这种植物，就有可能通过间接的方式获得对缺碘的抵抗力。这里必须强调的是，植物不是为人体提供了碘，而是提高了人体对碘的利用能力，或者是使人体具有了利用其他物质来代替碘的能力。因此，卢伟成提出一个大胆的假设，植物能将抵抗力或增强代谢的能力转移给人类，植物中可能存在着类似“转移因子”的物质，能将对付各种环境的适应能力传递给人类。

不久之前，在讨论植物是否能干预人类进化的问题时，美国纽约州立大学的欧文教授，偶然发现了一个有趣的现象。

欧文并不是植物学家，也不是人类学家，而是一位生理学家。当时，他正在研究人类为什么有的习惯用右手，有的却习惯于用左手，人类之中的左撇子和右撇子是怎样形成的。

现在已有很多的证据表明，左撇子比右撇子更聪明，但奇怪的是，既然左撇子有这么大的优越性，为什么他们只占人口总数的10％呢？欧文感到迷惑不解，他查阅了大量的资料，经过一系列的实验，然后提出了一个与中国科学家卢伟成相似的论点：现代人之所以大多数都是右撇子，也许与植物的影响有关。

欧文推测说，在很久很久以前，我们的祖先还是古猿人，他们吃的食物绝大部分还是森林中的树叶嫩草，这些食物中常常混入一些有毒植物，有毒植物中含有与精神镇静剂相类似的化学物质。对这样一类有毒物质的抵抗力和忍受力，右撇子要比左撇子强得多，所以，右撇子几乎不受有毒植物的影响，而左撇子却因为中毒而大量死去。久而久之，到了今天，生存在地球上的右撇子就远远超过了左撇子。因此欧文认为，在人类进化的历程中，植物的影响是一个很重要的因素。

以上的实验证据和理论推测，还不能完全解答植物是否会干预人类进化的问题，因为这是一个极为广泛的研究领域。目前的研究还仅仅是开端，要想彻底得出有关这个谜团的所有答案，看来还需要一段很长的时间。

1. 元素“大厦”的构建工程何时完工

也许你不会想到，这姹紫嫣红、变幻莫测的物质世界竟是由种类不多的化学元素组成的！如果把物质世界比作庞大的建筑群，那化学元素就像砂石、水泥、钢筋等建筑材料一样。用砂石、水泥、钢筋等可以构筑起座座万丈高楼；化学元素则可以用各种奇妙的组合方式，形成数以百万计的、性能不同的种种物质。刚才说到了，化学元素的种类并不多。那么，这让人难以捉摸的化学元素到底有多少种呢？

1661年，英国科学家波义耳指出元素是“有确定性质的、实在的、可以观察到的、不能用化学方法分解为简单物体的实物”后，法国化学家拉瓦锡把波义耳的观点引入了化学，号召人们用分析的方法去研究物质，以认识元素的本质。于是，化学进入了一个崭新的时代，一些新的元素相继在化学家手下问世。加上古代人们就已经认识了的金、银、铜、铁、硫等元素，到19世纪中叶，已被发现的元素达60多种。

这时，科学家们发现，元素的“秉性”各异，却又能“密切合作”，构成五彩缤纷的大千世界。看来，元素间必然有着一定的联系。既然如此，科学家们自然要想到：元素间究竟有着什么样的“亲缘”关系？根据这种关系应如何对元素进行科学的分类？这些问题如果解决了，就可以抓住元素的实质，探求它们组成物质的各种秘密，使物质世界更好地造福于人类。

于是，科学家们把目光集中到仍然处于杂乱无章状态的元素上。一个寻求元素间联系、构建元素“大厦”的工程，开始实施了。

1817年，法国化学家德贝莱纳，在按照元素的原子量(一个与原子质量相关的物理量)对元素排队时，发现化学性质相似的三元素中，中间元素的原子量大约是两头两种元素原子量之和的一半。据此，他对当时已发现的54种元素进行组合，于1829年提出了“三元素组”的元素分类方法。用这一方法确实发现了一些元素间的内在联系，但欠缺的是无法对所有元素进行系统考察、并归纳出一个构建化学元素“大厦”的整体思想。

后来，法国化学家尚古多也根据元素原子量的变化来排列元素。他在一个圆柱体的表面画上一些与底面成45度角的螺线，然后根据氧的原子量16，又用垂线将圆柱体的表面分成16等分，最后把当时已知的62种元素按原子量由小到大的顺序，标记在螺线与垂线的交点上。当做完这一切之后，尚古多惊喜地发现，化学性质相近的元素，都出现在同一垂线上。于是，他提出了一个元素分类的螺旋图。尚古多第一次从整体上去探求化学元素的原子量和性质之间的统一关系，并指出化学元素的性质变化是周而复始的。但遗憾的是，这一螺旋图在1862年的法国科学院学术会议上却丝毫没有引起人们的兴趣。

化学元素“大厦”总设计的任务最终落到了俄国化学家门捷列夫的肩上。他在对可以作为分类依据的元素的方方面面的性质进行了认真分析的基础上，紧紧抓住原子量这一主线，按原子量由小到大的顺序把当时已发现的63种元素排列起来，在排队的过程中还充分考虑到元素的其他性质。就这样，他终于发现了元素间的秘密：元素的性质随着原子量的递增而呈周期性变化，并根据这一变化规律开始构建化学元素“大厦”。他首先设计好“一幢楼房”，然后按“层次”和“单元”，把元素一种种地排列进去，还给一些尚未被发现的元素留出“住处”。1869年，他的这一构建工作宣告完成。恩格斯高度评价了门捷列夫的这一贡献，称他“完成了科学上的一个勋业”。

1913年，英国物理学家莫斯莱提出了原子序数的概念，指出元素在“大厦”中的位置不是由原子量决定的，而是由与元素原子的核电荷数相关(也与原子量相关)的原子序数决定的。这使人们对元素之所以能科学地在“大厦”中安家落户，有了更本质的认识。

现在，元素“大厦”可以说是“人丁兴旺”了！第一层住了2户：氢和氦 ；第二层住了8户：锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖 ；第三层住了8户：钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩 ；第四层住了118户；第五层住了18户；第六层住了32户。这6层都住得满满当当的，可是第七层现在已住了25户。这样，元素“大厦”里总计住了111户“人家”。

从科学发展的长河看，化学元素是陆续被发现的，被发现的新元素又总能在元素“大厦”中找到合适的“住处”。那么，未来的新“住户”还有哪些？元素“大厦”能否无止境地构建下去？这就成了一个不解之谜。

科学家们在研究元素的稳定性时发现，随着核电荷数的增加，元素的稳定性(可用半衰期—元素质量衰减为原来的一半时所需要的时间来表示)在急剧降低，例如106号元素的半衰期为0.9秒，而107号元素仅为2微秒。照此推理下去，新元素的存在几率越来越小，即新元素的发现到了穷途末路。

山重水复疑无路，柳暗花明又一村。1969年，有的科学家又提出了所谓“超重核稳定岛”存在的假说，指出元素的稳定性并不一定随着原子序数的增加而降低，在元素不稳定性的“海洋”中，可能存在一座“超重核稳定岛”，这个“稳定岛”以质子数为114、中子数为184为中心。这一批“超重元素”如果确实存在的话，其数量相当可观。不过，这只是一种假说，究竟怎样，还不得而知。

随着科学技术的进步，人们寻找新元素的方法，也在不断地更新。目前寻找新元素，主要从人工合成和在大自然里寻找两方面进行，并以人工合成为主。人工合成主要是利用高能中子照射、重离子加速器等现代实验手段来实现。另外，也可从天外来客如宇宙射线、陨石、月岩中去发现。

据报道，几位美国科学家与俄罗斯科学家合作，利用俄方的回旋加速器设备，用高速钙离子轰击处于旋转状的锎，成功合成了118号超重元素并观察到其存在。

这种超重元素只能持续存在极短的时间，约有0.9毫秒，之后即迅速衰变为原子量较小的其他元素。在实验过程中，科学家们发现，118号元素衰变产生了116号元素，之后又继续衰变为114号元素。至此，这个美俄科学家小组已经成功地合成过5种新元素。科学家们还将尝试寻找更大原子量的元素，他们计划设计实验用铁同位素轰击钚，制造120号元素。

化学元素“大厦”将来究竟能构建成什么样子，是否有一天会宣布“客满”，在科技高速发展的今天，是谁也无法预测的。

2. 水的学问深几许

水是地球上最丰富的物质之一。地球表面有71%被水覆盖。据估计，光是大洋里的水就有13.7亿立方千米。水还存在于一切生物之中，一般植物平均含水90％以上，人体含水大约在75％以上。

水与人类生活密切相关，它是生命的源泉，也是生命的象征。哪里有水，哪里就有生命。就拿人来说吧，不吃饭可以存活10天左右，而不喝水，只能活几天。

我们天天见水、喝水、用水，实际上对水既熟悉又陌生。我们知道，水分子是由2个氢原子和1个氧原子组成的；水在1个大气压的条件下，在100℃时水会沸腾变成水蒸气，在0℃时会结冰；水是优良的溶剂，许多物质可以在水中溶解……

然而，水的学问深深，人类对它更深入的研究还很不够，有关水的“面纱”至今尚未完全被揭开。

日常生活中，人们都有喝开水的习惯。为什么要喝开水，不喝冷水呢？有的说，开水已经灭菌，喝了不生病。也有的说，开水是排气水，喝开水可以增强人体里酶的活性，有利身体健康。究竟开水与生水在微观结构上有些什么不同，在性能上有些什么差别，这些问题确实值得研究。如果喝开水单纯是为灭菌消毒的话，我们完全可以采用加消毒剂的方法，没有必要浪费那么多燃料。

人所共知，氧气、氯气等气体，在压缩时，都会变成液体，但水蒸气却不能。气态水在一定温度以上，即便压力再大，虽然可以压缩成密度很大的气体，但就是不液化成液态水。这究竟是为什么？现在还没有一种理论能说清。

冰的密度比水小，所以在北方许多江河，每到春季冰化雪消时，往往还有许多冰块浮在水面，造成凌汛。然而，当外界压力达到2000个大气压时，冰的密度却又比水的密度大得多，冰不但不能浮在水面上，反而会“石沉大海”。这其中的奥秘是什么，也没有令人信服的解释。

经过一定磁场处理过的水称为“磁化水”，磁化水已在工业、农业、医学上崭露头角，开始为人类社会服务，被人们赞誉为“神力”水。

在建筑工业上，用磁化水来搅拌混凝土，可以使混凝土强度提高20％～40％；在工厂里，锅炉使用磁化水，不但不结新垢，而且还能使旧垢脱落；在一些化工厂里使用磁化水，能加快化学反应速度，提高生产率—磁化水发挥着催化剂一样的作用……

在农业上，磁化水也在大显身手，可以说是功勋卓著。科研人员已通过试验证明，用磁化水浇灌番茄，可增产10％；用磁化水浸麦种，每公顷大麦可增产5担；用磁化水喂家畜、家禽，幼畜和幼禽体重可增长20％～30％……

在日常生活中，磁化水已进入家庭，磁化电热水瓶、磁化水杯已被广泛使用。据报道，长期饮用磁化水，对治疗肾结石、高血压等病症，有着很好的疗效。

磁化水有如此多的妙用，其“神力”何在？对此，众说纷纭，没有定论。有的说，水分子是极性分子，可以发生缔合形成“聚水”，这种聚水使水分子的生物活性大大减小。水经过磁化处理后，在磁场的作用下，原来的聚水会遭到破坏，使其变成活性较大的单个水分子，因此表现出许多奇特的功能。

不过究竟有无聚水，开始大家还有争议，现在多数学者则持否定的态度。前苏联科学家德佳奎曾宣称，在石英玻璃毛细管中发现了聚水，但后来被分析化学家罗西友推翻。如果聚水根本就不存在，那么上述关于磁化会提高水活性的理论，也就难以站住脚。

另外，还有人认为，水是极性分子，在磁场中运动必然会产生微电流；由于微电流的存在，所以可以用磁化水除去锅炉、管道的水垢和污物。不过这种说法，也只是猜测推理，缺乏有力的实验证明。

总之，到现在为止，人们对于水和磁化水的真面目还没有完全看清楚，因此对它的一些特殊功能，也就难以作出有理有据的解释。水和磁化水的学问如此深奥，不能不吸引人们对它做深入的探讨和研究。一旦水和磁化水微观结构的神秘面纱被彻底揭开，人类必将更好地利用它们。

1. 哥德巴赫猜想

6=3+3，8=5+3，10=5+5，12=5+7，28=5+23，100=11+89……每一个大于4的偶数都可以表示为两个奇质数(除2以外的质数)之和。这个有趣的现象被200年前的哥德巴赫发现了。

哥德巴赫本来是普鲁士驻俄罗斯的一位公使，是个职业外交官，他的爱好却是钻研数学。哥德巴赫和著名数学家欧拉经常通信，讨论数学问题，这种通信联系长达15年之久。

1742年6月7日，哥德巴赫写信给欧拉，说他想发表一个猜想：每一个大偶数都可以写成两个奇质数之和。同年6月30日，欧拉回信说：“每一个大偶数都是两个奇质数之和，虽然我还不能证明它，但是我确信这个结论是完全正确的。”

后来，哥德巴赫又发现9=3+3+3，11=3+3+5，27=3+11+13，103=23+37+43。他又提出：每一个大于或等于9的奇数，都可以表示为3个奇质数之和。

“每一个大于4的偶数都可以表示成两个奇质数之和”。对于哥德巴赫的这个猜想，有人对偶数逐个进行检验，一直验算到3.3亿，结果都表明这个猜想是正确的。可是，偶数的个数是无穷的，几亿个偶数代表不了全体偶数。因此，这个猜想对于全体偶数是否正确，还不能肯定。

150年过去了，直到1900年，哥德巴赫猜想仍没有解决。就在这一年，德国著名数学家希尔伯特，在第二届国际数学家大会上，把“孪生质数猜想”和“哥德巴赫猜想”作为19世纪悬而未决的最重要问题提了出来。

20世纪初，数学家发现直接攻破这个堡垒十分困难，就采用了迂回战术，先从比较简单的外围开始。如果能够先证明出，每一个大偶数都是两个“质数因子不太多的数之和”，比如，50=5×7+3×5，这说明偶数50可以表示为“各含两个质因数的数之和”，简记为(22)，这里的2表示的是质因数的个数。然后逐步减少每个数所含质因数的个数，直到每一个数只含一个质因数为止，也就是说，这两个数本身就是质数，这不就证出了哥德巴赫猜想了吗？

1920年，挪威数学家布朗证明了每一个大偶数都可以表示为两个“质因数个数不超过9的数之和”，简记为(9+9)。

1924年，数学家拉德马哈尔证明了(7+7)；1932年，爱斯斯尔曼证明了(6+6)；1938年和1940年，布赫斯塔勃相继证明了(5+5)和(4+4)；1958年，我国数学家王元证明了(2+3)；1962年，王元和山东大学的潘承洞教授又证明了(1+4)；1965年，维诺格拉托夫等人证明了(1+3)。包围圈越缩越小，工作也越来越艰巨，每往前走一步都是异常困难的。

1966年，我国青年数学家陈景润向全世界宣布，他证明了(1+2)，离最终目标(1+1)只有一步之遥了。由于陈景润的证明过于繁杂，有200多页稿纸，所以他的证明过程没有全部发表。1973年，陈景润发表了《大偶数表为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和》这篇重要论文。这篇论文在国际数学界引起了巨大的反响，被誉为“陈氏定理”。一位外国数学家写信给陈景润说：“你移动了群山！”

“哥德巴赫猜想”至今仍未解决，但是陈景润的研究保持世界领先地位。他曾获得国家自然科学一等奖、华罗庚数学奖等多种奖励，他是中国科学院院士，第四届、第五届、第六届全国人民代表大会的代表。由于长期患病，他后来一直在医院治疗，1996年3月19日因患帕金森氏综合征等疾病，医治无效而逝世，终年63岁。

如何去攻克这个世界难题呢？

陈景润对这个问题告诫说，过去有许多无法解决的问题，因微积分的出现而获得解决。哥德巴赫猜想也是一样，倘若没有新的数学方法或数学工具出现，它是不可能被解决的。

看来要想攻克这个堡垒，人们不能满足于使用现有的工具和方法，而要努力探求新的数学工具和新的数学方法。

2. 生锈圆规的诱惑

一个正常的圆规能画出大大小小许多圆。而一个锈迹斑斑的圆规，由于锈得太厉害，两条腿已经不能活动了，只能画一种圆。这种半残圆规有什么吸引力？

哈哈，吸引力不在圆规上，而在它的作用上。

如果让你只用一个生锈的圆规作出正方形、菱形、正六边形等所有能够用圆规和直尺作出的图形，你会怎么想？

你也许会觉得这是天方夜谭。

的确，用生锈的圆规能作出哪些图还是一个诱人的未解之谜。虽然现代数学家一直在认真地研究这个问题，并且取得了不少成果，但仍没有一个完整的结果。

这个问题的提出和研究与“古代三大几何难题”密切相关。

“古代三大几何难题”是流传了2000多年的著名问题，从提出到解决，使多少数学家追求终生，使多少数学天才含恨而死。

“古代三大几何难题”是只能用无刻度的直尺和圆规来完成“化圆为方”、“三等分任意角”、“立方倍积”3个问题，是古希腊人提出来的。

首先提出的是“立方倍积问题”，意思是让你使用“尺规作图法”作一个立方体，使得这个立方体的体积是已知立方体体积的2倍；其次是“三等分任意角问题”，意思是说，让你用“尺规作图法”将一个任意的角三等分；最后一个是“化圆为方问题”，意思是让你用“尺规作图法”作一个正方形，使它的面积等于已知的圆面积。

“古代三大几何难题”，经历了2000多年竟无一人能解决。是这3道题的难度超出了人类智慧的限度吗？是人类太笨了吗？都不是。原来2000多年来，人们所走的道路不对！人们总是一门心思想着这3道难题一定能做出来。1837年，当数学家万彻尔提出“立方倍积问题”和“三等分任意角问题”用尺规作图法根本无法作出时，人们才恍然大悟。原来人们是想解决一个“根本就不可能解决的问题”。

“古代三大几何难题”，难就难在对作图工具的限制上。如果取消这个限制，这3个问题很容易解决。但是越是难的问题就越容易引起人们的兴趣。有人甚至觉得有无刻度直尺和圆规这两件作图工具还是太多，再少一点行不行？

10世纪，阿拉伯数学家艾布 瓦法提出了用直尺和开口固定的圆规(不能调节脚距的圆规)来作图的问题。后来有许多人对仅用直尺，或仅用圆规来作图更感兴趣。

1672年，丹麦数学家莫尔证明了一个重要结论：如果把作直线解释为求直线上的两个点，那么仅用圆规就可以解决一切尺规作图问题。

1797年，意大利几何学家和诗人马斯凯罗尼出版了《圆规几何》一书，在书中他解决了如下问题：

在尺规作图中，从已知点寻求新点不外乎以下3种情况：

1.求两个圆的交点；

2.求一条直线和一个圆的交点；

3.求两条直线的交点。

第一种情况只用圆规完成自然不成问题，马斯凯罗尼再一次证明了第二和第三种情况也完全可以只用圆规来完成。

法国皇帝拿破仑是历史上一个著名人物，但是这位皇帝非常喜欢数学，有人开玩笑说：“拿破仑可以算做半个数学家。”拿破仑在当法国皇帝之前是个炮兵军官，勇敢善战，在作战中数学知识帮了他大忙。称帝之后，他说：“一个国家只有数学蓬勃发展，才能表现出它的国力强大。”他和法国许多著名数学家交往很深。法国著名数学家拉格朗日写信给拿破仑，开玩笑说：“将军，我们希望您能给我们上上几何课。”

拿破仑对圆规几何学也十分感兴趣。他提出了一个只用圆规四等分圆周的题目，来考考欧洲的数学家。解这个题目并不困难：

在已知圆心为O的圆周上任选一点A。以OA为半径，从A点开始在圆周上依次截得B、C、D三点。再以A、D为心，AC为半径画弧交于E点。以OE为半径在圆周上依次截取，就可以把圆周四等分了(见下页图)。

1759年，兰伯特在一本书中只用直尺就能解决一套几何作图题，兰伯特被称为“直尺几何”的鼻祖。

马斯凯罗尼的“圆规几何学”启发了法国数学家彭赛列，他认真考虑了单独使用直尺作图问题。彭赛列发现：并不是所有的尺规作图问题都可以只用直尺就可以完成。奇怪的是只要在作图平面上有一个圆和它的圆心，所有的尺规作图都可以只用直尺来完成。这个重要事实是彭赛列1822年发现的，1833年由瑞士—德国籍数学家史坦纳给出了证明。这样另一种新颖的几何—“直尺几何”产生了。

从古代的尺规作图到仅用圆规作图，或仅用直尺作图，作图工具变得越来越少了。数学家还不满足于此，1979年，美国数学家佩多又提出用“生锈圆规”作图问题。条件更苛刻了，不但只给一个圆规，而且还生了锈，不能活动。用这么一个生锈圆规能作图吗？

这个问题一提出，人们便纷纷研究。

根据前人的经验，以及大量的研究，佩多教授在?拿大数学杂志上提出两个用生锈圆规作图的问题：

1.已知A、B两点，如何只用单位定规(开口为1的固定圆规)找一点C，使得△ABC为正三角形？

2.已知A、B两点，如何只用单位定规找到AB的中点C？

这是两个具体的问题。

可喜的是这两个问题都被中国人解决了。第一个问题是由我国数学家、中国科学院院士张景中等人解决的；第二个问题被我国山西自学青年侯晓荣用代数方法证明了。侯晓荣还指出：用生锈圆规可以找出直线上所有的有理点，找出所有整系数二次方程的根，作出正多边形等。

但是，他们解决的只是一部分问题。生锈圆规究竟可以完成哪些作图问题？它能不能完全取代普通圆规？这些问题仍需探讨。

1. 追寻火星上的水

在“火星上有没有生命”一文中，我们介绍了美国发射的多个火星探测器。其实，自1960年以来，到2007年年底为止，苏联/俄罗斯也曾先后18次发射火星探测器，可惜它们几乎全部失败了。日本于1998年7月发射的火星探测器“行星B”又称“希望号”，在遇到许多意外故障后，于2003年12月9日正式宣告失败。

随着21世纪的来临，新一轮的火星探测热潮又开始了。“火星上究竟有没有生命”，依然是探测的焦点。水是生命必不可少的东西，“追寻火星上的水”正是新一轮探测的首要目标。

2001年4月7日，美国的“火星奥德赛”轨道探测器发射成功，如今它仍在环绕火星的轨道上继续工作。2003年6月2日，欧洲空间局发射了“火星快车”，它由一个轨道飞行器和一个名叫“贝格尔2号”（又译“猎兔犬2号”）的着陆器组成。一个多世纪以前，1831年，22岁的英国博物学家达尔文开始其历时5年的环球旅行时，乘坐的海军勘探船名叫“贝格尔号”。“火星快车”的着陆器取名为“贝格尔2号”，意在发扬光大达尔文的事业，去探索更遥远的未知世界。可惜，2003年12月， “火星快车”顺利进入环绕火星的轨道后，“贝格尔2号”却在着陆火星时失踪了。

2004年1月19日，欧洲空间局公布了“火星快车”轨道飞行器发回的首批火星照片。照片是用三维立体照相机从距离火星表面275千米的空中拍摄的，精确度可达12米左右。“火星快车”进入预定轨道后拍摄的首张照片展示了火星“水手谷”的一部分，其地形极有可能是长期被流水侵蚀造成的。

就在“贝格尔2号”着陆器失踪后一个星期，2004年1月4日，美国于2003年6月10日发射的“勇气号”探测器平安到达火星；美国于2003年7月7日发射的另一个探测器“机遇号”，也于2004年1月25日在火星上安全着陆。“勇气号”和“机遇号”这两个名字，是从美国中小学生提议的1万个名字中挑选出来的，提议者是当时年仅9岁的小学生索菲&#8226;科利斯。

“勇气号”和“机遇号”的外形和内部结构都完全相同，宛如一对双胞胎。它们各携带一辆6轮的火星车。这两辆火星车具有极精巧的构造和复杂的功能，可以像地质学家那样考察火星，从而荣获了“当今最聪明的机器人”之雅称。

这两辆火星车长1.6米，宽2.4米，高1.5米，体重174千克，比“火星探路者”携带的火星车“索杰纳”（见“火星上有没有生命”）大得多，其最快行进速度为每秒5厘米。同人体各部分的功能相比拟，可以说它具备了大脑、躯体、头颈、感官、手臂、轮腿、温控、能源以及通信九大“器官”。

火星车上功能相当于大脑和心脏的，是其电脑、电池和各种电子元器件。它们都在火星车的躯体部位，仿佛“大脑长在肚子上”。火星车的机动性能优良，其轮式结构具有强大的越障能力和平衡能力，当一侧车轮跨上岩石后，另一侧将会抬高，以保证车体始终处于平衡状态。

火星车有9只“眼睛”，其中3只用于科学探测，6只用于导航。用于科学探测的2台全景彩色立体摄像机安装在桅杆顶部，同时也兼备导航功能。火星车的主摄像机离地面的高度为1.5米，因此它拍摄的景象与人亲自站在火星上看到的相仿。它获得的图像和数据，通过“火星奥德赛”轨道探测器的中继，源源不断地传回地球。其首批图像给人既熟悉又别开生面的感觉：岩石、凹地、小丘和台地……

“勇气号”和“机遇号”发现了许多迹象，表明火星上过去存在液态水。“勇气号”的着陆点古谢夫环形山，显示出湖泊沉积的特征。“机遇号”着陆在火星的子午线平原上。它发现了经常在液态水中形成的氧化铁矿物—灰赤铁矿。根据这种矿物形成的平坦薄层可以推断，子午线平原也同古谢夫环形山相仿，由湖泊沉积形成。

2004年2月13日，“勇气号”拍摄到一块奇特的岩石，它被称为“咪咪”，具有往一侧倾斜的薄片状结构，非常可能是流水的作用所致。同年3月2日，美国国家宇航局特地在首都华盛顿举行新闻发布会，展示了“机遇号”拍摄的一幅著名照片。照片上这块火星岩石的总体状况、层状结构和纹理细部，明显地表现出沉积岩的特征。这次火星探索任务的首席科学家斯蒂夫&#8226;斯奎耶斯宣称：“这些岩石曾浸泡在水中。有确切的证据表明水对这些岩石的形成产生过影响。”

2004年12月13日，美国国家宇航局喷气推进实验室宣布，“勇气号”在火星上哥伦比亚山的岩床中发现了针铁矿。针铁矿必须有水存在才会形成，因此发现针铁矿是火星上有水活动的有力证据。“机遇号”在火星的另一面发现了黄钾铁矾，也是火星上有水活动的重要佐证。

“机遇号”于2004年11月16日拍摄到了火星“耐久”环形山上空的云，其形态与地球上的卷云酷似，它也应该和卷云一样，由冰晶构成。11月17日，“机遇号”在同一地点拍摄的火星云层，表观特征已与11月16日大不相同。由此可见，火星也像地球一样，除了长期的季节变迁外，还有每日的天气变化。

原本“勇气号”和“机遇号”预定的工作寿命仅为3个月。但实际上，它们已经在火星上工作了4年。它们不断传来令人惊喜的新消息，其中有些发现还很富有戏剧性。例如，早在2004年，“勇气号”的6个轮子中有一个已经不能旋转，所以它经过的地方都会形成较深的压痕。2007年5月，在“勇气号”拍摄的一幅照片上，那些被“刮蹭”的土壤显现出明亮的颜色，“勇气号”利用其机械手对它们进行化学分析，发现其中拥有含量高达90%的硅石。硅石是水成岩，而水成岩的形成必须要有大量的水—这样的条件很可能适合原始生命的生存。所以，对火星探测而言，发现硅石是非常重要的事情。目前，人们还不清楚这些硅石形成的具体过程。有一种可能是火山活动产生的酸性水蒸气与土壤混合导致了硅石的沉积，也有科学家认为是温泉水起了作用。

2005年8月12日，美国又成功地发射了“火星勘测轨道器”。它于2006年11月成为一颗运行在火星大气顶层的人造卫星。“火星勘测轨道器”是迄今最大的火星探测器，它的主要任务将在2010年完成，但它拥有的燃料足够支撑到2014年。这项计划的主要目的是：利用照相机精确探测火星的地形地貌，为未来的探测器选择合适的着陆地点；利用分光计、气候探测仪等探测火星的气候特征，分析火星地表的矿物成分；作为未来各种火星探测飞船与地球通信联系的中继站，协助科学家构建“太空互联网”。同时，它还极有希望在火星上找到地下冰层，甚至找到液态水。

2007年8月4日，美国国家宇航局的“凤凰号”火星着陆器发射升空。它于2008年5月25日在火星北极区着陆，将在附近的高纬度地带，探索当地土壤和岩石中水的演变历史，兼顾监测火星极区的气候。

美国国家宇航局还将于2009年发射“火星科学实验室”，它是一个持续时间较长的流动科学考察站，将为未来把火星样品送回地球铺平道路。

此外，法国的、意大利的，还有以美国为主多国合作的若干火星探测器，也将相继前往火星，全方位地探测火星环境、大气、岩石、水和内部结构等，并为载人火星飞行做好前期准备。

2007年3月26日，中俄两国共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星—火卫一合作的协议》。2009年10月，中国的一颗用于探测火星环境的小型卫星，将搭载俄罗斯发射的取样返回探测器“火卫一土壤”飞向火星。它将于2010年9月进入火星轨道后，经过一段时间的调整，即可自主地对火星的空间环境进行探测，了解火星大气层的水汽和温度分布等环境状况。中国的首个火星探测卫星质量约为110千克，设计寿命为2年。这是中国首次开展地外行星空间环境的探测活动。

越来越多的证据表明，火星上过去曾经有过大量的流水。但是，目前人们并未在火星上找到液态水。其主要原因可能是气压太低。地球上的经验告诉我们，在较低的气压下，水的沸点也较低。如果气压足够低，沸点就会低到与凝固点相同。气压再低，就不会存在液态水了。火星上大部分地区气压很低，那里的水就会直接从冰升华为水蒸气；有些地方虽然气压稍高，但那里或者过于干燥，或者过于寒冷，这大概就是火星表面的任何地方都未能找到液态水的原因。不过，在火星内部，说不定仍有大量的液态水形成了地下海洋。因为火星表面温度实在太低，只有在地下深处，温度才可能升高到冰点之上。倘若果真如此，那么火星作为人类未来的生活场所，其地下海洋就有了不可估量的深远意义。

2. 宇宙中的海市蜃楼

1987年初，天文学家又有了一项令人激动不已的新发现。当时，他们用大型天文望远镜观测到，有一些半圆形的明亮光弧环绕着遥远的星系。这种光弧极长，人们从来没有见过这么长的天体。巨大的光弧看起来仿佛是一种光学上的幻觉，就像海市蜃楼那样。它们引起了天文学家的种种猜测。“破案”的线索最后集中到了“引力”身上。

引力是大家熟悉的东西：地球的引力将我们留在地面上，太阳的引力使地球和其他行星都绕着它转……但是，引力还有一些奇妙的特性，一直到20世纪初才逐渐为人们所知晓。

那是在1916年，德国物理学家爱因斯坦发表了他的最新研究成果—广义相对论。这种理论告诉我们，强大的引力可以使光线前进的方向稍稍偏转，或者说，当光线从一个大质量天体附近经过时就会稍稍弯曲—因为一个天体的质量越大，它的引力就越强，而光线仿佛或多或少地被这引力“拉了一把”。

我们知道，光线通过一块凸透镜后，会发生偏折，聚焦成像。一个遥远天体向我们发来的光线，如果在途中遇到一个大质量天体，也会出现类似的情形。那些光线从大质量天体的四周经过时，受到大质量天体引力的拉曳，就从四面八方往里弯曲，并有可能聚焦到我们这里。正因为如此，引力的这种作用就被称为“引力透镜”。爱因斯坦本人就曾经指出，宇宙中应该存在这样的引力透镜。

不过，引力透镜和玻璃透镜有一个重要的差别，那就是玻璃透镜能使光线发生很明显的折射，引力却只能使光线产生极轻微的弯曲。所以，即使由质量非常大的天体造成的光线弯曲，其偏转的角度也是很小很小的。这些光线必须经过极长的距离，才能聚集到焦点。这就意味着，起“引力透镜”作用的那个天体必定非常遥远，而发出光线的那个天体则还要远得多。

从爱因斯坦预言存在引力透镜开始，有将近半个世纪光景，天文学家并不知道有什么天体远到能够造成引力透镜现象。所以，大家都认为，虽然从理论上说引力透镜也许是存在的，但切实遇见这种现象的可能性却几乎等于零。

可是，宇宙中的奥秘真是无穷无尽，出乎意料的事情随时都有可能发生。在“类星体的真面目”一文中，我们介绍了20世纪60年代初天文学家发现类星体的经过。它们比先前人们所知的任何天体都要远得多。现在，让我们设想，在某个类星体和我们之间正好有一个星系，这个星系也很遥远，以至于只能勉强被我们看见，或者甚至完全看不见。但是，它仍比那个类星体近得多。类星体的光在射向我们的途中，从那个星系四周经过，由于引力透镜的作用，这些光线在我们这里聚焦。于是，我们看到这个类星体不再像通常那样呈现为一个小光点，而是变成以那个引起光线聚焦的天体为中心的小圆环。人们常把这种环称为“爱因斯坦环”。

当然，大质量天体很可能并不恰好就在我们和类星体的连线上，而是稍微有些偏离。这时，来自类星体的光线大部分从该大质量天体的一边掠过，从另一边掠过的光线则较少。于是，我们见到的就不是一个圆环，而可能是一个畸变了的类星体像，或者也可能是同一个类星体的两个像：一边的一个较亮，另一边的一个较暗。

1979年3月，英美两国的天文学家观测到，有一对名叫0957+561A和0957+561B的类星体彼此靠得很近，光谱也非常相似，红移又完全相同。这些天文学家对它们进行了很仔细的研究，最后得出结论：这对“双类星体”其实是离我们大约50亿光年远的某个类星体的两个像。

这些天文学家的想法究竟对不对？如果对的话，那么在我们与该类星体之间就应该存在一个起着引力透镜作用的星系—它们被称为“透镜星系”。果然，天文学家经过周密的搜索，终于找到一个非常暗的星系，它恰好具备造成同一个类星体的两个像所需的条件。

第一例引力透镜就这样被发现了。天文学家当然不会就此止步，他们继续搜索，不仅又发现了一批看来是由引力透镜造成的“双类星体”，而且还发现了“三重类星体”现象—引力透镜确实也会造成这样的效果。

1987年初，法国和美国的两组天文学家分别发现了本文一开始就提到的巨大亮弧，而且它们的数量还不算少。起初，人们认为它们是比银河系大好几倍的以前未知的某种神秘天体。但是，进一步的分析似乎表明，这很可能又是引力透镜玩儿的花招。当然，想要证明这一看法是正确的，最好是能找到起引力透镜作用的那个星系。结果，上述天文学家真的在两起事件中找到了相应的透镜星系。于是，他们在1987年11月宣称，这些弧必然是引力透镜所致。

第一例爱因斯坦环也是1987年被发现的，后来又陆续有新的发现。令天文学家们困惑的是，在理应存在透镜星系的地方，人们有时却找不到任何东西。更经常的情形是，如果我们把透镜星系中所有恒星的质量统统加起来，却发现这个质量并不足以造成引力透镜现象。这究竟是什么原因呢？这些星系中是不是存在着某种用通常的方法探测不到的物质？如果是的话，那些物质又是什么？这正是我们将在下一篇中要谈论的“短缺质量的困惑”。

当然，找不到透镜星系不免会使人生疑：用引力透镜来解释所观测到的奇特天文现象究竟是否可靠？有些“透镜”是否真的并不发光？充当引力透镜角色的那个天体会不会正好是个黑洞？如果是的话，这个大质量的黑洞又从何而来……

看来，要彻底搞明白这些问题，天文学家真还得好好下一番工夫呢。

1. 幽灵粒子

幽灵粒子，是指中微子。中微子很神秘，一个小小的粒子，居然能穿过地球。从太阳出发的中微子，只要8分钟就可以到达地球。1000亿个中微子与地球相遇，几乎全部都能顺利地穿越地球，再次进入茫茫的宇宙之中，只有1个中微子可能与地球上的原子发生作用。

说它神秘，还因科学家猜想，宇宙中的中微子，像一个幽灵在飘荡，怎么也捉不到它。20世纪初，在研究放射物质的时候，人们注意到，原子核放出一个电子(或正电子)的时候，会带走一些能量。可是，仔细地算一算，损失的能量比电子带走的能量大，有部分能量丢失了。就像钱包里的钱丢失了一部分，是被小偷窃走了。能量丢失，也是一宗失窃案。

丢失能量，不论是怎么丢失，丢在哪里，在物理学家看来，都是严重的大事，令人头疼。物理学中有一条重要定律，即能量守恒。按照这条定律，能量是不会丢失的，如果证实是丢失，是亏损，那么能量守恒定律就靠不住了，不少的物理学理论就会垮掉。

事关重大，一定要侦破“失窃案”，查明能量是怎么丢失的，是哪个“小偷”窃走的。

1931年，奥地利物理学家泡利出来说话了，说是放射物质的放射线β中，不仅有电子，同时还有一种我们尚不认识的粒子，这是个未露面的“小偷”，就是它带走了丢失的能量。大物理学家费米十分欣赏泡利的观点，还给这种未露面的粒子取了个正式名字：中微子—中性的微小粒子。

在当年，科学家发现的基本粒子非常少，对中微子的理论，大多不相信，甚至认为，这只是找个理由来维护能量守恒定律，保住物理理论大厦。至于那个“小偷”，犹如幽灵，是抓不到的。

捕捉中微子的工作，比设想的要困难得多。中微子是中性粒子，不带电，不参与电磁作用，不惹是生非；它的运动速度很快，接近光速，穿透力强，来无踪去无影。从假设存在中微子，直到捕捉到手，共用了25年的时间。

首先是中国科学家王淦昌写论文，提出了《探测中微子的建议》，设想了一个探测方法。那是1942年，王淦昌很年轻，风华正茂。他的建议，为一位美国科学家接受。通过实验证实了丢失的能量的确是被中微子带走了。

经过漫长的搜寻过程，1956年，美国科学家柯文和莱因斯宣布，他们捉到了中微子。他们做了一个很大的探测器，埋在一个核反应堆的地下，埋得很深，经过相当长的时间，测到了从核反应堆中放出来的中微子束。

十几年以后，人们才捕捉到从宇宙空间射来的中微子。科学家做了一个直径6米的大桶，埋在一个很深的金矿中，构成一架“中微子望远镜”，也捕捉到了中微子。

神秘的中微子终于露面了。然而，科学家仍然没有完全看清它的真面目，留下了一些新的难以破解的谜。

在探测中微子的时候，科学家的第一个感觉是数量不够，总是比预期数量少，而且“漏网”的数量很大，为什么不能全部捕捉到呢？

再一个重大问题是：中微子的质量问题。质量，静止质量是粒子的重要性质。确定其他各种粒子的质量，没有什么困难，顺顺当当地解决了，唯有中微子的质量怎么也定不下来。在科学界，有种种不同认识，还有种种相互矛盾的观测记录。中微子，仍然保留着神秘的色彩。

有人说，中微子的质量是零，因为没有质量，中微子才能在真空中以光速运动。这是根据美籍华裔科学家杨振宁和李政道的理论进行分析，得出来的结论。

当然，也有怀疑的人，说这个问题要通过实际观测来确定。在前苏联和美国都有科学家在进行脚踏实地的测定，同时宣布说，已经测到了中微子的质量，并把数据列举了出来，好像已经找到可靠的证据。过了几年，由别人来重复他们的实验，数据又变了，好像应该是零。实测结果并不确定，依然定不下来。

1987年，天文学家观测到空间有一颗超新星爆炸，爆炸以后必然会抛出大量中微子，总有一部分中微子从宇宙空间闯到地球上来，科学家们纷纷启动仪器进行观测。观测结果千差万别，有的说中微子是有质量；有的说质量非常小，几乎没有；有的则明确地说，质量为零。

中微子，微小，渺小。它那么轻，轻得没有质量，却留给人们一连串谜。科学家们非常重视这些谜，不仅物理学家关心，天文学家也关心。

宇宙间的各个星系，往往聚集成星系团，这是因为各星系之间存在着强大的引力。如果没有强大的引力，就不会聚集成团，而会走向分离，越离越远。

这个强大的引力从哪儿来？大家都认为来自星系的质量。可是，仔细计算一下，问题又来了：星系的总质量不足以提供那么强大的引力，最多只能提供20％，短缺的质量达到80％。

从哪儿去寻找那些短缺的质量呢？

从宇宙中密度极大的中微子身上去寻找，只要中微子有质量，就可以?补那些短缺的质量。

这些想法正确吗？不敢说。中微子原来像个幽灵，难以寻觅；现在捕捉到手，却又那么神秘，留下了一连串谜。

2. 鸡毛比铁球先落地

鸡毛轻，铁球重，从同样的高度向下落，是鸡毛先落地，还是铁球先落地？

答案有三个：一、铁球先落地；二、同时落到地上；三、鸡毛先落地。

读者请先想一想，然后再作出选择。这里先说一下，这是一个古老的问题，提出问题的人是大名鼎鼎的古希腊哲学家亚里士多德。

公元前300多年的时候，亚里士多德说，物体下落的快慢与它的重量成正比，重的物体落得快。这样，铁球比鸡毛重，自然是先落地的了。这是第一种答案。

由于亚里士多德被西方人尊奉为科学权威，在长达1900多年的时间里，没有人怀疑过亚里士多德的说法，直到16世纪，才有人出来推翻亚里士多德的答案。

这个人是大家熟悉的伽利略。伽利略在《两种新科学的对话》中，用两个人对话的形式，做了一段精彩的推理，推翻了亚里士多德的答案。这段对话，用现代语言说得简洁、通俗一些，大约是这样的：

甲：物体A比物体B重得多，哪个先落地？

乙：按亚里士多德的说法，物体A先落地。

甲：现在把A和B捆在一起，成为A+B呢？

乙：A+B比A重，应该比物体A先落地。

甲：请注意，B比A轻，按亚里士多德的说法，B下落比A慢，A+B以后，B抱着A，下落速度减慢了。A+B应该比物体A后落地。

乙：哎呀，得出了两个相反的结论，亚里士多德的话不能再相信了。

就这样，伽利略巧妙地否定了对亚里士多德的迷信。第一个答案不对了，伽利略提出了第二个答案：同时落到地上。

伽利略说，轻重不同的物体从同一高度下落，应当同时落地。当时，伽利略是个二十五六岁的青年，别人都怀疑他的说法，伽利略决心登上比萨斜塔，当着众人进行一次实验。他一手拿着1磅重的铁球，另一手拿着10磅重的铁球，放开双手，两个铁球同时落到了地上。来观看的学者和民众信服了。

这个著名的实验同时使比萨斜塔出了名，代代相传，成为人们熟知的故事。这个古老的故事并没有到此完结，在往下说以前，先做一点补充。

在比萨斜塔实验的前几年，比伽利略年纪大得多的斯台文曾经做过一个实验。他用荷兰文写道：“我们拿两只铅球，其中一只比另一只重10倍，把它们从30英尺的高度同时丢下来，落在一块木板或者什么可以发出清晰响声的东西上面，那么，我们会发现轻球并不需要10倍的时间，而是同时落在木板上。因为，它们发出的声音像是一个声音一样。”这段话说明，当时不止伽利略，而是一批人发现了我们说的第二个答案：同时落在地上。

传说，伽利略做完比萨斜塔实验以后，仍然有人不服气，提出一个尖锐的问题：鸡毛和铁球，哪个落得快？

伽利略认为，在生活中，的确是鸡毛落得慢，这是鸡毛受到的空气浮力大的缘故。在真空里，鸡毛和铁球应该落得一样快。伽利略的时代没有条件完成这个实验。后来，真空技术有了提高，才有人进行了实验。办法是：把鸡毛、木块、铁球放到一个玻璃管内，抽去空气，形成真空，就会看到鸡毛、木块、铁球同时落到管底。

按说，鸡毛和铁球哪个先落地的答案清楚明白，应该到此为止。进入20世纪，事情发生了变化。1922年，匈牙利的富佛斯在一次实验中发现，不同重量的物质并不是同时落地，先后略有不同，大约相差1％左右。

这一发现并未引起人们的注意，过了60多年，直到1986年，才受到了重视。不少物理学家对富佛斯的实验重新进行了分析，得出了令人吃惊的结论：鸡毛和铁球下落的快慢确实有差别，不是同时落到地上。一句话，否定了伽利略的答案。

第三个答案露面了：鸡毛下落的速度比铁球稍快一点，鸡毛先落地。

大物理学家们说出这个答案，不由你不信，不由你吓一跳。真怪，这个答案竟与我们的生活常识不一样！

物理学家们说出这番话来，总是有点原因，他们一要做实验—非常精细的实验，二要做理论探讨，然后才会写论文。

他们说，在真空中，鸡毛比铁球落得快，是因为在下落过程中，不仅是重力起作用，还有一个较小的排斥力在起作用，它的方向与引力相反，影响了下落的速度。

这个排斥力，起初叫做“超电荷力”，后来叫做超负载力。这是新认识的一种力，也叫第五种力。

在此以前，人们认为在自然界存在的力有4种。最早认识的是引力，地球绕着太阳转、苹果落到地上都是引力在起作用；后来认识的是电磁力，存在于电磁场中。这两种力都好理解。第三、第四种力存在于原子核内部，主宰各种粒子的相互作用，叫强相互作用力和弱相互作用力。

如今，从鸡毛与铁球下落的问题中，又引出了一个排斥力，就成了物理学中的一件大事。是不是真的存在第五种力，经过大量的实验，结果不完全一致，还很难说死，下不了结论。因此，关于它的性质，也只能说，还不十分清楚。

3000多年的公案尚未了结。

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1. 地中海下的秘密

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2. 植物在干预人类进化吗

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2. 水的学问深几许

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1. 追寻火星上的水

2. 宇宙中的海市蜃楼

1. 幽灵粒子

2. 鸡毛比铁球先落地