《三思科学》电子杂志
第四期，2001年10月1日


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封面

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[九歌]共生与共栖 

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[碧声]向海洋奔跑 
[碧声]我心深处
[柯南]云和山的彼端 
[柯南]与爱神约会

求知
[听云]植物分类学小议
[邱骥]似哺乳爬行动物及
     哺乳动物的起源
[邱骥]高等灵长类的起源
     和演化
[切尼]全虫态观察在蝴蝶
     分类鉴定中的重要作用
[阿甘]EUVL——下一代芯
     片工艺的核心
[小江]艾滋病的传播与预防
     一、病毒与传染
[小江]循证医学存在两难吗
[异调]称球问题 —— 经典
     智力题推而广之三补
 
译述
[Laurence Moran]什么是进化
[Mark Isaak]  对于进化论的
     五个主要误解
[Michael Schermer]我错了

观点
[逍遥]杰奇的故事

历史
[陶世龙]孕育黄河文化的地质环境  
　　1.黄河流域的地形特征
　　2.地质基础与黄河文化的关系
　　3.黄河流域的地质演变的关系
　　4.黄河的诞生
[异调]ENIGMA的兴亡（二下）
[碧声]伦敦雾的故事

书评
[碧声]认真地梦想
    ——读《地外文明探秘》

辨伪
[柯南]别闹了，月亮先生！
[方舟子]“不明飞行物”并非不明

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三思言论集
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　　云和山的彼端
　——横跨大西洋的外科医生

　　　　　 柯南
　　

　　
　　一位68岁的法国妇女要接受一个常规的胆囊切除手术。当然，
不那么常规之处在于，主刀的不是人类医生，而是机器人。或许
你听说过机器人辅助人类外科医生进行手术的例子。通常，医生
操纵机器人可以更精确的进行手术，这并不稀奇。不过这次是个
例外，操纵机器人的外科医生不在斯特拉斯堡，而是在大西洋对
面的纽约。

　　数千公里外的外科医生操纵机器人给病人做手术，这听起来
就像《小灵通漫游未来》里面的情节（当然，对于美国人，他们
或许说“这听起来就像《星际迷航》（Star Trek）里面的情
节”）。然而远程医学（Telemedicine）的历史要长的多。早在
20世纪50年代末，就出现了远程医学的雏形。那时候人们使用电
信系统传递医疗信息（例如X光片）。远程医学也被应用在著名
的阿波罗登月计划上——实时监控宇航员的健康状况。后来出现
的计算机网络给远程医学带来了新的希望：不仅仅是文字，声音、
图像（动态的和静态的）和数据都能够通过网络迅速传递。病人
是分散的，而专家是集中的。远程医学正好弥补了这一缺陷。病
人不再因为时空的限制而耽搁病情；另一方面，通过网络，各地
的医学专家也以前所未有的方式进行着合作。

　　这样说来，远程外科手术似乎也是顺其自然。……或许不是
这么简单。

　　电信的速度是很快的，比如微波通信，信号传递的速度就是
光速。然而光速有的时候也显得不快。一个简单的例子是：通过
卫星转播的电视节目信号总要比通过地面微波中继的信号慢上一
段时间（不超过一秒）。如果你留心，就会发现拨打国际长途电
话的时候，对方的反应总是略显迟缓。这也是信号传播的时间限
制造成的。一个极端的例子是NASA的火星探路者携带的索杰纳探
测器。NASA的科学家根本无法像玩遥控汽车那样操纵索杰纳——
当科学家从监视器的屏幕上发现索杰纳的前方是悬崖的时候，可
怜的索杰纳早已经摔下悬崖几十分钟了——那正好是无线电波从
火星传回地球的时间。

　　互联网似乎也好不到哪里去。我们通常说网络传播信息的速
度很快，然而，那是相对而言。尽管信号在电缆和光缆中的传播
速率是光速，我们还是不得不考虑数据在各个计算机“中转站”
的延迟。另外，考虑到互联网传输方式的特殊性，信息的传播速
度可能还要慢。还有非常倒霉的情况：当太多的人使用互联网的
时候，信息传递的速度就会大大下降。

　　好了，还是回到远程外科手术的话题上来。如何施行远程外
科手术呢？原理倒是很简单：患者一方是遥控手术机器人和摄像
机，远程的医生一方是监视器和操纵机器人的计算机（和其他设
备）。病人的图像和机器人的控制数据都是通过互联网传送的—
—医生看着监视器同时操纵显示在监视器上的机器人，就像我们
通过鼠标控制计算机屏幕上面的光标指针。听上去一切都很正常
——然而想想索杰纳的情况，如果图像或者控制信号稍微迟到一
点，那么会出现什么情况呢？迟滞感会造成外科医生的错误判断。
在精密的外科手术中，稍有闪失就可能造成病人的生命危险。

　　法国路易斯·巴斯德大学欧洲远程外科研究院和美国加州大
学电子与计算机工程系的研究人员也考虑到了这一点。他们测试
了互联网传输的延迟时间以及外科医生对于这种延迟的容忍上限。
结论是，对于外科医生，他们最多可以容忍大约330毫秒的延迟。

　　为了不让医生感到太大的迟滞感，研究人员租用了专门的线
路，使用叫做“异步传输模式”（ATM，不是我们经常使用的自
动取款机）的网络传输方式。信息通过光纤网络传送，线路的带
宽是10Mb/s。这种传输模式的好处在于可以迅速的传输大量声音、
图像等多媒体信号。信息在从斯特拉斯堡—纽约跑个来回大约需
要155毫秒。

　　当然，在正式手术之前，研究人员首先在6头猪的身上成功
地施行了胆囊摘除术。然后这项技术才被认可用于人类。

　　具体的手术情况是这样的。这套系统分为两部分：“医生端”
和“患者端”。如下图所示，在纽约的医生注视着监视器的屏幕，
用双手操纵机器人的控制台。而在法国的斯特拉斯堡，手术室中
的机器人则会作相应的运动。整个手术进行得很顺利，大约不到
一个小时就完成了手术，术后病人也很快就康复出院了。

　　　　　　　　　纽约的外科医生 


　　　　　　　　　斯特拉斯堡的病人 

　　这项技术有什么用处呢？以前我们可以利用远程医学传递医
疗信息，而现在远方的医生可以利用网络直接给病人动手术。远
程外科并非在患者一方不需要任何医护人员（至少需要护士和麻
醉师），重要的是，有特殊技能的医生可以通过这项技术参与到
手术中来。胆囊摘除或许只是一个常规的手术，然而它却给我们
指出了一条未来之路：那就是地理上的间隔将不再成为妨碍健康
的障碍。



　　Nature Science Update: Is there a doctor on the planet?