 《三思科学》电子杂志
2002年第7期 总第13期
2002年7月1日
目 录
封面
封面故事
[柯南]宇宙的凤凰
庆祝本杂志创刊一周年
[柯南]星星上的花
[刘华杰]科学传播事在人为
[陶世龙]要"三思" 不要信仰
新闻
[江华]艾滋病：危险正在逼近
[柯南]更绿色的革命
[碧声]透镜里的宇宙
[碧声]寻找新世界
[碧声]双倍的希望
[柯南]图片新闻：完美风暴
[碧声]简讯：
├ 更快、更高、更走运
├ 二叠纪大灭绝的新线索
├ 活在你的肠胃里
├ 一个原子的晶体管
├ 化身博士的工具箱
├ 长须鲸的小夜曲
├ 粘或者不粘，随你高兴
├ 来杯咖啡，还是杀虫剂？
├ 开花植物大盘点
└ 根与细菌：双赢的秘密
求知
[九歌]陆生动物群(一)
[九歌]Co-Evolution 植物和昆虫
[异调]从集合大小的定义到数学结构
[李淼]弦论通俗演义(十六)、(十七)
博物
[九歌]乌鸫
[碧声]菜粉蝶
译述
[Kenneth L. Feder]旧时代的宗教，
新时代的回响(三)、(四)、(五)
[卡尔·萨根]星期一晚上的猎人
[J.F.肯尼迪]我们选择登月
观点
[赵南元]科学人文，势同水火
书评
[新书介绍]矩阵博士的魔法数、
生命的脸、内在宇宙
辩伪
[方舟子]神创论能否是科学
网络
[科普网站推荐]怀疑论者词典、
马可尼呼叫、天地大冲撞
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更快，更高，更走运
奥林匹克运动的口号“更快、更高、更强”在某种程度上或许应改成“更快、更高、更走运”。虽然这样说有些无礼，但过去10年来人类田径运动的一些新纪录，确实有可能是随机因素创造的，而不是运动水平的提高。
德国和英国科学家在《自然》杂志上报告说，他们研究了20世纪80年代世界大部分田径运动的成绩，包括200米短跑、1500米长跑和马拉松赛跑。数据表明，田径运动未来的成绩提升将仅受与运动无关的某些不可控因素影响，如风力、气候和海拔。根据有关假说预测的90年代运动成绩，与实际情况相当吻合。这一结论并不表示人类的田径运动成绩已经到了极限，但可以帮助监控运动员使用违禁药物的情况：如果某人的成绩有异乎寻常的提升，并排除了训练水平和装备的影响，那么他/她就会被怀疑使用了违禁药物。
印度的Deccan岩群，形成
机制与西伯利亚岩群相似 |
二叠纪大灭绝的新线索
大约2.5亿年前二叠纪末期，地球上85%的海洋生物和70%的陆地生物灭绝了，这是一场规模超过6500万年前终结灭绝的大屠杀。在同一时期，火山喷发使西伯利亚地区覆盖了至少100万立方千米的熔岩，这两者之间是否有什么联系？英国莱斯特大学的研究人员在《科学》杂志上说：很有可能，因为西伯利亚玄武岩区延伸区域——也就是说当年熔岩分布的区域——比人们原先认为的大得多。
西伯利亚岩群(Siberian Traps)是一片面积约200万平方公里的火山岩（玄武岩）平原，形成于二叠纪末期，早就被怀疑与那场大灭绝有关。科学家在这片岩群以西的地区新钻了一些深度超过4000米的洞，发现表层的岩石下埋藏着更多的玄武岩，其年龄为2.49亿年，与西伯利亚岩群相同。估计当年熔岩覆盖的区域至少有目前西伯利亚岩群的两倍大，只是有一部分被埋藏在地下了，不像西伯利亚岩群裸露在地表。
熔岩从地下喷出，会将大量二氧化硫、二氧化碳、氟化氢等气体释放到大气中，干扰地球气候和生物生存环境，例如二氧化硫会形成有毒的酸雨。灰尘和硫化物还会在空气中形成悬浮粒子，遮挡阳光，使地球气温下降，妨碍植物生长，进而影响到动物生存，还可能使冰原面积扩大。目前还不清楚这些变化的严重程度与具体过程，但生态系统会受到不利影响，几乎是一定的。
活在你的肠胃里
霍乱弧菌平时是一种很衰的东西，生活在死水里，繁殖速度慢。但一到人体内就开始爆炸式增长、兴风作浪起来，原因是人肠胃里的液体“打开”了霍乱弧菌的一些重要基因，使其感染能力增强几百倍。这个有些黑色幽默的新发现表明，霍乱弧菌已经进化得非常适应人体消化道环境，在它们看来，我们是理想的生活场所和传播载体。
美国科学家在《自然》杂志上报告说，他们研究了2001年4月在孟加拉国达卡爆发的一场霍乱，发现病人排泄物中的霍乱弧菌体内有10个重要基因被激活，这些基因能帮助病菌获得营养或移动，它们在实验室里培养的霍乱弧菌体内是“关闭”的。动物实验证明，这些只在人体里开启的基因，能大大增强霍乱弧菌的感染能力。针对它们研制新型疫苗，可望更有效地控制霍乱。
一个原子的晶体管
当前电子设备的基本元件是半导体晶体管，未来纳米电子设备的元件自然是纳米晶体管，那该有多小呢？科学家将晶体管做得更小的努力取得了新进展：两个研究小组分别在《自然》杂志上报告说，他们成功地把单个有机分子放在相距仅1纳米的金电极之间，通过分子里的单个金属原子传输电流，也就是说其“活动部件”只是分子里的金属原子。
康奈尔大学的科学家使用的分子大致呈球形，中央有一个钴金属原子，钴原子周围包着一圈苯环，最外层有两个由氢和硫原子构成的“接头”，使分子能附着在两端的金线电极上。哈佛大学的科学家使用的分子则呈树枝状，里面有两个钒金属原子，分别由一些碳和氮原子包围。两种分子都像桥梁一样连接着两端的电极，试验表明，改变对分子桥梁施加的电压，就能使系统中产生一个仅由分子内的金属原子传送的电流，或者使电流中断。这表明以单个原子充当活动元件的纳米晶体管是可以造出来的，当然这离真正实用的纳米电子设备还很遥远。
化身博士的工具箱
打开这个工具箱吧，你就会从温良恭俭让的有益细菌，变成能致人于死地的病原体。美国科学家发现了粪肠球菌（Enterococcus faecalis）的“化身博士”工具箱，这是一个约包含150个基因的DNA片段，称为“致病岛”。了解它将有助于研制新药，专门对付有害的菌株，而不伤害正常菌株。
粪肠球菌生活在人体肠道里，通常对人体不仅无害而且有益。但它有时也会引发严重感染，并对抗生素有抵抗力，甚至强力抗生素万古霉素也不能控制。科学家检查了一些引起感染、有抗药性的粪肠球菌菌株，发现了这个致病岛。其中有的基因控制产生毒素，使粪肠球菌能侵入细胞内部；有的产生特定蛋白质，帮助粪肠球菌附着在表面上；这都增强了粪肠球菌离开人类肠道后的感染能力。
长须鲸的小夜曲
鲸是海洋中无与伦比的歌剧演员，它们的低频歌声能传播到数百公里外。由于鲸歌很难捕捉和定位，科学家一直不清楚其真正作用。美国科学家收集研究长须鲸的歌声后认为，鲸歌可能是一种求偶信号，因为只有“他们”在唱，就像阳台下弹着吉它唱小夜曲的只有男孩子。
研究人员使用固定在拖缆上的麦克风收集长须鲸的鲸歌。一旦捕捉到歌声，研究者就设法确定演唱者的位置，在它浮出海面时采集一小块皮肤样本。分析其中的遗传物质，就能够确定这头长须鲸的的性别。结果表明，尽管被调查海域中既有雄性也有雌性长须鲸，但是演唱鲸歌的全都是雄性长须鲸。研究者据此推断，长须鲸的歌声很可能是一种求偶的信号。由于长须鲸习惯独自生活，这种歌声能够吸引数百公里外的雌性长须鲸来到食物丰富的繁殖地与雄性长须鲸交配。
粘或者不粘，随你高兴
需要粘东西时，当然是胶水的性能越强越好，但你如果曾试图从墙上取下招贴画之类的东西，就会感到过强的粘性有时也是一种麻烦。美国科学家研制出了一种粘性可随温度变化的胶水。这种橡胶聚合物能粘在金属上，它被加热到80℃时，粘性会下降44%，同时防水性能会增强。研究人员认为，这种物质可望用来制作防污的船底涂料，或者在手术中控制细胞的粘着力。从分子结构上看，这种物质有点像尼龙搭扣，“勾子”上带着“弹簧”。 弹簧在温度较低时是松的，一旦受热就开始收紧，从而把勾子拉离物体表面。重新冷却之后粘性并不会马上回升，需要等较长时间才恢复。
来杯咖啡，还是杀虫剂？
蛞蝓（鼻涕虫）和蜗牛会啃食农作物，留下有害的粘液，给农业造成损失。科学家找到了一种对付它们的新武器：一杯泡沫咖啡。美国农业部农艺研究中心的科学家说，他们在用咖啡因驱除青蛙的试验中意外发现，咖啡因对于蛞蝓和蜗牛相当有效：1%~2%的咖啡因能够在两天内杀死几乎所有的蛞蝓和蜗牛；浓度为0.01%的咖啡因能让这些软体动物患上“厌食症”。咖啡因到底为什么有这种效用还不清楚，据猜测是它能破坏蛞蝓和蜗牛的神经系统。一桶很稀的咖啡无疑比一桶剧毒农药安全得多，但咖啡因也有可能杀死益虫，因此在严格试验之前，这种杀虫方法还不能轻率付诸实用。
开花植物大盘点
一夜之间，世界上多出了十几万种开花植物——当然不是凭空多出来的，只不过是科学家更加仔细地重新点了一遍数罢了。以前人们估计全球开花植物（被子植物）在231,000~320,000种之间，西班牙植物学家David Bramwell的新数字则是421,968种。这次统计仅考虑了科学上已知的物种，那些被猜测存在但尚未发现的物种不在其中。这一数字与英国植物学家Raphael Govaerts不久前估计的422,127种差不多。
被子植物是植物界中出现得较晚的后来居上者，大约在1.3亿年前登上进化舞台，其特点是有花和果实，种子被保护在果实中。它是地球上占主导地位的植物门类，绝大多数可食用的植物都是被子植物。更多的物种代表着更多的资源，但也意味着更沉重的物种保护责任。Bramwell认为，有超过1/5的物种处于濒危状态。在热带和地中海等物种丰富的地区，形势格外严峻。
根与细菌：双赢的秘密
豆科植物的根瘤有固氮作用，这是一种常识：固氮细菌侵染植物根部形成根瘤，从空气中提取氮气合成氨，向植物提供氮肥；植物则向细菌提供其它营养物质作为回馈。这种互惠互利的双赢机制是如何形成的？两个科研小组找到了在其中起关键作用的蛋白质。
匈牙利国家科学院的研究人员在豌豆和紫花苜蓿中发现了一种蛋白质，他们命名为NORK，它负责受理细菌在植物根部安家的请求。英国John Innes中心的科学家也找到了共生固氮过程中的一种重要蛋白质，命名为SYMRK，结果发现与NORK是同一物质。这一巧合表明，控制植物与固氮微生物共生的遗传程序存在于植物的基因组中。在这一发现的基础上，有可能对其它农作物如玉米、小麦、大米进行基因改造，使其也能利用微生物的天然固氮作用，大大节省肥料开支。
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