“科普文章”的存档

驱赶蚊子的“神药”

2016年5月18日星期三

【按:淘宝上一些卖驱蚊剂的,盗用我的名义说是“方舟子推荐的产品”,甚至卖的就是我反对的“即使是含避蚊胺成分的,也往往要加上中药成分,既增加了成本,也增加了健康风险”。大家还是完整地看看我怎么说的。】

 

我们在黑龙江东宁寻找日本关东军机场遗迹,在山中林间穿行。遇到暴雨,山路陡峭泥泞,走得很艰难。最烦人的是雨一变小,就有无数的蚊子朝我发起进攻,瞬间被咬了十几个包,把全身包裹严实了才抵挡住了。我本来是准备了驱蚊剂的,但没想到白天也会遇到蚊子,没有带在身上。那瓶驱蚊剂是我从美国带回来的。在美国生活从未被蚊子咬过,算得上中美的一个显著差距。并非美国蚊子已经绝迹。如果黄昏、夜间去林间活动,同样会遇到蚊子。不过,这时提前往身上喷驱蚊剂,蚊子就无从下嘴。

 

这种驱蚊剂的有效成分是N,N-二乙基间甲苯甲酰胺,英文缩写为DEET,中国也叫避蚊胺。这是美军在二战期间研发的,大概是为了在热带丛林作战的需要。不过研发成功时(1946年),二战已经结束了,在1957年开始投入民用。避蚊胺的制作技术简单,成本低,毒性低,驱蚊效果极其显著,很快流行开去。大约有三分之一的美国人都用过避蚊胺,到现在已被用了大约90亿次。更神的是,避蚊胺被用了50多年,蚊子居然还没有产生抗药性,驱蚊效果并不见降低,现在仍是美国疾病控制中心推荐使用的唯一一种个人驱蚊剂。美国市场上的驱蚊剂,主要还是避蚊胺。

 

避蚊胺如果有过专利的话,早就过期了,有条件的厂家都可以生产。奇怪的是,国内市场上虽然有众多驱蚊剂,却难以找到纯粹的避蚊胺产品,要么号称是新一代的驱蚊剂,主要是驱蚊酯(国外叫IR3535);要么号称是纯天然成分,特别是中药成分。即使是含避蚊胺成分的,也往往要加上中药成分,既增加了成本,也增加了健康风险。

 

有的产品特地强调“不含避蚊胺”,让消费者产生了不好的印象,以为含避蚊胺的是不好的毒性强的产品。那么避蚊胺的毒性究竟如何呢?美国环保署在1998年曾对避蚊胺的安全性做了全面的评估,认为避蚊胺的毒性很低,未发现其能致癌、致突变、发育毒性,对一般人群并不构成健康威胁。从1960年到当时,美国有14起在使用避蚊胺后癫痫发作的报道,大部分是儿童,其中有4人死亡。但并不能确定避蚊胺就是癫痫发作的因素,有可能只是偶合:美国每年有15000~20000名儿童出现非发热性癫痫,大约有1700万名儿童每年使用10次避蚊胺,那么就存在在使用避蚊胺后碰巧发生癫痫的可能性。美国环保署估计,避蚊胺使用者在使用避蚊胺后出现癫痫的概率是一亿分之一。

 

所以避蚊胺是非常安全的,儿童也可以使用(美国儿科协会只是建议不到2月大的婴儿不要用)。相反地,其他试图取代避蚊胺的新一代驱蚊剂、“纯天然”产品,它们的安全性还没有经过像避蚊胺那样透彻的评估。而且,它们的驱蚊效果都不佳。《新英格兰医学杂志》2002年发表的实验报告指出,市场上的驱蚊产品只有含避蚊胺(DEET)的驱蚊液能起到驱蚊作用,其效果与浓度有关,23.8%浓度驱蚊302分,20%浓度驱蚊234分,6.65%浓度驱蚊112分,4.75%浓度驱蚊88分。其他想要取代DEET的产品都是忽悠,例如7.75%驱蚊酯(IR3535)只能驱蚊23分,2%的大豆油只能驱蚊95分,10%的香茅油只能驱蚊20分。避蚊胺要喷洒到裸露皮肤或衣服上才有效,如果仅仅是在手上戴一个含避蚊胺的橡皮圈,是没有效果的。

 

避蚊胺能通过皮肤被吸收到体内,为保险起见,不要过分喷洒,皮肤有破损的地方不要使用;也不要直接往脸上喷,而要先喷到手上再往脸上擦;没有必要驱蚊了就要及时清洗。避蚊胺浓度越低并非就越不容易被吸收进体内。恰恰相反,由于用来稀释避蚊胺的有机溶剂更容易渗透入皮肤,低浓度避蚊胺反而更容易被人体吸收。例如,15%避蚊胺产品被皮肤的吸收率是20%,而未稀释的避蚊胺被皮肤的吸收率是12%。

 

避蚊胺为什么驱蚊效果这么好?其机理是什么?这方面的研究才刚刚起步,还有争议。有的研究认为,蚊子触角上有一种受体能感受人体散发的一种有机物,蚊子借此找到人的皮肤下嘴,而避蚊胺能与该受体结合抑制其活性,让蚊子一下子失去了攻击目标。也有的研究认为,蚊子触角上有一种能感受避蚊胺的特殊受体,而蚊子不喜欢避蚊胺的气味,被赶走。

 

如果我们搞清楚了避蚊胺驱蚊的机理,就可以在此基础上研发出与避蚊胺的驱蚊能力一样强甚至更强,而毒性却更低的产品。同时也可以消除避蚊胺的一些缺陷。例如避蚊胺的一大缺陷是它是很好的有机溶剂,能够溶解塑料,所以如果要喷洒在衣服上,就要担心会对化纤材料造成损害。

 

2014.6.25.

 

代糖有没有健康风险?

2016年5月12日星期四

在古代,食糖、蜂蜜等甜味剂都是天价的奢侈品,迫使人们去寻找能替代它们的产品。古罗马人的做法是熬葡萄糖浆,用来添加到葡萄酒或其他食品中增加甜味。起初,他们把葡萄汁放在铜锅里熬,后来也用铅锅来熬,发现用铅锅熬出来的糖浆更甜更可口。古罗马人注意到这种额外的甜味来自在在熬制过程中铅锅表面形成的一层白色的物质。第一种代糖——“铅糖”(醋酸铅)因此被发现,被广泛地用来给葡萄酒去酸、调味。鉴于古罗马人每天喝下的葡萄酒数量惊人,由此摄入的铅也必定数量惊人。1980年在德国挖掘出一处古罗马酒窖,出土了数百粒葡萄籽,对其测定表明,含铅量高达250mg/kg,是葡萄籽平均含铅量的500倍。有人甚至推测,古罗马的衰落,就与喝葡萄酒导致的慢性铅中毒有关。

 

“铅糖”导致的急性中毒死亡倒是有确切的案例。1047年,天主教教皇克雷芒二世才上任不到一年就突然死亡,传言是被“铅糖”毒杀的。1959年对克雷芒二世遗骨做的检测发现他的确死于醋酸铅中毒,至于他是被下毒还是自己吃“糖”中毒,就没法检测了。由于认识到了铅的毒性,大约在15世纪末的时候,欧洲已经开始禁止在葡萄酒里添加“铅糖”,但是屡禁不绝。一直到18世纪,尽管欧洲多数国家都严禁往葡萄酒里添加“铅糖”,但因为难以检测,这种做法仍然非常普遍。贝多芬的死亡就被怀疑是因为长期大量地饮用添加了“铅糖”的廉价葡萄酒导致的铅中毒。1787年,德国医生哈尼曼发现了检测葡萄酒中的重金属的可靠方法,添加“铅糖”的做法才逐渐得到遏制。

 

今天人们使用食糖替代品,除了降低成本,还有健康的考虑,不仅糖尿病患者要限制食糖的摄入,一般消费者也要尽量少吃糖,因为食品中游离糖的危害是早就被认识到的(参见《糖有害身体健康吗?》)。那么,食用代糖是否存在健康风险,就更受到人们的关注。

 

第一种现代代糖——糖精就曾引起很大的风波。1879年,在美国约翰斯·霍普金斯大学雷姆森实验室工作的化学家法尔伯格在研究煤焦油的衍生物时,偶然发现他手上沾了一种非常甜(比蔗糖甜大约300倍)的物质,糖精因此被发现。法尔伯格很快申请了专利,在德国建厂生产糖精,并发了大财。1906年,美国农业部化学局(美国食品药品管理局(FDA)的前身)主任威利推动美国国会通过《纯净食品与药品法案》,一个主要目的就是要解决当时非常严重的食品安全问题。糖精成了学糖化学出生的威利的一个目标。他领导的研究认为糖精有害健康,应该禁止。食品厂商谢尔曼(后来成为美国副总统)跑去找当时的美国总统西奥多·罗斯福投诉,于是威利被叫去了解情况。谢尔曼说到他的工厂在甜玉米罐头中使用糖精一年能省4000美元时,威利忍不住打断:“吃这种甜玉米的人被骗了。他以为是在吃糖,实际上是在吃一种煤焦油产品,完全没有食物价值而且对健康极其有害。”威利不知道的是,罗斯福总统的医生给他的健康建议就是用糖精代替食糖。“你告诉我糖精对健康有害?”罗斯福总统说,“莱克西医生每天都给我糖精吃。谁说糖精有害谁就是白痴。”第二天,罗斯福总统任命一个专家委员会重新调查食品添加剂的问题,委员会主席碰巧就是雷姆森。不出所料,不想当白痴的专家委员会认为糖精无害。

 

但当时糖精在食品加工中用得并不多,主要是面向糖尿病患者。在第二次世界大战期间,食糖实行配额供应,糖精被大量地用来取代食糖。战后,在上个世纪50~60年代,随着减肥成为时尚,糖精也从一种原本在药店专供糖尿病患者的甜味剂走进了大众厨房,而各种标榜健康、低热量的加工食品也都用糖精以及在1951年新批准的甜蜜素来取代食糖,健怡可乐的广告语也从“仅供必须限制糖摄入的人饮用”悄悄地改成了“供想要限制糖摄入的人饮用”。但是在上个世纪60年代,糖精的安全性又再次遭到质疑。当时有研究发现,如果给大鼠大量地喂食糖精或甜蜜素,会导致膀胱癌。这些动物实验促使FDA在1969年禁用甜蜜素。1977年FDA试图禁用糖精时却遭到了阻力。减肥食品业发起了保护糖精的运动,上百万人写信抗议禁用糖精。美国国会在舆论压力下加以干预,通过法案暂缓禁用糖精,改而要求在使用糖精的食品标签上加一个声明:“该产品可能有害健康。该产品含有已在实验动物中确定能导致癌症的糖精。”

 

随后的研究发现糖精可能被冤枉了。尿液中如果含有高浓度的糖精的确能诱发大鼠得膀胱癌,这是因为大鼠的尿液含有高浓度的磷酸钙、蛋白质和高pH值,在这些条件下磷酸钙、蛋白质和糖精结合形成了微晶损伤膀胱上皮,刺激膀胱上皮细胞过量增殖,从而形成肿瘤。而人的尿液成分与大鼠的不同,所以不存在类似的诱发膀胱癌的机制。用灵长类动物做的实验也表明糖精不会诱发它们患膀胱癌。由于这些研究结果,国际癌症研究机构将糖精从“可能的致癌物”名单中去除。2000年,FDA认定糖精对人无害,取消了“糖精有害健康”的声明要求。如此看来,糖精已被彻底平反。但是甜蜜素就没那么幸运了。尽管用灵长类动物做的实验同样表明甜蜜素不诱发膀胱癌,FDA癌症评估委员会在1984年也认定甜蜜素不是致癌物,但是FDA至今没有解除对其禁令,不过大部分国家(包括中国、加拿大和欧盟)允许使用甜蜜素。

 

在提倡“天然饮食”的社会背景下,糖精的平反并没有平息公众对人造代糖安全性的疑虑。其中最受抨击的是在软饮料中普遍使用的阿斯巴甜。和糖精、甜蜜素一样,阿斯巴甜也是实验人员不遵守实验室操作规范偶然发现的甜味剂。1965年,西尔公司的化学家斯莱特为了研发治疗胃溃疡的药物,在研究促胃液素时用苯丙氨酸和天门冬氨酸合成了一种中间产物。这种物质沾到了他的手指上。他为了翻一页纸,舔了舔指头,发现极甜。和糖精、甜蜜素不同的是,阿斯巴甜在体内会被代谢分解成两种氨基酸,因此它是会产生能量的,只不过阿斯巴甜极甜(甜度是蔗糖的200倍),添加量很少,所以产生的能量可以忽略。FDA在1983年批准阿斯巴甜用于碳酸饮料,1993年批准可用于其他饮料、甜食和糕点,1996年批准可用于所有食物。网上有各种传言把阿斯巴甜的危害说得非常恐怖。实际上阿斯巴甜是被检验得最为彻底的食品添加剂之一,各种实验、调查都表明它对人体无害。从原理上看食品中的阿斯巴甜能对身体造成危害的可能性很小。阿斯巴甜在消化道内被分解成苯丙氨酸、天门冬氨酸和甲醇。其中苯丙氨酸、天门冬氨酸是构成蛋白质的氨基酸,各种含蛋白质的食品里头都有,而且其含量要比阿斯巴甜高得多。至于甲醇以及由此生成的甲醛,到一定的量是有可能对人体造成危害的,但是由阿斯巴甜摄入的甲醇、甲醛的含量极少,还比不上水果、酒里头含有的甲醇、甲醛,而且人体代谢过程中也会产生甲醇、甲醛,微量的甲醇、甲醛人体对付得了。如果不是大量地摄入阿斯巴甜,没有必要担心。FDA对阿斯巴甜的每日允许摄取量为每千克体重50毫克。一瓶易拉罐低热量可乐大约含180毫克阿斯巴甜,对一个体重50千克的人来说,要一天喝14瓶才会达到FDA的限量。不过,由于阿斯巴甜经过消化后可降解成苯丙氨酸,而苯丙酮酸尿症(一种罕见的遗传病)患者不能吃苯丙氨酸,所以FDA要求含阿斯巴甜的食物必须标明“含有苯丙氨酸”。

 

今天被批准使用的代糖都经过了比较严格的检验,在允许剂量范围内不必担心会有毒性。但是它们不具有毒性是一回事,是否能达到它们想要达到的效果是另一回事。代糖的使用是不是真的能够起到减肥的效果?由于代糖不提供能量或只提供比食糖少得多的能量,人们想当然地认为食用代糖食品减少了能量的摄入,当然有助于减肥。但是多项流行病学调查、临床试验研究的结果却发现,食用代糖并不能帮助减肥,有的研究还发现食用代糖的人群反而比食用食糖的人群体重更容易增加。动物实验也表明,以糖精作为甜味剂的大鼠要比以葡萄糖作为甜味剂的大鼠摄入更多的食物能量,体重更重,脂肪更多。这是怎么回事呢?为什么没有能量的代糖反而会让人增肥?实验发现,用阿斯巴甜配制的甜水会刺激人的食欲,而阿斯巴甜胶囊则不会。而且,吃阿斯巴甜要比吃葡萄糖更容易让人有饥饿感。阿斯巴甜、安赛蜜、糖精这些代糖都会刺激人们多进食,以阿斯巴甜的作用最明显,可能是因为阿斯巴甜食后没有苦味。吃饭前先吃葡萄糖或蔗糖会让人食量减少,而预先吃代糖则不会影响食量甚至吃得更多。所以,代糖反而让人增肥的原因可能是这样的:不管吃的是代糖还是食糖,甜味都能刺激食欲。但是食糖消化产生的葡萄糖进入血液到达大脑奖赏中心后,会让人产生对饮食的满足感,食欲逐渐消退,减少摄食;而代糖不会产生满足感,不知不觉地让人吃多了。

 

人的口味是可以改变的。食盐、脂肪没有替代品,很多人为了健康,慢慢地适应了低盐、低脂肪的饮食。但是由于食糖有替代品,人们就以为可以用代糖取代食糖,在吃低糖、无糖饮食的同时继续享受甜味,而不用担心摄入太多糖的危害。这也许只是美好的一厢情愿。要避免糖的危害的最好办法,是适应低甜度的饮食。

 

2016.4.2.

 

(《科学世界》2016.5.)

 

 

人类基因可以被改造吗?

2016年4月29日星期五

近日广州医科大学范勇团队发表论文,宣布他们用基因编辑技术制造出一个能对艾滋病毒免疫的人类胚胎。艾滋病毒要人体内存活、繁衍,需要跟人体免疫细胞表面上的一种蛋白质结合,进入免疫细胞。有极少数人这个蛋白质的基因发生了突变,艾滋病毒没法进入免疫细胞,这些人天生就对艾滋病毒免疫。范勇团队用一种称为CRISPR/Cas9的基因编辑技术对人类胚胎细胞里头的基因组进行改造,人为让该蛋白质基因发生突变,理论上这样产生的胚胎细胞将会对艾滋病毒具有免疫力。

 

这是史上第二例用这种基因编辑技术改造人类胚胎细胞。第一例也是中国科学家完成的。那是在去年,中山大学生物学副教授黄军就团队用该技术修改了人类胚胎细胞中与β型地中海贫血症有关的基因。发表这两篇论文的学术期刊都没有什么影响力,然而它们都在国际上引起了广泛的关注,称得上是一年来中国生物医学领域在国际上最著名的成果,比国内那些动不动就号称有望获得诺贝尔奖的成果著名多了。

 

然而它们之所以著名,并非因为它们有多高的学术价值。它们的意义只是证明了CRISPR/Cas9这种基因编辑技术可以用来改造人类胚胎细胞。但是这是我们预料中的。这种基因编辑技术是近年来生物医学研究的一大热门,此前已被其他实验室用于修改其他动物细胞的基因,包括猴子胚胎细胞的基因,人类胚胎细胞的基因也能被改造一点也不意外。它们之所以引起关注,就在于竟然“敢于”也改造人类胚胎细胞的基因,这在国外、特别是在西方国家,是一个很有争议的、甚至可以说是禁忌的课题。在黄军就团队的论文发表后,国际上甚至还专门开了一次会议,讨论基因编辑技术涉及的伦理问题,要求暂停用它来改造人类胚胎,禁止用于辅助生殖。

 

黄军就、范勇都不是要借此来造人。他们使用的实验材料都是被医院在做体外受精治疗时废弃的有缺陷的胚胎细胞,而且实验一完成就将其摧毁。目前基因编辑技术的成功率还比较低,如果贸然就用于生殖有伦理的问题:如果让其发育成人,那些实验失败的婴儿要怎么处理?仅仅这个问题就可以禁止将它用于辅助生殖。但是这种技术上的反对理由随着技术的完善就会不再成立。如果将来有一天,其成功率达到100%,还有什么理由能够禁止它的应用呢?在很多国家,对人类胚胎细胞进行遗传改造被视为违背伦理的禁区。这种禁忌有犹太-基督教宗教信仰的背景,认为人不应该扮演上帝,甚至认为各种辅助生殖技术、连同避孕都应该禁止。也有人受到科幻小说、科幻电影的影响,担心人类会因此进入一个可以随心所欲地改造后代的“美丽新世界”。这种宗教或科幻的理由对于不同文化背景的人来说并无说服力。为什么改造人的基因就是在扮演上帝?为什么人就不能扮演上帝?为什么能随心所欲地改造后代不是好事一桩?假如你能让你的宝宝天生就对各种疾病具有免疫力,没有遗传缺陷,更健康,更聪明,更漂亮,有什么不好吗?对这些问题见仁见智,不同信仰、不同文化背景的人可以有不同的回答,并无统一的标准答案。

 

自古以来,不管是在哪个社会,人们都希望自己的后代健康、聪明、漂亮。讽刺的是,与人类生殖有关的技术进步,甚至仅仅是与生殖沾边,也都伴随着巨大的争议,避孕技术、体外受精技术、克隆技术、干细胞技术,莫不如此。这些争议终将会随着时间的推移而逐渐消散,什么都无法阻止父母对“完美宝宝”的追求。当体外受精技术刚刚诞生的时候,同样引起轩然大波,这种技术产生的婴儿甚至被蔑称为“试管婴儿”。然而现在它已经成为了常规技术,再也没有人为此大惊小怪了。当黄军就团队的结果出来的时候,引起的争议比范勇团队大多了,包括国内一些科学家和人文学者都纷纷谴责。范勇团队的结果再出来,反响就相对比较小。英国、瑞典也都有实验室获得批准要用基因编辑技术研究人类胚胎的发育,他们准备使用的甚至是正常的人类胚胎细胞。

 

2016.4.27.

 

(《环球时报》2016.4.29.)

背景辐射没有危害吗?

2016年4月27日星期三

有一个自称做“科普”的叫“科学公园”的网站,登了一篇署名“挣脱枷锁的囚徒”的文章,说是要介绍电离辐射的常识,声称背景辐射对人体没有危害,说这是常识。在被众人批评这种说法才很没有常识之后,其学高分子材料的主编魏昕宇,做生物医学专家状,洋洋洒洒写了一大篇文章“证明”背景辐射对人体没有危害,继续误导、欺骗读者。

 

在澄清这个错误之前,要先说清楚,我们这里说的辐射,不包括日常电器发出的低频率电磁辐射,虽然市场上有所谓防辐射产品要防止这类辐射,其实它们对人体是没有危害的。我们这里要说的辐射,指的是能让人体细胞发生电离作用,造成损伤的辐射,包括伽玛射线、X射线这两类高频率电磁波,以及放射性同位素衰变或核反应产生的阿尔法射线、贝塔射线等粒子流。

 

一说起这类辐射,大家马上想到的是在医院照X光,或者是核电厂的反应堆。其实在日常生活中,我们不知不觉地就在接受着各种各样的电离辐射,它们一部分是从天上来的,我们不停地接受着从太空来的宇宙射线的辐射,还有一部分是从地下来的,土壤、石头里放射性物质也在不断地辐射着我们。这些来自环境中的辐射,就叫背景辐射,也叫本底辐射。一般人受到的辐射,大约80%来自背景辐射,剩下的20%主要是在医院接受诊断、治疗时的辐射。

 

背景辐射也是电离辐射,也能对人体细胞造成损伤,当然对人体是有危害的,说背景辐射对人体没有危害,才是没有常识的。理论上任何剂量的辐射都有可能导致基因突变、对细胞造成伤害。国际上辐射管理机构采用的是线性非阈值模型(LNT模型),其基本假设就是任何剂量的辐射都有可能对人体造成危害,不存在一个安全的阈值,辐射剂量越大,危害也越大,辐射防护的目的不是要完全避免辐射危害,而是要尽量减少辐射危害。虽然辐射管理机构会给出一个辐射剂量限值,那其实只是一个参考值,并不是说低于这个限值就对人体无害,而是说低于限值的健康风险可以承受。从事放射性工作的职业人员的辐射剂量限值比普通公众的高得多,难道是职业人员的身体结构特殊,比普通人更不容易受害?当然不是,而是作为职业人员,应该、也可以承受更大的健康风险。

 

所以背景辐射是对人体有危害的,但是背景辐射无处不在,躲又躲不掉,如果不是很高,对身体的影响很小,只好由它去了。但是有些地方,背景辐射要比其他地方高很多,有的城市居民一年受到的背景辐射,是其他地方的居民的上百倍,甚至超过了从事放射性工作的职业人员一年允许的量。这些地方是由于土壤、生活用水含有很高的放射性物质,才有这么高的背景辐射。虽然目前没有发现这些高辐射地区的居民的癌症发病率比其他地方高,但是辐射对人体的危害是多方面的,并不限于癌症,例如已经发现高辐射地区居民的细胞中染色体畸形的比例非常高。所以不能无视高背景辐射对居民的危害。

 

还有些地方,它们的背景辐射一部分来自于土壤、石材释放出的氡气。氡气产生的射线穿透性很差,穿透不了皮肤,但是氡气是气体,被吸入人体以后就会诱发癌症,是导致肺癌的第二大因素,仅次于吸烟。所以对来自氡气的背景辐射是不能掉以轻心的。因为氡主要是从土壤释放出来的,对于生活在平房或楼房底层的人威胁比较大。如果你生活在三楼以下,要找专业的机构测一下房间里氡的含量。如果氡的含量偏高,就要对房间进行改造,采取一些措施减少氡的含量,例如密封地板、密封墙壁上的缝隙、排除地基土壤中的气体、做好室内通风。花岗岩等石材也能释放氡,房屋建筑、装修要尽量少用这些石材,如果大量地使用,最好也去测一下氡的含量。

 

来自宇宙射线的辐射,它的强弱,和纬度、高度有关。纬度高的地区,要比赤道地区受到的宇宙射线辐射多一些。生活在高山、高原的人,受到的宇宙辐射也要比生活在海边的人多一些。不过这些差别不是很大,不用担心。但是到了高空,差别就大了,越到高空,宇宙射线越强。高空飞行每小时受到的辐射量大约是0.01毫希,飞10小时相当于接受了一次胸透拍片。要减少宇宙射线的辐射,除了减少高空飞行的次数,没有别的办法。至于宇航员,他们受到的背景辐射的危害就更大了。

 

总之,背景辐射在一般情况下是没有必要担心的,但是对于生活在高背景辐射地区的人,生活在氡含量高的住宅的人,或者频繁做长途国际飞行的人,还是要注意的,尽可能采取一些防范措施。如果目前没有可行的防范措施,那就只好忍受,但是无法避免并不等于没有危害。“科学公园”主编把无法避免作为背景辐射无害的理由,是荒唐可笑的。说背景辐射对人体无害,是缺乏常识的,以科普的名义宣扬这种无稽之谈,是会害人的。热爱生命,远离伪科普。

 

2016.4.26

 

糖有害身体健康吗?

2016年4月15日星期五

人类在两千多年前就已经掌握了从甘蔗提取食糖的技术,但在17世纪之前,食糖一直是一种昂贵的奢侈品,价格和胡椒、丁香、姜这些香辛料相当,只有富人才消费得起。十六世纪开始,欧洲殖民者在西印度群岛、美洲热带地区大批地种植甘蔗,同时食糖提炼技术也得到改进,尤其是18世纪末开始机械化生产后,食糖的产量大幅度上升,价格随之下降,食糖逐渐变成穷人也消费得起的生活必需品。人们的生活方式因之改变,开始习惯在饮食中大量地添加糖,比如英国人先是在喝茶时加糖,之后糖果、巧克力、果酱等等甜点也变得非常流行。食糖的消费量也就成倍地增长。1700年,英国每人的食糖消费量平均是4磅,1800年增加到18磅,1850年达到36磅,而到了20世纪,超过了100磅。

 

目前全世界每年每人平均要消费掉大约25千克糖,排第一位的美国人的消费量几乎是世界平均水平的两倍。人们从食糖摄入的能量在食物类群中排第三位,仅次于谷物和食用油。但是谷物和食用油除了提供能量,还能提供人体必需的营养素:谷类能够提供蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维,食用油能够提供必需脂肪酸,它们是难以被其他食物取代的;而糖除了提供能量,并不能提供任何营养素,属于所谓“空卡路里”,完全能被其他食物取代。医学界普遍认为人们从食物摄入的糖太多了,应该限制。美国农业部每五年颁布一部《美国人膳食指南》,最新版《2015-2020年美国人膳食指南》建议每天来自添加糖的能量应少于食物总能量的10%,而当前美国人平均每天从添加糖摄取的能量占了食物能量的13%,大部分人都超标了。世界卫生组织也发起了限制糖摄入的战争,在2015年颁布的《成人与儿童糖摄入指南》给出了比美国膳食指南更加严格的建议:

 

“世界卫生组织建议在一生当中减少游离糖的摄入(强烈建议)。对成人和儿童,世界卫生组织都建议把游离糖的摄入减少到少于总能量摄入的10%(强烈建议)。世界卫生组织建议将游离糖的摄入进一步减少到低于总能量摄入的5%(有条件建议)。”

 

比较美国膳食指南和世界卫生组织指南,会发现二者略有差异。美国膳食指南针对的是添加糖,指的是加工、烹饪时添加到食品当中的蔗糖、糖浆、果糖、葡萄糖、蜂蜜、麦芽糖等各种糖类甜味剂,并不包括食物中天然存在的糖。而世界卫生组织说的游离糖指厂商、厨师或消费者添加到食品中的单糖(包括葡萄糖、半乳糖和果糖)和双糖(主要是蔗糖),以及蜂蜜、糖浆、果汁和果汁浓缩液中天然存在的糖。主要的差别在于“果汁”、“果汁浓缩液”,如果是未添加糖的原汁,美国膳食指南是不把里面的糖分算进去的,但是果汁中都含有游离糖,按照世界卫生组织的建议是要算的。

 

至于完整水果和蔬菜中的糖被称为内源性糖,并不属于游离糖。为什么同样是糖,内源性糖就可以不算呢?这是因为内源性糖由植物细胞壁包裹,消化起来比较缓慢,进入血流所需的时间比游离糖长。淀粉等多糖类碳水化合物也会被消化成葡萄糖,但是消化、吸收同样比较缓慢。因此内源性糖、多糖虽然和游离糖一样能提供相同的能量(每克提供4千卡或16.7千焦的能量),但是对身体的危害没有游离糖那么大。

 

那么游离糖对人体究竟有什么特别的危害呢?要确定一种在食物中几乎无处不在的成分的害处,是非常困难的。通常有两种研究方法。一种是随机对照临床试验,将试验对象随机地分成两组,控制他们的饮食,一组摄入的游离糖多,一组摄入的少,一段时间后比较他们的身体状况。另外一种方法是队列研究,并不对研究对象的饮食进行干预,而是根据他们过去或现在的饮食中游离糖含量的高低进行分组、比较他们的身体状况。如果根据的是他们过去的饮食情况做的对比研究,叫做回顾性队列研究;如果是根据当前和将来的饮食情况做一段时间的追踪调查,叫做前瞻性队列研究。

 

世界卫生组织最终认定的游离糖的危害只有两种。一种危害是能导致体重超重或肥胖。对成人做的随机对照临床试验表明减少游离糖的摄入与体重的减轻相关,相反地,增加游离糖的摄入伴随着体重的增加。对儿童做的随机对照临床试验未发现游离糖的摄入量与体重有关,但是前瞻性队列研究发现摄入加糖饮料最多的儿童,要比摄入加糖饮料最少的儿童肥胖的风险更高。游离糖的另一种危害是能增加龋齿的风险。队列研究表明,游离糖摄入量超过食物总能量10%的儿童或成人,患龋齿的风险要比游离糖摄入量低于食物总能量10%的儿童或成人高。而且,有三项全国性人群研究发现,那些每年游离糖摄入少于10千克(大约占总食物能量的5%)的人,龋齿的严重性比较低。此外,还有一些证据表明游离糖摄入偏多会增加心血管疾病、糖尿病和某些类型癌症的风险。实际上,肥胖本来就能增加这些慢性病的风险。

 

这些研究的证据的质量都不高,也就是说还不是定论,结论存在不成立的可能性。还不是定论就敢做少吃糖的建议?制糖业的人要抗议了。但是这是多项研究的综合结果,结论有一定的可重复性,虽然不是定论也很有可能是成立的。如果这个建议是对的,那么对健康大有好处。万一这个建议是错的,对健康也无害:目前并没有发现少吃游离糖对身体有任何害处。

 

因此摄入的游离糖越少越好,不要超过食物总能量的10%。这个量等于多少食糖呢?一个人为了维持健康体重所需要的食物能量,并没有固定的标准,和一个人的性别、年龄、身体状况、运动程度等因素有关。营养学界通常把每天2000千卡作为一个参考值,这相当于一个身高1.6米、体重50千克、每天做30到60分钟中等强度运动的青年女子一天需要的食物热量。根据这个参考值,每天从游离糖摄取的能量不能超过200千卡。1克蔗糖能提供的能量是4千卡,也就是说这相当于50克蔗糖。喝咖啡用的一小袋砂糖的重量是2.8克,相当于11千卡能量,听上去似乎不多。但是对游离糖的限量包括的是所有食品里含有的游离糖,而不只是自己在日常饮食中添加的那一点蔗糖。一听可乐里糖提供的能量是130大卡,如果一天喝两听可乐,摄入的游离糖就超标了。

 

食品加工业使用的添加糖通常是从甘蔗、甜菜提炼的蔗糖。这种情形在上个世纪70年代发生了变化。1977年美国政府为保护本国食糖产业,提高食糖进口的关税和实施限额,导致食糖价格上涨,迫使美国饮食厂商寻找便宜的食糖替代品,开始大量地使用用玉米淀粉生产的果葡糖浆(也叫高果糖玉米糖浆、高果糖浆,英文缩写HFCS)。淀粉在通常情况下水解的最终产物是葡萄糖,但是葡萄糖的甜度不高。如果加入木糖异构酶,一部分葡萄糖会被转化成比较甜的果糖,这样生产出来的葡萄糖、果糖混合物就叫果葡糖浆。许多人指责果葡糖浆不是“天然”甜味剂,是导致三、四十年来美国肥胖症流行的元凶。的确,有一些研究表明摄入同等量的果葡糖浆和葡萄糖的话,果葡糖浆对身体的不良影响超过了葡萄糖。例如,有动物实验发现,吃葡萄糖会让动物产生饱足感,血糖浓度到一定程度动物就觉得吃饱了,从而停止进食;而果葡糖浆不会让动物有饱足感,所以动物会不停地进食,就容易发胖。还有的研究发现,果葡糖浆要比葡萄糖更容易转化成甘油三酯,造成脏器脂肪的沉积。

 

果葡糖浆与葡萄糖的区别在于它除了含有葡萄糖,还含有果糖,所以它对身体的不良影响,都是因为果糖导致的。但是果葡糖浆虽然也被叫做高果糖玉米糖浆,其实它里面的果糖含量并不算高。我们可以把它跟蔗糖做个对比。蔗糖是一种双糖,一分子的蔗糖消化后产生一分子的葡萄糖和一分子的果糖,相当于含有50%的果糖。食品加工业使用的果葡糖浆主要有两种。一种叫HFCS 42,用于糕点、谷物早餐、饮料等各种加工食品,其果糖含量为42%,比蔗糖中的果糖含量低。另一种叫HFCS 55,用在可乐等软饮料中,其果糖含量高一些,为55%,但也只是比蔗糖中的果糖含量略高而已。后一种果葡糖浆其实是模拟的蜂蜜,蜂蜜中果糖的含量大约是55%。反而是某些果汁中的果糖含量高得惊人,例如苹果汁中的果糖含量是葡萄糖的两倍(即其游离糖中有三分之二是果糖)。如果担心果糖的危害的话,首先要担心的是“天然”的果汁。

 

所以把美国肥胖症的增加归咎于用“非天然”的果葡糖浆取代“天然”的蔗糖,是没有道理的。果葡糖浆对身体的害处并不比蔗糖大。如果你听信了某些“养生专家”、“有机食品组织”的宣传,由于害怕果葡糖浆而改吃标榜不含果葡糖浆、只含“天然甜味剂”的食品,以为吃“天然”的蔗糖、蜂蜜就对身体无害,可以放开了吃,那就糟糕了。只要是游离糖,就对身体有害,不管是“非天然”的果葡糖浆,还是蔗糖、蜂蜜乃至果汁中的果糖、葡萄糖。明智的选择是尽量减少游离糖的摄入,而不是去寻找“天然”的替代品。

 

2016.3.13.

 

(《科学世界》2016.4)

我们需要什么样的科学素养

2016年4月14日星期四

微信公众号《知识分子》和搜狐教育最近联合主办了一个“如何培养科学素养”的公开课活动。会上北京大学考试研究院院长秦春华称“科学素养是不能培养的,每个孩子来到世间都带有自己的特殊使命,做父母的无非要做的就是保护好孩子的好奇心,不是去浇灭,而是鼓励他们对未知世界的探索。”清华大学教授鲁白不同意这种看法,他认为科学素养是需要培养的,在科学素养里,最重要的是两个能力:创造力和领导力。

 

什么是科学素养呢?经济合作与发展组织在2015年发布过一份《科学框架》报告,把科学素养定义为“作为一个喜欢思考的公民,具有参与讨论科学相关问题和科学观念的能力”,听上去很拗口,其实简单地说,就是具有科学素养的人,不仅要讲科学,而且要懂科学。那么,要懂科学,就不仅要掌握一定的科学知识,而且理解科学方法,具有科学精神,也就是具有探索、怀疑、实证和理性的精神。

 

探索精神其实是与生俱来的好奇心,连其他动物都会探索。这点秦春华说得对。然而儿童虽然有探索精神,却也容易轻信,对他们提出的问题随便给一个答案他们就满足了。他们不具有怀疑精神,也不懂得怎么通过实证和理性来分辨答案的可信、可靠程度。具有怀疑、实证、理性精神,能够做批判性思维,这些都是科学素养的主要部分,都不是天生具有的,而是必须通过后天长期的训练、培养才能形成的。比如秦春华讲了一个尼尔·阿姆斯特朗小时候要跳着上月球得到母亲的鼓励、长大后终于登上月球的故事,这个离奇的故事一见而知是胡编的,不管是秦春华自己编的还是从别的地方看来轻信地引用,都说明他很没有科学素养。

 

大家公认目前中国普通公众科学素养普遍很差,不是因为他们天生的科学素养被“浇灭”,而是科学教育没有做好。我们的教育,要么鼓励对书本、权威、领导、“大师”的崇拜、迷信,学生学了十几年科学课程却连科学究竟是什么都没搞明白;要么干脆反过来怀疑一切,连科学、理性都要怀疑。教师自己都不能理解科学,甚至有不少科研人员对科学的内涵和方法都稀里糊涂的。在这样的教育背景下,又怎么能够培养出科学素养?

 

鲁白说的创造力和领导力跟科学素养没什么关系。作家、艺术家也很有创造力,但是很多作家、艺术家的科学素养很差。企业家、官员、宗教领袖很有领导力,但是同样的很多企业家、官员、宗教领袖也很迷信,能说他们的科学素养高吗?许多大科学家不要说领导力了,连跟人交流的能力都很差,能说这些大科学家的科学素养差吗?

 

鲁白说的其实不是科学素养,而是科研能力,但领导力也只是对极少数科研人员的要求,这类科研人员鲁白称为“帅才”,说好听点是“领导型科学家”,说难听点是“科研包工头”。对大部分科研人员来说,他们需要创造力,但不需要领导力。而对普通公众来说,有创造力当然好,没有也未尝不可。普通公众需要的是分辨科学与非科学、科学与迷信、科学与伪科学的能力,能够理解科学,不被伪科学、迷信所迷惑,这才是培养科学素养的目的所在。

 

2016.4.10

 

(《环球时报》2016.4.14.)

 

赛先生从西方来

2016年4月7日星期四

“五四”前辈们提出要欢迎“德先生”和“赛先生”,那意思就是说中国本来是没有这两位先生的,所以要从外国请进来。这么说让一些国人觉得很没面子。说中国以前没有德先生,没啥可争的,谁让咱自古以来就是皇帝在当家作主呢?于是有些觉得没面子的人干脆就说德先生也不是什么好东西,咱们不要它也可以过得好好的。不过如果也要说赛先生不好,就没有市场了,我们现在从小就要学它,每天的生活也都离不开它了。有些人就说了,这个好东西我们其实是古已有之,中国古代有过什么科学发现,提出什么科学理论,还有一批中国古代科学家让我们敬仰……

 

这些人说的古代科学,和我们今天学习、研究的科学并不是一回事。我们现在说的科学,是指用一种特别的研究方法形成的知识体系。这种方法特别在哪里呢?那就是“观察-假说-验证”的方法:根据观察的结果,提出可以进行验证的假说,然后用新的观察或实验加以证明,证明不了就要放弃或改进这个假说。用这一套标准来衡量,中国古代是没有科学的,在西方文艺复兴之前,也没有哪个国家有科学。

 

比如说,一提起中国古代科技,大家马上就会想起四大发明,但是那只是技术应用,并不是一个知识体系。还有人会想到中国古代数学研究的一些辉煌成就,但是数学是科学的工具,本身并不是科学。还有人会想到中医,但是中医的理论是气、阴阳、五行等等非常模糊、抽象的哲学概念,并非客观具体的事物或现象;中医的医疗实践是主观臆测和经验积累结合在一起的,强调的是不可重复性和不可测量性,而科学方法特别强调客观性、可重复性和可测量性。

 

有一个叫李约瑟的英国剑桥大学教授,原先是研究生物化学的,在上个世纪30年代有三名中国留学生到他的实验室学习。李约瑟迷上了其中一名女学生,又因此迷上了中国古代文化,开始学习中文,后来就转而研究中国古代科技史,出版多卷本巨著《中国的科学与文明》(中文通常译作《中国科学技术史》),到他去世时也还没有出完。

 

李约瑟在研究过程中提出了一个问题:中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但是为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?这个问题通常被简化成“为何中国没有产生科学”。其实这个问题并不是李约瑟首先提出来的,在他之前中国和外国都有人提出过,只不过李约瑟的影响比较大,所以就把它叫做“李约瑟问题”。

 

李约瑟提出了问题,他自己也想给出个答案。他把原因归结到中国的“官僚体制”。全中国有文化的聪明人都被选拔、集中起来当官了,这样才能对全国做井井有条的管理。好处是具有实用价值的技术研发一开始会比较受重视,有利于早期的科技进步。坏处是不利于新观念的传播,不鼓励技术竞争,还瞧不起商业经济,最终又阻碍了科技的进步。

 

为什么中国会出现这种体制呢?李约瑟认为这和中国的地理环境有关,比如黄河经常泛滥,必须集中全国资源一起来治理水患,就形成了这样一个中央集权的官僚体制。所以说来说去,要怪中国人生错了地方。按李约瑟的说法,如果中国的地理环境和欧洲一样,像哈维、伽利略、牛顿这样的科学伟人就会诞生在中国,中文就会变成科技语言。

 

当然也有很多人不同意李约瑟的看法,提出各种各样的理论想要取而代之。一直到最近几年,这在国内学术界也还是个热点问题。就像人文学界的很多问题,见仁见智,是不可能达成共识的。早在1953年,有人拿这个问题去问爱因斯坦,爱因斯坦给回了一封短信。国内翻译出版《爱因斯坦文集》时,因为先入为主地认为中国古代有科学,所以把这封信的意思给搞反了。后来有人想去纠正它,也没纠正对。其实这封信是用很浅显的英文写的,翻译过来就是:

 

“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的:希腊哲学家(在欧几里得几何学中)发明了形式逻辑体系,以及(在文艺复兴时期)发现通过系统的实验有可能找出因果关系。在我看来,人们不必对中国圣贤没能做出这些进步感到惊讶。这些发现竟然被做出来了才是令人惊讶的。”

 

爱因斯坦不仅不认为中国古代有科学,而且还不认为这有什么值得大惊小怪的。在他看来,科学的起源是个很不平常的事件,因此不必对古代中国没有出现科学而惊讶,值得惊讶的是西方居然会发展出科学。按照爱因斯坦的意思,探讨科学为何没有在古代中国产生,跟探讨科学为何没有在世界上的其他国家产生一样没有意义,值得探讨的是为何科学竟然会在欧洲产生。

 

科学的源头是古希腊的自然哲学,那是人类文明的奇迹,的确值得惊讶。今天各个科学学科的起源大都可以一直追溯到古希腊。古希腊哲学家有时能对自然现象做出相当准确的解释,这有很大的碰运气的成分。更为重要的是他们的思考方式和一些被我们现在视为理所当然的基本假定。比如,古希腊第一个哲学家泰勒斯首先提出,对自然现象要完全用自然因素来解释,跟神灵没有关系。这种思想叫自然主义。古希腊另一位伟大哲学家德谟克利特提出,事物的任何变化都是原子的结合和分离引起的,试图根据少数几个基本观念来解释整个世界。这种思想叫还原主义。亚里斯多德创建了形式逻辑体系。自然主义、还原主义、逻辑体系,正是科学思想的基本成分,是科学研究的出发点和基本方法。

 

古希腊哲学家让我们知道,要用自然因素的相互作用来解释自然现象,而且这样的解释要符合逻辑。但是,对某一种自然现象往往可以提出好几种不同的解释,而且都符合逻辑,能够自圆其说,我们怎么知道哪一种解释、哪一套体系是正确的呢?大家只是在理论上互相争来争去,谁也说服不了谁。一直到文艺复兴时期,伽利略等人才发明了一个解决争端的办法,通过做实验来验证假说。一旦实证方法确立起来,自然哲学就变成科学了。

 

西方世界并不是天然就适合产生科学的。在古希腊之后,科学萌芽被扼杀了,西方有一千多年的时间是黑暗的中世纪,古希腊自然哲学家的著作和思想反而是在阿拉伯世界被继承了下来,到文艺复兴时期才被西方学者重新发现。科学虽然是在西方诞生的,但是是属于全人类的。科学是没有国界、没有文化属性的,是每个国家、每个民族都能掌握,都能做出贡献的。赛先生来自西方,但是并不姓西,我们也可以学习它,发展它,没有必要为此感到自卑。

 

2009.3.5.

 

(《中学生天地》A版2009年第5期)

 

处理疫苗接种信任危机的美国经验

2016年3月24日星期四

涉及儿童的健康问题,总容易激发人们的关心、愤慨和恐慌,从婴儿奶粉到疫苗,都是如此。“山东疫苗案”的爆发再度给我国疫苗接种带来信任危机,很多人表示不敢带小孩去打疫苗了,甚至还有人表示,以后要像从香港、国外带奶粉一样,要带小孩去香港、国外打疫苗。这种想法很不现实。儿童疫苗常规接种次数很多,如果不是定居海外,就要为此携家带口频繁跨境旅行。何况疫苗接种并不便宜。以美国为例,平均一剂疫苗的费用是150美元,美国居民有政府或医保买单,外国人就要自费了。

 

其实此次疫苗问题的危害,是被某些媒体、“专家”大为夸大的。按规定疫苗的运输、存储必须有严格的冷链,销售商没有达到这个要求,自然应该受到法律的严惩,但是这并不意味着没有冷藏的疫苗就变成了媒体所谓“毒疫苗”。疫苗没有冷藏、受热的后果是效力下降乃至完全失效,最大的风险是免疫无效,没能对接种者起到应有的保护作用。不同疫苗对温度的敏感性不同。有的比较敏感,一旦受热就会很快失效;有的则非常稳定,可以在较热的环境中长期保存。比如大家最为关心的狂犬病疫苗和乙肝疫苗,就都是属于最为稳定的疫苗,在37摄氏度的环境中可以存放几周都不会有问题。为保险起见,未经冷链运输、存储的疫苗不宜使用,应该召回。对接种过这些问题疫苗的人应该根据情况做出评估,看是否有补种的必要。但是无论如何,为此吓得不敢去打疫苗或推迟打疫苗,是因噎废食,健康风险更大,是对自己的小孩不负责任,也是对社会不负责任——如果免疫覆盖率太低,就会导致传染病流行。

 

国外的疫苗并非就不会出现问题。比如现在有很多中国人都跑去生小孩的美国,历史上就几次发生疫苗事件。上世纪七、八十年代,有报道声称儿童接种白喉、百日咳、破伤风混合疫苗(DPT)的话,其中的百日咳疫苗成分会导致“百日咳疫苗脑病”。尽管医学界认为这一说法没有科学依据,但经过媒体炒作,在公众中造成了恐慌,美国出现了“反DPT运动”,认为自己子女受到该疫苗伤害的家长纷纷起诉疫苗厂家,并能获得赔偿。其结果是,各个疫苗厂家为避免承担责任,选择停产DPT,只剩下一家还在生产,造成DPT疫苗短缺,对百日咳免疫接种覆盖率太低,原来已变得少见的百日咳病例上升。而且因为这一恐慌,其他疫苗的接种率也受到了影响,美国公共卫生事业面临着巨大的危机。

 

针对这种情况,美国国会通过《国家儿童疫苗伤害法案》,从每剂疫苗征收75美分税收设立专门赔偿基金,在美国联邦法庭设立一个专门部门处理疫苗伤害索赔案件,俗称疫苗法庭。认为自己或子女因为疫苗接种受到伤害者可以向疫苗法庭申请赔偿,由美国卫生与人类服务部医学专家审核是否符合赔偿要求,然后由司法部根据审核结果写成报告提交法庭,法庭指定一个仲裁人,由其决定是否给予赔偿和赔偿的金额,赔偿金由卫生与人类服务部支付。对于疫苗法庭的判决,可以上诉,被驳回的原告也可以选择到民事法庭起诉。从1988年到现在,疫苗法庭共收到16000多起申请,有14000多起已做出判决,其中有4500多起获得赔偿,共获得33亿美元的赔偿。在获得赔偿的案件中,其实大部分(约80%)是被卫生与人类服务部医学专家认为不能确立是疫苗接种引起的伤害的,但是法庭为了减少诉讼费用、息事宁人,还是通过调解给予了赔偿。所以这些判决也并非完全根据科学证据做出的。不管是美国还是中国,认为子女受到疫苗接种伤害的案件其实绝大部分都与疫苗接种无关,而是属于偶合现象:有那么多的人接种疫苗,总会有人在接种疫苗后碰巧因为其他原因得了某种重症,然后就以为是疫苗接种导致的。实际上因为疫苗接种导致的严重不良反应是极其罕见的。

 

《国家儿童疫苗伤害法案》让美国疫苗厂商没有了后顾之忧,解决了疫苗短缺的问题,在一定程度上挽救了美国公共卫生事业。但是美国公众对疫苗接种的信任危机并没有就此消除,而且会“与时俱进”变出新花样,近年来网上盛传的是接种疫苗会导致自闭症,尽管这种说法早被医学界否定,但仍然让很多人——特别是那些自以为有独立思考能力、受过良好教育的人——不让小孩接种疫苗。美国公立学校要求入学儿童必须证明已按疾控中心的建议接种疫苗,但是留了个口子,可以以信仰为由书面声明豁免该要求。那些不信任疫苗的家长就以此为由获得了豁免。其结果是原本已在美国灭绝或罕见的传染病(例如麻疹、百日咳)一再爆发。美国有的州已因此通过法律强制要求接种疫苗,不能豁免。

 

美国的危机处理方式当然不一定适用于中国。但是不管怎样,在科普的同时,制度的建设才是根本的解决办法。针对疫苗冷链失败的问题,可以考虑在中国推广世界卫生组织建议的疫苗瓶监测标签(VVM)制。这是一种贴在疫苗瓶上的热敏贴纸,会因为受热变色,根据不同疫苗的热稳定性采用不同变色速度的贴纸(37度环境中短则2天,长则30天),如果完全变色了就说明疫苗已长时间受热失效了,不能使用。

 

2016.3.22.

 

(《环球时报》2016.3.24.)

 

土鸡蛋更好吃、更健康吗?

2016年3月8日星期二

一个以前在中央电视台当记者的网络名人在网上做某家土鸡蛋的广告,说他吃土鸡蛋只吃这一家的,已经吃了好几个月了。有人翻了他一两年前发的微博,发现他曾经发了很多条微博抨击土鸡蛋,说“土鸡蛋是一个骗局”、“买土鸡蛋的都是傻子”、“买鸡蛋千万别买土鸡蛋”等等,前后跟换了一个人似的,引来了一阵冷嘲热讽。

 

这个前记者当然可以因为什么原因改变自己的观点,一年前认为买土鸡蛋的都是傻子,一年后认为买土鸡蛋的都是聪明人。我们且不去管他。之所以有人买卖价格不菲的土鸡蛋,是因为在一般人的心目中,觉得土鸡蛋和普通鸡蛋相比比较好吃和健康。好不好吃是一种主观的体验,难以有一个客观的标准,很多被认为更好吃的东西都经不起盲法试验,比如说同时让你吃土鸡蛋和普通鸡蛋,但是不预先告诉你,你可能就分辨不出来了。

 

养鸡业专家们对这个问题已经做过很多研究,他们的结论是,人们觉得鸡蛋好不好吃,取决于他们看到的蛋黄的颜色深浅,如果他们看到吃的是蛋黄深的鸡蛋,就会觉得好吃,反之就觉得不好吃。因为土鸡蛋的蛋黄颜色通常比较深,所以人们会觉得土鸡蛋好吃。但是如果在试吃的时候用一种特殊的光线照射让人看不出蛋黄的深浅,那么人们就分辨不出来哪种鸡蛋更好吃,分辨不出吃的是土鸡蛋还是普通鸡蛋。顺便说一下,人们普遍觉得棕色壳鸡蛋比白壳鸡蛋好吃,所以土鸡蛋都是棕色壳的,选的是那些下棕色壳鸡蛋的鸡品种(鸡下什么颜色的鸡蛋,取决于鸡的品种),其实这也是错觉。所有的鸡蛋吃起来都是一样的,除非由于用了某种特别的饲料让鸡蛋有了“异味”,比如为了增加鸡蛋中欧米伽3脂肪酸的含量,在饲料中加了鱼油,这时候鸡蛋就会有鱼腥味。

 

所以你觉得土鸡蛋好吃,乃是一个主观错觉。鸡蛋是不是更健康倒是可以有非常客观的标准。那么土鸡蛋是不是更健康呢?

 

土鸡蛋除了下蛋的鸡的品种可能不同,主要指鸡是在农家环境下放养的,而普通鸡蛋是工业化笼养的鸡下的。所以这个问题可以转化成,放养的鸡下的蛋是不是比笼养的鸡下的蛋更健康?

 

要比较两种食品的健康程度,可以从两方面入手:比较营养成分,看哪一种更富有营养;比较有害成分,看哪一种健康风险更小。

 

我们先来比较放养鸡蛋和笼养鸡蛋的营养成分。鸡蛋的主要营养成分是蛋白质、脂肪、维生素、矿物质。有人对市场上的鸡蛋做了抽查,得出结论说放养鸡蛋的营养成分比笼养鸡蛋高,甚至高得惊人,比如说放养鸡蛋中维生素E的含量是笼养鸡蛋的四倍。不过这项研究是一家提倡有机食品的组织做的,带着偏见,没有经过同行评议,是不可靠的。鸡蛋的营养成分和鸡的品种、下蛋鸡的年龄、饲料等多种因素有关,本身变化就很大,这种市场抽查研究是很不严谨的。

 

美国北卡罗来纳州立大学研究人员做了一项更严谨的研究,他们让同一个品种的鸡在同一时间孵化,接受相同的看管(例如光照、疫苗接种、补充饲料等都相同),唯一的差别是一组是放养的,一组是笼养的。结果发现它们下的鸡蛋的维生素A、维生素E和胆固醇的含量是一样的,但是放养鸡蛋的总脂肪含量比笼养鸡蛋的高,这并不是什么好事。欧米伽3脂肪酸被认为是有益健康的“好脂肪”,它在放养鸡蛋中的含量也比笼养鸡蛋略高一些,一个占0.17%,一个占0.14%,很难说这点差别会有什么营养价值。

 

这个研究没有比较鸡蛋的蛋白质含量。但是有另外的几项研究都发现笼养鸡蛋的蛋白质含量比放养鸡蛋高。放养鸡蛋也并非一无是处。有几项研究都表明放养鸡蛋中的类胡萝卜素含量高于笼养鸡蛋(这就是为什么放养鸡蛋的蛋黄颜色往往比较深,因为蛋黄颜色取决于类胡萝卜素的含量)。如果要提高笼养鸡蛋中的类胡萝卜素含量,只要改进饲料配方,多加入类胡萝卜素即可。所以总体来说放养鸡蛋的营养成分并不比笼养鸡蛋高,甚至可以说比较差。

 

我们再来比较两种鸡蛋的健康风险。鸡蛋的健康风险首先要考虑的是它会感染某些对人体健康有害的微生物,特别是沙门氏菌。在鸡蛋形成过程中,沙门氏菌能够进入到鸡蛋里面。所以即使鸡蛋没有破裂、蛋壳经过消毒,并不等于鸡蛋就是干净无菌的。被沙门氏菌感染的鸡蛋比例不高,美国的估计是大约只有0.005%的鸡蛋被沙门氏菌感染,但是美国鸡蛋年产量是700亿个,这就意味着每年有350万个鸡蛋被沙门氏菌感染,对健康仍然是很大的危险,人因为食用被沙门氏菌感染的鸡蛋发生食物中毒乃至死亡的病例相当常见。在沙门氏菌导致的食物中毒事件中,75%和鸡蛋有关系。

 

那么放养鸡蛋和笼养鸡蛋哪一种更容易感染有害微生物呢?不幸的是,不同的研究出现了相互矛盾的结果,有的发现放养鸡蛋有害微生物含量更高,有的发现笼养鸡蛋有害微生物含量更高,有的发现二者无区别。有很多因素会影响有害微生物在鸡群中的传播,出现这种相互矛盾的结果并不奇怪。比如说,不管是放养鸡还是笼养鸡,如果鸡群密度大、环境不卫生、周围苍蝇太多,那么病原体就容易传播。不过,从生物安全角度看,放养鸡更难以控制,它们会接触到昆虫、野鸟、鼠类等野生动物这些有害微生物的宿主或载体,会接触到受有害微生物污染的土壤、水源,是难以预防、控制的,风险要比在可控环境中饲养的笼养鸡更大。

 

如果坚持不吃生鸡蛋或半生不熟的鸡蛋,那么被病原体感染中毒的风险基本上就没有了。但是还有一种健康风险不是通过有效的烹饪就能消除的,那就是鸡在进食的时候会摄入一些环境毒素,而这些环境毒素会在鸡蛋中积蓄下来,再被人吃下去。这些环境毒素包括重金属、杀虫剂以及有机污染物(例如二噁英)。这些环境毒素会在食物链中累积,被人吃下去后则很难被人体清除掉,也能在人体中累积,因此即使每次摄入的量很少,长期地摄入之后最终仍然能对人体产生不良影响,应该尽量减少对它们的摄入。

 

笼养鸡的饲料是严格控制的,如果饲料、养殖设备不受污染,就不容易摄入环境毒素,一旦发现饲料、养殖设备受污染,也容易消除。而放养鸡到处跑到处吃,与外界土壤和生物直接接触,吃种子、吃虫子、吃土,周围有什么就吃什么,对它们的摄食是难以控制的,就很容易摄入环境毒素。所以理论上放养鸡蛋中的环境毒素应该普遍高于笼养鸡蛋,如果饲养环境受污染的话,含量就会高得惊人。

 

实际检测的结果也是如此。其中研究最多的是二噁英类有机污染物,包括多氯二苯并二噁英(PCDD)、多氯二苯并呋喃(PCDF)和多氯联苯(PCB)。这些有机污染物在环境中几乎无处不在,进入生物体后难以清除。美国加州一项研究发现,在一家木材加工厂(使用了五氯苯酚作为木材防腐剂)附近放养的鸡产下的鸡蛋,二噁英的含量极高,其PCDD和PCDF的量是笼养鸡的100倍。这些污染物来自受木材加工污染的土壤。这项研究证明了土壤中的二噁英能在鸡蛋中积蓄。即使在未受严重污染的土壤放养的鸡,甚至是在没有工厂的农村放养的鸡,其鸡蛋中的二噁英含量仍然要比笼养鸡高得多。欧洲的一项研究表明,放养鸡蛋中几乎有10%其PCDD/F残留超过了欧盟的最高限量(3皮克/每克脂肪),而笼养鸡蛋都远远低于限量(95%低于0.83皮克/每克脂肪)。除了有机污染物,环境中的杀虫剂和重金属也能进入鸡蛋中。巴西的研究发现,放养鸡蛋中的DDT含量是同一地区笼养鸡蛋的DDT含量的一千倍,虽然那个地区已经有九年没有使用过DDT了,但是残留在土壤和生物体中的DDT还是能跑到鸡蛋里头去。比利时的研究则表明,放养鸡蛋中铅、汞、钴、铊等重金属的含量比笼养鸡蛋高了2~6倍,它们可能也是从土壤中来的。

 

所以土鸡蛋并不更好吃,也不具有更高的营养价值,反而有更高的健康风险,不仅不是更加健康,反而是更加不健康。当然,我并不是吓唬你让你从此不敢吃土鸡蛋。偶尔吃吃是没有关系的,但是花大价钱专门吃土鸡蛋,不能就说是“傻子”,但是的确没有必要,而且健康风险也大了。

 

2016.1.19.

 

(《科学世界》2016.3.)

 

 

我国公众的基本科学素养能有多低?

2016年2月29日星期一

最近国内网上最热的一个词,大概就是“引力波”了。国外科学家直接检测到引力波,验证了爱因斯坦一百年前的科学预言,懂与不懂的都跟着兴奋了几天。然后,突然有人翻出了五年前一个电视选秀节目的视频,一个初中学历的下岗工人在介绍他自称能得几个诺贝尔奖的成果时,遭到评委的否定,但因为他蹦出的一串术语里头有一个“引力波”,很多人认为既然引力波的存在现在被证实了,评委就该给这个“诺贝尔哥”道歉,甚至还有人感叹由于评委的无知打压,让中国一个诺贝尔奖拱手相让。再后来,一些科学家、科普人士都出来解释“诺贝尔哥”说的引力波和国外检测到的引力波不是一回事,但仍然有很多人认为评委不尊重别人的科学梦想,还是要道歉。

 

从网上舆论看,绝大部分人都是支持“诺贝尔哥”的。于是就让人感慨中国公众基本科学素养之低了。那些分不清爱因斯坦的引力波和“诺贝尔哥”的引力波的差别,仅仅因为用了同样三个字就以为是一回事的人,可以说是缺乏科学知识。而那些明明知道“诺贝尔哥”说的引力波不是科学界说的引力波的人,却还要支持“诺贝尔哥”的科学梦想,说明他们也许不缺科学知识,但是却不了解科学方法,没有科学精神。科学梦想是要建立在实证和逻辑基础上的,是要经得起别人的怀疑、批评的,而不是信口开河的胡思乱想。一个具有科学素养的人,不仅要掌握一定的科学知识,而且还要掌握科学方法,具有科学精神,具有分辨科学与伪科学、科学与非科学的能力。否则的话就不能算是有基本科学素养。

 

那么中国公众的基本科学素养有多高呢?中国科协下属的一个机构十几年来做过几次抽样调查,根据这个调查结果,2001年我国公众具备基本科学素养的比例为1.4%,2003年达到1.98%,2007年达到2.25%,2010年达到3.27%,而最新的2015年调查结果这个比例已经达到了6.2%。比例虽然不高,但是逐年上升,每隔几年就翻一番,2015年具备基本科学素养的公众人数竟然是2001年的四倍多,短短14年间就发生了天翻地覆的变化,不由让人惊叹中国科普工作之成功、之高效,按这个发展势头,过不了多久,中国公众就普遍具有了基本科学素养,值得世界各国来取经、学习了。

 

恰恰是在2001年前后,我开始把主要精力用于从事科普工作,而根据我自身的体会,这十几年来不能说中国科普工作没有进展,但要说有了什么实质性的改观,却也难以让人信服。比如十几年前我就在批评“诺贝尔哥”这类的“伪科学妄想家”,当时就遭到普遍反对,而十几年后再批,仍然是骂声一片。又比如十几年前我就在科普转基因,批评国内舆论对转基因的妖魔化,而十几年后还在做着同样的事情,舆论至今没有逆转。

 

所以如此成绩斐然的调查结果,如果不是为了表明科普业绩而拼凑的,就是抽样调查的设计有问题。这种抽样调查基本上是采用美国的问卷设计,而中美国情不同,能够用来判定美国人的科学素养的问卷,就不一定能适用于中国人。例如,由于受宗教的影响,很多美国人不接受进化论,那么一个美国人是否相信人类是从早期的动物进化来的,就可以作为他是否具备科学素养的一个标准,毕竟,一个具备科学素养的人,在对科学事实做出判断时,不能受信仰的干扰。而中国没有美国那样的宗教背景,接受进化论的阻力就要小得多,相信人类是从早期的动物进化来的中国人数也比美国多得多,但能因此说这些中国人的科学素养就比美国人高吗?

 

可见中国也应该有自己的科学素养判断标准。对本民族传统医术(也就是所谓中医)的态度,就是一个很好的标准。中国人受传统文化的影响之大,类似于美国人受宗教的影响。几乎所有的中国人都想当然地相信、接受传统医术。那么能否超出朴素的民族感情,科学、理性地看待传统医术,就是判断一个中国人是否有基本科学素养的金标准。如果按这个标准,具有基本科学素养的我国公众比例可能连1%都不到。“诺贝尔哥”事件也提醒我们,中国公众基本科学素养出乎意料的低,中国科普事业仍然任重道远。

 

2016.2.24.

 

(《环球时报》2016.2.29,发表时有删改)