方舟子的Blog

光是一种波，波的传播遇到障碍物的时候，会绕弯，发生衍射。障碍物不一定是物体，也可以是一条狭缝，大家回忆一下，在中学物理课上介绍过光的狭缝衍射：一束光穿过狭缝时，由于传播受到限制，就会发生衍射，除了中间一条亮条纹，两侧还出现了一系列明暗相间的条纹。现在设想狭缝变成了一个小孔，这样光的传播在各个方向上都受到限制，通过小孔后，会在中间出现一个亮斑，周围是明暗相间的环。英国天文学家艾里在1835年最早解释了这个现象，这个亮斑就被叫做艾里斑。
为什么一个天文学家会去研究这个问题呢？天文观测要用到望远镜，望远镜是凸透镜，光线通过凸透镜后聚焦在某一点上。凸透镜有一定的口径，这样光线在透过它时也会受到限制，就会出现艾里斑。艾里斑的直径大小，和光波波长、焦距成正比，和透镜口径成反比。透镜口径越大，艾里斑越小，但透镜口径不可能无限大，所以即使是一个几何意义上的无限小的点，通过透镜后，也会变成一个有一定大小的光斑。艾里斑影响了望远镜的分辨率。
显微镜用的也是凸透镜，光线透过它也会产生艾里斑，我们通过显微镜看到的一个点，其实是一个光斑。如果观察的两个点离得比较远，我们还能分辨得出。但是如果两个点靠得非常近，近到它们产生的艾里斑重叠在一起，我们就分不清是两个点了，而只是看到模糊的一团。所以艾里斑也决定了显微镜的分辨极限。1873年，德国物理学家阿贝发现了显微镜分辨极限的公式，被叫做阿贝极限。它大约等于光波波长的一半。可见光中波长最短的紫光的波长大约是400纳米，阿贝极限也就是大约200纳米。也就是说，如果两个点的距离达到200纳米，用光学显微镜就分辨不出了。这大约相当于放大1500倍。这就是光学显微镜的分辨极限。
但是病毒、生物大分子的尺度都小于200纳米，光学显微镜没法看到它们。要突破光学显微镜的极限，就要使用比可见光波长还短的波来观测，例如紫外线、X射线，还有电子束。没错，电子束也能形成波，只不过波长极短，这使得电子显微镜的分辨率能够达到0.2纳米，放大上百万倍。但是电子显微镜有一些缺点，限制了它的使用。例如，样本必须切得非常薄，放在真空中观察，这就没法用来观察活的样本了。
有没有可能让光学显微镜绕开阿贝极限，观察到比200纳米还小的物体呢？荧光显微镜的出现让这成为可能。荧光显微镜是给样本带上荧光标记（例如使用荧光染料或荧光蛋白），然后观测它发出的荧光。荧光是荧光物质在吸收了光线传递给它的能量之后，受激发发出的光。我们可以控制荧光分子发光和不发光。这个特点很有用。
打一个比方。有4个点排成一条直线，每两点之间的距离是200纳米，用光学显微镜是分辨不清的。我们给这4个点带上荧光标记，但是每次只让一个点发光，拍摄下来，把4次拍摄的结果重叠起来，就可以获得这4个点的显微图像。我们也可以先让第1个点和第3个点发光、拍摄，由于两点之间距离400纳米，可以分辨得清；然后再让第2个点和第4个点发光、拍摄，它们之间的距离也超过阿贝极限，也可以分辨得清。把两次拍摄结果重叠，也可以获得4个点的显微图像。
这两种方法其实都是巧妙地用时间来换取空间，一次性观察不到的，就分多次观察，再拼凑出完整的图像。这样就可以绕开阿贝极限。今年诺贝尔化学奖颁发给超分辨率荧光显微镜的发明者，以表彰他们让光学显微镜绕过阿贝极限，让分辨率达到纳米级别。他们采用的，就是类似上述的方法。
这个发明其实和化学关系不大，它对生物医学的研究意义重大。它让人们能够观察到活生生的纳米级别的生命现象。就在诺贝尔化学奖宣布的同一天，美国《科学》杂志发表了一篇论文，用超分辨率荧光显微镜看到了艾滋病病毒是如何入侵T细胞的。假如诺贝尔奖让我来发，我会发给这个发明生理学奖。

2014.10.15

（《新华每日电讯》2014.5.17）

天津科技大学在中国方便食品大会上发布报告称，方便面并非垃圾食品，而是营养均衡的食品，比包子等传统主食的营养还要均衡。他们是怎么得出这个匪夷所思的结论的呢？原来，他们比较了常见主食中碳水化合物、蛋白质、脂肪这三种宏量营养素含量的比例，认为方便面非常接近世界卫生组织推荐的膳食能量构成（来自碳水化合物的能量占比为55%-65%，来自脂肪的能量占比为20%-30%，来自蛋白质的能量占比为11%-15%），因此是营养均衡，而包子含油量太大，因此营养不均衡。

但是世界卫生组织推荐的膳食能量构成，指的是一天的膳食能量构成，而不是指某种食品。我们在一天当中如果吃了别的食品，这个比例就发生了变化。由于我们并不是一天到晚只吃方便面而别的什么都不吃了，所以即使方便面三种宏量营养素的比例适当，也没有什么意义。

在考虑宏量营养素的摄取是否健康时，不能仅仅看宏量营养素的量，还要看宏量营养素的品质。脂肪酸有多种种类，有的是人体必需的，有的不是人体必需的；有的有益健康，有的则有害健康，不能一概而论。蛋白质由20种氨基酸组成，其中有的是人体必需的，有的不是人体必需的。有的蛋白质含有全部的必需氨基酸而且氨基酸比例恰当，称为完全蛋白质，是品质较好的蛋白质；而有的蛋白质缺乏某种或某几种氨基酸，属于品质较差的不完全蛋白质。方便面中的谷类蛋白属于品质差的蛋白质，而肉包子肉馅中的肉类蛋白属于品质好的蛋白质。所以就蛋白质的品质而言，肉包子是强于方便面的。

在评价一种食品的营养是否均衡时，不能只看宏量营养素，还要看微量营养素，包括维生素和矿物质。方便面的主要成分是面粉，缺乏多种维生素（例如维生素C、维生素B12）和矿物质（例如铁、钙），而包子如果馅里加入适当的蔬菜和肉类的话，是可以补充面食中维生素和矿物质的不足的。

简单地把方便面与包子做比较是荒唐的。各种方便面的营养成分基本一致（调料包量太少，其营养价值可以忽略），而包子有各种各样的馅，营养成分变化很大。天津科技大学称包子的含油量大，高达77%，大概只是测了那种一咬一嘴油的汤包。但是包子还有别的馅的，甚至还有素馅的，脂肪含量就不会很高。通过选择恰当的配料做馅，包子是可以做得营养很均衡的，比方便面均衡得多。

方便面近来经常要闹点新闻，比如以前央视微博曾叫大家别吃方便面，声称方便面含有25种添加剂，是有毒食品。事实上，方便面的添加剂包括面粉品质改良剂、抗氧化剂、增味剂、色素等，在使用剂量内并没什么害。现在天津科技大学出来美化方便面，不知是否是对方便面长期被妖魔化的反弹，或是拿了方便面厂商的资助。其实方便面固然不是有毒食品，但也不是健康食品。方便面最大的问题是含盐量太高，一包方便面的含盐量等于一天的食盐限量了，所以吃方便面要尽量少放其调料包。方便面的另一大问题是营养不均衡，主要只是提供能量的，缺乏优质蛋白质和多种微量营养素，所以吃方便面时还要同时吃鸡蛋、牛奶、肉、蔬菜、水果等其他食品，以保证营养均衡。

2014.9.14.

（《新华每日电讯》2014.9.19）

把苹果切成片，不马上吃掉的话，很快就会变成褐色。我们从小就知道，这是“氧化”了。其他的植物食品有的也有类似的现象，例如土豆切片，也会很快变成褐色。但是有的植物食品却没有这样现象，这是为什么呢？它们为什么不怕氧气？

苹果、土豆中被氧化的物质，属于酚类物质，但是酚类物质遇到氧气是不会很快被氧化的，这个反应过程需要催化剂的催化，这种催化剂是苹果细胞制造的一种蛋白质，叫多酚氧化酶。在正常情况下，多酚氧化酶在细胞的质体内，酚类物质在细胞的液泡内，位于不同的地方，互相不接触，不会起反应。但是一旦苹果受挤压、磨损、切割，细胞破裂，多酚氧化酶和酚类物质碰到了一起，就会把酚类物质氧化成醌类物质，醌类物质再进而变成黑色素，苹果受伤的部位就变成褐色的了。有时苹果表面看上去完好，但因为在采摘时挤压过，里面受伤部位也已褐化了。

为什么会产生这种现象呢？这可能是植物抵抗害虫、病原体侵袭，保护自己的一种方式。例如，西红柿的叶片中含有很高含量的多酚氧化酶，如果受伤还会刺激它生产更多的多酚氧化酶，而多酚氧化酶越高，就越能抵抗害虫的入侵，反之，则容易受到害虫入侵。有些茄科植物甚至能通过组织褐化困住入侵的害虫。但是多酚氧化酶在苹果中似乎没什么用，比较不同品种的苹果，发现它们的多酚氧化酶含量与它们受害虫感染的程度并不存在相关性。多酚氧化酶有可能只是苹果从它们的祖先继承下来的没用遗产。

但是褐化却会对苹果产业造成麻烦。并不仅仅是影响卖相，而且因为苹果的香味、口味来自于酚类物质，酚类物质被氧化了，会降低苹果品质。有时苹果要切片了销售，而有的苹果产品生产更离不开对苹果组织的破坏，例如生产苹果汁、苹果干，那么这时候褐化就成为一大问题。这可以通过添加某种化学物质抑制多酚氧化酶活性的办法来解决，例如常用的有添加柠檬酸、亚硫酸盐，但这样做不仅增加了生产成本，而且这些物质本身又会改变苹果的味道，有的过量食用还有健康风险。

可不可以培育出不容易褐化的苹果呢？可以的，市场上也的确有低褐化或慢褐化的苹果品种。褐化是因为酚类物质被多酚氧化酶氧化引起的，那么要减少褐化，就有两条培育思路。一种办法是减少苹果中酚类物质的含量。不同苹果品种的酚类物质含量不同，有的含量高，有的含量低，含量高的容易褐化，含量低的不容易褐化。通过培育，是可以培育出酚类物质含量很低的苹果品种的。但是酚类物质对苹果来说并不是多余的，有重要的生理功能，而且苹果的香味和口味就来自于酚类物质，所以如果酚类物质太低，苹果产量和品质都会受影响。所以这不是一个好方法。

另一种办法是降低苹果中多酚氧化酶的含量。多酚氧化酶是由基因编码、控制生产的，通过培育，可以筛选出发生变异的多酚氧化酶基因，它们编码的多酚氧化酶活性低或丧失了活性。但是这需要很长时间的、多达几十年的精心培育，而且多酚氧化酶有四个基因，通过传统的育种方法想获得四个基因都同时发生变异的品种，几乎是不可能的事。

但是用基因工程的方法，在苹果的基因组中插入四个基因片段，却可以让这四个多酚氧化酶基因都一下子失灵，不再生产多酚氧化酶，这种苹果中几乎不含多酚氧化酶，即使受到了损伤，也不会褐化，其果肉切开后在几天内都会保持白色，所以被叫做“北极苹果”。这种苹果已经研制出来，目前在美国处于最后的审批阶段，有望成为第一种上市的转基因大众水果。

还有别的因素会让苹果褐化，例如苹果发霉、腐烂，受真菌、细菌感染，也会褐化。“北极苹果”并不能抵抗真菌、细菌感染，所以它一旦褐化了，就意味着变质不能吃了。而普通的苹果是区分不了多酚氧化酶引起的无害褐化和病原体感染引起的有害褐化的，你吃了一个有褐斑的苹果，以为是氧化造成的，说不定其实是受了真菌的感染。在这个意义上，“北极苹果”不仅仅是卖相好、品质高，对减少我们摄入真菌、细菌毒素，也是有好处的。

2014.9.10

（《新华每日电讯》2014.9.12）

最近这段时间，恒大粮油在媒体上大做非转基因“放心米”广告，推销一种天价“有机大米”，售价高达每斤63元，是普通大米的二十多倍。其广告声称，“好吃的米饭不用吃菜”。如果一顿饭能只吃米饭不吃菜，省下了菜钱，买天价大米倒也值了。问题是，这样做行吗？我们吃米饭之所以要配菜，原因不是因为米饭不好吃，而是为了保证足够的营养。我们需要的营养素，分为碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质五大类。我们就来看看这五大类营养素在大米中的含量，看是否足以满足人体的需要。

碳水化合物的作用主要是为身体提供能量。大米中碳水化合物的含量极高，每100克大米（指生米，下同。煮熟后有的营养素含量会减少）含有高达80克的碳水化合物，很容易满足人体对能量的需求。在这个意义上，大米是一种很好的主食，这就是为什么全世界有一半以上的人口选择了大米作为主食。在三大主粮中，大米对人类膳食能量的贡献是最大的，提供了20%，小麦提供了19%，玉米提供了5%。

大米中含量占第二位的物质是水，大约占了12%。去掉了碳水化合物和水之后，剩下的东西就不多了。例如，对我们生命活动至关重要的蛋白质含量，在大米中就少得可怜，每100克大米只含大约7克。而且大米蛋白质缺乏赖氨酸这种必需氨基酸，不是优良蛋白，大部分是没法被人体吸收利用的。联合国粮农组织采用一种叫可消化不可缺氨基酸分数（DIAAS）的方法来评价蛋白质的品质。按这种方法，大米蛋白的得分不到0.4，而大豆蛋白的得分是1，浓缩牛奶蛋白的得分是1.31。所以靠吃米饭，无法满足人体对蛋白质的需求。

脂肪的作用除了作为能量物质，还参与人体一些重要的生理功能。有两种重要的脂肪酸（亚麻酸和亚油酸）是人体无法合成的，必须从食物中摄入，称为必需脂肪酸。大米中脂肪含量很低（不到0.7%），而且不含必需脂肪酸。所以靠吃米饭，也无法满足人体对脂肪的需求。

人体需要的维生素有很多种。有的维生素在大米中完全没有，包括维生素C、维生素A（可从胡萝卜素转化）、维生素D和维生素B12。除了维生素D人体可通过晒太阳自己合成，其他三种维生素都必须从食物中吸收。长期缺乏这三种维生素，将会导致坏血病、失明、恶性贫血等多种严重疾病，直至死亡。大米中有的维生素虽然有，但是含量非常低，可以忽略不计，例如维生素B1、B2、叶酸、胆碱。只有泛酸、烟酸、维生素B6含量相对多一些，但也不足以完全满足人体需求。所以靠吃米饭，也无法满足人体对维生素的需求。

人体需要的矿物质也有很多种。有的在大米中含量非常低，包括铁、钙、镁、钾等，几乎没有。而且大米中含有抗营养因子植酸，会影响人体对铁、钙、锰、锌等矿物质的吸收。所以靠吃米饭，也无法满足人体对矿物质的需求。

总之，大米的主要作用就是提供能量，是用来填饱肚子的，重要的营养素要么没有要么很少，必须通过动物性食物、蔬菜、水果来补充。只吃大米不吃菜，会导致严重的营养不良。为了保证营养，再好吃的米饭也要吃菜，还要吃大量的菜，米饭反而要少吃。号称“好吃的米饭不用吃菜”，对消费者是严重的误导。

世界上还有很多贫困的人口，他们除了能靠大米填饱肚子，平时吃不到别的食物，这些人就很容易营养不良。如果我们能对水稻进行改良，提高大米的蛋白质品种，让它含有各种丰富的维生素、矿物质，就能让它变成一种营养完备的食品，到那时候，才能做到只吃米饭不吃菜。要做到这一点，只有通过转基因技术，从别的物种引入新的基因，例如从玉米引入的基因让大米也含有胡萝卜素，变成“金大米”。但是恒大粮油的广告却暗示，转基因大米不是“放心米”。

2014.9.3.

（《新华每日电讯》2014.9.5）

在美国名人圈发起的“冰桶挑战”慈善游戏像病毒一样传遍了全世界。游戏的基本规则是，某人往自己头上浇一桶冰水，然后点名向三个人挑战，要求他们在24小时之内要么也往自己头上浇一桶冰水，要么向美国ALS（肌萎缩侧索硬化，俗称“渐冻人”）协会捐款100美元。随着活动的传播，参与的人群也越来越广泛，不仅名人参与，非名人也参与。为了吸引眼球，活动形式也变得越来勇猛。最猛猛不过自称“中国首善”的陈光标。他在表演了裆口砸大冰之后，又把自己泡在“零下20度”的冰水中半个小时，声称有谁能破其纪录他就捐款100万。可惜这种说法违反了物理学基本常识。常态下冰水混合物能够达到的最低温度是零度，世界上并不存在零下20度的冰水。

除了涉嫌炒作、造假，难免的，还有事故。有的人被冰块砸伤了头。也有的人被冰桶砸伤了头。美国肯塔基的四名消防员在用消防车的梯子帮助大学生乐队完成冰桶挑战时，触电受伤。新西兰一名40岁男子在完成冰桶挑战的同时，喝了一瓶酒，5个小时后因心搏骤停被送往医院，一天后不治身亡。当地警方认为他的死是因为喝酒引起，但是一名曾经在牛津大学研究过人体对冰水的反应现象的医生指出，这名男子的死可能与喝酒无关，光是往头上浇冰水就足以引发心搏骤停。

这是因为往头上浇冰水会让人体以为头部被冷水淹没，不由自主地做出潜水反射，对某些人来说，这就可能诱发心脏病发作。首先是心跳减慢，要比平时慢10%～25%。其次是血管收缩，从手指、脚趾的毛细血管开始，然后是上臂、小腿，之后是胳膊、大腿，同时皮肤表面、消化道等部位的血管也收缩，把这些非关键器官的血液都送到了两个最重要的器官：大脑和心脏。之所以会出现这样的反应，是因为人体发现处于无氧的环境，没法靠呼吸来获得氧气，所以必须尽量减少身体对氧气的消耗，尽量保证大脑和心脏不会因缺氧而受损。只要人的头部接触到21摄氏度以下的冷水或冰，就会让身体以为已溺水而做出潜水反射。水温越低，反应越明显。如果同时屏气，会加剧潜水反射。

所有的哺乳动物都有潜水反射，这是哺乳动物的共同祖先长期进化出来的一种本能。对于海狮等水生哺乳动物来说，潜水反射是它们日常生活所必需的，能够让它们在水下活动几十分钟。对于陆生哺乳动物来说，潜水反射是它们意外溺水时防止身亡的保护措施。婴儿的潜水反射要比成人更明显，如果体温迅速下降的话，他们甚至能够进入一种类似冬眠的状态，心脏停止了跳动，但是身体并没有死亡，只是新陈代谢变得极为缓慢。有时这会救了他们的命。

2010年9月一个寒冷的晚上，美国科罗拉多州一名21个月大的男婴戈尔趁母亲不备，打开别墅的后门跑出去，掉进冰冷的河水中。25分钟后，他被从河水中救出，送往医院抢救，到医院时他心脏停止跳动已达50分钟。48小时后，他被救醒，身体未受到明显伤害。

我们可以还原一下小戈尔的溺水过程。当他掉进河中、冷水触及他的脸部的那一刻，身体立即出现了潜水反射，减少了对氧气的需求。接下去，由于新陈代谢缓慢，身体没法产生足够的热量，体温迅速下降，他吸进去的冷水让他的身体冷却得更快，当体温降到31摄氏度时，进入昏迷状态。但此时新陈代谢还在缓慢地进行着，细胞在做无氧呼吸，会产生乳酸这种代谢废物。如果小戈尔的身体体温马上回升、血管舒张的话，积蓄的乳酸被迅速释放到血液中，会引起致命的酸中毒。所以他被慢慢地升温、唤醒，同时还往血液里注射了一些药物中和乳酸。

心脏停止跳动50分钟还能被救活，是个医学奇迹，但也不神秘，得益于进化出来的保护性反射。但是当这种保护性反射被滥用时，结果却也会是致命的。“冰桶挑战”就是挑战人的潜水反射的危险游戏。

2014.8.27

（《新华每日电讯》2014.8.29）

最近又有几个影视明星因为吸毒被拘留，他们吸的都是大麻。网上就又出现了为这些明星辩护，要求让大麻合法化的声音。有些人引用国外资料，声称吸大麻不仅对身体无害，而且对身体有益，比如有人引用美国一个主张毒品合法化的民间机构“毒品政策联盟”的宣传单，说吸大麻能抗癌。大麻对身体的危害，我以前已经谈过。我们现在就来看看，吸大麻是否能抗癌。

大麻的活性成分四氢大麻酚在上个世纪60年代被分离出来以后，科学家对它以及与其类似的天然或人工合成的化合物（统称大麻素）的药理作用就很感兴趣。从70年代开始就有了大麻素抗癌作用的研究，到现在相关的研究论文有上千篇。这些研究发现，大麻素与体内大麻素受体结合后，能让细胞凋亡、抑制细胞分裂、抑制细胞移动等，这些变化可能有助于抗癌。一些体外细胞实验和动物实验也表明大麻素的确能够杀死某些类型的癌细胞。例如，一项实验结果表明大麻素能杀死乳腺癌细胞，而对正常的乳腺细胞没有什么影响。另一项实验表明大麻素能防止小鼠的结肠发炎，可能能降低结肠癌的风险。

但是体外实验和动物实验只能算是初步的实验，并不能用以证明疗效。要证明药物的疗效需要做人体临床试验。而到现在还几乎没有人做过大麻素抗癌的临床试验，我能查到的只有一项临床试验，是西班牙研究人员在2006年发表的。他们在9名脑瘤晚期病人的头上开口插管，往大脑里注入四氢大麻酚，其中有8名病人的脑瘤细胞生长受到了抑制，似乎有些效果。但这9名病人在一年内全部死亡。这个试验的试验人数太少，没有对照组，只能算是非常初步的临床试验，并不能说明问题。

所以，那些声称吸大麻能够抗癌的，根据的只是一些非常初步的实验结果，这些结果并不可靠。有些类似的实验却得出了相反的结论。例如，有的实验发现，在某些条件下，大麻素不仅不能抑制、反而刺激了癌细胞的生长。也有的实验发现，大麻素一开始能抑制癌细胞的生长，但癌细胞很快会出现抗药性，又开始生长。还有的实验发现，大麻素能干扰免疫系统识别、消灭肿瘤细胞的功能，不利于预防、治疗癌症。

总之，经过了四十年大量研究，对大麻素究竟能否抗癌，还没法得出结论，只能说有这种可能性。即使将来确证了大麻素的确具有抗癌作用，那也只是用来研制新药，与吸大麻没有什么关系。这些抗癌实验使用的是高度纯化的大麻素，剂量远远大于吸大麻所能摄入的大麻素的量，想靠吸大麻来预防、治疗癌症只是幻想。相反地，已知在大麻中含有至少50种致癌物，吸大麻有可能增加患癌症的风险。有些研究也的确发现吸大麻的人患肺癌、膀胱癌、睾丸癌的风险要比一般人高。

大麻是使用人数最多的毒品，全世界有大约3亿人曾经吸过大麻。那些主张大麻合法化的人，可能自己或亲属就在吸大麻，或者看到大麻合法化后的商机，这就使得他们难以有客观的立场。我们对他们出示的事实要有戒心，那是宣传，并非科学。

2014.8.20

（《新华每日电讯》2014.8.22）

（按：这是为《新华每日电讯》的专栏写的，但没能通过编辑审稿。介绍事实的文章不能登，崔永元、云无心等人造谣的言论却能登，这就是中国媒体舆论的现状。）

转基因作物最早在美国研发成功；最早在美国上市（1994年）；在美国种植最多：2013年美国种植了7010多万公顷的转基因作物，在世界上排第一位，而中国只种植了420万公顷的转基因作物，在世界上排第六位；在美国消费最多，美国市场上的包装食品大约70%～80%含有转基因成分，玉米、大豆、甜菜、油菜、棉花等主要作物90%种植的是转基因品种。这些事实，不用跑美国做调查，只要到专业或政府部门网站上找一找，就能看到。有人说，美国转基因作物之所以种得多、吃得多，是因为美国政府部门对转基因作物控制得严，所以让人放心。果真如此吗？

美国政府部门对转基因作物的管理政策，是在里根总统时期就已经定下来了，称为“管理生物技术的协调框架”，由白宫科技政策办公室在1984年提出，1986年确定。制定该政策的目的是为了既确保公共安全，又不会因为过于严格的管理而妨碍生物技术产业的发展。其原则是：着重于管理转基因技术的产品，而不是研发、生产过程；只在对风险做科学评估的基础上进行管理；转基因产品是现有产品的延伸，因此现有的法规已足以用来管理转基因产品，也就是说，没有必要特别为转基因产品制定新的法律。

美国因此也没有专门为管理转基因作物而设立新的部门。对转基因作物的管理根据需要分别由美国农业部、美国食品药品管理局和美国环保署三个部门管理。农业部负责管理转基因作物对其他作物的影响，例如是否会变成杂草之类的有害植物。研发机构在完成对转基因作物的试验后，即可以向农业部提出申请，农业部植物与动物健康检验局审核后对其“解除管制”，就可以做商业化种植。

转基因作物的产品如果要作为食品上市，则还要接受美国食品药品管理局（FDA）的管理。根据美国法律，食品上市前并不需要经过FDA审批，转基因食品也是如此。如果FDA认为某种食品安全性有问题，再令其下架。但是FDA建议转基因食品的研发公司在将产品上市前自愿向FDA提交实验数据进行“咨询”。FDA并不是像中国某个前电视主持人说的那样只是个传达室老头负责收发材料，恰恰相反，FDA食品安全与应用营养中心的专家会根据转基因食品研发机构提交的实验数据进行审核，确定其是否是安全食品、营养成分有没有发生变化，只有认定其对健康无害而且营养成分没有发生不良变化，FDA才完成“自愿咨询”，而且认定该转基因食品与同类食品实质等同，无需做特殊标识。虽然这个程序是自愿的，但目前美国所有转基因食品在上市前都经过了FDA的“自愿咨询”。

如果转基因作物含有抗虫成分，还需要接受美国环保署的管理，证明该抗虫成分对人和环境不存在不当风险。如果转基因作物不含抗虫成分，美国环保署就管不着了。目前种植最多的抗虫转基因作物含有Bt蛋白成分，被美国环保署认为对人和环境是安全的，不要求检测其在食品中的残留，实际上就是不再把它当杀虫剂管理，没有“虫子不吃，人能吃吗”的朴素疑惑。

跟中国政府对转基因的管理相比，就可知美国的管理有多么宽松了。中国专门为转基因作物的管理制定了新的法规（《农业转基因生物安全管理条例》）；成立了新的专门管理机构（农业转基因生物安全委员会、农业转基因生物安全管理办公室）；强制要求每一种转基因作物都必须获得农业转基因生物安全证书，而且该安全证书只有5年的期限；获得安全证书后在推广之前还必须通过品种审定；上市之后如果产品含有转基因成分，或者虽然不含有转基因成分但是是以转基因作物作为原料生产的，都必须做出标识。

正由于美国对转基因作物的管理非常轻松，使得美国成为转基因作物大国。自1992年到现在，美国农业部共对106个转基因品种解除管制，最新的一个是陶氏公司研发的一种抗虫转基因大豆在今年4月解除管制。FDA共对130个转基因品种完成自愿咨询，最新的一个是BASF公司研发的一种将直链淀粉变成支链淀粉的转基因土豆在今年7月完成自愿咨询。这些已通过安全审核的品种包括大豆、西红柿、南瓜、土豆、棉花、油菜、玉米、木瓜、菊苣、亚麻、甜菜、甜瓜、水稻、小麦、苜蓿等。而中国至今只有6个转基因品种获得批准（西红柿、棉花、矮牵牛、甜椒、杨树、番木瓜），已有8年没有批准过任何转基因作物的种植。过于严格的管理已严重妨碍了农业生物技术产业在中国的发展，与美国的差距越来越大。

更关键的是，美国政府部门对转基因作物的管理完全由专家做出，只基于科学评估，而不会受其他因素，例如政治、舆论的影响。美国农业部在决定对某个转基因品种解除管制之前，都会公示征求公众意见。通常都会收到很多反对意见（美国也有反对转基因的组织和个人）。美国农业部在做解除管理决定时会归纳公众的反对意见做出回应，对涉及科学问题的会做出解释，对涉及其他问题的则以与科学无关为由不予理睬。相反地，中国农业部对转基因作物的管理很受舆论的影响。抗虫转基因水稻已在2009年获得安全证书，如果再经过种子品种审定就可以推广。品种审定只是审核种子质量，与转基因无关，没有理由不让抗虫转基因水稻通过品种审定；但迫于反转舆论压力，农业部不敢让其通过，就拖着不受理，也不做解释，一直拖到其安全证书到期，不必再审定。今年8月17日，抗虫转基因水稻安全证书到期，推广遥遥无期。

2014.8.13.

在扎伊尔（现在叫刚果民主共和国）有一条河叫埃博拉，在河边上有一个小村庄叫亚姆布库。1976年8月底，当地学校校长认为自己得了疟疾，在当地医院注射了治疗疟疾的药物。5天后，9月1日，校长再次出现发高烧等类似疟疾症状，又到医院诊治。但这次病情越来越严重，4天后，他身体所有的开口都出血，又过了3天，9月8日，不治身亡。在校长病情发作的一周内，医院里员工、病人也纷纷得了类似的疾病。这是一家很落后的乡村医院，没有隔离设备，甚至也没有采取消毒措施，连针头都重复使用。校长死后，他的亲友按当地习俗为他收殓尸体埋葬，这些人大多数也发病。在世界卫生组织的帮助下，疫情才逐渐被控制住。最终，有318人发病，280人死亡，死亡率几乎达到90%。医院的17名员工死了11名，医院不得不关闭。

病原体很快被分离了出来，是一种病毒。从病毒的形态和导致的症状看，很像是1967年在德国马尔堡首次发现的那种病毒。在马尔堡的那次疫情中，有31人发病，7人死亡，而亚姆布库的疫情要比它严重得多。最终，它被确认为与马尔堡病毒不同，是一种新的病毒，命名为埃博拉病毒，它导致的疾病，称为埃博拉出血热。之后，埃博拉病在非洲又爆发过十几次。最近的这一次最为严重，患病人数和死亡人数都创下了记录。每次引起疫情爆发的病毒毒株不尽相同，死亡率也有差异。目前的这一次爆发还未控制住，死亡率已接近60%。幸运的是，埃博拉病毒虽然凶狠，却不像流感病毒那样可以通过飞沫传播，而是通过血液和其他体液传播，要与患者有比较密切的接触才会被传染上。

即使被埃博拉病毒传染上了，也不一定会发病。我们人体的免疫系统会识别病原体，将它消灭。有些人感染了埃博拉病毒，却没有出现任何症状，只是抽血检查时发现他们体内有对抗埃博拉病毒的抗体，说明他们曾经感染过埃博拉病毒，但是免疫系统迅速把病毒消灭了。但是为什么其他感染者的身体没能调动免疫系统消灭埃博拉病毒？这是因为埃博拉病毒有办法绑架人体免疫系统，这是马尔堡病毒做不到的。

埃博拉病毒的构造很简单，中间是一条单链核糖核酸（RNA），只包括7个基因，被由蛋白质组成的外壳包裹着，壳上分布着许多突起。这些突起是一种含有寡糖的蛋白质，叫糖蛋白。人体细胞含有一种叫NPC1的蛋白质，它的功能是转运胆固醇，但是埃博拉病毒的糖蛋白能跟NPC1结合，病毒借此被转运进了细胞内。一旦进入细胞，埃博拉病毒就利用细胞内的合成系统复制病毒，复制完成后，新的病毒冲破细胞释放出去，细胞也就破裂、死亡。与此同时，埃博拉病毒会合成很多小一号的糖蛋白。这些小号糖蛋白被大量地释放出去，去包围嗜中性粒细胞（一种白细胞）。嗜中性粒细胞是人体免疫系统的第一道防线，它一旦被激活，不仅能吞噬病原体，而且能释放出信号来调节其他免疫反应。但是小号糖蛋白与嗜中性粒细胞结合后，抑制住了它的活性，这样人体免疫系统就失灵了，听任埃博拉病毒入侵人体细胞。埃博拉病毒的主要目标是血管内壁的内皮细胞，内皮细胞死亡导致血管壁破裂，就出现了出血。埃博拉病毒也能入侵别的细胞，例如肝脏细胞，导致全身各处局部坏死。

目前还没有能有效地抑制埃博拉病毒繁殖的药物，只是对患者采取支持性治疗。但是在知道了埃博拉病毒的入侵机制后，就可以有针对性地研发出药物。例如，已发现有的小分子药物能够阻碍NPC1与糖蛋白的结合，埃博拉病毒就没法入侵细胞，据此有可能研发出抗埃博拉病毒的药物。埃博拉病的患者因为免疫系统失灵，没法自己产生抵抗埃博拉病毒的抗体，但是我们可以在动物身上甚至在转基因植物中生产针对性的特异抗体（叫单克隆抗体），然后注射到患者体内，帮助患者消灭埃博拉病毒。在这次埃博拉疫情中，有两名参与救助的美国人也被埃博拉病毒感染，给他们注射了抗埃博拉病毒的单克隆抗体后，病情已好转。这还只是实验性的药物，即便证明了的确有疗效，也非常昂贵，难以在贫困地区大规模使用。更根本的解决办法是注射疫苗预防被感染，但埃博拉病毒疫苗还处于研制阶段，还没有开始临床试验。

这么凶狠的病毒是怎么来的呢？埃博拉病毒的天然宿主很可能是蝙蝠。蝙蝠已经与埃博拉病毒共存了很长时间，那些毒性强的病毒在把蝙蝠迅速杀死的同时，自己也随之死去，难以传播；而那些毒性弱的病毒在让蝙蝠多活一段时间的同时也更容易传播开去，长期进化的结果，让埃博拉病毒对蝙蝠的毒性越来越弱，变得越来越温和，到最后，感染了埃博拉病毒的蝙蝠没有任何症状。只有当埃博拉病毒从蝙蝠传到人身上时，才变得无比凶狠。我们人类与埃博拉病毒的共同进化历程，才刚刚开始。

2014.8.6.

（《新华每日电讯》2014.8.8）

如果什么都按《礼记》的规定来做，当“天子”是很不自由的，比如它连什么季节天子应该吃什么，都给定得死死的：春天食麦与羊，夏天食菽与鸡，年中食稷与牛，秋天食麻与犬，冬天食黍与彘。其他都好理解，只有“秋天食麻”让人疑惑。古人说的麻，指的是大麻，现在主要是用来提取纤维和榨油的，怎么吃上了？原来，在古时候，大麻的种子也是一种粮食，名列“五谷”，炒着吃的。

今天说起大麻，很多人马上想到的是毒品。古人吃麻子会不会吃了觉得很“爽”，吃上瘾呢？不会。作为经济作物的大麻，其中含有的致瘾成分极低，吃了不会产生效果。用来做毒品的是另一个品种的大麻，它含有的致瘾成分要高得多。人类为了过瘾而吸大麻，至少有几千年的历史，但是其中的致瘾成分，直到1964年才被分离出来，称为四氢大麻酚。抽大麻为什么会让人觉得“爽”，则是到1990年才开始弄清楚了其机理。原来，在大脑神经细胞的表面，有一类特殊的受体，能够与四氢大麻酚结合，这类受体就被叫做大麻素受体。四氢大麻酚与大麻素受体结合后，能够间接地刺激多巴胺的分泌，于是就让吸食者觉得很“爽”了。

我们人体自己不产生四氢大麻酚，大麻也不是我们生存所必需的，体内怎么可能存在专门与四氢大麻酚相结合的受体呢？我们体内一定有一种和四氢大麻酚结构类似的物质，它是专门与大麻素受体结合的。沿着这个思路，这种内源性物质在1992年被发现了，称为花生四烯酸乙醇胺，之所以叫这个名字，是因为它是脂肪酸花生四烯酸的衍生物。大麻素受体集中分布在大脑中与学习、记忆、快乐、食欲、运动、平衡、对时间的感知等有关的区域，也分布在免疫系统的细胞中，对大脑的发育、功能以及免疫系统功能有重要作用。有趣的是，巧克力中也含有花生四烯酸乙醇胺，这也许是人们喜欢吃巧克力的一个原因。

大麻是最流行的毒品。据联合国的估计，全世界每年吸大麻的人口占4%，每天吸大麻的人口占0.6%。在一些国家，青少年吸大麻的现象相当普遍。例如在美国，有近三分之一的高中生承认自己吸过大麻。奥巴马总统、克林顿总统都承认自己年轻时吸过大麻。虽然美国联邦政府仍然把大麻作为毒品管制，但美国已有两个州（华盛顿州和科罗拉多州）让吸大麻合法化，另有一些州允许为了医疗目的吸大麻。

由于吸大麻如此普遍，就出现了要为大麻平反的声音。一种说法是，吸大麻不会成瘾，偶尔吸吸无妨。事实是，吸过大麻的人，大约有9%会上瘾。如果是在青少年时期就开始吸大麻，那么有17%的人会上瘾。而每天吸大麻的人当中，有25～50%会上瘾。

另一种说法是，吸大麻无害。这个说法也是错误的。大麻中的四氢大麻酚与体内的花生四烯酸乙醇胺竞争，与大麻素受体结合，会扰乱大麻素受体较集中的大脑区域的功能，例如在吸大麻时，短期记忆、平衡能力、注意力、判断力等都会受影响。有一些证据表明，长期吸大麻很可能会对大脑的结构和功能造成永久性损伤。让大鼠每天接触四氢大麻酚达8个月后（大约等于大鼠寿命的30%），其大脑海马区神经细胞的死亡数量比正常老鼠多了一倍，而海马区与记忆能力有关，这表明长期吸大麻会影响到记忆能力。新西兰研究者跟踪对比了1000多人在13岁和38岁时的智商情况，发现那些在青少年时期开始吸大麻的人，其智商会下降，38岁时的智商与13岁时的智商相比，平均下降了8点。不吸大麻的人的智商则不受年龄增长的影响。

吸大麻和吸烟一样，是把烟雾吸入肺部的，因此和吸烟者一样，容易患呼吸道疾病，例如慢性咳嗽、支气管炎。和烟草焦油一样，大麻焦油中含有几十种致癌物，而且吸大麻时其烟雾在肺部停留的时间比吸烟还要长，其致癌物与肺部的接触更充分。因此有一些证据表明吸大麻能导致肺癌。吸大麻还有其他的危害，例如孕妇吸大麻能影响胎儿的发育，吸大麻后开车和醉驾一样容易导致车祸，长期吸大麻会导致抑郁症等等。

总之，虽然国际上让大麻合法化的呼声颇高，但大麻绝不是无害的毒品。与其吸大麻，还不如吃巧克力。

2014.7.30

（《新华每日电讯》2014.8.1）

小五台山自然保护区位于河北张家口，保留着北京周边最后一片原始森林，基本没有开发，风景绝佳，路途险峻，在京城驴友圈中被视为圣地，据说只有穿越了小五台，才算是进了业余登山爱好者的门槛。我算不上驴友，在一位去过几十次小五台的资深驴友的鼓动和带领下，也去了一趟小五台，攀登了其中的第二高峰北台（海拔2838米）和第一高峰东台（海拔2882米），穿过了连接两个高峰的山脊，总共走了大约60公里山路，跨过60次溪流，遇到烈日、狂风、暴雨、大雾，但一路能欣赏到奇峰、怪石、云海、飞瀑、激流，美不胜收，倒也没有累垮。

七月份攀登小五台的迷人之处，是能欣赏到满山遍野梦幻般的金莲花，这种驴友心目中的圣花，开放在海拔2000米以上的山坡。但有的驴友并不满足于欣赏。我们就见到有两人摘了两袋金莲花带下山。从管理处的工作人员那里了解到，当地村民也会上山采摘金莲花作为中药材卖给收购商。他们只能禁止、处罚采摘，却无法禁止、处罚收购，因为金莲花只是省级保护植物，只有成为国家级保护植物才能禁止买卖。有买卖，也就无法杜绝大规模的采摘。

之所以有人要偷采、交易金莲花，是因为传说吃了它能够清热解毒。对中医来说，有无数的花草都能清热解毒，为何不放过金莲花？一说起中医，人们就说它历史悠久、经验丰富。历史悠久、经验丰富的东西未必就对，即使对，这一条也不适用于金莲花，因为它被中医入药的历史很短，《本草纲目》中找不到它的踪迹，清朝乾隆年间出版的《本草纲目拾遗》才首次收了它。有人把清热解毒说成是现代医学说的抗菌、抗病毒作用，但现代医学的研究也没能证实金莲花有什么功效。有的研究称，金莲花提取液具有抗菌作用，做的是体外实验，也就是把金莲花提取液加到体外培养的细菌中，发现细菌生长受到抑制。用这种实验方法可以证明无数的中草药都具有抗菌作用，没有什么说服力，因为细菌在体外是很容易杀死的，不等于在体内也能被杀死。把金莲花注射液注射到感染了病菌的老鼠体内，发现并不能起到保护作用。这说明金莲花其实并不具有抗菌作用，它的所谓疗效，可能只是心理作用。

对天然药物的迷信是很难消除的，即使说明了把金莲花当药材并无科学依据，也难以影响到其市场。但也许能让部分驴友因此打消了采摘金莲花的念头。登小五台的驴友很多，据管理处工作人员介绍，旺季时周末一天能有上千人，来自全国各地。目前并没有限制进山的人数，只要每人交200元办一张进山证即可。人多了就什么样的素质都有。偷采金莲花的驴友毕竟还是少数，最大的问题是垃圾。素质好的驴友会把自身产生的垃圾带下山，甚至还捡垃圾背下山。但更多的人是随手乱扔，或找一块隐蔽一点的地方堆积。在北一垭口的营地附近的一片树林，几乎成了垃圾场。管理处有时会组织人上山清理垃圾，但用当地村领导的话说，“力度不大”，清理的速度远赶不上堆积的速度，这样下去，小五台就会逐渐被垃圾占据。

人的素质是很难在短时间内提高的，但可以在管理方法上动动脑筋。在和管理处工作人员、村领导探讨后，我们想到了一个通过奖励来减少山中垃圾的方案。把进山费提高，在办进山证时给每人发一个环保袋装垃圾用，出山时根据带下来的垃圾重量返还进山费，带出的垃圾越多，返还的进山费越多。具体要怎么折算，可以根据一个人平均一天能产生的垃圾量来定。如果这个方案能够实施，也许小五台不久就变干净了。

小五台的路不是挖出来的，是人走出来的。王安石说：“世之奇伟、瑰怪、非常之观，常在于险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。”小五台称得上奇伟、瑰怪、非常之观，也在于险远，但在现在已算不上人之所罕至，来者不仅应该是有志者，还应该有环保意识，否则，再过若干年，人们看到的就不是满山遍野的金莲花，而是塑料瓶了。

2014.7.23.

（《新华每日电讯》2014.7.25）