方舟子的Blog

    猜猜看，人类历史上死人最多的一次急性传染病是什么？天花，鼠疫？都不是，是人人得过的流行性感冒。在1918～1919年间，一场流感席卷全球，估计当时全世界三分之一的人口（约5亿人）被感染，死亡人数保守的估计至少2千万人，有人估计高达一亿人，实际的死亡人数可能在5千万人左右。

    当然，流感每年都会出现流行，虽然不像1918～1919年那一次那么惨烈，但据世界卫生组织估计，全世界每年有5～15％的人被感染，300～500万人病情严重，25～50万人死亡。每隔一段时间还会爆发传染性和毒性都特别强的流感大流行，在上个世纪除了1918～1919年的那次，还出现过两次：1957～58年间的流感使约100万人丧生，1968～69年间的流感大流行导致约75万人死亡。难怪流感成了除艾滋病之外被研究得最多的传染病：在国际生物医学论文数据库中，与流感有关的论文有近50000篇之多，而与普通感冒有关的论文不到4000篇。

    历史上，流感大流行每隔10～50年就出现一次。现在距离上一次流感大流行已经有40年，许多专家担心一次新的流感大流行迫在眉睫。上个世纪的3次流感大流行都被发现是由禽流感病毒演变而来的新型流感病毒引起的，所以禽流感在近年来引起了很大的关注。但是禽流感病毒直接变成能在人群中传播的人流感病毒的可能性不大，通常认为如果有猪做中介就会容易得多——现在你明白了为何这次出现了能在人群传播的猪流感让全世界都如临大敌了吧。

    许多人第一次听说猪还会有流感，因此对猪肉产生了恐惧，有的国家还以防止猪流感为由开始大规模杀猪或禁止进口猪肉。目前并没有在猪当中发现有这种病毒，有人——特别是养猪业的人士——为猪鸣不平，认为猪被冤枉了。为了不想让猪担当恶名，世界卫生组织在叫了一阵猪流感之后，正名为A型H1N1流感，国内把它汉化为甲型H1N1流感，媒体有时则干脆简称为甲型流感。这种简称极为不当。流感病毒分为甲、乙、丙（或A、B、C）三型，其中最常见的就是甲型，每年流行的季节性流感大多是甲型流感。因此把这次特别的流感简单地称为甲型流感并不能将它与一般的流感区分开。

    在流感病毒的表面存在两种蛋白质。一种能让血液中的红细胞凝聚在一起，所以叫做血凝素（简称HA或H）。另一种蛋白质能把神经氨酸（一种糖类分子）分解掉，所以叫神经氨酸酶（简称NA或N）。这两种蛋白质因为暴露在流感病毒的外面，流感病毒进入人体后，它们就成了人体免疫系统的靶子。如果这两种蛋白质出现了变异，免疫系统识别不了它们，流感病毒就能躲过去。因此病毒学家就根据这两种蛋白质的变异情况来给流感病毒做进一步的分类，编上不同的号码。这次的流感是甲型H1N1亚型，那两个数字就分别表示其血凝素和神经氨酸酶的类型。这个亚型的流感病毒并不是新发现的，导致1918～1919年流感大流行的病毒也是甲型H1N1亚型。它实际上是最常见的流感病毒亚型，2006年季节性流感大约有一半是它引起的。把这次的流感称为甲型H1N1流感，同样不能表明其特殊性。

    因此一些病毒学家并不体谅世界卫生组织和各国政府试图保护养猪业的苦心，仍然坚持把这次流感称为猪流感。虽然目前并没有发现它曾经在猪群中传播，也没有直接证据表明它是从猪传给人的，但是间接的证据表明它只能是来自猪。流感病毒总共有8个基因片段。这次的流感病毒有6个基因片段是猪流感病毒的，剩下的2个片段原来分别属于人流感病毒和禽流感病毒，但是早在1998年就已经被结合到猪流感病毒里面去了。

    人流感病毒和禽流感病毒的基因片段为什么会跑到猪流感病毒里面去了呢？流感病毒通过和细胞表面上的受体结合才能感染细胞。人细胞和鸟类细胞上的受体并不相同，人流感病毒和禽流感病毒分别只和相对应的受体结合，因此人流感病毒通常不能感染鸟类，禽流感病毒通常也不能感染人。但是在猪的细胞表面上同时存在这两类受体，除了猪流感病毒，人流感病毒和禽流感病毒也都能感染猪。这样，如果一头猪同时被这三种病毒感染上，它们就可能在猪的细胞内进行“杂交”，组合出一种同时含有猪、人和禽流感病毒的基因片段的全新的流感病毒，进而再传染给人或鸟。

    要有这样的“杂交”，猪必须有机会同时和禽、人有亲密的接触。在亚洲南方农村，猪、鸡、鸭、鹅常常养在一起，而且和主人朝夕相处，正为流感病毒的杂交提供了大好机会。所以亚洲南方通常被认为是新的流感病毒的发源地。近日有人在报上撰文把现代养猪场当成病毒培养基地，把新型流感病毒的出现归咎于现代化的养殖环境，是猪在顽强地向人类表达解散回家的愿望（《猪的隐喻》，《北京青年报》2009年5月10日）。这纯粹是文人想当然的抒情。人与家禽家畜“和谐共处”的传统养殖方式，才是培养新型病毒的温床。

2009.5.10

（《中国青年报》2009.5.13）

    “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）

问：如何减少室外空气污染？

答：燃烧煤和石油等化石燃料是室外空气污染的主要因素。为此，要从根本上减少室外空气污染，应该减少煤和石油的使用，更多地使用低污染的天然气，更多地利用太阳能、风能、水能等可再生能源。

在使用化石燃料时，可以采取一些减少污染的措施。针对固定源（例如火力发电厂）的污染，可以采取燃烧含硫量低的煤、从煤中去除硫、使用污染少的燃料等预防办法减少二氧化硫的排放，通过使用高烟囱将空气污染物排放到逆温层以上便于其分散，并使用设备清除废气中的颗粒污染物。2000年美国一项研究发现，如果减少电厂污染物的排放量，每年可以使18700人免于过早死亡。针对机动车辆的污染物排放，可以采取鼓励骑自行车或步行，集中运输，使用低污染的引擎、低污染的燃料，提高能源利用率，禁止老化和污染严重的车辆上路，对污染地区的车辆进行控制，要求车辆安装排放控制装置，定期对车辆排放装置进行检测等方法。

要减少室外空气污染，重点应该放在预防，首先应该做到减少空气污染物的产生，其次才是采取办法对已产生的空气污染物进行处理。

（编写：方舟子）

问：空气污染会对人体造成什么危害？

答：人类呼吸系统有一些生理机制能够帮助人体抵御空气污染物，例如鼻毛能够过滤体积较大的颗粒，上呼吸道的粘液能够粘住体积较小的颗粒和分解某些污染物，流鼻涕和咳嗽能排出一些污染物。但是一旦空气污染物的浓度和持续时间达到一定程度，人体自然屏障就会超过负荷乃至崩溃，从而患上肺癌、哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等呼吸系统疾病，并且污染物进入人体后能随着血液抵达全身各个部位，对免疫系统、神经系统、生殖系统造成损害和带来其他健康问题。老年人、婴儿、孕妇、心脏病患者和呼吸道疾病患者尤其容易受到空气污染的影响。

空气污染物主要是通过呼吸进入人体的。但是有些空气污染物能在土壤和水中沉淀下来，如果皮肤接触、或吃了（例如儿童）受污染的土壤、饮用受污染的水，也会危害人体健康。土壤和水中的污染物能被植物和动物吸收，通过食物链最终进入人体。

澳大利亚在1999年的一项研究表明，全世界每年至少有300万人由于空气污染而过早死亡（主要在亚洲），其中280万人死于室内空气污染（发展中国家农村占67％，城市占23％；发达国家城市占9％，农村占1％），20万人死于室外空气污染（发展中国家城市占93％，发达国家城市占7％）。

（编写：方舟子）

问：空气污染对财物能造成什么危害？

答：空气污染物不仅会危害健康，也会对财物造成损害，带来严重经济损失。例如，废气中的二氧化氮会生成硝酸，二氧化硫会生成硫酸，硝酸和硫酸都是酸性沉积物的主要成分，会腐蚀金属，使金属失去光泽、丧失强度，会侵蚀建筑、雕像、纪念碑的石块，损害建筑物。石灰石和大理石在弱酸条件下也容易分解，尤其容易受到酸性沉积物的侵蚀。美国环境保护协会估计，酸性沉积物给建筑带来的损失每年高达50亿美元。

二氧化硫还会损坏油漆、墙纸、纺织品和皮革，二氧化氮也能使纺织品退色。悬浮颗粒能腐蚀金属、陶瓷、玻璃和土壤，并使建筑物、纺织品和油漆退色。臭氧能使橡胶产生裂缝、丧失强度，也能损害油漆和纺织品。

（编写：方舟子）

问：大气微粒对健康有何危害？

答：大气微粒是存在于大气中极小的，肉眼看不见的微小颗粒。它们作为大气污染的一部分以及对人类健康的危害是在近些年来才开始引起人们的重视的。它们的成分与我们比较熟悉的烟或烟雾相似，包括尘埃、海盐、各种有害的氧化物如氧化氮、二氧化硫等，以及烟雾在阳光下化学反应产生的挥发性有机化合物和硝酸盐。由于微粒很小，它们的尺寸往往比成分更为重要。通常的微粒直径在一到十微米左右（一微米是千分之一毫米），极小的甚至有0.1微米，或者100纳米的量级。

大部分大气微粒是自然产生的。火山爆发在喷放大量可见的尘埃的同时，也把无数的微粒释放进大气层。森林大火、沙漠风暴等等自然灾害都会加重大气中的微粒成分。海浪对礁石和海岸的扑击也会产生大量的海盐微粒。人类活动中造成微粒污染的过程和其他烟和烟雾污染一样，包括燃烧煤炭、汽油等化石燃料，建筑工地上飞扬的层土也会有相当不部分成为大气中的微粒。

这些小微粒可以长久的飘浮在空气里，重力不足于使它们很快地降落地面。它们可以飘浮长达好几个星期，直到下雨时把它们“洗”干净。

十微米以下的微粒可以很容易地突破人的鼻子和喉咙里面的过滤机制而进入人类的呼吸和心血管系统，造成哮喘、肺癌和心血管疾病的发生。有研究表明，100纳米尺寸的微粒甚至可以渗透细胞壁，因此可以侵蚀身体的其他器官，包括人脑。

对于这样的污染危害，现在除了减少污染的措施以外并没有有效的防护方式。微粒污染人的肉眼无法察觉，但可以通过仪器监测并作为城市空气质量的指数之一公布。患有哮喘、支气管炎等的病人在空气质量差的日子里应该尽量避免外出，选择在空气比较好的室内环境下生活和工作。

（编写：程鹗）

问：烟雾有什么危害？

答：造成环境污染的“烟雾”既不是烟也不是雾，而是既像烟又像雾的一种混合体。在英文里，因为没有现成的名字，便把烟（Smoke）和雾（Fog）结合起来生造了一个新词Smog来称呼它，相当于中文的“烟雾”。烟雾看起来灰蒙蒙的像雾，但却不像真正的雾那样由无害的小水滴组成。烟雾的主要成分和烟一样，是燃烧不充分的碳粒和二氧化硫等微粒组成。但烟雾又不像烟那样集中而容易随风而逝。这些极小的微粒像雾一样大面积地笼罩在城市上空，经久不散。

烟雾有两个主要来源。一个是城市发电、烹调和取暖时燃烧的大量煤炭，这是一个世纪以前著名的“伦敦雾”的主要起源，也是中国北方诸城市烟雾污染的主要原因。另一个来源比较更近代一些，是随着汽车的普及和城市交通堵塞使得大量的汽车尾气集中排放的结果。

烟雾自身包含的污染物在阳光照射下还会发生化学反应而产生一系列更为危险的污染物如氧化氮、臭氧、一些挥发性有机化合物、硝酸盐等等所谓的大气微粒。当阳光从侧面照射时，烟雾污染呈现出一片桔黄色，远远看去还像云彩一样。

烟雾中含有的污染气体对人的健康有很大的危害。对一些老人、小孩和患有哮喘、支气管炎、肺气肿等心肺系统疾病的人更可能有致命的危险。在污染地区长期生活的人可能会发生呼吸道堵塞、肺容量减小、呼吸短促和咳嗽等类疾病。

随着工业化的发展和私人汽车的普及，世界上各大中城市都几乎难逃烟雾污染的厄运。一些大都市如纽约、洛杉矶、北京、香港等地方尤为严重。治理烟雾的根本方法是减少污染源，例如北京奥运会期间严格限制工厂排放和汽车通行，就在一定时期大大减缓了该城市的烟雾污染。对于城市居民来说，烟雾污染严重时期应该避免出门，选择在空气比较好的室内环境下生活和工作。

（编写：程鹗）

问：酸雨有什么危害？

答：酸雨指的是在自然降雨的雨水中含有各种酸类化合物。水循环是地球上最重要的生态系统之一。地面和海洋的水经过太阳能的蒸发进入大气层，然后在合适的条件下成为雨雪降回地面。这一蒸馏过程可以净化水中各种杂质，使得雨水是相当纯净的水源。

然而，如果在大气层中存在相当的污染物，那么，即使是经过蒸馏的水也会降落过程中将这些污染物带下来。在这个过程中起作用的污染物主要是地面上工厂和汽车排放的二氧化硫和氧化氮气体，它们与水结合形成硫酸和硝酸。大规模的酸雨会对地面上的生物起很大的破坏作用。地面水因此被污染而不能饮用，河里和池塘里的鱼会失去繁殖能力或死亡。酸雨也会是土壤呈酸性，不利于庄稼生长，并有可能导致成片的森林死去。

酸雨还有很强的腐蚀作用，破坏地面上的建筑和汽车表面的油漆保护层。迄今为止还没有发现酸雨本身对人的身体健康有什么直接的损害。但酸雨可能给大气层带来更多的微粒污染，从而间接地影响人身健康。

（编写：程鹗）

问：每到秋天，学校里的梧桐树就会产生满地的落叶。我看到有人把落叶扫成一堆然后点火烧掉，这会污染环境吗？落叶究竟应该怎么处理？

答：落叶不应该烧掉。如果说植树是为了改善环境，烧掉落叶简直就是反其道而行之。一方面，焚烧落叶会产生大量的烟尘，这增加了大气中的主要污染物——可吸入颗粒物（直径小于10微米的颗粒）的含量。而且燃烧产生的二氧化碳是一种温室气体。当燃烧不完全的时候，还可能放出其他有害气体。燃烧落叶之后的灰烬通常得不到及时清理，这些灰烬也会对环境造成污染。

此外，树木叶子生长含有大量的有机物。当叶子枯萎脱落之后，如果不加干预，这部分有机物最终会重新回到地面。而集中焚烧落叶相当于永久性地让树木所在的土壤失去了这一部分肥料。因此，如果树木生长在土地或草地上，可以让落叶留在原地。在没有这种条件的地点（例如人行道上的树木），可以把落叶收集起来集中掩埋，或者用于生产沼气。

（编写：柯南）

问：节日放焰火会不会导致严重的污染？

答：作为节日庆典的高潮，放焰火是一个历史悠久而且在全世界都流行的一个压轴节目。然而，在人们对环境和污染日益敏感的今天，有人也会质疑放焰火是否会导致严重的环境污染。

放焰火的确有直接的污染因素。焰火靠的是火药的燃烧和爆炸，这个过程和其他的燃烧煤炭一样会释放作为温室气体的二氧化碳，以及二氧化硫等污染气体。为了显像五彩缤纷的颜色，焰火中会掺杂进各种重金属元素。例如，掺了金属钡的火药燃烧时就会呈绿色。这些重金属元素在燃烧后飘浮在空气中，或降落地面和水里，对人和鱼类是一个潜在的威胁。

焰火的污染还表现在噪音上。伴随焰火图像的往往还有震耳的爆炸声和激昂的音乐，在激动人心的同时也是一种噪音污染。作为宠物的狗经常会因为这样的噪音而表现恐慌。

但是，焰火毕竟不是一项日常活动，一年没有几次，一次也就几十分钟而已。相对于长期性的污染行为，焰火可能造成的污染不算太严重。作为节日的欢庆，它为人们带来的快乐还是远胜于其污染危害。

（编写：程鹗）

    虽然老子教导我们：“圣人之道，为而不争。”但凡人之道，总是要争的。这倒也称得上是“道法自然”，因为在自然界，为了争夺资源（比如食物、配偶），一个物种的成员彼此之间是难免要争斗的，甚至要搏斗。搏斗的战术可以简单地分为两种：一种是“鸽派”，发生冲突时只是虚张声势地吓唬一番，一旦搏斗真正开始，就逃之夭夭；一种是“鹰派”，不顾一切地搏斗下去，直到一方受重伤或死亡而失去搏斗能力为止。

    假如一个社会的成员全部都是鸽派，这样的社会大约接近于老子的理想了。可惜这个美好社会是不稳定的，因为如果突变出了一只鹰派，在与鸽派搏斗时战无不胜，有生存优势，它的基因就会在后代中传播开去，鹰派在后代中会越来越多。

    假如一个社会的成员全部都是鹰派呢？那将是一个时时要拼个你死我活的血腥社会。幸好这样的社会也不稳定，因为如果突变出了一只鸽派，虽然它在搏斗中每战必败，但是也不会有伤亡，而鹰派彼此之间的争斗会有伤亡，这样，做为鸽派也有生存优势，它的鸽派后代也会越来越多。只有鹰派和鸽派各占一定的比例，才达到了稳定状态。

    有的社会成员可能会灵活一些，根据条件的不同采取不同的战术，例如，“如果我是领地主人，就当鹰派；如果是入侵者，就当鸽派”的“资产派”。我们很容易发现，大家都当资产派，才是最好的策略。假如突变出了一只鹰派，虽然在它是主人而资产派是入侵者时可以轻易获胜，但是在它入侵资产派的领地时却要发生激烈的搏斗，讨不了好去，两项比较，还是不如也当资产派。假如突变出了一只鸽派呢？在它是入侵者时只能逃跑，而在它是主人时却要和入侵的资产派和平共处，还是不如也当资产派。这就是为什么动物们普遍采用资产派策略。

    这个鹰－鸽博弈是英国生物学家梅纳德·史密斯在上个世纪70年代提出的。通过分析动物争斗行为，梅纳德·史密斯开创了一个新领域——进化博弈论。自然选择是博弈的决策者。进化博弈论在数学上非常整洁、漂亮，但是这是根据一些简单的假定做出的，很难在实际的动物群体中进行验证。不过，人们可以用计算机对此进行模拟。

    俄罗斯科学家伯特瑟夫和特琴用计算机程序设计了一个二维人造世界。这个世界由一个个格子组成，每个格子相当于一块小领地，会时不时地冒出食物，能被在那个格子里的生物吃掉。生物除了吃，还能休息，走到隔壁的格子，对进入格子的其他生物进行攻击，以及像细菌那样用一分为二的方式繁殖。这些活动都要耗费一定的能量，休息耗能最少，攻击耗能最大。体内能量可以通过进食来补充，攻击时受害者也会输掉一部分能量转移给攻击者。如果体内能量用完也就死了。后代遗传了亲代的特点，但也能发生变异。

    设计者没有给这些生物预设行为策略，而是让它们自己去进化。虽然可能出现的行为策略是个天文数字（大于10的1000次方），但是进化的结果，出现了三种策略：从不攻击别的成员、受到攻击就跑的鸽派；靠四处攻击别的成员为生的鹰派；留在自己的格子里不去攻击邻居，但是一发现入侵者就立即攻击的资产派。不出所料，资产派占了大多数。不过，资产派的出现有个条件：一个格子里的资源要足以支持一个定居者，这样资产派才能安分守己地待在自己的领地。如果资源太少，养不活资产派，就逼着大家去当鹰派或鸽派。

    如果亲戚遗传了相同的标记，并能够辨认标记分清敌我，情形就截然不同了。这时除了各自谋生的自私成员之外，还会进化出合作成员，采取三种合作策略。一种是合作鸽派，它们不理睬外人，但是会把格子让给亲戚，自己出走避免竞争。一种是合作鹰派，它们同样会把格子让给亲戚，但是一发现外人就会攻击。研究者把它们称为“鸦派”，因为俄国有句谚语：“乌鸦不啄其他乌鸦的眼睛。”鸦派是从鹰派和资产派变来的。还有一种是全新的门派。亲戚们在同一个格子里生活，并共同对付入侵者。这种行为和椋鸟等能共同抵御外侮的小鸟相似，因此研究者称它们为“椋鸟派”。

    不过，这些合作策略的出现，和资源的多少有很大的关系。当每个格子的资源不足以维持两个成员时，鸦派占了优势，它们的比例很稳定。但是在资源比较丰富时，椋鸟派的数量会逐渐上升，但是其他两派也都设法生存了下来。如果每个格子的资源太少，少到不足以维持一个成员，又会出现一个新门派，它们比鸽派还超脱，一看有人进入它所在的格子，不管是敌是友，有没有受到攻击，自己都马上出走。它们恰好与资产派相反，是无产派。

    如果一个椋鸟派成员的体能下降到一定程度，它就离家出走，宁愿去和外人拼命抢资源而死去，也不愿留下耗费家乡的资源。它们被研究者称为亡命徒，不过更像是壮士。

2009.4.26.

（《中国青年报》2009.4.29）

    近日韩国媒体报道称，包括德国NUK品牌婴儿爽身粉在内的12种爽身粉产品发现含有禁用的一级致癌物石棉。这一消息在国内引起了恐慌，导致这款爽身粉在国内全面下架。

    爽身粉没有必要用到石棉，厂家不可能有意去添加石棉。石棉是怎么跑到婴儿爽身粉的呢？这是因为爽身粉中含有另一种矿物质滑石，而滑石矿经常与含有石棉成分的蛇纹岩混在一起，因此含有滑石的产品有时会被石棉污染。2000年美国曾发生类似的事件。有一家实验室测试了8个品牌的儿童蜡笔，发现3个品牌的40种蜡笔都含有石棉，其原因就是蜡笔中含有滑石粉。后来这些蜡笔厂家都同意不再在其产品中使用滑石。

    石棉是6种纤维状矿物质的统称，有白色、蓝色、绿色、灰色等几种颜色，其中最常见的是“温石棉”。石棉之所以叫这么个名称，是因为它的纤维有的又长又柔，像棉花一样可以用来织布。但是和棉花不同的是，石棉因为是“石头”，所以耐火。人类很早以前就开采石棉，用它来制造不怕火烧的衣服，它们脏了，用火一烧，就又洁白如故，所以中国古代称之为用火来洗的布——“火浣布”。古罗马的餐馆喜欢用石棉做的桌布，上一拨顾客走了，把桌布往火里一扔，烧掉了油脂、食物残渣，就又可以铺桌迎接下一拨顾客。

    古希腊历史学家、地理学家斯特拉博和古罗马博物学老普利尼已经注意到，那些开采石棉矿和编织石棉布的奴隶的身体健康有各种问题，特别是他们容易得肺病。老普利尼曾经建议用膀胱做成口罩来保护工人不要吸入石棉粉尘，并告诉奴隶主不要购买在石棉矿工作过的奴隶，因为这些奴隶会过早地死去。

    不过，要等到19世纪工业革命之后，石棉获得了广泛的开采、应用，人们才开始关注石棉对健康的危害。这时人们发现石棉不仅能耐火，还具有良好的隔热、电绝缘、保温、抗腐蚀和耐磨损等多种性能，因此被普遍用于制造建筑材料、纺织品、防火材料、隔热产品、制动产品和绝缘产品等。石棉制品有几千种，日常生活中常见的石棉制品包括石棉瓦、石棉水泥板、石棉隔热手套、灭火毯、刹车带、离合器片等。

    在20世纪初，研究人员开始注意到石棉矿工人和附近居民有大量的肺病和过早死亡的病例。1906年，对一名石棉工人的尸体进行解剖，发现他的肺部呈纤维化，这是首次确定与石棉有关的死亡案例。1928年，一位医生提出，长期吸入石棉粉尘能对肺部造成纤维化创伤，导致“石棉沉着病”（又叫“石棉肺”），潜伏期能长达15年。1935年，医生们开始注意到，有些石棉沉着病的患者同时也患有肺癌。

    现在我们已经知道，石棉对健康的危害主要包括三种：

    一种是石棉沉着病，这是由于石棉纤维进入肺部以后，身体免疫系统会试图消灭它们，引起炎性反应，会对肺部造成慢性创伤。这些创伤变得越来越严重，最终会使肺失去了功能。这种疾病的潜伏期通常为10～20年。

    一种是间皮瘤。间皮是包裹和保护内脏器官的膜，例如胸膜、腹膜和心包膜。发生在这些间皮组织的恶性肿瘤就是间皮瘤。接触石棉是唯一已确定的病因，大约70～80％间皮瘤患者有过在工作期间接触石棉的历史。间皮瘤的潜伏期可长达20～50年，多数患者在确诊后的一年内死亡。

    还有就是癌症。世界卫生组织的国际癌症研究机构将石棉列为已知的人类致癌物，能引起肺、肺膜、胃、食道、结肠、直肠、喉和肾脏等部位的癌变。它是最严重的职业性致癌物之一，所造成的死亡占职业性癌症所致死亡的一半左右。

    此外，接触石棉还能引起胸膜斑、胸膜增厚和胸腔积液等其他疾病。世界卫生组织估计，全球约有1.25亿人在工作环境中接触石棉，每年至少有9万人死于石棉相关疾病。由于石棉相关疾病的潜伏期长，即使现在停止使用石棉，也要在数十年后才能看到减少相关死亡的效果。

    石棉进入人体主要是通过吸入空气中的石棉纤维，也可能通过皮肤接触或口腔摄入。除了从事与石棉开采、加工、制造有关的行业的工人，一般人在用了石棉建材的建筑物中工作、生活，或者使用含有石棉的产品，也有可能接触到石棉。

    因为石棉曾经被广泛地应用于工业、日常生活中，几乎所有的人在一生中的某个时期都或多或少地接触到石棉。多数人并不因为接触到石棉就患病。通常要长期吸入高浓度的石棉纤维才会患病，吸入的石棉纤维浓度越高，或接触石棉的时间越长，患病的风险也越高。如果只是短时间地接触低浓度的石棉纤维，不太可能因此患病。

    但是在石棉暴露水平很低的人群中，致癌风险也有所增加。因此，世界卫生组织认为，消除石棉相关疾病最有效的途径就是停止使用各类石棉，可采用一些纤维材料及对健康无危险性或危险性较小的其他制品来替代石棉。

    1986年《石棉安全使用公约》规定禁止使用青石棉及含青石棉制品，以及禁止喷洒各类石棉的作业。目前已有40多个国家（包括所有的欧盟成员国）禁止使用各类石棉，包括温石棉。但是，有些国家，特别是发展中国家，仍在生产或使用温石棉，甚至增加了产量和使用。

    我国是世界第三大石棉资源国、生产国，第一大石棉消费国。中国使用的石棉是温石棉。石棉产业人士认为温石棉的危害被夸大了，声称温石棉和其他石棉有天壤之别，能被人体自动迅速清除，不会留下永久性损害云云。中国非金属矿工业协会石棉专业委员会还曾经在2004年要求把温石棉正名为“蛇纹石纤维”，申请更名为“蛇纹石纤维专业委员会”，声称“石棉有毒”、“石棉致癌”、“石棉危险”是误传，把“打击石棉”的言论视为恶劣竞争手段。

    实际上，虽然石棉沉着病主要是其他类型的石棉引起的，但是温石棉的健康危害仍不容忽视。已有足够的证据表明温石棉和其他石棉一样都是致癌物。多项动物实验表明吸入、摄入温石棉同样能导致多种癌症，而流行病学研究也发现，职业性接触温石棉增加了患肺癌、喉癌、间皮瘤的风险。因此世界卫生组织建议各国停止使用包括温石棉在内的各类石棉。出于行业利益，试图通过玩文字游戏来误导人们对石棉危险性的认识，是对公众健康的漠视和侵害。

2009.4.14

（南都周刊308期）

问：我的一个亲戚家的附近高压电线，他后来得了癌症，会不会和高压电线产生的电磁辐射有关？

答：自从电进入人类的日常生活，人们对这一看不见摸不着的能源总是怀有多多少少的恐惧和怀疑。自上个世纪八十年代以来，有很多从事环境和卫生的群众组织宣称住在高压线下面的人会因为长期受到低强度的电磁辐射而得癌症。那时候也有一些近似科学的研究成果出台“证实”这一现象，引起社会上的不安。在美国，高压线附近的住宅一度曾难以找到买主。

但是那些研究成果和环境组织的宣传从来没有得到过主流科学界的认可和支持。这并不是因为科学界不关心。恰恰相反，因为这个问题直接影响到人们的日常生活的安全和健康，科学界一直非常重视。美国物理学会陆续组织了一系列物理学家，尤其是生物物理学家，对此作系统的研究。所有这些研究都得出了否定的结论。

1995年，美国物理学会作为一个专家权威组织专门为这个问题作出了一个向公众发布的正式结论。（这在像美国物理学会这样的组织是很少见的。）该结论指出当时所有的科学文献和报告都没能在高压线和癌症之间显示出任何显著的、一致性的联系。他们也没能发现高压线在引发或加重癌症的发生和发展上有任何可能的生物物理机制。因此，美国物理学会认为所谓高压线与癌症有关联的说法是没有任何科学根据的。

美国物理学会也不是对这个问题感兴趣的唯一专家组织。美国国家科学院也对此组织了一系列的研究并经常发布其结果。科学院组织的研究更是在物理学家之外还包括了其他相关的多种行业的科学家参与。在1999年，美国国家科学院发表了一个综述报告，认为当时正在进行的各种研究和发现的证据而言，高压线与癌症（或其他病症）有关联的可能性不仅没有增加，反而在减少。美国国家环境健康研究所也独立的得出了同样的结论。与此同时，还有一个致力研究高压线电磁辐射危害的研究人员被发现在发表的论文中造假。

经过这些权威科学家组织的努力，所谓高压线致癌的说法逐渐失去了市场。这一结论至今仍然是科学界的共识。

（编写：程鹗）

问：使用个人计算机是否有电磁辐射危害？

答：个人计算机中因为电路运行所产生的电磁辐射是很微弱而可以忽略不计的。但通常人们说起计算机可能的辐射危害时指的是计算机的显示器可能产生的X射线危害。

传统的桌上显示器实际上跟电视机没多大区别，它们的主要功能部分是一个真空的显像管。电子由显像管的一端被高压激发而射向另一端的显像屏，其规矩受到沿途磁场的调节而抵达显像屏的不同位置，这样激发出不同的荧光而显出五彩缤纷的图像来。但电子在高速运动中不可避免地会发射X射线，对人体可能有一定的危害。

然而，计算机显示器和电视机一样是普通的家用电器。在它们的设计和制造过程中有严格的安全性保证。通常，它们的X射线辐射强度是在距离屏幕两英寸距离范围内测量（人们使用计算器或电视时其实不可能离得那么近），在那个距离内X射线强度不能超过每小时0.5微伦琴。这个辐射强度是很低的，相当于人们乘坐飞机时在高空受到的宇宙射线照射的强度。因此，迄今为止没有发现电视机或计算机显示器对人体造成辐射损害的任何证据。

今天日益时新的平版液晶显示器和电视机因为不再使用电子枪更是不存在X射线辐射的问题。

（编写：程鹗）

问：手机、无线上网产生的电磁辐射会不会损害健康？

答：手机是近二十年间发展并快速推广开来的通讯工具。在大城市和经济相对发达地区，手机已经普及到近乎人手一部的程度。大家使用手机通话的时间也越来越多。手机，以及与此相关的无线上网，使用微波频段的电磁波与附近的发射塔联络。因此，关于使用手机是否对人的身体有危害的传言也非常普遍。

其实，微波通讯的历史远比手机和无线上网长得多。自上个世纪五十年代以来，微波已经很广泛地运用到各种长距离电视、广播及电话通信之中。作为通信使用的微波，尽管与微波炉里烧热食物的微波频率极其相近，但在强度，也就是能量，上要远远小得多，对人体本身没有影响。

手机的问题则比较复杂一些。为了与发射塔发生联系，手机必须能够发出自己的微波信号。因此，一部手机本身就是一台微型的微波发射站。因为发射的电磁波强度随距离衰减，手机发出的信号必须有一定强度才能达到发射塔。而使用手机的时候，大家经常需要把它贴在耳朵上，距离大脑很近。这样，是不是手机有可能会“烧烤”大脑呢？

手机使用时像微波炉那样用微波“烧烤”的效应是很容易测量的。一般来说，使用者在手机附近的皮肤层会有轻微的温度升高效应，但远远达不到升高一度的程度，也远不如直接晒太阳时的受热效应。因此，很少有人会感觉到这种“烧烤”。大脑内部因为使用手机的温度变化更是可以忽略不计。

就和所有电磁波辐射一样，人们同样会疑惑使用手机是否会导致（或加剧）癌症。这方面的科学调查也很多，结果差别很大。主要的困难是大家使用手机的时间、频度和习惯等等都非常随机而难以确定，因此无法设计出严格的对照实验。尽管如此，目前所知的研究中，大部分仍然表明使用手机和癌症没有可以确定的联系。比较权威的机构如美国食品和药物管理局和美国癌症协会均认为使用手机以及无线通讯不会导致癌症。世界卫生组织则正在进行一项系统研究并将在2009年10月公布结果。该组织目前的立场也是手机是安全的。

随着手机通讯技术的成熟，手机发射信号的强度也在降低。使用数字信号的新手机的发射能量就只有以前使用模拟信号手机的一半左右。他们的安全性也因此而改善。当然，如果手机使用者在心理上有顾虑的话，改用插入的耳机或免提通话就可以保证手机使用时不会距离大脑太近。这样使用手机和使用无线上网一样，可以说是绝对安全的。

（编写：程鹗）

问：我们受到多少电离辐射？对人体有哪些危害？

答：电离辐射是指高能射线辐照在物体上引起该物体中的分子产生电离反应，也就是说失去一个或数个电子。无疑，如果这样的射线直接照射到人体上，会给人，特别是皮肤等表面部位，带来相当的危害。

其实，大家对电离辐射及其危害并不那么陌生。我们夏天皮肤被太阳晒红，甚至晒脱皮，就是因为太阳光中的紫外线对皮肤的电离作用。紫外线是光的高能频段，其光子携带的能量比较高，足以使皮肤中的分子发生电离反应。过度的暴晒不仅会损害皮肤，而且会使人头疼、恶心甚至可能导致皮肤癌。

一般人所遭遇的电离辐射的百分之八十来自太阳和宇宙射线这些自然辐射源。在这之外，医院里使用的X射线、核磁共振、CAT等诊断仪器和放射化学治疗手段都可能导致电离辐射。因此它们的使用需要谨慎从事，不可滥用。

就像皮肤被晒红一样，低度的电离辐射危害并不十分严重。人体的防御功能可以自行修补或再生被损坏的分子。但如果长期地或高剂量地遭受电离辐射，就会对健康产生不可逆转的危害。

（编写：程鹗）

问：氡气污染有什么危害？

答：氡不是一个常见的元素，因此不被人所熟悉。然而，在不知不觉中，它有可能成为一个看不见的杀手。氡是带放射性的惰性气体，无色无味。只有用专门的仪器才能测到它的存在。由于放射性，它对人的主要危害是导致肺癌的发生。统计资料表明，氡是造成肺癌的第二大原因，仅次于抽烟。而在不抽烟的人中，氡气污染是肺癌的主要原因。

在我们生活的大气层里，氡气的存在完全可以忽略不计，不会对我们健康造成危害。自然界的氡是由放射性元素如铀或镭衰变而成。它一般存在于深层土壤中，但随着采矿、建筑或自然变迁也会出现在地表层。氡的分布也有很强的地区性，在盛产大理石和页岩的地方氡的含量也会比较多。

氡气很重，因此会聚集在比较低的地方。房子如果建筑在含氡的土壤上，泄漏出的氡气可能会慢慢聚集在通风不好的地下室的空气里，对人造成危害。如果居住在存在氡的地区又有地下室的话，应该请专业人员检查一下。另外，加强地下室的通风是避免氡气聚集的有效措施。

（编写：程鹗）

问：噪声污染有什么危害？

答：噪音是大家都很熟悉也很反感的环境污染。在一个嘈杂的环境里呆久了，小孩子会大哭抗议，大人也会变得烦躁不安。但噪音对人的影响还不至于此。英国的一项研究表明，在英国每年因心脏病死亡的十来万人中，近三分之一可能是因为长期遭受噪音的困扰而得的心脏病。除此以外，噪音还会造成失眠、耳鸣和荷尔蒙失调等生理症状，并因此导致心衰、脑溢血、高血压和免疫系统疾病的发生。

人们常常觉得长期的噪音是可以习惯的。但研究表明，即使人在心理上已经对环境噪音听而不闻时，上述的生理反应并没有停止。世界卫生组织的标准说，如果晚上持续遭受50分贝以上的噪音就有可能导致心脏病。而50分贝只相当于一般车辆驶过时的噪音标准。

因此，减少甚至消除噪音污染是极其重要的。如果有条件选择的话，应该尽可能地居住在远离市中心、高速公路、铁道和飞机场这些噪音集中的地方。开车时尽量不要鸣笛也是一个减少噪音的好办法。

（编写：程鹗）

问：光污染有什么危害？

答：在提到环境污染时，光污染一般不会引起多少注意。人类自发明用火到电灯，就开始了告别黑暗的历程而不再屈服于日与夜的时间限制。很多大城市更是以“不夜城”而自豪。然而，过份的使用照明灯光也是对环境的一种破坏。

住在大城市的孩子都知道他们很难看到天上的星星，农村夜空中那灿烂的银河被城市灯光给淹没了。观测用的天文台也不得不移迁到偏远的山区。但这只是光污染中危害比较轻的。

现在有的汽车装有很强的高光前灯，它们能把路面照得通明，为这些车自己的驾驶员提供便利。可是，别的驾驶员或行人可就遭殃了。在路上冷不丁地被这种灯迎面照上一下，眼睛会短暂失明，要过好一阵子才能恢复过来，这是很危险的。在照明太强的市区开车，人的眼睛也会因为不适应周围的光线分布而看不清东西的形状，判断不准物体的远近。这也会增加事故发生的机会。

用强光持续性地照射一个人是监狱中折磨犯人的一个手段，可以有效地影响犯人的神经系统而导致犯人的精神紊乱和屈服。城市中的灯光还没有到那么残酷的地步。但持久性的生活在灯火通明的环境里，人的生物钟系统也会受到影响，导致失眠、头疼、焦虑、高血压等症状。其实不仅是人类，动物也会因为灯光而迷失，造成它们捕食、迁移等生活习性上出现致命的改变。

人类照明的光是用电来实现的，光污染的背后是大量的电能损耗。因此，光污染也直接造成发电过程中各种环境污染的恶化。现在，有些国际组织正在致力于城市照明灯光的合理化设计努力，希望能逐步减少光污染的危害。

（编写：程鹗）

问：环境激素会有什么危害？

答：环境激素是环境中的一些合成化学物质，它们在生物机体内能够模拟或阻碍天然激素的作用，诱导机体做出错误反应，也称为“外因性内分泌干扰物质”。已知的环境激素有乙烯雌酚、二恶英、多氯联苯、DDT等，多数除草剂、杀虫剂、杀菌剂和防腐剂被怀疑有环境激素的作用，塑料瓶、金属罐、食物、化妆品、玩具、洗涤剂等许多日常用品可能含有环境激素。

环境激素能引起多种发育、生长和繁殖方面的问题，其最引人注目的危害是对人类和野生动物生殖能力的损害。多项研究显示，现代男性精子数量减少、质量下降与环境激素污染有着密切关系，环境激素还可能增加流产风险和胚胎死亡率、导致不孕、使出生性别比例失调。在一些地区，环境激素使野生动物生殖能力下降、出现雄性雌化或双性同体现象，导致动物数量锐减，鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物都有受害事例。此外，环境激素还可能降低机体免疫力，提高癌症发病率，损害神经系统进而使智力和注意力下降、行为失常。

http://www.epa.gov/endo/pubs/edspoverview/primer.htm
http://www.niehs.nih.gov/health/topics/agents/endocrine/index.cfm
http://e.hormone.tulane.edu/learning/endocrine-disrupting-chemicals.html

（编写：碧声）

    1950年，美国数学家阿尔伯特·塔克在斯坦福大学给心理学家做报告时，讲了一个故事。警察在盗窃现场附近抓到了两名疑犯阿尔和鲍勃，把他们分开审讯，并分别向他们开了条件：如果两人都不招供（疑犯彼此“合作”），警方没有他们盗窃的证据，将以携带武器这一较轻的罪名各判处一年监禁。如果两人都招供并牵连对方（疑犯彼此“背叛”），两人都将各判处10年监禁。如果有一人招供并牵连对方，而对方不招供，此人将被免于起诉，而对方将被判处最高刑期20年。

    阿尔会想：“鲍勃要么招供要么不招。如果鲍勃招了，而我不招，那么我将被判20年，我招了则被判10年。如果鲍勃不招，我也不招，那么我将被判1年，但是如果我招了，我将被免于起诉。所以不管鲍勃招不招，我招供都是最好的选择。”鲍勃也这么想。最终两人因为都“理性”地选择招供而被判了10年。但是如果他们都“非理性”地选择不招，则只会被判1年。

    理性的选择却不能带来最佳的结果，这个“囚徒困境”后来成了博弈论最著名的问题。博弈论还有一个类似的问题也是关于合作与背叛（或欺骗）的关系，但是条件有些不同。有两个人驾车回家，遇到暴风雪，被雪堆分别堵在了街道的两头。司机要么出来铲雪清除路障，要么待在车中。如果两个司机分别从两头铲雪（“合作”），就能都开回家并分担劳动付出。如果只有一个司机铲雪，另一个司机待在车中等对方铲完雪，他也能回家，而且还避免了劳动付出（“欺骗”）。当然，如果两人都待在车中，没人铲雪，那就谁也回不了家了。在这种情况下应该怎么选择呢？最佳的策略是做出与对方相反的选择：如果对方当“好人”铲雪，我就当“骗子”坐等其成；如果对方不铲雪，我就当“好人”自己来铲雪，这样虽然被人占了便宜，总比坐以待毙的好。

    博弈论在第二次世界大战结束后不久后出现，本来是为了解决政治学和经济学问题的。上个世纪70年代，它开始被用来解决自达尔文以来就困扰着生物学家的一个生物进化难题：本质上是自私的生物个体为什么会进化出合作行为？它是自然选择作用下不加思索的本能行为，因此就连毫无思考能力的单细胞生物，也会面临着合作还是欺诈的两难，比如酵母菌。

    酵母菌通常利用单糖（葡萄糖和果糖）做为营养。如果环境中没有这些单糖，酵母菌也能利用其他糖，例如蔗糖（比单糖复杂的二糖）。但是酵母菌要先把蔗糖消化成单糖，为此需要分泌转化酶来催化这个消化过程。这个消化过程发生在细胞外（更确切地说，发生在细胞膜和细胞壁之间），产生的单糖扩散开去，其他酵母菌也能利用。有的酵母菌的基因发生突变，生产转化酶的基因失去了作用，自己不能分泌转化酶，但是它们能窃取其他酵母菌制造的单糖，又可以节省进行消化的成本。它们成了“骗子”，而那些耗费能量把蔗糖变成单糖的酵母菌成了“好人”（合作者）。

    对群体来说，大家当好人彼此合作，全都生产单糖并分享，这样最有优势。但是对个体来说，当骗子最有优势。休斯顿大学的研究人员曾经做过一个实验，结果表明，一个酵母菌群体中好人的密度越大，当骗子的优势就越明显。他们认为这像是“囚徒困境”。在这样的群体中，好人和骗子分享全部的资源，而好人要承担生产成本，因此好人总是竞争不过骗子，一旦出现骗子，它们的后代数量会越来越多，好人的数量会越来越少，等到骗子们统一了天下，末日也就快到了，好人遗留下来的单糖被耗尽后，群体就会灭绝。一个处于“囚徒困境”的群体是很不稳定的。

    实际的情形可能比这复杂。麻省理工学院的研究人员最近发现，好人生产的单糖并不是100％拿出来共享的，而是自己会截留一小部分，虽然私藏的这部分很少（只占约1％），却让好人在利用单糖方面比骗子有了一点优势，在一定条件下这点优势超过了制造单糖的成本，就会让当好人在总体上比当骗子更有优势。好人也会有机会。

    实验的结果的确如此。在好人的数量比较少、单糖的量也比较少时，能否有效地利用单糖就显得比较重要，好人对单糖的利用率高了1％，其优势较为明显，好人的数量会逐渐增多。等到好人的数量达到一定程度，好人制造单糖花费成本的劣势体现出来了，骗子的优势反而更为明显，骗子的数量就开始逐渐增多了。最终，好人和骗子的比例会达到平衡。实验表明，不管一开始酵母菌群体中的好人和骗子的比例是多少，演变的结果，最后的比例都是一样的。

    因此，这更像是“雪堆博弈”，特立独行是最佳策略：举世皆好人时当骗子，举世皆骗子时当好人，这样最有可能获得成功。

2008.4.12

（《中国青年报》2009.4.15）

    在科学史上，很少有科学家像巴斯德那样不仅在理论上做出了多学科的重大贡献，而且应用到众多领域，立即产生巨大的效益：他发现光学同分异构现象，开创了对物质光学性质的研究；否定了微生物的自然发生说，证明腐败物质中的微生物来自空气中的微生物；提出了以微生物代谢活动为基础的发酵理论；发明了巴氏消毒法，光是这一项发明带来的利润就足以支付当时法国因在普法战争中战败而向普鲁士缴纳的巨额战争赔款；发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌，拯救了法国的养蚕业；帮助创建疾病的病菌说，发展疫苗接种，成功研制出防止鸡霍乱、炭疽、狂犬病的疫苗，拯救了法国畜牧业和无数人的生命。

    巴斯德对他的研究工作做了详细的记录，留下了102本实验记录。但是巴斯德在生前不允许任何人，包括他的合作者，看他的记录本，并在1878年告诉其家人，在他死后也不能让人看这些记录本。1964年，巴斯德的孙子——他的最后一位男性直系后裔——没有遵循巴斯德的嘱咐，将巴斯德的记录本捐献给法国国家档案馆。1971年，在巴斯德孙子死后，法国国家档案馆将巴斯德记录本公开。

    美国普林斯顿大学历史学家杰拉尔德·盖森在仔细研究了这些实验记录后，巴斯德为何对其密不示人有了一个解释：巴斯德的实验记录有的不符合他公开的说法，这位“最完美无缺的科学家”有欺骗行为，并从事违反医学伦理的试验。1995年，在巴斯德逝世100周年、联合国教科文组织纪念“巴斯德年”之际，盖森出版《路易·巴斯德的私人科学》一书，公布其发现，试图消除笼罩在巴斯德头上的神秘光环。盖森在书中主要指控巴斯德在两个著名疫苗接种实验中严重误导科学家和公众。

    第一个实验是给绵羊接种炭疽疫苗。炭疽是一种致命的传染病，在当时每年能给法国畜牧业带来几千万法郎的损失。巴斯德此前在研究鸡霍乱疫苗时发现，空气中的氧气能让霍乱菌的毒力减弱，给鸡注射这种低毒性的菌液，就能让鸡对鸡霍乱产生免疫力。巴斯德据此认为用同样的办法制作减毒炭疽疫苗，给绵羊接种也能让它们对炭疽产生免疫力。

    1881年5月，在巴黎附近的一个农场，巴斯德对50只绵羊做了公开实验。5月5日和5月17日，巴斯德两次对其中的25只绵羊注射了减毒炭疽疫苗，然后在5月31日给全部50只绵羊注射了炭疽菌液。两天后，参观的人们见到了令人震惊的实验结果：未注射疫苗的25只绵羊已死了23只，剩下的2只也奄奄一息，而注射了疫苗的25只绵羊全部存活，除了1只怀孕的母羊病重，其他的都很健康。

    虽然没有明说，但是巴斯德一直暗示他用的疫苗是用氧气减毒法制成的。但是他的实验记录却表明巴斯德采用的是他的合作者查尔斯·钱伯兰德发明的减毒方法：加了重铬酸钾。巴斯德知道用氧气也能制造减毒疫苗，随后他也的确用这种方法制造出了炭疽疫苗并在75只绵羊身上成功做了实验，为何当初不用它做实验，令人不解。既然用的是重铬酸钾减毒法，为什么又秘而不宣呢？盖森认为这是因为亨利·杜桑比巴斯德更早制造出炭疽疫苗，用的是加化学试剂的方法。巴斯德跟着采用化学试剂方法制造疫苗，但是为了避免屈居第二，所以故意隐瞒制造疫苗的方法。

    事实上，杜桑制造疫苗的方法与巴斯德的方法有着本质的不同。杜桑使用的化学药剂是外科消毒剂石炭酸（现在称为苯酚），它将杀死病菌，制造的是灭活疫苗。而巴斯德使用的重铬酸钾并不杀死病菌，只是让其毒力减低，制造的是减毒疫苗。而且当时已经知道，重铬酸钾是一种氧化剂，所以使用它和使用氧气的效果是一样的。也许正是因此让巴斯德觉得没有必要特意去说明制造方法，而不是有意骗人。盖森对巴斯德的指责，是由于没有很好地理解巴斯德的实验。

    另一个受指责的巴斯德实验是其更为著名的狂犬病疫苗接种实验。1885年10月26日，巴斯德向法兰西科学院报告说，在7月份他成功地用减毒疫苗治疗了被狂犬严重咬伤的9岁男孩梅斯特。巴斯德并报告说，在治疗梅斯特之前，他已做过了动物实验，对50头狗注射了减毒疫苗，它们都很健康。这一免疫方法迅速地传遍了世界各国。在一年内，仅巴黎地区就有两千多名被狗咬伤的人注射了狂犬病疫苗。

    盖森认为这个实验很成问题。他的一个理由是，梅斯特在接受治疗前并没有出现狂犬病症状，因此他可能本来就没有感染狂犬病毒，不能用他证明巴斯德的狂犬病疫苗有效，毕竟，大多数被狂犬咬过的人即使不注射疫苗也不得狂犬病。

    盖森的这个质疑毫无道理。即使在现在，狂犬病疫苗也都是在患者出现症状之前注射才有效的，一旦患者出现症状，说明狂犬病毒已侵入大脑，疫苗就不会有效了，死亡率是百分之百。因此要求巴斯德对出现狂犬病症状的患者做实验才能证明疗效，实在是有些无理取闹。虽然大多数被狂犬咬过的人不会发病，但这是由于这些人被咬得不是很严重，比如只有伤口很小的浅表伤，病毒没有进入体内或进入体内的量很少。而梅斯特是被狂犬严重咬伤的，手、脚共被咬了14次，浑身是血、沾满狂犬唾液，在这种情况下，他无疑已被狂犬病毒严重感染，不注射疫苗的话必死无疑。

    盖森对巴斯德的另一指责是，巴斯德在论文中夸大了实验动物的数量，而且在治疗梅斯特之前，他实际上还没有完成动物实验，就对患者进行治疗是不符合巴斯德本人提倡的医学伦理的。根据实验记录本，巴斯德对40头狗分批注射了疫苗，分别在5月28日、6月3日、6月25日和6月27日各对10头狗开始疫苗注射。在7月6日开始治疗梅斯特时，所有的实验狗都很健康，但是距离第一批狗的注射还不到6周。而狂犬病的潜伏期有时能达几个月。巴斯德又如何能确保其减毒疫苗是安全的，本来没有感染狂犬病毒的患者不会因为注射了该疫苗反而染上狂犬病？

    我不知道巴斯德为何在论文中把40头狗说成了50头，也许是笔误或记错，但是不太可能是有意夸大，因为40头和50头并无实质性区别。虽然狗得狂犬病的潜伏期有时能达几个月，但是潜伏期平均是3～6周，因此根据最早两批注射疫苗的狗无一发病这一事实，是可以初步判定其减毒疫苗是安全的。巴斯德咨询了一位神经科教授，后者在察看了梅斯特的伤势后，建议巴斯德对其注射疫苗。梅斯特的母亲也央求巴斯德拯救其儿子。巴斯德在犹豫了一段时间后决定加以治疗。他显然不是像盖森所说的为了名利而草率试验，而是在一位母亲的哀求下救人一命。巴斯德的医生助手一开始反对治疗梅斯特，事后根据治疗效果承认巴斯德的选择是对的。

    巴斯德当然不是什么圣人。在他身上可以找到很多缺点：傲慢、好斗、顽固、独断、爱炫耀、爱夸大其词等等。这也不是盖森的发现。保罗·德克鲁夫在1926年出版的科普名著《微生物猎手》一书中对巴斯德的伟大和弱点已有生动的描述。然而，也正如德克鲁夫所言，虽然巴斯德爱出风头，也爱玩点故弄玄虚的小把戏，但是并不是有预谋的骗子。而既然巴斯德的这些发明都能成立并且造福人类，其发明过程中的某些细节似乎不值得挑剔。

2009.4.1

（《经济观察报》2009.4.13）

有读者告知，“德赛公园”（即刘雪峰创建的、被我收回授权后演变成“反方”网站的原“新语丝读者网”）的主编寻正、编委疯和尚等人在其主持的网站上造谣说我发表在《中国青年报》上的《蟑螂的民主决策》一文是“抄袭英文作品”，是“编译”自Discovery News上的一篇报道，是以“编译冒充原创”，是在“骗稿费”。我那篇文章是根据《美国国家科学院院刊》（PNAS 103, 5835 (2006)）和《科学》（Science 318, 1155 (2007)）上的两篇论文写的，而Discovery News的报道仅仅是介绍了《美国国家科学院院刊》的一个实验而已。懂英文的人一见可知，这篇报道除了也用到“民主”一词，以及在介绍同一个实验时的描述难免会有相同之处外，和我的文章从内容到用语都没有什么相同的地方。对这几个天天在其把持的网站上谩骂我的心理疾病患者，本不值得理睬，但这种“编译”指控有时会误导不懂英文的国内读者。寻正、疯和尚等人敢于如此造谣，也是在欺负有很多读者不懂英文。因此我干脆花点时间，把Discovery News的报道全文翻译成中文，让读者自己做个比较，看和我的《蟑螂的民主决策》究竟“有什么大的区别”，看看哪篇文章更“幽默”，也让大家见识一下“德赛公园”、寻正、疯和尚有多么的无耻。有一个读者说得好，“德赛公园”先是堕落成了反科学的传教网站，再堕落成了造谣网站，让我们再看看，这个由小人创建、心理疾病患者主持的网站还能如何再创新低。

蟑螂生活在民主中

作者：Jennifer Viegas
来源：Discovery News
2006年4月3日

一项新的研究表明，蟑螂用一种非常简单的民主方式管理自己，每个昆虫有平等的身份，在决定之前群体协商影响了整个群体。

该研究认定，蟑螂的决策遵循一个可预测的模式，能够解释其他昆虫和动物，例如蚂蚁、蜘蛛、鱼类、甚至牛群的群体动态。

蟑螂是沉默的生物，也许除了在桌面上急跑时发出的声音。因此它们必须通过无声的方式进行交流。

“蟑螂用化学和触觉彼此进行交流，”Jose Halloy博士说，他是在最近一期的《美国国家科学院院刊》上发表的该研究的共同作者。

“它们也能用视觉，”比利时布鲁塞尔自由大学社会生态学系的科学家Halloy说。

“当它们互相遭遇时，它们能够认识到它们是否属于同一个群落，这是由于它们用触须互相纠缠，也就是说，其精致的味觉器官非常灵敏，”他说。

Halloy通过把昆虫放进一个含有三个遮蔽处的培养皿中来试验蟑螂的群体行为。该试验是为了看看蟑螂是如何分配遮蔽处的。

通过触须试探、触摸和其他方式，在经过很多“协商”之后，蟑螂把它们完美地做了分配。

例如，如果50只蟑螂被放进一个有3个遮蔽处的培养皿中，每个遮蔽处能容纳40只蟑螂，25只蟑螂将在第一个遮蔽处挤在一起，另25只聚在第二个遮蔽处，而让第三处空着。

研究者改变设置，让三个遮蔽处各能容纳50只以上的蟑螂，那么所有的蟑螂都搬进了第一所“房子”。

Hally及其同事发现在合作和对资源的竞争种存在平衡。

“蟑螂是一种能从群体生活获益的群居昆虫。它增加了它们繁殖机会，（促进）比如遮蔽处或食物等资源的分享，在干燥的环境中聚集在一起能防止干燥，等等，”他说。

“我们显示的是，这些行为模式允许它们优化群体大小。”

这些模型有很强的预测性，能够解释其他昆虫和动物的群体行为，例如鱼类和虫子是如何把它们完美地分成亚群体的，以及兽群是如何在没有领导的情况下做出简单的决定的。

牛津大学的动物学家David Sumpter博士说该项新研究“是一篇优秀的论文”和“重要的”。

“它同时研究了动物决策的潜在机制，以及这些机制如何让动物分配资源地点，使个体适宜度达到最优化，”他说。

“以前很多研究都集中于或者是机制，或者是最优化，二者只居其一。”

对蟑螂来说，合作似乎是很自然的事。

附：德赛公园上寻正的谤文、疯和尚等人附和，以及Discovery News的原文。

附一

【按：用自然界现象或者低等生物界行为模式比附社会行为几乎是食科学不化的理痴的通病，想不到方舟子也患上了。看来国内读者的钱很好骗的，因为这回方舟子也无非再次当搬运家，把英文中可以狗狗到的东西，编译一通，做成不世文章，连基本点子都是照搬原作者的，可惜，原作者理解什么是民主，用词谨慎，行文不失幽默，值得一读，方舟子为了迎合或者为了讽刺，把幽默去掉了，硬要证明自己多么不懂民主，实在是惊叹其人之不智，好好的一个题目，在英文中读来赏心悦目，方舟子编译后，真的是让人感觉吃了蟑螂！方舟子抄袭的英文作品附后，大家看看有了这件作品，再翻翻维基，补上一点教科书上的内容，是不是不动脑筯下面这篇大作就出来了？同志们，一定要学好英文，学好了英文，可以脚踏两只船，把左边船上的往右边搬，可以既赚名气，又赚稿费，何乐而不为呢？终于找到一条终南捷径……原来方舟的意义是这样的……】

【再按：记得数年前方舟子被人揭露抄袭科学杂志，科学杂志最后根据译文判定他没有抄袭，但不符合专业写作的规范，他用科学杂志的评论威胁了揭露他的人一顿，不符合专业写作习惯这一条就直接无视了，当然，也不会改正的了，有趣的是，那则通信还挂在新语丝上。事实上，他可能就没有看懂科学杂志的批评，故而在这里重蹈覆辙。读得懂英文的，看看他的写法与原作者的写法有什么大的区别？引以为鉴。当然，首先忽略他抄袭英文作者的事实，因为他抄得高明，编译一通，真不好直接说他是抄袭，可抵赖性太高了。】

# 北极星 Says:

方舟子翻译水平了得，光明正大地专心搞科普翻译得了。
Apr 10, 2009 at 12:37 pm Vote: Add rating 0 Subtract rating 0
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2
Alex Says:

这要不叫抄，我还真不知道怎么才算抄了……方不会又说“我和这个作者看的是同一份原始材料”吧？

明明就是翻译，改一改就变原创了呀。虽然方文比原文多了最后一段引申……汗……
Apr 10, 2009 at 12:49 pm Vote: Add rating 0 Subtract rating 0
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3
疯和尚 Says:

哈，哈哈，本来是想骗点稿费顺带讽刺一下“民主”分子，没想到倒把自己编译冒充原创的老底掀翻了。

附二：Cockroaches live in a democracy

Jennifer Viegas

Discovery News

Monday, 3 April 2006

Cockroaches govern themselves in a very simple democracy where each insect has equal standing and group consultations precede decisions that affect the entire group, indicates a new study.

The research determines that cockroach decision-making follows a predictable pattern that could explain group dynamics of other insects and animals, such as ants, spiders, fish and even cows.

Cockroaches are silent creatures, save perhaps for the sound of them scurrying over a countertop. They must therefore communicate without vocalising.

“Cockroaches use chemical and tactile communication with each other,” says Dr José Halloy, who co-authored the research in the current Proceedings of the National Academy of Sciences.

“They can also use vision,” says Halloy, a scientist in the Department of Social Ecology at the Free University of Brussels in Belgium.
“When they encounter each other they recognise if they belong to the same colony thanks to their antennae that are ‘nooses’, that is, sophisticated olfactory organs that are very sensitive,” he says.

Give me shelter

Halloy tested cockroach group behaviour by placing the insects in a dish that contained three shelters. The test was to see how the cockroaches would divide themselves into the shelters.

After much “consultation”, through antenna probing, touching and more, the cockroaches divided themselves up perfectly.

For example, if 50 insects were placed in a dish with three shelters, each with a capacity for 40 bugs, 25 roaches huddled together in the first shelter, 25 gathered in the second shelter, and the third was left vacant.

When the researchers altered this set-up so that it had three shelters with a capacity for more than 50 insects, all the cockroaches moved into the first “house”.

A delicate balance

Halloy and his colleagues found that a balance existed between cooperation and competition for resources.

“Cockroaches are gregarious insects [that] benefit from living in groups. It increases their reproductive opportunities, [promotes] sharing of resources like shelter or food, prevents desiccation by aggregating more in dry environments, etc,” he says.

“So what we show is that these behavioural models allow them to optimise group size.”

The models are so predictable that they could explain other insect and animal group behaviours, such as how some fish and bugs divide themselves up so neatly into subgroups, and how certain herding animals make simple decisions that do not involve leadership.

Important research

Dr David Sumpter, a University of Oxford zoologist, says the new study “is an excellent paper” and “important”.

“It looks both at the mechanisms underlying decision-making by animals and how those mechanisms produce a distribution of animals amongst resource sites that optimises their individual fitness,” he says.

“Much previous research has concentrated on either mechanisms or optimality at the expense of the other.”

For cockroaches, it seems, cooperation comes naturally.

    洞庭湖边鼠满为患的时候，有一位时评家写过一篇文章，很认真地说老鼠的生命力如此之强，我们应该敬畏它。我不知道他说的敬畏是什么意思，是不是要搞一个拜老鼠教？那样的话，还不如搞一个拜蟑螂教，蟑螂的生命力之强，更值得“敬畏”：

    它们几乎可以吃任何有机的东西，连拌了老鼠药的毒饵都可以成为它们的安全食品。在饱餐一顿之后，它们可以3个月不吃东西，1个月不喝水，都还能活下去。把蟑螂的头切掉，它们还可以继续活上一周到一个月，直到死于脱水或饥饿。蟑螂的繁殖力同样惊人，如果房间里跑来了一只雌性德国小蠊，在适宜的条件下，一年之内她就可以留下10万只后代。难怪一个房屋一旦有了蟑螂，就很难消灭干净。也难怪蟑螂已经在地球上生活了3亿多年之久，比它更晚出现的恐龙早已灭绝，而它却越活越滋润，而且3亿年来形态没有什么变化，3亿年前的蟑螂化石看上去和现在的蟑螂没有多大的不同。

    我们当然犯不着为此去敬畏蟑螂，不过做为进化得如此成功的物种，有很多值得研究的地方，比如它的行为模式。

    蟑螂很喜欢钻到隐蔽的地方躲起来，以免被发现。蟑螂在躲藏的时候还喜欢扎堆，这也容易理解，聚在一起有很多好处：容易找到配偶，容易沾光揩油跟着大家找到食物，在干燥的环境中聚在一起还能保湿等等。当然，太多的蟑螂都扎堆在一起也不好，毕竟资源是有限的。那么它们怎么选择到哪里和如何扎堆呢？

    在蟑螂的社会中，没有领袖来发号施令，也没有蚂蚁那样的社会分工，每一个蟑螂都是平等的，决策过程完全民主。要集体做出合理的民主决策，并不需要有高深的思想和高超的智力，只需要大家都本能地遵循几条简单的原则：每只蟑螂都出去随机探索环境、发现隐蔽处，根据隐蔽处的质量好坏进行选择，各个蟑螂互相接触、相互影响，然后根据隐蔽处的拥挤程度来决定自己是留下还是离开。

    比利时布鲁塞尔自由大学的研究人员为此做了一系列实验。这些实验很容易做，如果你有空养蟑螂也可以去重复。在一个器皿中建两个相同的遮蔽处（比如放两个塑料瓶盖），然后放一些（比如说50只）蟑螂进去。蟑螂起初到处乱爬，互相触碰进行“咨询”，慢慢地就往遮蔽处扎堆了。如果遮蔽处的容量足够大（比如说能容纳60只蟑螂），那么所有的蟑螂会倾向于躲到其中某个遮蔽处，而让另一个遮蔽处空着，选哪个遮蔽处来躲是随机的。

    把遮蔽处的容量缩小，比如说每处最多只能容纳40只蟑螂。会出现什么情况呢？是不是40只挤到一处，剩下的10只到另一处呢？不是，蟑螂将会倾向于做平分，在两个遮蔽处中各有25只蟑螂。

    现在再放进一个遮蔽处，蟑螂会不会平均分配到3个遮蔽处里面去呢？不然。如果遮蔽处的容量不够大（只能容纳40只蟑螂），那么蟑螂将在其中的两处做平分，每处各有25只蟑螂，而让第三处空着。如果遮蔽处的容量足够大（可容纳60只蟑螂），那么全部50只蟑螂都将挤到一处，而让另两处空着。

    如果这些遮蔽处的质量都一样，那么蟑螂选择去哪一处是随机的。如果遮蔽处的质量存在差异，比如有一处比较暗，另一处比较亮，那么蟑螂在大多数时候会选择去较暗的遮蔽处。

    从数学上可以证明，蟑螂这么做对每个个体来说都是最佳的选择，可以合理地平衡竞争资源与相互合作的关系。不需要有领导来“集中”，绝对的民主决策也能获得最佳结果。

    能有这样的结果是因为大家都遵守游戏规则。假如出现一只突变的蟑螂非要别出心裁不可，又会怎样呢？要找到这种突变蟑螂可不容易，研究人员就建造了机器蟑螂来代替。这种机器蟑螂看上去一点也不像蟑螂，倒像一辆玩具汽车，不过蟑螂的眼神很不济，在给机器蟑螂涂上从蟑螂身上提取的化学物质、让它们带上蟑螂的味道后，蟑螂就把它们当成蟑螂对待，也和它们触触碰碰进行咨询了。

    研究人员通过程序控制，让机器蟑螂也具有蟑螂的特点：喜欢躲藏到阴暗的遮蔽处和喜欢扎堆。在12只蟑螂中放进4只机器蟑螂，这个群体的表现和正常的蟑螂群体一样，让它们在一暗一亮两个遮蔽处挑选，大多数时候它们都会躲到暗的遮蔽处去。

    然后，研究人员改变程序，让机器蟑螂喜欢较亮的遮蔽处。结果，在这几个机器蟑螂的误导下，出现了反常，在大多数时候蟑螂群体会躲到较亮的遮蔽处去。说不定以后可以利用这种机器蟑螂把房间中暗藏的蟑螂都引到明处，聚而歼之。

    所以呢，民主决策虽然是个好东西，但是也很脆弱，很容易被某个别出心裁的异己分子所破坏。不过，如果这些异己分子出的是坏主意，会很快被自然选择淘汰。不幸的是，在它们被淘汰时，会有一大帮盲从它们的家伙陪葬。

2009.4.6.

（《中国青年报》2009.4.8）