环保及食品安全知识系列问答(九)——室内污染

12 03 2009年

问:室内空气污染源有哪些?

答:在任何一所房子里都有许多室内空气污染源。它们包括石油、煤气、煤油、煤、木头和香烟等可燃性物质;建筑和装修材料,例如石棉、地毯、家具;家用清洁和维修用品、个人卫生用品;中央加热、空调和加湿系统;来自外部的污染,例如氡气、农药和室外空气污染。

一些主要的室内空气污染物包括:甲醛,来自建筑材料、装修材料、家具、地板、衣料、塑料绝缘体;香烟烟雾,来自吸烟;氡气,来自土壤、水源、建筑材料;一氧化碳,来自不通风的煤油炉、煤气加热器、气炉、木材炉、壁炉;苯并芘,来自吸烟、木材炉;二氧化氮,来自通风不好的气炉、加热器、吸烟;苯乙烯,来自地板、塑料制品;三氯乙烯,来自喷雾剂;氯仿,来自热水器中处理过的含氯的水;侧二氯代苯,来自空调、人造樟脑球;四氯乙烯,来自熨斗在衣服上留下的烟雾;石棉,来自石棉建材。

这些污染物对人体健康有不同程度的危害。三种最危险的室内污染物是香烟的烟雾、甲醛、氡气。

有些污染源,例如建筑材料、家具和空气清新剂之类的用品,不断地或多或少地释放出污染物。其他的污染源则是间断性地释放污染物,与室内活动有关,例如吸烟;使用不通风的炉灶、加热器;使用清洁剂、脱漆剂、杀虫剂等。在这些活动之后,高浓度的污染物能够在空气中保持相当长的时间。

http://www.epa.gov/iaq/pubs/insidest.html

(编写:方舟子)

问:如何减少室内空气污染?

答:有三项基本策略可以减少室内空气污染:

一、控制污染源。提高室内空气质量最有效的方法通常是消除各个污染源或减少污染物释放量。某些污染源,例如石棉材料,可以密封起来。有的污染源,像煤气炉,可以进行调整降低其污染物释放量。防止香烟烟雾污染的最好方法是不在室内吸烟,也不允许别人这么做,让吸烟者到室外去。

二、增加室外空气进入室内的量,例如开窗、开门、开换气风扇、使用窗式空调,在浴室、厨房安装抽风扇。特别是,在进行某种能产生高浓度的污染物活动时,例如油漆、剥漆、用煤油加热器加热、烹饪时,更应注意同时采取尽可能多的方法增加室内外空气的交流。在许多情况下,控制污染源要比增加通风更有效益,因为增加通风能增加能耗。

三、使用空气净化器。市场上有许多种类型和大小的空气净化器,从比较便宜的桌面型空气净化器到昂贵的全楼房空气净化系统都有。有的空气净化器能高效地清除空气中的悬浮颗粒,有的(包括大多数桌面型空气净化器)则效率很低。但是空气净化器通常并不用于清除气体污染物。

http://www.epa.gov/iaq/pubs/insidest.html

(编写:方舟子)

问:室内生物污染有什么危害?

答:室内生物污染物包括细菌、病毒、霉菌、宠物的皮屑和唾液、螨虫、蟑螂、花粉等。有些生物污染物能引起过敏反应,导致肺炎、鼻炎和哮喘。能引起过敏的生物污染物主要包括螨虫和花粉。老鼠尿中的蛋白质也是一种过敏原,干了以后能通过空气传播。霉菌能释放导致疾病的毒素。中央空调系统一旦被污染,会孳生霉菌和其他生物污染物,并传播到整个房屋。有些传染病,例如流感、麻疹和水痘,通过空气传遍。由生物污染物引起的症状包括打喷嚏、流泪、咳嗽、呼吸短促、晕眩、嗜睡、发烧和消化问题。

通过控制房间内的相对湿度,能够减少某些生物污染源。室内相对湿度通常应保持在30~50%。将湿度保持在50%以下能够防止水蒸气在室内凝结。积水、潮湿的表面会孳生霉菌、细菌和昆虫。螨虫也适宜在湿润、温暖的环境中生长。在浴室、厨房安装通向室外的抽风扇,能够降低室内空气的湿度。地毯、建筑材料被水打湿后最好应在24小时内清洁、干燥,否则容易孳生细菌、霉菌。要保持房间的清洁,定期清洗房间能够减少螨虫、花粉、动物皮屑和其他过敏原。如果使用加湿器,应根据说明书清洗并每天更换干净的水。如果加湿器孳生了生物污染物,它们产生的毒素就可能导致肺炎和发烧。空调、去湿器和冰箱的蒸发器也应经常清洗。

http://www.epa.gov/iaq/pubs/insidest.html

(编写:方舟子)

问:家里装修要用许多涂料、粘合剂等化学物质。哪些对人体有害?该如何避免它们对我们的伤害呢?

答:为了让住房美观卫生,我们在装修时会选择瓷砖,来铺地面以及墙壁(尤其是卫生间和厨房)。将瓷砖固定在地面或墙壁上,并将瓷砖连成一体,我们要使用粘合剂。有的人选择用木质地板来铺地面,这也需要粘合剂。我们一般还会买涂了油漆的木制家具。新家具上的油漆以及粘合瓷砖或地板的粘合剂,一般会释放出许多化学分子,其中一些对人体是有害的。油漆和涂料会散发出挥发性很强的有机物。粘合剂会散发出甲醛。这些气体不仅刺鼻,长期吸入,还会对人体带来不良影响。

现在市场上有所谓的环保涂料、环保粘合剂等。这些物质在散发出的气体种类和数量上一般会小于传统涂料和粘合剂,但仍不能做到零污染。所以不管用的是传统涂料、粘合剂还是环保涂料、粘合剂,新装修房都应该进行通风和净化。根据不同季节和通风条件,新装修好的房子一般应该通风15天-30天。我们还可以选择活性炭吸附剂,对有害气体进行吸收。

(编写:太蔟)

问:地毯会带来什么环保问题?

答:地毯在从生产、铺设、使用到废弃的过程中,会产生多种环境问题。生产地毯时,热定型、染色和上胶等工序会释放出挥发性有机化合物(VOC),造成空气污染。美国科学家的一项研究发现,生产1平方码(约0.836平方米)的尼龙地毯,大约会向大气中释放1~2克VOC。

地毯铺设在居室中后,地毯本身和铺设所用的胶合剂等会释放出VOC,污染室内空气。不过,如果居室通风良好,新地毯安装48~72小时后,其VOC排放会降到很低的水平。地毯还会成为藏垢纳污之所,成为室内主要有毒物质来源之一。霉菌、尘螨、杀虫剂等会沉积在地毯里,地毯灰尘中还可能含有铅、镉、水银、多环芳烃、多氯联苯等污染物,这对喜欢在地上玩耍的幼儿危害特别大,脏地毯是导致儿童哮喘、过敏乃至癌症发病率上升的原因之一。

在使用寿命结束之后,废弃地毯的处理是另一个大问题。据估计,美国每年有超过40亿磅(1磅=0.454千克)的地毯成为固体垃圾,占城市固体垃圾总重的1%及总体积的2%。废弃地毯十分沉重,而且体积巨大、难以压缩,是较难处理的一种垃圾。地毯回收行业于近几年来兴起,回收尼龙地毯的技术相对成熟,其他材质的地毯纤维如何回收利用,还有待进一步研究。

http://www.epa.gov/epp/pubs/products/carpets.htm
http://www.epa.gov/ttn/chief/conference/ei11/toxics/mulholland.pdf
http://www.epa.gov/iaq/pubs/hpguide.html#faq6
http://www.oursci.org/ency/medi/027.htm

(编写:碧声)

问:有没有什么植物能够帮助清洁家里的空气?

答:家具、室内装潢、地毯、衣服、窗帘等都有可能不断地释放出有毒气体污染室内空气,这些气体包括甲醛、苯、三氯乙烯以及其他挥发性有机化合物。如果你使用空气清新剂,并不能真正清除这些有毒气体,反而进一步污染了空气。开窗通风是清除这些气体的有效方法,但是在冬天以及开空调时并不适用。另一种办法是种植一些能够清洁空气的观赏植物。植物的叶子、根以及土壤中的细菌都能吸收有毒气体。美国太空总署在上个世纪80年代曾经研究过植物清洁室内空气的作用,发现室内植物在24小时内可以清除87%的室内污染物。1994年德国的一项研究发现,一盆吊兰在6小时之内就能清除掉一个小房间内的甲醛。

根据美国太空总署的研究,清除甲醛能力较强的植物包括:波斯顿蕨、菊花、软叶刺葵、银线龙血树、雪佛里椰子、洋常春藤、垂叶榕、白鹤芋、散尾葵、香龙血树(巴西铁树)。清除苯能力较强的植物包括:非洲菊、菊花、白鹤芋、银线龙血树、雪佛里椰子、三色铁、虎尾兰、银王亮丝草、洋常春藤。清除三氯乙烯能力较强的植物包括:非洲菊、三色铁、白鹤芋、银线龙血树、雪佛里椰子、香龙血树、虎尾兰、洋常春藤。

此外,广东万年青、吊兰、喜林芋、绿萝(黄金葛)、绿巨人(一帆风顺)也都被发现能有效地清洁室内空气。

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/ssctrs.ssc.nasa.gov/indr_landscape/indr_landscape.pdf

(编写:方舟子)

问:在家中点蜡烛、烧香是否会污染室内空气?

答:点蜡烛有可能污染室内空气,这主要包括三个方面:一、为了使得蜡烛融化时烛芯不会倒,烛芯中一般含有金属,有的烛芯用的金属是铅,铅含量能高达50%以上。这样,在点燃蜡烛时,就有可能使室内空气中的铅浓度高到被吸入体内能损害健康。空气中的铅沉淀到表面上后,如果被儿童接触到,有可能通过皮肤进入儿童体内。二、点蜡烛还可能释放出甲醛、乙醛、丙烯醛等有害气体。三、在燃烧不完全时,蜡烛会冒烟。这与蜡烛的成分、烛芯长度、通风状况有关。香味蜡烛要比无味蜡烛更容易产生烟。点蜡烛产生的烟不仅会熏黑天花板、墙壁,而且由于这种烟的颗粒很细小,有可能渗入肺的深处。吹灭蜡烛能产生较大量的烟。如果用湿布、烛剪来熄灭蜡烛,可减少烟的产生。

烧香会产生大量的颗粒。研究烧香产生的烟的成分,发现含有苯、一氧化碳、甲醛等有害物质,它们的浓度有时高到能危害健康。有一些研究表明,吸入烧香的烟与患癌症、哮喘、接触性皮炎有关。另有研究认为烧香的烟可能有导致基因突变和遗传毒性的后果。市场上的所谓环保香,释出的污染物和一般香相差无几。

http://www.epa.gov/ordntrnt/ORD/NRMRL/Publications/600SR01001.pdf
http://www.epa.gov/appcdwww/iemb/insideiaq/ss01.pdf

(编写:方舟子)

问:在灶或壁炉中烧木柴是否会污染室内空气?

答:人类燃烧木材来取暖和烧烤食物,有很长的历史了。谈起篝火,许多人都会有这样的浪漫幻想:在夜空下,一些人围坐在火堆旁,看着跳跃不定的黄色火焰,感受到篝火散发出来的暖意,嗅着被烧烤的食物的香味。这感觉一定很奇妙悦人,以至于在科技发达的今日,有人依旧喜欢在家里安个壁炉,燃烧木材,称之为有品味的生活。

其实,不管是在炉灶中(许多北方农家的主要取暖方式)还是在壁炉中燃烧木材,对室内和室外环境都会带来污染。木柴的充分燃烧,需要大量的氧气。在一般的炉灶和壁炉中,做到这一点很难。木材不充分的燃烧,会产生呛人的浓烟。这浓烟中除了有对人体有害的气体(如一氧化碳)外,还有各种各样的颗粒。这些颗粒被吸到肺里,会对人体的呼吸系统产生伤害。烟囱并不能把燃烧产生的烟全都排到室外,一部分会弥漫到室内,污染那里的空气。即便完全排到室外,这些燃烧产物也会先污染环境,然后再通过通风系统回到室内。

即便燃烧空间够大,并用吹风机来增加供氧,在室内炉灶和壁炉中燃烧木材仍不是个好主意,因为燃烧过程会从室内吸去大量的氧气,使室内氧气含量降低,对室内居民带来不良影响。

(编写:太蔟)

问:经常使用空气清新剂好吗?

答:不好。市场上花样繁多的空气清新剂,主要由乙醚和香精等成分组成。这些成分挥发到空气中,被人长期吸入呼吸系统,会产生不良反应。某些空气清新剂中的芳香剂会影响人的神经系统,以及刺激孩子的呼吸道粘膜。

另外,空气清新剂并不能使空气真地“清新”。它只是用浓度很高的一些比较悦人的气味,掩盖了一些人们不喜欢的异味而已,并没有清除异味。要真正使空气清新,人们应该使室内多和室外通风,并使用空气过滤器,以稀释或消除异味气体。

(编写:太蔟)



环保及食品安全知识系列问答(八)——家庭节能

11 03 2009年

问:一个典型的中产阶级城市三口之家每年平均消耗多少能源、水和食物?

答:一个人一生要消耗的食物,总重量与六头大象相仿。平均到年,一个成年人大概要吃掉88公斤肉(家畜、家禽和鱼)、14公斤鸡蛋、270公斤奶制品、34公斤脂肪、90公斤面粉和谷物以及320公斤的水果和蔬菜。把这些分类加到一起,一个成年人一年要吃掉800多公斤食物。

一个三口之家,如果假设孩子食量是父母的一半,那么全家每年要吃掉近2吨食物。

这个家庭每年水的消耗,大约为16万公升,也就是160吨。

能源方面,在美国平均家庭年耗电量约为1万度。考虑到中国中产阶级家庭居住条件与美国的差异,我们给打个8折,年耗电量约为8000度。

(编写:太蔟)

问:怎样减少房屋内的能源消耗?

答:我们在自己住的房屋里可以说是无时无刻不在消耗能源。这其中绝大部分是电能,但也有燃烧煤气烧饭取暖所消费的能源。如何才能减少这些消耗呢?这也有一些主意可以考虑:

1. 如果照明用的灯泡还是传统的白炽灯,应该立即将他们换成新型的节能灯泡。节能灯泡的用电量只有白炽灯的十分之一左右,而且使用寿命长得多。
2. 随手关灯,没人的房间里不开灯,这样在不知不觉间能节省相当数量的电能。
3. 家用电器如果长时间不用的话,可以拔掉插销。电器即使是关着的时候往往也会在用电。虽然很少,但细水长流也不可忽视。
4. 夏天用空调时把设定温度稍微调高一些,冬天用暖气时把设定温度稍微减低一些,都可以很显著地节省能源消耗。
5. 无论是夏天还是冬天,要善于利用窗帘调节太阳光对室内温度的影响。冬天晚上时关上窗帘也可以帮助保持室内温度。
6. 在使用暖气或空调的季节里,检查门缝、窗缝等需要密封的地方,减少不必要的能量损失。
7. 用洗衣机洗衣服时,选择冷水档,这样可以节省很多热水所需的能耗。
8. 检查电冰箱门的密封程度,如果密封不好可以更换门上的密封橡皮圈。

(编写:程鹗)

问:居民房子有没有可能做到能量自给自足?

答:在现代社会里,住房基本上都做到了通电、通水和通气等便利条件。居民不再需要为这些生活必需过分操劳。但也因为如此,大家往往不会注意到日常生活中对能量的消费。住在一所房子里,我们需要电能来照明,用电或用气生火做饭。冬天需要取暖,夏天需要空调。这一切所需要的能量都是通过外接的电线和煤气管道来供应的。

其实,住房,尤其是在偏远环境下的独立住房,本身也可以利用周遭环境潜在的能源来补充甚至完全供应自己所需的能量。在房顶上铺设太阳能电池和在附近适当的地方设立风力发电机都可以在条件合适时获取相当多的电能。但美中不足的是这样发出的电往往是高峰时太多,需要用时又没有了。如何储存高峰时发出的电好留到需要的时候用便是一个大问题。现在的电池储存技术还没有完全过关,对于一个住家所需的能量储存还不是太可靠。但如果该住房是连在电网上的话,也可以把高峰时发的电回“卖”给电网,然后需要时再从电网上“买”回来,这样把输电网当储存来用。除了太阳能和风能,住房地底下也还有地热可以利用。

当然,要实现住房能量自给自足的目标,只是开源还是不够的,房子必须设计成节能型。这样才能充分利用自己获得的每一度电而基本避免不必要的浪费。现在一些企业和环保组织已经在一些地方修建这样的样板房,通过各种实验改善住房的能量供求关系。也许在不远的将来,这样的房子会越来越普及。

(编写:程鹗)

问:家庭住宅有什么办法能充分利用太阳能?

答:太阳是我们人类最主要的能量来源。我们的食物以及主要能源化石燃料(汽油、煤炭等)中的能量,都来自太阳。水力、风力发电的能量源头,还是太阳。

我们对太阳能的利用,尤其是在家庭层面,还远远不够。在炎热的夏天,我们往往还要耗费能源,用空调制冷,来抵抗太阳散发到室内的能量。在冬天,我们要依赖常规方式(煤、气或电)消耗能源取暖,对太阳能的直接利用也不够。

通过对现代技术的利用,我们可以将我们的家庭住宅武装起来,捕获太阳能,从而减少对会排放温室气体的常规能源的依赖。我们可以在屋顶装太阳能电池和太阳能热水器。在屋顶装太阳能电池,不仅能阻止夏日的阳光通过照热屋顶而使室内升温(然后迫使我们开空调制冷),还可以将太阳能电池获得的电量用于其它耗能的活动。在冬天,我们可以用黑色的窗帘,以吸收阳光,为室内取暖做一份贡献。

(编写:太蔟)

问:有的人家在房顶安太阳能热水器。它对环保有什么好处?

答:在一般家庭中,洗澡、洗衣、洗碗都需要热水。正常情况下,这热水来自电热或是气(煤气、天然气)热。电在中国主要来自火电(烧煤或气发电)。此种热水方式,会产生大量温室气体——二氧化碳——以及其它会对环境造成污染的气体(如二氧化硫)。

太阳能热水器是比上面描述的热水方式更环保的方式。太阳能热水器的工作原理是将吸收的太阳能转为热量,加热冷水,从而产生热水为居家使用。这个过程基本不会产生对环境有污染的气体。虽然在主流太阳能热水器中,将冷水泵到水箱中以及循环传热液体的过程也会耗一些电,但这耗电量往往只是传统热水器耗电的一个零头。有一些新型太阳能热水器的用电也完全来自太阳能,从而对环境零污染。

即便在北方寒冷的地方,现代太阳能热水器也完全可以做到全年供热水。太阳能热水器虽然在使用初期费用会比较昂贵,但在世界能源短缺、油价频涨的前提下,它仍然是一个很经济的选择,一般在10年左右可见正收益。

(编写:太蔟)

问:有什么办法能把屋顶装饰或改造成环保屋顶吗?

答:理想的屋顶应该对阳光有较强的反射率,并且有较强的散热能力,把吸收来的热量快速散发掉。一般的屋顶散热能力较强(80%以上),但是反射率太低(0.05~0.25),在夏天的中午屋顶温度会被阳光加热到高达66~88摄氏度,增加了室内冷却的能耗,加重了热岛效应引发的空气污染,也加速了屋顶材料的损耗。如果使用金属屋顶,有较强的阳光反射率(0.5以上),但是散热能力较差(20~40%),屋顶温度还是能被加热到60~77摄氏度。如果使用同时具有较强的阳光反射率和散热能力的环保“冷屋顶”,夏天的阳光只能让其温度升到38~49摄氏度。“冷屋顶”大多采用光滑、亮白的表面,能很好地反射阳光,减少传到室内的热量,从而节省夏天的空调费用。对美国加利福尼亚州和佛罗里达州的十几座楼房的调查表明,使用“冷屋顶”每年能节省空调费用20~70%。同时,“冷屋顶”由于减少了阳光吸收,从而减少了阳光中紫外线的损害和一天中温度变化的热胀冷缩导致的损害,延长了屋顶的使用寿命。

另一种办法是在传统屋顶上种植花草,把屋顶改造成“绿色屋顶”。绿色屋顶有多种环保好处:能吸收雨水,减少降雨时排水沟的负载;吸收二氧化碳、空气污染物和空气颗粒;防止阳光中的紫外线和早晚温度变化对屋顶的损害,从而延长屋顶材料的寿命;为鸟类和其他小动物提供栖息处;减少外界噪音对室内的污染;在夏天隔热,让室内保持凉爽。

http://www.epa.gov/heatisland/strategies/greenroofs.html
http://www.epa.gov/heatisland/strategies/coolroofs.html

(编写:方舟子)

问:中国北方冬天通过热水取暖,主要有暖气片和地热两种,哪种更节省能源?

答:地暖(地热)更能节省能源。在同等舒适程度的前提下,地暖比暖气片节省能源15-20%。如果家庭是自己用锅炉(燃气壁挂锅炉)取暖,这个节省会反映在采暖费用上。

地暖比暖气片节能,主要是因为地暖的散热方式比暖气片高效。暖气片散热面积相对整个房间而言比较小,散热也不均匀。暖气片本身的温度要比房间平均温度高很多。用暖气片取暖,房间里的热空气会向天花板集中(热气球升空的原理),地面附近(人脚部的高度)会较冷。如果天花板隔热不好,会导致热量的损失。地暖的散热面积是整个房间地面,散热比较均匀,而且整个房间最高温度在靠近脚部处,人会感觉比较舒服。

比如,在人感觉同样舒服的前提下,用燃气壁挂锅炉加热。如果是暖气片散热,水温要到80度以上。如果是地暖,水温只要在50度左右,就可以了。

(编写:太蔟)

问:使用遮光窗帘有什么环保方面的好处?

答:在炎热的夏天,如果没有遮光窗帘,门窗紧闭且无空调的房屋内的温度会因日光照射达到不适合人居住的程度。即便是装了空调制冷,没装遮光窗帘的房间和装了遮光窗帘的房间(假设其它条件均等)在耗能上也会不一样——前者会比后者高。因为大部分的电来自火电,所以更高的耗电量就意味着更多的环境污染。

遮光窗帘最好两面颜色不同,一面可采用浅色(如白色或银色),另一面选用深色(如黑色)。在夏天,为了减小日光照射带来的多余热量,遮光窗帘白色的一面可以朝外,以尽量反射阳光。在冬天,我们可以把黑色的一面朝外,以尽量吸收阳光,从而加热室内。这样,节省了用于室内制冷或加热的能源,也就间接有利于环保。

(编写:太蔟)

问:日常设备的能源效率有多高?

答:美国商业性能源中,只有9%被用来做有用功,另有7%转变成石油化工产品,剩下的84%都被浪费掉了。其中41%是因为热力学第二定律而无法避免的浪费,但是43%则是没有必要的、可以避免的浪费,主要原因是使用了能源效率低的各种装置。

在日常设备中,能源效率最低的是白炽灯,能源效率只有5~10%,即输入能源的90%以上做为废热被浪费。日光灯的效率是22%,低压钠灯能达到40%。内燃机汽车的效率只有大约10~15%,电动汽车的效率能达到75%。低效率电冰箱的效率大约是20%,高效率电冰箱能达到40~50%。燃料电池是60%。人体的能源效率大约是20~25%。

以内燃机汽车为例。汽油进入发动机后,由于内燃机的能量转换效率很低,在把化学能转换成机械能时,有62.4%的能量丧失,另有17.2%在怠速空转时丧失。剩下的18.2%到了动力传动系统,又有5.6%在动力传动系统中丧失,另有2.2%用于空调等配件,只剩下12.6%用来行驶。这样算下来,只有大约15%的能量被用于行驶和有用的配件,其他的85%都在发动机、动力传动系统和怠速空转中浪费掉了。

可见提高能源效率的余地很大。如果能提高日常设备的能源效率,不仅能节省能源,还能减少温室气体的排放。

http://www.fueleconomy.gov/FEG/atv.shtml

(编写:方舟子)

问:我每次用完电脑都会把它关闭,但是没有拔下电源插头。我对家里的其他电器也采用同样的方法。这些电器关闭之后也会耗电吗?

答:不幸的是,答案是肯定的。许多电器在不工作的时候也会消耗一部分能量。当你关闭电器(比如一台空调)的总开关的时候,尽管它的大部分电路都因此而关闭了,它的电源部分仍然会工作,从而为下次按下开关时“唤醒”电器做好准备。因此电器处于这种“待机”状态仍然会消耗能量。有些较老式的电器反而不会有这种问题,因为它们的电源开关是机械式的,能完全切断电路。

一台电脑仅仅插上电源插头就有数瓦的功率消耗(较新型的电脑改善了这个指标,可望降到1瓦以下)。电视机、洗衣机、空调和微波炉等电器在待机时也可能产生类似的功耗。这种微小的功耗累积起来就变得相当惊人。一些研究表明,美国因为电器待机消耗的能量可能占了全年总耗电量5%到10%,相当于白白浪费了几座发电厂提供的电力。

目前各国正在着手强制规定电器的待机功耗必须低于一定水平。与此同时,你也可以用一些简单的措施减少待机功耗。例如,每次关闭电脑的时候选择“休眠”(把内存数据暂时写入硬盘)而不是待机(这时候电脑的内存仍然工作),然后拔下电脑的电源插头。选择带有独立电源开关的接线板可以帮助你养成节能的习惯。

(编写:柯南)

问:新型的节能灯泡为什么能省电?

答:大家都知道,我们日常使用的白炽灯是爱迪生在十九世纪末发明的。一百年多年以来,白炽灯除了在制造材料和工艺上有所改进之外,基本上还是爱迪生原来的设计。白炽灯给人们带来了宝贵的光明,也同时耗费了无数的能源。

白炽灯一打开,灯泡几乎立刻就会变得发烫,不能用手直接接触。这是因为白炽灯依靠将其内部的金属灯丝加热到极高的温度(大约两千多摄氏度)以至于其中电子发生能级跃迁而发光。但那么高温的灯丝不仅仅在发光,更多的是在发热,因此灯泡会变得烫手。灯泡是用来照明而不是取暖用的。这些因为发热释放掉的能量便是浪费了的。事实上,传统的白炽灯所用的电能百分之九十是在加热中损耗掉的,只有不到百分之十被转化为光能供人们使用。

与白炽灯相对应的是荧光灯,也是我们平常说的日光灯。它并不需要将金属丝加热到超高温度来发光,而是通过灯丝放电刺激灯管里的气体发出紫外线,而紫外线又刺激灯管内部上的荧光粉发出白光。这样的一个发光过程损耗的热量就小得多。日光灯管虽然也热,但远没有白炽灯那么烫手。

但以前的日光灯管很长,也很贵,家常使用很不方便。所以白炽灯一直占据了主要的市场。然而,近些年来,小型的荧光灯技术成熟了,它们的灯管是螺旋形的,不占地方,可以直接插到白炽灯的灯座上使用。虽然它们价格普遍比传统的白炽灯贵,但省电的效果异常显著。相当于六十瓦的传统白炽灯,新型的节能灯只需要十分之一的电能。同时,节能的荧光灯寿命也比白炽灯长上十倍左右,更进一步节省了生产中的损耗和家庭开支。

美中不足的是,荧光灯内含有汞蒸气,也就是水银,这对环境是有危害的。现在大家都在想办法尽可能地减低荧光灯发光所需要的汞蒸气含量。当然,白炽灯在这方面也不“干净”,白炽灯里含有铅,也是一个污染源。

(编写:程鹗)

问:我整天在玩电脑游戏,会耗掉很多能源吗?用电脑有没有什么节能的办法?

答:一台台式电脑在使用时的能耗大约是60~300瓦,但是用来玩游戏的电脑一般要求有比较高的配置,这就会大大增加了电脑的能耗。如果你为了玩游戏,而配置功能强大的显像卡、液晶大屏幕、多个硬盘和光驱,那么电脑能耗就可能高达750瓦,相当于一台电冰箱的能耗。

为了减少电脑的能耗,在选购电脑及其配件时,应选购那些有“能源之星”标志的产品。“能源之星”是美国环保署1992年启动的电器节能认证标志,得到了全球很多国家和地区的认同,目前已经成为一种国际标准。目前实施的“能源之星4.0”规范要求电源转换效率提升到80%以上,同时也对电脑的空闲、待机、休眠等状态提出了更严格的要求,比如台式机在待机模式下的功耗不得高于2瓦。

在个人使用电脑过程中也可以采用一些办法尽量减少能耗。如果不使用电脑的时间在20分钟以上,应关掉显示器(启动屏幕保护程序并不能减少能耗,事实上,屏幕保护程序对液晶显示器并不能起到保护作用,完全可以不用)。如果长时间(2小时以上)不使用电脑,则应同时关闭主机和显示器。虽然在主机重新启动时会耗费一点电能,但是比不上电脑长期处于待机状态时的能耗。不必担心反复启动主机会使电脑磨损,事实上现在的电脑大多远未达到其使用寿命就已被淘汰。电脑关机后拔下插头,可以避免几瓦的能耗。另外,在玩电脑游戏时,如果用耳机,可以减少音箱的耗电量。

(编写:方舟子)

问:洗碗机和人工洗碗相比,哪一个更环保?

答:不同的人工洗碗方法,其能源和水的消耗差别很大。有的人在洗碗过程中一直把水龙头开着,也有的人先用很少的水浸泡和预洗、再用清洁剂清洗、最后用净水漂洗。后者比前者更省水,并且很可能洗得更干净。不过总的来说,即使是最节俭的手洗方式,效率也无法与现代的洗碗机相比。正确地使用洗碗机,能源消耗约为手洗的一半,水的消耗仅为手洗的1/6,清洁剂用量也更少。显然,洗碗机还能为你节约宝贵的时间。

洗碗机通常有不同的清洗程序,绝大多数时候,使用“轻洗”或“节能洗”之类的程序就可以洗得很干净,不需要使用“一般“程序;除非碗碟上有特别厚重的油垢,否则不要使用“特强”之类的程序,也不需要手工预洗。尽量地让洗碗机满负荷运转、一次清洗较多的碗碟,多次让洗碗机清洗少量碗碟会大大增加能源和水的消耗。洗碗机的大部分能耗用在加热上,选择较低的清洗温度可以节约大量能源。如果想进一步节能,可以省去清洗之后的烘干过程,将洗碗机的柜门敞开,让碗碟自然晾干。

http://planetgreen.discovery.com/go-green/green-dishwashers/green-dishwasher-definitions.html
http://www.treehugger.com/files/2005/08/dishwasher_vs_h.php

(编写:碧声)

问:使用电热毯是不是不环保?

答:天冷的时候,睡觉时使用电热毯保持温暖是一个很好的主意。现在的电热毯里面采用碳纤维以远红外光作为加热手段,其加热效率非常高,而且也非常安全。更重要的是,使用电热毯时房间里的暖气温度便不需要设得过高,这样可以大大节省房子的取暖费用,节省能源而保护环境。因此,使用电热毯是环保的一项好措施。

不过,尽量不要使用十年前的旧电热毯。那时的技术还不够成熟,电热毯容易在磨损后漏电并引起火灾。现在的新型电热毯已经解决了这些安全问题。

和几乎所有的家用电器一样,也有人宣称使用电热毯可能会因为电磁辐射而致癌。但这没有被科学证实。

(编写:程鹗)



有害无益的“美味”鱼翅

28 02 2009年

今年的春节晚会赵本山的小品《不差钱》有一段点菜对白:

毕福剑:鱼翅更不要点。
赵本山:有也别吃了,我吃鱼翅有一次卡住了,最后到医院用镊子拿出来了。

这段对白当然是为了让人笑话赵本山扮演的人物不仅没有吃过鱼翅,也不知道鱼翅为何物,把鱼翅当鱼刺了。鱼翅是鲨鱼鳍中的细丝状软骨,是卡不住喉咙的。而毕福剑自是见多识广,不看菜单也知道鱼翅是上面最贵的菜。

中国人把鱼翅当成贵重美味的历史并不长,大约从明代开始。李时珍的《本草纲目》称鲨鱼“腹下有翅,味并肥美,南人珍之”,可知当时还只是南方人珍重鱼翅。同时期成书的小说《金瓶梅》,虽然写的是宋代的故事,反映的却是明代的生活,里面讲到西门庆到东京为蔡太师拜寿,翟管家摆筵席为西门庆洗尘,“九十样大菜,几十样小菜,都是珍馐美味,燕窝鱼翅,绝好下饭”,可知此时鱼翅已成珍馐美味的典型了。到清代时鱼翅更成了南北方盛大筵席必备的最名贵的佳肴,号称“无翅不成席”,干脆把豪华筵席称为“鱼翅席”。清末时中国鱼翅的美名传到了国外。野史记载,李鸿章的大哥李瀚章当两广总督时宴请外国人,按惯例设西餐席,却引起某位外宾的不满,当场就说:“这次本来是希望尝一尝贵国的烧烤、鱼翅美味的。”

也可见从前如果不赴豪门筵席,就很难吃到鱼翅。不像现在,稍微高档一点的餐馆就卖鱼翅,据报载,最便宜的鱼翅一盅只卖几十元,一般人也都可以尝个新鲜。这显然是由于现代捕鱼技术的发达导致有充足的鱼翅货源,也给鲨鱼的生存带来了灭顶之灾。因为鲨鱼肉价值很低,渔民捕捉到鲨鱼后,只割下鲨鱼的鳍部分而舍去鲨鱼肉,把鲨鱼身体抛回海里以便留下船上空间存放鱼翅,使渔民能捕杀更多的鲨鱼。这些没有鱼鳍的鲨鱼在海里无法游动,要么窒息而死,要么成为其他鲨鱼或别的动物的食物。自2000年起美国禁止这种割鱼翅的捕鱼方式。2001年8月,美国海岸警卫队在圣地亚哥附近扣押一艘捕杀鲨鱼的渔轮,发现船上并无鲨鱼尸体,只有32吨鱼翅,相当于有2万多条鲨鱼被杀。供应鱼翅市场需求是捕杀鲨鱼的主要原因。联合国曾估计每年有一千万条鲨鱼被捕杀。实际情形可能比这严重得多。据2006年英国伦敦帝国学院的一项研究,每年有3千8百万条鲨鱼因为鱼翅市场的需要而被捕杀。而且鱼翅市场在不断扩大,据估计每年增长5%。

其实鱼翅本身并没有什么味道,还略带腥味,鱼翅汤的美味主要来自它的配料,用火腿、老鸡等真正的美味熬出来的。因此鱼翅很容易假冒,市场上有用明胶、海藻酸钠、氯化钙等材料仿造的假鱼翅,据说品质与复水后的真鱼翅非常相似,吃不出区别。可见鱼翅并非不可替代的美味。

但鱼翅被推崇的原因还与中国的养生文化有关,它被当成了上等的滋补品。中医认为鱼翅能“益气、补虚、开胃”,现代美食家则说“鱼翅有极为丰富的营养”、“富含胶原蛋白,有预防骨骼老化、防癌抗癌、滋养肌肤、延年益寿等功效”。其实从营养学的角度看,鱼翅并不具有特殊的营养价值。鱼翅的主要成分是胶原蛋白,这是一种蛋白质。蛋白质即使有某种神奇的功效,吃它也不能让它直接进入人体发挥作用,而是会在胃肠中被消化成氨基酸,再被人体吸收。所以不管吃的是什么蛋白质,结局都一样,都是消化成了组成蛋白质的氨基酸。组成蛋白质的氨基酸共有20种。有的蛋白质(例如鸡蛋、牛奶、肉类的蛋白质)含有全部20种氨基酸,叫做完全蛋白质,营养价值较高;而有的蛋白质(例如植物蛋白)则是不完全蛋白质,缺某种氨基酸,营养价值较差。胶原蛋白缺少色氨酸和半胱氨酸,是不完全蛋白质,因此鱼翅的营养价值并不高,还比不上含有完全蛋白质的鱼肉。

近年来从国外又传进来了一种说法,说是鲨鱼不会得癌症,这是由于鲨鱼的软骨中含有特殊的“鲨鱼软骨素”能够防癌抗癌。市场上出现了用鲨鱼软骨制造的保健品,而同样属于鲨鱼软骨的鱼翅也跟着沾光,成为一些人吃鱼翅的借口。其实说鲨鱼不会得癌症纯属误传。2000年,美国约翰斯·霍普金斯大学和乔治·华盛顿大学医学中心的科学家报道,他们从文献中找到40多例鲨鱼及其近亲得癌症、肿瘤的报告,其中3例还是软骨瘤。在1983年的确有研究表明在鲨鱼软骨中含有一种物质能够抑制肿瘤血管的形成。但是这并不等于说口服它就会有效果。几项临床试验表明,口服鲨鱼软骨提取物对治疗癌症是无效的。

因此,不论是从营养的角度还是从保健的角度,吃鱼翅都没有益处,相反地,吃鱼翅反而对健康有害。鱼翅中水银和其他重金属的含量都比其他鱼类高很多。这是因为工业废水不断地排入海洋,使得海水中重金属含量较高,并进入海洋生物体内,而鲨鱼处于海洋食物链的顶端,吞食了其他鱼类后,食物中的重金属也随之进入鲨鱼体内,积累下来,因此鲨鱼体内的重金属的含量会越来越多。2001年,对曼谷唐人街市场上的鱼翅抽查表明,10个鱼翅中有7个含有高含量的水银,最高含量为允许量的42倍。2008年对香港市场的抽查表明,10个鱼翅中有8个含有高含量水银,最高含量为允许量的4倍。烹饪并不能去除水银或其他重金属的毒性。吃了鱼翅后,水银和其他重金属进入人体,难以被排出体外,而是在体内积蓄下来,能损害中枢神经系统、肾脏、生殖系统等,导致头昏、头痛、肌肉震颤、口腔溃疡、肾脏损害、性功能减退、流产等。

吃鱼翅和吃燕窝、熊掌,以及把虎骨、犀角、熊胆等当成珍贵药材类似,都是中国传统养生、进补文化的一部分。但是也都没有科学依据。例如,燕窝是金丝燕的唾液,其成分包括蛋白质、碳水化合物、矿物质等,并不神奇。虎骨的成分与其他哺乳动物的骨骼不会有实质的区别,并不含有独特的活性物质。传统医学和民间之所以相信这些东西是补品、良药,一则是因为它们都是难得的东西,所以物以稀为贵,二则是因为这些动物凶猛、强壮引起的联想,以为吃了它们的身体部位就能将其神奇威力转移到自己身上,类似感应巫术。这其实是一种迷信。对于传统文化中有害无益的迷信部分,没有必要继承,更不应该发扬。国人对虎骨、犀角的迷信导致虎、犀牛濒临灭绝,虎骨、犀角也被国家禁止入药。国人对鱼翅的热衷也在严重威胁着全世界鲨鱼的生存。要禁止吃鱼翅并不现实,但是为了保护生态系统,也为了保护自己的身体健康,应该自觉拒吃鱼翅,并把请人吃鱼翅视为类似于请人吃毒药的不道德行为,而不是盛情款待的体现。

2009.2.2.

(《科学世界》2009.3)



达尔文的革命

25 02 2009年

如果我们要给生物学找一个生日的话,可以把它定在《物种起源》出版那一天——1859年11月24日。

难道在那之前没有人从事生物研究吗?当然不是。人类研究生物现象已有漫长的历史,但是在达尔文之前,生物研究其实只是神学的附庸,是上帝在科学研究领域的最后一个据点。当时从事物理学、化学研究的科学家已不需要假设上帝的存在,但是生命现象要比物理现象复杂得多,上帝还可以赖在那里。从事生物研究的学者,基本上都是神创论者,他们的研究前提是神创造并精心设计了生物。其中许多人本身就是牧师,为了通过研究上帝的“作品”来领悟上帝的旨意。即便有少数学者不相信神创论,也往往相信目的论,认为在冥冥之中有一个神秘的目的在指导着生物的进化。比如进化论的先驱拉马克就相信生物体本身有一种内在驱动力在促使它们越变越复杂,向更高级形态进化,直到进化成人类。

达尔文用大量证据证明生物是进化而来的,推翻了形形色色的神创论,上帝才被彻底地驱除出科学领域。达尔文还用自然选择解释了生物体的复杂结构是怎么起源的,这是一个完全自然的、无意识的进化过程,无需求助于智能的设计或神秘的目的,因而也否定了目的论。有了达尔文进化论,生物研究才摆脱了所有的超自然现象和神秘因素,才有可能像物理科学那样成为一门科学。

在达尔文之前,生物研究属于博物学,只是对生物现象进行观察、描述、分类和做解释性的叙述,不试图去探究生物现象背后有什么规律,也不做实验来验证假说。真正的科学研究则必须根据观察的结果,提出可以验证的假说,然后以新的观察或实验加以证明。达尔文首次把科学方法引进到生物研究中,不仅继承了传统的博物学方法,细心地观察和勤勉地收集事实进行归纳,而且使用了现代的科学方法,善于提出可检验的假说,并用新的观察和设计实验来检验它。限于当时的条件,没有多少进化实验可做,但达尔文还是尽量用实验来验证某些假说。例如,在《物种起源》第十二章,他详细叙述为了验证植物种子能够通过海洋漂流和鸟类被带到与世隔绝的岛屿上,是如何精心实验的。达尔文还做了大量的植物生理学实验(最著名的是通过一系列实验巧妙地证明胚芽鞘的尖端含有导致植物向光性的信号物质),影响很大,被认为是实验植物学的创建者。

达尔文进化论的诞生,统一了生物学的各个学科,为生物研究提供了第一个可用于预测和检验的科学大理论,从此对生物的研究不再只是单纯的数据收集,杂乱无章的生物现象也有规律可循,对生物现象的研究由博物学变成了科学,生物科学由此诞生。大生物学家杜布赞斯基曾说过一句名言:“若无进化之光,生物学毫无道理。”没有进化论,也就无所谓生物学。

生物学中有许多规律、定律,它们或者只是对现象的描述,或者能从物理、化学定律推导出来,都不是真正的规律。通过研究生物体内的各个组成部分的物理、化学作用,可以解释生物体的一切功能。这不免让一些生物学家担心,生物学研究是不是有一天会被完全还原成了物理学、化学研究,生物学不再是一门独立自主的科学?这种担心是多余的。生物学研究并不只是研究生物体的功能,还要研究这些功能是怎么起源的。对后者,就必须用到进化论,特别是自然选择规律。自然选择规律是不可能从物理、化学原理推导出来的,是一个独立的自然定律。既然自然选择规律是不可还原的,生物学就不可能被彻底还原成物理学、化学。达尔文进化论不仅为生物学奠定了基础,而且还确保了生物学的自主地位。

达尔文进化论也给人文领域带来了一场颠覆性的革命。在达尔文之前,人们普遍认为人是万物之灵,并非自然界的一部分,而是超越了自然。例如犹太-基督教神学把人看成是上帝根据自己的影像创造出来的特殊作品,在世界万物中只有人才被赋予了灵魂,世界万物都是被创造出来为人服务的。伟大的哲学家,像亚里斯多德、笛卡儿和康德等人,不管他们的哲学观点是多么不同,也都坚持人类中心说,认为人与其他动物存在不可逾越的鸿沟。

达尔文进化论则指出,人类是生物进化过程中的偶然产物,是大自然的产物,是大自然的一部分,人类与大自然是同一的。今天的一切生物都是人类的亲属,人类与其他生物、特别是与类人猿并无本质的区别,我们认为是人类特有的属性——例如智力、道德观等精神因素——都可在其他动物中找到雏形,也必定有其自然的起源。

达尔文进化论让我们更深刻地理解了人类与大自然的关系,更深刻地理解了人性。但是在某些人看来,它沉重地打击了人类的自尊心。进化论的正确性在科学界实际上早已没有争议,做为生物学的基础,如果推翻它就会让生物学大厦坍塌。但是在人文学界,一直有人激烈地批评、否定进化论,正是因为他们认为进化论伤了其自尊心,而不是他们比生物学家更懂生物学,掌握了生物学家不知道的证据。

2009.2.22.

(《中国青年报》2009.2.25)



评“进化论在中国备受推崇的背后”

25 02 2009年

【方舟子按:这篇报道的出发点有些问题,似乎是在批评中国人接受进化论的比例高于西方人。其实西方还有半数人不接受进化论,才是不正常的,乃是由于基督教势力的影响,而不是那些人比中国人更有怀疑精神,恰恰相反,是更盲从——对宗教信仰的盲从,西方科教界人对此也是痛心疾首的。我们不应该怪中国人接受进化论的人太多,而是应该探究为何还有近30%的中国人不接受这个科学理论,为什么对原子论、相对论、基因论等等其他科学理论就会几乎一致接受?进化论在科学上的可靠程度和重要性并不亚于这些理论。中国的教育要求学生不加批判地接受进化论,不也要求学生不加批判地接受原子论、相对论、基因论?为什么独独认为这么教育进化论是不正常的?是不是也受到国外原教旨基督徒的影响,认为进化论是个在科学上还有争议的理论?把“把宗教和科学看作对立的两面”说成已是几十年前的旧观点也不对,西方还有这么高比例的人由于宗教信仰的原因不接受进化论,正是宗教和科学对立的证明。当今许多杰出的生物学家、哲学家都认为宗教和科学,特别是和进化论,是对立的,不可调和的,例如E.B. Wilson, James Watson, Richard Dawkins, Niles Eldredge, Daniel Dennett等人都持这个观点。国外有些科学家说进化论与宗教不冲突,是为了取悦信教的政客、公众,我们没有必要也跟着这么做。】

进化论在中国备受推崇的背后

本报记者 张伟 □刘旸
中国青年报2009-02-25

查尔斯·达尔文未必能料到,他的进化论会在中国受到如此厚爱。

2003年,一份公众科学素养调查显示了进化论在中国有多么流行:71.8%的中国公众认可“人类是从早期动物进化而来”这个结论。

调查的主持者、中国科学院教授李大光,至今还对这个数字感到惊讶。要知道,即使是在达尔文的故乡英国,情况也远非如此。直到几天前,“半数英国人不信进化论”的新闻,还频繁出现在报纸上。

李大光的床头,摆着刚出版不久、美国学者浦嘉珉写的《中国与达尔文》。这本书详细探究了进化论进入中国以后的传播脉络。尽管很忙,李大光还是会经常抽时间翻上几页。他觉得,这本书切中了他平日的思考。

当达尔文诞辰200周年到来之时,许多人开始对进化论在中国的流行进行思考。美国芝加哥大学进化学系教授龙漫远认为,从严复到毛泽东,进化论在中国地位的确立,有一条清晰的主线。

进化论是以一种“谦卑”姿态进入中国的

最初,进化论是以一种“谦卑”姿态进入中国的。1897年4月12日,一份报纸在脚注里介绍了严复和他的译作《天演论》,并没有引起太大的反响。

此时,达尔文的《物种起源》已发表近40年,进化论终于作为一个西方学术观点,进入中国民众视野。100多年后,龙漫远仍觉得,如果他是严复,也会选择翻译《天演论》。

2月23日,他坐在芝加哥一家咖啡厅里,回溯19世纪末的中国历史。正当战争屡屡失败、改革无功而返之际,1894年,甲午战败,曾长期在海军任职的学者严复“想唤起改变贫穷落后的觉悟”,于是第二年便提笔翻译《天演论》。

为什么选择《天演论》?龙漫远认为,原作者赫胥黎在书里,意在用《物种起源》里面的一般规律、用“进化”这个科学观点解释人的事情,解释社会问题。这种功能,在《物种起源》里是找不到的。

“严复并不是学生物的,他翻译的目的在于向人们传达对社会的理解。”龙漫远说。为了阐述自己的观点,严复干脆在书中做了大量批注。

在这些批注中,严复对社会达尔文主义努力鼓吹。“物竞天择、适者生存”成为这位翻译家留给后世最著名的格言。

“历史在这里玩了个吊诡。”就读于美国哥伦比亚大学政治学系的博士生林垚介绍,在原著中,作者赫胥黎对社会达尔文主义持批判态度,但译作却变成了鼓吹社会达尔文主义的经典文本。

“一方面,救亡图存确是一时之亟,另一方面就世界范围而论,社会达尔文主义伦理学也风头正健,赫胥黎的伦理学正被越来越多人看作过了时的、温情脉脉的理想主义空谈。”林垚解释说。

后世的反思,并不能阻止《天演论》在1898年出版后一纸风行。当年刚满17岁的中学生鲁迅,特意花了500文钱买回这本书,觉得很新鲜,一口气读了下去。同样受到进化论思想影响的,还有青年时代的毛泽东。

在李大光看来,“这是近代科学文化的第一个高潮”。进化论成为街头巷尾人们谈论最多的话题之一,也是中学作文最常见的命题。而康有为、梁启超等知识界人士对于进化论精神在社会问题上的应用,更是乐此不疲。一场“保种”的运动,随即浩浩荡荡地开始了。

《天演论》风头太盛,以至于20年后,当《物种起源》终于被翻译到中国时,影响力反而大不如前者。这本书为中国留下许多遗产。经由维新变法、新文化运动等社会事件,社会达尔文主义的灵魂一直随着中国知识分子救亡图存的努力而流传。浦嘉珉在《中国与达尔文》一书中评判说:进化观念在中国的传播,是“在政治学语境中发生的”,而基本上被从科学或博物学的传统中剥离出来。

与此同时,在国外,另一场对达尔文和进化论的演绎正在发生,并且等待时机进入中国,准备接过进化论在中国传播的大旗。

“没有争论,也不能有争论”

小学的时候,龙漫远在父亲单位的藏书里,发现过一本与进化论有关的书,是翻译版,“文字写得真美”。他立刻就被吸引了。

不过,真正接触进化论,要等到读中学时。那是上世纪70年代,进化论从两个渠道进入他的生活,一个是在生物课堂上,另一个是在学习马克思主义的时候。龙漫远还记得,读恩格斯《自然辩证法》时,也在里面看到过进化论。

“马克思、恩格斯和毛泽东都强调达尔文的进化论,并且有的时候把进化论的观点演绎到社会问题。”龙漫远回忆。从马克思主义传入中国那天起,进化论在中国的命运,就和这个新兴的学说发生了关联。

这种关联很早就开始了。1883年,恩格斯在马克思墓前发表讲话时,曾经为他留下了著名的论断:“正如达尔文发现了有机自然界的发展规律,马克思也发现了人类历史的发展规律。”

关于马克思和达尔文之间的“惺惺相惜”,人们不难在报端上找到若干证据。其中一个例子,是1931年由苏联《在马克思主义旗帜下》杂志上发布的。该杂志声称发现了达尔文给马克思的一封信,足以证明马克思曾想把《资本论》第二卷题献给达尔文,可见马克思对达尔文思想之重视。

这个说法一直被用来证明马克思的学说与达尔文进化论的密切关系,流传甚广。然而,许多人并不知道,早在1979年,美国明尼苏达大学政治学系副教授泰伦斯·波尔已经发表文章,论证该信并非写给马克思的,而马克思也从来没有过要把著作题献给达尔文的念头。

事实上,马克思本人未必真的看重进化论,当一些社会主义者试图将自然选择概念引入社会主义学说中时,马克思还对他们大加嘲讽和批评。

不过,林垚认为,在马克思之后,人们有意无意地强化了他与达尔文之间的联系。许多后来的社会主义者推重并借鉴自然选择理论,对宣传达尔文主义也“不遗余力”,这是因为,在唯物主义者看来,进化论是他们“反对有神论的天然盟友”。

龙漫远的解释则是,在社会主义者眼里,社会发展的方向是“进步”的。这和进化论者表达的“从低级到高级、从简单到复杂”的观念是一致的。

这种氛围一定程度上延续到了中国。从一开始,进化论在新中国就获得了崇高的地位。龙漫远回忆,当时的进化论是以“官方”、“正宗”的面目出现的,他理所当然也认为,“没有争论,也不能有争论”。

直到改革开放前后,“这一代人”才开始反思。龙漫远读到了一套《走向未来丛书》,介绍了西方的很多东西。从那时起,他才真正开始思考和比较,并第一次发现对于世界的解释,除了进化论,还有宗教。

中国教科书里的进化论是完美无缺的

在美国,龙漫远曾经被叫上法庭,为一起家长起诉学校教授神创论的官司作证。作为科学家证人,他在庭上对法官和陪审团讲解了基因是如何起源的。

他觉得,因为存在争论,许多美国人从小就会仔细了解进化论讲的是什么。而在中国,进化论被作为一个事实来讲授,大家都知道人是由猿进化而来,但“好多人其实理解得不深刻”。

“中国教科书里的进化论是完美无缺的,学生不需要对其进行批判性的反思,只要接受即可。”林这样反思自己在中学时学过的进化论。

2月12日,一场小型的讨论在某个网站上进行,几名30岁上下的年轻人,回忆起自己在中学课本里学到的进化论。有人感叹:当时的教育十分有效,自己“从来不曾怀疑过进化论”。

进化论进入中国的过程中,始终没有引起太大争论,李大光觉得这“很要命”。

“争论并不是胡乱否定,而是进行科学的探讨。”李大光认为,“这种讨论本身比进化论更有价值”,而没有经过讨论的进化论,“并不能作为灵魂进入我们的文化并固化下来,只停留在一种外来理论的层面”。

“在西方,进化论是在讨论的情况下被接受的,而中国人则是不假思索地接受。”李大光据此认为,尽管中国人认可进化论观点的比例更高,但这并不能说明进化论在中国更加成功。

林垚也发现,在美国课堂上,教师在讲授进化论的同时,会告诉学生进化论在哪些环节上证据尚显不足,对哪些问题的解释力较弱,哪些方面易于遭受攻击,这些攻击对理论整体的破坏力如何,等等。

“由于没有接触过反面的观点与论证”,中国学生对进化论这一信条的辩护能力,也就相应减弱了。

李大光观察到,许多西方理论在中国有不同的命运。比如,与进化论备受拥戴相反,“人口论”在中国遭到了猛烈的批判。而在这截然相反的待遇背后,他看到了“相同的逻辑”。问题的关键在于,中国公众通常并没有判断,而是“由政府和科学家判断对错”。当政治运动一来时,他们也更容易被利用,对某种观点盲目地“批判和打倒”。

对于政治和科学的关系,龙漫远看到了有益的一面。尽管科学有时候为政治服务,但他觉得,这不应该由科学负责。相反,一定程度上,“马克思、毛泽东对进化的肯定,起到了积极作用”,因为无论过程如何,从结果上来看,传播了进化论,能“帮助人们对自然界作出理性判断”。

尽管他也承认,国内对进化论的认识“不够准确,连翻译都没有翻准”。

“进化”学系的教授

在博士毕业论文答辩的时候,龙漫远的主考官是个虔诚的基督徒。他担心自己的答辩无法通过,于是试探地告诉教授,自己的演讲将涉及进化论。教授一眼就看出他的顾虑,说:“年轻人,我从星期一到星期五信进化论,星期六和星期天信上帝。”

他逐渐发现,经过最初的激烈冲突,科学、宗教在西方国家的许多人心中已经可以互相包容,并不冲突。甚至连罗马教皇本人也宣布相信进化论。在达尔文诞辰200周年到来的时候,英国主教专程来到达尔文墓,献上一大捧花。

不过,龙漫远发现,在国内,人们通常还是把宗教和科学看作对立的两面,看成敌对的。“我们一直被这么告知。”他说。可那已是几十年前的旧观点了。

许多误解还围绕在进化论的周围。龙漫远指出,甚至连“进化”这个约定俗成的称谓,也是一种误读。

严复在翻译《天演论》的时候,用的是“演化”来表达达尔文“evolution”的概念,为了防止误解,他曾特意在注解里注明,这个词不仅有“进化”,也有“退化”的意思。龙漫远解释,这就是说,除了“从简单到复杂”,演化还有“从复杂变简单”、“变单一”的可能。

不过,当后来北大教授马军武翻译《物种起源》时,他从日文版翻译成了“进化”,并从此沿袭到今天。学术界曾经对此有过讨论,很多人试图扭转这个翻译,但在公众中,这个误读并没有改变。

甚至,他自己对别人介绍自己的身份时,也不得不告诉别人,自己是“进化”学系的教授。

在种种误读中,中国和世界一起,迎来了达尔文的第200个生日。

从2月12日开始,英国各地举行了许多大大小小的纪念性聚会。而在中国,人们并没有感到什么异常,甚至很难看出,这是个一直流行着进化论的国家。



immusoul《达尔文的局限》的一些错误

24 02 2009年

immusoul三天前在其博客土摩托日记上登出《达尔文的局限》,里面有不少错误,我读了之后去函纠正,但未见其更正,可能是没有收到我的信件,故公开登一下。这些错误并非根本性的,不像国内报刊前一阵子刊登的纪念达尔文文章中胡说达尔文“近亲通婚酿悲剧 10子女非死即病”、“都被病魔缠身,智力低下”那么无稽(事实上,达尔文的儿子有4个后来成为著名科学家,3个是英国的“院士”——王家学会会员,并都很长寿,有一个活到93岁)。【】内是我的纠正。

达尔文的局限
2009年二月22日04点57分 | 分类: 科学 | 由 immusoul |
Tags: 达尔文, 进化论

达尔文要是活到现在,肯定到处给失学青年讲“励志心得”。因为他是个富家公子哥,小时候不爱学习,靠父亲的钱上了剑桥大学神学院,毕业后又靠父亲的钱登上了贝格尔号考察船,登船时的正式身份是“船长的聊天伙伴”,而不是博物学家。【达尔文当时的正式身份是“不付报酬的博物学家”。】

环球航行5年归来后,他对自然史产生了强烈的兴趣,这才决定当一名科学家,并靠采集来的珍贵标本作为敲门砖,进入了英国科学界。【达尔文在中学时代就已对自然史(即博物学)产生了强烈的兴趣,大学时代主要是业余在研究博物学,并立志当一名博物学家,所以才会同意去学神学,因为当时许多博物学家都是牧师。也因此才千方百计要去做环球航行。他的环球航行的主要任务就是做地质考察,采集标本,并随时寄回国,也就是说,这些标本比他更早回国,在他回国之前,他已经在英国科学界出名,被当成著名地质学家和博物学家了。】但他最初的成就却是在文科领域取得的,他出版的第一本书是跟随贝格尔号考察游记,文笔通俗易懂,胜在故事奇特,卖得不错。【他出版的第一本书是科学著作《贝格尔号之航的动物学》,次年才出版《贝格尔号之航》。】

接下来他结婚生子,并迅速离开伦敦,在肯特郡买了幢豪宅,和家人住了40年,直到去世为止。这40年里,达尔文很少出门,仅有的几次出远门也是和家人一起度假,活的完全像个乡村隐士。

下图是他的书房,《物种起源》基本上就是在这张桌子上完成的:

这间屋子里除了书就是标本,称得上科学仪器的就只有一架显微镜,以及几个试管。说实话,那几个试管是装样子的,他一辈子所做的最复杂的科学实验就是把种子浸泡在盐水里,看它们是否仍会发芽,因此推断出某些植物种子漂洋过海后仍能生根发芽。这样的实验,现在任何一个中学生都会做。【达尔文一辈子做了很多复杂的植物学实验,直到死前还在做实验。他被公认为是实验植物学的创建者。这些实验设计巧妙,影响很大,尤其是有关植物向性的研究。最著名的是达尔文通过一系列实验证明胚芽鞘的尖端含有导致向光性的信号物质。】

没有证据表明达尔文的数学很好。事实上,达尔文的所有著作都没有用到多少数学知识,不过这倒也不奇怪,那时的博物学只是描述性的,用到数学的地方很少。

自然选择这个假说基本上是逻辑的产物,也就是说,达尔文并没有多少确实的证据,他只是通过自己的逻辑思考,结合大量的观察,想出来的这个理论。具体来说,自然选择理论需要满足3个条件:第一是变异无所不在,第二是生存竞争,第三是变异能够遗传。第一条他通过自己的观察就可以得出结论。第二条的灵感来自马尔萨斯的《人口论》,达尔文只不过把人口论的思想扩大到所有生物中去了而已。第三条他基本上没有自己的主见,值得一提的也只是对鸽子驯化过程的观察。

另外,达尔文本人的观察其实只有那5年航行而已,此后他就一直隐居乡间了。他通过不断给世界各地的专家写信来收集信息,也就是说,达尔文对博物学最新进展的了解都来自别人给他的汇报,算是二手货。

了解了这些,你就不难理解达尔文为什么表现得如此谦虚了。事实上,如果没有一个名叫华莱士的人给他写了一封信,阐述了基本相似的观点,达尔文还不敢动笔呢。【从1842年开始达尔文就一直在写一部有关自然选择的大部头著作。华莱士在1858年来信的作用,只是促使达尔文发表了这部大部头著作的摘要——《物种起源》。】有趣的是,这个华莱士和达尔文正好相反,是个穷光蛋,依靠卖标本为生。最后他也独立想出了自然选择的理论,这一点倒是和我介绍过的《性、科学和利益》那本书的作者的看法很一致。关于华莱士的生平,大家可以去买本《华夏地理》,封面是“西南丝绸之路”的那期有关于他的详细介绍,非常值得一读。

《物种起源》这本书在达尔文在世的时候一共出过6版,每一版都被达尔文做了修改。这一方面说明他很严谨,另一方面也说明他对自己理论的很多细节并没有太强的自信心。比如,他对遗传的方式一窍不通,最后不得不采用了拉马克的获得性遗传假说来解释进化论。这个假说后来被证明是不正确的,不过这并没有对自然选择学说的正确性造成多大的影响。【达尔文的遗传假说是他自己提出的泛生子假说,虽然也是获得性遗传假说,但和拉马克没有什么关系。获得性遗传是古人普遍接受的一个“事实”,并非拉马克首先提出的。】事实上,后来的基因理论,尤其是DNA被发现后,自然选择理论这才有了最坚实的证据。

达尔文知道自己的理论在一些小地方还存在着严重的问题,比如如何解释孔雀开屏,如何解释蚂蚁分工,如何解释地球寿命太短,等等。关于第一条,他天才地想出了“性选择”这个解决办法,最后被证明是成功的。第二条他没想出什么好办法,最后是被“自私的基因”理论解决的。【事实上,达尔文已在宏观的层次上想出好办法来解决社会性昆虫的进化问题,达尔文注意到,一个蚁巢中所有的个体都是最直接的亲属,不是父母与子女关系,就是兄弟姐妹关系,因此一个蚁巢可以视为一个巨型的个体,其成员的分工合作就象一个个体的不同器官组织分工合作一样,工蚁放弃了生殖能力为别的蚂蚁服务就象胃放弃了生殖能力为别的器官服务一样,没什么可奇怪的。“自私的基因”是根据达尔文的思路在基因层次上提出的。】第三条在放射性没有被发现之前几乎是无解的,反对进化论的人只要用这一条就足以批倒他。但是达尔文相信这个问题总有一天会得到解决,最后证明他是对的。当然,你可以在这一点上指责达尔文不够“科学”,我也想不出好的反驳。但总之吧,最后是达尔文胜了。

有人用“过渡化石缺环”来反驳进化论。但事实上考古学一直在发现新的过渡性化石,这个疑问正在一点一点地被解决。当然也有科学家根据这一点提出过新的理论,比如古尔德(Gould)提出的“间断平衡”理论。但这个理论充其量只是对于自然选择理论的补充,和神创论一点关系都没有。

达尔文一直坚信不同的物种是没有高低之分的。他一直用Transmutation这个中性的词来描述进化,这个词应该被翻译成“演化”才更准确。但是后来有个经济学家想出了“适者生存”(survival of the fittest)这个言简意赅的词组,被达尔文糊涂地采纳了。事实上这个词是不准确的。【在《物种起源》出版之前,斯宾塞已提出“适者生存”。用“适者生存”描述自然选择非常准确,所以不仅达尔文采用,现在的进化生物学也都在用, “适宜度”是进化生物学中的基本概念。】所谓“适”(fittest),很容易被联想成强壮的意思,但达尔文理论的本意不是强壮,而是生殖力。也就是说,在自然选择理论的词典里,“适”的意思就是更好地繁殖后代。要想做到这一点,很多时候并不靠欺凌弱小,更多的时候靠的是以小胜大,以及相互合作。但是,当“适者生存”这个词被当作自然选择的代名词之后,达尔文主义就不可避免地被误解了,并被从资本主义到纳粹主义在内的几乎所有的“主义”们当作了精神领袖,这是达尔文的悲哀。

我不得不说,达尔文本人对此也负有一定的责任。他曾经在《人类的进化》一书中把原始人的“不开化”归罪于他们的脑颅太小,这个明显带有种族歧视意味的结论对达尔文主义的滥用起到了推波助澜的作用。后来正是达尔文的一个侄子发明了“优生学”,试图通过剥夺“低等人群”的生育权,达到优化人种的目的。虽然达尔文明确表示反对这么做,但老虎一旦出笼,达尔文就管不了了。

你看,达尔文并不是神,他有很多缺点,或者更准确地说,他存在很大的局限性。事实上,自然选择理论一开始并没有被广泛地接受,人们接受的只是进化论而已,自然选择学说直到20世纪初有人用数学公式加以证明,以及摩尔根对遗传方式的正确解读之后,才终于成为生物学界的普适理论。【自然选择学说与基因论的结合,是由Fisher, Haldane和Wright等人在20~30年代从数学上解决,再由Dobzhansky, Mayr, Simpson, Stebbins等人在40年代完成。它和摩尔根没有关系。摩尔根一直就不相信自然选择学说,他相信的是突变论。】从这个过程就可以看出,进化论和神创论有着根本的不同。神创论完全不属于科学的范畴,它从来没有错过,将来也不可能有错,因为这是无法被证伪的,属于信仰的范畴。

至此,我的“达尔文月”就告一段落了。我必须感谢《三联生活周刊》,在这样一个浮躁的时代,在这样一个充满了“新闻”的时代,能出钱让我去研究一个死去100多年的“老古董”,这简直是一件太过奢侈的事情。

既然当了记者,新闻当然要继续做。但是我觉得,人有的时候应该停一下,想想更远更大的事情。这就好比是旅途中的修整,能为你充足电,继续新的探索。



科学史上著名公案——巴尔的摩事件

24 02 2009年

(上)

巴尔的摩事件称得上是美国科学史上影响最大的学术不端事件,它使得科学界的学术不端现象得到了前所未有的广泛关注,美国卫生与人类服务部为此成立了专门处 理学术不端行为的办公室。而该案件在反复折腾了10年之后才有官方定论,但科学界许多人却认为官方结论不能令人满意,是是非非至今没有平息。这个事件其实 应该称为伊马尼希-卡里事件:大卫·巴尔的摩并未被指控有学术不端行为,受指控的是其合作者特蕾莎·伊马尼希-卡里。但是由于做为诺贝尔奖获得者的巴尔的 摩在伊马尼希-卡里受到政府调查时,站出来激烈地为她辩护,一时成为舆论的焦点,因此喧宾夺主,这一事件通常也就被冠以他的名字。

巴尔的摩在1975年由于发现反转录现象而获得诺贝尔生理学或医学奖。当时他是麻省理工学院的教授。巴尔的摩的社会活动能量极大,在1982年从慈善家埃 德温·怀特海德那里获得一亿多美元的赞助,成立隶属麻省理工学院的怀特海德研究所,并担任首任所长。巴尔的摩很快就把怀特海德研究所变成了主导分子生物学 研究的著名机构。

相反地,伊马尼希-卡里则没有什么名气。她是日本裔巴西人,根据其申请美国卫生研究院科研资金时提交的简历(如果提交的简历有假,将负刑事责任),她于 1968年从巴西圣保罗大学获得生物学学士学位,1970年从日本京都大学获得发育生物学硕士学位,之后到芬兰赫尔辛基大学攻读博士,于1974年获得免 疫学博士学位。但是据京都大学校方在1995年向美国卫生与人类服务部科研诚信办公室出具的说明,京都大学从未授予伊马尼希-卡里硕士学位,事实上,京都 大学没有伊马尼希-卡里曾经在该校学习或工作的记录。伊马尼希-卡里为什么要声称自己有硕士学位呢?原来,赫尔辛基大学和某些欧洲大学一样,只有有硕士学 位的人才能去读博士。伊马尼希-卡里当时为了能读博士伪造了学历,此后就一直把那个假学位当真了。

博士毕业后,伊马尼希-卡里到德国科隆大学遗传研究所工作了几年。1981年,她到麻省理工学院癌症中心担任助理教授,继续从事免疫学研究。此时转基因技 术刚刚发明,巴尔的摩实验室就掌握了这一技术,并将它用于研究免疫学问题,由此开始了与伊马尼希-卡里的合作:巴尔的摩实验室制造转基因老鼠,而伊马尼希 -卡里实验室则从事血清学实验,研究这些转基因老鼠的免疫系统发生了什么变化。后来引起争议的是1986年4月25日两个实验室联合发表在《细胞》杂志上 的一篇论文(以下简称《细胞》论文)。在这篇论文中,他们把一段外源抗体基因转入小鼠中,发现它改变了小鼠抗体的组成,新的抗体具有与外源抗体一样的特异 性,但是总体构造则是小鼠原有抗体(也就是内源抗体)的。这就表明外源抗体基因片段和内源抗体基因之间发生了相互作用。为什么免疫系统能够产生各式各样的 抗体针对不同的抗原呢?当时有人猜想这是由于不同抗体基因之间以及抗体基因与蛋白质之间能够互相反应、相互调节,构成了一个复杂的内在网络相互作用。这篇 论文似乎首次为这个“网络假说”提供了证据,如果能够成立,将会是一个重大发现。

伊马尼希-卡里据说在1985年之前就获得了这些重要结果。1985年年初,麻省理工学院癌症中心的5家实验室联合向国家癌症研究所申请资助,伊马尼希- 卡里在申请报告中即提及了这些发现。但是国家癌症研究所却不买帐。国家癌症研究所资金审阅委员会在实地做了考察之后,于当年夏天拒绝了伊马尼希-卡里的资 金申请。这么一来,伊马尼希-卡里无法在麻省理工学院立足,需要另谋生路。在塔夫茨大学(和麻省理工学院同在波士顿)医学院教授亨利·沃提斯的帮助下,伊 马尼希-卡里改到该校担任助理教授。就在这段过渡时期,《细胞》论文发表了。

但是在这篇论文发表不到两周,就有人怀疑它的真实性。这个人不是外人,而是伊马尼希-卡里实验室的一名博士后玛格特·欧图尔。欧图尔于1979年在塔夫茨 大学医学院获得博士学位,导师正是沃提斯。之后欧图尔在费城附近一家癌症研究中心做博士后研究,研究做得并不顺利,但也不像伊马尼希-卡里的支持者后来说 的那样是个一篇论文都做不出来的老博士后——根据我的检索,欧图尔在这段时间至少发表过2篇第一作者的论文。1984年底,她的丈夫获得塔夫茨大学助理教 授职务,她也跟着搬回波士顿。1985年3月,在沃提斯家举行的聚会上,欧图尔首次遇到伊马尼希-卡里。伊马尼希-卡里向欧图尔介绍了她的重大发现,有一 名博士后将在6月份离开,欧图尔是否愿意去补这个空缺,对这个发现做进一步的研究呢?欧图尔高兴地答应了下来,获得了一年的研究资助,于6月份去报到。在 牟玛·里斯(《细胞》论文的第二作者)的协助下,欧图尔于当年秋天获得了初步实验结果,是支持伊马尼希-卡里的发现的。伊马尼希-卡里催促她赶快写成论 文发表,并在1985年12月送交的《细胞》论文中提及这个未发表的结果。但是令欧图尔苦恼的是,此后她一个人做实验,就再也重复不出该结果。欧图尔拒绝 发表这一无法重复的结果,伊马尼希-卡里对她大发雷霆,斥责她太无能。欧图尔要求看里斯的原始数据,但伊马尼希-卡里没有给她。欧图尔无法再把实验做下 去了。此时是1986年3月,欧图尔的研究资助还有3个月才结束,伊马尼希-卡里便让她去养老鼠打发剩下的时间。

伊马尼希-卡里以后将会后悔她做出的这个安排。1986年5月7日上午,在麻省理工学院一座大楼的地下室养老鼠的欧图尔需要查一下某只老鼠的谱系,找来记 载伊马尼希-卡里实验室养的老鼠的谱系的记录本。记录本是活页的,在翻查老鼠记录时,欧图尔意外地发现里面夹杂了17页血清学实验数据。从这些数据看,在 欧图尔之前,实验室已经有人(可能是伊马尼希-卡里或里斯)做过了伊马尼希-卡里要欧图尔做的实验,而且也没有得到想要的结果,看来欧图尔并不是那么无 能。这些数据记录还包括了12天前发表的《细胞》论文中报告的实验结果,但是与《细胞》论文报告的却不一致。例如,《细胞》论文声称产生抗体的细胞用两个 关键实验步骤做了处理,但数据记录表明并没有。《细胞》论文又声称这些细胞产生的抗体大部分都不是转基因的抗体,但是数据表明结果恰恰相反,大部分都是转 基因的抗体。

是有人故意歪曲了原始数据,还是犯下了“诚实的错误”?欧图尔此时并不想指控有人造假,只是认为《细胞》论文中的错误应该得到纠正或撤回论文。她复印了这 17页数据,两天后,她到塔夫茨大学医学院找到她认识的一名研究免疫学的教授布丽奇特·胡伯,寻求她的意见。胡伯认为此事应该找沃提斯(欧图尔的博士导 师、把伊马尼希-卡里招到塔夫茨大学的人)解决。胡伯、沃提斯和马萨诸塞大学教授罗伯特·伍德兰德找来伊马尼希-卡里讨论,然后胡伯、沃提斯又与伊马尼希 -卡里、欧图尔举行了一次会议。这在后来被称为“塔夫茨大学的调查”或“沃提斯委员会的调查”。事实上,那不过是个私下的调解,既与塔夫茨大学无关,也不 曾宣布成立调查委员会。塔夫茨大学事先甚至不知道有这么个“调查”。参与“调查”的三个人认为欧图尔与伊马尼希-卡里的争执是由于对数据的解释有不同的看 法,以及两人存在个人恩怨,不值得为此对《细胞》论文做出纠正。

欧图尔向沃提斯的上司、塔夫茨大学医学院病理系主任反映,主任告诉她这事应该归麻省理工学院管。欧图尔找到巴尔的摩,巴尔的摩也告诉她这只是她和伊马尼希 -卡里有不同见解,她可以保留不同意见,但是他不同意她的意见。欧图尔找到麻省理工学院科学学院院长,院长让癌症中心主任赫曼·埃森处理此事。埃森要求欧 图尔写一份详细的备忘录。6月(此时欧图尔在麻省理工学院的工作关系已结束),埃森、欧图尔与巴尔的摩、伊马尼希-卡里和《细胞》论文的第一作者大卫·韦 弗举行会议。埃森后来写了一份备忘录向院长报告调查结果。埃森认为《细胞》论文的确存在错误,但是那是个很小的不影响大局的错误,不值得特地向《细胞》投 稿更正。巴尔的摩则答应会写信给所有进行类似研究的人通报这一错误。这个调查后来被称为“麻省理工学院的调查”或“埃森委员会的调查”。它的确是由校方指 定的调查,但是所谓委员会其实只有埃森一个人。埃森被许多人认为是巴尔的摩的敬仰者。

欧图尔对这个结果虽然不满意,但也没有别的办法,只是偶尔会向别人抱怨。听过欧图尔抱怨的人包括伊马尼希-卡里原来的一名博士生查尔斯·马普里索普。马普 里索普在1985年9月获得博士学位后离开了麻省理工学院,与伊马尼希-卡里处得很不愉快,两人互相憎恨,吵过架。但是马普里索普和欧图尔关系很好,两人 保持着联系。马普里索普获悉欧图尔的处境后,想起了在1986年4月22日《纽约时报》上读到的关于学术造假的报道。从那篇报道,马普里索普知道在美国国 家卫生院有两个研究人员——瓦尔特·斯图尔特和内德·费德——在私自调查学术造假案。1986年夏天,马普里索普与斯图尔特和费德联系,向他们反映伊马尼 希-卡里的《细胞》论文存在的问题。当年12月,斯图尔特和费德给巴尔的摩和伊马尼希-卡里写信,要求访问他们的实验室并查阅实验记录,均遭到拒绝。斯图 尔特和费德这两位“打假斗士”并非善罢甘休之辈,他们发表公开声明,举行报告会,给许多人写信,直指《细胞》论文有假。这件事终于引起了民主党众议员、众 议院能源与商务委员会主席约翰·丁格尔的注意。雪球越滚越大了。

(中)

巴尔的摩决定进行反击。1987年1月,他主动向美国卫生研究院(NIH)要求对涉嫌造假的《细胞》论文进行官方调查。一起涉嫌造假的事件的当事人自己要 求官方进行调查,这是没有先例的。NIH同意了,在当年5月由其外机构研究办公室开始调查。经过半年多的初步调查,NIH在1988年1月成立一个由三名 免疫学家组成的委员会审查那篇《细胞》论文的工作,由一家制药公司的首席科学家约瑟夫·戴维担任主席。三名委员中,有两名与巴尔的摩的关系非同寻常:洛克 菲勒大学的詹姆斯·达尼尔是巴尔的摩的好友,曾经一起编写过一本教科书;哈佛大学的弗雷德·阿尔特曾经在巴尔的摩手下做过博士后研究。显然,这不太可能是 一个公正的委员会,欧图尔反对这一安排,而巴尔的摩则欣然接受。

两个多月后,众议员丁格尔开始介入此事。丁格尔主持众议院能源与商务委员会的监督与调查分会,以调查对政府资金的虚报、滥用、浪费而著称,曾经因为揭露国 防合同的造假和华尔街公司的腐败而震惊全美。丁格尔相信政府提供的科研资金也被滥用了,而NIH没有能力加以控制。他需要有一个案件来证明这一点。伊马尼 希-卡里一案正当其时。

1988年4月12日,丁格尔举行第一次有关“NIH资助项目中的欺诈”的国会听证会,调查塔夫茨大学、麻省理工学院和NIH是如何对待欧图尔的指控的。 欧图尔和站在她一边的人马——马普里索普、斯图尔特和费德等人都出席作证。马普里索普作证说,他曾经听到伊马尼希-卡里告诉《细胞》论文的第一作者韦弗, 她的实验出了问题,没能得到想要的结果——她获得的实验结果和后来欧图尔做出的是一样的。

这也是个一面倒的听证会:巴尔的摩、伊马尼希-卡里以及塔夫茨大学、麻省理工学院的人马都没有被邀请参加。巴尔的摩极其愤怒。他给几百名科学家发去一封 信,攻击丁格尔,宣称国会对此案的介入完全没有必要,必须停止。他认为国会议员们不会关心事实真相,而只在乎招引公众的注意和自己的形象,一旦让他们插 手,事情将变得无法收拾。科学家们纷纷写信给丁格尔抗议其所作所为。科学家们的“傲慢”反而激怒了丁格尔。丁格尔向伊马尼希-卡里发出传票,命令她交出实 验记录本。伊马尼希-卡里拖到7月才交给NIH一大本活页记录本。欧图尔和其他人在看了该记录本后,认为其中明显有假。至此,伊马尼希-卡里首次被指控造 假。丁格尔下令财政部特勤处对伊马尼希-卡里交出的记录本用刑侦手段做鉴定。

在发现NIH的调查委员会中居然有两位是巴尔的摩的朋友后,丁格尔宣布该委员会与当事人之间存在利益冲突,NIH的调查大成问题,必须重来。NIH换掉了 这两名委员,以斯坦福大学和芝加哥大学的教授取代,组成新的委员会,仍由戴维主持。NIH委员会与伊马尼希-卡里做过几次面谈,发现很难和她沟通,因为她 的英语非常糟糕,经常搞不清楚她想要表达什么意思。如果我们阅读面谈的记录,会觉得她甚至连基本的英语表达能力都不具备。这不能不让人疑惑,英语水平如此 低下的人,如何能在美国名牌大学当教授?也许,这是对付调查的一种策略?由于英语沟通出现问题而产生误会,在后来一再被伊马尼希-卡里的支持者用来做为为 她辩护的理由。

戴维委员会在1988年12月发表调查报告草案,认为《细胞》论文存在重大表述错误和疏忽,令人怀疑其数据和解释的可靠性,但是没有证据表明存在有意的造 假。这个结论和麻省理工学院的调查结果相似,不同的是,委员会建议公开纠正这些错误。在报告草案发布之前(11月18日),巴尔的摩、伊马尼希-卡里等人 已在《细胞》上发表一封来信纠正其论文中的错误,但是委员会认为这一纠正还没达到其要求。

《细胞》论文的作者针对这一报告写了一篇反驳,不同意其中的一些看法,但认为这只是诚实的人对同一事实有不同看法。欧图尔也对这一报告不满意,指出该报告 所引用的某些实验数据当初并不存在。对此,NIH负责人在1989年4月表示,将重新任命一个委员会调查此案,并解散外机构研究办公室,新成立“科学诚信 办公室”专门负责调查学术不端行为。

丁格尔对NIH的调查结果完全无法接受,认定是巴尔的摩在利用他的势力左右调查。丁格尔计划针对这个案件再举行一次国会听证会,这一次他将要求巴尔的摩出 席作证。为了准备这次听证,巴尔的摩在波士顿和华盛顿都雇了律师当顾问,并与监督与调查分会中的共和党议员(丁格尔是民主党)接触,试图争取他们。巴尔的 摩几乎成了他所鄙视的政客:他原先的政治立场属于左派,更倾向于民主党。

这场大戏在1989年5月4日上演。三名来自美国特勤处刑侦服务部的专家出席作证,报告他们对伊马尼希-卡里送交的实验记录本的鉴定结果。他们用几种方法 对实验记录纸张、圆珠笔墨、纸带、打印机墨水等等做了分析,认定实验记录是伪造的。血清学实验要用到放射性计数器测定放射性同位素的强度,用纸带打印出 来。伊马尼希-卡里声称某张纸带记录的是她在1985年6月做的实验,但是该纸带上的字体、颜色、墨水都与别人在那个时候获得的不一样,更像是在1981 和1982年间的打印机色带打印的。放射性计数器打印出实验数据时,会在纸带边缘上打印序列号。在伊马尼希-卡里的实验记录本上,有两条贴在一起的纸带, 她声称它们代表了持续两天的同一个实验。但是这两条纸带上的序列号相距很远,表明它们是至少相距三个月的两个实验。刑侦专家也对实验记录本上的数据做了统 计分析,认为数字分布不符合统计规律,而更像是人为编造的。

随后NIH调查委员会主席戴维作证。他认为《细胞》论文中的某些说法并不是来自实验数据。例如,在《细胞》论文中,伊马尼希-卡里报告做了某个实验,而实际上并没有做。在被问及这算不算不端行为时,戴维承认应该算,只不过在报告中委婉地称之为“严重错误”。

万众瞩目的当然是巴尔的摩的作证。不出所料,听证会变成了巴尔的摩和丁格尔两人针锋相对的攻击。巴尔的摩表示,科学家们很担心这一听证会对美国科学产生不 良影响,许多人不知道丁格尔想要干什么。更让巴尔的摩不满的是丁格尔的调查方式,他认为是典型的先定罪再找证据。巴尔的摩拒绝对刑侦专家出示的结果做出评 价,因为他没有见到详细材料。但是丁格尔认为他抓住了巴尔的摩的把柄。他念了巴尔的摩在1986年9月9日写给负责麻省理工学院的调查的埃森的一封机密信 件。在信中,巴尔的摩承认伊马尼希-卡里造假:“很明显,证据表明BET-I抗体的效果并非像论文所描述的那样。特蕾莎(伊马尼希-卡里)对你说她一直就 知道这一点,这很显然在承认有罪。大卫·韦弗和我都不知道血清有问题或有不确定性。我不明白,为什么特蕾莎会选择使用这些数据并误导我们两人和那些读这篇 论文的人。”在听证会上,巴尔的摩解释说,由于伊马尼希-卡里的英语表达能力很差,埃森误会了她的意思,巴尔的摩是居于错误的信息写的这封信的,他为此道 歉。

到丁格尔做最后总结时,巴尔的摩忍不住愤怒地打断他的话,两人又你一言我一语吵了起来。一些人认为巴尔的摩灭了丁格尔的威风,非常精彩,另一些人则认为巴 尔的摩是在蛮干。巴尔的摩那封机密信件对他很不利,而刑侦证据似乎已很确凿地证明了伊马尼希-卡里造假。巴尔的摩为了替伊马尼希-卡里辩护,宣称只要不拿 去发表,科学家可以随便在实验记录本上改动原始数据,这更让许多科学家齿冷:保证原始数据的真实准确,是科学研究的一项规范。

伊马尼希-卡里也在这次听证会上作证。她承认自己对待实验记录很马虎,但是认为自己不至于傻到去造假。对此她有一番煽情的表白:“如果我伪造数据,那将会 误导科学家,浪费他们宝贵的资源,妨碍他们去努力征服导致我的姐姐死亡并威胁着我的疾病。”然而,煽情表演只会给许多科学家留下更糟糕的印象。哈佛大学教 授、诺贝尔医学奖获得者瓦尔特·吉尔伯特本是巴尔的摩的朋友,但是正是在听了伊马尼希-卡里的这番表白后,改变立场,怀疑她很可能造假。另一个哈佛大学著 名教授、拉斯克医学研究奖获得者马克·普塔什尼原先一直在为巴尔的摩辩护,现在也认为巴尔的摩在掩盖真相。他们和几名哈佛大学分子生物学家、生物化学家组 成一个小组,与欧图尔面谈,分析《细胞》论文,认定伊马尼希-卡里造假。但更让他们不满的是巴尔的摩的所作所为。虽然巴尔的摩本人没有造假,但是他试图利 用其地位和影响力来阻挠对案件的调查的做法,让这些地位和影响力并不亚于他的著名科学家们无法容忍。用吉尔伯特的话说,“这个案件更多地是关于正确行为的 观念,而不只是造假。”此后吉尔伯特通过写公开信、作证、接受采访,公开地谴责巴尔的摩,如此持续了好几年。

(下)

1989年秋,美国国家卫生院(NIH)新成立的“科学诚信办公室”(OSI)组成委员会,重新启动对伊马尼希-卡里案件的调查。新的委员会除了保留第一 次调查委员会原有的三名委员,另外增加了两名委员,仍由戴维担任主席。该委员会在1991年3月14日完成了调查,写成调查报告草案。与第一次调查结果不 同,这一次的调查主要根据特勤处对伊马尼希-卡里实验记录本进行刑侦鉴定的结果,认定伊马尼希-卡里“反复出具虚假和误导性的信息”,犯下了“严重的科学 不端行为”,并表扬欧图尔追求真理的勇气,同时批评巴尔的摩没有认真对待造假的指控。

根据程序,调查报告草案送给一些人进行审阅,委员会再根据审阅意见写成报告定稿公布。审阅者按要求必须对报告草案保密,但是这完全取决于审阅者的自觉。事 实上,报告草案一交到审阅者手里,马上就被人泄露给了媒体记者,迅速传开了。《纽约时报》在3月21日头版报道调查结果,并报道说巴尔的摩将会撤销《细 胞》论文。美国司法部则宣布计划起诉伊马尼希-卡里骗用联邦资金(后来放弃)。

巴尔的摩与其律师、同事商量了一个月后,给NIH寄去一份声明。在声明中巴尔的摩做了自我批评,赞扬欧图尔,并对自己一开始没有重视欧图尔的举报而向她道 歉。《自然》杂志在5月9日刊登了巴尔的摩的声明,一周后又刊登欧图尔的回应。欧图尔对巴尔的摩的声明并不满意,认为他还有些问题没有说清楚。第二天出版 的《细胞》刊登了巴尔的摩等人的撤稿声明(伊马尼希-卡里和里斯拒绝签署该声明)。

随后,以哈佛大学教授们为主的巴尔的摩的反对者和巴尔的摩、伊马尼希-卡里及其支持者在《自然》上进行了持续几个月的论战。伊马尼希-卡里宣称OSI委员 会委员们没有看懂其血清学实验,尽管这些委员们都是资深的免疫学家。巴尔的摩的态度则再度变得强硬,对欧图尔的指责一一做了回应,并坚持其《细胞》论文基 本上还是成立的,有后来发表的6篇文献为证。而其反对者则认为这6篇文献并不能用以证明《细胞》论文的结果,而且即便《细胞》论文的结果被别人证实,也不 能说明就没有造假,科研人员应该自己确保实验数据的有效性,而不是让别人来为自己证明。10月10日,《自然》用一篇严厉批评巴尔的摩的社论终止了这场论 战。

巴尔的摩的麻烦并没有结束。巴尔的摩已于前一年的7月离开麻省理工学院,到纽约的洛克菲勒大学当校长。他是在一片反对声中走马上任的。根据民意调查,该校 有三分之二教授反对让巴尔的摩当校长,其中有半数签署了请愿书。他们不希望让一个由于涉及造假丑闻引起争议,名声不佳的人来当校长。但是董事会坚持聘用巴 尔的摩。

巴尔的摩在《自然》的论战进一步激怒了他在洛克菲勒大学的反对者。该大学一些著名教授纷纷宣布不愿再受巴尔的摩领导,将另谋出路,其中包括诺贝尔奖获得者 杰拉尔德·埃德尔曼,他在1991年10月份宣布把实验室搬到加州的斯克里普斯研究所。埃德尔曼激烈地批评巴尔的摩,认为其所作所为表明他不是一个科学 家,因为一个科学家如果受到挑战,就会通过重复实验来证明自己,自己做不了实验就请别人来做,而不是靠争辩、雇律师、骂人和把证明的责任推给其他科学家。 11月,巴尔的摩宣布他辞去洛克菲勒大学校长职务,并于1994年回到麻省理工学院。

丁格尔议员对OSI的工作并不满意,仍然认为NIH没有能力调查学术不端行为。在他的要求下,OSI在1992年被解散,另外成立了“研究诚信办公室 ”(ORI),由卫生与人类服务部直接管辖。ORI继续调查伊马尼希-卡里案件,一直到1994年11月,OSI正式发布正文长达231页的调查报告,指 控伊马尼希-卡里犯有19项不端行为,建议在10年内禁止她申请联邦政府的科研基金。随后,塔夫茨大学撤掉伊马尼希-卡里的助理教授职务,把她降为研究助 理。

伊马尼希-卡里向美国卫生与人类服务部提起上诉。卫生与人类服务部组成一个三人委员会来听取上诉,其中两人是该部的律师塞西莉亚·福特(任主席)和朱迪 思·巴拉德,一位是从外面请来的科学家、匹兹堡大学医学院退休教授朱利叶斯·扬格纳。这两名律师此前也在另一个学术造假案上诉委员会任职,推翻了ORI的 调查结论,曾被批评为不懂科学。扬格纳当时已75岁,是微生物学家,而不是免疫学家。由这三个人来听取伊马尼希-卡里的上诉,让人怀疑是否能够胜任。

按美国司法系统,上诉法庭并不对案件重新进行调查,而是根据已有的证据做出判决。但是该上诉委员会却不顾OSI、ORI长达5年多的调查结果,重新启动调 查,举行听证。他们不允许ORI在听证时出示其调查报告,也不允许出示以前的调查报告和在国会听证会上的证词。1996年6月21日,上诉委员会发布长达 192页的决定,认为ORI没能以充分的证据证明伊马尼希-卡里有不端行为,推翻了ORI的调查结论,解除了对伊马尼希-卡里的处罚。塔夫茨大学恢复了伊 马尼希-卡里的助理教授职务。目前伊马尼希-卡里是该校的副教授。

人们可能会觉得奇怪,难道刑侦鉴定结果还不够确凿吗?上诉委员会认为这些证据没有意义,不能证明伊马尼希-卡里造假,可以有别的解释。例如,上诉委员会是 这么解释我们前面提到的那两处涉嫌造假的证据的:关于纸带上的字体、颜色、墨水不符的问题(伊马尼希-卡里声称某张纸带记录的是她在1985年6月做的实 验,但是该纸带上的字体、颜色、墨水都与别人在那个时候获得的不一样,更像是在1981和1982年间的打印机色带打印的),上诉委员会认为也有可能是有 人换了打印机、更换了打印机色带等等;而两条据称是隔天做的实验的纸带上的序列号相距很远的问题,上诉委员会认为可能是伊马尼希-卡里写错了日期,无视伊 马尼希-卡里是把这两条很不连续的纸带当成一个实验的结果来用的,根本不是日期是否正确的问题。

上诉委员会认为伊马尼希-卡里没有造假的动机。这个认定也颇为奇怪。伊马尼希-卡里做这项实验的时候,正当她向国家癌症研究所申请资助、希望能因此在麻省理工学院晋升职称,迫切需要有重大突破发表一篇高档次的论文。

因此不难明白,为何上诉委员会在形式上已最终还伊马尼希-卡里清白,而实际上却没能使有关此案的争议从此平息。那些认为伊马尼希-卡里造假的人并没有因上 诉委员会的判决而改变立场。巴尔的摩当初是以维护科学自主权为由而反对政府机构介入对学术不端行为的调查的,该案最终判决出来后,《波士顿环球报》发表评 论称该案的结果让人进一步相信科学仍然有自我纠正的能力。认定伊马尼希-卡里造假的ORI委员会由5名科学家组成,而推翻ORI认定的上诉委员会由两名律 师和一名已脱离科研的老科学家组成。难道科学的自主性是靠律师的文字游戏来保证的?

与巴尔的摩同年分享诺贝尔奖的威斯康星大学教授霍华德·特闵是巴尔的摩的老朋友,一直关注此案,但没能看到这个案件的结局:他于1994年2月死于肺癌。 他在1993年的一次谈话中,认为巴尔的摩也犯有不端行为:“巴尔的摩的不端行为是——当有人挑战你的实验,不管挑战者是谁,你都有责任做核查。这是科学 铁定的规矩,你发表了论文,你就要为其负责。和俄国、德国和日本的科研截然不同的是,美国科研有一个强项,那就是,即使是最资深的教授受到最低级的技术员 或研究生的挑战,也必须严肃地对待他们,考虑他们的批评。这是美国科研最根本的特色之一。”这其实应该成为所有国家的科研的根本特色。

巴尔的摩后来还牵涉进了另一起学术造假案。他于1997年到加州理工学院任校长。在此期间路克·凡·帕里斯在其实验室做博士后研究。帕里斯后来到麻省理工 学院当教授。2004年,麻省理工学院根据举报,对帕里斯进行调查,认定他伪造实验结果,于2005年将他开除。有人发现帕里斯在巴尔的摩实验室做博士后 期间发表的论文也可能有假。巴尔的摩辞去校长职务,并要求校方调查此事。2007年,加州理工学院认定帕里斯在该校工作期间发表的4篇巴尔的摩做为共同作 者的论文有假,但是是他一个人干的,与巴尔的摩无关。

2009.2.4,11,18

(《经济观察报》2009.2.9,16,23)



假如没有达尔文

19 02 2009年

   
在科学史上,各个科学发现的突破程度不尽相同。有的科学发现已呼之欲出,许多人在竞赛,甚至差不多同时做出来,以至发生优先权的争执。也有的科学发现极为超前,刚提出时被忽略了,后来才被挖掘出来。达尔文的进化论不属于这两种情形。他没有竞争对手,以一人之力创建进化论;也没有被忽略,《物种起源》一发表就引发了一场科学大革命,为生物科学奠定了理论基础。假如没有达尔文,或者假如达尔文没能登上贝格尔号从而失去发现进化论的机会,是否会有人很快地做出相同的发现?生物科学的建立还要再等多长时间?

   
达尔文并不是最先提出进化论的人。在达尔文之前,有一些学者已具有进化思想,包括他的祖父伊拉兹马斯·达尔文。法国动物学家拉马克更是经常被提出来和达尔文做对比,据说法国人迄今认为进化论的创建者是拉马克。在《物种起源》第一版,达尔文对这些进化论先驱只字不提,招来其论敌的尖锐批评。为此达尔文在《物种起源》第三版加了一篇“史略”,简述在《物种起源》发表之前20多位学者有关生物进化的观点。这篇史略常被批评写得过于粗糙,不过倒没什么遗漏,其中有些人其实是神创论者,因为个别言论与进化沾边,也被收集进去。

   
这些先驱者大多对生物进化只有零星的见解,缺乏系统阐述,没有引起重视。拉马克第一个系统地研究生物进化,并给出了第一个进化的理论。拉马克的进化论虽然没有被忽视,却是往往被做为反面教材加以嘲笑和批驳,在他生前及死后相当一段时间内,并无人接受他的进化论。这有宗教信仰的原因,也有科学上的依据。拉马克理论中的一些观念,例如否认物种的存在、否认物种会灭绝、认为简单的生物能无中生有地自发生出来,过于落后,脱离了当时学术界的主流。

   
达尔文第一个科学地论证了生物进化,汇集了系统分类学、生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学等领域的证据,雄辩地说明,如果生物是由共同祖先进化而来的话,那么这些领域令人迷惑的种种现象就有了合理的解释。这一解释极具说服力,而且简单明了,让人难以相信在达尔文之前竟然没有人系统地提出,而它一旦被提出来,很快就被生物学家们所普遍接受。

   
达尔文出示的进化证据大多是前人的发现,这种归纳工作似乎较不具有突破性。但是如果你以为达尔文只是在给别人提出过的理论提供证据,那就大错特错了。事实上,达尔文的进化思想与前人有很大的不同。拉马克等人虽然相信生物是进化而来的,但是他们把进化过程设想成是一个不断攀升的梯子,生物从低级到高级一步步往上爬,一直进化成位于梯子顶端的人。这种直线式的、方向性的进化观念影响深远,直到现在,一般的人仍然是如此理解生物进化的。汉语当初之所以把evolution通译成“进化”而不是更恰当的“演化”,也是受这一观念的影响。

   
而达尔文则把生物进化过程设想成一棵不断地生长、分支的大树,现存的所有生物都位于这棵树的某个小分支的顶端,很难说哪一种更高级,在同时存在的生物种类之间作高低级的比较是没有意义的。进化没有预定的方向,进化树不存在一个以人类为顶端的主干,人类只是进化树上一个普普通通的分支。这个观念在当时极为新颖,在现在还让许多人觉得无法接受。

   
达尔文不仅揭示了生物进化的事实和模式,而且提出自然选择是生物进化的主要机制。在达尔文之前,有些学者提出过某些看上去很像自然选择的观点,经常被人视为达尔文的先驱者,而事实上他们的观点或者与自然选择毫无关系,或者只涉及自然选择的某个方面。一般人只是简单地把自然选择当成是“优胜劣汰”,在达尔文之前也的确有一些学者提出过类似的“淘汰”学说。但是这只是涉及了淘汰不良形态、保留最佳形态的稳定性选择,而完全没有涉及自然选择学说中最关键的部分:对优良性状的选择将会产生新的形态、新的物种。这是达尔文进化论中最富有革命性、最大胆超前的观念,从提出之日起就饱受非议,在提出之后近百年才被生物学家们普遍接受,而且还有不少人不服气。

   
达尔文在1838年开始创建自然选择学说,但没有急着发表,而是继续为该学说收集资料。直到1858年夏天,达尔文收到华莱士的信,发现华莱士独立地提出了自然选择学说,在朋友们的建议下,才在当年与华莱士一起发表有关自然选择的论文(没有引起任何反响),并在第二年出版《物种起源》(马上引起轰动)。华莱士因此被普遍视为自然选择学说的共同创立者,而事实上,华莱士对自然选择的理解并不那么准确,也不彻底,并非达尔文第二。

   
在达尔文时代,并没有可以替代他的人。如果没有达尔文,进化论的创建至少还得等待一代人的时间,而且不太可能由某个人石破天惊地独创,而会由多人集体努力、逐渐形成。毕竟,达尔文是科学史上罕见的思想巨人,只有牛顿、爱因斯坦可与之比肩。

2009.2.16

(《中国青年报》2009.2.18)

 



达尔文人生的转折点

12 02 2009年

   
有时一个偶然的事件就会影响一个人一生的选择。在我读高一时(1982年),正在“向科学进军”的中国大张旗鼓地纪念达尔文逝世100周年,出版了许多达尔文著作和进化论科普,激发了我对生物学的兴趣,并一直持续下来。今年是达尔文诞辰200周年(达尔文生于1809年2月12日)和《物种起源》出版150周年(出版于1859年11月24日),世界各国科学界正在轰轰烈烈地庆祝,国内还未见到有什么举动,不知是否也会使一些中学生对生物学产生兴趣,而不是像近年来那些高考状元一律功利地选择金融、经济做为专业?

   
当达尔文还是一名似乎很平庸的中学生的时候,他更像一个游手好闲的纨绔子弟,而不是肩负历史使命的天才。他的父亲有一次指责他说:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱。”为了让达尔文尽快走上正轨,在16岁那年,他的父亲让他提前两年从寄宿学校退学,和哥哥一起往爱丁堡大学学医。

   
爱丁堡大学有当时英国最好的医学院,达尔文的祖父、父亲都曾在那里学习,后来也都成了名医。达尔文父亲指望达尔文能延续家族传统。可惜,达尔文对医学毫无兴趣,更要命的是,由于当时麻醉术还未发明,手术极为残酷,而他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。在观摩对一个男孩的手术时,达尔文再也无法忍受下去,逃离了现场,并决心不再进手术室。他更热衷于帮助大学博物馆采集植物标本,跟随动物学教授研究海洋无脊椎动物。

   
两年之后,老达尔文终于明白无法让儿子继承衣钵,必须重新设计达尔文的人生。达尔文家族除了出医生,还出律师和军人,但是小达尔文显然缺乏从事后两种职业所必需的自律。老达尔文觉得当教区牧师是游手好闲的人的最佳选择,有稳定的收入,有体面的社会地位,而且有充裕的业余时间让达尔文做博物学研究。达尔文想想也是,当时许多博物学家的职业都是牧师。于是达尔文听从父命,进了剑桥大学学神学。他花在打猎、收集甲虫标本的时间比花在学业上的要多得多,却也能应付考试,在1831年以在178名非优等生中排名第10的成绩毕业,准备当个牧师了此残生。

   
达尔文在晚年回顾他的一生时,认为他的所有这些所谓高等教育完全是一种浪费。但是他在课余结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了学术训练。他在博物学上的天赋也得到了这些博物学家的赏识。达尔文完成学业后,随地质学家塞奇威克到威尔士考察,并梦想能有机会到热带地区做博物学研究。

   
没想到这个机会很快来了。这一年的8月,他从威尔士考察回来,收到剑桥大学植物学教授亨斯楼给他的一封信,让他赶快申请当贝格尔号的博物学家。当时英国海军计划派贝格尔号到南美海域考察,制作海图。船长费兹洛伊担心旅途的寂寞会让他精神崩溃——其前任在南美海岸自杀,况且他的家族有自杀史,其叔叔用刀片割破喉咙。因此他希望旅途中能有一名绅士做伴,最好是一名博物学家。亨斯楼自己想去,但让妻子很伤心。另一位候选人——也是名牧师兼博物学家——则由于神职工作无法脱身。他们联合推荐了未婚也未授神职的达尔文。

   
老达尔文反对儿子参加航行,认为这会推迟儿子在神学职业上的发展。达尔文沮丧地给亨斯楼回信谢绝推荐,然后到他舅舅韦兹伍德家打猎散心,意外地发现舅舅非常支持他参加航行。两人一起给老达尔文写了一封长信。针对老达尔文的顾虑,韦兹伍德指出这次远航实际上对达尔文的职业发展很有好处,毕竟,研究博物学对神职人员很合适。老达尔文同意了。

   
达尔文连夜赶去见亨斯楼。不幸的是,他们发现这是一场误会:费兹洛伊早已答应把位置留给一名朋友。几天后,达尔文在海军部遇到费兹洛伊。费兹洛伊告诉他,其朋友几分钟前决定不去了,他还想去吗?达尔文兴奋得几乎昏倒,勉强点了点头。费兹洛伊却心存疑虑,因为他迷信面相,认为达尔文的鼻子形状表明他不会吃苦耐劳。在经过几天相处增进了解后,费兹洛伊和达尔文定了协议。达尔文算是船长客人,不支付薪水,坚持不下去时可以随时离队。

   
贝格尔号于1831年12月27日扬帆起航,绕地球一圈,于1836年10月2日回到英国。达尔文沿途考察地质、植物和动物,采集了无数标本运回英国,还未回国就已在科学界出了名。这5年的见识,让达尔文从一名正统的基督徒变成了无神论者,不可能再去当牧师了,成了职业博物学家。更重要的是,他开始思考生物的起源问题,最终创建了进化论,极大地改变了世界。种种巧合促成的贝格尔之航是达尔文人生的转折点,也是人类历史的转折点。

   
提供了这一机会的费兹洛伊为此感到自己罪孽深重。《物种起源》发表后,这名虔诚的基督徒愤怒地宣称它带给他“最剧烈的痛苦”。6年后(1865年)一天的早晨,费兹洛伊起床走进卫生间,和他叔叔一样,用剃须刀结束了这一痛苦。

2009.2.10.

(《中国青年报》2009.2.11)



说说“十万个为什么”

11 02 2009年

   
苏联科普作家伊林在1929年写过一本小册子《十万个为什么——屋内旅行记》,书名取自英国作家鲁德亚德·吉卜林的一句诗,内容是对屋内的许多事物提出问题加以解释,像“炉子里火旺的时候,为什么呼呼直响?”“为什么面包心里都是小孔?”……,“这样的谜可以猜的岂止12个,而是10万个。”书中提出的问题当然没有十万个,其本意乃是虚指有许多问题可问,“十万”的原文是“百千”,不过是形容很多,翻译过来,按中文的习惯改千为万,变成了“十万”。

   
用“十万”来形容多,本不符合中文表达习惯,但上个世纪五十年代末正是国内什么都向苏联学习的时期,编一套解答科学基本知识问题的少儿科普读物也要向苏联取经,于是就有了“十万个为什么”这个不中不西、不伦不类的书名。由于这套书发行量极大,读者众多,从此“十万个为什么”的名头反而比其起源地响亮得多,由此又衍生出众多模仿、跟风之作,国内各家出版社出版的以“十万个为什么”为名的图书,至少有一百多种,如果比照其对问题数量的夸张程度,也可以说成有“十万种”。

   
这类“十万个为什么”书籍涵盖的学科范围、所提的问题都比伊林的小册子多,试图较全面地介绍各个学科的基本知识,像“为什么会有日食?”“为什么南极地区有那么多陨石?”之类,其实是百科知识入门读本,编写方式类似于初级百科辞书,只不过是把条目改成用问题提出,内容较为浅显而已。所提问题其实是编写者系统设计、觉得读者应该知道的,却未必是读者想要知道的,大多很抽象,不像伊林原著那样贴近生活让读者觉得亲切,解答也过于呆板、枯燥,犹如考题答案,文笔不像伊林原著那么生动活泼。

   
一些科普杂志也有类似的解答“为什么”的专栏,比较出名的是英国《新科学家》的“最后的话”专栏。它的问题都是由读者提交的,但和其他杂志不同的是,《新科学家》并不找专家解答,而是公布出来向读者征集答案,读者如果对答案有不同意见也可以提出来。它对解答问题的读者的资质并无要求,既有相关领域的专家,也有普通读者,甚至还有中、小学生。其答案必然是五花八门、良莠不齐,读起来固然比“十万个为什么”之类的有趣、生动得多,却也让人难免感到无所适从:每个问题都有几个人的解答,有的相互矛盾,我们怎么知道哪个答案是正确的?那些说得头头是道的解答是否在科学上能够成立?有没有什么科学依据或实验证明?没有哪个读者对涉及如此众多学科的问答都具有辨别能力,例如,有些生物、医学方面的解答我可以看出明显的错误,但是其他领域的我就无能为力。

   
有人说这并非在提供标准答案,而是在提供解答思路,培养探索兴趣和启发心智,据说这样做更有科学精神,有助于提高科学素质。但是要具有科学精神,并不是有探索的兴趣,能够运用一些科学术语进行思考就行了。还需要有充分的知识储备,正确应用科学原理,掌握相关的科学证据,而且还应该让读者知道哪些是理论上的推论、猜测,哪些已经经过了实验的验证,哪些有科学家做过了研究,哪些还只是臆想。

   
杂志开这种读者互动专栏,还算得上是在鼓励读者思考、讨论。但《新科学家》还几次将这些问答汇集起来出书,就相当于把答案定型了。把几个可靠性值得怀疑、甚至互相冲突的解答罗列出来交给并不具有专业辨别能力的读者做取舍,其实是一种不负责任的做法。一般的读者也不太可能真的自己去做进一步的研究,而会将解答当成现成的答案接受下来,错误的答案也就难免以讹传讹。

   
不过,据说严谨的科普已经过时了,人们喜欢的是把科普当娱乐的消遣,管他是否可靠,这种轻松的问答也就很流行。《新科学家》在2006年收集“最后的话”专栏出版的《企鹅的脚为什么不怕冻》一书,一度排在英国亚马逊畅销书总榜第一名,是那些比较严肃的科普读物所难以企及的。该书在2007年翻译成中文引进到国内后,从网上书店的排行看,销路似乎也不错。

   
科普译著最让人头疼的是翻译的质量,即使原著是杰作,往往也被中译者给糟蹋了。这本书的中译本由有经验的译者翻译,译笔比较流畅,没有科学类译著常见的生涩。至于翻译的准确性如何,我手头没有原著对比,不好说。但中译本中有两个地方注了原文,这两个地方的译文都出现了低级错误。一处是把《新科学家》的专栏名称Last
Word译成“最后一句话”,其实那个专栏有很多句话的。一处是把该专栏的上一本结集的书名Does Anything Eat
Wasps?译成《任何动物都吃黄蜂吗?》,不懂英文的读者看了这个书名可能会觉得莫名其妙,那还用问吗,怎么可能任何动物都吃黄蜂?至少草食动物就不吃黄蜂。其实原文没有那么无厘头,问的是个简单的问题:“有没有什么动物吃黄蜂?”只要举出一种动物就行,而不必把所有的动物都考察一遍。

 

《企鹅的脚为什么不怕冻》,米克·奥黑尔编著,王鸣阳译,广西科学技术出版社,2007年6月第一版。

 

2009.1.9.

(《中国青年报·阅读周刊》2009.2.10)