方舟子的Blog

文革时期最流行的革命歌曲之一《大海航行靠舵手》有一句至今还经常被引用的歌词：“万物生长靠太阳”。如果当时有人胆敢质疑它，不仅要犯政治错误，恐怕还要被视为缺乏科学常识。没有阳光，植物就不能生存；没有植物，就不会有草食性动物；没有草食性动物，就不会有肉食性动物。所以所有的动植物都直接或间接地依赖阳光而生存。

用生态学的术语来说，阳光是能源，植物是生态系统中利用能源的生产者，而动物则是消费者。一个生态系统离不开阳光和植物，正如一个社会不能没有能源和生产者。一位学植物学的网友在一篇文章中就这么说：“所以地球上任何生态系统中的主人，其实都是植物，没有它们合成有机质，其他一切生物都生存不了。说得再明白点：离开了动物，植物照样可以活下去；离开了植物，动物却完全无法活下去。”

有些读者可能会想到，有一些地方终年不见天日，虽然那里没有植物，但是有动物。例如在某些黑暗的溶洞的溪流中，生活着穴鱼，一生不见阳光，眼睛完全退化了。但是它们的食物是从阳光世界漂流来的动物和植物，那个黑暗世界并非自给自足。

另外一个更黑暗也更广阔的世界是深海。照射到海上的阳光，将会被海水吸收，越深处的海水，能得到的阳光越少。有一部分阳光能够穿透到海面以下200米，但是量已少到不足以让植物进行光合作用了。而到了海面以下1000米，就几乎没有阳光了。在阳光稀少甚至完全没有的深海，是没有植物的。但是却生活着众多的动物。在海洋最深处也不例外：1960年，美国科考队员乘深海潜艇首次下到了世界最深处——10000多米深的马里亚纳海沟底部，居然看到一条鱼和一只虾在游动。这又是怎么回事呢？

深海里的许多动物其实并非深海的永久居民。它们夜间会游到浅海进食（比如吃浮游植物），太阳升起后再躲回到更安全的深海。有些深海动物则是来自浅海的捕食者，例如抹香鲸有时能潜到水深2000米处追捕大乌贼。许多深海的永久居民（例如深海海底的海星、海胆）的食物实际上也来自浅海——从上面掉下来的食物碎屑，例如浅海动物的粪便和尸体，最终还是来自浮游植物和其他植物光合作用的产物。如此说来，即便是暗无天日的深海，也是“万物生长靠太阳”的了？

1977年，当中国刚刚结束文革的时候，美国科学家潜到厄瓜多尔西边加拉帕戈斯裂谷水深2500米处，在那里发现了海底温泉——深海热液口。它们是海底火山活动的结果，是意料之中的：海水从地壳裂缝渗入进入，被岩浆加热，同时溶解了一些矿物质。这些温度能达380摄氏度的炽热海水从一些出口像间歇泉一样从地底下喷射回来，与周围冰冷的海水接触，溶解的矿物质沉淀了下来，在出口形成了“黑烟囱”。完全出乎意料的是，就在这些温泉周围，生活着丰富的动物群：长度超过2米的巨型管虫、软体动物、海葵、蛞蝓、螃蟹、虾、鱼等等。

在这个特殊的环境中生活，需要能耐高温，例如巨型管虫能够忍受80摄氏度的水温。需要能忍受从地底喷射出来的硫化氢（臭鸡蛋气体）、重金属等对其他动物是致命的物质。还需要能对付强酸环境，那里的海水的pH值低于3，比醋还酸，所以那里的软体动物没有壳——由碳酸钙组成的壳会被酸溶解掉。那里的海水产生的巨大压力能达到海平面气压的1000倍，所以动物身体不能有任何含空气的组织，否则将会被压扁。

但是最意外的是：这是一个不依赖阳光的自给自足的生态系统。维持生态系统的能源正是“有毒气体”硫化氢，其生产者是某些能耐100摄氏度以上高温的化能自养型细菌。硫化氢不断地从热液口喷出，与海水中的氧发生反应，释放出能量，细菌就利用这些能量将二氧化碳合成有机物。有的动物，例如软体动物，就以细菌为食。有的动物，例如巨型管虫，则与细菌共生，细菌长在管虫的组织中，管虫吸入硫化氢、氧、二氧化碳供细菌利用，细菌排出的代谢废物成为管虫的食物，管虫排出的废物则又成为蟹、虾的食物。当然，还有些动物，例如鱼类，是靠捕捉其他动物为生的。

自1977年以来，在世界许多地方都发现了深海热液口生物群落，那里的生物绝大部分都是从未发现过的新物种，平均每10天就会发现一个新物种。但是到现在只有1％的海底被考察过，我们对那里的生物仍然几乎一无所知。有研究人员估计，可能有多达1亿种物种生活在深海，比地球其他地方的所有物种都多。没有阳光的生命世界一点都不比阳光世界逊色。

深海热液口的动物和细菌并非完全不需要来自“上面”的东西：它们不能没有氧气，而氧气乃是植物光合作用产生的。所以，那里的生命终究还是依赖阳光的。

2008.1.6.

（《中国青年报》2008.1.9）

(XYS20080109)

金庸的武侠小说《倚天屠龙记》中有一名武林高手因为炼功出了差错，需要经常吸人血解毒，否则全身血液就会凝结成冰。他因此得了绰号“青翼蝠王”，又被骂为“吸血蝙蝠”。这一描写犯了文化错误：在中国传统文化中，蝙蝠被视为福泽祥瑞的动物，并不令人恐怖。在西方传统文化中，蝙蝠才是邪恶的象征，而这一描写显然取材自西方的吸血鬼传说。

它也犯了时代错位的错误。在故事发生的时候（元末），不仅中国人，连西方人也不会把蝙蝠与吸血联系起来，因为以血为食的蝙蝠只生活在美洲。在新大陆被“发现”之后，欧洲探险家们才发现竟然还有食血的蝙蝠。他们一度以为所有新大陆的蝙蝠都是食血的，联想到传说中的吸血鬼，便用它来命名，以至有十几种以果实为食的美洲蝙蝠至今还背着“吸血鬼”的恶名。其实只有三种蝙蝠是以血为食的，其中白翅吸血蝠和毛腿吸血蝠数量很少，主要食鸟血，与我们没有什么关系，而普通吸血蝠分布广泛，数量众多，主要食哺乳动物的血，一般说的吸血蝙蝠指的就是它。

在恐怖电影中，吸血蝠常常被表现为像狐蝠那样的大型蝙蝠从天而降，并凶猛地向动物或人发起攻击，从颈部直接吸血。实际上，吸血蝠并没有那么恐怖。它们是小型的蝙蝠，身体只有人的拇指大小。它们更不敢明目张胆地进行攻击。为了避免被鹰等天敌捕食，它们只在夜间没有月光的时辰出行，悄悄地寻找熟睡的哺乳动物。

和许多种蝙蝠一样，吸血蝠有发达的回声定位系统，低空飞行时通过发射、回收声纳，以及靠嗅觉和听觉来确定猎物的位置。和其他蝙蝠不同的是，吸血蝠的前肢有发达的拇指，这使得它不仅能飞，也能在地上快速奔跑、跳跃，速度能达到每秒2.2米。在发现猎物后，吸血蝠降落到地面，跑向猎物，然后爬到猎物身上毛发较少的部位。它们的鼻子里有热感受器，用来寻找猎物皮肤上的血管。在确定了下口的位置后，它们先用犬牙剪掉多余的皮毛，然后用刀片一样的门牙切开一个几毫米长的小口。刀口极为锋利，刀法又非常快速，猎物对此不会有任何知觉。

吸血蝠并非真正直接从伤口吸血，而是在血从伤口流出后，用舌头吮吸。这样一个小伤口在正常情况下只会流出一滴血就凝固了。为了保证血液能不停地流出来，在吸血蝠的唾液中含有几种特殊的成分，一种防止血液凝固，另一种防止红细胞凝集，还有一种抑制伤口附近的静脉收缩，这样，即使在吸血蝠吃饱喝足离开后，伤口的血也还在不知不觉地流淌。吸血蝠喜欢当回头客，在下次进餐时间来找同一头猎物，从同一个伤口下口。就像我们能根据说话的声音辨认人，吸血蝠能够根据呼吸的声音认出同一头猎物。

根据“吃什么补什么”的传统观念，既然血对身体的功能是如此重要，人们会以为血是大补的食品，所以才会出现吸血疗伤的故事。而其实血液的营养价值并不高。它绝大部分成分都是水，主要的营养成分是红细胞中的血红蛋白，一升血也不过含100多克。一只体重30克的吸血蝠，需要一次进餐20分钟吃下20毫升的血，吃成了像一个皮球才算吃饱了。这相当于多了60％的体重，如此沉甸甸圆滚滚的蝙蝠是没法飞起来的。为了减轻负担，吸血蝠一边吃血一边排尿，尽量把血液中的水分排出去。回到老巢后再慢慢地消化血液中的蛋白质。

要吃到血并非易事。调查表明，成年吸血蝠平均每25个晚上就有一个晚上没能吃上血，而年轻吸血蝠更是一周就得饿上两个晚上。其他吸血的动物，例如蚂蟥、虱子，也要经常挨饿。对冷血动物来说，饿上几天、几个月甚至几年都不是问题，但是吸血蝠是恒温动物，需要不断补充能量维持体温。如果连续两个晚上都没吃的，吸血蝠就会饿死。完全以血为生真是一件危险的事。吸血蝠以一种独特的方式渡过难关：有福同享有难同当。归巢后，吸血蝠会热情地互相梳理毛发，没有吃到血的蝙蝠乘机向吃到血的蝙蝠索取食物，后者往往会反刍出一些血吐给前者，让它不至于饿死，下一次轮到自己挨饿时就能得到回报。

欧洲移民为吸血蝠带去了充足的血源：马、牛、猪等家畜成了吸血蝠的主要猎物。在户外睡觉的人有时也成为它们的攻击目标。它们喜欢咬的部位是熟睡的人暴露在外的脚趾头。失血几十毫升并没有性命之虞，糟糕的是吸血蝠能传染狂犬病。2005年，巴西两个月内就有1300人被吸血蝠咬伤，其中23人染上狂犬病身亡。如果没有人类畜牧业的支撑，吸血蝠还以野生动物为猎物的话，嗜血的生涯是很难捱的，数量也不至于多到被视为害兽需要加以消灭的地步。

2007.12.27.

（《中国青年报》2008.1.2）

(XYS20080104)

新生儿的视力还没有发育好，他们是近视，只能看清楚大约30厘米远的物体——这是哺乳时婴儿的眼睛与母亲的脸的距离。他们也是色盲，不能很好地分辨颜色，对黑白对比强烈的图像更敏感。但是他们却对美丑很有眼力，能够分辨美丽或丑陋的脸庞，并对美丽的脸庞更感兴趣。

在一项研究中，英国埃克塞特大学的研究人员选择了一系列女人头像的照片，让成年人根据这些头像的美丑程度打1～5分，然后把得分最高和最低的照片一对一对地编成一组，每组照片除了美丑程度不同，其他方面（例如亮度、对比度）都相似。再把它们拿给出生1～7天的新生儿看。一个研究者拿着两张照片放在距离新生儿眼睛大约30厘米的地方，另一个研究者在旁边观察。结果发现，几乎所有新生儿都花更多的时间去看美女头像照片。

从科学的角度看，美丽并不是什么神秘的东西，它意味着“普通”：如果把几百个人的脸混合在一起，将会出现一张非常美丽的脸。所以一张美丽的脸其实是一张最典型的脸，而新生儿对美脸感兴趣，实际上就是在辨认典型的人脸，这是他们与生俱来的本能，让他们一出生就能认识同类。不过，让父母感到欣慰的是，婴儿还是觉得抚养他们的父母的脸最有吸引力，不管是美是丑。而且随着婴儿长大，他们会逐渐意识到人不可全靠貌相。

不过，我们天生对美貌的喜爱很难克服。例如，我们会下意识地觉得那些长得漂亮的人更可靠，老师会不知不觉地更关照漂亮学生，医生会对漂亮病人更重视、更有耐心。这很不公平，不过进化才不管公不公平。这种相貌导致的不平等甚至从一出生就开始了：护士会更照顾那些长得漂亮的新生儿，更喜欢抚摸他们、和他们说话。

婴儿不仅天生喜欢美人，而且似乎还天生喜欢好人。最近的一项研究得出了这个出乎意料的结论。美国耶鲁大学的研究人员让出生6～10个月的婴儿看木偶表演：一个木偶（贴一对大眼睛表示是人）在爬斜坡，爬了两次都没爬上，第三次时，来了一个“好人”木偶，把它推上了坡；或者来了个“坏人”木偶，把它推下了坡。表演结束后，把木偶放到婴儿跟前让他们挑选，几乎所有的婴儿都选了“好人”木偶。但是如果把爬坡木偶的大眼睛去掉，让它不再代表人，而只是一个普通物体，然后重复实验，婴儿则不再偏爱“好人”木偶，说明婴儿看重的是“好人”对别人的帮助。

在表演完爬坡之后，研究人员还演了一出续集：让爬坡者分别向“好人”或“坏人”走过去，呆在一起。婴儿对爬坡者与“坏人”的相聚表现出了更大的兴趣，盯着看的时间更长。显然，他们认为去和对自己使坏的“坏人”交往是一件比较奇怪的事，对这种举动感到好奇，而去和“好人”交往则是理所当然的，不值得特别关注。

那么婴儿的这种表现，是因为喜欢“好人”，还是因为讨厌“坏人”呢？实验表明两种因素都有。把“好人”木偶和走了相同路径但是不与爬坡者接触的“中立”木偶拿给婴儿挑选，他们会选“好人”木偶，但是如果供挑选的是“坏人”木偶和“中立”木偶，他们则会选择“中立”木偶。

人们向来以为是后天培养的某些人类情感，例如对美丑、善恶的辨别，看来在一定程度上是天生的，不到一岁的小孩就已经具备了。这个时候的小孩甚至还没有自我意识。人类是在出生18到24个月后才有了自我意识的。

婴儿的大脑并不是一张白纸，长期的进化已经为他们预备了一套认知模式，让他们一出生就能开始使用，从而更快地适应社会环境。婴儿的心灵要比我们以为的敏感得多。教训是：如果你想让小孩喜欢你，光对他一个人好还不够，还要对别人也好，而且不能对别人不好，要让他知道你是“好人”不是“坏人”。

2007.12.20

（《中国青年报》2007.12.26.）

(XYS20071229)

近日重庆媒体报道，重庆南岸区一个废弃水库因建筑施工正在逐渐干涸，生活在水库中的上百尾野生叉尾斗鱼面临生存困难。据说这种鱼在当地野外很少见，国外有人出高价收购，国内却不受重视，两名网友为此发起“救救南岸野生斗鱼”活动，希望能为这些野生斗鱼们找个新家……

许多人大概都是第一次听说“叉尾斗鱼”这个名称，以为是什么珍稀鱼类，看了照片后才恍然大悟，这不是我们那里的菩萨鱼、烧火老头、三闷婆、坦闷、广皮、婆婆鱼、狮毛鱼、手巾花、彭皮潲、花兰里鱼、奇刹婆、九尾娘……吗（似乎各地都有自己的叫法），我们那里的池塘、稻田、水沟里到处都是，小时候都抓来玩过的。纷纷嘲笑这则新闻是炒作，有一个网友还留言讽刺说：“大惊小怪，我们家大把的，要不要去我们那里买啊，一毛钱一条就叫你倾家荡产。”

这些留言的网友都来自广东、广西、福建、江西、香港等地。在华南地区，叉尾斗鱼的确非常常见。这是一种小鱼（身长可长到大约6～8厘米），肉又难吃，抓来只是让小孩养着玩的，住在乡镇、农村的小男孩大都抓过、养过它，构成了儿时记忆中有趣的一部分。它之所以如此受欢迎，一则在野外容易抓到，不用花钱买；二则容易养，用一个罐头瓶子就能养，苍蝇、蚊子、蚯蚓、小虾、小鱼什么都吃，饿上一个月也死不了；三则长得好看，雄鱼长着红蓝相间的条纹，发起威来更是艳丽，算得上是华南最漂亮的野生鱼；四则其雄鱼极为好斗，把两条雄鱼放在一起，会斗个你死我活，所以要单独养。在鱼缸前放一面镜子，雄鱼也会对着自己的影子不停地发起攻击。这种鱼在闽南、台湾的俗名叫“三斑”，但我们那里的小孩又叫它“打铁皮”，大概就是形容其好斗的性格。

也因为这些原因，叉尾斗鱼成了继金鱼之后被引进到西方的第二种中国观赏鱼。现代生物分类学之父、瑞典人林奈在1758出版其巨著《自然系统》第10版时首次对它做了科学描述，并定下了沿用至今的拉丁文学名。林奈可能只是见到标本。它首次被引进到西方是在1869年，法国住宁波的领事馆命令一名法国官员带100条叉尾斗鱼回国。长途跋涉之后，还有22条活了下来，其中的17条给了巴黎著名的育种家卡蓬尼尔，由他成功地进行了繁殖。这是第一种被人工养殖的淡水热带鱼，从那以后在西方就成为非常流行的观赏鱼，并有一个美丽的名字——“天堂鱼”。

虽然许多人养过这种鱼，但是试图繁殖它的人并不多，所以就没有注意到它有很奇特的生殖行为。到春天天气转暖时，雄鱼会游到水面上吸气，然后沉入水中一边吹气一边吐黏液，形成无数小气泡，粘在一起浮在水面上。这是雄鱼为下一代准备的巢。泡巢筑好后，雄鱼去找雌鱼示威、跳舞、求爱，如果雌鱼拒绝其求爱，或者雌鱼还没有成熟，老羞成怒的雄鱼会攻击她，甚至将其咬死。如果雌鱼接受了求爱，雄鱼会缠住她，让她的身体翻转过来，腹部朝上产卵，雄鱼则躺在雌鱼下面对卵受精，在受精卵下沉时，雄鱼会用口含住，把卵粘到泡巢上。雌鱼产完卵以后，雄鱼就将其赶走，自己一直守住泡巢，驱赶任何试图靠近的鱼。大约一、两天后，幼鱼孵化出来了，暂时住在泡巢中。雄鱼还继续守卫，如果有幼鱼掉下来，他会把它拖回巢中。再经过三天，幼鱼可以自由活动了，这时雄鱼才把它们从泡巢中拉出来。

由于这种筑巢习性，叉尾斗鱼需要有平静的水面，只能生活在池塘、水库、沟渠、稻田等静水、死水之中。此外对环境倒没有什么挑剔的，在溶氧量低的水中也能生存，因为叉尾斗鱼有两套呼吸器官，除了用鳃吸收水中的氧气，鳃的后侧还有一个特殊的辅助呼吸器官——迷器，上面的毛细血管与空气接触时能够吸入空气中的氧气。所以叉尾斗鱼常常快速地将头浮出水面呼吸空气，有时动作过快，甚至跃出了水面，跳到了鱼缸外，让人以为是在自杀。

叉尾斗鱼在野外如此之多，生命力如此顽强，似乎不至于遭到灭顶之灾。但是，在1990年，台湾清华大学进行了调查，发现原本在台湾分布广泛的叉尾斗鱼（台湾称为盖斑斗鱼）由于栖息地的丧失、农药和工业污染等原因竟然已濒临灭绝，促使台湾农委会在当年8月31日公告将之列入珍贵稀有保育类野生动物予以保护，并实施复育计划。近年来由于注意到野生叉尾斗鱼特别喜欢吃孑孓（据统计一尾一天能吃300多条孑孓），有助于灭蚊，台湾一些机构有系统地组织小学生繁殖、放养、观察这种“环保鱼”。儿时的玩耍因此被赋予了新的意义。

导致台湾斗鱼濒危的那些因素在大陆也存在，而且日趋严重。大陆现在也有人开始关注这种美丽有趣而且有益的小鱼的保护，其实是值得鼓励的。

2007.12.15.

（《中国青年报》2007.12.19）

(XYS20071219)

在中世纪的欧洲，至少在表面上每个人都是基督教徒，这就使得教会成为最大的跨国公司，而无数的教堂就是其子公司。子公司之间也要相互竞争财源，而如果一座教堂有镇堂之宝，例如藏有圣物——据称是耶稣、圣母或圣徒的遗物，那么就会吸引来众多的朝圣者，也就意味着滚滚的财源。

因此就有了无数的圣物被创造出来以满足市场的需求。其中最神圣也最热门的当然是耶稣的遗物。虽然历史上是否真有耶稣这么个人是很值得怀疑的（没有任何确切的历史记载提到耶稣），但是教会却声称他留下了许多遗物，从耶稣诞生时躺的马槽、穿过的衣服，掉的乳齿、剪下的脚趾甲，吃最后的晚餐时用的杯子，到上十字架时戴的刺冠、钉子和十字架，都有教堂声称珍藏着，而且不止一个，数量最多的大概是耶稣上的十字架——所谓“真十字架”。虽然耶稣只上过一次十字架，但是分散在各地的“真十字架”之多，用16世纪宗教改革家加尔文的话说，足够装满一艘货船。

（无数“真十字架”中的一个。）

有的圣物之离奇，到了荒唐的地步：有的教堂保存着当年圣彼得献给耶稣的鱼，有的教堂保存着几瓶耶稣变出来的酒，有的教堂保存着耶稣当年在耶路撒冷流下的眼泪，他背负十字架时流下的血液，法国香槟地区沙隆的一座教堂至今保存着耶稣的脐带，意大利帕多瓦圣安东尼教堂至今声称保存着一小瓶幼年耶稣喝过的圣母奶，还有几个教堂曾经同时声称珍藏着幼年耶稣受割礼后留下的包皮。每年1月1日天主教“割礼节”这一天，意大利卡尔卡塔教堂都会把据称珍藏着“圣包皮”的圣物匣抬出来游行。这个习俗一直延续到1983年为止，那一年圣物匣被小偷偷走，从此“圣包皮”下落不明。

在这些圣物中，最著名的是都灵裹尸布，在今天连许多非基督徒都听说过。据说，耶稣在十字架上被钉死之后、复活之前，尸体就是用它包裹、下葬的。它并非唯一如此声称的圣物：世界各地大约有40条声称与耶稣尸体有过零距离接触的裹尸布。都灵裹尸布之所以出名，在于据称在它上面印有耶稣身体的轮廓，至今许多人相信它是真迹。

（“裹尸布”的一部分，可以依稀看到一个平躺着的正面人像。）

（“裹尸布”的另一部分，可以依稀看到一个背面的人像。）

具有讽刺意味的是，这块裹尸布刚刚面世的时候，却被教会认为是赝品。它是在14世纪的时候首次出现在法国一座叫里雷的小镇。第一份提到它的历史文献是1389年法国特鲁瓦市主教致法国阿维尼翁的教皇（当时意大利罗马另有教皇与之相对立）的一封信。在信中，特鲁瓦主教报告发生在他的教区里雷镇的一件丑闻。他愤怒地指控说，里雷教堂的教士们出于赢利的目的，获得了一块巧妙地绘着一个人的两面身体图像的亚麻布，虚假地声称它就是当年包裹耶稣尸体的裹尸布。他说，这块布是在大约1355年首次在里雷展出的，当时即引起他的前任的注意。前任主教曾经做过调查，发现这是个骗局，布上的图像是人工精心绘制的，绘制它的画家也向前任主教坦白了。而这块布最早的主人、里雷教堂的创建者查尼（Charny）家族也不敢说它是真实的耶稣裹尸布，而只是说它是“相似物或象征物”。他们建造这座教堂的目的是为了展览这块“裹尸布”，并向参观它的人收钱。

不过，当时的教皇虽然不许人们把它当做“真实裹尸布”，但是仍然把它当成圣物，规定教徒可以通过朝拜它赦免罪过。1453年，“裹尸布”被卖给了萨伏伊公国的王室，收藏在一个镶银的圣物箱中，在一个新建的大教堂中展览。这一易手大大提升了“裹尸布”的地位，它甚至有了自己的节日。“裹尸布”后来在许多个不同国家的城市展示过。1532年12月，收藏它的教堂发生火灾，“裹尸布”虽然被抢救下来，但有些地方被烧掉了，在1534年由一些修女对烧坏的部分做了修补。1578年，“裹尸布”结束了旅行，被永久地安放在特地为它修建的都灵大教堂中。此后的几百年间，它为该教堂带来了无数的朝圣者对之顶礼膜拜，有时朝圣人数之多甚至让人窒息身亡。

（收藏“裹尸布”的教堂。）

到此为止，“裹尸布”和天主教的其他圣物并无太大的不同。19世纪末的一个偶然事件，让天主教世界之外的人也对它的真假产生了兴趣。1898年5月，都灵市议员皮亚受命给“裹尸布”拍照。他惊讶地发现，出现在底片上的“裹尸布”人像要比平常看到的清晰得多，它清楚地显示了一个约1.8米身材的男子裸体像，留着长发和络腮胡须，两手交叉放在阴部，在胸口靠近心脏的地方有一个大伤口，手腕和脚部似乎也有伤口，背部有些裂口似乎是受到鞭打留下的。

（“裹尸布”上的人像在底片上看得更清楚。）

消息传开后，许多人马上联想到这些细节与基督教《圣经》所记载的耶稣受到鞭打之后在十字架上钉死一事相符，那个头像看上去也很像中世纪画家画的耶稣像，这似乎证明了“裹尸布”上的人像的确就是耶稣——皮亚也是这么认为的。但是如果熟悉《圣经》的话，就会发现该人像的这些细节恰恰与《圣经》所述不符，倒像是某个中世纪艺术家根据当时人们想像的耶稣像创作的作品。

(中世纪制作的耶稣像，与“裹尸布”上头像很像。)

(17世纪大画家鲁本斯作品《十字架上的耶稣》描绘了人们想像的耶稣上十字架的情形。)

根据《圣经》的记载，耶稣是“照犹太人殡葬的规矩”埋葬的。按照犹太殡葬习俗，尸体要进行清洗，剃光头发、胡须，抹上香油，而“裹尸布”上的那个“尸体”显然没有进行过这些处理。它的长发虽然显得很像人们心目中的耶稣，却露了马脚：尸体平躺时，头发应该散开，而不是现在这样像是一个人直立着头发垂直向下。而且，根据犹太习俗，尸体虽然用亚麻布包裹，但是是用几块布包裹的，头部用的是单独的一块布包裹（《圣经》里也说，耶稣复活后，人们发现耶稣的坟墓空了时，“进坟墓里去，就看见细麻布还放在那里；又看见耶稣的裹头巾，没有和细麻布放在一处，是另在一处卷着。”这与犹太习俗相符），因此耶稣的头部和身体就不会像“裹尸布”那样被印在同一块布上。那种用一块裹尸布包裹整个尸体的做法，是欧洲中世纪的习俗，而不是犹太习俗。仅凭这一点，就可推断都灵“裹尸布”乃是欧洲中世纪的赝品。

有人声称，都灵“裹尸布”上的人像在底片上比正片清晰，而且有三维立体效果，是人工画不出来的，只有神迹才能创造。实际上，用中世纪的绘画技巧就可以惟妙惟肖地复制出“裹尸布”。一种复制方法类似于中国的“拓片”法，先制作一个耶稣像浮雕，把亚麻布弄湿了粘贴在浮雕上，等布干了以后，敷上氧化铁蛋彩颜料，这样得到的布上人像也是在底片上更清晰，也具有三维立体效果，与“裹尸布”没有什么区别。更简单的办法是用稀薄的氧化铁蛋彩颜料直接在亚麻布上临摹“裹尸布”人像，结果与原画看不出区别。

(“裹尸布”上的头像在底片（右）上要比正片（左）上的清晰得多。)

（用浮雕拓片法模拟制作的“裹尸布”头像的底片。）

也有不少人试图用科学检测方法鉴定“裹尸布”的真伪。最早这么做的是法国一位解剖学教授。他用显微镜检查，发现“裹尸布”上沾有“血迹”。因此他在1902年4月21日在法国科学院报告说，他认为可以相信“裹尸布”的确包裹过耶稣的尸体。

70年后，瑞士犯罪学家富雷－苏尔泽（Max Frei-Sulzer）为“裹尸布”的真实性提供了另一条证据。他分析了从“裹尸布”样品刮下来的花粉，发现来自于几十种生长在中东的植物。这可以说明“裹尸布”的确源自以色列一带。不幸的是，此人在1983年涉嫌参与伪造“希特勒日记”，名誉扫地，让人也不能不怀疑他提供的“裹尸布”样品有假。的确，在他提供的26个“裹尸布”样品中，大部分的花粉都在其中的一个，表明可能是人为掺入的。即使“裹尸布”真的含有来自中东地区的植物花粉，也不过表明造假者用了产自或曾经经过中东的亚麻布，并不能证明它就是真品。

布上的“血迹”又是怎么回事呢？1979年，美国显微分析学家麦克隆（Walter C. McCrone）和他的助手用多种物理、化学方法分析了“裹尸布”上的5000多根纤维和32份来自“裹尸布”不同地方的胶带样本（用透明胶带从“裹尸布”上粘贴、取样），没有发现真正的血迹，看上去像“血迹”的东西其实是朱砂、红赭土，还有蛋彩，都是中世纪画家爱用的颜料。顺便说一下，这些“血迹”红得像是刚流出的血，看上去一点也不像陈年血迹——那应该是黑色的。

前面提到，在1532年，“裹尸布”差点被烧毁。当时“裹尸布”藏在圣物箱中，大火烧熔了镶嵌在箱上的银，滴到了“裹尸布”上，到今天还能在“裹尸布”上看到银滴的痕迹。银的熔点是961摄氏度，差不多是焚尸炉的温度。如此高的温度，将会使“裹尸布”上的原来可能有的任何血液成分都被摧毁。因此，如果真的有人在现在的“裹尸布”上发现血液成分的话，绝无可能是原有的，而是在1532年的大火之后才留下的，比如某个朝圣者为了治病在触摸“裹尸布”时留下的。

对“裹尸布”的真实性的最致命一击发生于1988年。那一年，罗马教廷令人惊讶地同意让科学家用同位素法测定“裹尸布”的年代。这需要对“圣物”有意造成一点损害：剪下一小块“裹尸布”，测定其中碳14的含量。

有的化学元素有几种不同原子量的原子，称为同位素。碳元素有三种同位素，根据其原子量的大小，分别称为碳12、碳13和碳14。其中碳12的含量最多，约占地球上碳原子的99％，碳13约占1％，而碳14的含量只有百万分之一。但是碳14含量虽少，却很有用，因为它具有放射性，会缓慢地按固定的速率衰变成氮原子。碳14的半衰期为5730年，也就是说，每过5730年，碳14的含量就会减少一半。这个衰变速率是永恒不变的，不受外界任何因素的影响。

生物在活着的时候，它们会不断地从外界吸收碳原子，包括碳14，这样碳14在生物体内的含量就基本不变。但是生物死后，不能再吸收外界的碳14，而体内原有的碳14将会按固定的速率衰变。这样，通过测定生物化石或生物制品中碳14的含量，再根据其半衰期，就可以计算出该生物体是在什么时候死的，也就可以确定生物化石或生物制品产生的年代。用碳14可以测定年龄在大约6万年以内的样品，如果样品的年龄超过了6万年，就要用其他半衰期更长的放射性同位素来测了。

1988年4月21日，在都灵大主教和录像机的监视下，从“裹尸布”剪下了长3英寸、宽0.5英寸的一小块，剪的位置既远离布上的人像，也远离烧焦的部分和1534年修补的部分。这小块布被进一步剪成三块邮票大小的样品，分别交给了美国亚利桑那大学、英国牛津大学考古学研究所和瑞士苏黎世联邦理工学院的实验室，由他们用碳14法测定“裹尸布”的年龄。3个实验室都得到了相同的结果，“裹尸布”里的亚麻是在公元1260至1390年之间的某个时候收割的。这个时间段与“裹尸布”在里雷教堂首次面世的年代一致，与据称耶稣死亡的年代（约公元30年）则大相径庭。这就确凿地证明了“裹尸布”的确是14世纪的赝品。

这是三个世界著名的实验室分别独立地测出的一致结果，如果要指责他们都犯了操作错误未免太可笑了。但是坚信“裹尸布”的真实性的信徒们还是提出了种种理由来质疑这个结果。有的和神创论者一样，干脆从根本上质疑碳14测定法的可靠性，这就意味着不仅对“裹尸布”的测定结果有误，对所有其他历史文物、化石的测定结果也都有误，为了维护“裹尸布”的真实性而把其他文物、化石的真实性也都一笔抹煞，也是很可笑的。有的声称高温会改变碳的结构，而“裹尸布”曾经经历过高温，所以测定的结果比实际年龄小。这种说法同样是荒唐的，再高的温度也不可能改变元素的结构，高温对放射性同位素测定法的结果不会有影响。还有一种说法是误用了1534年修补“裹尸布”用的布料做为样品（虽然在取样时已确保不会搞错），那样的话，测出来的年代又太老了，老了200年。

最聪明的质疑理由是说样品受到了微生物污染。如果“裹尸布”上面生活着细菌或真菌，它们制造出来的单糖和多糖也含有碳，而且是年代比较近的碳，在测定“裹尸布”年代的时候，这些年代比较近的碳混杂在其中，就会使测定的结果比实际的要年轻。这种情形是可能发生的，但是要把一件1世纪的文物误测为14世纪，污染物的量必须非常大，需要占到总量的三分之一，那样的话，很容易用肉眼就能看出样品有一层厚厚的污染物了。而实际上，美国两家实验室分别用不同的方法对“裹尸布”样品做了检验，都未发现有受到微生物污染的迹象。

总之，不论是历史的记载、常理的推断还是科学的检验，都表明“裹尸布”是中世纪的赝品。但是对迷信的人们来说，再确凿的证据也无法动摇他们的信念。无数的信徒仍然坚信“裹尸布”就是耶稣的裹尸布，“裹尸布”上的人像就是耶稣留下的。2000年“裹尸布”最后一次展出时，仍然吸引来了上百万朝圣者。下一次的展出要等到2025年，朝圣的人数大概也不会少多少。今天的朝圣者的心态，与中世纪的时候并没有什么不同。而对教会来说，只要能吸引来朝圣者，管它是真是假呢。

2007.09.07

（《科学世界》2007.12.）

(XYS20071213)

《北京晚报》2007年11月17日刊登一篇题为《尊严——〈加布林鲨鱼的悲情母爱〉读后感》的散文，介绍说深海有一种非常凶猛、名为加布林鲨鱼的噬人鲨，又叫“魔鬼鲨”。当它被围入渔网几经挣扎不得脱身时，会自行爆炸成大大小小的碎块，宁肯粉身碎骨也不愿被人活捉。所以直到现在，还没有人捉到过一条完整的加布林鲨鱼，人们通常见到的不过是魔鬼鲨的碎块而已，极像砖块或瓷器破碎后的样子……于是作者感叹道：“任何研究都应该在‘生命’面前止步。如何尊重生命，敬畏生命，当是人类最为重要的研究。加布林鲨在人类面前誓死守护的尊严，难道不值得每一个自称高级的人类思索？”

有一个读者问我这是真的么？是不是像旅鼠会“奔赴死亡之约”的传说那样只是以讹传讹？这当然是捏造出来的，和旅鼠的传说不同的是，它不是国外传入的古老传说，而是国内的某个文人去年才炮制出来的，以《加布林鲨鱼的悲情母爱》等为题刊登在多家报刊上，虽然号称是“编译”，但国外文献中找不到这种说法的任何痕迹；虽然文章声称是在叙述2004年一次科学考察的经历，而其实是百分之百的幻想作品。但这样一则无稽之谈却被许多人当成了纪实而深受感动，乃至据此批评科学研究。

加布林鲨鱼和“魔鬼鲨”很显然分别是英语Goblin Shark的音译和意译，加布林是西方民间传说中一种相貌丑陋、喜欢恶作剧的妖怪。中文名字叫做剑吻鲨或尖吻鲨，指的是它长着一个像短剑一样突出的长鼻子（动物学上称为“吻”）。有关它的最早记录是1898年于日本横滨抓到了一条完整的标本，生物学界由此首次知道有这个物种的存在。此后又陆续在太平洋、大西洋的各个地方陆续抓到。不过，剑吻鲨虽然分布广泛，却一度被认为非常稀有，每抓到一条都会有记载，到上个世纪末，共报道抓到了45条。

剑吻鲨的数量其实要比人们想像的多得多，样本少的原因可能是这种鲨鱼一般生活在数百米深海处，不容易被捕捉到。在1995年5月到1996年10月这短短一年多的时间，用底刺网捕捞，在东京海底峡谷100～300米深处抓到了大量的剑吻鲨——多达125条。【注：这次捕捞情况在2003年才报道】2003年4月，在两周内于台湾海域捕捞到了100多条剑吻鲨。虽然被捕获的这些剑吻鲨都已经死了或很快就死了，但是没有一条是爆炸而死的。而且还有被活捉的。今年1月，在东京湾有一条剑吻鲨被活捉，被送到东京海洋公园展览，两天后死亡。2月，又有一条剑吻鲨被活捉，在日本东海大学海洋科学博物馆养了一周后才死亡。它们也都不是自爆死的。

当然，像所有其他动物，剑吻鲨在被捕获时，也会猛烈挣扎，试图咬破渔网逃生，在挣扎中往往会让它们的头部发生一定的变形，这曾经导致某些剑吻鲨样本被当成是新发现的物种。

我不知道为什么有人要编造剑吻鲨有什么宁死不屈的“尊严”。不过在已知400多种鲨鱼中，剑吻鲨的确显得很古怪。它是剑吻鲨科的唯一成员。一般的鲨鱼都有一个比较突出的吻，但是很少有像剑吻鲨那样长着这么长的吻。一条3米长的剑吻鲨，它的吻长能超过半米。更奇怪的是剑吻鲨长着一个能屈能伸的长嘴。当把嘴收起来的时候，它的样子看上去和别的鲨鱼没有太大的区别，只是吻长了点。但是当它把嘴伸出来，伸到吻底下，看上去就完全像是一种丑陋的史前动物了。

以前捕获到的剑吻鲨的皮肤颜色是灰色的，好像没什么特别的。直到人们见到还活着的剑吻鲨，才发现这居然是一种粉红色的鲨鱼。并不是因为它的皮肤有红色素，而是因为它的皮肤是透明的，身体表面毛细血管中的血液显现出来了。

鲨鱼没有鱼鳔，它是通过肝脏里的脂肪来调节浮力的。所以鲨鱼有一个特别大的肝脏。不过，即便如此，鲨鱼身体的比重还是比海水大，要靠不停地游动才能避免沉入海底。剑吻鲨肝脏又比一般的鲨鱼大得多，占了其体重的四分之一，这使得其身体比重接近海水，即使不游动也不容易下沉。

一般的鲨鱼都有非常发达的肌肉，行动迅速、敏捷，异常凶猛。但是剑吻鲨的肌肉却松软无力，它的身体的其他特征也表明它行动缓慢。这样的鲨鱼是不会对人造成威胁的，要追杀猎物也很成问题。当然剑吻鲨也不是吃素的，检查它的胃内食物可以知道它以硬骨鱼、乌贼、甲壳动物为食。那么它是如何觅食的呢？很可能是这样的：悄悄地停留在黑暗的海中央，通过吻内丰富的电感受器侦察周围的一举一动，一旦有猎物靠近，就突然伸出嘴巴，张开咽喉，二者结合大大地扩展了喉咙的容量，在咽喉内产生一个很大的负压，把猎物吸进去，再把嘴巴缩回，几排钉子一样的牙齿就能咬住猎物。谁能想到竟有靠守株待兔维生的鲨鱼？

每种生物本身就都有其奇妙之处，如果了解了它们，就没有必要去编造骗人的神话。

2007.12.9.

（《中国青年报》2007.12.12.）

(XYS20071212)

雌性哺乳动物一般存在发情现象，会向雄性发出自己处于排卵期的信号，例如散发出外激素，阴部红肿，行为出现变化等，以吸引雄性的注意与之交配。有些动物（例如狗）只在繁殖季节发情一次，有些动物（例如松鼠）则在繁殖季节反复发情，直到怀孕为止。雄性一般对不发情的雌性不怎么感兴趣，不发情的雌性也会抗拒交配。动物交配的唯一目的是为了繁殖。只在雌性能够怀孕的最佳时间进行交配，节省交配耗费的能量，增加怀孕的几率，无疑是一种非常好的繁殖策略。

但是奇怪的是，女性却没有明显的发情信号，男女双方都难以从外表觉察女性是否排卵，这就是为什么所谓“安全期避孕法”很不可靠。在哺乳动物中，这是绝无仅有的。即使是人类的近亲黑猩猩，其雌性在排卵时也会通过让阴部红肿的方式广而告之。人类这种特殊的“隐瞒排卵”现象是怎么进化而来的？有什么生存优势？进化生物学家们对此争论不休。其实，“隐瞒排卵”也可以说是“伪装发情”，因为女性虽然无发情信号，却随时可以吸引、接受男性与之做爱。从繁殖的角度看，这很不合理：它使得人类的性行为大部分在做无用功。

因此，一种常见的解释是，由于人类的性行为已超出了生殖目的，更多地是用来寻欢作乐、表达爱情，随时可以做爱有助于维系男女双方的感情，保持固定的配偶关系，让男性与女性分享打猎所得的猎物，或让男性也承担抚养后代的责任。人类的小孩是所有动物中最难养育的，如果父母双方能长期在一起投入大量的精力，才最可能把小孩抚养成人。

并不是所有的人都同意这种解释。有的认为发情现象的消失能够减少男性之间的竞争，有助于合作；有的认为这让男性无法确切地知道他是不是小孩的父亲，从而降低杀死他人的子女的风险；有的认为隐瞒排卵其实没有什么意义，只是人类哺乳期过长的副产物，或是为了适应直立行走，女性体内的雄性激素增加而导致的副作用等等。最有趣的然而不太可能的一种解释认为，其实被骗的不是男性而是女性，因为人类的生育太痛苦了（这在动物中也是独特的），女性会有意避免怀孕，因此那些不能觉察自己的排卵因而无法避免怀孕的女性就会留下更多的后代，在自然选择的作用下排卵的信号会越来越弱，直到消失。

不过，大多数研究者认为受骗上当的还是男性。那么男性是不是真的都被彻底地瞒过了呢？有一些研究认为男性还是能下意识地觉察到女性的排卵，处于排卵期的女人要比其他时期对男性更有吸引力。例如，分别收集处于排卵期和黄体期的女性身体的体味让男性来闻，男性会觉得前者的体味更迷人。在排卵期，女性身体的某些部位，例如耳朵、乳房、手指变得更对称，皮肤也更光滑，而在生物学上，对称、光滑就意味着美，而男性似乎也能觉察出这种微妙的变化，让他们看分别在排卵期和黄体期拍摄的女性脸部照片，他们会觉得前者更漂亮。

最近美国新墨西哥大学研究人员对脱衣舞女做的一项调查进一步提供了证据。这项研究是这么做的：研究人员找了18名脱衣舞女做为研究对象，请她们记录其月经周期、工作班次和小费收入情况。脱衣舞女每班一般工作5小时，跳约18次、每次持续3分钟的脱衣舞蹈。每次舞蹈能从顾客那里得到平均大约14美元的“小费”（因为新墨西哥州禁止为性服务支付报酬，所以脱衣舞女的收入被称为小费）。

这项研究共持续了60天，包括296个班次，约5300次脱衣舞表演。结果表明脱衣舞女收入的高低与其月经周期的变化有关：在排卵期收入最高，平均每班能挣335美元，在月经期收入最低，平均每班挣185美元，黄体期则处于中间，为260美元。做为对照，其中有7名舞女服避孕药，没有月经周期，其收入一般较低，也未出现类似的波动。

这就表明男性能够下意识地模糊地觉察到女性是否在排卵，觉得排卵期的女性更有魅力，更乐意给她们钱。这种觉察能力很弱，很不准确，所以没有处于排卵期的女性仍然能赚到钱。不过排卵期收入的差异还是很明显的。是因为排卵期的女性能够散发出特殊的外激素或体味，还是因为她们的外表、行为这时候在雌性激素的影响下出现了某些微妙的变化（例如脸显得更美丽、腰臀比显得更小、语言表达能力更强、舞蹈动作更好看），让男性不由心动？我们现在还不知道。

这项研究也再一次说明，一个人的消费习惯有时候要比其言词更能暴露出其内心深处与生俱来的本能，甚至连其本人都没有意识到。

2007.11.24.

（《经济观察报》2007.12.10）

(XYS20071210)

（摘自《方舟子带你走近科学》，陕西师范大学出版社2007年11月出版）

法学教授刘大生曾寄给我几篇文章，有的是法学文章，也有的是杂文。其中有一组他写于1998年的文章《关于向日葵的陈述及对话》，大意是说经过他自己专门的观察，发现向日葵并不像一般人认为的那样其花盘随着太阳转动；从逻辑上看向日葵不可能转动，“那么粗硬的东西，怎么好随意转动呢？”；所有的工具书只说向日葵转而不说它如何转，说明编撰者们在这个问题上是“囊中羞涩”，“肚里无货”，根本说不出来。但是所有的工具书和教科书都说向日葵是向日的，欺骗了全世界60亿人。他写了一篇《向日葵如何向日？》的文章揭穿这个大骗局，投了几家报刊，都未被接受，只好拿到网上发表，也没有引起反响。他觉得很悲哀，“为了反愚昧、反欺骗、反荒唐”，想在网上再次发表，呼吁“向日葵仅仅向东，向日葵并不向日。中小学教师们，文学家们，科普作家们，工具书的编撰者们，请您们慎重，不要再愚弄全人类了。”

其实只要观察过向日葵的人，都难免有同样的困惑，虽然未必像刘教授那么愤怒。比如作家张抗抗写过一篇散文《向日葵》，她在天山脚下发现一大片背对着太阳的向日葵，在夕阳西下时，“却依然无动于衷，纹丝不动，固执地颔首朝东，只将那一圈圈绿色的蒂盘对着西斜的太阳。”不由发出一连串的疑问：“那众所周知的向阳花儿，莫非竟是一个弥天大谎么？”“究竟是天下的向日葵，根本从来就没有围着太阳旋转的习性，还是这天山脚下的向日葵，忽然改变了它的遗传基因，成为一个叛逆的例外？”“它们一定是一些从异域引进的特殊品种，被天山的雪水滋养，变成了向日葵种群中的异类？”……在我读幼儿园的时候，我家的阳台上曾种过一株向日葵，我也曾奇怪它怎么是一动不动的，没有像儿歌唱的那样“葵花朵朵向太阳”。不过我没有那么多疑问，只把原因归咎于没把向日葵种好。

（绽放的向日葵一起朝向东方。）

向日葵原产北美洲，在1510年被西班牙殖民者带回欧洲，万历年间又由传教士传入中国。西方博物学家都注意到向日葵的向日性，明末清初的学者在记载向日葵时，也都特别提及其向日性，1688年出版的《花镜》说得更是详细：“向日葵，一名西番葵。高一、二丈，叶大于蜀葵，尖狭多刻缺。六月开花，每杆顶上只一花，黄辦大心，其形如盘。随太阳回转，如日东升则花朝东，日中天则花直朝上，日西沉则花朝西。”中国原来的葵指的是葵菜，也有向日性，唐宋诗人曾反复吟咏，如杜诗：“葵藿倾太阳，物性固莫夺。”（藿的意思是豆叶）梅尧臣《葵花》诗：“此心生不背朝阳，肯信众草能翳之。”刘克庄诗《葵》：“生长古墙阴，，园荒草木深。可曾沾雨露，不改向阳心。”可见自古以来“葵”就与“向阳”紧密联系在一起。我怀疑向日葵的名称由刚传入时的“丈菊”、“西番菊”而改叫“向日葵”、“西番葵”，即与其向日性有关，以致现在说的“葵花”变成专指向日葵，甚至使某些注家误以为唐宋诗人所说的葵花也指向日葵了。

（古人说的“葵”指的是葵菜，开白色喇叭花，也有向光性。）

那么向日葵究竟向不向日？难道这真是一个几乎愚弄了所有人的大骗局？答案是：要看处于什么生长阶段。像工具书那样笼统地说向日葵“常朝着太阳”，是不准确的，这是引起无数人的误解、张抗抗的疑惑和刘大生的愤怒的原因。向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，的确是向日的，其叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，不过并非即时的跟随，植物学家测量过，其花盘的指向落后太阳大约12度，即48分钟。太阳下山后，向日葵的花盘又慢慢往回摆，在大约凌晨3点时，又朝向东方等待太阳升起。但是，花盘一旦盛开后，就不再向日转动，而是固定朝向东方了。刘大生、张抗抗观察的是已盛开的向日葵，所以只看到它们一动不动地面向东方。

绿色植物向日，实际上是为了充分地利用阳光进行光合作用，因此向日性实际上是向光性。古人虽然很早就注意到植物的向日性（至迟在三国时期就已注意到，曹植《求通亲亲表》说：“若葵藿之倾叶，太阳虽不为之回光，然终向之者，诚也。”），但只将之解释为“物性”，用来做比喻，却没有想到要用科学方法研究其奥秘。最早研究植物向光性的是——还会有谁——生物学之父达尔文。他在随贝格尔号环球旅行时，随身带了几只鸟，为了喂养这些鸟，又在船舱中种了一种叫草芦的草。船舱很暗，只有窗户透射进阳光，达尔文注意到，草的幼苗向窗户的方向弯曲、生长。但后来几十年间，达尔文忙着创建进化论，直到其晚年，才着手进行一系列实验研究向光性的问题，在1880年出版的《植物的运动力》一书中总结了这些实验结果。达尔文是用草的种子做这些实验的。草的种子发芽时，胚芽外面套着一层胚芽鞘，胚芽鞘首先破土而出，保护胚芽在出土时不受损伤。达尔文发现胚芽鞘是向光性的关键。如果把种子种在黑暗中，它们的胚芽鞘将垂直向上生长。如果让阳光从一侧照射秧苗，胚芽鞘则向阳光的方向弯曲。如果把胚芽鞘尖端切掉，或用不透明的东西盖住，虽然光还能照射胚芽鞘，胚芽鞘也不再向光弯曲。如果是用透明的东西遮盖胚芽鞘，则胚芽鞘向光弯曲，而且，即使用不透光的黑色沙土掩埋胚芽鞘而只留出尖端，被掩埋的胚芽鞘仍然向光弯曲。达尔文推测，在胚芽鞘的尖端分泌一种信号物质，向下输送到会弯曲的部分，是这种信号物质导致了胚芽鞘向光弯曲。

（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。）

达尔文的发现随后引起了生物学家们浓厚的兴趣。1913年，丹麦生物学家波义森－简森（Peter Boysen-Jensen）进一步验证了达尔文的推测。他切下胚芽鞘的尖端，在切面上放上一层凝胶，再把尖端放回去，胚芽鞘的向光性保持不变。但是如果在中间放的不是凝胶而是不通透的云母片，向光性就消失了。而且，只有把云母片插在切面背光的一面，才会防止向光性，如果是插在向光的一面，则向光性正常。这就表明信号物质是从胚芽鞘尖端传递到胚芽鞘背光的一面，使那里的细胞生长速度要比向光的一面快，导致弯曲。1918年帕尔（A. Paal）证实了波义森－简森的结果。他在黑暗中切下胚芽鞘的尖端，用光照射该尖端后再放回胚芽鞘的切面，但是放的时候偏离中心，放在一侧，他发现胚芽鞘生长时就往另一侧弯曲。1925年索丁（H. Soding）发现，如果把胚芽鞘尖端切掉，则胚芽鞘的生长受抑制，但是如果把切下的胚芽鞘尖端放回去，则胚芽鞘的生长恢复正常，表明胚芽鞘尖端含有刺激细胞生长的信号物质。1926年，一名荷兰研究生文特（Fritz Went）用一个简单的办法分离出了这种信号物质。他切下燕麦胚芽鞘的尖端，把它放在琼脂上放数个小时，然后把琼脂放到胚芽鞘残部，发现琼脂能刺激胚芽鞘的生长，表明有能刺激生长的物质从胚芽鞘尖端渗透到了琼脂中。这种物质后来被称为生长素。两年后，文特发明了一种办法定量地测定生长素的活性。他把渗透了生长素的琼脂放在燕麦胚芽鞘残部的一侧，在黑暗中，燕麦胚芽鞘将向另一侧弯曲。如此在黑暗中生长一个半小时后，测定胚芽鞘的弯曲度，越弯曲，则说明琼脂中含有的生长素活性越强（比如说，用的胚芽鞘尖端越多），这种测定法后来被称为燕麦测试法。文特也发现，是生长素的不均匀分布导致植物的向光性。让光从一侧照射胚芽鞘尖端，然后将胚芽鞘尖端切下放在两块琼脂上，在原来背光和向光的一侧各放一块。几个小时后用燕麦测试法分别测定这两块琼脂所含生长素的活性，发现背光的那块几乎是向光的那块的两倍。

（波义森－简森的实验证明信号物质是一种能从上向下扩散的物质。）

（文特用琼脂分离出了生长素。）

(文特用燕麦试验法测定生长素的活性。)

那么这种生长素又是什么化学物质呢？可惜的是，胚芽鞘尖端所含的生长素的量实在是太少了，没法将之提取、纯化和测定其化学结构。科学家们只能用从其他来源提取的物质用燕麦测定法测定其生长素活性。1931年，荷兰科学家科格尔（Fritz Kogl）和哈根－史密特（Arie J. Haagen-Smit）首次从人尿中提取出了一种能刺激植物生长的物质，称之为生长素A（即三醇酸）。科格尔后来又从人尿中提取出了几种生长素，其中活性最强的是β－吲哚乙酸，这种物质实际上早在1885年被从发酵液中提取出来了，只不过人们当时不知道它是一种生长素。β－吲哚乙酸成了人们所发现的第一种真正的植物生长素，也是最主要的生长素。现在我们在分子水平上对生长素的作用机理有了一定的了解，不过有许多细节仍然搞不清楚。简单地说，是这样的：光（以蓝光最有效，用微弱的蓝光照射一、两秒就能引发向光性）照射到芽的尖端，被光受体（某种蛋白质，包括一种被称为趋光蛋白的黄素蛋白）吸收，激发生长素的合成。光同时刺激在向光面和背光面的生长素的合成，但是背光面的生长素合成量要高三倍。在芽尖合成的生长素经由维管组织向下传输，与细胞膜上的蛋白质受体结合，刺激细胞壁拉长。由于背光面的生长素浓度较高，导致背光面的细胞被拉得较长，从而朝着向光面弯曲。生长素还有许多特性，其中一种是：如果含量太高，它将抑制而不是刺激植物的生长。

（β－吲哚乙酸化学结构图。）

（向光性是由于生长素在背光面堆积，刺激那里的细胞伸长产生的。）

现在我们再回到向日葵。显然，向日葵的叶子和花盘之所以能朝着太阳转动，不必像刘教授设想的那样“除非在它的脖子上安装一个轴承”。在阳光的照射下，生长素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长，从而慢慢地向太阳转动。在太阳落山后，生长素重新分布，又使向日葵慢慢地转回起始位置，也就是东方。

在花盘盛开后，向日葵也停止了生长，而把花盘固定朝向东方。为什么最后要面向东方而不是其他方向或朝上呢？这可能是自然选择的结果，对向日葵的繁衍有益处。向日葵的花粉怕高温，如果温度高于30摄氏度，就会被灼伤，因此固定朝向东方，可以避免正午阳光的直射，减少辐射量。但是，花盘一大早就受阳光照射，却有助于烘干在夜晚时凝聚的露水，减少受霉菌侵袭的可能性，而且在寒冷的早晨，在阳光的照射下使向日葵的花盘成了温暖的小窝，能吸引昆虫在那里停留帮助传粉。

通过以上的介绍，我想已足以消除刘大生、张抗抗以及某些观察过向日葵的大人、小孩的困惑了。他们不轻信常识，能够自己做观察验证，敢于挑战权威，这是难能可贵的。可惜的是他们的观察既不系统也不细致，又没能查阅足够的专业资料，因此疑惑不解，甚至匆忙地得出了受骗的结论。在科学问题上，仅有探索、怀疑精神是不够的。当然，一些辞书、科普文章不严谨的甚至错误的说法也要负一定的责任，应该做出相应的修改。

达尔文在1859年出版《物种起源》一书时，小心翼翼地避免讨论人类的起源，只在结束语部分暗示了一句：“我看到在遥远的将来会有广阔领域供重要得多的研究。心理学将会建立在一个新的基础之上，亦即每一智力和智能必然都是经由级进而获得的。人类的起源及其历史将会得到阐明。”

它暗示的结论很明显：如果进化论是正确的，那么人类必定是从猿进化来的。进化论之所以引起许多人反对的一个重要原因也是由于这个结论。达尔文很清楚这一点，不能贸然地提出一个容易引起争端的论点，而必须有充分的证据。经过12年的精心准备，达尔文出版了研究人类进化的专著《人类的由来与性选择》。在确认了大猩猩和黑猩猩是最近似于人的动物之后，他预言：

“因此，非洲在从前非常可能是那些与大猩猩和黑猩猩密切相近的已灭绝猿类的栖息地；而由于这两个物种是现在人类最亲的同类，在某种程度上，我们早期的祖先生活在非洲大陆要比在其他地方更为可能。”

但是在当时，达尔文的这个预言完全被科学界忽视了。做为万物之灵的人怎么可能诞生在“低等”的非洲大陆？欧洲和亚洲似乎是更合适的地点。达尔文之后最有影响的进化论学者、德国动物学家海格尔就认为亚洲的猩猩和长臂猿才是人类的近亲，从猿到人的过渡型——他将它称为“缺环”——应该到亚洲去找。

受海格尔的影响，荷兰医生杜布瓦特地到荷兰的殖民地印度尼西亚当军医，以便能在那里寻找“缺环”。1892年，杜布瓦特在爪哇岛发现了“爪哇人”化石。他认为这就是猿与人的“缺环”。1921年，“北京人”化石的出土更是轰动一时。这似乎都证明了海格尔“亚洲起源说”的正确，以至于1924年第一具南方猿化石在南非出土时，学术界的权威们都认为那不过是一种跟人类没有关系的早期猿类。

到了上个世纪50年代，随着更多的南方猿化石在南非出土，证明南方猿具有猿一样的脑袋，人一样的下颌，而且能够直立行走，学术界才基本有了共识：南方猿才是真正的猿人“缺环”。达尔文是对的，非洲是人类的故乡。之后，寻找猿人化石的舞台逐渐从南非转移到了东非。到现在，在东非发现的猿人化石已多得难以统计，起码也有几千具。而且这些化石构成了一个相当完整的人类进化谱系，表明人类是如何在非洲从南方猿、能人、直立人到智人一步一步进化出来的。

在亚洲、欧洲发现的最早的古人类化石（包括“爪哇人”、“北京人”）都属于直立人，没有比它们更早的了，这说明直立人不是在当地进化出来的，而是在大约100万年前先在非洲进化出来，然后再走出非洲，分散到亚洲和欧洲的。

在非洲、亚洲和欧洲还都发现了智人（也即现代人）的化石，那么他们是各自从当地的直立人进化出来的（“多起源说”），还是从某个地方的直立人进化出来，而后迁移过去的呢（“单起源说”）？在80年代之前，古人类学家们都相信多起源说。但是1987年之后的遗传学研究结果对这一信条提出挑战。

我们体内的基因是记载人类进化的“分子化石”，因此遗传学研究也能让我们了解人类的进化历程。例如通过比较世界各地的人们的基因序列，发现非洲人的遗传变异要比其他地方的人高。我们可以推测，其他地方的人的变异较少，是因为他们实际上只是原来非洲人的一个分支。这说明人类的共同祖先的确来自非洲。这与化石证据相符。问题在于，通过追溯基因谱系可以算出，现在所有人的共同始祖大约生活于20万年前的非洲。但是在亚洲和欧洲发现的直立人的生活年代比这个年代久远得多，比如，“北京人”生活在大约50万年前，从时间上看不可能是中国人的祖先。

怎样解决这个时间上的矛盾呢？遗传学家认为人类有过两次走出非洲。第一次是大约100万年前直立人那次。第二次，则是在大约20万年前，智人在非洲首先从直立人进化出来，分布到世界各地去，消灭了当地的直立人。根据这个说法，所有的现代人都是非洲智人的后代，中国人也不例外。

从进化生物学的角度看，单起源说也更为合理。按照现代进化论的观点，一个新物种的出现是特定条件下的特殊事件，是不可重复的。多起源说却认为直立人这一物种在不同的地方分别独立地演变成了新的相同物种智人，这种可能性极低。

由于有了众多遗传学证据，单起源说已成为国际学术界的主流学说。一些中国学者之所以仍然坚持中国人有自己独立的起源，大概是出于“民族感情”。但是感情不应该凌驾于科学事实之上。何况，承认中华民族和世界其他民族一样都是非洲人的后裔，无损于民族尊严，正如承认人类是从古猿进化来的，无损于人类尊严。

2007.11.30

（《中国青年报》2007.12.5）

(XYS20071206)

一名读者问我：为什么亚非草原上的食草动物都是棕黄色的，没有一种演化成与植被颜色相似的绿色的？而且，绵羊全是白色的，按理，白色在草原上该是非常醒目的，容易被天敌发现。这是人工选育的结果吗？

是的，白色绵羊的确是人工选育的结果。绵羊是第一种被驯化的反刍动物，是大约1万多年前从生活在西亚山区的摩弗仑羊驯化、培育出来的。摩弗仑羊的皮毛是棕色的，背上是一条黑色条纹。羊的相近物种的皮毛颜色也是棕、黑或灰色的。只有阿拉斯加大角羊是白色的，显然是因为适应冰天雪地的环境。

不仅没有一种野生的羊是绿色的，而且极少有哺乳动物长着绿色的皮毛（据我所知，只有个别的蝙蝠、猴子的身体某些部位长着橄榄绿颜色的毛发）。大部分哺乳动物都是棕色或灰色的。这与其他类别的动物形成了鲜明的对比：绿色的昆虫、鱼、青蛙、蜥蜴、蛇、鸟极为常见。

动物身体颜色的一个主要作用是伪装。自然界到处都是绿色的植被，因此不难理解有那么多的动物进化出了绿色的身体。但是为什么哺乳动物不这么干呢？

动物有两种办法让自己的身体成为绿色。一种方法是合成绿色的色素，这是水螅、海绵、毛毛虫、螳螂采用的办法。但是哺乳动物毛发中并无绿色的色素，而是黑色和红黄色两种色素，用它们没法混合形成绿色。

其实，所有四足动物的色素都只有这两种，那么两栖类、爬行类和鸟类是怎么让自己变成绿色的呢？它们利用的是光的衍射。青蛙皮肤上特殊的细胞能衍射蓝光，与黄色素混合，就形成了绿色。变色龙能够快速改变身体的颜色与环境背景融为一体，也是通过改变其皮肤上衍射细胞的形态做到的，而不是通过改变色素。鸟羽的五彩斑斓则是靠其羽毛上特殊的显微衍射结构与色素相结合的结果。哺乳动物即使像青蛙、变色龙那样用皮肤细胞衍射光，也会被毛发遮盖掉，而它们纤细的毛发又不像羽毛那样容易进行衍射，因此无法利用这种方法形成绿色。

但是，如果有必要，哺乳动物也可以进化出一种形成绿色的方法。例如树懒的皮毛上长着藻类，就让皮毛看上去变成绿色的了。当它们以每分钟几厘米的速度慢吞吞地在树上移动时，这身绿色就起到了很好的伪装作用。那么为什么其他哺乳动物不让自己也变成绿色的？

哺乳动物并不都像树懒那么懒。为了维持体温，哺乳动物普遍必须快速地运动、捕食，而不能像青蛙、蜥蜴等冷血动物那样长时间静止不动。快速运动的身体是很难通过伪装掩盖自己的行踪的。不管变色龙如何善于伪装自己，一旦活动起来，还是很容易被发现的。因此对喜欢运动的哺乳动物而言，消极的伪装相对来说变得不是那么重要。它们更着重于开发主动逃避的手段，尽早发现天敌并快速地逃逸。要躲也主要是躲在洞穴中。

当然，哺乳动物也有静止或缓慢行动的时候，伪装并非全无用处。哺乳动物大多在地面活动，长着棕色、灰色的皮毛容易与泥土、落叶、树干打成一片，在这种生活环境中，棕色、灰色的伪装效果其实比绿色更好。

哺乳动物的天敌主要也是哺乳动物。而大多数哺乳动物都是色盲，无法分辨绿色和其他颜色。它们的世界是灰色的。它们更容易分辨的是色彩的强弱对比和图案。只要皮毛的颜色不要过于鲜艳，就不容易被其他哺乳动物发觉，而条纹、斑点等图案也有助于与背景融合。这是大多数哺乳动物的皮毛以棕色、灰色为基本色，并夹杂其他颜色的条纹、斑点的另一原因。

和哺乳动物不同，鸟类有非常好的色彩视觉，对绿色和其他颜色都极其敏感。不过，由于鸟类能够飞翔，对它们来说，伪装更不重要。它们长着五颜六色的羽毛的主要用途不是为了伪装，恰恰相反，是为了突出自己，向异性炫耀。由于大多数哺乳动物是色盲，这也使得它们不能用皮毛的华丽来吸引异性。

有些鸟类在地面生活，它们的飞行能力不强甚至无法飞行，需要防范哺乳动物的捕食，必须善于伪装自己，而这些鸟类的羽毛颜色也以棕色、灰色为主，并夹杂条纹、斑点，和哺乳动物一样。

2007.11.25

（《中国青年报》2007.11.28）

(XYS20071128)