科学史上的决斗

17 08 2006年

   科学史上最著名的一次决斗其实与科学无关,按照决斗者伽罗华遗书
的说法,他是做为“一个下流的风骚女人的牺牲品”而死去的,但是很多

人怀疑这是一个保王党清除激进的共和党人的政治阴谋。这种猜测现在看

来并不成立。伽罗华在遗书中说明了约他决斗的是两名“爱国者”。从当

时报刊的报道可以推测出,和伽罗华决斗的是他的革命同志和朋友杜沙特

雷.由于是朋友决斗,所以没有采取手枪对射的方式,而是采用“俄罗斯

轮盘赌”:用枪口顶着对方的腹部开枪,其中只有一把枪装着子弹。

   
这场因恋爱纠葛引起的决斗之所以出名,是因为死去的是一位不到21
岁的数学天才。这个令人心酸的一幕激励了无数数学爱好者的想像:在决

斗的前夜(1832年5月29日晚),预料到自己将会死去的伽罗华通宵达旦

奋笔疾书,力图把他的所有数学成果纪录下来,时不时在一旁写下“我

没有时间”、“我没有时间”。据称,他在这一晚写就的几十页手稿开创

了数学一个极为重要的分支——群论,被20世纪著名数学家赫曼·威尔称

为“可能是人类全部文献中最重大的一篇文稿”,另一位数学家埃里克·

坦普·贝尔则称:“他在黎明前那些绝望的最后时刻写下的东西,将会使

一代代数学家忙上几百年。”还有一种说法是,由于伽罗华的不幸早逝,

使得人类数学研究的进展推迟了几十年。

   
这些描述和评论显然是为了增添天才早逝的悲剧色彩的夸大其词。群
论的创建足以使数学家忙上几百年,但并非一夜之间的事。自17岁起伽罗

华就在从事这方面的研究,并写了几篇论文,他的遗书中的相当篇幅是在

为这些论文做注释。至于那句著名的“我没有时间”,则只在遗书手稿的

旁边注释中出现了一次:“要完成这个证明还需要做些工作。我没有时间。”

   
虽然伽罗华的死被后人过度渲染,但无论如何,这不管对伽罗华个人
还是对科学发展而言,都是一场大悲剧,也许与伽罗华因怀才不遇而厌世

有关。他曾经三次向法国科学院寄去数学论文,前两次下落不明,最后一

次被退稿。接到退稿时伽罗华正因政治活动入狱,试图用匕首自杀,被同

牢犯人制止。因此有学者怀疑所谓的决斗其实也是伽罗华为了让自己成为

革命烈士而安排的自杀。

   
科学史上的另一次著名决斗则要幸运得多。丹麦天文学家第谷在20岁
那年(1566年),在教授家里参加婚宴时,和一名丹麦贵族发生了争执。

十几天后,两人再次相遇又吵了起来,决定用比剑解决争端。决斗在当时

已被法律禁止,两人等到晚上后才在黑暗中决斗。这次决斗的结果是,第

谷被削掉了大半个鼻子,从此对医学和炼金术感兴趣,自己用合金制作了

一个逼真的假鼻子,用胶粘在脸上,需要随身携带一个装胶的小盒子,不

时地给鼻子上胶。

   
当然,第谷最感兴趣的还是天文观测,对此我们得庆幸他没有在决斗
中丧命,否则就不会在后来留下那么精确的行星运行数据,让开普勒从中

推导出行星运行定律。第谷是因为什么原因决斗的,没有留下记录。一种

流行的说法是他和那名贵族是由于争论谁的数学更强或为了某个数学问题

而决斗,但是这是出于对一段原始史料的误读(那段史料实际上说的是

“第谷和一位丹麦贵族进行决斗,他们是学习数学和其他高等科学的竞争

对手”)。

   
如此看来,这两次著名的决斗,除了一方当事人是著名的科学家外,
都和科学争论无关。我不知道历史上曾经有哪位科学家为了一个科学问题

而要求用刀枪来决定胜负。这需要两个当事人都一样的疯狂才行。即便发

生这样的决斗,其结局也与科学的结论无关。科学的结论是要靠证据和逻

辑来确立的,而不是靠玩命,比赛谁更有胆量、运气更好。

   
但时至今日,我们却还能看到有“哲学家”声称用哲学原理破解了数
学难题,遭到质疑就要和人签署生死对决协议:如果破解失败,他愿“文

明地进行自杀”;如果破解成功,对方“文明地进行自杀”。能想出这么

个赌命法的人,表明他连科学研究的门都还没摸着,其破解的结果如何,

也就可以想见,去签署这样的协议,岂不是在逼“哲学家”自杀?说不定

是自己活得不耐烦了要拉一个垫背的呢。所以,我们还是只当这是这个无

奇不有的时代的一则笑话吧。

2006.8.14

(中国青年报2006.8.16)

(XYS20060816)

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打扮成“生物学家”的传教士

2 08 2006年
   最近国内翻译、出版了美国人约拿单·威尔斯在2000年出版的反进化论

著作《进化论的圣像》。像此前在国内翻译出版的其他反进化论著作,该书

也是被做为“前沿科普”来推销的。作者号称“曾荣获耶鲁大学以及柏克莱

大学的分子和细胞学双博士学位”,听上去很权威,是该书的主要卖点。

书的简介称:“本书指出了达尔文进化论是一个陷在危机中的理论,却

为了维持在科学教育中的影响而扭曲真理。本书也发出警讯,呼吁美国的科

学家清理门户,除去他们教科书中的谎言。”很是义正词严。

   
不过,这本书也像其他反进化论著作,恰恰充斥了谎言。该书的第一句

话就已经开始撒谎。作者一开始就声称,他在加州大学柏克莱分校当物理科

学的本科生和生物学的研究生时,相信所读课本中的每一句话,到他即将读

完细胞及发育生物学博士学位时,才发现课本中有关生物进化的部分充满了

假证,于是才决定站出来告诉学生和公众事实真相。

   
而事实上,远在去伯克利之前威尔斯就已立志反进化论,是出于邪教信

仰,而不是科研中的“良心发现”。这是一个已经精心准备了20年的阴谋。

在统一教的网站上,有一篇威尔斯在获得伯克利的博士学位后不久撰写的文

章《达尔文主义:为什么我去读第二个博士学位》,说得很坦白。统一教是

韩国人文鲜明创立的一个教派,在美国被普遍认为是邪教,威尔斯是该教派

的虔诚教徒。在文章中,他回忆说,他于1976年在统一教神学院进修两年,

“父”(即教主文鲜明)告诉他们达尔文进化论是邪恶的代表,“父的话、

我的研究以及我的祷告使我相信我应该献身于消灭达尔文主义,就像我的许

多统一教同仁已经献身于消灭马克思主义一样。”

   
1978年,威尔斯被文鲜明派到耶鲁大学读博士,他把这视为在为挑战达

尔文主义的战役做准备。他在耶鲁读的是神学,为了能够“理解达尔文主义

与有神论之间的冲突的神学基础”。毕业后,他觉得如果能以科学家的身份

来挑战进化论的话更令人信服,于是在1989年又到伯克利读了第二个博士,

这回读的是生物学,研究蛙的胚胎发育,因为他确信胚胎学是“达尔文主义

的致命弱点”。

   
我不太明白伯克利生物系为何会招收这么一位既没有任何生物学基础又

动机不纯的神学院毕业生读博,而且虽然威尔斯读博期间的科研成果乏善可

陈(只以次要作者发表了两篇论文),还是被授予了博士学位。之后威尔斯

又留在伯克利做了5年博士后研究(同时兼任美国反进化论的智囊机构发现

研究所的研究员),号称研究的是“发育生物学”,然而没有经费,也不做

实验,没有发表过任何学术论文,其“研究成果”就是《进化论的圣像》一

书。

   
此书力图证明生物学教科书中作为进化论证据的例子(他称之为“进化

论的圣像”)是错误的、误导人的,生物学家在做伪证。对该书进行具体的

驳斥不是这篇短文的任务,我此前已在多篇文章中对这些例子做过详细的分

析,证明做伪证的是神创论者。在威尔斯的书出版后,有众多美国生物学家

——包括伯克利的生物学家——都撰写书评对书中的谎言、谣言一一做了批

驳。例如,生物学家布鲁斯·格兰特分析了威尔斯是如何有意歪曲地引用

格兰特本人的研究成果的,结论是:“基本上,他是不诚实的。”

   
和威尔斯的不诚实一样令人惊讶的是他对生物学的无知。伯克利的读
博生涯看来并没有让他的生物学知识有什么长进。在他的书中处处可见低级

的生物学常识错误,他对其“专业”——胚胎学——也所知甚少,虽然他时

时不忘提醒读者他是一名“发育生物学家”。他在书中曾傻乎乎地质疑道:

“如果我们的发育基因与其他动物是相似的,那么为什么我们生下来的是人

而不是果蝇?”我想,任何一名合格的生物系本科生都会想出一、两条理由

来回答这个愚蠢的反诘:相似基因的不同组合会导致非常不同的结果、基因

调控的细微差异会导致重大的改变、基因的表达受到环境因素的影响,等等。

   
当然,威尔斯和其他神创论者一样,无意与生物学家做严肃的对话,生

物系学生也不是他们的读者对象。他们前赴后继出版这类谣言大全的用意,

在于为神创论者壮胆打气和蒙骗不具有辨别能力的外行读者。名牌大学生物

学博士的头衔还是很能吓唬人的,这正是威尔斯要去混一个伯克利博士的用

意。

2006.7.29
(中国青年报2006.8.2)
(XYS20060802)


布什再掀干细胞风波

26 07 2006年

                       
布什再掀干细胞风波

                            
·方舟子·

一、布什违背民意的决定

   
7月18日,美国参议院以63票对37票通过法案要求联邦政府扩大对人类
胚胎干细胞研究的支持。第二天,小布什总统郑重其事地举行仪式,宣布否

决这一法案。这是小布什担任总统以来首次行使否决权。由于参议院没有足

够的票数(三分之二票数)来推翻总统的否决,这一法案将暂时没能变成

法律。但是有关人类胚胎干细胞的争论却会因此愈演愈烈,并可能影响到美

国未来的政局。

   
小布什上任伊始,就不得不面对这场风波。2001年8月9日,小布什发表

他就任美国总统以来的第一个电视讲话,内容即是他对联邦政府是否资助人

类胚胎干细胞研究的决策。小布什在竞选总统时,为争取保守派的支持,保

证当选后绝不让纳税人的钱被用于支持摧毁人的胚胎的研究。既要信守竞选

时的承诺讨好保守派,又不想阻碍美国的生物医学研究,小布什认为他找到

了一个两全其美的办法:美国政府将资助对已有的人类胚胎干细胞系的研究,

但不资助开发和利用新的人类胚胎干细胞系。当时已有几十个人类胚胎干细

胞系,小布什认为这已足够科学家们研究了。(注:同一个细胞的后代称为

一个细胞系)

   
但是随着这几年来干细胞研究的进展和公众对干细胞研究的认识进一步

加深,布什总统的决定遭到了越来越多的批评。民意调查表明,有大约70%

的美国人希望联邦政府取消对干细胞研究的资助限制。参议院的法案正是这

一民意的体现。布什总统不顾民意,不顾其政党的许多头面人物(例如里根

夫人、加州州长施瓦泽辛格和众多共和党议员)的反对,不愿做出让步。要

理解布什总统做出决定的背景和后果,需要先从什么是干细胞说起。

二、干细胞是什么东西

   
人体是由200多种细胞构成的,例如神经细胞、皮肤细胞、红细胞等等。

不同的细胞担负着不同的功能,但是所有这些细胞,都是由一个具有“全能

性”的细胞——受精卵发育而来的。在受精12个小时之后,受精卵一分为二

变成两个细胞,之后再分裂为四个、八个……每12个小时细胞数目就多一倍。

大约3天后,受精卵变成了一团由13到32个细胞组成的细胞团,称为桑椹胚。

在受精4到5天后,胚胎细胞的数目增加到大约500个,组成一个充满液体的

中空的圆球,称为囊胚。这时候每个胚胎细胞都一样,还未分化。到受精第

14天,细胞开始出现分化,形成三个细胞层,人体所有的器官、组织就都由

这三个细胞层分化、发育而来。从那个时候起,胚胎不仅不断地分裂使细胞

的数目扩增,而且还不断地分化使细胞的种类也增加。到受精8周后,所有

主要的器官和四肢都已形成,胚胎变成了胎儿。

   
所谓“干细胞”,就是指那些未分化、因而有可能分化成不同类型的细

胞的细胞,“干”的意思是可以产生分支的“主干”。细胞还未分化的早期

胚胎是干细胞的主要来源。人类对其他动物的干细胞的研究已有不短的时间,

早在1981年小鼠的胚胎干细胞就已被分离出来研究,但迟至1998年,美国威

斯康辛大学的生物学家汤姆逊(James
Thomson)及其同事才首次分离、建
成了第一个人类胚胎干细胞系,是从一个被从事体外受精(即所谓“试管婴

儿”)的生育诊所抛弃的、受精仅五天的囊胚分离出来加以培养的。差不多

同时,吉尔哈特(John
Gearhart)领导的一个研究小组也报告说,从一个
5到9周大的流产胎儿的组织中分离出了干细胞。这是一个重大的科学突破。

由于干细胞能够分化成其他细胞,因此对它的研究为治疗多种慢性疾病带来

了希望,例如帕金森病、老年痴呆症、糖尿病、慢性心脏病,甚至癌症。

三、干细胞研究的希望和难题

   
初步的研究表明,干细胞的确能分化成几乎所有组成人体的各种细胞,

有望用它来修复那些被疾病和创伤所破坏的各种各样的细胞和组织。生物学

家们已能在体外控制干细胞分化成心肌细胞、神经细胞、胰岛细胞、肝细胞

等多种细胞,并在动物实验中获得了令人兴奋的结果。例如,让干细胞在体

外分化成心肌细胞后,它们能聚在一起跳动,将其注射到患有心脏病的小鼠

和猪的体内,能够取代受损的心肌细胞。将胰岛素基因转入小鼠干细胞,让

这些干细胞具有分泌胰岛素的能力,再将这些干细胞植入患糖尿病的小鼠的

胰腺,发现糖尿病的症状消失了。把人类胚胎干细胞中的肾脏前体细胞移植

入小鼠体内后,能够形成具有一定功能的微型人类肾脏。把人类神经干细胞

注射到小鼠体内,似乎能够修复受损伤的脊椎,让瘫痪的小鼠又能行走……

   
干细胞还可以成为将基因送到特定组织的载体,从而在基因疗法中发挥

作用。干细胞也会是生物学基础研究的重要工具,可用于了解胚胎发育、细

胞分化的许多重大基本问题。此外,干细胞还有多种的可能用途,例如用于

新药的毒理研究。目前的毒理研究是在动物身上做的,但动物的结果并不能

完全适用于人体。如果能从干细胞中分化出肝细胞,用于研究肝对新药的解

毒能力,无疑将会是一种研究毒理的有力手段。

   
对干细胞的研究还处于相当初步的实验室摸索阶段,还有许多问题需要

解决才能在临床得到应用。这些问题包括:如何能准确地指导干细胞分化成

我们所需要的细胞类型?这个步骤如果控制不好的话,会使干细胞变成癌细

胞或其他我们不想要的细胞。如何使分化出来的细胞有效地结合到体内的器

官、组织当中去发挥其功能?还有,在把用干细胞制造的组织、器官植入体

内时,如何让身体接受它们,避免出现排异反应?

   
成年人身上也有干细胞,分布于骨髓、血液、大脑、胰腺、骨骼肌、心

脏、角膜、视网膜、皮肤、牙髓、小肠等许多地方,其中最丰富的是骨髓和

血液中的造血干细胞。此外新生儿的脐带血也含有干细胞。这些成年干细胞

已得到广泛的研究并在医疗上有所应用。但是,与胚胎干细胞相比,成年干

细胞至少有三点不足:一、成年干细胞非常稀少,难以分离和纯化。二、成

年干细胞的命运基本上是确定的,例如骨髓中造血干细胞在体内环境下的使

命就是分化成各种血液细胞,大脑中的神经干细胞的使命是分化成神经元或

神经胶质细胞。近来发现,成年干细胞也具有一定的可塑性,可分化成其他

类型的细胞,例如,在体外培养时,可通过改变条件让骨髓细胞分化成神经

细胞。但是,成年干细胞是否能象胚胎干细胞那样具有分化成所有类型的细

胞的“多能性”仍然还有待证实。三、成年干细胞在体外难以扩增。大部分

的成年干细胞在体外培养时,或者分化,或者失去分化能力,都不再成其为

干细胞。而胚胎干细胞可在体外扩增达三、四百代。

   
因此,虽然美国政府计划大力资助成年干细胞的研究,生物学家们却
普遍认为胚胎干细胞的研究更有价值。但是,对成年干细胞的研究没有人反

对,是否应该用纳税人的钱支持胚胎干细胞的研究,却象人工流产一样,

在美国成了一个“全国辩论和饭桌上讨论的主题”(小布什语)。

四、宗教与科学的冲突

   
辩论的中心是:胚胎是否算人?从什么时候开始算人?天主教以及基督

新教的某些派别认为在受精的一刹那,人的灵魂就已产生,因此一个受精卵

也是人,至于五天大的胚胎,虽然没有分化,虽然大小只有针头那么大,当

然更是人,应该得到保护。由于从胚胎中分离干细胞,要“杀死”胚胎,在

这些教徒看来,也就是谋杀,应该禁止。犹太教的看法则与此不同。他们认

为胚胎算不算人,要看是不是在母亲体内。体外受精产生的胚胎在植入母体

之后才算人,在此以前是不算的。由于胚胎干细胞是从那些废弃不用的体外

受精产生的胚胎分离出来的,因此犹太教不认为这种做法是不人道的。不同

的宗教流派会有不同的看法,甚至同一流派内部也争吵不休。宗教信仰不应

该成为限制科学研究的理由。

   
胚胎有成为人的可能性,这毫无疑义。但是有可能成为人不等于就是人,

否则的话,是否也应该把有可能成为人的卵子、精子都算做人呢?所以,关

键在于胚胎发育到了什么程度,才能算做人。不幸的是,胚胎的发育是一个

渐变的过程,并没有天然的清楚界限可以划分胚胎何时变成了人。但是我们

也许可以划个下限。从生物学的角度看,早期的胚胎不管在体内还是体外,

都很难算得上是人,只能算是人体组织。一个受精卵还不具有个性,它有时

会分离成两个胚胎,发育成双胞胎,有时甚至会再分离一次,发育成四胞胎。

这个分离过程,可发生于大约受精14天之前。也就是说,在受精14天之前,

胚胎并不具有个性。早期的胚胎只是一团没有结构的细胞,也是在受精14天

左右,开始出现了一定的结构(即“原条”)。因此,我们可以把受精14天,

视为胚胎开始成为一个人的下限。由于胚胎干细胞使用的是受精5天的胚胎,

不应该被视为不人道。

   
而且,那些用来从事干细胞研究的胚胎本来就是要扔掉的。在进行体外

受精时,医生一般会同时对8、9个卵子进行受精,从中挑选看上去最好的受

精卵移植入母体,其他的受精卵则暂时冻起来,但也不可能无限储存下去,

过一段时间后(英国的规定是5年)都会被扔掉。在美国估计已有60万个多

余胚胎被摧毁,现在还有大约40万个多余胚胎保存在生育诊所里等待被摧毁。

奇怪的是,美国的保守派并不反对不孕夫妇用体外受精的方式怀孕,对如此

多的胚胎因此被摧毁也置若罔闻,不说那是谋杀;但是当有科学家在这些胚

胎被扔掉之前,在其主人的同意下,把其中极少的一部分“废物利用”,他

们却要指责那是不道德、不人道的,甚至说是在谋杀。

五、美国失去了学术自由

   
细胞系虽然在理论上可无限扩增,却也有可能被污染,或失去活力。在

2001年8月9日之前建立、因而能够接受美国政府的研究资助的人类胚胎干细

胞系有78个,但是其中大多数已经失去了活力和使用价值,目前还可供研究

的只剩下21个。而且这些细胞系的质量并不高,并且难以培养。在2001年8

月9日之后,又有上百个新的、质量更好、更容易培养的人类胚胎干细胞系

被建立起来,但是它们却被禁止用联邦政府的资金进行研究。

   
美国政府是美国、也是世界上生物医学研究的最大资助者,因此虽然小

布什的政策不限制州政府、私营机构资助人类胚胎干细胞方面的研究,一些

州政府也加大了对干细胞研究的支持(例如加州政府计划每年拨款3亿美元

资助干细胞研究),这个领域的发展还是受到了重大的阻碍。那些想要接受

州政府、私营机构资助从事人类胚胎干细胞研究的科研人员也会顾虑重重,

因为根据规定,他们必须把受联邦政府资助的项目与禁止使用联邦政府资金

的项目清楚地分割开,以前用联邦政府基金购买的仪器、设备甚至药品都不

得使用,必须重新购买,否则就是违法。

   
在上个世纪70年代,基因工程刚刚开始起步的时候,欧洲各国政府一片

恐慌,视之为洪水猛兽,纷纷立法限制基因工程的研究;而美国政府则相当

宽容,结果欧洲的许多分子生物学家到美国求发展,使得美国成为生物医

学领域无可争议的头号强国,原来与美国平分秋色的欧洲则变成了陪衬。现

在风水有转到欧洲之势。意大利、西班牙等国都允许从多余的人胚胎开发、

使用干细胞,英国更是允许专门为了开发、使用干细胞而制造人胚胎。因为

认为美国政府对干细胞研究的限制使他们“不能够充分发挥自己的能力”,

至少已有两名干细胞研究的领军人物从美国转移到英国。他们被英国报纸比

作“反向的清教徒”。在17世纪,英国的清教徒为逃避宗教迫害而移居美国,

今天美国的科学家却为了逃避教徒们的无理约束,而到英国寻找自由。这真

是一大讽刺。

   
一些亚洲国家,特别是新加坡,通过加大资金投入和更为宽松的科研政

策,正力图成为干细胞领域的强国,吸引了一批来自美国、澳大利亚甚至英

国的研究人员,例如绵羊多莉的创造者之一阿兰·科尔曼(Alan
Colman)
在2002年前往新加坡领导一家干细胞技术公司,研究用干细胞技术治疗糖尿

病和心血管疾病。目前美国仍然拥有干细胞领域的最先进水平,但是这种领

先地位还能保持多久?如果有谁以为宗教与科学在现在不存在冲突、宗教保

守势力不会阻碍科学进步的话,干细胞风波正是反证。

2006.7.23.

(中国青年报2006.7.26.)

(XYS20060726)

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达尔文的兰花

19 07 2006年
   1862年,在《物种起源》发表3年后,达尔文出版了一部研究兰花
的著作。达尔文研究兰花的目的,是要证明自然选择是生物进化的动力,

为《物种起源》提供补充材料。

   
野生兰花有两万多种,花的形状、大小、颜色、香味千奇百怪,但
是目的只有一个:用花香吸引昆虫(或蜂鸟)来采蜜,花粉沾到了它们

的身上,就能帮助兰花传粉。因此兰花的繁衍离不开这些授粉者,不
管它有着什么样奇怪的形状、构造,也都是为了适应授粉者。授粉者为

了能采到花蜜,也要适应兰花。在自然选择的作用下,兰花和授粉者之

间会一起进化。只有自然选择才能解释兰花构造的由来,这是达尔文研

究兰花一书的主旨。

   
但是有一种原产马达加斯加的彗星兰却让达尔文感到了为难。这种
彗星兰拉丁文学名的意思是“一尺半”,其名称源自它那“令人惊骇”

(达尔文语)的花的形状:它有又长又细的花距,从花的开口到底部是

一条长达11.5英寸(29.2厘米)的细管,只有底部1.5英寸(3.8厘米)

处才有花蜜。“什么样的昆虫能够吸到它的花蜜?”达尔文大胆地预测:

“在马达加斯加必定生活着一种蛾,它们的喙能够伸到10到11英寸长!”

   
但是有谁见过嘴巴如此细长的昆虫呢?“荒唐!”当时有些昆虫学
家这么认为。不过达尔文的盟友、曾经独立提出自然选择学说的华莱
士则坚定地站在达尔文一边。他写道:“可以很安全地预测在马达加斯

加存在这样的蛾;访问那个岛屿的博物学家应该抱着和天文学家寻找海

王星一样的信心去寻找它,我斗胆预测他们将会同样成功!”

   
1873年,著名博物学家赫曼·缪勒在《自然》杂志上报告说他的哥
哥曾经在巴西抓到过喙长达25厘米的天蛾,说明达尔文的预测并不那么

荒唐。1903年,这种蛾终于在马达加斯加被找到了——一种长着25厘米

长的喙、像小鸟一般大小(展翅13-15厘米)的大型天蛾。它被命名为
“预测”。这时候距离达尔文做出预测已过了41年。

   
纽约的美国自然历史博物馆正在举办《达尔文:其生平和时代》的
展览,最后一个展品就是成功地证明了自然选择学说的预测能力的彗星

兰和天蛾的标本。我虽然早就知道达尔文的这个著名预测,但是在看到

有着如此细长的喙的天蛾标本时,还是感到了“惊骇”,不能不感叹进

化之奇妙。

   
达尔文之所以敢于做出这个令人惊骇的预测,是因为他深知自然选
择的威力。兰花的花距应该略长于授粉者的喙,这样授粉者在尽量伸长

喙去吸花距底部的花蜜时,身体挤压到花冠,花粉才会沾到授粉者的身

上。因此,在这样的情形下,兰花的花距越长,就会迫使授粉者沾到更

多的花粉,就越容易留下更多的后代。反过来,授粉者的喙越长,就越

容易吸到花蜜,有更充足的营养,也就越容易留下更多的后代。如此这

般长期互相竞赛的结果,使兰花的花距变得越来越长,天蛾的喙也变得

越来越长。

   
这种现象并非绝无仅有。在南非,生活着十几种“长鼻苍蝇”,它
们也长着细长的喙,长度可以与“预测”天蛾相媲美,而身体却小得多。

相应的,在那里有许多种有着细长的花距的花由它们传粉。

   
在马达加斯加还有一种与“一尺半”彗星兰同属的兰花,它的花
距还要长,长达40厘米。1991年,美国昆虫学家基因·克里茨基(Gene

Kritsky)学达尔文做出预测:在马达加斯加还存在着一种未知的大型
蛾类,其喙长达38厘米!

   
这个预测还未被证实。这种兰花在野外已经绝迹了,靠人工栽培存
活了下来。它的传粉者是否也已灭绝?我们只能希望,它能靠吸取其他

花的蜜而生存下去。也许用不着再等41年,又会有一种奇特的天蛾令人

惊骇。

2006.7.17
(中国青年报2006.7.19)
(XYS20060719)


旅鼠的神话

12 07 2006年
   网上流行一篇署名“桑内斯”的“美文”《浩荡祭大海——奔赴
死亡之约》,转自《读者》2005年第15期,据说是一位挪威癌症病人在追

随旅鼠奔向死亡的旅途中,顿悟了生命的真谛:无须畏惧死亡,因为生和

死都是生命的一部分。但从内容和文笔看,不像是翻译作品,当是某个国

内作家的假冒之作,里面绘声绘色地描绘自己跟踪目睹数百万只旅鼠为了

物种的利益,在浩浩荡荡的长途跋涉之后集体跳海自杀的场面,其实是从

国内介绍“旅鼠之谜”的科普文章改编而来。

   
旅鼠是生活在北极地区的大约20种小型草食动物的统称。人们很早就
注意到,它们的数量会出现周期性的变化,有的年份数量极多,有的年份

又非常少见。由此就出现了各种传说。在16、17世纪,很多欧洲学者相信

旅鼠是“天上掉下来的”——只要空气条件合适,就能自发生成旅鼠。当

时丹麦博物学家奥尔·佛姆为了驳斥这种说法,首次对旅鼠做了解剖,证

明旅鼠的解剖结构和其他啮齿类动物类似。

   
旅鼠之所以会让人产生突然从天而降的感觉,是因为它们的繁殖力强
得惊人。旅鼠出生大约一个月后就能繁殖,一只雌鼠每5周就可产下一窝

大约8只小鼠。在条件适宜时,一个旅鼠种群的数量一年之内就能增长10

倍。大约每4年旅鼠的数量就会出现一次顶峰,之后又锐减,少到难以寻

觅。那么多的旅鼠到哪里去呢了?

   
传说,当旅鼠数量达到顶峰时,它们就会自发地集体迁移,奔赴大海
自杀,只留下少数同类留守并担当起传宗接代的神圣任务。迪斯尼在1958

年拍摄的记录片《白色荒野》中,就记录了旅鼠成群结队地迁徙、最终跳

海自杀的场面,配上了非常煽情的解说。这部奥斯卡获奖影片影响深远,

使旅鼠奔赴死亡之约的动人传说在西方家喻户晓。

   
不过那部记录片的场面是伪造出来的。那部影片是在加拿大的阿尔伯
达省拍摄的,那个地区并不产旅鼠。摄影组到北极地区向因纽特小孩买了

几十只旅鼠,让它们在一个覆盖着雪的转盘上奔跑,从各个角度拍摄,剪

辑后就出现了成千上万只旅鼠大迁移的情景。之后,摄影组把这些旅鼠带

到悬崖上,希望拍摄它们跳到悬崖下的河中淹死的场面。不料旅鼠却不

愿往下跳,在等了两天之后,不耐烦的摄影组把这些旅鼠赶下了悬崖,人

为制造了跳海自杀。

   
旅鼠的数量为什么会出现周期性的变化,是一个还没有定论的生物学
课题,可能与天敌、食物、气候、季节等因素有关系。例如,一个很明显

的但还未得到证实的解释是,旅鼠数量的剧增破坏了植被,出现食物匮乏,

导致大批旅鼠被饿死。然后植被开始回复,出现了新一轮的循环。实际上

这并非旅鼠特有的现象,在严酷条件下生存的其他一些小动物,其种群数

量也会出现类似的周期性变化。

   
虽然对这个问题的答案有不同的看法,但是专家们在这一点是一致的:

旅鼠不会集体自杀。在旅鼠数量剧增,当地的食物变得稀少时,旅鼠和其

他动物一样,会向其他地方扩散。人们观察到,在挪威山区,山上的旅鼠

向山谷扩散,有一部分会逐渐到了湖边和海边,在那里安置下来。但随着

后来者越来越多,有些就会试图游到对岸去,有的就被淹死了。这可能就

是旅鼠集体自杀的神话的源头。

   
近年来也有些专家试图从旅鼠自身的变化解释其数量减少之谜。例如,

随着鼠口密度的增大,旅鼠彼此之间出现了更多的社会交流和压力,导致

体内激素水平出现变化,从而使其繁殖力下降,变得更有攻击性。在群体

密度过大时,旅鼠的反应不是牺牲自己,而是更倾向于攻击其他旅鼠,乃

至出现自相残杀。

   
旅鼠奔赴死亡之约的神话不会像旅鼠从天而降的神话那样轻易消失。
不管专家们如何澄清,这个神话会一直被当成一个科学事实、做为一个有

教育意义的自然奇观流传下去。毕竟,对许多人来说,一个美丽的谎言胜

过冷酷的事实。

2006.7.9.
(《中国青年报》2006.7.12)
(XYS20060712)


眼见未必为实

6 07 2006年
   几天前我去了一趟费城富兰克林研究所的科学博物馆,那里有不少
简单的视觉实验让人亲身感受人的眼睛是多么容易被蒙骗,同样大小的

图形会被看成大小明显不同,静止的物体会被看成移动的,黑色的图形

会被看成彩色的……

   
其实我们在日常生活中也经常能体验到这种错觉。一个著名的例子
是太阳或月亮在地平线上时看上去要比在高空中大得多。对古人来说,

对这个现象最明显的解释是太阳或月亮在地平线上时更靠近地球,就像

“小儿辩日”的寓言所说的那样。在有了较为正确的天文知识之后,就

可知这种解释是错误的,日月与地球之间的距离在早晚都是一样的。

   
我们可以用一个简单的实验证明这种大小变化只是人眼的错觉。通
过纸筒观看月亮,调节纸筒的大小,直到与月亮刚好吻合。用这个纸筒

在不同的时间观察不同位置的月亮,会发现月亮的大小并没有变化。用

固定的照相机多次曝光拍摄月亮在天空中的不同位置,更可以直观地显

示月亮在天空中的运行轨迹,可知其大小没有变化。

   
由此可见,月亮在不同位置时在人眼视网膜上的投影大小都是一样
的,是人脑做出了不同的判断而产生错觉。如果人脑觉得月亮距离较远,

月亮就会显得比较大,反之则比较小。

   
那么这种距离错觉是怎么产生的呢?最常见的解释是月亮在地平线
上时,因为有房屋、树木等做为参照物,会使人觉得月亮比较远。但是

坐在飞机上没有这些参照物时,人们还是会觉得地平线上的月亮比较大,

这就没法用这个理论解释了。

   
按照上面的解释,人脑在面对地平线上的月亮时错误估计了距离。
不过实际的情形可能恰恰相反。在我们面对高空中的月亮时,人脑判断

不出它距离我们有多远。在不知道一个物体的距离时,人脑会把它假定为

大约200米远,并据此计算出它的大小。当月亮在地平线上时,有地平线

做为参照,人脑知道它的距离肯定是远远多于200米,并计算出它的大小

要大于在假定200米远时的大小。

   
月亮错觉对所有的人都是一样的。有时候不同的人会产生不同的错
觉。社会心理学创始人穆扎菲·谢里夫在1937年曾经做过一个经典实验。

他让几名学生坐在暗室中,观察一个小亮点。那个亮点实际上是固定的,

但是由于没有任何固定的背景可做参考,人脑将没法稳定它处理的图像。

人们会觉得那个亮点在移动。如果分别问每个人看到的情形,他们描述

该亮点移动的方向、距离都各不相同,因为本来就是出于想象。但是谢

里夫发现,如果让这些学生对他们看到的情形进行一番讨论,他们的意

见会逐渐变得一致,最后他们全都报告看到了向同一方向、距离移动的

亮点。即使是不同的人产生的不同错觉也会在经过讨论之后变得一致。

   
这种“自主运动错觉”在日常生活中也能碰到。如果盯着一颗孤独
的明星(例如金星)看,虽然它是静止的,也会让人觉得是在移动,从

而以为那是一个不明飞行物。许多不明飞行物报告显然都是由于视觉错

觉产生的,即使是号称有许多目击者的报告也是如此。谢里夫实验已经

证明了,在一群人同时目击一个现象之后,在议论时会互相影响,不知

不觉地修正自己原有的看法,最后会形成一种共识,也就是说,即使是

诚实的人,甚至是一群诚实的人的一致描述,也不一定可靠。更何况,

人们在讲述自己的经历时,为了吸引听者的兴趣,容易无意之中加以夸

大,叙述的次数越多,间隔的时间越长,越不可靠。

   
有的“不明飞行物专家”却偏要根据目击报告进行研究,甚至计算
出“不明飞行物”异乎寻常的高度和飞行速度,从而得出“不明飞行物”

与外星人有关的结论。这些“专家”显然过分信赖人的视觉和心理。他

们不懂得,人们所感觉到的世界,其实并非世界的本来面目,而是一个

“虚拟世界”,是大脑根据感官收集来的信息进行加工、重建出来的,

在这个处理过程中,很容易出现错觉乃至幻觉。

2006.7.3.
(中国青年报2006.7.5)
(XYS20060705)


我们脑中的时钟

28 06 2006年
   最近这段时间正在调整时差观赏世界杯足球赛的球迷们都有这样
的体会:如果是一场比分悬殊、大局已定的比赛,最后的时刻不知不
觉中很快就过去了;但是如果是一场旗鼓相当、比分相同或只差一个
球的比赛,观众们都在希望或者担心比赛结果在比赛结束前会逆转,
这时候最后的一、两分钟就会变得非常漫长。
   
我们并不需要借助钟表才能感觉到时间的流逝,我们体内似乎有
一个时钟在替我们计时,只不过这台时钟并不很稳定,它的速度很容
易受到我们的情绪和其他因素的影响。
   
首先对这个现象进行研究的是美国心理学家哈德森·侯格兰德。
1933年他在照顾患了流感发高烧的妻子时,注意到他即使只离开一
段时间,妻子总是抱怨他去得太久。侯格兰德让妻子估计一分种的
时间有多长,自己拿出秒表核对。37秒之后,妻子说一分种时间到了。

她的体温越高,则估计得越快。侯格兰德怀疑这是因为大脑内有一个
内在时钟,体温的升高会让它的速度变快。此后一系列的实验都说明
了这一点,比如对脑袋加热,或者让人呆在高温房间中,都会使人觉
得时间过得慢,或者说其脑内的时钟走得快,速度可以快大约20%。

   
这个时钟不仅仅是受温度的影响,让试验对象聆听一连串“滴答”
声或汽车喇叭声,让人处于紧张状态,也会有同样的效果。它还会受
到药物的影响。如果我们训练动物让它们每隔固定的时间就按一下操
作杠获取食物,然后给它们吃兴奋剂,它们估计的时间间隔就会变短,

快了10%;但是让它们吃镇静剂,时间间隔则变长。

   
通过对大脑活动进行扫描发现,试验对象在估计时间时,深藏在
大脑皮质下的一组神经细胞团——基底神经节变得很活跃。一些神经
生物学家提出那里可能与大脑内在时钟有关,神经信号从额叶皮层传
到基底神经节,从基底神经节经过中脑的黑质、纹状体,再传回额叶
皮层组成回路,这样一次信号传导相当于一次“滴答”,速度是每秒
大约1米,也就是说,大脑时钟“滴答”一次大约相当于0.1秒。
   
在大脑中负责“时间信号”传递的化学物质可能是黑质细胞分泌
的多巴胺。把老鼠大脑中分泌多巴胺的细胞除掉,它们就失去了每隔
固定的时间按操作杠获取食物的能力,但是给它们补充类似多巴胺的
物质,就能恢复该能力。那些能刺激多巴胺分泌的药物会使大脑时钟
变快,抑制多巴胺分泌的药物则使时钟变慢。
   
在发生重大事故,比如车祸的时候,大脑大量地分泌多巴胺,结
果时间速度似乎变得非常快,几秒种内发生的事就像几分钟那么漫长,

在受害者看来眼前的一切就像是慢镜头。有些人的大脑时钟因为疾病或

外伤遭到破坏,速度变得非常缓慢,世界就像中止了一样。1990年的
美国电影《睡人》(Awakenings)就描述了这样一批时间凝固的病人,

给他们服用类似多巴胺的药物有一定的治疗效果,让他们的时钟又开
始运行,从凝固的世界中醒了过来。

   
人在20几岁以后,多巴胺的分泌量开始逐渐下降,大脑时钟也走
得越来越慢。实验表明,让20几岁的人估计3分钟的时间,误差在3秒
以内,而让中年和老年人来估计,则都要比实际时间长,60多岁的人
估计的3分钟有的长达3分40秒。难怪有个说法:青年人的日子短而岁
月长,老年人的岁月短而日子长。
   
物理时间的流逝速度是永恒不变的,但是心理时间——我们对时
间的体验——却是受到体内外多种因素影响的。我们注意力越集中,
大脑时钟走得越快,心理时间就显得越漫长。比如我们首次去一个地
方时,一路所见都是新奇的,大脑不停地在接受新的信息刺激,时间
似乎过得很慢,但是回程的情形就不那么新鲜了,感到时间很快就过
去了。所以说,回程总觉得比去时快。西方有一句谚语:“捷径是最
长的路。”也包含了同样的道理。首次走捷径时不断遇到的新刺激,
反而让人感到特别漫长。
2006.6.25.
(中国青年报2006.6.27)
(XYS20060627)


神秘的N射线

21 06 2006年
   1895年的一天,德国物理学家伦琴在暗室里用黑色薄纸板把一
个克鲁克斯管密封起来,接上高压电流,准备做阴极射线的实验,
却意外地发现一块放在旁边用来做别的实验的荧光屏发出了光辉。
在连续进行了6周的严密实验后,他认定放电管发出了一种未知的射
线——X射线。6年后,伦琴因此获得了首届诺贝尔物理学奖。
   
多少人也想要有这样好的运气和荣誉!即使是像法国南锡大学
物理教授布朗洛这样已当选法国科学院通讯院士并两次获得科学院大
奖的杰出科学家也不例外。1903年,他在研究X射线的偏振现象时,
运气降临了。他的实验材料是一根放在密闭铁管中的热铂丝,铁
管留了一条铝做的细缝。他注意到从中射出的射线似乎能够让附近煤
气灯的火焰变得更亮,而且还能让荧光屏变得更亮。他认定这也是
一种未知的新射线,取名N射线,以纪念他任职的大学。
   
布朗洛很快又发现很多材料都能天然地发射N射线,比如大
多数金属,但是不包括木头。把一块砖用黑纸包好在太阳下晒一会,
就能让它持续不断地发出强烈的N射线。就像光透过玻璃三棱镜发生
折射形成光谱一样,让N射线透过铝质三棱镜也会形成频谱,虽然看
不见,但是可以用一块特制的荧光屏检测出来。而且布朗洛还发现N
射线能够奇妙地增强人的视力。
   
这种射线看来要比X射线神秘得多,也重要得多。布朗洛迫不及待
地发表论文宣布其发现,在三年内发表了26篇相关论文和一部
著作。其他法国科学家也纷纷跟进,到1906年时已有120多名科学家发
表了近300篇研究N射线的论文。1903年诺贝尔物理学奖的获得者
贝克勒尔也凑这个热闹,写了10篇论文。最神的是布朗洛的同事、南
锡大学医学院教授查彭蒂尔,他发现人体也能发射很强的N射线,
为此发表了38篇论文。
   
但是德国、英国的物理学家们却无法重复布朗洛的发现,不免心
存疑惑。1904年,恰好以善于揭露伪科学著称的美国著名物理学家罗
伯特·伍德到英国参加会议,与会者便请他去布朗洛实验室看个究竟。
   
布朗洛热情地向伍德演示N射线实验。这些实验都是在暗室中进行
的,这就让伍德有了“恶作剧”的机会。在第一个实验中,布朗洛用N
射线源对准电火花,声称这使火光变亮,然后用手遮挡N射线源,声称
火光又变暗了。但是伍德都看不出亮度有变化,提议由他用手来
遮挡N射线源让布朗洛观察火光亮度变化。伍德后来向《自然》报告说,

他的手根本没有动弹,布朗洛却一会说亮了,一会说暗了。

   
第二个实验是布朗洛把一把锉刀放在眼睛旁,声称锉刀发出的N
射线使得他的视力增强,能够看清远处夜光钟的指针。伍德提出替他
握锉刀,偷偷地换成不该发出N射线的木头尺子,布朗洛同样声称看
清了指针。第三个实验是N射线的折射实验,布朗洛准确地从屏幕上
一条条读出了N射线的频谱,他不知道的是,伍德早已偷偷地把铝质
棱镜拿走藏到兜里,N射线根本不应该发生折射!
   
有的文献说,在伍德向外界公布了这些实验结果,证明了N射线
纯出想像之后,布朗洛就身败名裂,甚至发疯而死。其实布朗洛在那
一年再次获得了法国科学院的大奖,到1910年才因到了退休年龄而退休,

并一直活到1930年,享年81岁。其间他还在著书立说、发表演讲,丝
毫没有发疯的迹象——当然,他一直坚持认为N射线是真实存在的,
只是太过微妙,不能用简单的实验来验证。

   
布朗洛看来是很真诚地相信他的发现,而不是有意造假。科学史
上类似这种由于强烈的主观偏向而自欺欺人的例子屡见不鲜,但是为
何有如此多的训练有素甚至声名卓著的科学家都跟着晕头转向,却是
一个比N射线更神秘的谜。他们以法国科学家为主。在19世纪下半叶,
法国已丧失了世界科学中心的地位,落后于德国和英国。也许,正是
在赶英超德、振兴法国科学事业的爱国激情的驱使下,他们浮躁地抛
弃了一些基本的科学原则,结果却沦为国际笑柄。
   
这个事件经常被有些反科学人士拿来证明科学研究并不像人们
设想的那么客观,靠不住。其实它恰恰说明,虽然再著名的科学家也
有可能犯错误,但是科学却有能力自我纠正,关键在于如何严密地设
计控制实验,避免主观偏向而获得客观的结果。毕竟,否证N射线的也
是科学家,而伍德的“恶作剧”实际上是在采用一个基本的科学实验
方法:盲法试验。
2006.6.16.
(中国青年报2006.6.21)
(XYS20060621)


控制性别比例的无形之手

7 06 2006年

   上期《莫非真有“贫穷基因”?》一文转贴到我在新浪网的博客后,不知

为何在两天内就吸引了3万多点击和一百多条评论。许多评论者显然没有耐心

把我的文章看完,不知我其实是在质疑“贫穷基因”的存在。另有一些人看来

缺乏统计常识,以为举几个例子就可以否定统计结果。

   
不过有的误解似乎是因为用语造成的。我说等级高的母鹿将会“倾向”于

生儿子,而等级低的将会多生女儿,这让有些人以为我在说动物能够有意识地

控制后代的性别。其实我说的“倾向”是统计意义上的偏向,指有更高的概率

出现某种情况,与动物本身的意愿无关。这种倾向性是无意识的生理反应的结

果。当母鹿处在不同等级的环境中时,其身体会因此发生一些生理变化,这些

生理变化又会影响到其后代的性别比例。

   
当然,在一般情况下动物的性别比例相同,以致于人们把这当成理所当然

的事实。实际上,从经济学的角度来看,一个生物群体的雌雄比例相同,是一

种极大的浪费。大部分动物都不实行一夫一妻制,一个雄性动物足以使无数的

雌性动物怀孕,要满足传宗接代的需要,一个群体只要有少数几个雄性就绰绰

有余了。但是,为什么在绝大多数生物群体中,雌雄的比例都相同?

   
有人会说,这正是因为动物后代的性别是没法任意选择的,而是随机
的。绝大多数动物的性别是由精子决定的,比如在哺乳动物,带Y染色体的精

子决定雄性,带X染色体的精子决定雌性,由于Y精子和X精子比例相同、活力

一样,所以在概率上,生雄生雌的比例相同。(在人类,男婴的出生率要比女

婴略高一些,但因为男婴的存活率较低,所以在自然情况下,最后男女数目仍

然大致相等。)

   
但是这只是一个表面现象。两种精子的比例,是由基因决定的。基因也可

以使雄性产生不同比例的精子,或者使卵子有选择地偏向于与某类精子结合,

从而使雌雄的比例发生改变。为什么没有出现这种情况,而是要让雌雄比例保

持相同?这是自然选择决定的。

   
假定在一个生物群体中,雄性数目要比雌性少,比如说是一比四,一头雄

性平均与四头雌性交配,这样的话,做为雄性,其基因的传播率是雌性的四倍,

也就是说,在进化上,雄性有四倍的优势。如果有一个母体发生了基因突变,

倾向于生儿子,她的基因就会很快地在群体中传播开去,在后代中雄性会越来

越多,直到雄性和雌性的数目相等,雄性在进化上不再具有优势为止。反过来,

如果雄性的数目多于雌性,雌性的数目也会在自然选择的作用下增加,直到二

者扯平。可见,在自然选择的作用下,一个群体的雌雄数目不能不保持大致均

等。自然选择之所以会选择出这个结果,其原因又是因为在有性繁殖中,基因

一半来自父方、一半来自母方,在基因的传递上,雌雄平等。

   
这个解释还隐含了一个假设:在一个群体中所有的雄性都有相等的交配机

会,所有的雌性也都有相等的交配机会,而且雌雄交配是随机的。在某些情形

中,这个假设不成立,那么雌雄的比例就不会相等。例如,如果一个个体只

跟一个群体中的一小部分同性竞争交配,也就是说交配竞争是“局部”的,

那么性的比例将会发生改变。一个极端的例子是球腹蒲螨。这种螨虫有一个非

常奇怪的交配习性,当还在母亲的体内时,儿子就与姐妹们交配。这些儿子没

必要跟整个群体中的其他雄性竞争,而只是与自己的兄弟相互竞争,那么,就

有必要减少儿子的数目来减轻这种没有意义的竞争,因此,一个母亲每次生产,

只需产下少量的儿子就能使她的女儿们都受精了,性的比例将会偏向于雌性。

事实上,这种螨虫每一次生产,平均有86个女儿,而只有4个儿子。在某些其

他物种中也存在这种局部交配竞争现象,它们的后代雌雄比例也都符合理论预

测。

   
即使是雌雄比例这种看来平淡无奇、理所当然的现象,其背后也有着深刻

的因素,仿佛有一只无形的手在悄悄地控制着。只不过这是自然选择之手,是

亿万年来生物进化的结果,既不是动物自身的意愿,也不是什么神秘的力量。

2006.6.5.

(中国青年报2006.6.7)

(XYS20060607)

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莫非真有“贫穷基因”?

31 05 2006年

   我们处于基因的世纪,几乎每天都会见到报道说发现某种基因影响人
的疾病、生理、心理和行为,甚至连一个人的政治倾向也有人认为与基因

有关。如果是在二、三十年前,类似这样的一则报道将会引起轩然大波,

但是现在人们已经见怪不怪了。

   
不久以前,苏格兰格拉斯哥人群健康中心的研究人员向媒体透露说,
他们发现有一种基因与贫穷人群有关。这则消息没有引起什么反响。认为

人的贫穷是由基因导致的,这并非新鲜的想法,早在上个世纪初遗传学刚

刚建立的时候,有不少遗传学家就这么宣称过,由此引发了一场旨在消灭

劣等基因以改造社会的“优生学”运动,使“优生学”一词后来在西方声

名狼藉。

   
不过,这一次苏格兰的遗传学家似乎并非是在空谈。他们发现,在苏
格兰贫穷社区的人群中,体内细胞因子的含量要比富裕社区高得多。细胞

因子能使人体免疫系统处于警戒状态,随时准备抵御细菌的入侵。因此体

内细胞因子的含量高有助于提高儿童对疾病的免疫力,这可能是自然选择

的结果,是贫穷人群对比较的恶劣生存环境的一种适应。不过,对儿童有

益的因素对成人却可能有害。人体免疫系统持续处于警戒状态会导致慢性

炎症诱发心血管等疾病,让人容易衰老。据称生活在格拉斯哥东区的穷人

到55岁看上去就跟70岁一样老,他们的平均寿命只有64岁。

   
这项研究至此听上去还没有什么出格的地方。不过其研究人员并不满
足于此。他们对实验对象做脑部扫描,想要发现这种高免疫力对人的心理

状态有何影响。他们认为细胞因子也会影响人的情绪,让人对人生感到悲

观,因此可以解释为什么穷人会觉得自己受困于贫穷,而失去了改善生活

的兴趣。换句话说,这种由贫穷环境选择出来的基因又会让人安贫乐道,

难怪苏格兰媒体将它称为“贫穷基因”。

   
穷人的后代一般来说也更容易贫困,暴发户即使在现代社会也不多见,

从这个角度上说,贫穷是“遗传”的。而人类的婚姻历来讲究门当户对,

让穷人和富人分别成了两个“遗传群体”,那么在这两个“遗传群体”中

找到有些基因的频率不一样,也不是什么奇怪的事。细胞因子是否就是一

个与贫穷有关的基因,光靠研究苏格兰格拉斯哥市的穷人群体是不足以得

出结论的,还需要与世界各地的穷人群体相互比较才行。

   
即使这真的是一个与贫穷相关的基因,也不能说明它就是“贫穷基因”。

相关性并不等于因果性。它可能与贫穷没有直接的关系,也可能是贫穷的

结果而不是因素。把它做为贫穷的因素,最多算是一种难以证明的猜想。

   
可能是因为历史文化的原因,英国科学家喜欢去研究贫富差异。在
1997年,英国科学家公布过一项调查结果,发现老夫少妻的后代中儿子多

于女儿,而老妻少夫的后代则是女儿多于儿子。在英国,老夫少妻多发生

于上层阶级,而老妻少夫则多发生于社会的底层,因此这似乎表明后代性

别的比例也存在贫富差异。

   
其实这种现象生物学家们早就发现了。根据自然选择原理,如果一个
生物群体存在着等级,不同等级的交配机会不同,那么,后代性别比例也

会发生变化。等级较高的,会生更多的儿子,因为它们的一个儿子可以跟

许多雌性交配,传播基因快;而等级低的,会生更多的女儿,生了儿子也

不容易找到配偶,生了也白生。

   
1985年通过对苏格兰红鹿的研究,证实了这项预测。这种红鹿实行一
夫多妻制,母鹿中则存在着等级制度。等级高的母鹿能够抢到更多的食物,

长得更强壮,它们的后代能受到更好的照看,结果它们的后代也比平均水

平强壮。如果母鹿能够“知道”自己的等级(比如,老是觉得肚子饿或血

液中二氧化碳含量高,就意味着等级低),那么等级高的母鹿将会倾向于

生儿子,而等级低的将会多生女儿。

   
人类是生物长期进化的产物,我们的行为不可避免地会打上进化、遗
传的烙印,虽然我们未必会意识到。但是人类同时又是社会的产物,贸然

把人类的行为都归因于人的生物学属性,是不明智也是不负责任的。特别

是在发布能够影响到社会观念、社会决策的进化生物学和遗传学研究成果

时,更需要慎重。

2006.5.29

(中国青年报2006.5.31.)

(XYS20060531)

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