破解蜜蜂的舞蹈

25 05 2006年

   在上个世纪一、二十年代,许多生物学家认为蜜蜂和其他昆虫都没有色觉。

难道花朵鲜艳的色彩竟会不是在吸引蜜蜂的来访?德国生物学家卡尔·冯·弗里

希(Karl von
Frisch)对此不以为然。他开始做实验测试蜜蜂的色觉能力。在
一些有不同的灰色程度的纸张中放一张有色的纸,然后在色纸上放上一个小玻璃

盘,里面装糖浆。弗里希发现,附近蜂巢中的蜜蜂能够识别出这个颜色。

   
而且弗里希还注意到,在两次试验的间隙,会有零星的蜜蜂飞过来侦察,如

果它们发现又有了糖浆,会返回蜂巢,几分钟后,一大群蜜蜂就会蜂拥而至。

   
这只侦察蜜蜂是不是跑回去报信呢,又是如何报信的呢?科学史上一个最迷

人的发现之一至此意外地开始。弗里希观察到,侦察蜜蜂回巢后,会在蜂巢上右

一圈、左一圈地跳起“8”字形的圆舞,吸引许多其他蜜蜂跟在它后面,循着气

味飞往喂食地点。糖浆越甜,舞蹈越激烈、持续的时间越长。弗里希认为他已经

破解了蜜蜂的语言。

   
但是到了40年代,在20年后弗里希重做这个实验时,才发现事情要比他当初

设想的要复杂得多。蜜蜂的舞蹈不是一种,而是有两种。如果喂食地点与蜂巢的

距离在50米之内,侦察蜜蜂跳的是圆舞,但是一旦喂食地点的距离超过了50米,

它就会跳起一种摇摆舞,在跳到“8”字交界处时,会以每秒13次的频率快速地

抖动身体,发出嗡嗡声,同时左右摆动,摆动的次数与采集地点的距离有关,每

摆动一次表示大约50米的距离。而且,摇摆的方向能表示采集地点的方位,它的

平均角度表示采集地点与太阳位置的角度,即使是阴天,蜜蜂也能通过感觉紫外

线和偏振光而知道太阳的位置。

   
这种语言并不太精确,只能把采集蜂群带到喂食地点附近,到那里后它们就

要根据从舞蹈者的身上获得的食物味道去寻找食物。但是这仍然是一种非常抽象、

复杂的语言,能够传达的信息数量据估算可达到大约10亿条,在所有动物信息

传播系统中,仅次于人类语言。

   
弗里希在1946年公布了这个重大发现,1973年获得诺贝尔生理学奖。但是在

他获奖时,仍然有不少生物学家对其结果表示怀疑。在60年代末和70年代初,美

国生物学家亚德里安·温纳(Adrian
Wenner)等人在做了一系列实验后,认为
蜜蜂完全是根据气味而不是舞蹈语言来确认食物地点的。他们认为,蜜蜂的舞蹈

就像其他采集性昆虫的“舞蹈”一样,只是用来吸引其他蜜蜂的注意并传递气味,

并无任何抽象的含义。其他蜜蜂飞出蜂巢后,是根据它们从舞蹈者身上获得的食

物味道和舞蹈者留在食物地点的体味去寻找的。在弗里希的实验中,采集蜂群能

够直接飞往舞蹈者去过的食物地点,而忽视周围的其他食物地点,温纳等人认为

正是被舞蹈者留下的体味吸引过去的。

   
为了反驳这些反对意见,弗里希曾经补做过一系列实验,例如把蜂巢侧立,

并遮挡住阳光,这样舞蹈者搞不清方向,采集蜂群就没能定向飞往舞蹈者发现的

食物地点。但是最有说服力的实验是其他生物学家在后来做的。其中一个实验非

常简单,在侦察蜜蜂发现食物飞回蜂巢报信之后,研究者把食物移走,但是采集

蜂群仍然根据侦察蜜蜂传递的“假情报”,飞到原有食物的地点寻觅食物,尽管

那里既无食物的味道也无侦察蜜蜂的体味。

   
另一个更有说服力的实验则要复杂得多。研究者制造出了一只能使用蜜蜂语

言的“机器蜂”。它的外观一点也不像蜜蜂,只是用木头、钢管和刀片拼凑而成

的,中间一根钢管带动木头跳摇摆舞,后头有刀片模仿蜜蜂的翅膀发出舞蹈声,

前头还有一个钢管给蜜蜂提供食物“样品”(糖水)。就是这么简陋的“机器蜂”,

只因为它能够“讲”蜜蜂语言,就能够把蜜蜂成功地引导到选定的地点。

   
对一项匪夷所思的重大科学发现,有质疑、反对的声音和证据,那是再正常

不过的了,关键在于如何寻找新的证据、设计新的实验去证明它。蜜蜂有语言在

今天已经成为共识,而且我们知道它们是天生就会,而不是后天学来的。我们还

知道不同亚种的蜜蜂使用不同的方言。例如,德国亚种摇摆一次表示50米,意大

利亚种则表示20米。这种方言也是天生的。让德国蜜蜂幼虫在意大利蜜蜂的蜂巢

中出生、长大,它仍然讲“德语”,由此会导致蜂巢中的语言混乱。

2006.5.22.

(中国青年报2006.5.24)

(XYS20060524)

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鹦鹉学舌和猩猩学电脑

12 05 2006年

    人类自古以来就已经利用某些鸟类对声音的模仿能力训练它们学讲人话。
它们惟妙惟肖的发音让人感到非常神奇,但是模仿能力不等于语言能力,很
少有学者相信鹦鹉学舌时它们真正懂得那些发音的含义。

    上个世纪70年代末期,派佩伯格(Irene Pepperberg)博士对一只名叫
埃利克斯(Alex)的鹦鹉进行训练,令人信服地证明鹦鹉的确能够懂得人类
的语言。在经过大约10年的训练后,埃利克斯掌握了70个英语单词的语汇,
包括30种物体的名称,7种颜色形容词,5种形状形容词,几种物质形容词,
5个数字,“颜色”、“形状”、“物质”、“什么”、“相同”、“不同”、
“无”、“不”等单词和“到这里”、“要去”、“多少”等词组。它能根
据训练者的问话,从几种不同颜色不同形状的物体中,挑出正确颜色的物
体。在被问及向它出示的扑克牌筹码的颜色时,埃利克斯回答的准确率达到
95%。

    我们会想到,既然连鹦鹉这种较“低等”的动物都能掌握人类的语言,
与人类的亲缘关系更近的类人猿更应该有此能力。可惜,猿类的发音器
官限制了它们不能象人一样讲话,只能采用别的辅助办法。从60年代起,
美国研究人员已开始教黑猩猩、大猩猩学习美国手语,并取得了很大的成功。
最成功者能掌握几百个乃至上千个手语词汇,用于与人类交谈、猿之间相互
交谈或自言自语。

    80年代以后,随着计算机技术的兴起,研究人员又尝试着让黑猩猩按贴
着符号的键盘交流。其中最成功的是矮小种黑猩猩莰兹(Kanzi)和他的妹
妹潘班尼莎(Panbanisha)。莰兹出生于1981年,在他6个月大时,研究人
员试图教他的母亲玛塔塔(Matata)用计算机键盘交谈,教了大约2年,玛
塔塔一直没学会,莰兹却通过“自学”学会了。而且,出乎研究人员意料
的是,莰兹还自然而然地听懂了英语,能够听懂很复杂的新句子,比如“到
办公室去把红色球拿过来”。以后研究人员就用类似教小孩说话的方式教莰
兹交谈。

    1999年,莰兹和潘班尼莎都装备了手提电脑,并用语音合成技术将它们
输入的句子朗读出来,真正可以跟人用声音对话了。它们能够使用约250个词
汇,并能听明白两到三千个英语词汇。在它们学会使用的词汇中,有很具体
的单词(比如“香蕉”、“苹果”),也有很抽象的单词(比如“它”、
“是”、“好”、“要”),并能用这些单词组成简单的句子,自己发出“我
写,给葡萄”、“球去小组房”(要玩在小组房看到的球)之类的要求。他能
够回答昨天都干了什么,明天想要干什么等等。研究者认为他有四岁小孩的思
维和语言能力。

    有意思的是,这些掌握了人类语言的动物也表现出了逻辑思维能力。鹦鹉
埃利克斯能够准确地识别不同物体的某种相同性质(颜色、形状、质地)或指
出它们完全一样。受过语言训练的黑猩猩除了能够比较物体的相同或不同,还
能做更复杂的逻辑推理题,例如抽象的类比题“锁与钥匙类似于罐头与开罐头
刀”(测试时空出其中的一样,提供三种不同的物体让黑猩猩填空),而未受
过语言训练的黑猩猩则连“苹果与苹果类似于香蕉与……”这种最简单的类比
题都回答不了。受过语言训练的黑猩猩还能完成表示因果关系的句子,例如
“整个苹果加上X产生被切割的苹果(X=一碗水、一把刀或一个铅笔?)”或
“干海绵加上一碗水产生Y”,而未受过语言训练的黑猩猩则没有这种能力。

    从事这项研究的普里麦克(David Premack)认为语言让动物能够进行抽
象的思考,从而提高了它们的智力。但是也有可能受过语言训练的动物未必就
更聪明,它们只不过比未受过语言训练的动物更懂得研究人员的意图,“应试
能力”比较高而已。

    虽然语言也许只是讨论逻辑而不是掌握逻辑的基础,但是可以肯定的是,
教育能够提高抽象思维能力,甚至对人类也是如此。在上个世纪20年代,苏联
曾经做过一项经典的研究,向人们问这样一个三段论的问题:伊凡生活在西伯
利亚,在西伯利亚所有的熊都是白色的,伊凡看到的熊是什么颜色的?受过十
年学校教育的少儿能够轻易地回答这个问题,而成年文盲却常常回答说“我从
未去过西伯利亚”或“我从未遇到伊凡”。教育对于智力的开发是重要的,不
管是对动物还是对人都是如此。

2006.5.7

(中国青年报2006.5.10)

(XYS20060511)

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人也不是理性的动物

27 04 2006年

    这是一则在中国妇孺皆知的寓言:一个养猴子的人拿橡子喂猴子,对猴子们说:
“早上给三个,晚上给四个。”猴子们都很不高兴。于是他又改口说:“那就改成
早上给四个,晚上给三个。”猴子们就全都高兴了。“朝三暮四”后来讹变成了反
复无常的意思,但是庄子讲这个寓言的本意,却是为了说明虽然事物的本质一样,
但是在形式上改一下,就会影响到人的喜怒(“名实未亏而喜怒为用”)。

    的确,许多人在做决定的时候,和这则寓言中的猴子并无多大的区别。心理学
家曾经做过这么个问卷调查。假定你决定去看一场演出,门票一张十块钱。到了剧
院后,你发现你丢了十块钱。如果你口袋里还有钱,你是否还愿意花十块钱买票看
演出?心理学家问了180多人,88%的人都说愿意。

    现在把问题改一下。假定你已经花了十块钱买了门票,在进场之前发现票丢了,
你必须再买一张票才能进去。你是否愿意再花十块钱买票进去看演出?心理学家问
了200人,只有46%的人说愿意。

    在这两种情形中,后果实际上都是一样的:你为了看这场演出,多付出了十块
钱。但是由于发生的经过不同,人们就像“朝三暮四”中的猴子,做出了不同的反
应。在第一种情形中,丢掉的钱和票的价钱似乎是无关的两件事,丢了十块钱并
没有影响到人们的买票决定。但是在第二种情形中,丢掉的票的价钱和补票的价钱
看上去是联系在一起的,人们会觉得花两倍的钱买一张票比较亏。

    对同一个问题用不同的方式看待它,就会给出不同的答案。这表明我们在做决
定时,并非总是理性思考的结果,而深受感情因素的影响。这在人们做出经济方面
的决定时,表现得非常明显。有一门称作行为经济学的学科试图回答这么个问题:
为什么人们并非总是理性地做出经济决定?行为经济学家在做研究时,借鉴了心理
学的方法,现在他们也开始与神经生物学家合作,看看大脑中的哪个特殊区域会影
响到经济决定。

    在一个实验中,有两组人做同一个简单的投资游戏,一组是正常人,另一组人
的大脑中控制感情的区域因为中风等原因受到了伤害,使他们无法体会恐惧、焦虑
等情感,但是他们大脑中控制逻辑推理的区域仍保持完好。这个简单的投资游戏是
这么做的:每个人分到20元钱,用抛硬币赌输赢的方式赌20次,每一次如果赌赢,
赢得2.5元,赌输了则输1元钱;每一次也可以弃权,不输不赢。

    很显然,理性的做法应该是每次都赌,而不应该弃权,因为每次输赢的概率相
等,而赢的回报却高于输的损失,对玩家有利。这个简单的道理人人明白,但是在
实际操作中,玩家对是否要下赌却很受前面输赢结果的影响,会因为害怕输而一再
弃权。实验的结果是,正常人下赌的次数只有58%,而大脑受损的人下赌的次数
却高达84%。由于不会感到害怕,大脑受损的人在这个投资游戏中的收入因此超过
了正常人,在游戏结束时,他们每人平均获得25.7元,而正常人平均只获得22.8元。

    行为经济学家因此认为,杰出的投资者之所以能大获成功,可能就是因为他们
在投资时很善于控制自己的感情,在某种程度上很像这些无法体验恐惧的患者。但
是参加这个投资游戏的患者在实际投资活动中并不怎么成功。在实际生活中,他们
中有四分三的人曾经破产。由于不会感到害怕,他们会采取过分冒险的举动,或者
被别人所利用。

    如此看来,即使是像恐惧这样的感情因素也并非总是坏事。恐惧其实是动物保
护自己的一种机制。在一个充满危险的世界中,并非什么结果都是可以做出合理的
预测的,知道害怕的动物会有更多的生存机会。但是在一个比较安全的环境中,这
个保护机制有时候又会反应过度,使人们过分小心谨慎而做出错误的决定。我们所
处的现代社会与石器时代的祖先所处的危险重重的世界大不相同,本不必时刻提心
吊胆,但是我们的生理、心理结构和我们的祖先并无二致,无法摆脱感性因素的影
响。在不知不觉中,我们还是会经常做出非理性的决定。

2006.4.24.

(中国青年报2006.4.26.)

(XYS20060426)

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聪明的动物会“数数”

22 04 2006年

    报载,北京石景山区有一只“天才”小狗“齐齐”不仅认得数字,还会四则运
算。主人在卡片上写上算术题,问它的答案,它就会用正确的叫声次数来回答。加、
减、乘、除样样都会。据说已在电视上做过几次表演,记者也去做了验证。

    这则新闻让我想起了历史上一头有名的马“聪明的汉斯”。它是德国数学家冯·奥
斯登的宠物。在20世纪初,冯·奥斯登教会了汉斯数数和做算术题,和齐齐不一样的是,
汉斯不是用叫声,而是用跺脚的次数给出答案。

    冯·奥斯登对靠汉斯表演赚钱毫无兴趣,但是很乐意接受研究人员的测试,其中包
括许多抱着强烈的怀疑态度的人。他允许他们随意地向汉斯进行测试,并且可以在他不
在场的情况下测试,这样就可以排除他向汉斯发暗号的可能。即使冯·奥斯登不在场,
汉斯仍然能准确地解答算术题。当时科学界比较一致的看法是,汉斯真的是一头会算术
的天才的马。

    但是,实验心理学家奥斯卡·普方斯特在对汉斯进行了长期的研究之后,却得出了
不同的结论。他认为,汉斯并非真正懂得那些要它解答的问题的意思。你可以用各种各
样稀奇古怪的方式向汉斯“提问”,甚至只在脑中想问题,汉斯也能给出正确的答案。
但是汉斯其实并不知道答案。如果提问者和观察者都不知道答案,那么汉斯就突然丧失
了数数、计算能力,即使是对它以前能够回答的最简单的问题也没法做出正确的回答。

    因此汉斯必然是在根据提问者或观察者有意无意地发出的暗号做出反应。普方斯特
发现那是视觉暗号。在没有观察者在场的情况下,让提问者躲在不透明的屏幕后提问,
汉斯就彻底丧失了其数学才能,即便是冯·奥斯登本人对此也无能为力了。这种暗号是
提问者和观察者通过身体语言下意识地发出的。当人们的身体后仰注视汉斯的脚时,汉
斯就知道它应该开始跺脚了,等到它跺脚的次数达到了正确的次数,人们就不由自主地
做出放松的表情,这时汉斯就知道它该停下来了。普方斯特发现,即使在他明白了其中
的奥秘之后,他也很难控制住自己不给汉斯发出开始和停止跺脚的暗号。

    所以汉斯的“数学能力”其实是一种条件反射。小狗齐齐的“数学能力”应该也是
属于同一种情况。这些动物的确聪明,只不过它们的聪明劲不是表现在数学方面,而是
表现在察言观色方面。我们人类也有类似的情况。高明的算命先生、“预测大师”之所
以有时候也能猜中询问者的心思,也不是因为他们有未卜先知的超能力,而是因为他们
善于察言观色。

    汉斯事件给我们的启示是,我们很容易被所看到的表面现象所迷惑,即使是科学家
也不例外。动物看上去非常聪明的一些举动,其实很可能只是本能或条件反射,不一定
和智能有关。这就要求我们做仔细的观察、设计严密的实验去辨别。

    但是我们也不能因此就走向了另一极端,一概地否定其他动物也有一定程度的智能。
通过严格的实验,我们可以认定,有的动物有相当高的智能,甚至经过训练也能有一点
数学能力。日本京都大学的研究人员用计算机训练一头名叫“艾”的黑猩猩。在经过多
年训练后,艾不仅能够认识从0到9的数字,还学会将数字从小到大进行排列。它一眼能
够记住5个数字的序列,识数能力相当于学龄前的儿童(成人平均一眼能记住7位数)。
不过,艾似乎没有能完全明白0的意思,经常把0和1混淆起来。

    达尔文1871年在《人类的由来》一书中指出,人类与高等动物的智力“肯定只是程
度不同,而不是性质不同”。在经过多年研究之后,科学家们已证明了这句预言的正确
性。但是我们仍然必须非常小心,对任何惊人的说法保持审慎的态度,才能避免被像汉
斯那样的聪明动物所“愚弄”。

2006.4.17.

(中国青年报2006.4.19)

(XYS20060421)

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智商的傲慢与偏见

12 04 2006年

    近日一则“英国研究者声称中国人是智商最高的人种”的报道在国内媒体上
流传,让一些国人的虚荣心得到了极大的满足,似乎“中国人最聪明”的说法获
得了国际承认。

    做出这项研究的是北爱尔兰阿尔斯特大学退休教授理查德·林恩。他从上个
世纪70年代起就开始发布类似的发现,陆续出版了几部专著。在统计了世界各国
智商调查的结果之后,他得出结论说,欧洲人的平均智商刚好不多不少是100,
而东亚人(包括中国、日本和朝鲜人)的平均智商最高,达105。

    林恩谦虚地把自己所属种族的智商放在第二位的用意倒不是为了讨好东亚人,
而是为了给自己歧视黑人的种族主义主张打掩护。根据林恩的统计,非洲黑人的
智商低得不可思议,平均还不到70,而非洲丛林人和俾格米人更是只有54。即使
是美国的黑人,平均智商也只有大约85,而这也不是因为美国的生活、教育条件
比较好,而是因为他们与白人通婚混杂了白人的血缘。林恩声称,美国黑人的
肤色深浅与智商高低存在相关性,肤色越浅,则智商越高。

    林恩认为一个种族、民族、国家的强弱都与其平均智商的高低有关,他的研
究也就一再被当代种族主义者引用做为“科学依据”。林恩还是一个性别歧视主
义者。学术界一般认为,在根据身材大小进行校正之后,女性的平均脑容量与
男性相同。但是林恩坚持认为女性的平均脑容量就是比男性小,而女性的平均智
商也要比男性低5。

    当然,我们不能因为林恩是个种族主义者和性别歧视主义者就简单地否定了
他的研究成果。即便是恶棍有时候也能做出科学发现,而科学的事实即便令人不
舒服,我们也不得不去接受它。那么林恩的研究成果究竟有多少科学性可言呢?

    林恩号称在收集研究了130个国家的智商测试后加以统计而得出结论。但是
他在收集别人的研究成果时,做了巧妙的取舍,只选用有利于自己的结论的数据,
而舍去不利的数据。这在处理非洲黑人的数据时表现得最为明显。例如,有一篇
研究报告报道了两项对非洲黑人的智力测试结果,一项低于白人,一项高于白人,
林恩便只选取前一项。更有甚者,在6项有关非洲黑人的测试结果中,林恩只从
中选符合自己的结论的1项。《科学美国人》在1995年2月发表的一篇书评曾尖锐
地指出:“林恩对数据的歪曲构成了真正恶毒的种族主义行为,以及对科学客观
性的可耻蔑视。”

    即使是被林恩选用的数据,他也没能做到诚实地加以使用。我曾经核对过他
引用的一组有关欧洲各国平均智商的统计结果。他对该统计结果取整数时,大部
分都遵循四舍五入的惯例,但是有的地方却奇怪地变成了五舍四入,意大利的
103.8变成了103,而爱尔兰的99.2却成了100。还有的出入更大,挪威的101.8成
了100,而希腊的99.4竟成了97。

    退一步说,即便林恩统计的结果无误,各个民族、国家的平均智商存在差异,
就能说明他们的智力天生就有高低之别吗?

    智力是极其复杂的现象,不论是从科学的角度还是从社会的角度,都没有人
能对智力下一个能被学术界公认的、恰当的定义,更没有人能够提出一个关于智
力的理论解释极其多样的与智力有关的种种现象。因此智力的高低,是不可能简
单地以一个数字来表示的。智商测试以及当代其他学习能力测试所测量的,只是
数学、推理和语汇能力,这最多只能说是智力的一小部分。

    智商的测试结果,并非就反映了遗传因素,并非就能说明天生比较聪明。事
实上,环境因素同样能影响到智商的测试结果。某些人在智商测试中得分高,是
因为有良好的营养、家庭、教育,甚至不过是他们更熟悉智商测试的内容和方式。
智商测试的结果显然与文化背景有关。林恩曾经引用过一项对非洲黑人进行智力
测试的研究结果。但是这项研究的研究者却认为,非洲黑人的测试结果偏低并不
能说明他们的智力低下,因为测试是用英语进行的,而大多数受试者的英语水平
极其低下,使得某些试题实际上无用。而且该测试假定受试者熟悉电子设备、显
微镜和西式女装等文化产物,对非洲黑人不利。

    智商测试是可以通过培训而提高分数的,在某种程度上测的是一个人的应试
能力。所以,如果东亚人的平均智商比较高,也许不过说明了他们的应试能力较
强,这并不是什么值得特别骄傲的事。为此沾沾自喜而去支持种族主义论调,就
很可悲了。

2006.4.9.

(中国青年报2006.4.12)

(XYS20060412)

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为什么南极没有熊?

6 04 2006年

  为什么南极没有熊?鳄鱼遇到食物掉眼泪是怎么回事?英国二战时为何停止
天气预报?……这些看上去很些刁钻古怪的问题出现在2006年录用公务员的公共
科目笔试中,消息传出后,舆论大哗。特别是第一个题目,许多人把它当成了一
道“脑筋急转弯”似的无聊题目,有些人还模仿“小鸡为什么过马路?”的经典
笑话,编造中外名人对“为什么南极没有熊?”的回答博人一粲。

    也有评论家是比较严肃地批评这道题的,质问在公务员考试中出这样的题目
有何意义。有一篇评论文章引用了中国科学探险协会常务副主席、中国科学院大
气物理研究所研究员的话,说这个小问题涉及到生命的起源、地球的形成、星体的
变化,到目前也是没有谁能确切回答,作为一个问题,是科学家长期研究的方向,
但不是一朝一夕能解决的云云。于是评论家批评说,对于这样一个连科学家都没
有确切答案的问题,叫考生怎么回答?阅卷人怎么评分?所有考生都得不到分也
就失去了评价考生能力的意义。

    该评论家显然把这道题当成了论述题,其实它是一道从4个答案选一的选择
题:A、因为南极在大陆板块分离时已经脱离了其他几个;B、因为气候问题,不
适合熊生存;C、因为没有熊赖以生存的食物,所以无法生活;D、南极以前是有
熊的,但由于经历过剧烈的地质变化,所以熊灭绝了。既然是选择题,即使考生
瞎选,也有四分之一的概率得分,所以不必担心考生都得不到分。

    从这道题提供的预选答案可知,它并非一道搞笑的无聊题目,而是一道科普
知识题目。它也并非新鲜好玩,其实是在科普节目、科普读物中常被提起的一个
问题,例如北京电视台的“科技全方位”栏目的“银屏科考”节目在去年8月份
就问到了这个问题,那时候应该正是公务员考试命题的前夕,可能是某个命题人
从这个节目得到的灵感。如果我的这个猜测是正确的话,那么这道题的标准答案
也可能参考了该节目提供的解释:“南极为什么没有北极熊?原因就是北极附近
是海洋,有丰富的鱼类作为北极熊的食物,而南极是大片的陆地没有北极熊需要
的食物,所以北极熊不能在南极生存。”按照这样的解释,答案大概是C。

    但是这个答案是错的。北极熊的主要食物是海豹,而不是鱼类,而海豹在南
极也有(其实南极鱼类也很丰富),而且南极还有企鹅可轻易地成为北极熊的美
味。如果有北极熊被引进到南极的话,它们一定就像是进了天堂,而对现在在那
里无忧无虑地生活着的海豹、企鹅则会是一场灾难。

    所以,南极其实非常适合北极熊生存。但是并不是适合某种动物生存的地方
就会有该动物的存在。动物的地理分布与其进化史密切相关。南极没有熊的原
因很简单:北极熊是在别的地方进化出来的,之后又没有机会跑到南极去。

    北极熊出现的历史并不长,它们和棕熊的亲缘关系非常近,可能是在更新世
的后期(大约20万~50万年前)从棕熊分化出来的。因为它们的祖先就像绝大多
数熊的其他物种一样是生活在北半球的,所以北极熊进化出来后就在北极生存了
下来。地质史上从未出现过从北极到南极的海洋全部冻结的情形,而北极熊又不
善于长途游泳,那么它们能扩散到南极的唯一途径就是通过美洲大陆。但是北极
熊又不适合在温带和热带生活,所以这就断了它们跑到南半球、再去南极的可能
性。

    南极要有熊的另外一种可能是由南半球的其他熊进化出来,但是这在历史
上不曾发生过。南美洲只有一种熊——眼镜熊,它与其他的熊的亲缘关系都很远,
如果碰巧由它进化成“南极熊”,也肯定与北极熊很不一样。

    “南极为什么没有熊?”并非一个无聊的问题,而是一个很严肃的进化生物
学问题,当年达尔文就是通过问类似这样的问题——为什么地球上许多地方有类
似的环境却没有生活着同样的物种——而得出了生物必定是进化而来的结论。这
个问题的答案在今天看来其实并不复杂。

    公务员应该具有一定的科学素质,在考试中出一些科普题目,我觉得是无可
厚非的。当然,是否要出略嫌过于专业的题目,可以商榷。题目的内容也应该由
有关专家审定才不至于出错。但是,从对这道题的冷嘲热讽和所谓专家的不负责
任的评论所反映出的科普现状,所暴露出的问题,要比出了一道错题更令人担忧。

2006.4.3.

(中国青年报2006.4.5.)

(XYS20060406)

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【旧作】风水究竟是科学还是迷信

30 03 2006年

    近日随着建设部中国建筑文化中心与南京大学易学研究所名义开办
的国内首个“建筑风水文化培训班”的开张,风水究竟是科学还是迷信,
以及如何看待科学与迷信的关系,又成了热门的话题。几个门户网站做
的读者投票结果,认为风水是科学者和认为是迷信者的比例差不多,前
者还要略多一些。现在风水在民间非常流行,自古以来地位卑贱的风水
先生变得身价百倍,甚至有些高校盖高楼,也要请“易学家”看风水,
出现这样的投票结果,也就并不出人意料。参与网上投票的属于文化程
度和科学素质相对比较高的人群,如果在一般中国大众中做类似的调查,
认为风水是科学的人数比例,很可能还要高得多。

    幸而赛先生不等于德先生,一门学问是科学还是迷信,并不由大众
投票来决定。如果一种迷信被许多人当成了科学,不过说明科普工作有
待加强而已。这一事件更值得关注的是,由于打着名牌大学和政府部门
的名义,使得风水似乎在学术上有了合法地位。难怪有人“喜见‘风
水学’登上大雅之堂”,声称“风水术”是“一门严谨的科学”,是
“中华民族经五千年生产生活斗争所积累的宝贵文化结晶”,建筑风水
学“有关科学,无关迷信”。

    也幸而一门学问是否科学,不能靠鼓吹者的自吹自擂。要把一样自
古以来就被有识之士视为不入流的旁门左道、近代以来被公认为迷信的
东西,一夜之间打扮成“严谨的科学”推销出去,毕竟太过匪夷所思。
所以即便是那些组织、支持办“建筑风水文化培训班”的人士,也不敢
夸这样的海口,不得不承认风水中含有“生辰八字、命理等一些无稽之
谈”、“阴宅风水,具有迷信的成分”。但是他们又认为,风水不完全
是迷信,风水中包含了许多合理因素,是“古代地理学”,符合“生态
建筑学”,甚至说风水实际就是环境学。

    我并不想否认在风水术中暗包含着某些由生活经验积累下来的合理
因素,例如风水所谓“左青龙右白虎”,原本是要以“坐北朝南”达到
冬暖夏凉的目的。但是人们“看风水”的主要目的并不是为了居家的舒
适自在,而是认为住宅、墓地的风水好坏可以影响居住者及其子孙的吉
凶祸福。因此,即便风水的内容不完全是迷信,其总体上、实质上也是
迷信。

    假如风水暗含着某些“生态建筑学”、“环境学”的道理,那么就
直截了当地从科学的角度提出、说明这些道理就可以了,又何必还挂着
“风水”的招牌,使用风水的说法?既然建房子“坐北朝南”是为了达
到冬暖夏凉的目的,这个道理浅显易懂,又何必用什么“左青龙右白虎”
故弄玄虚呢?

    其实风水中即使暗含某些合理因素,也非常少。即使撇开风水的迷
信目的不说,只看其具体设计,也含有许多不合理的因素。如果仅仅因
为风水中含有某些合理的内容,就要去提倡、推广风水,那么也就很难
避免风水中的不合理、迷信成分也跟着被兜售出去。清华大学建筑系教
授陈志华在批评风水时曾经举过一个例子:建筑风水书上认为水就是财,
因此四合院里水不能直着流出去,要拐两个弯,但是在现代建筑理论看
来,水拐两个弯再出去根本就是多余,还造成排水不畅,根本就不合理。

    清华大学建筑系另有一位支持风水研究的教授孙凤岐也举了
四合院为例说明风水之科学。他声称人长住四合院可以保持身体健康,
而久居高楼却有各种疾病,“这就是因为四合院的建造有它的科学依据,
利于长寿”。我没有见到有统计表明长住四合院的人要比久居高楼的人
更健康,一个显而易见的反面事实是,在四合院的时代,人们的平均
寿命要比现在短得多,我们当然不能因此就说住四合院让人短命,但至
少可以说没有证据表明住四合院让人长寿。所以,孙教授举的“证据”,
本来就是很成问题的。孙教授的逻辑也是很成问题的。即便孙教授的证
据能够成立,长住四合院的确比久居高楼更利于长寿,也不能就推导出
是因为四合院的风水好,更可能是因为住平房比住高楼更有利于长寿,
除非孙教授能够证明住四合院的人要比住其他平房、住小洋楼的人更长
寿。

    说“风水是古代地理学”,则属于无稽之谈。中国古代的确有地理
学,但是跟风水无关,郦道元、徐霞客并不是风水师,《水经注》、
《徐霞客游记》也不是风水书。退一步说,即便“风水是古代地理学”,
那么在已有地理科学的今天,也没有再去复古提倡、推广它的必要。正
如炼丹术从某种意义上可以说是“古代化学”,其中也不乏符合化学原
理的内容,但是如果现在我们还去提倡炼丹,举办“炼丹文化培训班”,
岂不是太过荒唐了吗?

    有人愿意把风水做为一种历史现象、文化现象来研究,当然无可厚
非。这有助于我们理解古代建筑的某些设计。但是如果有人要用科学包
装风水,提倡、推广“风水文化”,却有必要让大家看清其迷信的本质。

2005.9.25.

(北京科技报2005.9.28)

(XYS20050929)

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“耳朵认字”又来了

30 03 2006年

    1979年3月11日《四川日报》报道说四川大足县一位12岁的少年唐雨有“耳朵
认字”的功能,轰动了全国。随后北京等地也都纷纷报道发现有同一功能的少年
儿童,一股波及社会各个阶层的“特异功能热”席卷中国,引发了一场世界历史
上罕见的、历时十几年的伪科学闹剧。

    27年后,又一篇类似的报道出现在中国媒体上。今年3月17日,《燕赵都市报》
发出一则“灵寿农民培训孩子绝活 声称敢于叫板司马南”的报道,文中称:河北
省灵寿县31岁的农民马承杰自述经他培训,自己的儿子和两个侄女都掌握了蒙眼辨
物、识字和过目不忘、倒背如流的特殊本领。记者怀着强烈的好奇心和高度的怀疑,
前往灵寿亲自观看了一场令人难以置信的绝活表演,验证了马承杰的儿子和侄女
的确能蒙眼辨扑克牌、做算术题和骑车。至于“过目不忘、倒背如流的特殊本领”
倒没有验证。

    报道最后说:“虽然记者对马承杰培训出的3个孩子所具备的特殊本领始终持
怀疑态度,但因为他们表演的绝活找不出任何破绽,只能感到惊奇和不情愿的佩
服。”“马承杰表示,3个孩子的绝活绝非伪科学,他希望向反伪科学的斗士司马
南先生发出挑战,以证明自己并非靠障眼法行骗的江湖术士。”

    虽然因为以前的“特异功能”臭名昭著,被改叫成了“特殊本领”、“绝活”,
在表演细节上也与以前有些差异,但是实质上还是一样的,都是想要证明人不通过
眼睛也能辨物、识字,还是变相的“耳朵认字”。

    令人略感欣慰的是,与当年唐雨“耳朵认字”轰动全国不同,这则“蒙眼辨物”
的报道转载者寥寥,连那些最喜欢登载这类奇闻异事的“新闻网站”也只有一家将
其收录,不知是因为没有被注意到,还是因为编辑、读者的素质提高了,不再那么
轻信了?

    “蒙眼辨物”、“蒙眼脱身”之类的表演在魔术表演中也经常见到,表演时魔
术师也会让观众来验证眼罩的真假,如果这位记者在场,也肯定会说“蒙上了记者
的眼睛,结果记者什么都看不见”。让记者去看魔术表演,即使他明知是假,我也
敢断言他肯定“找不出任何破绽,只能感到惊奇和不情愿的佩服”。

    如果有魔术师非要声称他的表演不是魔术,而是真实的“特殊本领”、“绝活”,
而且愿意接受验证,我们该怎么办呢?很简单,实验的条件要由我们来设计,而且
要设计得比较严密;实验过程要由我们来控制,而且要进行有效的监视。

    要验证马承杰的弟子是否真能“蒙眼辨物”,其实用不着司马南出面,如果记
者的态度能严谨一点,本来也可以办到。比如,在实验时,要把小孩带到陌生的环
境,马承杰本人不能在场,以免他发暗号;蒙眼的眼罩要由记者自备,不能用马承
杰提供的,以免其中有机关;试验用物(比如字条)要遮盖起来,至少字的一面要
背向小孩,以免被偷看,等等。

    其实,对最后一条,该记者也想到了:在完全没被他人看见的情况下,记者在
一张白纸上写下字,多次折叠后夹在一本书里,由三个孩子分别辨认。结果没有一
个能够辨认出来。这个记者称为“屏蔽状态下识字”的实验结果实际上已经否证了
这三个小孩有“蒙眼辨物”的能力。

    对此,马承杰解释,“可能是因为孩子们表演的节目有点多,累了,精神不集
中所致。”这种借口,和以前那些在严格的实验条件下表演不出来的“特异功能大
师”所用的借口一模一样,根本不能让人信服。

    如果记者负责任一点的话,就不应该就此停止了调查,而应该等小孩休息好了
再试,或者干脆多呆一天,第二天第一个就试这个所谓“屏蔽状态下识字”,看
马承杰还有什么借口可用。对于“过目不忘、倒背如流的特殊本领”更不该放过,
那本来更容易验证,只要预备几篇新作即可。

    奇怪的是,对一个本来已经被记者本人用比较严格的实验所否证的表演,记者
的结论却是“只能感到惊奇和不情愿的佩服”,而且还让马承杰“叫板司马南”。

    如果中国哪个旮旯的哪个蹩脚的业余魔术师都要来“叫板司马南”,记者都要
“佩服”,嚷嚷要司马南接招,司马南还不得累死。

2006.3.26.

(北京科技报2006.3.29)

(XYS20060330)

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被当成反科学偶像的科学英雄

22 03 2006年

几天前我给一批科技新闻记者做了一个有关如何识别假科学新闻的讲座,
其中有一个记者似乎认为我的观点有“唯科学主义”之嫌,告诫我说不能太迷信
科学了,科学的危害性有时要过很长时间才会被人们认识到,比如说农药DDT对
环境的危害,就是在人类已经使用它很多年之后,才被一个叫卡森的美国女人
发现的。

反对“唯科学主义”或反对“迷信科学”,是一些反科学人士的口头禅,这
种说法听得多了,即使是科技记者也难免受其影响。我们也经常见到有人举DDT
对环境的破坏作用为例控诉现代科学的罪恶,极端环保活动家则喜欢以《寂静的
春天》的作者卡森自比。那么,对DDT危害环境的发现,究竟是科学的耻辱还是
科学的胜利?卡森究竟是反科学偶像还是科学英雄呢?

与今天许多环保活动家没有理科背景不同,卡森首先是一个生物学家。
1926年她到宾州女子学院上学时一开始读的是文学创作,在其科学教师的鼓励下,
改读了在当时很少有女性去读的理科专业——生物学。本科毕业后她到美国著名的
生物研究所——伍滋·侯尔海洋生物学实验室从事研究,并在1932年获得约翰斯·
霍普金斯大学的海洋生物学的硕士学位,之后继续在马里兰大学从事动物学教研。

1936年,卡森到美国渔业与野生动物局工作,从事科研和文字宣传工作,
并在后来成为该局公共信息部的主任。在此期间,她成为著名的科普作家,出
版了两本非常畅销的描写海洋和海洋生物的科普著作,为她获得了很高的荣誉和
经济收入,使得她得以在1952年提前退休,专门从事写作。

1958年,卡森的朋友哈金斯夫妇写信向她反映飞机喷洒的DDT毒死了生活在
他们住地的鸟,卡森由此开始将其写作课题从海洋生物学转往生态学,在经过四
年多的搜集材料、写作之后,于1962年出版《寂静的春天》。两年后,卡森因患
乳腺癌去世。

卡森并不是第一个发现DDT对生态的破坏作用的人。事实上,在DDT被大规
模使用之后不久,科学家们就已相当清楚其危害。

DDT早在1874年就被合成出来了,但在相当长的时间内人们并不知道能用它干什
么,直到1939年瑞士化学家保罗·缪勒发现DDT能够有效地杀死昆虫,它才迅速被
派上用场。1944年1月,盟军开始用DDT消毒,消灭了由寄生虫传播的传染病斑疹伤
寒。之后,DDT又被用于控制其他由昆虫传播的传染病,特别是疟疾,拯救了无数
人的生命。由于这个原因,缪勒在1948年被授予诺贝尔医学奖。

战后,DDT也被做为农药广泛使用。与此同时,科学家们开始注意到了滥用DDT
的危险。1944年,美国经济昆虫学家联合会曾发表声明试图改变人们对DDT“过分乐
观和歪曲的印象”。次年,科学家们开始在一些报刊上介绍DDT的危害。1950年,
美国食品药品管理局宣布“DTT的潜在危害性极为可能被低估了”。

卡森在接到哈金斯夫妇的信后,做了文献检索和向她以前的同事们请教,
很快就发现,科学界对DTT的危害性早就了如指掌。许多生物学家在她之前已多次
试图引起公众对这一问题的关注。甚至就在《寂静的春天》出版的前夕,也有一名
生态学家缪雷·布克金出版了一本内容相似的著作《我们的合成环境》。但这些努
力都失败了。根据布克金的说法,卡森得以成功的原因是由于她具有“超级散文”
写作才能。

所以卡森绝非先知先觉者,更不是对抗科学界的斗士。恰恰相反,她是科学
的英雄,充当了科学界的传声筒,用扎实的专业知识和优美的文笔让公众注意到了
科学界的呼声,顶住了农药厂商的反击,并很快地影响了政府的决策。《寂静的春
天》出版后,肯尼迪总统要求其科学顾问进行调查。第二年,总统科学顾问委员会
发布关于杀虫剂的报告,大体上肯定了卡森的结论。随后,美国国会通过立法管
理杀虫剂的使用,并禁止了DDT的使用。

卡森并不一概反对使用杀虫剂。她只是反对滥用杀虫剂,支持有选择地、明
智地使用杀虫剂,大力提倡使用天然杀虫剂和进行生物控制(例如引入昆虫的天敌、
疾病、寄生虫)。在卡森看来,解决农业害虫的关键,不在于化学方法,而在于
生物学方法。卡森没能活着看到转基因技术的诞生。抗虫害转基因作物利用的正
是卡森所大力提倡的天然杀虫剂和生物学方法。我完全相信卡森如果还活着,
将会像其他生物学家一样支持转基因技术的应用。把卡森视为反科学偶像,借以
反对转基因技术,乃是对卡森的背叛。

2006.3.19.

(中国青年报2006.3.22.)

(XYS20060322)

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【旧作】欺世盗名的“八卦宇宙论”

21 03 2006年

    近日美国天文学家宣布他们在太阳系外围太空库伯行星带中,发现一颗编号
“2003UB313”的行星大小超过冥王星,应该算是太阳系的第十颗大行星。此事
虽然还有待国际天文学联合会的承认,但是已有人迫不及待地要来争夺发现权了。
据《华西都市报》报道,成都飞机设计研究所李力知研究员立即声称:“早在65
年前,第十大行星就被四川天文学家刘子华运用《易经》八卦推测出来了!当时
还得到过大科学家爱因斯坦的评审,轰动了天文学界。”

    很多中国人听说过刘子华用八卦推测“木王星”的故事,这事甚至还被写进
了国内出版的某些科普著作,但是很少有人知道他具体是如何推测的。原来,刘
子华无视现代天文学的常识,沿用古代天文学的错误认识,把太阳、月球当成与
大行星一样的星体,认为太阳系总共应该有12个星体,除了太阳、月球和九大行
星,还缺了一个大行星。他又认为,星体也有男、女之分,可相互配对形成配偶
关系,认为太阳同火星配偶,月球同金星配偶,地球同水星配偶,木星同土星配
偶,冥王星同海王星配偶。在如此这般拉郎配之后,剩下天王星还是孤家寡人,
等待着配偶,这个未知的配偶,他认为就是有待发现的第十颗大行星,他称之为
“木王星”。1940年,刘子华据此在法国出版了一本《八卦宇宙论与现代天文》,
据说靠它在法国得了博士学位。

    这种荒诞不经、近乎笑料的胡言乱语,竟然会得到爱因斯坦的评审,岂非太
小瞧了爱因斯坦的智力?我通读过爱因斯坦的著作,从来没有见到他提到刘子华
或什么“八卦宇宙学”。也没有哪一部爱因斯坦的传记记载过此事。1940年爱因
斯坦人在美国,怎么可能远隔重洋去评审一部不属于其专业范畴的法国博士论文
呢?可以肯定这是一个有意炮制出来抬高刘子华身价的谣言,正是这个谣言,让
不少人觉得“连爱因斯坦都表扬他怎么不算科学发现?”(网易的调查)。

    刘子华研究“八卦宇宙论”的时候,冥王星刚被发现不久,人们很自然地想
到太阳系是否还存在未被发现的大行星。所以刘子华绝对不是第一个提出太阳系
存在第十颗大行星的人,虽然他很可能是第一个系统地用迷信、伪科学方法研究
这个问题的人。预测第十颗大行星的人在刘之华之前有,在他之后也有,凭什么
就要把发现权归于他?法国勒威耶和英国的亚当斯被公认为海王星的发现者,因
为他们根据万有引力理论预先计算出了海王星在天空中的位置,之后才被德国的
伽勒观察到。而美国天文学家并不是根据刘子华的预测去发现第十颗大行星的,
很可能连刘子华是何许人都不知道,刘子华有什么资格被当成中国的勒威耶、
亚当斯?

    据说是因为“英美科学家公布的各种参数与刘子华当初推算的参数竟惊人地
相似”,果真如此的话,我们即使不相信“八卦宇宙论”,也不得不惊叹其巧合
了。而事实又是如何呢?刘子华用八卦推算出所谓“木王星”离太阳平均距离为
74亿公里,公转周期为736年。而新发现的“2003UB313”行星目前距离太阳大约
145亿公里,公转周期为560年。这个相差不止十万八千里的结果,实际上完全否
定了刘子华的预测。

    早在上个世纪40年代,我国著名天文学家张钰哲就已撰文驳斥过刘子华欺世
盗名的行径,但是这几十年来,只要国际天文学界在新大行星的问题上有所发现,
总有国人要把刘子华的“预测”拿出来显摆一番:1981年有美国天文学家宣布
发现第十颗行星;1987年有消息声称美国宇航局发射的两艘宇宙飞船先驱者10号、
11号探测到第十颗行星可能正在绕太阳运行;1988年又有报道声称夏威夷天文台
和伦敦天文台发现了新大行星的有关消息……都有人出来宣布“现代科学发现不
断证明刘子华推理的科学性”,根本不理会这些报道本身就是相互冲突的。

    看来错误的只会是天文学家的观察,惟有刘子华的“预测”是永远正确的,
刘子华的地位随着西方天文学家的一次次风马牛不相及的发现而不断攀升。
刘子华的故乡四川简阳洛带成立刘子华学术研究会,为其立雕像、建纪念馆,
因为“刘子华在中国虽不太知名,但在西方却是与哥白尼齐名的大科学家。”不
过,我敢打赌没有几个西方人听说过这位“中国的哥白尼”,也没有任何一部西
方科学著作会提到这位来自中国的江湖术士。利用中外信息交流的不便,伪造西
方科学家的评价,捏造轰动西方科学界的事实,在65年前也许还算是一个创举,
在现在大家都已经司空见惯了。为何一个65年前的欺世盗名之徒至今还被当成
“震惊世界的著名人物”,其荒诞不经的学说还被当成重大科学发现罩上炫目的
光环蒙骗中国人,倒是很值得深思的。

2005.8.7.

(北京科技报2005.8.10)

(XYS20050810)

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