不必害怕转基因大米

22 12 2006年

   自从中国启动转基因水稻审批程序,转基因大米有可能上中国人的饭桌这一消息在2004年年底披露之后,转基因大米的安全性问题就引起了媒体的广泛关注。国内媒体几乎一边倒地质疑转基因大米的安全性,甚至怀疑这是某些转基因技术研究人员为了经济利益拿中国人民的健康做试验的一场阴谋。与之相比,《转基因水稻——中国惊雷》一文还是比较客观、准确的。但是该文称:“食用转基因大米会有什么后果,它对国家的生物多样性会带来什么影响,中国的研究人员和政府官员都知之甚少。只有未来才能告诉我们,中国把希望寄托在这种风险未知的食物上是否押对了宝。”这种说法是很草率的。而对据说“正在单枪匹马地致力于检验转基因食品的潜在危险”的国家环境保护总局南京环境科学研究所研究员薛达元所提出的反对意见,该文也没有给出相应的回应,让读者不免对转基因大米心存疑虑。本文将对薛研究员的反对意见做出回应,目的就是想消除读者这种不必要的担心。

   
薛研究员称,对中国转基因大米是否有毒性只进行了一项研究:一些小白鼠被用转Bt基因大米喂养了3个月。结果没有检测到任何不良反应。“但是,这些研究不足以让我们做出让十多亿老百姓每餐食用转基因大米的决定。”实际上,这项研究可以说是多余的。美国农业部并不要求对Bt蛋白作动物毒性试验。这是因为Bt毒蛋白是已知对人体最安全的天然杀虫剂之一。我们敢下这个结论,是因为我们对Bt毒蛋白的作用机理有了非常透彻的认识。

   
Bt毒蛋白虽然号称“毒蛋白”,其本身实际上对昆虫也是无毒的,要被昆虫吃进去以后,才在昆虫肠道中被蛋白酶加工成有毒性的蛋白毒素,与肠道细胞表面上的受体结合,造成昆虫肠道穿孔。昆虫因此不再进食,1-3天后就饿死了。

   
但是这种情况不可能发生在人身上。这有几方面的原因。我们在吃食物时一般是要加热、煮熟才吃的,Bt毒蛋白是一种蛋白质,蛋白质加热后会变性,实验表明,Bt毒蛋白在60摄氏度的水中煮一分钟就失去活性。即使是生吃也没有关系,Bt毒蛋白只有在昆虫肠道碱性环境下才能加工成有毒的蛋白,而人的胃环境是酸性的,并且人的肠道细胞表面不含有毒素蛋白的受体,因此不会中毒。被人吃下去的Bt毒蛋白,会像其他蛋白质一样被消化、分解掉。

   
美国使用Bt毒蛋白做为生物农药已有几十年的历史,大面积种植含Bt基因的抗虫害转基因作物也已有十来年的历史,迄今未发现一例人畜因吃这种作物中毒的。用老鼠和绵羊做的实验也表明吃Bt毒蛋白不会影响哺乳动物的身体健康。

   
薛研究员的另一个反对意见是:“转基因水稻的秧苗会和野生水稻的秧苗杂交,导致后者彻底灭绝。”理论上,种植杂交水稻或任何人工培育的水稻品种的秧苗同样会和野生水稻的秧苗杂交,导致后者彻底灭绝,那么我们是否也应该反对种植杂交水稻或任何人工培育的水稻品种呢?转基因水稻与其他人工培育的水稻品种的差别在于多了那么一、两个外源基因,与水稻基因组含有的数万个基因相比,是微不足道的。如果不担心人工培育的水稻品种的基因会“污染”野生水稻,为什么就特别在乎这一、两个外源基因呢?实际上,正是因为这一、两个外源基因的存在,使我们很容易对转基因水稻是否“污染”野生水稻进行检测、追踪,从而保护那些未受“污染”的野生水稻,相反地,要检测、追踪杂交水稻对野生水稻的“污染”,就很难了。

   
薛研究员还有一个反对意见,是昆虫将会对转基因作物产生抗性。这种情形几乎必然会出现,但是并不构成反对转基因作物的理由。正如细菌会对抗生素产生抗性并不成其为反对使用抗生素的理由。对此,我们需要考虑的是如何采取措施尽量避免或延缓昆虫抗性的存在。即使某个地区的昆虫对某种抗虫害转基因作物产生了抗性,也没有什么可怕的,并不意味着“转基因植物对农业的种种好处也将化为乌有”。它不过意味着那种抗虫害转基因作物已不适合在那个地区种植,需要研究、种植其他类型的抗虫害转基因作物了。

   
就像任何一门技术,转基因技术使用不当,也会出现问题,但是这些问题在其他传统育种技术中也都会存在,没有必要因此就特别害怕它。转基因技术其实仍是传统的育种方法的延伸,只不过比传统育种技术更为精确,更有目的性,更容易控制而已。转基因作物所面临的健康、环保问题,传统作物同样也有。由于采用了更精确的技术和受到更严格的管理,转基因作物和食品可能甚至比常规作物和食品更安全。

2006.11.8.

(载法国《新发现》(Science & Vie)中文版2006年12月)

(XYS20061222)

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没有科学是万万不能的

20 12 2006年
    
近年来人文学者在文章中批几句“科学主义”已成为显示自己见解高超的一种时髦。且不说像我这样喜欢去给别人挑科学错误的人经常被戴上“科学主义者”的高帽,就连欢迎赛先生的“五·四”先贤们现在也被一些人称为是想搞科学主义。这个科学主义究竟是什么样的可怕怪物呢?

   
按照《牛津英语词典》的定义,科学主义通常是个贬义词,是用来指相信科学知识和技术万能的信仰,也用来指认为物理科学的研究方法能够取代其他领域(例如哲学以及人类行为学和社会科学)的研究方法的观点。按照这个定义,科学主义有两方面的含义,一是认为科学万能,二是认为科学方法具有普适性,能用于传统上被认为是非科学的其他领域。

   
因为这是一个用来贬损、丑化他人的词语,所以未必真能反映出被贴上科学主义标签的人的真实观点。如果真有人相信科学万能论,那只能说这个人不太了解科学的本质、方法和精神。人们对科学知识的掌握和应用受制于客观规律,因此科学不可能像宗教、迷信那样自称能创造“奇迹”。科学与万能二者之间存在着根本的冲突,“科学万能”就跟“科学宗教”、“科学迷信”一样在语义上是自相矛盾的。所以我不知道是否真存在科学万能论这种信仰,那些被称为信仰“科学万能论”的人,其实不过是相信没有科学是万万不能的。

   
但是认为科学方法具有普适性,能够应用于社会科学和人文学领域,却并不荒唐,而且早已变成了现实。“科学主义”一词出现于19世纪下半叶,科学的蓬勃发展已经开始触及到人文领域时,引起了某些人文学者的反对,他们试图用“主观”的人文研究方法来对抗“客观”的科学研究方法,批评那种想把科学方法应用于人文学研究的思想为科学主义。

   
这种对抗是徒劳的。传统上被认为与科学无缘的一些领域,在今天已经在广泛地应用科学方法,例如社会学、经济学、心理学、政治学、伦理学乃至宗教学。这是
“科学主义”的胜利。可以预料,科学方法在以后将会得到越来越广泛的应用,不断地冲击着人们的传统观念。毕竟,科学方法是人类所能掌握的最可靠的研究方法,当然值得推广。即使不能应用于研究一切问题,在学术上做一下尝试也无妨。就连一直被国内某些人文学者抬出来做为反对科学主义的旗手的哈耶克,也极力主张用生物学成果来解释社会现象,算得上是一位科学主义者。

   
许多人认为科学只能揭示客观事实,而不能提供价值判断,后者应该由哲学、宗教去做。这种观点并不恰当。客观事实会直接影响到价值判断,准确的价值判断也离不开客观事实。没有科学基础或违背科学事实的价值判断必然是盲目的。科学成果在今天对人们的世界观、价值观正发挥着越来越重大的影响。宇宙、意识、起源、人性……这些概念在以前只是哲学、宗教问题,在今天却是个科学问题。宇宙学、进化论、遗传学、认知科学、生态学等等科学学科的研究成果都在挑战传统观念,影响甚至直接提供价值判断。

   
当然,还有许多领域、许多问题是科学一时无法解决的,甚至以后也难以解决的。但是科学还没能去占领这些角落,并不等于现在盘踞在那里的种种说法就是合理的。既然科学方法是发现客观真理的最可靠的方法,如果连科学都还无法做出回答,我们有什么理由相信其他的方法——比如神学的方法、迷信的方法——提供的答案反而是合理的呢?例如,关于人类的起源,在从前有无数的神学说教、民间传说,在进化论出现后,人们就知道它们全是虚妄。

   
今天在中国引起关注的科学真伪问题,实际上根本就没有涉及到未知的科学问题,也没有进入科学之外的其他领域,而全都是在科学研究的领域,而且科学已经提供了明确的答案的,只不过反对者不愿承认或不了解而已。如果仅仅是因为认为在科学的问题上,没有科学是万万不能的,坚持要用科学方法、科学知识检验那些想到科学领域把水搅浑的非科学、伪科学学说,就成了科学主义,那么,当这样的科学主义者,其实光荣得很。“科学主义”这个贬义词,由于反科学人士的滥用,在今天的中国,反而要变成褒义词了。

2006.12.18.

(《中国青年报》2006.12.20)

(XYS20061220)

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在人类的感觉之外

8 12 2006年
   法布尔的《蝉》被选入中学语文课本时,删去了“蝉的音乐”部分。在这个部分,法布尔介绍了他做的一个著名实验。一般人认为蝉发音是为了喊叫同伴,但法布尔认为这个意见是错误的。他借来两支土铳,在树下连开了两枪,声如霹雷。但是树上的蝉仍然继续歌唱,一点没有受到枪声的影响。于是法布尔认定:蝉好像一个极聋的聋子,对自己所发的声音是一点也感觉不到的!

   
其实蝉并非聋子,它身上也长着类似于人类的耳鼓的膜可以感觉声波,只不过能探测的声波频率范围比较窄,大致在3000到15000赫兹之间,但是这已足够让它们很清楚地听到其同种发出的声响。

   
我们很容易先入为主地以为其他动物有着和我们一样的感官,因为蝉没有听到我们能听到的声响,就以为它必定是极聋的聋子。人耳能感知的声波频率范围要比蝉宽得多,在20到20000赫兹之间。低于20赫兹的次声波和高于20000赫兹的超声波是我们无法听到的。但是大象却用次声波相互通讯,而蝙蝠和蛾子之间却在进行一场超声波战:蝙蝠能发射和探测超声波用以侦察猎物,而蛾子也能探测蝙蝠发出的超声波加以躲避。在这些动物看来,我们人类也是聋子。

   
人眼能够看到的光的波长范围大约在红光的770纳米到紫光的390纳米之间,因此我们把这个范围的光称为“可见光”,波长大于770纳米的红外线和低于390纳米的紫外线都是人眼看不到的。但是响尾蛇在夜间能够看到老鼠体温散发出来的红外线,蜜蜂则可以看到花瓣上的紫外线组成的图案,据此飞向花中心的花蜜和花粉。有的昆虫能够通过吸收或反射紫外线相互通讯。还有许多昆虫和鸟能依靠空中的紫外线分布导航,即使太阳被云彩、山峦、建筑物遮挡,它们也能通过感觉偏振光而确定太阳的具体位置。

   
人类的嗅觉更是乏善可陈。嗅觉最灵敏的人也只能最多分辨数千种味道,而狗能分辨出数百万种味道。大多数哺乳动物的嗅觉都比人灵敏得多,它们仅凭气味就能分辨敌友、发现猎物。

   
还有许多动物具有在人类看来非常神奇的“第六感”。例如,从单细胞的原生生物到哺乳动物都能利用体内分泌的化学物质——外激素——相互联系。蛾用外激素寻找配偶,蚂蚁用外激素调节社会行为、标记食物线索,哺乳动物用外激素标记领地、发出警告以及寻找配偶。人类用以感觉外激素的器官犁鼻器已经完全丧失或高度退化了,人类是否也能用外激素进行无意识的通讯是一个还没有定论的问题,争议本身就说明人类即使存在这种“第六感”,也是微不足道的。

   
有的“第六感”对我们来说更是完全陌生的。许多昆虫、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类动物都能感觉地球的磁场,用它来导航。有些动物(例如信鸽、鲸)甚至能通过感觉磁场强度的细微变化确定自己所在的位置。许多水生生物能够探测到其他动物体内散发出的电场,并进行电子战:鲨鱼能够通过探测猎物的电场进行捕食,有的鱼类则能自己发射电场,通过探测电场变化发觉捕食者。

   
有的人因此认为人类与其他动物相比,各项感官都退化了。汇总各种动物之长比人类之短,显然是不合适的。动物感官的差异,是适应环境的进化产物。我们的祖先没有进化出某种感官,或者某种感官出现退化,根本原因是没有这方面的需求,甚至要加以避免。例如,紫外线能对细胞中的遗传物质造成损伤,会导致癌变。为了保护视网膜,人眼就不能去感觉阳光中的紫外线,紫外线在进入人眼时,大部分都被角膜中的黄色素吸收、过滤掉了。而对于寿命短暂的昆虫、鸟类,它们不必担心视网膜癌变的危险,就可以去感觉、利用紫外线。

   
人的某些感官能力其实在动物中极为突出,例如人的视觉分辨能力和色彩感觉能力就非常发达。视觉是人类接受外部信息的最主要途径。我们看到一件陌生的东西,首先会仔细端详其形状和颜色,而其他哺乳动物则可能是过去闻闻其味道。大多数哺乳动物是色盲,但是人眼却能感觉、分辨极为丰富的色彩,这对生活在森林中以果实为主食的人类祖先至关重要,他们远远地就能把成熟的果实与不可食用的不成熟果实和叶子轻易分辨出来。有一个有趣的假说认为,人眼之所以对黄光特别敏感,是因为那是成熟香蕉的颜色。

   
当然,由于我们拥有无与伦比的大脑,感官也就相对不那么重要了。发达的大脑让我们能够通过制造和使用工具弥补感官的不足,而科学也让人类不能感觉的其他感官世界不再神秘,甚至可被利用了。

2006.12.04.
(《中国青年报》2006.12.6.)
(XYS20061208)


我们需要补钙吗?

29 11 2006年
    
人体要正常地运转,除了需要从食物中吸取水、蛋白质、脂肪、碳水化合物和维生素,还需要多种矿物质。其中需求量最大的矿物质是钙,大约占了体重的2%。体内98%的钙都用于组成骨骼。

   
看上去死气沉沉的骨骼其实是一个活生生的动态系统,不断地发生着新旧更替:在骨的表面,成骨细胞不断地吸收钙制造新的骨组织,而旧的骨组织则不断地被破骨细胞破坏掉。在少年儿童时期,新生的骨组织远多于被破坏的骨组织,钙的净吸收量能达到60%,骨骼也因此不停地增长。到20岁左右,骨骼的增长停止了,骨吸收的钙量逐渐减少,不过仍多于丧失的钙,骨质因此变得越来越密,直到30岁左右,达到了最大值。

   
从30多岁开始,骨丧失钙的速度逐渐高于吸收钙的速度,从而导致骨质的减少。从40岁开始,几乎所有的人都开始逐渐丧失骨质。如果在30岁之前没有存储足够多的骨质,之后又没有补充足够的钙,那么随着年龄的增长,骨质丧失越来越多,骨变得越来越疏松,最终无法支撑身体的重量,很容易发生骨折,就得了骨质疏松症。这是导致老年人残废和死亡的主要因素,大约一半的老人面临这种危险。骨质疏松症的另一个后果是脊柱无法承受身体的重量,导致驼背,压迫内脏。绝经妇女受骨质疏松症的影响更大,骨质疏松症的患者约80%为女性。

   
因此在人的一生各个时期,都需要保证能从膳食中吸收足够量的钙。根据美国医学科学院制定的标准,青少年时期(9岁~18岁)对钙的需求量最大,每天要摄入
1300毫克。成年人(19~50岁)每天推荐量为1000毫克。由于对钙的吸收能力随着衰老而降低,所以51岁以上的成年人的每天推荐量又增长为
1200毫克。孕妇对钙的需求量显然也要增加,但是由于孕妇从肠道吸收钙的能力也增强,所以每天推荐量没有增加,仍然是1000毫克。

   
鲜牛奶和酸奶是饮食中钙的重要来源,一杯(240毫升)鲜奶或酸奶的钙含量达300毫克。此外,豆腐、坚果和深绿色蔬菜(甘蓝、花椰菜等)也富含钙。但是大部分人并没能从日常饮食中吸收足够量的钙,女性尤为明显。因此,人们需要有意识地补钙,有计划地增加饮食中钙的含量,例如每天喝3杯牛奶。但是对许多人来说,是很难长期实施这样的饮食计划的,那么就可以考虑每天口服钙片。

   
目前市场上卖的钙片主要是两种形式:碳酸钙和柠檬酸钙。碳酸钙片比较便宜,含钙量高(含40%),但是要有足够的胃酸才能被吸收,最好在进食时或进食后不久胃酸分泌最高时服用。柠檬酸钙比较贵,含钙量低(含21%),不过不需要胃酸也能被吸收,比较适合胃酸分泌少的老年人。各个厂家生产钙片质量不一定一样,可以用一个简单的办法测试它们是否能被身体吸收:用一小杯温水或醋溶解一片钙片,看看是否能在30分钟内几乎全部溶解。

   
因为许多人误以为天然的东西较好,所以市场上还有一些用牛骨粉、白云石、贝壳粉做成的“天然”钙片,但是这些“天然”钙片可能含铅、汞、镉等有害重金属,要避免服用,不要迷信“天然”的东西。

   
人体一次最多只能吸收500毫克的钙,因此不要买每片含量高于500毫克的钙片,否则只是浪费。如果你需要一天补1000毫克的钙,应分两次各服500毫克的钙片,而不要一次服1000毫克。有的人在吃了钙片后会便秘,如果发生这种情况,可以尝试改用一天多次服用小剂量的钙片。

   
补钙不是多多益善。每天摄入的钙不宜高于2500毫克,否则有导致血钙过高、损害肾脏、影响其他矿物质的吸收等危险。以前有人担心高量摄入钙会导致肾结石,最近也有一项调查表明那些每天服用钙片的老年女性患肾结石的比率略有增加。不过,其他的研究表明高量摄入钙反而降低了肾结石的风险。最常见的肾结石是草酸钙肾结石,摄入草酸过多和饮水过少可能是形成肾结石的更主要因素。

   
人体要吸收、利用钙,需要有维生素D的参与。一个人每天对维生素D的需要量为5~10微克(200~400国际单位),但是人的皮肤受到紫外线照射后可以自己合成维生素D,无需从膳食中摄取。不过人体产生维生素D的效率和肤色深浅有关。肤色浅的人只要在阳光下照射15分钟就能够生成足够一周需求的维生素
D,肤色深的人则可能要用几个小时才能达到类似的效果。如果你的肤色很深,或很少晒太阳,可以考虑服用维生素D片。维生素D也不是多多益善,如果每天的摄入量超过50微克(2000国际单位),会危害健康。

   
然而,靠钙片补钙的效果并不像钙片广告所宣传的那么大。今年2月美国研究人员发布了一项关于补充钙剂、维生素D和骨折风险的研究报告。他们对36282名
50~79岁的绝经期健康妇女进行临床试验,将她们随机分成两组,一组每天口服1000毫克钙(碳酸钙片)和400国际单位维生素D,一组每天口服安慰剂,试验时间平均持续7年。结果表明,补钙组的髋骨骨质密度有略有增加(增加了1.06%),髋骨骨折的发生率平均减少了12%,不过后一数字被认为不具有统计意义。补钙对60岁以上的妇女的作用更显著,补钙组髋骨骨折发生率减少了21%。

   
导致骨质疏松并非只有钙摄入量不足这个因素,还有其他因素,包括遗传、吸烟、酗酒、雌性激素少、缺少运动、身材单薄、摄入食盐和肉过多、某些药物的副作用等。因此要预防骨质疏松,除了补钙,还要尽量减少其他因素,戒烟、戒酒、增加运动、减少食盐和肉的摄入。每天从事30分钟的跑步、滑冰、举重、体操、舞蹈等需要抗拒重力的负重性运动能够增强骨的强度和密度,有助于预防骨质疏松。膳食中食盐和肉过多会使肾脏排泄过多的钙,因此应把每天食盐的摄入量控制在
2400毫克(约1小调羹),肉控制在170克。

(《经济观察报》2006.11.27.)

(XYS20061128)

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与蛆共生

24 11 2006年
   芝加哥大学进化生物学家杰里·科因上个世纪70年代在哈佛大学攻读生物学博士学位时,有过一段奇遇。1974年夏天,他选修热带生态学课程,前往哥斯达黎加的热带雨林实习。每天晚饭后,学生聚在一起听课,也就难免遭到热带蚊子的袭击。

   
一天晚上,科因觉得头皮被蚊子叮了一下,开始发痒。几天后,头皮发痒不仅没有消退,还肿起了一个大包。科因感到不妙,请一个学医学昆虫学的同学做了检查。这位同学告诉他吓人的检查结果:他的头皮寄生着一条蛆。

   
众所周知,许多蝇类会把卵下在伤口或眼睛、耳朵等人体开口处,让这些地方生蛆,蚕食人的肌肉,给人带来生命危险。但是科因的头皮原来并没有伤口,他也没有发觉自己被蝇类袭击过,蛆又是怎么长出来的呢?

   
原来,那是一种很特殊的蝇类——肤蝇,它会巧妙地借助蚊子间接袭击人类。肤蝇会捕捉蚊子,把卵粘在蚊子的腹部,然后将蚊子放生。几天后,蛆发育成熟了,但是仍然呆在卵里等待时机——等待蚊子叮人(或其他温血动物)时,蛆感受到了体温,就孵化出来,钻进人的皮肤中寄生下来,靠吃人肉为生。

   
一旦你被肤蝇蛆看中,清除起来就很麻烦了。你可能会想到要把它拉出来。但是它的末端长有两个钩子,紧紧地钩住肌肉。你拉它时,钩子会钩得更紧,如果你用力想把它拉出,它就会被拉断,蛆的下半部分会残留在人体内,能导致感染,要比让蛆寄生危险得多。蛆会分泌抗生素,防止细菌、真菌来跟它抢肉吃,因此让蛆活着,伤口反而不会感染。

   
哥斯达黎加本地人在遇到蛆寄生时,会用一种草药把蛆杀死。不过,为了避免感染,把蛆杀死后仍然需要动手术把被寄生的部位清除干净,但是在热带雨林中很难找到外科医生。

   
还有一种治疗办法是利用蛆需要呼吸空气的习性。蛆躲在皮下,通过一根吸气管穿破皮肤透气。如果用一块生肉紧紧地压在蛆的吸气管开口处,蛆为了能够吸气,就不得不往上爬,钻到生肉中,离开了人体。科因的一位同学就是通过这种办法把寄生的蛆除掉了。不过这位同学被寄生的部位是臀部,科因要如法炮制的话,就要把头发剃光,而且在头上绑一块生肉,在炎热的热带夏天,这么做可不好玩。而且这种治疗办法还不一定就会成功。

   
想来想去,科因决定还是等回校后再找医生处理比较保险。与蛆共生并不像想像的那么可怕,大部分时间都没有什么感觉,在蛆翻身时才会感到一阵刺痛。几个星期后,科因回到了哈佛,这时头皮上的隆包已长到了像鹅蛋那么大。他马上前往哈佛诊所,吸引来了一群好奇的医生和护士围观。这让科因感到很恼怒,决定放弃治疗,顺其自然,让这只蛆完成其生命历程。

   
科因此时已经适应了与蛆共生的生活,他甚至喜欢上了这只蛆和隆包,用它来吓唬人寻开心。终于,在一个晚上,在观看棒球比赛时,科因发现蛆正在奋力往外钻,他知道一切即将结束了。当天晚上,一只大约一英寸(2.54厘米)长的蛆完全破皮而出。在自然状态下,成熟的蛆将会钻进土壤中,长出蛹壳,把自己包裹住,变成蛹,几周后就会变成蝇。科因把这只蛆放进一个装了消毒过的砂子的玻璃瓶中,细心看护。但是它在能把自己用蛹壳包裹住之前,干死了。

   
科因虽然逐渐适应甚至喜欢上了它与肤蝇的共生关系,但是一开始是被迫的,而这只肤蝇蛆似乎也善解人意,很幸运地没有给他带来太大的痛苦。在此之前,在巴拿马工作的昆虫学家劳伦斯·邓恩主动让肤蝇寄生,并经历了更大的痛苦。他发现一只携带着肤蝇卵的蚊子后,觉得这是一个观察肤蝇的生活史的良机,就主动伸出左臂让蚊子下了两只蛆。第二天,伤口开始红肿,他惊讶地发现蚊子还在他的右臂和右腿也各下了两只蛆。虽然他为此常常感到痒得很厉害,有时还会感到刺痛,但他让这六只蛆都生存了下去,仔细地进行观察。这些伤口越长越大,并破裂流出许多脓、血,不得不进行包扎。过了46到55天,这些蛆先后钻出,被放进试管中,后来都成功地变成了蝇。邓恩发现,在蛆离开后,他的伤口就很快愈合了,不过有一处过了八个月还留有疤痕。

   
在生物学上,生物的共生关系有三种:对一方有益、另一方有害的属于寄生,对一方有益、另一方无益也无害的属于共栖,对双方都有益的属于互惠。肤蝇与人原本是纯粹的寄生关系,但是科因却从这种关系中找到了乐趣,邓恩更是借助这种关系增长知识,也许我们应该说,他们与肤蝇的关系,变成互惠的了。

   
科因的生活后来再也没能离开蝇,不过是一种非常常见的、对人无害的实验动物——果蝇。

2006.11.19

(《中国青年报》2006.11.22.)
(XYS20061124)


论科学精神(旧作四篇)

14 11 2006年
                      
什么是科学精神?

   
科学普及时不仅要普及科学知识,更要普及科学精神,这已成了中国科普界的一项共识。甚至连伪科学的鼓吹者也跟着嚷嚷要发扬科学精神,把伪科学人士打扮成富有科学精神的斗士,哥白尼、伽利略再世,而批判伪科学者倒成了违背科学精神的暴君教主了。显然,伪科学斗士与反伪科学斗士所理解的科学精神并不完全相同。那么究竟什么是科学精神?

   
科学精神是多方面的。最容易获得赞同的一点,是探索精神。永远要对新鲜的事物敞开心灵,准备接受新的知识,容纳新的观念,探讨新的奥秘,追求新的结果。这是科学得以发展的基础。科学源于人类与生俱来的对未知事物的好奇心。事实上,许多动物都具有好奇心,这是对环境的一种适应,可以说是进化的产物。正是在这个意义上,也仅仅在这个意义上,我们可以说每一个健康的儿童都是科学家。儿童热衷于探究新事物,问各种各样的问题,但是也轻信荒唐的解释,接受无理的答案。他们所缺乏的,是科学精神的另一个方面:怀疑。怀疑意味着科学绝不相信权威,也绝不无条件地宽容。显然,愤世嫉俗似的怀疑一切是不智的,将因为心灵闭塞而失去了探索的能力。但是如果不具有怀疑精神,就失去了分辨是非的基础,所有的观念,不管是合理还是荒唐,都可以被全盘接收,科学将成为垃圾场。但是伪科学人士也可以争辩说,他们富有怀疑精神。的确,他们很有怀疑科学主流的勇气:“科学神创论”者怀疑进化论,研究“特异功能”者怀疑物理定律,诸如此类。而我们则怀疑他们的怀疑。这两样的怀疑有什么区别呢?我们又如何避免心灵闭塞、怀疑一切呢?为解决这个问题,我们必须为科学精神增添新的内涵:实证和理性。

   
实证不只是要求有支持的证据。伪科学者往往声称他们有证据,也会在其论著中列举种种证据。但是那些全都是轶事、流言、类比、某位权威(往往是其他领域的权威或断章取义)的说法、捏造的事实、巧合等等,都不是能被科学界接受的证据。实证要求有确凿的证据:在严格控制的条件下,用严密的方法,重复、独立得到的观察和实验结果。控制条件、重复性、独立性和概率统计,乃是实证的特征,更是伪科学的死敌。实证离不开理性,亦即用严密的逻辑对证据进行分析和推导,在各种可能的解释中选择最合理、最可能的一种。在缺乏证据时,也能够排除那些不合理、不可能的解释。休谟曾经提出一条判断原则,他称之为公理:“没有任何证言足以确定一个神迹,除非该证言属于这样的情形,其虚假比它力图确立的事实更为神奇。”这就是一条理性的原则。此外,象非常不平常的声称要有非常确凿的证据、从个案得不出普遍结论、相关的事件不等于有因果关系、无法证明不存在不等于必定存在、使用科学术语不等于科学理论、取证的责任在反主流的声称者一方、看上去无法解释的现象不等于不能解释等等,也都是理性的原则,是反伪科学的有力武器。每一个健康的人都能够掌握严密的逻辑思维,但是每一个健康的人也都必须经过恰当的教育和严格的训练才能掌握严密的逻辑思维。即使是训练有素的科学家也未必时时刻刻都在坚持理性的原则。实证和理性精神是科学精神中最为重要、然而也是最难掌握的方面,应该成为发扬科学精神的重点。

   
探索、怀疑、实证、理性,是科学精神不可分割的四个方面。孤立地强调某一方面,都是在为伪科学大开方便之门,或者有阻碍科学发展的危险。正是在这四面旗帜之下,科学研究不断地观察、检验,抛弃错误的观念,增添新的知识,从而持续地进步。在人类形形色色的活动中,我们很难再找到另一种能够持续地进步。文学、艺术并不进步,而是风格的改变。人文、宗教并不进步,只有流派的演变。但是与伪科学者所宣扬的相反,科学的进步并不是推翻一切重来的大革命,而是在原有基础上的演化。科学的进步是连贯的进步。被视为现代科学最大的两场革命也是如此:达尔文的进化论并没有推翻了博物学、地质学的一切成果,而是保留了其中绝大部分数据和理论,做了重新解释。爱因斯坦相对论并没有推翻牛顿力学,而是它的扩展、深化。爱因斯坦在总结他的成果时曾经说过:“创造一个新理论并不象是摧毁一个旧谷仓,然后在原地建一座摩天大厦。它倒象是在攀登一座山,获得了新的、更宽阔的视野,在我们的起点和它的丰富环境中发现意料之外的联系。但是我们的出发点还在那里并能被看到,虽然它显得较小,并成了我们在探险攀登中克服障碍后所获得的广阔视野中的一个微小的部分。”妄图一举创建全新的科学,只存在于伪科学者的白日梦中,而事实上伪科学也从没能有任何的进步,因为他们不敢承认更不必说纠正错误。持续、连贯的进步,是科学的特征,也是科学工作者的自豪与慰藉。

2000.12.9.

                      
“科学精神”不是中国专利

   
北京大学哲学系教授、科学传播中心主任吴国盛8月20日在《大众科技报》发表了一篇题为《科学精神与自觉意志》的文章,质问现在国内大讲“弘扬科学精神”的“背后的动机是什么?”,因为据他说“科学精神”属中国特色:

  “科学精神这个词不太容易译成英文。像scientific
spirit这种词组似乎在英文里也不常使用的。我想起称一个人有哲学头脑往往使用‘philosophic-minded’,比如
‘philosophic-minded
scientist’,就是一个科学家有哲学头脑。我们似乎也可以把有科学头脑、科学精神的人称为‘scientific-minded
person’。当然还有其它的译法,比如mind of
science。但这些词组在英文里似乎都不是有特定含义的高频词组,科学精神这个词中国味更足一些。我们中国人喜欢使用‘精神’这两个字,什么批判精神、怀疑精神,什么宽容精神、创新精神,一大堆。为什么呢?我想,可能是用了‘精神’两个字,就比较来劲,比较有神,比较有‘精神’,因为精神就是活力嘛。这是使用精神一词的‘修辞’动机。”

   
去年1月12日吴国盛的同事刘华杰在北京一个讨论“科学精神”的会议上做题为《“科学精神”语义分析》的发言,也声称“据说,英文好像根本没有与中文相对应的科学精神、人文精神的叫法”。我读其发言稿后,写去一信,提供资料指出这种说法是极其错误的,“科学精神”(scientific
spirit或spirit of science)和“人文精神”(humanistic
spirit或spirit of
humanism)这两个词在西方用得非常多,哲学、历史(特别是研究文艺复兴时期的)著作中也常见。刘华杰后来在文中补充了一句:“方舟子的调查表明,英文中经常使用scientific
spirit和spirit of
science。”并在文后附上我提供的证据。吴国盛想必读过这篇发言稿,却到现在仍然把“科学精神”当成中国特色,质问提倡者的动机,倒真要让人质问他
“背后的动机是什么?”了。我查了一下,吴国盛的这篇文章其实是以前一篇题为《谈科学精神》的文章缩写,在后者就很明确地说:“我有一种感觉:许多人讲弘扬科学精神,其实也就是鼓吹科学主义的意识形态。”并摆出一副科学导师的派头,标榜自己“爱护科学的纯洁性,防止别有用心者利用科学,制造科学的‘僭越
’”。他也想提倡科学精神,但是动机特别,“为的是解决现代科学自身的问题”。

   
老实说,看到研究科学哲学、科学传播,而且经常将“人文精神”挂在嘴上的哲学系教授竟然不知道西方也有“科学精神”,是非常令人惊讶的。科学哲学的创建者之一、法国著名哲学家巴什拉(Gaston
Bachelard)在1934年出版的名著题目就叫《新科学精神》(Le nouvel
esprit
scientifique),而现代人文主义运动的经典文献、34名思想家在1933年联合发表的《人文主义者宣言》(Humanist
Manifesto)中,有一条就是:“宗教必须根据科学精神和方法制定其希望和规划。”(Religion
must formulate its hopes and plans in the light of the scientific
spirit and method.)其对有关专业文献的陌生,由此可见。
   
“科学精神”也出现在著名思想家的著作中。例如佛洛伊德的《生命的哲学》(A
Philosophy of
Life),尼采的《人性的,太人性的》,都多次提到科学精神。著名科学家也常常大谈科学精神。赫胥黎在1894年3月的一封信中说:

   
“我认为19世纪的主要特征是:科学精神的快速成长,继之将科学研究方法应用于解决占据人类心智的所有问题,以及相应地排斥已被证明无法担当研究任务的传统信仰。科学精神的活力已在每一个理论和实践的领域体现出来。你提到的那些杰出人物中有许多在其各自领域都是科学精神的有效喉舌。但是选择其中的任何一个做为这个时代的科学精神的力量和威严的充分体现,不管他是多么优秀,都是一个重大的错误。科学拥有许多先知,但是连出现一个救世主的希望都没有。”(I
conceive that the leading characteristic of the nineteenth century
has been the rapid growth of the scientific spirit, the consequent
application of scientific methods of investigation to all the
problems with which the human mind is occupied, and the correlative
rejection of traditional beliefs which have proved their
incompetence to bear such investigation. The activity of the
scientific spirit has been manifested in every region of
speculation and of practice. Many of the eminent men you mention
have been its effective organs in their several departments. But
the selection of any one of these, whatever his merits as an
adequate representative of the power and majesty of the scientific
spirit of the age would be a grievous mistake. Science reckons many
prophets, but there is not even a promise of a Messiah.)
   
居里夫人的女儿在《居里夫人传》中回忆了感人的一幕:在居里夫妇宣布发现镭以后,几名美国科学家去函询问分离和提取镭的方法。居里问居里夫人是否应该考虑申请专利,这将会得到一大笔钱改善生活和建一个良好的实验室,居里夫人毫不犹豫地说:“这是不可能的。这将会与科学精神相违背。……物理学家总是全部公开发表其研究成果。如果我们的发现有商业用途,那只是偶然的,我们不应该以之牟利。镭将被用于治疗疾病。……在我看来不能够从中捞好处。”在沉默了一段时间之后,居里同意:“是的,那将会与科学精神相违背。”(”It
would be contrary to the scientific spirit. ” Madame Curie: A
Biography, by Eve Curie)
   
美国伟大的记者孟肯(H. L.
Mencken)有句名言:“事实是,基督教神学就像其他所有神学一样,不仅抗拒科学精神,而且抗拒所有理性思维的意图。”(The
truth is that Christian theology, like every other theology, is not
only opposed to the scientific spirit; it is also opposed to all
other attempts at rational thinking.)
   
美国科学教育中,也很强调教科学精神。托马斯·威斯(Thomas M.
Weiss)曾在美国《全国科学教育研究会》杂志(National Association for
Research in Science Teaching, Vol. 53, No.
4.)发表一篇题目就叫《科学精神》(The Spirit of
Science)文章,将科学精神定义为:“对逻辑的尊重,对寻找数据的渴望,对知识和理解的愿望,对结果的考虑,对前提条件的考虑,对验证的要求,以及质疑一切。”(a
respect for logic, a desire to search for data, a longing for
knowledge and understanding, a consideration of consequences, a
consideration of premises, a demand for verification, and to
question all things.)
   
开有关“科学精神”研讨会,中国也不是首创。1999年7月4-9日,澳大利亚科学教师联合会开了一次全国会议,主题就叫“科学精神”(The
Spirit of
Science),内容包括“科学教育,科学现状,科学本性和未来科学”。

   
事实上,与吴国盛所说的相反,“科学精神”(scientific spirit或spirit
of
science)是英文文章中极其常见的高频词组。顺手从手头的阅读材料中举几个例子以证明其常见:

   
谢尔莫(Michael
Shermer)的《人们为什么相信一些稀奇古怪的东西》(Why People Believe
Weird
Things)的中译本最近在国内出版了。此书英文原版的介绍是这么写的:“以不可抗拒的、常常令人不安的笔触描绘了我们无限的自欺能力,《人们为什么相信一些稀奇古怪的东西》最终是对科学精神的庆祝,在对世界一些最大谜团的探索之中发现乐趣,其中许多问题甚至还无解。”(A
compelling, and often disturbing, portrait of our immense capacity
for self-delusion, Why People Believe Weird Things is ultimately a
celebration of the scientific spirit - and the joy to be found in
exploring the world’s greatest mysteries, even if many of the
questions remain unanswered.)
   
美国著名物理学家、诺贝尔奖获得者温伯格(Steven
Weinberg)最近出了一本抨击反科学主义的随笔集《对抗:科学及其文化敌人》(Facing
Up : Science and Its Cultural
Adversaries),其简介称:“通过捍卫科学精神对抗科学的文化敌人,这些随笔表达了一种还原主义、现实主义和热爱人世间的观点。”
(Defending the spirit of science against its cultural adversaries,
these essays express a viewpoint that is reductionist, realist, and
devoutly secular. )
   
美国流行的大学本科教材《当代社会:社会科学引论》(Contemporary
Society: An Introduction to Social Science,by John A. Perry, Erna
K.
Perry)刚刚出了第十版,其中有一节的题目就叫“科学精神:怀疑、客观、相对”(The
Scientific Spirit: Skepticism, Objectivity,
Relativity)。我有一本进化论和神创论辩论文集(Science and
creationism),其中一篇是哲学家拉特纳(Sidney
Ratner)文章,题目叫《进化论和科学精神在美国的兴起》(Evolution and
the Rise of the Scientific Spirit in America)。
   
《怀疑探索者》(Skeptical
Inquirer)杂志今年第三期,其主编撰写的社论写道:“在媒体驱使之下,出现了轻易接受荒谬绝伦的事物的普遍狂热,在后现代主义者的驱使下,学术界的许许多多部分被蒙昧主义占据,在这双重包围下,他们(指科学怀疑主义者)在面对知识声称时,帮助真正的科学精神得以存活。”(And
they have helped keep alive, amid a media-driven frenzy of
uncritical popular acceptance of outlandish nonsense plus
postmodernist-driven obscurantism in too many parts of academia,
the true scientific spirit toward claims of knowledge.)
   
美国著名进化生物学家古尔德(Stephen Jay
Gould)最近去世,全球哀悼。我收集了不少世界各地的悼念文章,其中印度新闻网站(www.tehelka.com)发表的评论说:“古尔德以真正的科学精神,使科学保持为一个开放的、没有限制的系统。这是我们从其科学生涯中获得的一条主要经验。”(In
a truly scientific spirit, Gould kept science as an open and
open-ended system. And that is a major lesson to be drawn from his
lifelong engagement with science.)
   
本地主要报纸《圣地亚哥联合论坛报》(UNION-TRIBUNE)在7月24日有一篇关于物理学家重新考虑热力学定律的报道,其中报道一位物理学家的话说:“声称某件事就是那样子,而不该去研究它,因为那是不可能的,这么说是科学上最拙劣的借口。这是完全违背了科学精神的。”(Saying
something is so and shouldn’t be studied because it’s impossible is
just about the lamest excuse in science. It’s completely
antithetical to the spirit of science.)
   
如果愿意,我还可以一条条地举下去。事实上,任何人只要稍微看点与科学普及有关的英文资料,就不会对“scientific
spirit”、“spirit of
science”这种说法感到陌生,更不会挖空心思想把“科学精神”新翻译成“scientific-minded”、“mind
of
science”(其实,scientific-minded也是个常用词,不过它指的是“科学兴趣”,不是“科学精神”,如果有人说“I
am a scientific minded
person.”他的意思是“我热爱科学、喜欢用科学观点看问题”,可不是在自吹“富有科学精神”。“mind
of
science”不常见,指的是“科学的头脑”、“科学的良知”,也和“科学精神”无关)。对“科学精神”大惊小怪,视之为中国特色,若非没接触过多少英文文献,就是只读反科学文献,我们当然不指望那样的文献会提到“科学精神”。

   
无知本来没有什么大不了的,但是无知却要装高明,发高论,不能不让人佩服其勇气。这样的人,倒是应该去学点科学精神,包括不要胡说的实证精神。

2002.8.30.

                       
美国讲“科学精神”之一例

   
在全中国大讲科学精神之时,反科学文化人却大唱反调,质问现在国内大讲“弘扬科学精神”的“背后的动机是什么?”,声称“科学精神不一定都是好东西”(吴国盛《科学与人文的对话——在北大哲学文化节开幕式上的发言》),而且还要把“科学精神”算成国粹。比如北大反科学传播中心副主任刘华杰副教授说“据说,英文好像根本没有与中文相对应的科学精神、人文精神的叫法”(刘华杰《“科学精神”语义分析》),主任吴国盛教授也说“科学精神这个词不太容易译成英文”、“科学精神这个词中国味更足一些”,并嘲笑中国人喜欢讲“精神”“可能是用了‘精神’两个字,就比较来劲,比较有神,比较有‘精神’,因为精神就是活力嘛”(吴国盛《科学精神与自觉意志》)。我以前已写过一篇《“科学精神”不是中国专利》,列举从过去到现在西方文献中讲科学精神的十几个例子加以驳斥。今天又见到了一个例子,顺便再打吴大嘴巴、刘大嘴巴一个嘴巴。(他们还不懂装懂,连英英词典都不知道去查就乱说“传播”、“伪科学”的英文意思,这些账以后有机会再算)

   
据《纽约时报》今天(2004年2月18日)报道,大约60名著名科学家(包括20名诺贝尔奖获得者)签署了一项声明,批评布什政府为了政治目的有意、有系统地歪曲科学事实。康奈尔大学物理学荣誉教授Kurt
Gottfried博士签署了声明并在电话会议上讲话。他说布什政府“采取的一些措施违背了科学精神和科学方法。”(engaged
in practices that are in conflict with the spirit of science and
the scientific
method.)并断言这种“对科学的傲慢态度”可能危及确保美国长期繁荣昌盛和军事强大的基础。

2004.2.18

                      
什么是科学的怀疑精神?

   
法学硕士、某投资公司董事长童增近日改行研究生物学,出版《最后一道防线》一书,主张非典(SARS)是美国针对中国人的基因武器。这种牵强附会且骇人听闻的“阴谋论”,受到了许多人的质疑、驳斥,但是也有不少人为之辩护,其中一个很奇怪的理由叫做“不应否决SARS基因武器说的怀疑精神”,声称怀疑是科学发现的驱动力和理性精神的重要内涵,而童增怀疑美国制造SARS基因武器攻击中国人,“非常符合科学精神”,并责备哪些批评童增的专家把这种怀疑一棍子打死的做法不是科学和理性的,主张“对群众中的怀疑精神,必须加以爱护,让他们不仅能够发表议论,而且能学会理性思考”。

   
说得堂而皇之,但是我们只要打个比方就可以知道这种辩护理由绝非“理性思考”的产物:如果我以其人之道治其身,也著书立说怀疑非典病毒是童增制造出来的,被童增以涉嫌诽谤告上法庭,这位辩护者是不是也要说“不应否决SARS童增制造说的怀疑精神”呢?这显然非常荒唐。那么人们为什么普遍把怀疑精神视为科学精神的内涵?原来此怀疑非彼怀疑。“怀疑”一语在汉语中有两个很不相同的意思,一指猜疑,一指不相信。童增对非典的起源疑神疑鬼,这属于猜疑,而属于科学精神的“怀疑”指的却是不相信,更确切地说,是不轻信,在面对一个标新立异的说法,特别是骇人听闻的说法时,要求有确凿的证据和严密的证明,否则不予接受。所以,那些质疑、驳斥童增谬论的人,恰恰是具有怀疑精神的,而那些支持童增的人,才是没有怀疑精神的。

   
科学的怀疑精神源自古希腊的怀疑论。怀疑论者在古希腊被称为Skeptikos,意思是“探究者”。他们反对教条主义,对各色各样的说教都首先持怀疑态度,要求知道这些说教的依据何在,是否的确是成立的。如果人们盲目地接受教条和“常识”,不敢挑战权威和迷信,那么科学是不可能发展的。现代科学的诞生,正是发扬怀疑精神的结果:既怀疑人人信奉的宗教教条和迷信,也挑战古代科学的权威:哥白尼挑战托勒密地心说,维萨里、哈维挑战盖伦的解剖学,伽利略挑战亚里斯多德的物理学。怀疑意味着科学绝不相信权威,也绝不无条件地宽容,如果不具有怀疑精神,对所有的观念,不管是合理还是荒唐,都全盘接收,就失去了分辨是非、去伪存真的基础,科学也无法发展。

   
但是,极端的怀疑论会导致怀疑一切,使心灵闭塞而不愿探索;或者否认人们对世界的认识能力,否认科学知识的客观性,从而走向反科学。因此,仅仅具有怀疑精神是不够的,我们必须为科学精神增添新的内涵:实证和理性,即对各种主张用严密的逻辑进行分析,要求有确凿的证据;越是不寻常的主张,越要求有不寻常的证据。既不是盲目地相信,也不是盲目地怀疑,而是建立在实证和理性的基础上,这才是科学的怀疑精神的真谛。科学先驱者之所以伟大,并不仅仅因为他们富有怀疑精神,勇当异端,敢于怀疑教条,而且还因为他们富有实证和理性精神,善于用确凿的证据和严密的分析推翻教条,建立新说。

   
人们在谈论科学精神时,往往强调探索和怀疑精神,而忽略了实证和理性精神。事实上,实证和理性才是科学精神中最为重要、最难掌握,也是中国传统文化中最为缺乏的。所以我们看到的是两种极端:要么以当代哥白尼自居胡乱怀疑科学主流,遍地都是“科学猜想家”(指那些宣传自己推翻了相对论、进化论或证明了歌德巴赫猜想之流的人),要么迷信怪力乱神、伪科学。童增谬论能够一纸风行,既是由于反美小环境,也是由于缺乏科学精神的大环境。

2003.10.20.



人体与疟原虫的战争

13 11 2006年

    近日央视“新闻调查”节目披露有一些患地中海贫血症的儿童在广州一家医院接受骨髓移植治疗后接连死亡,让许多人首次听说了“地中海贫血症”(有点搞笑地被简称为“地贫”)这个名称。其实这是最常见的遗传病,全球据估计有上亿人携带其致病基因,不过大部分没有症状(称为携带者),表现出症状的也有轻型和重型之分。每年全球大约有10万名重型地中海贫血的婴儿出生,患者的血红蛋白出现了病变,使得红细胞很容易死亡,需要定期输血才能生存。没有现代医学技术的帮助,重型患者很容易夭折。那么,在现代医学出现之前,这种致病基因应该很快被自然选择淘汰才对,为什么在人群中如此普遍呢?

   
这种遗传病最初是在地中海居民中发现的,后来才发现在非洲、中东、南亚、东南亚和中国南方也都非常常见。这些都是疟疾流行的地区,而疟疾在以前是危害人类健康的主要杀手,至今每年仍有4亿人感染疟疾、2~3百万人死亡。那么,这种致病基因的盛行,是否与疟疾的流行有什么关系呢?

   
疟疾是通过按蚊传染的,它的病原体是疟原虫。疟原虫属于原生生物,是生活史非常复杂的寄生虫,一部分时间寄生在按蚊的胃中,一部分时间寄生在人体。按蚊叮人时,疟原虫孢子体随着按蚊的唾液流入人的血液中,又随着血液流到肝脏,入侵肝细胞。在肝细胞中,孢子体发生了变化,变成了裂殖体。裂殖体的遗传物质开始大量地复制,产生数以千计的裂殖子,导致肝细胞破裂,释放出来的裂殖子流入血液,入侵红细胞,变成活跃的滋养体。滋养体吞食红细胞中的血红蛋白,逐渐生长,直到充满了整个红细胞。然后滋养体又变成裂殖体,产生新的裂殖子,在红细胞破裂后,裂殖子跑出去入侵其他红细胞。也有的滋养体在红细胞中形成配子,在按蚊叮人时,如果吸入了含有疟原虫配子的红细胞,疟原虫配子就进入了按蚊胃中,在那里形成孢子体,准备去感染其他人。

   
在与疟原虫长期的战争中,人体针对疟原虫生活周期的不同状态,进化出了多种防御武器。在疟原虫孢子体刚刚进入人的血液中时,血液中的抗体和淋巴细胞能对它们发动进攻。如果曾经得过疟疾或注射过疫苗,抗体、淋巴细胞就能更容易地识别出疟原虫孢子体并将其消灭。不过,疟原虫也不断地发生突变,来躲过人体的免疫识别,这就使得得过疟疾的人以后还会再得,不会得过一次就终生免疫,也使得很难开发出有效的疟疾疫苗。

   
孢子体到达肝脏后,那里有具有吞噬功能的库普弗细胞会将其消灭,不过很难消灭干净虐原虫孢子体,有一小部分孢子体能躲过库普弗细胞,躲进肝细胞中。目前还没有发现肝细胞对疟原虫有什么防御机制。

   
疟原虫裂殖子释放到血液中后,通过与红细胞表面一种被称为达菲抗原的分子相结合而侵入红细胞。有些人的红细胞表面缺少达菲抗原,疟原虫裂殖子就没法进入红细胞,因此他们天生就对疟疾有了抵抗力(更确切地说是对疟疾中的一种——间日疟有抵抗力,因为只有间日疟疟原虫才是通过与达菲抗原结合进入红细胞的)。

   
人体红细胞在不断地产生、衰老、死亡、销毁,平均寿命只有约120天。如果人体出现了一种基因突变,使得感染疟原虫的红细胞提前被销毁,那么疟原虫就也会跟着被消灭了。一种与地中海贫血症类似的遗传病镰刀形贫血症正是这种基因突变的产物。

   
得这种病的人其红细胞不是圆形,而是镰刀形,会聚集在一起堵塞血管,体内免疫系统要清除它们,就导致了贫血。病人的红细胞之所以会变成镰刀形,是红细胞中的一条血红蛋白有先天缺陷引起的。这条血红蛋白由一对基因控制,如果两个基因都发生突变,就得了镰刀形贫血症,患者80%在成年前即死亡。但是如果其中一个基因正常,一个基因突变,这种人被称为携带者,在一般情况下红细胞很正常,只有在血液缺氧时(例如经过了长跑或到空气稀薄的山区),红细胞才会变成镰刀形,出现贫血。

   
当疟原虫攻击这些携带者时,吃掉了血红蛋白,导致血液缺氧,红细胞就变成了镰刀形,聚集起来了。免疫系统赶快调兵遣将来消灭这些镰刀形红细胞,结果顺带把红细胞中的疟原虫也给消灭掉了。这样,携带者虽然在平时的生存能力不如一般人,但是在疟疾流行时,他们的抵抗力反而强于一般人,他们携带的镰刀形贫血症基因也就被保留了下来。

   
地中海贫血症基因的得以保留显然也是因为其携带者抵抗疟疾的能力强于一般人,但是具体的机制还不是很清楚。一种可能是由于血红蛋白出现病变,使得红细胞的细胞膜容易被氧化产生活性氧。活性氧也叫氧自由基,是在人体新陈代谢过程中产生的特殊氧分子,它们的化学性质比较活泼的,会对细胞造成损伤,但是也能够杀伤、杀死红细胞中的疟原虫。

   
还有一种抵抗疟疾的突变也与活性氧有关。在红细胞吸收、释放氧气的过程中,很容易产生活性氧,为防止活性氧对细胞造成的损伤,红细胞中有一种酶会消除这些活性氧。有的人发生基因突变,体内缺少这种酶,结果活性氧就在红细胞中累积起来,疟原虫就很难在这种红细胞中生存。但是,疟原虫也出现了一种突变,能够自己制造用以消除活性氧的酶。显然,疟原虫也在追随着人类的进化而发生进化,对人类的防御进行反击。

   
在现代医学出现以后,人类与疟原虫的战争出现了新的局面。一方面,许多原来疟疾流行的地区疟疾已不再是威胁,为了对抗疟疾而产生的各种贫血基因突变都失去了生存优势,反而成为负担。另一方面,人类要抵抗疟疾已无需依赖人类缓慢的生物进化,而可以使用各种抗疟疾药物了,相应地,疟原虫也主要是针对抗疟疾药物发生进化,出现了各种抗药性突变。这场进攻、防御、反击循环往复的战争,到目前丝毫也没有会平息的迹象。

2006.10.22.

(《经济观察报》2006.11.13.)

(XYS20061113)

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《从秦始皇生父之谜说起》有问题吗?

9 11 2006年

 【补充:从加州的那份资料把42周做为逾期生产的期限看,应是按临床惯例将最后一次月经结束做为妊娠的开始时间,实际的受孕时间当然要比这晚,平均来说晚
2周,但是有的人可能比那晚得多。所以那些逾期生产的人许多其实只是因为经期不正常导致的假象,实际的妊娠时间比那短,甚至短得多。】

  有人在牛博网贴了份美国加州(不是“加拿大”)2004年新生儿体重的统计资料(http://www.dhs.ca.gov/hisp/chs/OHIR/tables/datafiles/vsofca/0208.pdf),认为我在《从秦始皇生父之谜说起》一文中有关人类妊娠时间的说法“不科学”,被某些反方偏执狂患者当成了攻击我的重型武器。其实是由于此人英语水平太差,阅读理解能力也不济造成的“误会”。

  他说:“出生婴儿甚至有超过53周的。‘1,082 live births of 53
weeks or more gestation.’”
  实际上该资料认为妊娠不可能超过53周,所以把这超过53周的1082例报告全当成不精确报告而归入“未报告”一栏。

  他说:“其中分类了‘42- UNDER 53 COMPLETED
WEEKS’,说明妊娠一年婴儿安全出生(live
birth)顺利出生,是有可能的。”
  这个理解犯了两个错误:一、该报告只是粗略地把妊娠时间分成早产、到期生产、逾期生产三大类,把所有逾期生产的报告都归为“42周到少于53周”(“42
- UNDER 53 COMPLETED
WEEKS”),并非想要说明妊娠53周是可能的,只不过很主观地给设了一个上限(它显然认为妊娠超过53周是不可能的,但是对可能的最长妊娠时间并未做出说明)。二、“live
birth”的意思是婴儿活着,而不是“安全出生、顺利出生”。如果由于难产而采取剖腹产成功,即使以后婴儿夭折,也是live
birth。实际上对于逾期生产,剖腹产是很常见的,逾期越长,必须剖腹产的可能性越大。而且逾期越长,婴儿就越不健康。

  再来看拙文《从秦始皇生父之谜说起》。我并没有对人类妊娠时间给出上限。我并没有断然否定怀孕12个月的可能性。我只是认为,“如果在怀孕12个月后还能顺利地生下健康的婴儿,那只能说是奇迹了。”请注意“怀孕12个月”、“顺利地生下”(即不是难产)、“健康的婴儿”这三个缺一不可的条件。在古代,要做到同时满足这三个条件,我认为是一个奇迹(注意,古代做剖腹产,产妇必死无疑。赵姬可是活得好好的)。那么,是相信这种奇迹,还是相信本来在其他方面就充斥着错误的《史记》在这个事情上也出错了?这是不难做出的判断。

   
还有人说《史记》没有说赵姬怀胎十二个月生嬴政。此人显然连《史记》都没有看过。《吕不韦列传》:“姬自匿有身,至大期时,生子政。”《集解》:徐广曰:“期,十二月也。”《索隐》:徐广云:“十二月也。”谯周云:“人十月生,此过二月,故云‘大期’”,盖当然也。既云自匿有娠,则生政固当逾常期也。司马光在《资治通鉴》中说得更明白:“吕不韦娶邯郸姬绝美者与居,知其有娠,异人从不韦饮,见而请之,不韦佯怒,既而献之,孕期年而生子政,异人遂以为夫人。”

   
还有人说我在文中用错了“空穴来风”,并教训我应该先去查查权威的工具书。我建议他先去查查《现代汉语词典》。

(XYS20061109)

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从秦始皇生父之谜说起

8 11 2006年

   《史记》能让一般的人也读得津津有味的一个原因,是太史公很喜欢讲述一些奇闻异事。比如,按它的说法,秦始皇帝居然是个没有嬴家血统的私生子。据它说,吕不韦在赵国邯郸与一名美貌舞女(后人称为赵姬)同居,后者有了身孕。有一次吕不韦请在赵国当人质的秦国公子子楚喝酒,子楚喜欢上了赵姬,向吕不韦索要。吕不韦先是大怒,后来考虑到已经破费了大笔家财结交子楚,于是就把赵姬献给了子楚。赵姬向子楚隐瞒了自己已怀孕一事。12个月后,在第二年的正月,赵姬逾期产下一子,被子楚立为夫人。这个小孩取名为政(“政”通“正”,表示是正月生的),也就是后来的秦始皇嬴政。但汉朝的人认为嬴政其实是吕不韦与赵姬的私生子,所以干脆又把他叫做吕政。

   
后来的史家也都沿用这个说法(例如司马光《资治通鉴》)。到明朝时,有几位学者对此表示怀疑,认为这或者是吕不韦编造出来保护自己的,或者是秦始皇的仇家捏造出来泄愤的。现代的史学家有的认为这个说法不可信,有的认为司马迁的记述不可能空穴来风,于是秦始皇生父是谁,就成了一个谜了。

   
现在的小说、影视,都还是把吕不韦当成秦始皇的生父。文艺作品喜欢传奇,无可厚非。近日见到有一个名牌大学的历史系教授在电视上办讲座讲吕不韦,也跟作家一样喜欢八卦,甚至连存疑的态度都没有,坚称“吕不韦是秦始皇的生父,是没有问题的”,而且邯郸献姬乃是吕不韦精心策划的一个阴谋,就是为了让自己的儿子有朝一日能当上秦王。

   
嬴政生于秦昭王四十八年。秦昭王是嬴政的曾祖父,中间还隔着祖父秦孝文王和父亲秦庄襄王即子楚。子楚当时还只是秦昭王众多孙子中被抛弃的一个,几乎没有可能继承王位,吕不韦把宝押在他身上已是匪夷所思,更何况是子楚的继承者?孝文王和庄襄王碰巧都很短命,一个只在位一年,一个只在位三年,嬴政才因此早早登上了王位。吕不韦如果能预见这种巧合,那可真是神仙了。

   
从科学的角度看,说吕不韦是秦始皇的生父,问题更大了。很显然,嬴政是在赵姬嫁给子楚一年以后出生的,后人为了把嬴政说成吕不韦的儿子,才有怀孕12个月这种离奇的传说。人类妊娠时间从受孕之日算起平均不足9个月,仅为266天。古人因为不知道女性的受孕时间,有了“怀胎十月”这种不准确的说法。如果真的怀胎十月,对胎儿是相当危险的,更不要说怀胎12个月了。

   
在现在,如果过了预产期两周还没有开始生产,医生就要考虑进行引产或剖腹产了。这个时候,子宫的环境开始恶化,胎盘无法向胎儿提供足够的养分和氧气,影响了胎儿的健康。羊水的产量也下降了,使得子宫中羊水量减少,胎儿有缺水的危险,皮肤变得干燥、松弛、发皱。覆盖在胎儿皮肤表面的保护性皮脂也会丧失。逾期胎儿会在子宫中排出胎粪,把胎儿皮肤和脐带染成绿色或黄色,并有可能被吸入体内。逾期胎儿的头通常长得过大,导致难产。

   
那么,如果在怀孕12个月后还能顺利地生下健康的婴儿,那只能说是奇迹了。虽然现代偶尔也能见到怀胎1年成功生产的新闻报道,但是都不可信,那或者是孕妇为了掩盖自己的不忠而撒谎,或者是中间有过不明显的小产再第二次怀孕。

   
因此,子楚根据赵姬生子的时间判断嬴政是自己的儿子,是非常合理的。那位历史教授嘲笑子楚是因为智力不高才如此判断,反而暴露出他自己缺乏常识。

   
总之,根据医学常识我们可以断定秦始皇不可能是吕不韦的儿子。虽然有关吕不韦是秦始皇的生父的说法不见于《战国策》等其他史料,是《史记》首先提出来的,但是现在的历史学家之所以不敢否定甚至去肯定这种说法,是因为相信司马迁,以为太史公不会胡写。

   
其实以现代的眼光看,《史记》算不上严谨的史书,充斥了神话、鬼话、传闻和小说家言。就拿吕不韦这事来说吧,《史记》既说赵姬是委身吕不韦的舞女,又说赵姬是赵国有势力的豪家女,身份如此悬殊,前后矛盾。又如,《史记》叙述吕不韦与子楚商议如何争取让安国君(后来的秦孝文王)立子楚为嫡嗣,绘声绘色地记录两人的对话。读者读起来固然很过瘾,但是这是两个人私下里极为机密的密谋,具体内容他人如何得知?不过是司马迁的文学虚拟而已。再如,赵姬婚前怀孕一事,乃是她与吕不韦两个人的天大秘密,连赵姬的丈夫都瞒过了,他人又如何得知?明显是编造出来的。在吕不韦生前,秦始皇显然从未听说过吕不韦是其生父的传言,所以在决定除掉吕不韦时,还责问他:“君何亲于秦?”

   
我们是相信科学、理性,还是迷信古代的权威?即使是学习历史,也会面临着这样的选择。

2006.11.6.

(《中国青年报》2006.11.8.)

(XYS20061108)

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也说“科学主义”

6 11 2006年
  《中华读书报》2000年6月28日刊登了两篇针锋相对的文章,《“我为什么提倡科学主义”——访何祚庥院士》和何宏《“科学主义”我选择回避》。如何宏在文中所说“同样的字句却往往拥有不同的含义,甚至可能相差甚远”,两个人说的科学主义实际上并不等同。何祚庥提倡的科学主义是指“重视科学、发扬科学精神”,而何宏所要回避的科学主义却指的是“科学差不多成了顶替神学的新的信仰”。据说国内也有人称我为“科学主义者”,我就也凑个热闹谈点对科学主义的看法。

  科学主义和科学一样,都是舶来品。何宏断言它绝对属于“后现代”词汇,是不确的。事实上,这个词的英文(scientism)在十九世纪七十年代就已出现。德国哲学家狄尔泰(Wilhelm
Dilthey)在十九世纪末主张人文学的研究方法与科学方法不同,人文学应该“主观”,与科学的“客观”相对,并批评那种试图将科学方法应用于人文学(指法律、艺术、历史和宗教)研究的思想为科学主义,科学主义一词,从此就叫了开去。我查阅了手头的三部美国英语大词典:《韦伯斯特新世界词典》、《美国传统词典》和《蓝灯屋英语大词典》,发现它们对科学主义的定义都基本相同,与狄尔泰的原意相似,如韦氏词典的定义是“认为科学方法能够也应该应用于所有研究领域的原则”(the
principle that scientific methodscan and should be applied in all
fields of
investigation)。这种主张,虽然绝对,却不无可取之处,更不可怕。毕竟,科学方法是人类已知的发现客观真理的最可靠的方法,当然值得推广。即使不能应用于所有的研究领域,试一试也无妨。学术研究嘛,试失败了不至于谋财害命,试成功了却可能开辟出一块新天地。传统上被认为与科学无缘的一些领域,比如心理学、社会学、经济学、伦理学乃至宗教学,现在不也在广泛地使用科学研究的方法吗?

  明里暗里认同这种主张的科学家想必不少,但敢于自称科学主义者的却非常罕见。因为正如韦氏词典所注,“科学主义”一语经常被当作贬称来用。批评者拿它当攻击的棍子,指责对手主张只有科学观点才是唯一有意义的观点。这样的主张本身就构成了悖论:它显然不是科学观点,所以要么不成立,要么没有意义。我不知道真有谁这么主张,明显属于批评者的丑化。但是,反对“科学主义”的批评者涉及的领域,往往并不在科学之外,却正好在公认的科学之内,只不过批评者一厢情愿想把这些领域从科学中分割出去而已。根据我阅读文献后得来的印象,在美国攻击“科学主义”的主要是两种人:一种是原教旨基督徒,坚信包括人类在内的生物都由上帝创造,因此把进化论骂做科学主义,把进化论者骂做科学主义者,比如已故天文学家和科普作家卡尔·萨根(Carl
Sagan)就被就被神创论者称为“科学主义的先知”。另一种人,则是宣扬特异现象的伪科学者,在别人向其要科学证据时,就以“反对科学主义”为遁词。

  至于国内某些人动辄说人是科学主义,则可能还属于第三种情形,即对科学了解甚少甚至极度无知,由无知而产生恐惧,因此一见有人普及科学,就给扣顶科学主义的帽子。就以何宏在文中列举这类批评为例:

  “而另有不少人在感受科技成果的同时,也强烈感受到科学的负面影响,他们忧虑地看到科技的发展使得自然资源快速耗尽,环境污染日趋严重,更让人担心的是人类可能正在加速自身的灭亡,人类控制自然的能力日益强大,而人类的道德水平却未见增长。一方面核武库、生化武器的危胁着人类的生存,另一方面,对自然界大规模、深层次改造活动,完全可能无意间带给人类致命报复。”

  这些实际上是技术的负面影响,而不属于科学。科学是认识自然的工具,却不是控制、改造自然的工具,后者是技术的范畴,责任也应该由技术自己承担。除非要为知识的探讨设置禁区,甚至认为知识越多越反动,否则科学何罪之有?何况要认识、防止、消除技术的负面影响,仍然离不开科学知识。

  “许多批判者认为,科学的确是人类认识自然和改造自然的最有效工具,但究竟不是社会人生的终极目的;科学自有自己的局限性,并不是万能的,在社会人生的很多方面,例如情感、艺术、道德、人生意义等等,都是科学触及不到,无从发挥作用的。”

  什么是人生的终极目的?这是一个没有固定答案的问题。如果有人要把科学当成人生的终极目的,又有何不可?毕竟,人可以有各种各样的活法。科学并不是万能的,但是却也很难为它预设禁区。这些批判者认定的“科学触及不到,无从发挥作用”的领域,恰恰正在被科学触及、研究,甚至已有了相当透彻的理解,比如,认知科学研究情感的物质基础,社会生物学研究道德的起源,等等。

  “他们指责不加怀疑地信仰科学、夸大科学的作用,反而带来很大的危害,容易造成‘伪科学’的泛滥。”

  这是相当奇怪的指责,就好比社会上出现了伪冒产品,不去打假,却反过来指责正宗名牌把产品做得太好,导致消费者相信名牌,刺激了伪冒一样荒唐。

  何宏提出的解决办法,是“向公众正确介绍怀疑、怀疑、再怀疑,批判、批判、再批判的科学精神”。其实,怀疑、批判只是科学精神的一面。忽视了科学精神中实证的另一面,片面地强调怀疑、批判,恰恰是“伪科学”所乐见的。伪科学的宣传者不就正是个个以哥白尼、伽利略自居,毫无证据地怀疑、批判主流科学吗?伪科学的相信者不就是被他们的怀疑、批判精神所迷惑吗?我们应该向公众介绍的,不仅仅是科学的批判精神,更重要的,是科学的实证精神,让公众了解科学研究是如何进行的,科学问题是如何被解决的,从而具有既怀疑又实证的明辨是非的批评性思维的能力。

  如果坚持进化论、批判伪科学、普及科学就成了科学主义者,当这样的科学主义者又有何妨?

  2000.6.30.