方舟子的Blog

    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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    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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    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？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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    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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    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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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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    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）

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（原载《财经》“年刊 2006：预测与战略”）

　　误读“转基因”

　　“转基因食品的安全性还没有定论”，这是媒体上常见的说法。这个说法是
不准确的

　　□方舟子
　　新语丝网站创始人 美国密歇根州立大学生物化学博士

　　在过去的2005年，绿色和平组织在中国掀起的“乐之饼干含转基因成分风
波”，以及在湖北发现“非法转基因稻米”事件，使得转基因食品的安全性问题，
再次成为中国媒体关注的焦点。相信这一关注将持续到2006年。

　　目前已上市的转基因食品，都是用转基因作物加工而成的。而所谓转基因作
物，是指那些用遗传工程技术，根据需要转入某种特定基因的作物。

　　人类种植转基因作物的历史并不长。1992年，中国种植了世界上第一批商用
转基因作物——转基因烟草。1994年，美国市场上首次出现了转基因食品，一种
软化缓慢的西红柿。由于转基因作物的巨大优势，推广非常快。在美国，有近一
半的大豆、棉花，超过三分之一的玉米、油菜是转基因作物。

　　目前最常见的是转入抗除草剂基因以及抗虫害基因，这样可以减少农药，尤
其是剧毒、高残留性农药的使用。此外，转基因技术也可用于改变食物的营养成
分。

　　在研究、开发中的其他项目，还包括用转基因技术让农作物具有抗霜冻、抗
旱、抗病（例如小麦锈病）和固氮能力，用转基因技术让水果生产霍乱、乙肝疫
苗等。

　　这些转基因作物，很多被加工成食品进入市场。

　　国内一些舆论，将转基因食品进入中国市场，描述成美国实行歧视性政策的
结果，似乎美国把自己不敢吃的转基因食品拿到中国做人体试验。事实上，美国
不仅是世界上转基因食品最大的生产国，也是最大的消费国。

　　目前美国市场上销售的食品中，大约70％含有转基因成分。而且，与欧盟不
同，在美国出售的转基因食品，都是不特别加以标记的。

　　生物学界对转基因作物的危害性，本来并不存在太大争议。但1998年苏格兰
一位名叫普兹太的免疫学家在电视上接受采访时声称，转基因土豆对老鼠有毒，
能损害老鼠的内脏和免疫系统。节目播出后，在英国乃至整个欧洲都引起了轰动，
舆论大哗。普兹太的实验结果以后被反对转基因作物的活动家反复提及，是一个
“经典”研究。

　　但是这项研究在学术界遭到了众多的批评。英国皇家学会的调查指出这项实
验的设计和操作都存在着问题，如果根据这篇论文认为转基因食物会危及健康，
将是错误的。而且，普兹太研究的那种转基因土豆（转入雪花莲凝集素基因的抗
虫害土豆）并没有上市，即使他的研究没有问题，也无法说明已上市的其他转
基因食品的安全性就有问题。

　　其他研究组的研究结果，则得出了与普兹太不同的结论。有多项研究表明，
已上市的转基因土豆、转基因西红柿和转基因大豆对动物的健康和生理活动都无
影响。

　　2005年5月22日，英国《独立报》披露了转基因食品巨头“孟山都”公司的
一份秘密报告。据报告显示，吃了转基因玉米的老鼠，血液和肾脏中会出现异常。
这则报道又引起了许多人对转基因食品安全性的担心。

　　根据孟山都公司就此事发表的声明和提供的相关资料，所谓“血液变化和肾
脏异常”其实指的是血液成分和肾脏大小的差异，而它们都在正常范围内，并非
病变。孟山都公司虽然声称由于商业秘密问题无法公布实验结果全文，但是在申
请上市时，全文已提交政府有关部门审核，并获得通过。

　　在转基因食品安全问题上，并不存在别人无法重复的秘密实验。不管孟山都
愿不愿公布结果，其他实验室都完全可以重复、验证孟山都的实验结果。对这种
转基因玉米MON863，澳大利亚新西兰食品标准局（FSANZ）在2003年做过安全性
评估，结论是：“在评估MON863玉米时，未发现潜在的公共健康和安全问题。根
据现有申请所提供的数据以及其他途径得到的信息，源于MON863的食品可被视为
与源于其他玉米品种的食品同样安全和有益健康。”该评估报告特别指出，这类
抗虫害转基因作物1995年起就已在美国种植、食用。

　　转基因作物往往是过量地制造某种外源的蛋白质，即使无毒的话，是否能导
致食用者过敏？研究人员在研究转基因作物时，已充分考虑到这个问题。

　　如果一种蛋白质不会导致过敏，那么制造它的转基因作物也不会导致过敏。
那些会使某些人过敏的蛋白质如果被导入作物中，则有导致过敏的可能性。因此
来自这些过敏原的基因将不被采用。对转基因作物制造的新蛋白质，其化学成分
和结构与已知的500多种过敏原做比较，如果具有一定的相似性，也会被放弃。

　　大部分的过敏原都难以消化，因此转基因产生的新的蛋白质要检测是否能够
被消化，如果不能，该转基因食物也不能供食用。在经过了严格的检测和管理之
后，含有过敏原的转基因食物能够上市的可能性很小。如果不慎上市了，也可以
补救，不会出现灾难。

　　并不是说一切转基因都是安全的，但是我们有理由相信，上市或准备上市的
转基因食品是安全的，因为这些食品都按要求做过实验检测其安全性。一般是先
做生化实验检测，看看转基因作物与同类作物相比，在成分方面出现了什么变化，
这些变化是否有可能对人体产生危害，然后做动物试验，看看转基因食品是否会
对动物的健康产生不利的影响。

　　人们主要担心的是转基因作物生产的新蛋白质会有毒副作用或引起过敏。对
此，可以采取一些技术手段避免出现这种情况，让转基因食物更为安全。例如尽
可能采用基因剔除技术，只把我们不想要的基因去除掉就改变了植物的性状。有
时候，只增强或降低已有基因的表达也能达到我们的要求。这些做法都没有引入
新的基因，因此也就不用担心新蛋白质会有问题。如果要引入新基因，可尽量转
入其他可食用作物的基因，或者让转入的基因只在非食用的组织表达出来，就不
用太担心它生产的新蛋白质能不能吃了。

　　事实上，转基因食品不仅是安全的，而且往往要比同类非转基因食品更安全。
种植抗虫害转基因作物能不用或少用农药，因而减少或消除农药对食品的污染，
而大家都知道，农药残余过高一直是现在食品安全的大问题。抗病害转基因作物
能抵抗病菌的感染，从而减少了食物中病菌毒素的含量。

　　人们除了担心吃转基因食品会对身体健康有害之外，还担心种植转基因作物
会危及生态环境。抗虫害转基因作物分泌的毒性蛋白，除了毒死特定的害虫，有
没有可能也毒死其他生物？

　　1999年5月，美国康奈尔大学洛希实验室向英国《自然》杂志报告说，他们
用沾有抗虫害转基因玉米花粉的草叶喂养大斑蝶的幼虫，发现这些毛毛虫生长变
得很缓慢，死亡率高达44％。这项研究，被反对转基因技术的人士反复引用，他
们认为转基因玉米是大斑蝶数量减少的罪魁祸首。

　　但是这个研究结果也备受非议，被揭露出来的问题包括：别人无法重复其实
验结果，实验用的大斑蝶幼虫被强制只喂食沾转基因玉米花粉的草叶而没有其他
选择，以及实验用的转基因玉米花粉含量过高。

　　2000年起在美国三个州和加拿大进行的田间试验都表明，抗虫害转基因玉米
的花粉并没有威胁到大斑蝶的生存，在实验室里用这类花粉喂大斑蝶的幼虫，也
没有发现影响其生长发育。

　　根据美国环境保护局的估计，草叶表面上转基因玉米花粉的数量达到每平方
厘米150粒时，也不会对昆虫造成危害；而在田野中，草叶表面所沾的玉米花粉
数量只有每平方厘米6到78粒。而且玉米的花粉非常重，扩散不远，在五米之外，
平均每平方厘米的草叶上只有一粒玉米花粉。因此在自然环境中，转基因玉米花
粉不会危害大斑蝶幼虫。大斑蝶数量减少的原因，更可能是过度使用农药和破坏
了它的生态环境。

　　反对转基因作物的人士，还提出了“基因渗透”或“基因污染”的问题。例
如，转基因作物的花粉被风或昆虫带到野草的花中，会不会使抗除草剂或抗虫害
基因转入野草中，使得野草也有抗除草剂或抗虫害的能力？

　　如果两个物种之间亲缘关系很远，是不可能杂交的，因此这种可能性极低。
2001年2月《自然》杂志发表了一项在英国进行的长达十年的研究结果，发现转
基因土豆、甜菜、油菜和玉米并没有将基因污染给周围的野草。

　　但是如果两个物种亲缘关系很近，或者有一些共同的特征（例如染色体数目
相同），则有可能产生基因交流。因此，人们担心转基因作物的基因会“污染”
其同种非转基因作物，特别是其野生的亲缘物种。

　　这种担心有一定的道理，在学术界也很受重视。2001年11月，美国加州大学
伯克利分校两名研究者在《自然》杂志发表一篇论文，宣布在墨西哥的玉米中发
现了转基因玉米的一段“启动子”序列和基因序列。由于墨西哥是世界玉米多样
性的中心，这个发现引起了很大的关注。

许多专家对这篇论文提出了批评，指出他们发现的“启动子”序列是他们采
用的实验技术导致的人为假象，而那段“外源”基因序列在玉米中本来就有。墨
西哥小麦玉米改良中心对全国各地采集来的玉米样本进行检测，都没有发现“基
因污染”。2002年4月《自然》杂志发表社评认为，回过头来看这篇论文的结果
不能成立，本来就不该发表。

　　虽然目前并无证据表明已出现了“基因污染”，但是为慎重起见，许多专家
建议对转基因作物的栽种范围做出一定限制，例如不要在有野生的亲缘物种的地
区种植相应的转基因作物。

　　相反，种植转基因作物反而有助于保护环境。化学农药的过度使用，是当前
破坏环境的主要因素。推广抗虫害转基因作物，可以大大减少甚至避免化学农药
的使用，既减轻了农药对环境的污染，又减少了用于生产、运输、喷洒农药所耗
费的原料、能源和排出的废料。

　　2005年4月29日，《科学》杂志发表中美科学家合作完成的论文《转基因抗
虫水稻对中国水稻生产和农民健康的影响》指出，转基因抗虫水稻比非转基因水
稻产量高出6%，农药施用量减少80%，节省了相当大的开支，同时还降低了农药
对农民健康的不良影响。中国每年有大约五万农民因为使用农药而中毒，其中大
约有五百人死亡。

　　任何技术、任何作物、任何食品，都有可能带来环境或健康风险。转基因技
术、转基因作物、转基因食品也不例外。所以科学组织、科学家会经常发表报告、
论文评估、研究转基因技术、转基因作物、转基因食品的风险。每一种转基因技
术在应用之前、每一种转基因作物在推广之前、每一种转基因食品在上市之前，
要对其安全性进行评估。只要风险是可以控制、可以承受的，就不应该笼统地反
对推广转基因作物，而应该具体分析每一种转基因产品，有足够的证据表明某一
种转基因作物是安全的，就可以推广。

　　转基因技术与传统育种技术（例如杂交、诱变育种）相比，有其独特性，比
如，它可以打破物种的界限，将动物、微生物基因转入植物中。但是，不同物种
的基因的化学性质都是一样的，调控机理也相似，所以这种操作并不会产生“违
背自然规律”的怪物。

　　从总体上来说，转基因技术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。

　　我们甚至可以说，转基因技术在某些方面要比传统的育种方法更安全可靠。
传统的育种技术无法控制某个基因在哪里和如何表达，同时改变了许多基因（对
此我们往往一无所知），难以检测产物对环境的影响，并且可能培育出有害健康
的性状（对此我们可能一时无法觉察）。而转基因技术可以准确地控制基因的表
达，只动了一个或少数几个我们已知其功能的基因，容易检测产物对环境的影响，
并且如前面所述，它可以使食物更安全。人们既然并不担心传统育种技术会造成
危害，就没有必要对转基因技术吹毛求疵。

　　“转基因食品的安全性还没有定论”，这是媒体上常见的说法。这个说法是
不准确的。美国食品药品管理局（FDA）的报告指出：“FDA没有发现也不相信，
正在开发中的、用于作为食品和饲料的新作物品种一般会带来安全或管理问题。”
欧洲委员会的报告也指出：转基因作物并未显示出给人体健康和环境带来任何新
的风险；由于采用了更精确的技术和受到更严格的管理，它们可能甚至比常规作
物和食品更安全。■

(XYS20060317)

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　　（摘自方舟子《寻找生命的逻辑──生物学观念的发展》第二编第三章第二节，上海交
通大学出版社2005年版）

   
远在遗传学诞生之前，人们已经通过杂交等手段改变生物体的遗传构成，但是这种改变是相当笼统和盲目的。从遗传学诞生日起，人们就梦想着有一天能够直接而精
确地改变生物体的基因，或者说，对生物体实施“遗传工程”。1927年，缪勒发现用X射线辐射果蝇，可以诱发突变，人类首次拥有了可以直接改变生物体的遗
传物质的方法，但是诱发突变虽然提高了突变率，它和自发突变一样都是随机的，并不能得到特定的结果。真正的遗传工程始于人们能够切割和拼接特定的DNA片
段，而这一切，要归功于限制性酶的发现。
   
限制性酶的发现来自于对一种似乎没有多大价值的生物现象的研究，整个发现过程持续了近20年。在20世纪50年代初，人们注意到噬菌体在不同的菌株中的生
长情况不同，在某个菌株中生长得很好的噬菌体，在新菌株中则生长得很差，或者说受到了“限制”。但是，有的噬菌体总是能够逃脱“限制”，在新菌株中同样可
以长得很好，似乎它们获得了特定的“修饰”，使它们不受宿主的“限制”。在60年代初期，瑞士生物学家阿伯（Werner Arber,
1929-）用实验证明，“限制性”是由于噬菌体DNA被降解导致的，而“修饰”也发生于噬菌体DNA上。1965年，阿伯推测说，在细菌中存在一种限制
性酶，能切割特定序列的DNA，使得噬菌体DNA因此降解；同时，在细菌中还有一种修饰酶，对相同序列的细菌DNA做甲基化修饰，保护细菌自身的DNA不
被限制性酶所降解。这样，在宿主DNA受到保护的同时，没有经过恰当修饰的外源DNA在进入细菌中后就会被切割、降解掉。在阿伯做出这个推测三年后，他和
同事在大肠杆菌的抽提液中发现了限制性酶的活性，同一年，麦赛尔逊和袁（Robert
Yuan）从另一种大肠杆菌菌株中纯化出了第一种限制性酶。现在我们知道，这两种限制性酶都属于一型限制性酶，它们虽然识别特定的DNA序列，但是对
DNA进行随机的切割，因此对遗传工程来说并不是很有用。遗传工程需要的是既能识别特定的DNA序列，又只切割该特定序列的所谓二型限制性酶，这种酶是美
国生物学家史密斯（Hamilton O. Smith,
1929-）于1970年从流感嗜血杆菌中首次发现的。这种限制性酶能将外源DNA降解成片段，但是并不攻击流感嗜血杆菌自身的DNA。而且，史密斯发
现，所有的降解片段的两端都有相同的三个碱基，表明这种酶识别一个特定的6个碱基对序列，该序列是对称的，并被酶从正中间切割开来。另一位美国生物学家纳
善斯（Daniel Nathans,
1928-）很快利用了限制性酶这个工具来做研究。1971年，他用史密斯发现的限制性酶把一种猿猴病毒SV40的基因组切割成了11个特定的片段。三年
后，纳善斯又用两外两种新发现的限制性酶切割SV40基因组，然后对用三种限制性酶切割而成的DNA片段进行排列组合，组成了SV40基因组的图谱，这是
人类首次用化学方法获得的基因组图谱。1978年，SV40基因组序列被全部测定，就在这一年，阿伯、史密斯和纳善斯做为遗传工程的先驱者，被授予诺贝尔
生理学奖。
    但是第一次遗传工程是在美国斯坦福大学的生物学家伯格（Paul Berg,
1926-）实验室完成的，并在1972年发表于《美国科学院院刊》。他们用一种限制性酶分别切割环状SV40基因组DNA，和一段含有噬菌体λDNA和
三个与半乳糖利用有关的大肠杆菌基因的DNA（λdvgal），再用两种酶——外切酶和末端转移酶——改变这两种DNA片段的末端，分别重复加上A和T序
列，这样这些互补的重复序列就会配对，使来自SV40和噬菌体λ的DNA片段能够连接起来。最后，他们加入DNA聚合酶和连接酶，让环状DNA分子闭合，
形成了一个由SV40和噬菌体λDNA杂交而成的环状DNA分子，其大小大约是环状SV40基因组的三倍。这个实验的每一个步骤都不是伯格实验室的首创。
末端转移酶、DNA聚合酶和连接酶的作用早就被发现，而在一年前，纳善斯已用限制性酶切割SV40基因组。同一年，在斯坦福大学另一个实验室做博士论文的
研究生洛班（Peter
Lobban）也用末端转移酶加重复序列A和T的办法，把来自噬菌体P22的两段DNA连接了起来。伯格实验的独创之处在于它是首次综合了这些步骤，并且
首次在体外将来自不同物种的DNA重组起来。这个重组DNA分子由于含有哺乳动物病毒序列，有可能被结合进哺乳动物细胞的染色体中；又由于含有噬菌体λ序
列，有可能在细菌中扩增。虽然，由于许多人担心扩增含有病毒序列的大肠杆菌的危险性使得伯格中断了进一步的实验，但是伯格实验已为未来的遗传工程绘制了蓝
图：用细菌扩增重组DNA，并把重组DNA引入生物体中。
   
伯格在1971年6月冷泉港会议上首次报告其实验结果时，就引起了分子生物学家们的担忧：伯格采用的病毒SV40是一种致癌病毒，这种研究有可能培育出携
带致癌基因的重组大肠杆菌，由于人体肠道内就生长着大肠杆菌，一旦重组大肠杆菌从实验室中逃逸，就有可能在人群中传播它们所携带的致癌基因。1973年1
月22－24日在加州阿斯洛马（Asilomar）举行会议讨论重组DNA技术的危险性问题。这一年的3月份，波义耳（Herbert
Boyer）、科恩（Stanley
Cohen）实验室成功地进行了“分子克隆”，与伯格实验不同的是，他们不是采用噬菌体λDNA而是采用细菌的质粒做为重组DNA的载体。质粒是一种环形
的DNA分子，携带着能抵抗抗生素的基因，一旦进入细菌细胞中，就能自动大量地复制，并表达被重组进去的基因。这个实验大大改进了重组DNA技术，进一步
引起了分子生物学家们的担忧。美国科学院建立了一个专门的委员会，由伯格任主席，在1974年同时给《美国科学院院刊》和《科学》写了一封信，建议分子生
物学家自愿地暂停重组DNA实验，召开一次讨论会讨论重组DNA技术潜在的危险性。会议于1975年2月24－27日在阿斯洛马举行，会后由伯格、巴尔的
摩、布莱纳等人撰写了会议报告，在6月份由《科学》发表。报告衡量了重组DNA技术的潜在危险，建议继续从事这方面的研究，同时应采取物理和生物两方面的
措施降低实验的危险性。物理措施包括在实验时穿戴实验服和手套、使用通风橱、遵循微生物学研究的消毒规范等等，以避免潜在的病原体与实验者接触或逃逸进环
境中。由于分子生物学家大多不熟悉传统的微生物学研究规范，更有必要加强这方面的训练。生物措施包括对那些进行重组DNA实验的有机体做适当的改变，使它
们无法在实验室之外生存。1976年6月23日，美国国家卫生院在阿斯洛马会议所提出的建议的基础上，公布了重组DNA研究规则。与此同时，欧洲国家也制
定了类似的规则。
   
阿斯洛马会议之后，科学界有关重组DNA技术的争议告一段落，但是在媒体的煽动下，在公众中却出现了恐慌。人们担心重组DNA实验会创造出新的病原体，引
发致命流行病，会创造出难以控制的怪物，会被用于改变人类基因组，导致“优生学”运动，等等。其中最主要的，是担心会从重组DNA实验室逃逸出新的病原
体。这种恐慌在1976－1977年间达到了顶峰。就在美国国家卫生院公布重组DNA研究规则的同一天，麻省剑桥市长针对哈佛大学拟建一个用于重组DNA
技术研究的新实验室，举行了一次听证会，然后禁止哈佛大学建造实验室。在经过了几个月的争论之后，市政委员会听从专家的意见，推翻了市长的决定，同意建造
该实验室。与此同时，参议员爱德华·肯尼迪（Edward
Kennedy）抨击科学家们想要自我管理重组DNA研究，举行国会听证会打算通过立法限制重组DNA研究。1977年，美国科学院举行大会时，示威者举
着反科学牌子冲进会议室，抢夺话筒。国会又多次举行听证会，并提出多项法案严厉限制重组DNA研究。美国科学界在美国科学院的领导下奋起抗争，没有一项这
样的法案获得通过，而到了1978年底，这场媒体和立法恐慌就基本平息了。
   
为什么这场恐慌能在如此短的时间内就获得平息？通过举行一系列的评估会议，科学界出示了大量的证据，让公众们相信，只要遵循国家卫生院制定的规则，重组
DNA技术就是安全的。同时，科学界也让公众们明白，以重组DNA技术为代表的遗传工程不仅能够帮助科学家们从事生物医学方面的基础研究，而且有着与公众
切身利益息息相关的应用前景。这些应用前景包括：将人的基因重组进细菌质粒，让细菌大量地生产具有重大医疗价值的生物制剂，例如人胰岛素、生长激素或干扰
素；改良农作物，使它们能抵抗虫害、疾病或具有固氮能力（从而减少施化肥）；检测、治疗人的遗传病。生物学家们很快用实验结果表明他们并不是在开空头支
票。1977年秋天，波义耳实验室用重组细菌合成人生长激素抑制素，证明了用细菌合成人体蛋白质是可能的。波义耳与年轻的风险投资商斯旺森（Robert
Swanson）合作，组建第一家生物高技术公司Genentech公司，与哈佛大学吉尔伯特（Walter Gilbert,
1932-）展开了克隆人胰岛素基因的竞争。1978年，Genentech公司的科学家们领先于吉尔伯特实验室，首先把人胰岛素基因克隆进大肠杆菌，并
成功地让大肠杆菌合成人胰岛素（1982年，重组人胰岛素成为第一种获准上市的重组DNA药物）。1979年和1980年，人生长激素和人干扰素也先后在
重组细菌中合成出来。Genentech公司在1980年10月14日以一股35美元上市，当天收盘时股价已涨到了89美元，创下了记录。
    加州大学旧金山分校简悦威（Yuet-Wai Kan,
1936-）实验室首先应用分子生物学技术检测遗传病。1976年，他们分别从正常人和地中海型贫血症患者的细胞抽取出基因组DNA，然后用编码α球蛋白
基因的DNA与之杂交。地中海型贫血症是由于丧失了α球蛋白基因引起的，因此通过定量地测量DNA杂交的结果，就可以将正常人和地中海型贫血症患者的的
DNA区分开来。1978年，他们开发出了一种影响更大的技术。镰刀形贫血症是由于位于11号染色体上的β球蛋白基因发生了一个点突变引起的，即序列
CCTGAGG变成了CCTGTGG。简悦威实验室发现，有一种限制性酶Mst
II识别CCTNAGG序列（N表示任何碱基），因此它可以识别并切割正常的球蛋白基因，却不能识别镰刀形贫血症患者所携带的该基因。这样，用Mst
II分别切割正常人和镰刀形贫血症患者的基因组DNA，就会出现不同的切割片段，产生了所谓“限制性片段长度多态性”（Restriction
Fragment Length
Polymorphisms，缩写为RFLP），就可以将二者区分开来。在60年代，人们已经能够产前诊断检测某些遗传病，方法是抽取羊水，培养其中的胎
儿细胞，然后检测染色体结构是否发生变化，或看看能否检测到异常蛋白质。但是如果一种遗传病不是由于染色体结构发生变化引起的，或者突变基因不在羊水细胞
中表达，这种产前诊断就无效了。简悦威的方法则不存在这些问题，它直接检测DNA序列发生的变化，从羊水细胞中抽取出DNA就可以做可靠的检测（所有的细
胞都会携带被检测的治病基因，不管是否在该细胞中表达）。
   
1980年，分子生物学家首次把外源DNA结合进了植物细胞中。由于从一个植物细胞就可以克隆出一株植物，因此这个结果意味着人们很快就可以培育出转基因
植物。3年后，第一种转基因植物（一种携带了抵抗抗生素基因的烟草）诞生了。1985年，能抗虫害、病害的转基因作物开始了田间试验。但是直到1994
年，市场上才首次出现了转基因食品，一种软化缓慢的西红柿。目前，转基因作物已得到广泛的推广、栽培和使用。在美国市场上，大约60－70％的食品含有转
基因成分。1980年，耶鲁大学鲁德（Frank
Ruddle）及其同事在体外将一段人病毒基因注射到小鼠胚胎细胞中，这些胚胎细胞经过几次分裂后，被植入小鼠子宫。20天后，产下了78只小鼠，其中2
只的基因组带有外源DNA。这些转基因小鼠能够把这些外源DNA一直遗传下去。转基因动物诞生了。尽管到现在，有经济价值的转基因动物还处于实验阶段，未
进入市场，但是转基因动物，特别是转基因小鼠，已成为研究动物基因表达的重要工具。
   
这一切，都让公众相信，遗传工程具有重大的医疗价值和经济价值，也很少有人会再对科学家们在实验室从事遗传工程的研究感到恐慌。但是在遗传工程走出实验
室、开始应用之后，仍然会引起争议甚至恐慌，例如转基因作物、基因疗法所引发的一系列社会风波，更多的是属于社会、政治和经济问题，而不是科学问题了。当
公众切身地感受到遗传工程的好处或对其可能的害处感到忧虑时，很少有人认识到，遗传工程不仅仅是一项正在改变着人类社会的应用技术，而且已成了从事分子生
物学研究一个不可或缺的工具，彻底地改变了生物学研究的策略。有了遗传工程，生物学成了一门分子水平的实验科学。
   
有机体中的蛋白质（或其他生物分子。由于蛋白质是最重要的生物分子，以下仅以之为例）大多很稀少，难以大量地纯化，因此要直接用生物化学方法抽取、纯化后
对它们进行分析是相当困难或不可能的。另一种方法是分离出编码感兴趣的蛋白质的基因。但是有机体的基因组非常巨大而复杂，而某个基因通常只在一个细胞基因
组中出现一、两次，用常规的生物化学方法也无法将之分离出来进行分析。重组DNA技术解决了这个困难。它把可能含有感兴趣的基因序列的DNA片段从基因组
分离下来后，插入能够自我复制的DNA载体（例如细菌质粒）中，形成重组DNA，将之转入细菌，之后，让细菌繁殖，就会“克隆”出大量的细菌。一方面，可
以把重组蛋白质从这些细菌中提取出来，将之纯化，就有了足够量的蛋白质可用以做生物化学分析、结构分析（将蛋白质结晶后用X射线衍射法测定其空间结构）和
功能研究。另一方面，将这些细菌中的质粒提取出来，就可得到足够量的重组DNA，对之进行种种分析，包括测定其序列，这样，就得到了该基因的序列。从基因
序列可以推导出它所编码的蛋白质的氨基酸序列，进而推测蛋白质的空间结构。用类似的方法也可以分离和分析控制基因表达的启动子和其他控制序列。
   
我们不仅可以根据蛋白质的序列和结构推测其功能，而且可以用遗传工程的方法改变其序列和结构，以验证这种推测是否正确。一种常用的方法是用定向突变技术，
把蛋白质序列中的某个氨基酸置换成其他氨基酸，然后看看蛋白质的结构和功能是否发生了变化。例如，如果该蛋白质是一种酶，可以用这个办法研究其催化机制，
知道哪些氨基酸参与结合底物，哪些氨基酸执行催化功能，其相对重要性如何，等等。我们也可以检验突变发生于体内时的后果。如果把突变后的基因引入卵子或细
胞中，就能创造出转基因生物，从而可以研究某个蛋白质或某段DNA片段在体内的功能。用类似的方法，也可以研究将某个基因删除、用同源基因取代或改变基因
的表达水平后，有机体所发生的变化。有了遗传工程，研究某个基因在生物发育过程中的作用，在分子水平上研究生物发育，才成为可能。
   
在生物学历史上，一直存在着还原主义与反还原主义之争。还原主义的基本信念是，生命现象完全是物理、化学作用的结果，因此把生物体还原到分子层次后，用物
理、化学作用足以解释一切生命功能。历史上曾经有过活力主义与还原主义对抗，认为生命物质与非生命物质有着本质的差异，生物体内还存在着无法用物理、化学
作用来解释的神秘的活力。进入20世纪后，活力主义很快没有了市场，由整体主义取而代之与还原主义相抗衡。整体主义在承认生命物质与非生命物质没有不同，
生命现象完全是物理、化学作用的结果的同时，否认用还原分析的方法足以解释生命现象。对还原主义一个常见的批评是，要研究组成有机体的分子，就要杀死有机
体和细胞，在体外加以研究。再精致的体外研究都是在破坏了整体结构的状态下进行的，都无法完全重复和反映活有机体的状况。因此想从分子水平上充分理解生命
现象是不可能的。但是遗传工程的出现消除了这个障碍。借助于遗传工程，我们已完全可以不先杀死有机体就在分子水平上研究有机体。现在已很少有人还会怀疑，
要透彻地了解某个生命功能，必须在分子层次上进行，而通过分子分析也足以阐明生命的功能。这是还原主义的胜利。