[视野] 不可思议的科学真相

  科学有时会以令人目瞪口呆的方式将世界的真容展现在我们面前,用无可辩驳的事实真相将我们所掌握的常识无情地击得粉碎。然而,这种对于常识的“暴行”却拥有一项不可否认的优点:当科学为我们展现出一个出乎意料的世界时,除了汲取知识的快乐之外,还会给我们带来恍然大悟的愉悦。

  满满一杯水99.99%是空的

  水分子是由被大量真空分隔开来的微小粒子构成的!水分子的直径为3×101。米,包含2个氢原子(即2个质子和2个电子),1个氧原子(8个质子、8个中子和8个电子)。其中电子的体积完全可以忽略不计,而质子和中子的直径为10-15米。把质子和中子的体积同水分子体积进行比较就可发现,不论是1个水分子还是一整杯水,99.99999999999999%都是空的!不过,当杯子满了之后却再也无法多容纳哪怕1个水分子。这时杯子的确百分之百是满的!

  上发条时手表的质量会增加

  根据狭义相对论质能公式“Eme22”,能量和物质根本就是同一事物,在给手表上发条的时候,抽紧的发条储存了不到1焦耳的能量。光速c为每秒3亿米,由此可以计算出手表的质量在上发条时增加了若干飞克(相当于几十亿个质子的质量,1飞=10-15)。当然,增加的这些质量简直微不足道,天平上根本不会反映出来,这也证明了相对论及其“奇谈怪事”同日常之物理学并没有(或者几乎没有)什么关系。然而,此类质量增加的现象在微观物理世界却能产生惊人的影响!比方说,质子的质量大约是构成质子的3个夸克质量总和的100倍,其间的差异正来自于使夸克连接起来的能量。同样,氢原子因其连接质子和电子的能量而在质量上略微大于质子和电子的质量之和。

  部分癌症无须治疗也会消退

  癌症突然出现、发展,有时还会发生转移,然后在未经治疗的情况下消失,这种情况的确存在。有4种癌症同自发消退有着密切的联系,它们分别是成神经细胞瘤(儿童神经系统肿瘤)、过渡性白血病、肾癌和黑色素瘤。对于非常年幼的儿童所罹患的成神经细胞瘤和过渡性白血病,科研人员已经提出解释,认为在儿童成长过程中生理、激素等方面的变化可能会抑制癌细胞的发育。但是这一假设只适用于儿科癌症,却无法说明成人癌症自发消退的原因。引发肾癌或黑色素瘤自发消退的应该是免疫系统的意外免疫反应,机体把肿瘤认定为敌人,从而成功地将其摧毁。对于这种针对癌症的先天免疫性我们目前仍然所知甚少,相关研究或能带给我们丰富的启示。

  病毒也会生病

  病毒会相互感染!2008年,法国马赛蒂莫纳医院病毒学家迪迪埃·拉乌尔在对“妈妈病毒”进行研究之后得出了这个结论。这种于同年在巴黎某一冷却塔的水中发现的巨型病毒究竟有何特别之处?能对阿米巴变形虫进行感染的“妈妈病毒”大小有如细菌,但在“妈妈病毒”体内有时却会发现个头仅有其八分之一的“不速之客”寄居,科研人员把这种寄生的病毒命名为Spoutnik病毒。科研人员发现寄生在“妈妈病毒”体内的Spoutnik病毒会破坏宿主的繁殖,而Spoutnik病毒也必须通过感染“妈妈病毒”才能完成自身的繁殖。毫无疑问,Spoutnik病毒是一种病毒的病毒,一种“噬病毒体”。Spoutnik病毒的策略就是把阿米巴变形虫已经遭到“妈妈病毒”盗用的细胞机制挪为己用,以此来进行繁殖。这还是首次发现病毒能够感染病毒,这一发现引起了巨大的反响,因为此前病毒一直被认为是没有生命的。

  安慰剂可能有害

  众所周知,安慰剂的效果就是利用“假”的药物使期待有益效果的病人病症减轻。不过在相反的情况下,无害的“安慰剂”会在20%至30%身体完全健康的使用者身上引发有害的副作用,例如头痛、嗜睡、恶心。这就是“反安慰剂”效应。意大利都灵医学院神经生物学家法布里佐·贝内德蒂认为:“焦虑在这方面起着关键的作用,心存忧虑的人会预见病症的加重。”这足以减少大脑中多巴胺(快乐激素)的含量,从而使病痛感觉得到增强。有的时候,信念的力量表现得比这还要惊人。城市之间的交流遵循引力法则

  这一令人惊奇的判断完全符合地理学事实。两颗行星相互之间会发生吸引,引力的大小与行星的质量成正比,与行星之间距离的平方成反比。同样,两座城市之间也会产生“相互作用力”,也就是说物质与人员交流的倾向。该“相互作用力”与城市人口数量成正比,与城市之间距离的平方成反比。对城市“相互作用力”进行表示的数学公式与牛顿在17世纪提出的万有引力法则是一致的。这到底是引力现象的普遍性还是简单的数学巧合?对此地理学家并未给出回答。

  蚯蚓的总质量超过地球上其他动物的质量总和

  蚯蚓是我们熟知的一种无脊椎动物,它们没有眼睛,身体表面覆盖着一层黏质。令人难以想象的是,虽然每条蚯蚓体重只有几克,但是在法国平均每公顷土地上蚯蚓的重量可以达到1吨,而平均每公顷土地上人的重量只有55公斤!蚯蚓的数量是如此之多,对此法国著名蚯蚓研究专家马塞尔·布谢表示:“地球上蚯蚓的总质量超过了其他动物质量的总和。”蚯蚓的存在对我们来说的确是一大幸事,这些不知疲倦、任劳任怨的“地下工作者”每年在每公顷土地上可以挖掘出累计长达5000公里的地下长廊,有助于改善土壤呼吸、水分渗透、微生物生长。

  动物也有数字的意识

  在黑猩猩面前摆放两盘巧克力让它挑选,每个盘子中都有两沓巧克力,一盘是4块和3块,另一盘是5块和1块。黑猩猩最终会挑选第一盘,这说明黑猩猩知道4+3=7,5+1=6,并且能够对计算结果进行比较。2009年,科学家证明小鸡也具有这一能力,把球藏在两面不透明的屏幕后面,小鸡肯定会选择数量多的那一面。狐猴、部分种类的蝾和部分鱼类同样也具备类似的能力。

  地球每年增重4万吨

  每年地球的重量会因为坠落于地表的陨石增加4万吨!这些来自于太阳系尽头的小行星和彗星,大部分在落到地面时已经“粉身碎骨”,成为不超过10毫米的灰尘,有时其大小也会有如小石子。在漫长的40亿年当中,地球因为“天外来客”而增加的重量实在微不足道,仅有160万亿吨,只不过相当于地球重量的亿分之一,这就好比一个苹果同埃菲尔铁塔之间的关系……

  月亮逐渐远离地球

  月球引力所引发的海洋潮汐会略微降低地球自转的速度,而地球同样也会降低月球的公转速度。其结果就是,月球和地球之间的距离每年会增加3.8厘米。这是因为,公转速度和月地距离就好比U形管的两端,一端发生下降,另一端势必出现升高。这和滑冰运动员在冰面上做单腿支撑旋转是一个道理,滑冰运动员肢体收拢时要比肢体展开时转得快。

  饥荒是核冲突的主要后果

  自1982年以来,俄罗斯和美国的研究结果表明,如果发生核战争,“核冬天”会让我们的世界陷入黑暗与冰冷之中,因此也就无法进行耕种。随着计算机模拟变得越来越精细,核战争给人类带来的威胁也越来越明确。

  美国科罗拉多大学科学家欧文·图恩指出:“一旦印度和巴基斯坦发生局部战争,两国相互发射100枚核弹,仅相当于全球核武库的0.3%,就足以使10亿人口面临饥荒的威胁!”中弹城市发生的火灾将向平流层抛射500万吨烟灰。这将在随后的十多年中阻碍太阳光的照射,并使大气循环发生紊乱,导致全球降雨量下降10%。惨淡的阳光,频繁的寒流,降雨减少,农业种植再也无法满足人的粮食需求。全球性的核战争将会给劫后余生的人类带来巨大威胁。