你小時(shí)候有沒(méi)有想問(wèn)媽媽又不好意思問(wèn)問(wèn)了也會(huì)被罵的問(wèn)題? 這里有一群GEEK們,他們用比科學(xué)家還專(zhuān)業(yè)的精神,幫你解答所有人都不屑于回答的問(wèn)題。 23個(gè)怪到爆的冷門(mén)問(wèn)題 70個(gè)熱鬧紛呈的科學(xué)答案 科學(xué)松鼠會(huì)的Dr.You 告訴你99.999%的人都不可能知道的真相! 本書(shū)簡(jiǎn)介: 我們都曾夢(mèng)想過(guò)成為萬(wàn)事通,就像機(jī)器貓的口袋,能應(yīng)付朋友提出的所有問(wèn)題;我們也曾時(shí)不時(shí)冒出古怪問(wèn)題,它們中絕大多數(shù)都未獲解答,便隨著少年或成年的夢(mèng)想慢慢熄滅。由于個(gè)體知識(shí)的局限,誰(shuí)都不可能真正“包治所有疑難雜癥”,然而,在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,當(dāng)大家匯聚在一起,真有可能無(wú)所不能。在這本里,科學(xué)松鼠會(huì)和它的朋友們一起打造了一位“問(wèn)不倒先生”Dr.YOU。別小看了,它決不負(fù)責(zé)回答“人一共有幾顆牙齒”這樣的簡(jiǎn)單問(wèn)題,也不回答“怎么樣動(dòng)心臟手術(shù)”這樣的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,也不會(huì)回答“打呵欠會(huì)傳染嗎”這樣被解答過(guò)無(wú)數(shù)次的陳舊問(wèn)題,它要解決的——是來(lái)自我們身處的這個(gè)時(shí)空中的所有蛋疼問(wèn)題。 作者簡(jiǎn)介: 科學(xué)松鼠會(huì)(songshuhui.net)是一個(gè)致力于在華語(yǔ)世界傳播科學(xué)知識(shí)和科學(xué)理念的傳播公益組織,他們的理想是像松鼠一樣打開(kāi)科學(xué)的堅(jiān)硬外殼,將有營(yíng)養(yǎng)的果仁剝出來(lái),讓更多人領(lǐng)略其中美妙。成員包括來(lái)自國(guó)內(nèi)外各院校的一線科研工作者,以及來(lái)自中國(guó)國(guó)內(nèi)各媒體的科學(xué)記者、編輯。已推出過(guò)《當(dāng)彩色的聲音嘗起來(lái)是甜的》《吃的真相》《一百種尾巴或一千張葉子》《冷浪漫》等科普暢銷(xiāo)書(shū)。 目錄: 擠出來(lái)的沐浴露為何打圈圈? 貓、狗是真正在看動(dòng)畫(huà)片嗎? 小小茶葉,誰(shuí)主沉浮 杯子中的水就是倒不干凈? 擦不干的桌子 湯圓PK餃子 怎么對(duì)付貼殼的雞蛋? 如何測(cè)量冰箱的容積 辣椒辣手 雞鴨同行 鳥(niǎo)兒脖子上的大餅? 樹(shù)葉為什么會(huì)打卷? 人類(lèi)為什么沒(méi)有進(jìn)化成輪子? 我們?yōu)槭裁磁旅苈槲铮?br> 怎么找回屬于你的錢(qián)?擠出來(lái)的沐浴露為何打圈圈? 貓、狗是真正在看動(dòng)畫(huà)片嗎? 小小茶葉,誰(shuí)主沉浮 杯子中的水就是倒不干凈? 擦不干的桌子 湯圓PK餃子 怎么對(duì)付貼殼的雞蛋? 如何測(cè)量冰箱的容積 辣椒辣手 雞鴨同行 鳥(niǎo)兒脖子上的大餅? 樹(shù)葉為什么會(huì)打卷? 人類(lèi)為什么沒(méi)有進(jìn)化成輪子? 我們?yōu)槭裁磁旅苈槲铮?br/> 怎么找回屬于你的錢(qián)? 飛屋能飛起來(lái)嗎? 來(lái)自隱身人的挑戰(zhàn) 我們是在地“球”上嗎? 太空生存到底能行嗎? 啊,就是那啥啥…… 字為什么變陌生了? 身后的目光 當(dāng)人腦接駁電腦雞鴨同行問(wèn):為什么雞走路的時(shí)候頭一伸一縮,而鴨或鵝走路的時(shí)候卻不是這樣的呢? 答:小雞、鴿子,甚至一些會(huì)游泳的鴨子,走路的時(shí)候?yàn)槭裁匆c(diǎn)頭?有人說(shuō)是為了保持身體平衡;有人說(shuō)是為了使看東西更仔細(xì);有人說(shuō)是進(jìn)化里的最優(yōu)解;有人說(shuō)是本性難移。后來(lái)又有人開(kāi)始吵,Dr.You是不是有科學(xué)性,思考科學(xué)問(wèn)題思路重要,還是方向重要……一時(shí)間,眾說(shuō)紛紜。春風(fēng)已欣欣然地吹綠了一河水。在每個(gè)陽(yáng)光明媚的清晨,我都抱著論文資料去遍開(kāi)黃水仙的河邊喂鴨子。當(dāng)各種五顏六色的鴨子(也可能不是鴨子),頭一點(diǎn)一點(diǎn)或一點(diǎn)不點(diǎn)地圍在我身邊啄面包時(shí),我猜是不是也曾有人,也從喂鴨子開(kāi)始做科學(xué)。于是當(dāng)我看到萊因霍爾德?奈克教授,一位非常有愛(ài)的大胡子德國(guó)爺爺在2007年發(fā)表的綜述論文時(shí),忍不住莞爾,小雞小鴨也有大科學(xué)。奈克爺爺也許天生就是研究脖子的,他甚至還寫(xiě)了篇精彩紛呈的科普文章,告訴我們這個(gè)“點(diǎn)頭Yes搖頭No”的故事。小鳥(niǎo)走路真的在“點(diǎn)頭”嗎?答案是否定的。1930年,中子剛被發(fā)現(xiàn),中微子與暗物質(zhì)的假說(shuō)剛被提出,美國(guó)約翰霍?普金斯大學(xué)的生物學(xué)家奈特?鄧?yán)蘸湍諈s在喂鴿子。他們找了個(gè)房間,在房間的一頭放了些食物,然后在另一頭放出鴿子,讓其去追尋食物,同時(shí)用一個(gè)簡(jiǎn)陋得甚至不如現(xiàn)今許多手機(jī)內(nèi)配置的相機(jī),拍攝了鴿子們的行走圖片(圖3-1)。鄧普拉老師和莫勒老師,通過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單無(wú)比的實(shí)驗(yàn)與模糊不清的照片告訴我們,鴿子走路時(shí),頭部并不是有規(guī)律地前后移動(dòng),而是一直在往前伸。在行走時(shí),鴿子脖子往前一頂,頭先行。然后,頭部靜止在先前位置,等待著身體和腳跟進(jìn)。但是因?yàn)樯碜油耙疲^對(duì)身體的相對(duì)位置挪后,造成了先往前點(diǎn)頭,再向后縮脖子的假象。為什么鴿子走路不能如天鵝一般優(yōu)雅嫻靜,而非得一頓一頓吃力地伸脖子?這兩位生物學(xué)家提出了個(gè)假想:在等待身體跟進(jìn)的階段,暫時(shí)靜止的頭部有利于鴿子獲得穩(wěn)定的視野,使鴿子能看清周?chē)氖挛。可是,他們并沒(méi)有給出證據(jù)。四十多年間,像我們今天的讀者一樣,科學(xué)家們?yōu)檫@個(gè)問(wèn)題深深困擾,各自提出了不同的假設(shè)。大體來(lái)說(shuō),江湖上對(duì)此現(xiàn)象的看法大致分為三大門(mén)派:平衡說(shuō)、運(yùn)動(dòng)說(shuō)和視覺(jué)說(shuō)。平衡說(shuō)的大俠們認(rèn)為是由于身體速度的變化,刺激內(nèi)耳里面控制平衡的前庭器官,造成點(diǎn)頭;運(yùn)動(dòng)說(shuō)的高手們則強(qiáng)調(diào)小鳥(niǎo)行走時(shí)一舉翅一投足,都可能造成脖子和腦袋的肌肉自然反射,所以頭部也會(huì)不斷運(yùn)動(dòng);視覺(jué)說(shuō)的好漢自然高舉鄧?yán)蠋熀湍蠋煹摹按笃臁,把“點(diǎn)頭搖頭,看得清楚才是好頭”的理論發(fā)揚(yáng)光大。大家一吵就是45年,小雞和鴿子依然還在一頓一頓地走路。嗷嗷待哺的嬰兒變?yōu)椴赣蟠哪赣H,活潑的少女成為老嫗,意氣風(fēng)發(fā)的青年已被生活磨礪為沉默的老者,而這個(gè)問(wèn)題始終懸而未決,誰(shuí)都不知道答案。在1975年的《自然》雜志上,馬克?弗萊得曼教授發(fā)表了一篇論文,有力地支持了“視覺(jué)系”。從蘇格蘭的愛(ài)丁堡大學(xué)到美國(guó)的卡內(nèi)基-梅隆大學(xué),弗老師一直在研究視覺(jué)控制的問(wèn)題,可說(shuō)是視覺(jué)派里的大牛。弗老師設(shè)計(jì)了一組精妙的實(shí)驗(yàn)。他首先單挑平衡派,設(shè)計(jì)了一個(gè)四面封閉的箱子,將鴿子放置其中,推著箱子模仿鴿子的步行速度前進(jìn)。此時(shí),靜坐在箱子中的鴿子沒(méi)有邁步,不存在行走時(shí)的肌肉骨骼運(yùn)動(dòng);鴿子與籠子一起被推行,鴿子也看不到周?chē)h(huán)境有任何變化,即沒(méi)有視覺(jué)上的刺激。但由于鴿子被推動(dòng)了,速度的變化足以造成前庭器官的反應(yīng)。而這只鴿子紋絲不動(dòng),完全沒(méi)有點(diǎn)頭的意思(圖3-2)。由此證明,前庭系統(tǒng)不足以引發(fā)鴿子點(diǎn)頭。平衡派被放倒,弗老師接下來(lái)鎖定了運(yùn)動(dòng)派。他在箱子底部開(kāi)洞,將其置于一個(gè)輕巧的滑板上,鴿子站在箱底的洞里,滑板之上。當(dāng)鴿子在箱子中自由前進(jìn)時(shí),滑板自動(dòng)往后滑,造成箱子與鴿子的相對(duì)位置不變。此時(shí),雖然鴿子在走路,但它看到的世界(箱子)沒(méi)有任何區(qū)別(圖3-3)。走路的鴿子,居然,不伸脖子了!接下來(lái),他把有破洞的箱子重新放到一個(gè)固定的臺(tái)子上,鴿子依然站在洞里,弗老師自己來(lái)推著箱子緩慢運(yùn)動(dòng)。這時(shí)臺(tái)上的鴿子沒(méi)有行走,但它眼前的世界(箱子)卻在弗老師的推動(dòng)之下發(fā)生變化(圖3-4)。此時(shí),不走路的鴿子,腦袋居然又開(kāi)始動(dòng)了!弗老師發(fā)現(xiàn),當(dāng)箱子推動(dòng)距離在20厘米以上,鴿子的頭就會(huì)往前伸一些。在推動(dòng)箱子的過(guò)程中,鴿子頭部會(huì)時(shí)不時(shí)地動(dòng)一下。弗老師大展拳腳,給出了視覺(jué)派翹首以待的漂亮結(jié)論:平衡和行走不足以讓鴿子點(diǎn)頭,而鴿子“點(diǎn)頭”與保持視野穩(wěn)定有很大關(guān)系。此實(shí)驗(yàn)結(jié)論自“出山”以來(lái),30多年來(lái)無(wú)人得以推翻。這樣具有想象力且嚴(yán)謹(jǐn)論證的實(shí)驗(yàn),如今讀來(lái)依然讓人拍案稱(chēng)絕。在做上述實(shí)驗(yàn)的同時(shí),冰天雪地的加拿大皇后大學(xué)里,弗羅斯特教授也在做著同樣的事情。也許這位弗老師二號(hào)喜歡健身保持身材,他很有創(chuàng)意地把鴿子放上了跑步機(jī)。相同的結(jié)論誕生了。當(dāng)跑步機(jī)軌帶往后退的速度與鴿子走路速度一定時(shí),鴿子雖然在邁步,但相對(duì)于周?chē)h(huán)境卻沒(méi)有改變位置,此時(shí),鴿子的頭部并不移動(dòng)。弗老師二號(hào)還在他發(fā)表于1978年的論文中描述了一個(gè)烏龍實(shí)驗(yàn)。某次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,他突然發(fā)現(xiàn)“正襟危立”在跑步機(jī)上的鴿子脖子不斷地往前伸,直到最后失去平衡,“啪”一聲摔倒在跑步機(jī)上。弗老師二號(hào)很是驚奇:難道鴿子走路多了,連神經(jīng)都被影響了?為了不背負(fù)上虐待動(dòng)物的罪名,他遍查原因,最后突然發(fā)現(xiàn),是自己忘了關(guān)掉跑步機(jī),軌帶依然在以十分緩慢的速度移動(dòng)。由于速度不足以促使鴿子行走,為了保持視野的穩(wěn)定,鴿子頭部不移動(dòng),身體隨著跑步機(jī)往后運(yùn)動(dòng),脖子只得越伸越長(zhǎng),直到狼狽地摔個(gè)“鴿啃屎”。沐浴在河邊宜人的陽(yáng)光下,冷不丁讀到這么一段,我忍不住爆笑。身邊正安靜覓食的鴨子們驚起,點(diǎn)著頭或展起翅膀跳入河里,打散了河面上的粼粼樹(shù)影。光陰的故事進(jìn)入了21世紀(jì)。日本東京大學(xué)的藤田同學(xué)在研究,為什么鴿子走路時(shí),伸頭與伸腳是幾乎同時(shí)發(fā)生的?日本人做事就是認(rèn)真。為了找出鴿子重心的位置所在,他捉了7只鴿子,每只都用繩子吊起來(lái)14次(7的倍數(shù)是不是他的幸運(yùn)數(shù)字?),用相機(jī)記錄并計(jì)算出了鴿子的平均重心,眼部到胸部的距離,合起時(shí)翅膀的長(zhǎng)度,等等。然后用一高速索尼相機(jī)(科技終于進(jìn)步了),記錄了鴿子行走的步驟,再計(jì)算出其頭部、腳部與重心運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差。他得到了鴿子運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)過(guò)程。當(dāng)鴿子抬起后腳往前走,重心隨著身體緊跟著前移。脖子前伸,短暫停頓后,后腳著地,變?yōu)榍澳_,脖子縮短,繼續(xù)短暫靜止。隨后原為前腳的后腳起,身體重心緊跟著前行,重復(fù)以上步驟。無(wú)論頭部與腳如何移動(dòng),鴿子的重心相對(duì)于身體基本不偏移藤田同學(xué)在2002年發(fā)表的論文廣而告之鴿子:頭部的伸長(zhǎng)與重心移動(dòng)無(wú)關(guān),僅用以影響視覺(jué),但視覺(jué)的變化對(duì)于運(yùn)動(dòng)時(shí)控制身體的平衡有很大作用。這個(gè)結(jié)論極好地呼應(yīng)了30多年前,兩位弗老師對(duì)于視野、平衡與鴿子“點(diǎn)頭”之間的充分必要條件的分析。似乎鳥(niǎo)類(lèi)因視力而點(diǎn)頭的現(xiàn)象自此變得越來(lái)越清晰,點(diǎn)頭的故事,看似就如此走到了尾聲。實(shí)際上,這個(gè)故事正等待著續(xù)上濃墨重彩的又一章。弗老師雄辯的實(shí)驗(yàn)研究,將其后大量此類(lèi)研究的方向指向了視覺(jué)因素。隨著科學(xué)家們對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)研究的愈加深入,鳥(niǎo)類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)制也漸漸變得清晰:視動(dòng)反饋、視網(wǎng)膜感光細(xì)胞分布、視神經(jīng)傳導(dǎo)通路、中樞視動(dòng)信號(hào)處理機(jī)制……種種發(fā)現(xiàn),似乎讓鳥(niǎo)兒點(diǎn)頭現(xiàn)象的機(jī)理變得越來(lái)越清晰。而事實(shí)上,有關(guān)鳥(niǎo)兒點(diǎn)頭問(wèn)題的研究卻正愈發(fā)地糾結(jié)迷離。盡管在弗老師的研究中,平衡派與運(yùn)動(dòng)派已經(jīng)被否定了,工作于加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)的科學(xué)家繆爾卻并沒(méi)有因此而放棄對(duì)步態(tài)和點(diǎn)頭現(xiàn)象之聯(lián)系的探索。他另辟蹊徑,從點(diǎn)頭現(xiàn)象的生理發(fā)展入手,對(duì)視覺(jué)派后人的理論形成了猛烈沖擊。2005年他發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在雛鳥(niǎo)步態(tài)發(fā)育時(shí),如果剝奪其某種決定性的視動(dòng)反饋能力,點(diǎn)頭受到的影響并不大;而如果雛鳥(niǎo)步態(tài)受到限制,功能發(fā)育不夠完善,成鳥(niǎo)的步伐變小,脖子伸縮幅度則會(huì)隨之降低。藤田同學(xué)也在2004年更進(jìn)一步證明了,步伐大的鳥(niǎo)類(lèi),伸脖子的幅度也遠(yuǎn)比步伐小的鳥(niǎo)類(lèi)要大。盡管他們的研究多少顯得局限甚至片面,但不爭(zhēng)的事實(shí)暗示我們,這個(gè)問(wèn)題的答案并不只是視覺(jué),而且視覺(jué)因素在鳥(niǎo)兒點(diǎn)頭現(xiàn)象中的地位還需要重新評(píng)估。同時(shí),盡管生物力學(xué)因素被證明和鳥(niǎo)類(lèi)點(diǎn)頭現(xiàn)象無(wú)直接關(guān)聯(lián),但其對(duì)“點(diǎn)頭”機(jī)制的形成,以及在成鳥(niǎo)“點(diǎn)頭”中發(fā)揮的作用,卻得到越來(lái)越多的注意。答案變得越來(lái)越撲朔迷離。德國(guó)大胡子奈克爺爺在2007年的綜述里說(shuō):“盡管頭腳的合作不是維持平衡的必需條件,但的確讓鳥(niǎo)走得更穩(wěn);盡管視覺(jué)似乎是點(diǎn)頭作用的主要方面,但至今仍然沒(méi)有清晰的理論,來(lái)為我們確切解釋鳥(niǎo)類(lèi)點(diǎn)頭的作用!
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