湿香菇怎么保存:科学之谜(七)

一  远古生命从海洋登陆上岸后，繁衍、进化、变生出如今纷繁万象的生物大观，其中的鸟儿可以说是最富有神奇色彩的一类。鱼儿从水中爬上岸变成了爬行动物，想象起来还不算困难；爬行动物为什么要飞，又是怎样飞起来？这个谜至今还没有完全解开。早在1861年，人们就发现了一些很古老的生物化石，这些化石既像爬行动物，又像是鸟。于是，人们将这些化石命名为始祖鸟，意为最早的鸟，是爬行动物向鸟过渡的代表。随之而来的问题就是始祖鸟这类动物为什么要飞，它们是怎样飞起来？科学家分成了两派，一派认为这些爬行动物本来是栖息在树上的，开始它们只是喜欢在树枝间跳来跳去，后来前肢就慢慢进化变得像翅膀一般。于是跳跃就变成了滑翔，再后来滑翔时增加了拍动翅膀，它们就飞起来了。另一派认为滑翔与飞翔完全是两码事，并从空气动力学上进行了否定。他们说，滑翔中的动物只要一拍动翅膀准掉下来。现代也有一些动物会在树间滑翔，如飞松鼠。观察飞松鼠就可以得出否定的答案。针对上一派理论，它们提出始祖鸟是从陆栖爬行动物进化而来。这些地上的爬行动物为了捕捉食物须要不停地跳跃，跳跃时为保持平衡提高速度便进化了前肢，进而形成翅膀获得了飞翔的能力。对此，反对者认为跳跃着飞起来明显比从高处向下滑翔飞起来困难得多，如果说从高向低的滑翔变成飞违反了空气动力学，那由下向上的跳跃变成飞则违反了重力原则，更何况爬行动物跳跃的速度远达不到飞行所要求的速度。于是，科学家们又从始祖鸟的身体构造方面去寻找新的证据。有人认为始祖的后腿适合陆地生活，有人认为始祖鸟的前肢更像是在树上活动的松鼠；有人说它们长出羽毛就是为了能在树上跳得更远，有人说长出羽毛是为了防止身体热量的散失，等等。看来，如果没有更多的化石出现，这个谜也许还真的要永远存在下去呢。
二  在太空望地球，它简直就像是一个“水球”，百分之70的面积都被一片汪洋覆盖着。有人计算出这些海水的体积达13亿立方公里，占地球总水量的百分之96。人们不禁要问，这些水是从哪里来的？为什么其他一些行星甚至地球的卫星月亮都没有水或者没有这样多的水呢？有些人认为，地球在形成之初就已经具有这些水了，只不过当时这些水是以其他形式存在于矿物和岩石中。后来在地球内部的演化过程中，这些水从矿物和岩石中被释放出来，变成了我们看得见、摸得着的水。比如火山喷发时就会带出大量的水蒸汽。人们把这种水叫作初生水，用以区别类似云形成降水，降水蒸发形成云那样的循环水。可是，当人们对火山喷出来的“初生水”进行研究时发现，它们原来也是从地面渗到地下的循环水。于是，科学家们又开始新的探索。有人提出地球上的水并不是地球固有的，地球原本和其他行星一样是贫水的，但冰彗星的撞击给地球带来了大量的水。他们分析一些数据后得出的估算是：地球每分钟会受到20颗冰彗星的撞击，一年就可从中获得0.5立方公里的水。这个数字既惊人也令人怀疑，因为按地球40多亿的年龄计算，果真如此的话地球上的水将多出10亿立方公里，也就是说比现在的水量多出近一倍。另一些人还是坚持水是地球固有的，他们认为，虽然火山喷发蒸汽属于地面水循环的一个过程，但完全排除地球存在一定数量的“初生水”是不正确的。若按现代火山喷发水蒸汽的状况来推算，过去数十亿年来地球火山累积喷发的水量竟是现在地球大气和海洋总体积的100倍。这意味着，其中即便只有百分之一是初生水，也足够灌满整个海洋。还有人指出，其他一些行星现在没有水并不说明它们以前也没有水，是多种原因使它们没能留住水。是地球各方面条件恰当合适才保住了这一片汪洋。这种说法等于从侧面支持了地球固有水。滋养万物的水可能既有地球固有的初生水，也有外太空飞来的生命赞助，但真相究竟如何恐怕永远无解。
三  现代天文观测发现，宇宙中各星系在彼此远离。这好比在气球皮上画一些点点，随着气球越吹越大，各点之间的距离也越来越远。如果说这是千真万确的事实，那么今天的宇宙比昨天大，而昨天的宇宙比前天大。照这样推论下去的话，在200亿年前宇宙居然小到“没有”。按大爆炸宇宙学的描述，在200亿年前的某一时刻，一个小得没法再小，温度高得没法再高，密度大得没法再大的“东西”发生了爆炸，这个爆炸产生了巨量的中子、质子、电子、光子、中微子等等粒子。随后的时间里，这些粒子又组合成了各种化学元素；再往后，这些元素又形成了星系、星云，这当中自然也包括我们的太阳系以及地球和自然界万千生命。可以说，我们看到的和看不到的一切物质都是这次大爆炸产生的。而当初那个发生爆炸的“东西”居然小得比看不见的原子还小，理论上它的体积甚至等于零。如此庞大的宇宙物质世界竟然成了无中生有，你相信吗？大爆炸宇宙学说虽然还只是一个观点，但它已经被广泛接受。因为它不仅是建立在现代科学基础之上，而且得到了一些观测上的验证。比如，观测到的天体年龄没有超过200亿年的；宇宙中到处残存着爆炸后的余温；宇宙中有大量的氦，而要产生这么大量的氦只有那个大爆炸才能够，等等。人们根据理论计算现在的宇宙，发现它竟源于一个温度无限高、体积无限小、密度无限大的“空”，现代科学似乎把人们引到了死胡同，眼下的物质世界难道会从空空如也中诞生吗？是现代物理学和数学在宇宙大爆炸学面前束手无措，必须等待新的理论出现呢？还是大爆炸根本就没有发生过？
四  春天到了，燕子就会飞回来；秋风起时，鸿雁南飞。这是我们熟悉的鸟儿迁徙现象。有这种迁徙行为的鸟被称为候鸟，没有迁徙行为的鸟则称为留鸟。世界上约有9000多种鸟类，其中4000多种都是候鸟。这些候鸟儿为什么会有这种习性呢？大多数人认为是食物方面的原因促使鸟儿迁徙的，因为冬季食物会比较少，尤其对于以昆虫为食的鸟儿来说，遍地覆盖白雪对它们来说简直就是灾难。但是，为什么那些留鸟并不会因为冬季而饿死呢？而且它们如果只是为了寻找食物，似乎没必要如此定期定路线地长距离迁徙啊。看来，要解释复杂的迁徙事实还并不容易。还有人认为是地球历史上的冰河时代让鸟儿养成了迁徙的习惯。冰河到来侵袭了鸟儿的繁殖地，迫使它们向温暖的地方转移；冰河退去，鸟儿保留的遗传信息叫它们“回家”。这种说法同样无法解释其他鸟儿为什么没有迁徙习性，而且冰河期相对于鸟类的进化历史还太短（大约只是百分之一），不足以形成固定的迁徙遗传基因。同时，也没有证据说冰河期前鸟儿不存在迁徙的事实。与鸟类迁徙原因同样扑朔迷离的问题还有很多，其中关于定向的问题最为复杂。候鸟每年的迁徙路线都是固定的，有些甚至能飞回到自己原来的巢窝。迁徙的距离近者要数百上千公里，远的则达二万多公里。如此漫漫回家之路，对于掌握现代交通工具的人类来说也不是容易的事情；鸟儿是靠什么来确定方向的呢？比较流行的说法有很多，如训练和记忆（包括遗传和学习）、视觉定向（参照地面景物）、天体导航（借助日月星光）、磁场定向，还有季节风向、大气次声波等等。科学实验也的确证明了其中一些影响着鸟儿的迁徙活动，如用镜子折射太阳光就使鸟儿发生了方向性错误。但是更多更细致的问题并没有完全解决，尤其人们发现在迁徙过程中，有些根本没有经验的幼鸟往往会先于成鸟出发，它们是如何确定从未去过的家在何方？
五  上个世纪初，德国神经学家阿尔兹海默发现了一种奇怪的疾病。这种病会使上了年纪的人在正常意识的状态下，逐渐丧失智力，他们会由记忆力减退发展到经常性的失忆，进而不认人不识路、不会思考和判断，到最后无法自理生活变成植物人。这种可怕的疾病被称为阿尔兹海默氏症，俗称老年痴呆病。有统计资料显示，老年痴呆病的发病率呈扩大趋势，在某些国家甚至成为继心脏病、癌症和中风之后的第四大致命疾病。目前老年痴呆病是一种不治之症，人们甚至还搞不清楚发病的原因。医生们在病人脑组织中发现了变异的蛋白质，认为这可能是由于某种病毒引起的。但此后的科学实验却没能证实这一假设。也有人发现患者脑组织的发病部位铝含量异常高，随后对动物大脑注入铝后也得到了相似的实验结果。于是，铝中毒导致老年痴呆病一说受到越来越多人的重视。但是，有人提出反对意见，他们认为说铝有毒证据不足。铝是自然界中最多的元素之一，在地壳中的含量为8%，仅次于氧和硅。铝广泛分布在岩石、土壤和动植物体内。既便不使用铝制品，它也会广泛存在于各种食品中。有实验表明，正常人每天会从饮食中摄入36毫克铝，但排泄出的铝却达41毫克。虽然可能存在实验数据的误差，但可以说明人体对铝的吸收非常低，同时也可以将它们排出体外（像铅那样的有毒元素会在体内积累）。还有人提出，地球上大部分铝都是以无毒的氧化铝或铝酸盐形式存在，但如果铝在酸性土壤中则会形成有毒的三价铝。实验证明三价铝对很多农作物的生长有抑制作用。不过矛盾的是，有些植物偏偏喜欢铝，比如茶树就生长在含铝量高的土壤中，而我国生长茶树的南方恰恰是酸性土壤为多。世界上老年痴呆症患者最多的是美国，为什么不是爱喝茶的中国人？究竟铝是不是老年痴呆症的元凶，现在下结论还为时尚早。还有人在基因、蛋白质以及饮食习惯等方面发现了老年痴呆症病因的蛛丝马迹，他们虽然都有一些实验证据，也取得了一些积极的成果，但都无法确切断定究竟是什么原因导致人类患上这种可怕的疾病，也没有拿出治疗它的有效办法。
六  在东西伯利亚南部的崇山峻岭中，有一片辽阔的水面，它就是著名的贝加尔湖。按面积计算贝加尔湖，它是世界第八大淡水湖，而它却拥有地球表面五分之一的淡水。贝加尔湖有如此多的水量，是因为它非常深（最深达1620米）。贝加尔湖中的生物具有非常奇特的多样性、特殊性和古老性，湖中生活着大约1200种动物和600种植物，而这其中有四分之三是贝加尔湖所特有的。人们在湖中发现了许多地球上其他地方只存在化石的动物，它们为什么能够在贝加尔湖繁衍至今？似乎喜欢寒冷的贝加尔湖中的某些生物却在更加温暖的热带或亚热带拥有它们的同种，而其他地方却没有；贝加尔湖明明是一个地道的淡水湖，湖底却生长着茂盛的海绵，海绵中穿梭游弋着许多几乎与海洋动物完全相同的鱼和虾；最令人们不解的是，这里居然盛产海豹！人们对贝加尔湖这种奇怪的特点百思不得其解。有人认为，在遥远的过去贝加尔湖这地方是和大海相连的，后来地壳变动海洋退去，这里便成了一个内陆湖。河水不断注入，咸水慢慢变淡，留在这里的海洋动物逐渐适应了淡水生活。这个说法本来获得了很多人的支持，但后来的钻探研究发现，贝加尔湖这个地方非但并没有被海水淹没过，而且很长一段时间内一直是陆地，最初形成湖泊的时候周围的山脉就快速升高了。这说明贝加尔湖从来不是海洋的一部分，也不可能与海洋有过直接的联系。那么，那些“海洋生物”是怎么来到贝加尔湖的呢？有人提出，像海豹那样的动物，它们是可能沿河流逆水而上，甚至穿过陆地从一条河爬到另一条河的。就是说，海豹可能从海洋中进到某条河里后再游到贝加尔湖中。人们甚至描绘出了海豹由海入湖的路线图。至于说其他一些独特的生物现象，应该说是得益于贝加尔湖天然优厚的生存环境。这里水域不仅辽阔而且非常深、非常干净，像大海一样为多种生物繁衍生息以及进化提供了条件，甚至使它们长得都像海洋生物。这里的许多生物原本和其他地方的生物没什么不同，它们在通过河流进入贝加尔湖后，其他地方的某些同种生物倒可能因为环境变坏而消亡或改变了习性。不过，这些都只是设想，并没有真凭实据。谁也说不清那可爱的海豹和它的同伴们为什么不老实呆在海洋中，偏偏要饱受折磨千里迢迢地跑到贝加尔湖中去，而且海边的它们怎么就知道2000多公里远的内地有一个贝加尔湖在召唤它们？
七  人们见过各色争奇斗艳的花朵，但很少人知道世界上还有能够发热的花朵。这些开着发热花朵的植物生长在冰天雪地的北极地区，它们的花朵确实能在冰雪中开放。为什么这些柔弱的花朵能在冰点以下开放呢？人们发现，原来花朵内的温度比其他地方要高一些，似乎植物自己为花朵营造了一间小小的温室。开始人们以为这与花朵向阳运动有关，许多极地植物都如向日葵那样跟随着太阳转动。人们通过实验发现，花朵向着太阳也确实可以收集到更多的热量，这有利于它们果实的成长。但后来又有人提出新的发现，一种叫作臭菘的极地植物，它们的花朵是苞状的，真正的花序被严密地包裹起来，里面的温度居然高达22摄氏度，而且能够恒定地保持十几天，这就无法简单地用向阳运动来解释了。经过进一步研究，人们初步认为是臭菘体内脂肪转化为碳水化合物的过程中产生了热量，而花朵中某些能够发热的细胞收集并利用了这些热量。但不久人们又发现，在一种叫喜林芋的发热花朵中并没有脂肪转化的过程，甚至它们体内根本就没有转化过程所必须的那种酶。难道花朵发热的原因各不相同吗？除了对花朵发热原因不明确以外，对于它们为什么要发热，人们也各有不同理解。有人认为，花朵发热有利于它们散发香气，引来昆虫帮它们传授花粉。有人提出，像喜林芋这种植物的花朵并不香，它们为什么也要发热？有人解释说，虽然有些植物无需散发香味，但它们温暖的“花房”会令寒冷环境中的昆虫更乐于前往，这也就帮它们传粉了。更有人指出，花朵发热并不只是为了吸引昆虫前来传粉，它还可以延长自己的繁殖时间，在寒冷的天气里从容不迫地开花结果。看来，某些植物花朵发热的现象本身就已经很奇怪了，而要解开这个谜则更不简单。
八  南极大陆被平均厚度为2000米的冰雪覆盖着，在那里，想看到岩石地表比在沙漠中见到绿洲还要困难得多。不过，南极还的确存在着这样的“绿洲”。这些地方被称为干谷，它们或是没有冰雪覆盖，或是仅有薄薄的一层冰雪。干谷是南极动植物生存的主要场所，这里的温度比其他地方要暖和一些。南极最大的干谷被称为麦克默多绿洲，位于维多利亚地南部山脉中。虽然人们在南极发现了数处干谷地区，但对它的成因却还没有搞清楚。有人认为这与火山活动有关，有人认为这是冰川后退造成的，还有人认为与岩石的颜色有关等等。在一片冰雪世界里存在着干谷已经很奇怪了，更奇怪的是干谷中还有一些暖水湖。目前，人们在南极发现了20多个湖泊，其中有些湖即便在零下57摄氏度也不冻结，有些湖虽然表面冻结了，但在厚厚冰面下的湖底，水温居然高达20多摄氏度。这些湖泊的化学成分和物理特征各有特点，使人们对其研究更加复杂。最受人们关注的是范达湖，湖面是一层三四米厚的冰层，冰面下的水温只有0摄氏度，但随着深度增加水温也迅速上升，到60米深的湖底时，水温接近27摄氏度。如果说水温源自阳光照射，那么理当上层水比下层水温度高，这在我们日常生活中是常体会到的事情。于是人们推测，或湖底有温泉涌出，或湖底地壳深处有火山活动，或湖底有尚不知情的物理反应在释放热量等等。但人们对范达湖钻探后发现，虽然湖底的水很暖，但水底下的岩石却很冷，这无疑否认了湖水是被地热作用从下面加热的说法。又有人认为，范达湖水非常干净，表面冰层没有积雪犹如温室的玻璃一样，阳光可以不受阻碍地穿透冰层和湖水；阳光将湖底岩石晒热并将热量最先传给湖底部的水。并且范达湖的冰层下有一层淡水，再下面的水越来越咸，湖底盐度超过海水10多倍，淡水轻盐水重，这样不易形成冷热水的对流。同时，湖面的冰层还能象棉被一样阻挡湖水热量的散失。这样的解释比较全面，但它还面临着另一个问题，在近半年没有太阳的极夜时期，水温是如何保持的？而在极昼期不断吸收阳光的湖水，温度为什么不能再高？
九  太阳系中有8个大行星围绕着太阳，从离太阳最近的水星到遥远的海王星，它们在轨道上的分布似乎是按照某种数学规律排列着。18世纪中期，一个德国人发现了这个规律，提出了著名的“提丢斯定则”。然而，根据这个定则人们发现在火星和木星之间似乎应该还有一颗大行星。于是，人们纷纷开始在这一区域找寻没被发现的那颗行星。搜索的结果很是奇怪，这一区域没有预想的大行星，但却有许多大小不等的小行星，其中比较大而且著名的有谷神星、智神星、婚神星、灶神星等。随着技术手段的提高，到今天人们发现的小行星居然多达50万颗，被正式命名编号的就有近4000颗。在火星和木星之间为什么不是一颗大行星而是一群小行星？这些小行星又是如何而来呢？有人认为，这地方原本是有一颗大行星的，但后来它发生了大爆炸，现在众多的小行星就是爆炸后产生的碎块；也有人认为，这地方并不存在什么大行星，但有几十颗小行星。是这些小行星的相互碰撞产生了众多更小的行星；还有人提出，小行星其实与大行星有一样的形成过程，它们在太阳系形成之初就和其他大行星样一样诞生了，只不过在后期没有像大行星那样“发育”成一个大球，而是保持了一堆碎块状的半成品状态。除了上面几种意见影响比较大以外，还有很多五花八门的说法。但是，所有的理论都有自己解释不了的难点，也没有获得更进一步的证据支撑。
十  动物，尤其是高级动物有没有思维？过去，很多人都认为思维只是人所具有的，动物只是简单的条件反射，它们没有语言能力，而离开语言何谈思维呢。绝大多数动物的确傻得不能再傻，要证明它们没有思维是非常容易的；但有些动物确实明显地聪明，若只用条件反射来解释也是非常困难的。人们一度认为只有人能够制造并利用工具，现在发现某些动物也有这种能力。比如海獭会用石头打碎贝壳来取食里面的肉，黑猩猩会折取树枝并将其伸入蚁穴等待上面爬满了蚁再取出吃掉，等等。有人认为，这其实是动物偶然行为后形成的一种条件反射，其他动物跟着效仿罢了。但有人认为，动物与人之间并没有截然的鸿沟，人类在进化的路上不可能突然在某一天拥有了思维。谁能说模仿和学习的过程中没有思维的成分呢？现在，很多实验都证明一些高级动物不仅具有记忆的本领，还具有很强的自我意识。比如黑猩猩在镜子前会竭力擦掉人们抹在它头上的颜色，狗会对改变了的环境产生强烈反应。反对者认为，思维最重要的要素是语言，动物没有语言，即便它们具有记忆甚至形成某些概念，但无法形成想象、推理、判断等这些重要的思维形式。支持者指出，现在实验研究发现，许多动物的鸣叫声是含有大量信息的，甚至有动物会用信息表示并不存在的东西或标示特定物品。这简直是了不得的发现，动物的思维能力可能比我们想象的还要高，人类不应该断言动物没有语言能力。有人在实验中发现，黑猩猩单独完成叠箱子登高取物品很成功，但几只黑猩猩在一起则无法共同完成这个任务。因此得出结论说，动物是有思维的，但它们没有语言无法进行交流。这就是动物的思维无法提高的真正原因。但也有人说，许多动物实验其实是人们对动物的一种强化训练，这恰恰证明了条件反射的作用，而谈不上什么思维。动物究竟有无思维以及它们的思维形式是否与人类一样？这恐怕是永远也解不开的谜。  　作者：周文普
中国科普网 版权所有 不得转载 京ICP备05033428号