偶看新闻卡丁车俱乐部投资预算:科学之谜（1-7）
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 03:45:34
科学之谜（1-7）
科学之谜（一）
在科学研究的过程中，科学家们往往会对同一个问题产生不同的看法，甚至发生争议。但真理却只能有一个。很多人们日常见到的自然现象，虽然经过千百年来的研究也还没有弄清其所以然。这说明，科学的道路并不是平坦的，它也远不是看看书本就可以解决的事情。科学需要人们有理性的头脑，而不能想当然；需要人们具有怀疑精神，而不是唯理论是从；科学更需要实验，而不是纸上谈兵。科学之神秘永远激励着喜欢它的人们，真理也永远不会因为我们的探索而达到终点。这里选择了一些科学问题、奇趣谜团，虽然其中有些问题似乎已经得到答案，但未必就是真理。而要想更接近真理，我们还要继续探索。对于我们大多数人来说，解决这些谜团也许并不重要。重要的是我们要懂得科学的精神。也许你身边就有着许多神奇的科学之谜，答案也许唾手可得。但如果你不具备这种精神，就是擦肩而过，你也不会发现它们。
一、 关于响沙现象。大家都听说过有一些地方有响沙现象，在那种地方，当人们触动沙丘上的沙子时，那些沙子就会发出响声来。有人统计说，世界上能发生这种现象的地方有上百处，而且发出的声音也不相同。有的像打雷，有的像飞机，有的像琴声等等。人们研究后提出了几种可能的原因：一是沙粒同时振动发生空气磨擦，且沙粒上覆有钙、镁化合物所致；一是发生响沙的沙丘具有一个天然共鸣箱，这样的沙丘表面干燥，中部潮湿，内部又是干燥的，因此，潮湿层形成一个天然的壳而成为共鸣箱；一是石英沙占多数所致，石英具有压电性质，一旦受到挤压就会带电，进而振动发出响声；一是响沙上空有空气屏障产生的缘故。这样的地方都可能水蒸汽上升并形成一个热气层罩着沙丘。这一点有点像人们在一个空荡荡的房间中说话时声音会变大一样。遗憾的是，大自然给每种研究结果都配备了否定的样品。因此，响沙现象还是一个谜。
二、 海水为什么是咸的，它会不会越来越咸？约旦有个著名的死海，它其实是一个封闭了的内海。河流冲刷陆地的岩石，溶入盐分进入死海，水分强烈蒸发，留下越来越多的盐，所以死海含盐量越来越高。有人按这种模式来解释地球上的海洋，按照这个解释，海洋也会越来越咸。这种理论认为，海洋开始形成时并不是咸的，是后来整个水循环过程使水变咸的。另一种理论则认为海洋从一开始就是咸的，因为测量的结果并没有发现海水越来越咸。还有比较折衷的理论认为，即有先天的原因，也有后天的原因。海底火山也会给海水中带来盐分。看来似乎海水应该越来越咸，但有人认为，盐类增加到一定程度便会形成某种化合物沉入海底，进而随大洋板块进入地壳内。所以不会越来越咸。
三、 我国西北的黄土高原是一个世界之最，但“那些厚厚的黄土是从哪里来的？”却已经争论了一个世纪。占主导地位的意见是风吹来的。人们认为在黄土高原的西北部有大面积的荒漠，数百万年来的西北风将那里的岩石风化并带走，最后落下来积成黄土高原。这一点从我们见到的沙尘暴可以印证。然而有人经过考察后发现，黄土的分布有一个高度极限，超过这一高度就没有黄土了，而且各地的高度并不相同。如果是风吹来的，应该不会发生这种情况。同时，人们还发现黄土层的底部有一个砾石层，这些砾石明显是河流的沉积物。由此又有了水成说，认为是黄河水将黄土从上游带来的。还有一种理论认为，黄土就是“土生土长的本地人”，是原地岩石风化而成的。也有折衷的看法，说是由上述几种情况共同促成。
四、 大约在6500万年以前，不可一世的恐龙大家族突然从地球上消失了。当时究竟发生了什么变化，使这样一个庞大的种群迅速灭绝了呢？多年以来，人们一直为此而争论不休。小行星碰撞说是比较流行的一种。这种学说认为，小行星碰撞地球后，产生的大量粉尘可以在大气层中漂浮3至5年，阻拦阳光照射到地球上。恐龙赖以生存的植物因此而枯萎，恐龙也就饥饿而死啦。这种理论为此还寻找到某些证据，如在沉积层中发现高含铱层（小行星的含铱量比地球丰富得多），而这一沉积年代刚好与恐龙灭绝年代相符。还有人认为某地下圆形成构造就是当时碰撞形成的大坑。此理论也有说是撞击发生在海洋，造成5公里的巨浪吞没了众多植物和动物。另一种理论认为是有毒彗星撞击后，某些生物中毒死亡，导致生物链中断而引发系列生物灭绝。比较有说服力的是气候说，该理论认为，地球气候是冰期与非冰期交替出现，恐龙不幸遇上了寒冷的时代，可它们偏偏是喜欢温暖的动物，如果不被冻死才是怪事。而造成地球一阵冷一阵热的原因，可能是太阳附近的某颗超新星大爆发或太阳有一颗距离它时远时近的伴星。超新星爆发会使空气中的水形成冰晶并跑到上层大气中屏蔽了阳光的热辐射。而当伴星远离太阳时，地球也会变冷。还有理论说是地球板块发生变化，火山喷发频繁，气候变冷，有花植物增多，而恐龙却不喜欢吃有花植物。也有说大量哺乳动物出现，它们吃了恐龙蛋使其断子绝孙；恐龙天下无敌手，庞大导致失控，造成相对食物缺少，自相争斗而灭绝。不下几十种版本，却没有一个能成为结论。
五、 地球能养活多少人？这个问题看似过于空泛，但事实上是个非常严峻的问题。人类在上个世纪曾经用40年时间将世界人口翻了一翻，如果按这个速度发展下去，用不了一千年，地球上的每个角落都将挤满人，每个人只能得到一张报纸大小的地方。科学家们经过计算，得出地球上的植物每年产生的物质折合成能量为660×1015大卡。而50亿人一年要消耗45.6×1014,只占总量的0.6%多一点。但事实上，地球上可供人食用的植物仅占全部植物的1%左右。有科学家认为，按人类可食植物及地球上可用土地来推算，地球大约能承受七八十亿人口生存，而另一部分科学家则认为可供养470亿人口。后者理论上将可用土地增加了近七倍，这似乎是不可能的，更何况限制人口的因素还远不止仅仅是吃饭的问题。而单就吃饭问题而言，其营养水平也值得考虑。比如我国已经基本解决了温饱，但平均营养水平还较低，肉、蛋、奶、水果的人均消费仅为美国的十分之一。如果我们的饮食水平要达到发达国家的标准，理想人国应为7.8亿。有人认为地球可利用土地达107亿公顷，按人均需要0.2公顷算将非常乐观；有人认为这一数字被夸大，实际只有32亿公顷，且人均占有应为0.4至0.9公顷。按后者计算，世界人口不能高于100亿。
六、 关于石油的成因是一个至今仍争论不休的问题，一派主张有机成因，另一派主张无机成因。有机成因派认为石油是植物或动物或动植物混合物埋藏地下后，在隔绝空气、高温高压下不断分解化合而形成的。无机成因派则认为地球内部或太空中本来就存在碳氢化合物，正是这些碳氢化合物形成了石油。争论双方都掌握一些有利于自己的证据，也都有一些解释不了的问题。比如，有机派说地球内部不可能有大量的水来形成碳氢化合物；无机派说古代生物遍地都是，为什么石油分布却极不均匀？而且油气田常出现伴生氦，但生物对氦的聚集并无作用。按有机派理论，石油生成于沉积岩层中，它的形成不会与沉积层同时，可人们却在沉积层中发现了与其同时形成的石油物质-烃，还在火成岩中也发现有碳、氢甚至天然气。按无机派理论，地球形成时就吸收了原始大气中的碳氢化合物，但原始地球高温熔融状态却会使碳氢化合物分解，难以冷凝，所以不可能形成石油。
七、 关于地球在收缩还是在膨胀的问题早在16世纪就已经提出来。一些人认为地球是在逐渐变冷收缩，因为表面先冷却凝成硬壳，所以进一步的收缩会使表面发生褶皱，就像苹果干瘪的过程。这也就是山脉形成的原因。但这一理论解释不了为什么山脉的分布具有一定的构造方向，因为如果按这种理论，山脉的走向应该杂乱无章。后来人们发现地球内部的放射性元素蜕变时发出大量热，地球不是在变冷而是变热，这就从根本上否定了前者。膨胀论者提出，地球各大陆原来为一块，之所以分开，就是因为地球膨胀的缘故。而膨胀的原因是由于上层高密度岩石受热后变成低密度岩石体积变大造成的。这有点像后来出现的板块学说，虽然它们本质上不同。膨胀论者计算出原始地球的半径比现在要小很多，约为现在的三分之二。后来又有人提出了热收缩理论，说是地核外围物质熔化进入地核时会因密度增加而体积减小。这种理论的发明者确信地球每年收缩十分之一毫米。
八、 19世纪末至20世纪初，科学家提出了大陆漂移理论，现在这一理论已经广为人们所认同，因为它能解释很多地学现象。这一理论认为，现在的几大陆过去曾经是一块大陆。由于大陆是漂在流体状态的地幔上的，而地幔又在不停地对流，所以就把浮在它上面的大陆板块扯裂并推开。人们发现各大板块居然可以像七巧板那样拼起来，这无疑是最好的证据啦。大陆漂移的根本原因就在于地幔的对流，热的地幔物质向上升，升到大洋底再向两边分开并形成年轻的洋底板块。洋底板块与大陆板块交接并钻进大陆板块下面，重新进入地幔中继续参与地幔的对流运动。而问题偏偏就出在这里。反对者说，因为板块碰撞运动而形成高山的现象为什么没有在洋底板块中产生，要知道大陆板块厚达数十公里，而洋底板块则仅五六公里，洋底板块有那么大的力量去挤压大陆板块并使大陆形成高山，为什么它自己平平坦坦不起褶皱呢？按照漂移理论，地幔上升到洋底就会形成洋中脊并从这个位置分向两边，所以上升的地幔岩流应该与洋中脊相互依存，而事实上却并非完全如此，有的洋中脊还正在一头钻进大陆板块下，这恰恰与漂移理论背道而驰。大陆是否在漂移，这漂移的动力是什么？现在还得不出确切的答案。
九、 温室效应与海平面上升的问题近些年来被人们所熟知，但它却还是一个没有准确答案的问题。在地球的历史上，气候曾多次发生剧烈变化，相应的海平面也几升几降。科学家经过对澳大利亚海岸的研究发现，近100年来，这里的海岸线平均每年要后退1.5米。其他一些地方的海岸线也在后退，有的后退速度更快。这样的速度似乎超出了自然规律，科学家们开始把它归结于人为，认为是人类过多燃烧能源造成的。大量的燃烧会产生大量的二氧化碳，大气中的二氧化碳增多如同给地球盖上一床棉被，地球变成了一个大温室。在这种情况下，南极巨大的冰盖会融化，使海平面上升。如果南极冰盖全部融化掉，地球海平面将上升6米，这将是一场灭顶之灾。但有科学却不以为然，他们认为，温室效应虽然是存在的，但当冰融化时必然要从大气中吸收热量，同时大量浮冰分布在南太平洋，使洋面接受阳光照射减少，这些形成正负反馈，又可以降低全球气温。还有科学家说，大气中的二氧化碳增多，绿色植物的光合作用就会加强，这样也会使二氧化碳的增长得到控制。另外，气温上升时水体温度也将上升，进而蒸发量增大，加大大气层湿度。云量增多，减少光照，地表降温，全球性降水增多的同时极地也会聚积大量的水，形成新的冰盖，导致海平面下降。而且，燃烧时产生的浮尘使光辐射降低，也会导致地表温度下降。
十、 通古斯大爆炸过去一个世纪了，但它仍旧还是一个世界著名的大谜团。虽然多数人们都相信这是一次天外来客的大碰撞，但谁也拿不出确凿的证据。一些科学家认为，是一颗巨大的冰雪彗星在空中爆炸，所以既没有像陨石撞击后形成的大坑，也没能留下什么残渣碎屑。一些科学认为那是由天外飞来的反物质造成的。当这颗反物质冲入地球大气时，就会产生巨大的爆炸，正反物质瞬间全部转化为能量，所以既见不到残渣碎屑，也看不到陨石坑。他们认为，这样的爆炸会使大气中的放射性碳素增加并在树木生长中反映出来。结果还真的在树木中发现了高含量的碳14。但提出该理论的科学家自己却很慎重，认为并不一定可靠。有人认为是地下天然气冒出地面在空中聚集，后遇雷暴引起爆炸。更有一些离奇见解，如地外高级智慧发射激光引起、黑洞钻入地球、太阳等离子团撞击等等。几乎年年都有人到通古斯去考察，但带回来的往往是又一场争论。
科学之谜（二）
一、 雷电是我们司空见惯的自然现象，但它的成因却至今还是一个谜。自从富兰克林证实了闪电就是一种电火花后，关于闪电形成的机制就一直困扰着人们。科学家们发现，一般情况下，雷电云层要超过3公里厚度才可能产生雷电。这时，云层上部温度很低，带正电荷，云层底部则带负电荷。当正负电荷之间的电场足够强大时，就会击穿空气绝缘层，产生闪电。云层越厚，顶部温度越低，雷电越激烈。但是，为什么本来为中性的云层会分出正负电荷来呢？一种说法是雨滴或冰珠带着负电荷，而小尘粒和冰晶带正电荷。雨滴向下落而小尘粒和冰晶则在云层上部积聚。这样就产生了引起雷电的电场了。按照这个理论，雨滴在下落的过程中要克服电场力，从而使下落的速度变慢；闪电过后，电场减弱，雨滴加速下落。但实测结果并非如此。另一种解释是有一个充电过程，那是由小冰块或冰晶或水滴的碰撞完成的。碰撞后，小而轻带正电荷的碎块跑到云层上端，大而重带负电荷的碎块继续落下，所以云层底部就带负电荷。但是，闪电经常发生于降雨之前，甚至光打雷不下雨，而且火山爆发时也会产生闪电，这又如何解释呢？于是又有人提出，电荷是在云层外产生的，剧烈的气流运动不停地从大气中吸附电荷并将它们分离。遗憾的是，这些理论都还没有得到证实。
二、 在我们的生活中，处处都可以体会到摩擦的现象，如果没有了摩擦，我们甚至连一步路也走不了。但摩擦力究竟是怎么回事呢？这个问题已经争论了500多年，却还没有十分清楚。最早，有人说表面越是光滑，其摩擦力越小，这是因为物体表面凹凸不平所致。按凹凸说来理解，两物体的摩擦力其实就是克服凹凸时的不停抬起下降或是破坏所用的力。这一理论在相当长的时间里得到绝大多数人的认可。后来，有人从分子力的角度提出质疑。认为凹凸说虽然在一定程度上是对的，但如果物体表面十分光滑，则两物体间的分子力就会发生作用，那时就不再是越光滑摩擦力越小啦。按照这个理论来说，如果物体能够磨得绝对光滑，两个物体甚至可以粘成一体。因为它们彼此的分子已经进入了对方的引力圈。其实这个争论应该仅限于微观世界里，我们日常生活中的摩擦是绝不会用分子力来解释的。
三、 宇宙倒底有没有边际？相信每一个爱动脑筋的孩子都思考过这个问题。然而，这的确是一个最难接近真理的问题。人类对这个问题的研究，经历过“有限有边”、“无限无边”、“有限无边”几个重大阶段。当科学家们提出了膨胀宇宙模型，似乎就是宣告了这个问题永远无解。因为按照这个理论，宇宙膨胀将使星系彼此远离的速度越来越快，最终达到光速时，我们将无法观测到那些遥远的星系，甚至有一天连离我们最近的星系也会看不到。到那时，即使我们的技术再发达，也无济于事。而天文学是以观测作为实验根据的科学，看不到，测不出，一切只是说说而已，那还叫科学吗。有人说，辩证唯物主义哲学上的宇宙观是：世界是物质的，空间无边无际，时间无始无终，物质运动形式无穷尽。如果你非要给宇宙一个边际，那先请回答这个边际是什么？边际以外又是什么？人们可以将哲学上的宇宙与物理学上的宇宙分开理解，物理学上的宇宙强调的是可观测的宇宙。因此有人提议在物理学中用总星系来代替宇宙一词。但也有人认为，既然哲学是自然科学和社会科学的概括与总结，它也理应概括和总结宇宙研究中观测的事实，不能仅靠思辨来回答问题。
四、 宇宙万物包括我们人类自身都是由不到一百种元素中的一个或多个元素组成的，只不过所用的元素不一样，组成的方式不一样罢了。那么，这些元素来自哪里呢？人们曾经提出过一些设想，但较为科学家接受的是来自于恒星演化过程。我们知道恒星内部发生着热核反应，如果形象地说就是在进行氢燃烧。核反应过程并不总是一种模式，它会越烧越热，而且会产生出新的元素出来。比如氢热核反应生成氦，当温度达到1亿度时，氦又会发生核反应。继而还会有碳、氧、硅等等进行燃烧，直到产生较重的铁元素时，恒星内部就不再进行核反应了。而当恒星将死时，它会来一个大爆发，我们称之为超新星爆发，那时它会突然释放出巨大能量，此过程会产生出一系列由铁元素生成的重元素出来。恒星产生的这些元素总要被抛向广阔的宇宙空间，它们又将与别处的星际物质再一次组合并形成新的原始恒星。人们在宇宙中观测到的元素，越重则越少，符合这一理论。但氢元素又是从哪里来的？重元素果真是在超新星爆发中产生的吗？目前还没有确切的证据。
五、 自从科学家们提出了绝对最低温度以来，人们就不停地向-273.15℃冲击。虽然目前人们已经相当接近这个温度，但却始终无法达到它。这是因为低温的获得与气体的液化是分不开的，液化气体在蒸发时会使自身温度降低。这也就是我们家用空调和冰箱的工作原理。问题是温度是物质分子运动的标志，因为分子的不停运动，所以物质才具有温度。如果达到-273.15℃，按照热力学定律，分子就会停止运动了。而物质是不会停止运动的，所以绝对零度永远也不可能达到。想想看，要降低温度就需要液体蒸发，而蒸发本身就是物质的运动方式。所以，只要蒸发着，就不可能停止运动；不停止运动，绝对温度就不可能达到。因此，这是一个不可能用实验直接证明的问题。不过量子力学认为，即使真的到了绝对零度，物质的微观粒子也不会完全停止运动。然而这同样也是一个不可能用实验来证明的问题。
六、 科学研究表明，组成生物体的所有元素，都可以在无机物的元素中找到，它们就是碳、氢、氧、氮、硫、磷等。问题是这些元素究竟是如何组成了生命体。原始地球上的无机分子是怎样变成有机分子，进而又成为生命分子的呢？科学家曾经模拟原始地球大气和海洋的成分，并对其进行放电，结果还真出现了一些复杂分子。后来人们终于打破了无机物与有机的界线，用无机物合成了有机物。这究竟算不算人工合成生命的曙光，现在还不好说。
七、 先有鸡还是先有蛋是一个古老的话题，其实在生命化学中还有一个比这个问题更具根本意义的问题，那就是先有核酸还是先有蛋白质？在生命细胞中，核酸与蛋白质是最基础的物质，它们谁也离不开谁：蛋白质的合成需要核酸来编码；核酸的合成与复制需要蛋白质来催化。那么地球上最早出现的是哪一个呢？有人认为是先有蛋白质，有人认为是先有核酸，两方面的科学家们都在各自的实验中得到了一些证据，但都还不能断定。于是有人提出同时出现的观点，遗憾的是这一理论不仅不能自圆其说，连实验根据也还拿不出来。
八、 位于地球上空30公里处有一层薄薄的气体，叫臭氧层。别看这薄薄的一层，它可是我们人类和其他生物的保护伞。如果失去它，太阳辐射过来的紫外线会将我们全部杀死。然而在南极上空，这个保护伞却被撕开了一个大洞。现在，人们普遍认为这是由于人类大量使用氟氯碳聚合物所致。据信全球每年释放出的这种东西达百万吨以上。实验也确实证明氯与臭氧会发生化学变化，从而破坏掉臭氧。但是也有人认为臭氧的大量减少是由于自然界产生的氧化氮引起，并非人为造成的。还有人认为，南极空洞与全球性臭氧变薄是两回事，南极空洞不是因化学物质引起的，而是因南极上空的狂风所造成。也有说是由于喷气飞机造成，因为南极上空是繁忙的飞行航线等等。虽然这些观点没有确切的证据，但似乎南极空洞也并没有总是一直扩大着，而是时大时小。地球上每年由雷电所产生的臭氧也是数量可观的。
九、 我们都知道在医院可以做心电图、脑电图检查，其实不仅是人类，所有生物的活动都跟电息息相关。问题是，生物电从何而来呢？有人认为，在细胞内外，离子浓度不同，从而产生一种膜电位。细胞的活动会改变这个电位，从而形成电脉冲；还有人认为，细胞会有选择地吸附某种离子，这样使细胞膜与细胞液之间产生双电层，像电极一样产生电位差。还有人认为，细胞本身就是一个微小的燃料电池。细胞内进行的氧化-还原反应是产生电位的根本原因。如细胞液提供养料成负极，膜外的血液输来氧为正极，而蛋白质则是两极的通路。还有认为，细胞随时都在进行着电子的得失，即氧化还原反应，因此，一旦有导电物质存在，就会像无数个小电池串联起来一样产生电流。这些看法虽然都有一定的根据，但距离彻底揭开奥秘还差得很远。
十、 人和很多动物都有记忆的本领，但为什么能够记忆呢？却是一个谜。科学家在实验中发现，受过记忆训练的鼠脑细胞中，一种叫多肽的物质含量升高很多，于是认为记忆的化学物质可能就是蛋白质多肽分子。记忆的过程就是脑细胞中记忆大分子迅速形成的过程。记忆分子的每一种排列次序和组合代表一个记忆事物。另一种观点认为，记忆与化学物质乙酰胆碱有关，乙酰胆碱是传递传递信息的神经递质，它在脑中增多时，信息就传递得快，记忆形成得也快。临床试验也发现，服用乙酰胆碱类药物可使老年人记忆有所好转。但这些观点还都不能肯定就是记忆物质或解释它们与记忆是什么关系，只能说记忆确实与化学物质有关。记忆的化学物质究竟是什么？记忆的化学过程究竟是怎样的呢？
学之谜（三）
一、 多年来，人们似乎都有一个印象，男人与女人在智力特长上有明显的差别。男人擅长抽象的逻辑思维，空间想象力和音乐能力也优于女性；女人则长于语言、人际关系和单纯记忆。一部分科学家将此差别归为环境和文化的影响，另一部分科学则认为是大脑结构方面的原因。后来，有科学家通过解剖发现，在大脑两半球之间的神经纤维形态上表现出了明显的男女差异。经研究后他们指出，女性大脑的两个半球似乎较少明确的分工，因而其功能的专门化程度不如男性。理由是连接女性两侧大脑神经纤维束比男人大，进而可能说明其中的神经纤维多，由此可假设两侧大脑联系较紧密，故而分工则不明确。另一些科学家却不认同此理，他们认为，既便大脑两侧分化较少也不一定就表明任何一侧的大脑能力会降低。而且研究者解剖的人数必竟不多，难以说明问题。男女之间的思维、气质、行为、心理等等的确存在着差别，但究竟是大脑的原因，还是环境与观念的影响呢？
二、 人为什么要睡觉？普遍的观点认为睡觉是为了消除体力疲劳，弥补一天劳累的损耗。研究者发现，睡眠时，脑垂体会释放出大量的生长素来促进蛋白质的代谢，从而促进体内组织的生长和修复。但是另一部分人否定这一看法，他们认为，对蛋白质代谢影响最大的是饮食，睡眠时的蛋白代谢是因为这个时候人不会进食。反对者在试验中也并没有发现因减少睡眠而导致生理功能下降的例子。比较有说服力的研究者认为，睡眠有两个功能，一是消除体力疲劳，一是消除精神疲劳。研究发现，长睡眠者与短睡眠者在生理上没有什么差异，但在心理上却很不相同。长睡者总是忧心忡忡，短睡者则很是乐观。还有观点认为，睡眠的主要功能是恢复大脑疲劳。海豚可在清醒的状态下使身体休息，但它们睡眠时身体还在水中游。有人反对说，动物不等于人类，据统计，75%的人在一夜不睡之后，其心电图反应还是正常的，在长期试验中，受试者的中枢神经系统的机能也未见异常失调。虽然不睡觉谁也受不了，但要解开这个谜还并不容易。
三、 人类女性比男性平均寿命长3年左右甚至更多，这是为什么？有观点认为男人平均比女人高大，而维持高大身体的新陈代谢需要消耗更多的能量，相对增加内脏的负荷。所以高大的男人寿命要短一些，他们太累啦。还有观点认为，女人爱哭是其长寿的秘密。因为眼泪中含有有害物质，如果总是强忍不哭，泪水中的毒素积聚起来，会让人得病。男人不是都很坚强吗，所以他们中毒就多。还有观点是从染色体出发找原因，认为女性染色体是XX，男性是XY。如果在X染色体上有致病基因和话，女人有50%的可能会得病，而男人则是100%。还有观点认为是环境因素所致。女性属于封闭型的，她们起保存整个人类系统基本特征的作用，而男性则要不断创新，承受并处理外界环境的各种变化，因而更具危险性。上述各种观点都有一定的道理或证据，但也还都属于假设。
四、 人类疾病死亡率中最高的当属高血压。据统计，在发达国家，每5个人中就有一名高血压患者。而高血压究竟是如何造成的呢？有人认为，高血压主要是精神过度紧张造成的。而反对者研究后发现，紧张只是在某个时间内会使血压升，并没有发现会引起心血管发生病变的证据。有人提出，四足动物中患高血压十分少见，而灵长类动物中却很普遍。结论是由于灵长类有直立的习惯。在直立的状态下，血液大部分集中在心脏以下，心脏要保持血液的流通，必须要加大压力。久而久之则形成高血压。反对者认为，人类直立已经是数百万年的事情，其各种器官早已适应，不会因此患高血压。倒是现代人更加多地处于紧张的生活环境中，休息时间减少，坐立行走的时间变长，而人的机体结构不可能在一二百年中形成适应。所以还是紧张致病较为正确。据此，两派科学家对防治高血压也提出不同见解。一派说要延长人体水平状态下的休息时间，一派说应该加强锻炼以使心脏更强壮。
五、 儿童多动症是一种轻微的脑功能障碍，虽然它并不一定证明儿童的智力不正常，但它会影响孩子的学习、行为等方面，是一个令家长头疼的大问题。然而这个问题却还没有一个明确的答案。许多学者主张，这是由于母亲怀孕时受到疾病损害、营养不良或孩子出生后受到外伤所致。还有证据表明，不少儿童多动症与遗传有关，是Y染色体异常所致。大量临床检查显示，患儿体内某种神经传递物质浓度不足，导致大脑信息传达不畅，从而产生自制能力不足。其原因可能是遗传问题所致。还有人提出是由于体内铅摄入过量或是铁缺乏。因为铅会抑制脑中酶的活性，从而干扰神经活动；而某些患儿在补铁后，其症状有明显改善。但科学家们也曾做过调查，结果发现没有必然联系。甚至还有人将多动症归罪于教育方式不当、精神创伤、荧光灯、电视机等等，但都没有确实的证据。
六、 谁是人类的直接祖先？这是科学家们一直在探索而还没有答案的问题。现在，科学们普遍认为，非洲南猿、粗壮南猿、鲍氏南猿和阿尔法南猿是重点研究的对象。这些古猿的化石都被研究得很充分，但它们中究竟谁是人类的直接祖先却不能肯定。比较一致的观点集中在了非洲南猿和阿尔法南猿。科学家们产生不同看法的原因是由于对解剖学特征的选取上。由于每种化石的解剖学特征多到数百上千，所选取的特征不同，得出的结果可能就会截然相反。而大家之所以不遵循同一个标准，其原因更是多方面的。由此我们可以看出，即便是在科学的范围内，人们之间的争论也并不总是科学的，因为真理只有一个。所以说，科学永无止境，对一个问题的研究往往要涉及到与之相关的很多其他领域，任何一个困境，或任何一个不同的理解，都会令研究倍加困难。
七、 以后的人类会是什么样呢？目前人类已经走过了约150万年的进化之路，再过数十万年或一百万年，人类将是什么样子呢？不同的科学家为我们描绘了不同的影像。悲观论者认为，人类现在已经开始走下坡路，其原因是科学的发达。许多疾病都可以得到医治，这样会使人们体内的不良基因越积越多，最终会导致每个人都带有多种种致病基因。人类依赖高技术而生存，结果头脑发达、四肢退化；人类滥用地球资源导致地球自然环境恶化，最终人类会变成生活在树上的怪物，只能靠吸取藻类为生。多数科学家并不赞同这种论调。有人认为，人类会按进化的路一直走下去，只不过头脑越来越大，四肢越来越小。很多科幻影片就是按这个思路来绘制外星人的。更多的科学家则很冷静，他们认为，在过去的100万年间，人类在外形上并没有多大差别，同样，再过100万年，人类大致也还是现在这样。任何生物在进化发展过程中，都会有一个相对稳定的时期，现在的人类就是这样。有类大脑的发展变化与人类智慧的发展变化并不是成比例发展的。我们大可不必担心。
八、 左撇子比右撇聪明吗？很多人都认为左撇子比右撇子要聪明一些，这其中有什么道理吗？科学家研究发现，在一些高智力人群中，左撇子的比例的确要高一些。按人的大脑分功来看，左半球负责逻辑推理等分析性工作，右半球负责感觉和空间距离等视觉判断性工作。因此，从眼看到手动，右撇子走的路是大脑右半球——大脑左半球——右手；左撇子走的路是大脑右球——左手。显然，右撇子多走了弯路。许多实验表明，左撇子中枢神经系统的敏感性要比右撇子强得多；但他们对环境的适应力却差得多，而且极容易得某些免疫疾病。在实验中，人们进一步发现，某些药物对一个半球有效而对另一个半球无效。在对左撇子与右撇子进行对比试验中，服用某种药物后，二者反应大不一样，左撇子的反应要大得多。据此，有科学家认为，人类在远古时候主要以植物为食，植物中会有一些有毒的，而右撇子对这种毒性的忍耐力远超过左撇子，所以他们有更强的生存能力。这也就是为什么右撇子的人比左撇子的人多的原因。不过这些研究倒底正确与否，现在还不是下结论的时候。
九、 现在似乎谁也不会否认生物钟这个说法，但生命究竟为什么会有节律呢？一种说法叫外源性，强调是外界的多种信息在控制生命的周期。比如人们将有强烈明显节律的动物转移到相反的环境中，用不了多久，它就会适应。这表明它生物钟是由外界环境控制的，只不过我们目前对外界究竟有多少信息在控制我们还不甚清楚。一种说法叫内源性，认为是生命体内的激素调节结果。研究发现，人体内细胞有固定的节律，男人有23天的体力节律，女人有28天的情绪节律等等。此外，还有科学家提出大脑控制说，并且发现脑垂体下部有一串神经细胞专司此职；基因环境说指出在人类进化过程中，逐渐适应环境的节律并在基因上打下烙印，等等。所谓生物节律，恐怕并非一种原因使然，解开这个谜恐怕也不会一了百了。
十、 中医讲究的穴位是最神奇的人体奥秘啦，它的实质究竟是什么呢？有人从穴位的电学特性去探讨，发现皮肤上的某些地方存在导电量特别高的“良导点”，它们的位置与穴位的位置相吻合。但后来又发现，全身穴位总面积不过体表的万分之四，而电阻部位却多得多。后来人们又用最弱电流刺激肌肉，凡是能使肌肉产生最大收缩效果的地方就叫运动点。经对照发现，运动点与穴位的分布几乎一致。但运动点的机制是什么，还不太了解。又有人研究了穴位与神经的关系，发现几乎所有的穴位都与神经相关联。某一穴位与某一脏器的神经往往同属于一个脊髓节段。在胚胎发育时期，皮肤与神经是同源的，神经中枢存在着各皮肤区域与脏器的投射点。但是相反意见认为，非穴位区域下也都有神经分布，它们在组织学上并没有差别。还有人发现穴位与血管、淋巴管关系密切，穴位处的皮肤温度比别的地方要高一些，可能正是因为这一系列的复杂关系形成了穴位的奥妙。 科学之谜（四）
一、 大约6亿年前，地球上的生命还只是生活在海洋中，荒凉的大陆上看不到一点绿色。后来是哪个勇敢的植物率先登上了陆地呢？这也是一个谜。有科学家认为，植物在陆地上生活需要具有吸收和输送水分的组织，按此来考察，应该是某种蕨类植物率先登陆，并演化成后来很多植物种类。反对者认为，最原始的陆地植物不必非具有输导组织，它们可能是苔藓一类植物。虽然苔藓的输导组织不发育或发育不完善，但它们的有性生殖器官，尤其是胚，这恰恰是陆生植物的特征。还有科学家认为，从所有植物的特征——光合作用来研究更合适。迄今在藻类中发现多种光合色素，但只有绿藻门植物所含的色素种类及比例与陆地植物的光合色素比较一致，而且细胞内也都有淀粉。据此，应该是绿藻门植物。
二、 真菌是很大的一个生物类群，如我们熟悉的蘑菇，它就是一种真菌。奇怪的是，这样一个大的生物种群，人们却一直不知道它应该属于植物还是属于动物。我们知道，植物都有叶绿素，可以自已通过光合作用制造营养，但真菌并不具备这样的本领，但真菌的细胞中有细胞壁和细胞膜，又是通过孢子传播繁殖，这点又像是植物。科学家们为此争论了两千多年，还是没有一个满意的结果。于是人们设想在植物界、动物界之后再设立一个真菌界。这个结果是不是正确呢，讨论恐怕还要继续下去。人们在无奈之下说真菌是“破坏了自然界普遍和谐性的魔鬼杰作”。
三、 我们在学习生物课时，常常会听到某某动植物属于什么种。这就是所谓的物种。但物种真的是客观存在的吗？还真不一定。我们知道，小麦、白菜、松树，它们都属于不同的种，鸡、老鼠、狮子也各不相同。物种的客观存在好像是无可争争辩的事实。但当人们将生物进行分类时，却发现并不像想象得那样简单。比如某一个属的植物，张三分出了几百种，李四却分成了几十种。种种与之间的区别总是会有的，但究竟相似到什么程度可以算是一种？科学家们争来争去，最后的结论竟似乎完全是取决于科学家的个人判断。人们开始转而从哲学的角度来思考，认为能互通交配繁殖而保持种群并与其他种群形成隔离的，就是一个种。这一理论曾经一度被人们所接受，但后来人们发现事实上并非如此。有些似乎是符合这一理论，有些则完全乱了套。比如栎属植物，不管落叶与不落叶的，如果按此理论来考察，其四百多种植物只算是一个种。达尔文在他的《物种起源》中说，他只为了研究的方便而使用了物种这个词。而更有激进者称，世界上没有什么物种，只有单个的生物个体。物种究竟只是一个人们为了分类而想出来的一个概念呢，还是在生物中确实存在着类别？
四、 号称沙漠之舟的骆驼以耐干渴著名，这是我们都知道的。但为什么它有这种独特的本事呢？人们最早猜测它有一个“水囊”。骆驼是反刍动物，它的胃前面还有三个室，其中最大的一个叫瘤胃。人们认为那里面可以存放很多水。后来经过解剖发现，事实并非如此。这个瘤胃并不能有效地保存住净水，而且容积也还不够大。人们便又猜测骆驼经得住脱水。考察发现，一头骆驼在干热的沙漠中行走8天，体重会减轻100公斤，失水量相当于体重的25%。而人如果失水5%以上便会知觉紊乱，失水超过10%就可能会死亡。为什么骆驼能够忍受失水呢？原来其他动物失水后，其血液会变浓，粘性增加，循环变慢。而骆驼却不会。这说明骆驼失去的水分不是来自血液，而可能来自于肌肉或脂肪。有学者就认为，1克脂肪氧化后可生成1.07克水，驼峰中的脂肪就是用来变成水的。还有人认为，骆驼耐旱的主要原因是它有出色的保水能力。它通常不出汗，体温也不怎么上升，一身厚厚的毛可以抵御炎热的阳光。它的排尿量也少，因为它的肝脏功能特殊，不会造成尿中毒。这些说法还有待于进一步验证，也许就是这些综合因素使骆驼成为耐旱的冠军吧。
五、 大家都在电视上看到过鲸类集体“自杀”的事件。它们为什么要这样做呢？有科学家说，鲸类动物的眷恋性很强，它们在同伴遇难时会集体前往营救，而且不成功绝不离开。还有学者认为，鲸像某些鸟和鱼一样，利用地球磁场进行迁徙，而且它们一般会沿低磁力行进而避开磁力高的地方。研究了一些鲸自杀现场，发现那里恰恰是磁力低的地方。因此估计它们是误入歧途。还有科学家研究发现，在自杀的鲸类头部有寄生虫导致的听神经病变。因此可能是由于它们的声纳系统失灵所致。除此以外，还有一些说法，但没有一个能够确切的解释。
六、 鸟类的羽毛有的非常美丽，有的却灰暗单调，有的雌雄几乎一样，有的却相差甚远。孔雀就是一个明显的例子。达尔文就曾说过，在一雄多雌婚配的鸟类中，雄性越漂亮，就越能获得更多的雌鸟，因而可以繁殖更多的后代。孔雀开屏就是为了吸引雌性。这叫“性选择”说。但是有科学家反对，他们认为，凡是善于发现敌害或机灵易逃脱的鸟类，都用鲜艳的颜色来显示自己，让捕捉它的其他鸟类害怕。而那些不机灵或不易逃脱的鸟为了隐蔽自己，则不须要漂亮。科学家们按此理论进行统计，确实发现几乎生性活泼的鸟都是鲜艳的，不活泼的鸟都是暗淡的。而且，在一雄多雌的鸟类当中，雌鸟担负孵卵任务，属不易逃脱，所以也是灰暗的。这两种理论都很有道理，于是人们想到，鸟儿一般在空地求偶，很容易被敌害发现，此时雄鸟的艳丽色彩会起到警告作用，尤其像孔雀开屏后，那一只只大眼睛的图案，足以迷惑敌人。同时发现集体求偶在草丛中进行的鸟类，其雄鸟一般并不鲜艳。问题到这里似乎是圆满解决了。但科学家们还并不满足只是进行逻辑上的推理，他们还要找到确实的证据。
七、 考古发现，在寒武纪（距今5.7至5亿年前）地球上一下出现了很多无脊椎动物，这一现象被称为“寒武爆发”。难道动物们真的是一下子冒出来的吗？按生物进化理论，这似乎是不可能的。唯一的解释是这之前的动物化石没有保存下来。因此，关于动物的起源就成了一个谜。因此有人认为，动物的历史不足6亿年。后来，人们终于发现了早于6亿年前的化石，随着一次次的新发现，这一时间也越推越远，直到发现了距今8.4亿年前的环节动物化石。然而科学家们并没有停步，他们继续探寻，结果在距今20至24亿年前的地层中发现了9种管状穴。一些科学家认为这是动物挖掘的遗迹。在北京十三陵地区距今19亿年前的地层中也发现了类似的痕迹。但究竟是否真的为动物所为，目前还不能下结论。如果是，那这一年代是否就是动物出现的最早时刻呢？
八、 动物玩游戏的事情屡见不鲜，跑跳打闹以至使用物体进行更复杂的游戏。但是按生物世界的普遍规律来看，却很难解释。因为动物本来应该尽可能节省能量，它们为什么要消耗能量去做那些没有明确目的的游戏呢？有科学家指出，动物是在学习技能、演习生活。反对者认为，游戏并非只在小动物身上发生，而成年动物不存在用游戏来演习生活的需要。他们认为，动物的游戏完全是娱乐行为。而且他们指出，越是进化得高级的动物，游戏的天性越强。还有科学家提出一种锻炼说法，如北极熊在冬季食物不足时游戏并不多，而到了夏季，它们吃饱喝足后，为了保持身体的灵活，游戏就会多起来。持各种说法的科学家们都对动物的游戏进行了大量观察和研究，各自都有一些证据。但面对动物们复杂而多变的游戏行为，他们觉得离揭示奥秘还有很多路要走。
九、 冬天到来时，一些动物会进入冬眠。它们是因为寒冷而冬眠，还是因为冬季食物短缺而冬眠呢？科学家们进行了多方面的研究。一些科学家认为，是温度降低引起它们进入冬眠的。但研究中却发现人工降低温度时，有些动物并没有进入冬眠。有的科学认为是由于冬季食物不足引发冬眠。因为运动的热量主要来自食物，缺少食物远比寒冷更可怕。实验中也确有小囊鼠在得到食物的冬季而不冬眠的证据。不过反对者指出，不少冬眠动物在冬眠来临时会自动停食或拒绝进食，这就很难区分究竟是温度问题，还是食物问题。科学家们转而从动物的生理方面来研究，如激素、神经、细胞成分等等。他们在一个实验中发现，动物体内有某些可能的“冬眠物质”，如果将这种物质注射到其他动物身上，竟可以引起该动物在夏天“冬眠”。但其中的机制还是不清楚。人们觉得，冬眠可能是更为复杂而多因素的一种生理现象，真正的答案还要继续探索。
十、 我们现在都知道，植物的叶子所以是绿色的，是因为叶绿素的存在，而叶绿素是必须在光照中才能够合成的。如果不让叶子接受光照，叶子就会变黄。然而科学家们却发现了一个意外情况。在我们常吃的莲子中，有一个深绿色的小芽，那是莲子的胚。它被严密地包在胚乳中，外面还有一个坚硬的壳。按照我们熟悉的理论，这个小芽至多也就是淡黄，像其他果实中的胚一样。可这个胚居然是那么的绿。人们想，是不是它的外壳和胚乳能透过某种波锻的光而使它发绿？或是胚乳中存在着某种发光物质？经研究发现，成长于黑暗中的胚内，竟有许多含有捕获太阳能的叶绿素复合物。这简直是对过去理论的一个大挑战——在无光条件下可产生叶绿素！于是人们开始思考，生物中是否存在着可代替可见光的生物物质？
科学之谜(五)
一 地球早晚有一天会抛弃它养育着的亿万生灵而重归死寂，人们把这称为地球末日。但对这一天以什么样的形式到来，科学家的认识并不相同。现代科学认为，地球万物赖以生存的太阳也会有风烛残年的时候，那个时候被称为太阳的红巨星阶段。这个阶段的太阳将发生惊人的巨大膨胀，它就像一团爆炸的烈焰迅速扩大开来，包括地球在内的许多行星都会被它吞没而化成灰烬。太阳的这种变化缘于它内部的热核反应，好在目前这种反应还处于稳定期，红巨星是几十亿年以后的事情。不过也有人说，恐怕等不到太阳变成红巨星，地球上的生命就将遇到灭顶之灾。一些科学家认为，太阳很可能有一颗伴星，这两颗恒星在相互围绕着运动，每隔2600万年它们兄弟俩就会近距离“团聚”一下。它们团聚时产生的巨大引力变化将会搅乱彗星的轨道运动，使得10亿颗彗星在太阳系内横冲直撞。在这种情况下，地球被彗星撞击的可能性将大大增加。在过去的2.5亿年间，1100万年前、3800万年前、6500万年前、9100万年前，地球上都曾发生过导致生物灭绝的大灾难，我们熟知的恐龙就是在6500万年前灭绝的，而这几次大灾难的时间间隔规律恰恰就是2600万年。这颗伴星目前还没有被发现，它究竟存在与否还是一个谜。 二 青蛙、乌龟、小鸟、大象这些看似相差很多的动物却有一个共同点，就是同属于四足动物。人们认为，各种鸟类和哺乳动物都是从爬行动物演变而来的，爬行动物则起源于两栖动物，两栖动物的祖先再往前推便是水中生活的鱼类。所以，人们常说，归根到底人也是鱼变的。那么，这些动物究竟是由哪种鱼演变而来的呢？100多年前人们发现了一种具有内鼻孔和肺的鱼，这个内鼻孔被认为是一个进行此类划分的标志性特征，它普遍存在于四足动物体内。这种被称为肺鱼的动物具有鱼过渡到两栖动物之间的特点，人们一时还为将它划到鱼类或是两栖类引起了争论。然而争论还没有结束，科学家又发现总鳍鱼其实比肺鱼还要更古老，而且某些特征如牙齿更加近似两栖类，于是基本决定了总鳍鱼为四足动物的祖先。可是，经过更深入的研究，科学家在最重要的内鼻孔问题上产生了分歧，一些人说在总鳍鱼化石中存在着内鼻孔，一些人捕捉到了活着的总鳍鱼却并没有找到内鼻孔。于是，有些人又转而主张还是将肺鱼作为四足动物的祖先比较合适；而另一些人则开始考虑修改关于内鼻孔这一重要特征的概念。看来，我们究竟起源于什么动物这个问题，还需要等待一段时间才能见分晓。 三 二千多年前，亚里士多德认为轻物体下落的速度要比重物体慢，这一观点影响了人类2000年。伽利略在比萨斜塔上进行自由落体试验的传说虽然查无实据，但人们根据他的著作得出了一切下落物体在真空中的加速度相同这一结论。现代科技不需要在比萨斜塔上进行那种低级的试验，我们可以在真空环境中亲眼看到羽毛与铁球同时落地的景象。然而，一些科学家还是不死心，他们非要更精细的研究万有引力，看看各种不同物体下落的加速度倒底是不是完全相同。果不其然，随着科技手段的精湛发展，科学家终于发现不同材料的物体下落确实存在着微小的差异。一些科学家将产生这种差异的原因归功为第五种自然力，称为超负载力（已知四种自然力为：电磁力、强相互作用力、弱相互作用力和万有引力）。他们认为超负载力与万有引力刚好相反，它是一种地球与物体间的排斥力。这个排斥力比万有引力小得多，它只在近距离内才发生作用并且它不与物体质量成一定比例，而是与物体内质子、中子数量及化学成分相关。如果简单地比喻一下，说不定羽毛会比石头落得更快些呢。虽然人们认为超负载力是存在的，但目前对它却知之甚少。亚里士多德和伽利略的理论究竟哪个更正确，原有的答案又成了迷。 四 按照大爆炸宇宙学的描述，我们现在的宇宙产生于一二百亿年前的一次巨大爆炸，在爆炸中形成的宇宙物质就像炸飞四散的爆竹碎屑一般彼此远离。这些宇宙物质不仅包括我们见到的太阳月亮和星星，还包括我们见不到但数量却可能更多的暗物质。这些物质有些弥漫在宇宙空间，有些在引力的作用下聚集起来形成星系。银河系是无数星系中的一个星系，科学家观测到所有星系都在彼此远离，因此推算出它们在一二百亿年前曾经集中在一个点上，是爆炸诞生了现在的宇宙。那么，宇宙是不是会永远这样膨胀下去呢？有科学家认为，宇宙膨胀的速度在减慢。这是因为物质间存在着引力作用，并且这个引力最终还会使分散的物质重新汇聚到一起。我们的宇宙会周而复始地一次次重复大爆炸所带来的新生。也有科学家认为，要把彼此远离的星系拉回来，整个宇宙中必须具有足够多的物质才能形成那么大的力量。以目前观测到的宇宙物质总量，还远远达不到那个力气。因此，宇宙将会永远膨胀下去。看来宇宙的命运如何取决于它自身物质的多少，于是人们开始寻找更多的宇宙暗物质。有理论认为，黑洞、黑矮星（一种发光很弱的恒星）、星际尘埃甚至质量虽小但数量庞大的各种微子多得很，它们加起来要比可见到的物质还多。但是这毕竟只是理论，人们现在的观测技术还无法证实这些物质的存在。 五 黑洞这个理论上存在的天体充满了神奇奥秘，科学家费尽力气也还是找不到它们存在的确实证据。我们能够看到一个物体，要么是因为这个物体本身在发光，要么是有光照在它身上再反射到我们眼中。这里所说的光不仅包括我们肉眼可见的光，还包括我们看不见的电磁波和射线。黑洞本身不发光，而且它具有的强大引力，能将照在它身上的光一丝不漏地全部吸收掉。所以，我们既不能用光学望远镜（利用可见光）来发现它们，也无法用射电望远镜（利用电磁波）找寻其踪影。天文学是一门以观测为基础的科学，它不像物理和化学可以通过重复性的实验来发现真理。只要在观测中没有找到可靠的证据，就不能说黑洞一定存在。因此，尽管人们在理论上充分论证了黑洞存在的可能性，甚至坚信它的存在，但要找到它可能真的只是理想。目前，科学家们只能根据观测到的一些天体运动现象，间接推测黑洞的存在。比如说观测到某天体超常规运动，可能会是附近黑洞强大的引力场造成的；某星系中心有强大的射线喷流，可能是星系物质坠入巨大黑洞前的高能释放。遗憾的是对这些运动现象本质上的把握，人们也还没有做到十拿九稳，用来推论黑洞就更显得力不从心。也许，黑洞是一个现代科学永远无法解开的谜。 六 每个人不都愿意面临却谁也躲不开的衰老究竟是从什么时候开始的呢？人们应该从什么时候开始抗衰老进程呢？这个问题早在古希腊时就有人进行了研究，提出人的生命从60岁左右开始进入衰老过程。这个说法基本被大家接受，一般认为五六十岁肯定算是衰老之中的年龄。俗话说：40以前人找病，40往后病找人，这恐怕就是生命开始衰老的证明。到了现代，科学家通过实验证实，动物的脑下垂体在生命的某一阶段会释放出一种引起衰老的物质，从而使机体的免疫功能开始下降。根据对人的研究发现，十几岁起人的免疫功能就开始下降，30岁时人体各项生理发达程度就超过了顶点并以每年近百分之一的速度开始下降，40多岁就可出现全面衰老的现象。因此，人们应该从少年时就开始抗衰老锻练。不过还有更加骇人的观点，说人的衰老过程其实在受精卵分裂的那一刻就已经开始了，经过漫长的10月怀胎，我们出生时已经相当老啦。这一论点在个体的临床实践上似乎得到了证实：人卵的衰老会引发某些特定的先天性缺陷，比如早老症、唐纳氏综合症、染色体缺陷等，而高龄父母生育的孩子具有这些缺陷的情况会显著增加。这也许可以理解为，父母生理功能的衰老已经表现在卵和精子当中，不幸的胎儿一开始就未老先衰了。 七 现代地质科学认为，在地球表面有一层厚达一二百公里的坚硬岩石圈，岩石圈的下面则是炽热而柔软的软流层，也叫地幔。岩石圈的薄厚并不一致，比如大陆所处的地方就比大洋底下的岩石圈要厚一些。人们还发现，岩石圈并不是铁板一块，它们不但分成若干大陆板块和大洋板块，而且相互之间还存在着剧烈的挤压和碰撞。那么，是什么巨大的力量造成了这种运动呢？科学家在大洋中间的洋底发现了一些长长的隆起（称大洋中脊），这里每年都要长出几厘米宽的新洋底。按照洋底的这种扩张速度，地球岂不是会越来越大了吗？然而事实却并非如此。这说明，大洋板块肯定还存在着损失，有生有灭才能平衡嘛。人们经过观测，在大洋板块与大陆板块相接的海沟处发现了奥秘。原来，大洋板块深深地插进了大陆板块的下面，并重新熔为地幔，这被称为大洋板块俯冲。一些科学家由此认为，漂浮在软流层上的板块运动是由于地幔物质的对流引起的。就好像我们用小火煮粥时，米粒从中间的底部翻上来再向四周的边上沉下去一样。大洋中脊下面的软流层就是地幔物质上升区，翻上来的地幔物质形成了新洋底，而海沟处的洋底则被下沉的地幔重新拉回自己的怀抱。看来，板块运动的动力是来自于地幔物质的对流了。但是有科学家认为地幔物质虽软一些，但其粘度还很大，远达不开锅翻滚的地步，形成对流并没有直接的证据。还有，如果说是地幔拉着洋底板块下沉，那洋底板块应该呈现出被撕扯的张应力，但经观测，洋底板块呈现的却是受到挤压的应力。 八 我们都知道，绿色植物在阳光的照射下会吸收二氧化碳进行光合作用以合成它们生长所需要的有机物。按理说，既然植物需要二氧化碳就像我们需要氧气一样，大气中多一些二氧化碳对植物应该是好事。可是，有科学家指出，现在的植物与人类一样也在讨厌大气中日益增多的二氧化碳。理由是，经过观察研究发现，在因工业活动而大量产生二氧化碳的近200年来，一些植物叶片上的气孔减少了约40%。支持这一理论的现象还有：二氧化碳含量低的地区植物，其气孔多于二氧化碳含量高的低纬度地区植物。植物叶片上的气孔对环境变化十分敏感，它们暂时关闭或减少气孔，是为了保持固有的二氧化碳吸收量，是植物的适应性进化。不过有科学家不同意这个理论，他们认为，二氧化碳的增多应该对植物的生长有促进作用，虽然这种作用没有出现，但现在二氧化碳只增加了20%，植物为什么要关闭40%的气孔呢？气孔减少只是因为现在的空气干燥，植物为减少水分丧失所为。更有人反驳说，按此理论，二氧化碳若再增加一些，植物将全部失去气孔，绿色植物永远消失，这并不合理，而且现在大气也没有干燥到那么厉害。又有科学家说，人不会讨厌氧气多一点，绿色植物也不会讨厌二氧化碳多一点，因为这是它们生存所必须的东西。倒是某些不需要的污染可能会改变它们。比如二氧化碳的增多会间接造成酸雨的增多，酸雨恰恰会对植物产生危害。为了“躲雨”，植物只好关上气孔。倒底是“闭气”还是“躲雨”或是别的什么呢？ 九 深秋时节，很多植物的叶子变黄变红，随风纷纷飘落，这是我们常见的自然现象。叶子的凋落标志着这片叶子的生命终了。那么是什么使叶子衰老进而凋落呢？开始，人们以为植物开花结果耗尽了养分，叶子得不到营养所以衰老，但又发现有些植物的叶子在开花结果前就衰老了。虽然阻止植物开花结果可以延缓叶子的衰老，但也阻挡不了它们在深秋时节纷纷飘落。后来，人们在叶柄的基部找到了一个特殊的结构——离层。发现随着叶子的变老，离层内的细胞发生了溶解并形成了一个断裂面。这时，只要风轻轻一吹，叶子就会飘落下来。科学家进一步研究发现，引起离层细胞溶解的是一种叫作脱落酸的激素物质。现在，脱落酸已经被用在农业生产上，它可以使棉花的叶子提前统一凋落，以便于收获。同时，人们还发明了一些延缓叶子衰老的相关激素。脱落酸的产生似乎与光照的影响有关，实验证明增加光照可延缓叶片的衰老，但光照与脱落酸之间究竟是一种什么样的形成机制还不清楚。自然界还存在大量常绿植物，比如我们熟悉的松柏，它们的叶子并非不落，只是不会在秋天一起落。那么，常绿植物落叶的原因又是怎么回事呢？ 十 太阳这样的天体虽然被称为恒星，但还是有寿命，并且时常变化的。有科学家曾根据过去的观测记录得出结论说，太阳每一百年会缩小2.25角秒，换算过来等于说太阳每一小时就会缩小1.8米。按照这个理论，再过10万年，我们将看不到太阳啦！很多科学家反对这种骇人听闻的推断，他们指出，按此理论十万年前的太阳应该比现在大一倍，但地球十万年来演化的历史根本没有反映出这种状况。另一些科学家也将过去的多种观测记录进行总结，有人得出结论说太阳的大小没有什么变化；有人却说太阳非但没有缩小，反而还在增大。上个世纪70年代末期，人们利用两次日全食进行了实际测量，方法是精确计算日食在地面投下的影子。最后得出的结论是：太阳确实缩小了，不过没有那么严重，每百年只小了0.26角秒。科学家们并没有就此罢手，他们继续对过去数百年间的观测资料进行统计分析。有些人得出结论说，太阳的涨大缩小是以76年为一个周期进行的。有人则说300年前太阳比现在大，以后开始慢慢缩小，什么时候再变大还不好说。这个重大问题到现在还没有确切的答案，因为主要还是依据着过去的观测资料和科学家的统计分析，也许当科技手段进一步发达后，科学的实际观测会揭开这个谜。
科学之谜(六)
一 在茫茫宇宙之中，是否还有像我们人类一样的智慧生命存在？究竟有没有外星人光顾地球？这个问题恐怕是最令人好奇且又最难解的谜了。有科学家认为，地球是太阳系的宠儿，它所具有的适于生命的环境放在整个宇宙中都是极为缺罕的珍宝。一个行星要有符合生命生存的环境它必须具有空气和水，此外它围绕着的那个恒星不能太大也不能太小，不能太老也不能太年轻还不能是双星；行星与恒星间的距离不能太远也不能太近。这些条件都十分苛刻，差一点也不行。然而，更为关键的是我们现在的能力根本无法去发现它们。地球生命进化了40亿年，人类利用无线电波也才是最近100多年的事情。这个意思是说，除非远方的智慧生命无比惊人地长寿且和平安定并始终不停地与我们联系，否则它们发射的信号我们就会错过。科学家推算，如果按照上述这些条件来要求，整个银河系可能只有约200多颗带有这样行星的恒星。把这些恒星均匀分布在银河系，离我们太阳系最近的也要有4600光年。换句话说，外星人就是乘座光速飞船也要飞上4600年才能到达地球。事实上，就算有地外文明，我们恐怕永远也无法见证。也有科学家认为，人类对恒星的认识还很浅，双星真的不会有行星围绕吗？地外生命会否有不同于地球生命的形式？他们也许不吃不喝能活上几百年；我们现在观测行星的距离非常有限，兴许用不到4600光年的地方就有我们的朋友；我们不能依靠自己的经验来想象远在天边的他们。但反对者说，按照人类已掌握的知识来研究地外生命问题，是一种科学的探索。我们不能抛开知识体系去任意想象。比如，我们不能说有一种生物可以在太阳上生活。
二 大约一百年前，有人提出在几个大陆之间曾经存有一些很窄的陆地连接，并称之为陆桥。提出这个观点的依据是：相隔遥远的两个大陆上具有完全相同的生物，而这些生物是不可能远渡重洋到达彼岸的，它们须要借助陆地的形式（包括陆地上的河流湖泊）才能扩张生存的范围。现代海平面上升淹没了这些陆桥，但仍然留下了一些可以显示其踪迹的岛屿和水下高地。有人还据此画出了陆桥的想象图。陆桥说遭到了大陆漂移说的反对，后者认为古陆地原本就是一整块，后来分裂成为几块大陆时自然将原本生活其上多种生物折散了。虽然大陆漂移说得到了越来越多的证据，但它还不能彻底否定路桥的存在。因为有科学家又提出了新的证据：在不同大陆发现了一些相同的新生代生物化石，而按照大陆漂移说自己的理论，新生代时远古大陆早已经分裂开来了。人们经过测量发现，在各大洲之间都存在着浅海区域，如亚洲与北美洲之间著名的白令海峡、澳大利亚与新西兰之间的托雷斯海峡、亚洲与苏门答腊岛之间的马六甲海峡等，这些海域深的也就百米多一点，最浅的仅有5米。在距离现在最近的一次冰川（第四纪冰川）活动期，由于大量的冰聚集在陆地上，海平面下降100米是完全可能的，而那就意味着各大洲会呈现出连成一片的景象。究竟是否有过陆桥，目前还是个谜。 三 肥胖是一件令人头疼的事情，世界上有无数人整天为减轻自己的体重而努力奋斗着，但他们得到的效果却往往并不如意。减肥为什么这样难呢？一些人认为肥胖的主要原因是摄入了过多的热量，要想不肥就要少吃。但是，减少摄入的效果也不理想：有些人还是照胖不误；有些人虽然瘦了，但身体健康状况出现了问题；有些人虽然问题不大，但一旦他们恢复过去的饮食习惯，肥胖便又重新回来。也有人认为，人体具有天然控制胖瘦的机制，这不是依靠吃多吃少能够解决的（某些超级肥胖者恰恰是他们这方面的机制出现了病症）。临时性解决肥胖只能依靠运动，但运动减肥的效果是很有限的。还有人认为，人体内的脂肪细胞数量虽然并不是固定的，但这些细胞一旦出生就再也不会消失。肥胖者是因为他们的脂肪细胞较大，往往要超过正常脂肪细胞2倍以上。通过节食减肥后，这些胖细胞可以变小，但控制这些细胞大小的原有秩序会受到一定程度的破坏从而导致新问题。也有人批出，脂肪细胞具有两种机制，一种促使脂肪积聚，一种促使脂肪分解。处于身体不同位置上的脂肪在节食减肥时并不一定都在分解过程中，比如大腿和臀部就很难减下去。更有人认为，人在幼年时就已经完成了体内脂肪结构的总体布局，这基本源自于基因。吃多吃少可使人在原有基础上略有变化，但若要根本改变，只能牺牲更多的健康。 四 肾结石是一种折磨人的多发病，好端端的人体内为什么会长出石头来呢？科学家通过对取自人体的结石进行分析研究，发现这种石头的主要成分以草酸钙为主。我们平时会吃下许多含有草酸的食物，这些东西进入我们的肾脏以后会跟肾内的钙离子形成一些极微小的草酸钙晶体。人体的机制会在此时制造出一种粘蛋白将这些小晶体一个个包裹起来，这样它们就不会聚集变大，也难以沉积起来了。这些被包裹的小晶体会随着尿液排出体外。粘蛋白的制造是由一种酶来控制的，如果这种酶出了毛病，它不能制造出足够多的粘蛋白来包裹那些小晶体，小晶体就会聚越多，抱成一团形成大块坚硬的肾结石。产生肾结石的原因到这里似乎弄清楚了，但问题其实远没有解决。为什么控制粘蛋白生产的酶会出现毛病？为什么男性比女性患肾结石的情况多很多？有些患者是因为身体中存在某些问题而导致了结石，但也有一些患者各方面情况都很正常，他们为什么也出现了结石？看来，人们目前基本弄清楚的是形成结石的化学机理，而究竟什么导致结石出现，如何根治和防止结石还是非常复杂的一件事。 五 森林对于人类生存环境乃至整个地球生态意义都是十分重大的，它涵养水源、防止水土流失、保护野生动植物资源、调节气候、净化大气并增加氧气等等。有科学家提出，森林还会增加其所在区域的降雨量。他们根据调查发现，有森林的地区降雨量高于没有森林的地区，增加降雨量的幅度达12%。究其原因是：植物都会不停地向大气蒸发水分，这是它们的生态特征。森林因为植物繁茂，其蒸发作用尤为强烈。因此，这就无疑增加了林区上空的空气湿度。有人经过试验并计算出森林蒸发的作用可使其所处流域的河流水量减少17%。也就是说，这17%的水分都通过植物输向了天空。不过，也有科学家不同意这种论点，他们说：森林的确可以向大气输出不少水汽，但并不能据此认为这些水汽会停在原地变成雨再落下去。水汽变成云再形成雨落下来一般要经过10天左右的时间，这期间，水汽早已经随着大气环流跑到数千里之外的地方了。而且，降雨时往往狂风大作，森林地区落下的雨在很多情况下是别的地方吹过来的。对此，主张森林增加降雨的人进一步指出，森林地区茂密的绿色植物可大量吸收太阳辐射，进而使地表附近空气温度升高，形成上升气流并促进水汽凝结；相反，没有森林的裸地表只能使大气稳定度增强，难以形成降雨的条件，比如广大的沙漠地区。就算森林边缘地带的降雨是其他地方吹过来的，但广阔的森林也会进一步强化降雨量。还有人提出，森林地区可产生很多微生物，这些微小的生物颗粒正是水蒸汽形成雨滴不可缺少的凝结核。持不同观点的学者都有各自的试验研究成果，但究竟森林是否可以增加降雨，还难以最终得出答案。不过，无论研究结果如何，森林对于地球的重要意义，足以唤起我们认真并全力地去保护它。 六 人们都知道用指南针可以让我们明确地球的南北两极，这是因为地球本身就像一个磁体，它的周围有一个大大的磁场（正是这个磁场在干扰着指南针让它指向一个极）。我们见到的磁体（如磁铁），它的两极是很明确的，但地球的两个磁极却是变化的。人们研究发现，不仅指南针只是指出了两极大致的方向，而且事实上南北两极简直是在不停地左右漂移着。数据表明，8年的时间中，北极就漂移了110公里。而在最近的450万年中，地磁场的南北两极曾经颠倒互换了9次。随着磁极的这种漂移，地球磁场的强度也在不断变化，有研究说，300多年来地磁场的强度已经下降了15%。按照这个样子继续下，再过2000年，地球磁场将完全消失了，而再继续下去的话，则意味着又会出现一次磁极颠倒。地球为什么会有个磁场？这个磁场又为什么会不停地变化？它的变化有什么规律吗？这些疑问至今也没有确切的答案。起初，有人认为地球内部存在着许多磁性物质，使地球就像一个巨大的磁铁。但后来发现地球内部具有极高的温度，在那样的温度下，物质的磁性是会消失的。而且这个理论也解释不了磁极的变化运动。后来，人们又提出了一个发电机理论。认为地球内部的地核是一团能够流动的导电体，它在流动时会与地球两磁极相互作用产生电流，这就像发电机的原理。而地球内部产生的这种电流会形成涡流（好像搅乱的一团水会产生很多漩涡），这种涡流就以变化不定的地磁场形式表现出来了。这个理论被多数科学家所重视，但它也没有说明两个磁极存在的机制。而且地核的流动性究竟有多大，是否足够产生涡流？短期看地球两极在无规律地漂移，但长期看它们的颠倒又似乎是有规律的。这难道也会是涡流作用的结果吗？事实上，地球磁场的变化并不是孤立的，它很可能还与太阳有关，但究竟怎样的有关也还是一个谜。 七 长颈鹿是世界上最高的动物，它的脖子特别长，如果加上头部则占到整个身高的一半以上。世界上哺乳动物的颈椎骨一般只有7块，长颈鹿也不例外，只是它们每块颈椎骨都很长罢了。问题是，为什么长颈鹿的颈椎骨会长得那么长，难道它们不觉得长脖子会带来许多不方便吗？有科学家提出，长颈鹿生活的地区自然环境逐渐变坏，可吃的牧草越来越少，它们只好改吃高大树木上的叶子。总是伸长了脖子够树上的叶子，就将它们的脖子抻长了。人们管这叫作“获得性状遗传”。而也有科学家认为，远古时候的长颈鹿因个体变异不同而脖子长短不一，那些短脖子的因为环境变坏后无法吃到高处的树叶而逐渐被淘汰，所以只留下了长脖子。这叫“适者生存”。上述两个理论都涉及到了变异与遗传，于是有科学家认为，生物遗传的实质不会因环境因素而改变，获得性状的遗传也是不存在的。后来，人们发现生物是可以发生基因突变的，这种突变是可以遗传的，而由环境因素造成的细小变化则不会遗传。于是，人们认为是基因突变造成的长颈鹿脖子长短不一，以后的情况则是短脖子长颈鹿被环境逐渐淘汰掉了。问题到此似乎得到了圆满的解释。但又有科学家提出了中性突变理论，认为这种突变无所谓有利无利，也不受自然环境的控制与选择，它纯粹是动物体内遗传物质随随便便发生的怪事情。只是凑巧那些长脖子基因在漫长的演变过程中获得了胜利。据此观点，又有科学家提出，自然环境是可以促成基因朝着有利生存的方面发生突变的，长颈鹿绝不是随随便便就把脖子变长的。甚至还有人说，长颈鹿为什么偏偏要抻长脖子而不去练习爬树或是转移到条件适合的地方去呢？生物发展的历史上，鱼儿不是都可以上岸吗？看来，长颈鹿的脖子为什么那么长，一时还难有个答案。 八 很多人都听说过关于狼孩的故事，而这究竟是真还是假呢？科学家所描述的狼孩事件最早出现在600多年前，而刚刚过去的20世纪中期也出现过这种事情。在从多这类事件中，所有的狼孩几乎都有着相同的境况：比如他们舔水喝、吃生肉、不出汗、爬着走、眼发光等等，而且这些孩子没有一个能够活下来。一些科学家的解释说，发生母狼养育人类婴孩的事情是可以理解的。狼是社会性很强的动物，它们会彼此照顾并收容其他家庭中的小狼。母狼在失去自己的小狼时，它强烈的哺育本性很可能会促使它将人类婴孩带走哺养。狼对幼仔的照料十分细心，不象有些动物那样粗心大意。另一些科学家对此提出完全相反的意见，他们认为，这么多关于狼孩的故事都如出一辙，恰恰说明它们其实就是人类自己编出来的故事。在很多方面，所谓狼孩的特征其实与患精神病的儿童是一样的，人们可能出于某些原因，替这些可怜的患儿编造出狼孩的故事。有科学家还指出，人的生理构造与狼有很多根本性的差别，这些差别不会由于在一起生活就能改变的。比如，狼以及其他一些夜间活动的动物，它们的眼睛里面有一个特别的反映层反射投入的光，这就是所谓狼眼夜里发光的原因。人眼没有这个反映层，就是跟狼生活在久也不会长出这么个东西出来。狼孩的眼睛怎么能够也像狼一发光呢？同样，狼和狗一样，身体大部分面积上因为没有汗腺所以不出汗并张大嘴巴喘气。人不会这样调节体温，与狼生活在一起会使汗腺消失吗？也有人又说，动物界中哺育非同类个体的事情并不新鲜，狼做出这种事情也是可能的。就算因为狼的哺育而改变生理结构不可能，也不能排除发生过狼哺育婴孩的事情。故事会因人口相传而产生夸大成分，但也不能因此做出否定结论。 九 100多年前，人们在海底发现了一种像土豆样的块状东西，因为它含有丰富的锰铁等矿物质，被称为锰结核。后来证实，这种锰结核几乎遍布在世界各大海洋的海床上。人们在为即将拥有如此多的金属矿物而兴高采烈的同时，也在为这些锰结核的来历而大费脑筋。有科学家认为，海底火山喷发、岩石分解等会使海水中的金属物质含量增多，锰结核就是海水中所含的金属物质在千万年的时间里慢慢集聚在一起而形成的，这有点像空气中的水分凝结成冰雹。有人却指出，这种锰结核的形成据测量至少需要几万年，甚至上百万年。按理说，在这样长的时间里，它们早就被埋进海底沉积物中了，可事实上，这些锰结核却都明明白白地躺在海底表面上，虽然有一些被沉积物浅浅地埋了一层，但这种现象却非常少见。对此，有人说，锰结核形成的过程类似人们摇制元宵，聚集生长中的锰结核在流动的海水带动下不断地来回滚动。在滚动中逐渐变大的锰结核就不会被沉积物掩埋了。反对者据此又指出，如果锰结核是被这样摇出来的，它的结构应该大致上是均匀的，但很多锰结核表现出上下结构不均的现象。比如，接触海底沉积物的一面粗糙，另一面则光滑，这说明它们没有来回滚动过。而据此又有人说，锰结核上下结构不同的原因在于，靠水的一面接受的是来自水中金属物质的缓慢沉积，靠海底沉积物的一面则直接从沉积物中比较快速地积聚金属物质。一慢一快，所以一面光滑，一面粗糙。还有人说，锰结核没有沉在淤泥里，是因为海洋生物在海底淤泥中活动时将它们翻动出来的或是淤泥在收缩的过程中会将锰结核挤出来。对于前者，有人反驳的理由是：大部分深海区并没有什么生物在活动，谁去翻动的？对后者，有人反问，沉积物收缩为什么只挤出锰结核，而大量保存了其他碎屑呢？锰结核虽然大量地存在，但它们的来历还真不是简章。 十 动物之间会因为食物、空间等资源发生竞争，这是很容易理解的事实。但在生态上比较接近的动物之间，会不会形成你死我活的竞争呢？比如说两种马或两种牛在一片草地上生活，它们会竞争到什么程度？科学家曾用两种小虫子做实验，当它们各自独处生活时都很正常，但放在一起后，其中一种便很快死去了。科学家由此认为，如果动物之间具有完全的竞争关系，它们将不能共存。实验结果引起人们的争论，反对者认为，大量的野生动物中，有许多在生态上极为亲缘，它们都好好地活在一起。我们最为常见的就是昆虫。也有人说，自然界确有相同生态动物共处一地的情况，但调查发现，它们往往会再划分出各自的地盘，好像是互不干扰。还有人发现，有些动物虽然极亲缘，但它们在食物的选择上却有细小的差别，这也导致了它们能够比较和平地共处一起。可是也确有一些你死我活的竞争事实，比如当人们将黑家鼠带缅鼠的生活地后，缅鼠就灭绝了。科学家们为此做了不少动物试验，得出的结果却各不相同，要么其中一种被消灭，要么两种动物都相安无事，也有动物双方都受到损害的情况。于是有人干脆说，世界上根本就没有相同的两个种，因此也不会有所谓的完全竞争。矛盾的事实让人们陷入困惑，究竟是因动物的脾气禀性不同而产生出不同的结果，还是竞争环境的恶劣程度还不足以让所有的动物拼命，又或者自然界根本就不存在完全的竞争关系呢？
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。
科学之谜（一）
在科学研究的过程中，科学家们往往会对同一个问题产生不同的看法，甚至发生争议。但真理却只能有一个。很多人们日常见到的自然现象，虽然经过千百年来的研究也还没有弄清其所以然。这说明，科学的道路并不是平坦的，它也远不是看看书本就可以解决的事情。科学需要人们有理性的头脑，而不能想当然；需要人们具有怀疑精神，而不是唯理论是从；科学更需要实验，而不是纸上谈兵。科学之神秘永远激励着喜欢它的人们，真理也永远不会因为我们的探索而达到终点。这里选择了一些科学问题、奇趣谜团，虽然其中有些问题似乎已经得到答案，但未必就是真理。而要想更接近真理，我们还要继续探索。对于我们大多数人来说，解决这些谜团也许并不重要。重要的是我们要懂得科学的精神。也许你身边就有着许多神奇的科学之谜，答案也许唾手可得。但如果你不具备这种精神，就是擦肩而过，你也不会发现它们。
一、 关于响沙现象。大家都听说过有一些地方有响沙现象，在那种地方，当人们触动沙丘上的沙子时，那些沙子就会发出响声来。有人统计说，世界上能发生这种现象的地方有上百处，而且发出的声音也不相同。有的像打雷，有的像飞机，有的像琴声等等。人们研究后提出了几种可能的原因：一是沙粒同时振动发生空气磨擦，且沙粒上覆有钙、镁化合物所致；一是发生响沙的沙丘具有一个天然共鸣箱，这样的沙丘表面干燥，中部潮湿，内部又是干燥的，因此，潮湿层形成一个天然的壳而成为共鸣箱；一是石英沙占多数所致，石英具有压电性质，一旦受到挤压就会带电，进而振动发出响声；一是响沙上空有空气屏障产生的缘故。这样的地方都可能水蒸汽上升并形成一个热气层罩着沙丘。这一点有点像人们在一个空荡荡的房间中说话时声音会变大一样。遗憾的是，大自然给每种研究结果都配备了否定的样品。因此，响沙现象还是一个谜。
二、 海水为什么是咸的，它会不会越来越咸？约旦有个著名的死海，它其实是一个封闭了的内海。河流冲刷陆地的岩石，溶入盐分进入死海，水分强烈蒸发，留下越来越多的盐，所以死海含盐量越来越高。有人按这种模式来解释地球上的海洋，按照这个解释，海洋也会越来越咸。这种理论认为，海洋开始形成时并不是咸的，是后来整个水循环过程使水变咸的。另一种理论则认为海洋从一开始就是咸的，因为测量的结果并没有发现海水越来越咸。还有比较折衷的理论认为，即有先天的原因，也有后天的原因。海底火山也会给海水中带来盐分。看来似乎海水应该越来越咸，但有人认为，盐类增加到一定程度便会形成某种化合物沉入海底，进而随大洋板块进入地壳内。所以不会越来越咸。
三、 我国西北的黄土高原是一个世界之最，但“那些厚厚的黄土是从哪里来的？”却已经争论了一个世纪。占主导地位的意见是风吹来的。人们认为在黄土高原的西北部有大面积的荒漠，数百万年来的西北风将那里的岩石风化并带走，最后落下来积成黄土高原。这一点从我们见到的沙尘暴可以印证。然而有人经过考察后发现，黄土的分布有一个高度极限，超过这一高度就没有黄土了，而且各地的高度并不相同。如果是风吹来的，应该不会发生这种情况。同时，人们还发现黄土层的底部有一个砾石层，这些砾石明显是河流的沉积物。由此又有了水成说，认为是黄河水将黄土从上游带来的。还有一种理论认为，黄土就是“土生土长的本地人”，是原地岩石风化而成的。也有折衷的看法，说是由上述几种情况共同促成。
四、 大约在6500万年以前，不可一世的恐龙大家族突然从地球上消失了。当时究竟发生了什么变化，使这样一个庞大的种群迅速灭绝了呢？多年以来，人们一直为此而争论不休。小行星碰撞说是比较流行的一种。这种学说认为，小行星碰撞地球后，产生的大量粉尘可以在大气层中漂浮3至5年，阻拦阳光照射到地球上。恐龙赖以生存的植物因此而枯萎，恐龙也就饥饿而死啦。这种理论为此还寻找到某些证据，如在沉积层中发现高含铱层（小行星的含铱量比地球丰富得多），而这一沉积年代刚好与恐龙灭绝年代相符。还有人认为某地下圆形成构造就是当时碰撞形成的大坑。此理论也有说是撞击发生在海洋，造成5公里的巨浪吞没了众多植物和动物。另一种理论认为是有毒彗星撞击后，某些生物中毒死亡，导致生物链中断而引发系列生物灭绝。比较有说服力的是气候说，该理论认为，地球气候是冰期与非冰期交替出现，恐龙不幸遇上了寒冷的时代，可它们偏偏是喜欢温暖的动物，如果不被冻死才是怪事。而造成地球一阵冷一阵热的原因，可能是太阳附近的某颗超新星大爆发或太阳有一颗距离它时远时近的伴星。超新星爆发会使空气中的水形成冰晶并跑到上层大气中屏蔽了阳光的热辐射。而当伴星远离太阳时，地球也会变冷。还有理论说是地球板块发生变化，火山喷发频繁，气候变冷，有花植物增多，而恐龙却不喜欢吃有花植物。也有说大量哺乳动物出现，它们吃了恐龙蛋使其断子绝孙；恐龙天下无敌手，庞大导致失控，造成相对食物缺少，自相争斗而灭绝。不下几十种版本，却没有一个能成为结论。
五、 地球能养活多少人？这个问题看似过于空泛，但事实上是个非常严峻的问题。人类在上个世纪曾经用40年时间将世界人口翻了一翻，如果按这个速度发展下去，用不了一千年，地球上的每个角落都将挤满人，每个人只能得到一张报纸大小的地方。科学家们经过计算，得出地球上的植物每年产生的物质折合成能量为660×1015大卡。而50亿人一年要消耗45.6×1014,只占总量的0.6%多一点。但事实上，地球上可供人食用的植物仅占全部植物的1%左右。有科学家认为，按人类可食植物及地球上可用土地来推算，地球大约能承受七八十亿人口生存，而另一部分科学家则认为可供养470亿人口。后者理论上将可用土地增加了近七倍，这似乎是不可能的，更何况限制人口的因素还远不止仅仅是吃饭的问题。而单就吃饭问题而言，其营养水平也值得考虑。比如我国已经基本解决了温饱，但平均营养水平还较低，肉、蛋、奶、水果的人均消费仅为美国的十分之一。如果我们的饮食水平要达到发达国家的标准，理想人国应为7.8亿。有人认为地球可利用土地达107亿公顷，按人均需要0.2公顷算将非常乐观；有人认为这一数字被夸大，实际只有32亿公顷，且人均占有应为0.4至0.9公顷。按后者计算，世界人口不能高于100亿。
六、 关于石油的成因是一个至今仍争论不休的问题，一派主张有机成因，另一派主张无机成因。有机成因派认为石油是植物或动物或动植物混合物埋藏地下后，在隔绝空气、高温高压下不断分解化合而形成的。无机成因派则认为地球内部或太空中本来就存在碳氢化合物，正是这些碳氢化合物形成了石油。争论双方都掌握一些有利于自己的证据，也都有一些解释不了的问题。比如，有机派说地球内部不可能有大量的水来形成碳氢化合物；无机派说古代生物遍地都是，为什么石油分布却极不均匀？而且油气田常出现伴生氦，但生物对氦的聚集并无作用。按有机派理论，石油生成于沉积岩层中，它的形成不会与沉积层同时，可人们却在沉积层中发现了与其同时形成的石油物质-烃，还在火成岩中也发现有碳、氢甚至天然气。按无机派理论，地球形成时就吸收了原始大气中的碳氢化合物，但原始地球高温熔融状态却会使碳氢化合物分解，难以冷凝，所以不可能形成石油。
七、 关于地球在收缩还是在膨胀的问题早在16世纪就已经提出来。一些人认为地球是在逐渐变冷收缩，因为表面先冷却凝成硬壳，所以进一步的收缩会使表面发生褶皱，就像苹果干瘪的过程。这也就是山脉形成的原因。但这一理论解释不了为什么山脉的分布具有一定的构造方向，因为如果按这种理论，山脉的走向应该杂乱无章。后来人们发现地球内部的放射性元素蜕变时发出大量热，地球不是在变冷而是变热，这就从根本上否定了前者。膨胀论者提出，地球各大陆原来为一块，之所以分开，就是因为地球膨胀的缘故。而膨胀的原因是由于上层高密度岩石受热后变成低密度岩石体积变大造成的。这有点像后来出现的板块学说，虽然它们本质上不同。膨胀论者计算出原始地球的半径比现在要小很多，约为现在的三分之二。后来又有人提出了热收缩理论，说是地核外围物质熔化进入地核时会因密度增加而体积减小。这种理论的发明者确信地球每年收缩十分之一毫米。
八、 19世纪末至20世纪初，科学家提出了大陆漂移理论，现在这一理论已经广为人们所认同，因为它能解释很多地学现象。这一理论认为，现在的几大陆过去曾经是一块大陆。由于大陆是漂在流体状态的地幔上的，而地幔又在不停地对流，所以就把浮在它上面的大陆板块扯裂并推开。人们发现各大板块居然可以像七巧板那样拼起来，这无疑是最好的证据啦。大陆漂移的根本原因就在于地幔的对流，热的地幔物质向上升，升到大洋底再向两边分开并形成年轻的洋底板块。洋底板块与大陆板块交接并钻进大陆板块下面，重新进入地幔中继续参与地幔的对流运动。而问题偏偏就出在这里。反对者说，因为板块碰撞运动而形成高山的现象为什么没有在洋底板块中产生，要知道大陆板块厚达数十公里，而洋底板块则仅五六公里，洋底板块有那么大的力量去挤压大陆板块并使大陆形成高山，为什么它自己平平坦坦不起褶皱呢？按照漂移理论，地幔上升到洋底就会形成洋中脊并从这个位置分向两边，所以上升的地幔岩流应该与洋中脊相互依存，而事实上却并非完全如此，有的洋中脊还正在一头钻进大陆板块下，这恰恰与漂移理论背道而驰。大陆是否在漂移，这漂移的动力是什么？现在还得不出确切的答案。
九、 温室效应与海平面上升的问题近些年来被人们所熟知，但它却还是一个没有准确答案的问题。在地球的历史上，气候曾多次发生剧烈变化，相应的海平面也几升几降。科学家经过对澳大利亚海岸的研究发现，近100年来，这里的海岸线平均每年要后退1.5米。其他一些地方的海岸线也在后退，有的后退速度更快。这样的速度似乎超出了自然规律，科学家们开始把它归结于人为，认为是人类过多燃烧能源造成的。大量的燃烧会产生大量的二氧化碳，大气中的二氧化碳增多如同给地球盖上一床棉被，地球变成了一个大温室。在这种情况下，南极巨大的冰盖会融化，使海平面上升。如果南极冰盖全部融化掉，地球海平面将上升6米，这将是一场灭顶之灾。但有科学却不以为然，他们认为，温室效应虽然是存在的，但当冰融化时必然要从大气中吸收热量，同时大量浮冰分布在南太平洋，使洋面接受阳光照射减少，这些形成正负反馈，又可以降低全球气温。还有科学家说，大气中的二氧化碳增多，绿色植物的光合作用就会加强，这样也会使二氧化碳的增长得到控制。另外，气温上升时水体温度也将上升，进而蒸发量增大，加大大气层湿度。云量增多，减少光照，地表降温，全球性降水增多的同时极地也会聚积大量的水，形成新的冰盖，导致海平面下降。而且，燃烧时产生的浮尘使光辐射降低，也会导致地表温度下降。
十、 通古斯大爆炸过去一个世纪了，但它仍旧还是一个世界著名的大谜团。虽然多数人们都相信这是一次天外来客的大碰撞，但谁也拿不出确凿的证据。一些科学家认为，是一颗巨大的冰雪彗星在空中爆炸，所以既没有像陨石撞击后形成的大坑，也没能留下什么残渣碎屑。一些科学认为那是由天外飞来的反物质造成的。当这颗反物质冲入地球大气时，就会产生巨大的爆炸，正反物质瞬间全部转化为能量，所以既见不到残渣碎屑，也看不到陨石坑。他们认为，这样的爆炸会使大气中的放射性碳素增加并在树木生长中反映出来。结果还真的在树木中发现了高含量的碳14。但提出该理论的科学家自己却很慎重，认为并不一定可靠。有人认为是地下天然气冒出地面在空中聚集，后遇雷暴引起爆炸。更有一些离奇见解，如地外高级智慧发射激光引起、黑洞钻入地球、太阳等离子团撞击等等。几乎年年都有人到通古斯去考察，但带回来的往往是又一场争论。
科学之谜（二）
一、 雷电是我们司空见惯的自然现象，但它的成因却至今还是一个谜。自从富兰克林证实了闪电就是一种电火花后，关于闪电形成的机制就一直困扰着人们。科学家们发现，一般情况下，雷电云层要超过3公里厚度才可能产生雷电。这时，云层上部温度很低，带正电荷，云层底部则带负电荷。当正负电荷之间的电场足够强大时，就会击穿空气绝缘层，产生闪电。云层越厚，顶部温度越低，雷电越激烈。但是，为什么本来为中性的云层会分出正负电荷来呢？一种说法是雨滴或冰珠带着负电荷，而小尘粒和冰晶带正电荷。雨滴向下落而小尘粒和冰晶则在云层上部积聚。这样就产生了引起雷电的电场了。按照这个理论，雨滴在下落的过程中要克服电场力，从而使下落的速度变慢；闪电过后，电场减弱，雨滴加速下落。但实测结果并非如此。另一种解释是有一个充电过程，那是由小冰块或冰晶或水滴的碰撞完成的。碰撞后，小而轻带正电荷的碎块跑到云层上端，大而重带负电荷的碎块继续落下，所以云层底部就带负电荷。但是，闪电经常发生于降雨之前，甚至光打雷不下雨，而且火山爆发时也会产生闪电，这又如何解释呢？于是又有人提出，电荷是在云层外产生的，剧烈的气流运动不停地从大气中吸附电荷并将它们分离。遗憾的是，这些理论都还没有得到证实。
二、 在我们的生活中，处处都可以体会到摩擦的现象，如果没有了摩擦，我们甚至连一步路也走不了。但摩擦力究竟是怎么回事呢？这个问题已经争论了500多年，却还没有十分清楚。最早，有人说表面越是光滑，其摩擦力越小，这是因为物体表面凹凸不平所致。按凹凸说来理解，两物体的摩擦力其实就是克服凹凸时的不停抬起下降或是破坏所用的力。这一理论在相当长的时间里得到绝大多数人的认可。后来，有人从分子力的角度提出质疑。认为凹凸说虽然在一定程度上是对的，但如果物体表面十分光滑，则两物体间的分子力就会发生作用，那时就不再是越光滑摩擦力越小啦。按照这个理论来说，如果物体能够磨得绝对光滑，两个物体甚至可以粘成一体。因为它们彼此的分子已经进入了对方的引力圈。其实这个争论应该仅限于微观世界里，我们日常生活中的摩擦是绝不会用分子力来解释的。
三、 宇宙倒底有没有边际？相信每一个爱动脑筋的孩子都思考过这个问题。然而，这的确是一个最难接近真理的问题。人类对这个问题的研究，经历过“有限有边”、“无限无边”、“有限无边”几个重大阶段。当科学家们提出了膨胀宇宙模型，似乎就是宣告了这个问题永远无解。因为按照这个理论，宇宙膨胀将使星系彼此远离的速度越来越快，最终达到光速时，我们将无法观测到那些遥远的星系，甚至有一天连离我们最近的星系也会看不到。到那时，即使我们的技术再发达，也无济于事。而天文学是以观测作为实验根据的科学，看不到，测不出，一切只是说说而已，那还叫科学吗。有人说，辩证唯物主义哲学上的宇宙观是：世界是物质的，空间无边无际，时间无始无终，物质运动形式无穷尽。如果你非要给宇宙一个边际，那先请回答这个边际是什么？边际以外又是什么？人们可以将哲学上的宇宙与物理学上的宇宙分开理解，物理学上的宇宙强调的是可观测的宇宙。因此有人提议在物理学中用总星系来代替宇宙一词。但也有人认为，既然哲学是自然科学和社会科学的概括与总结，它也理应概括和总结宇宙研究中观测的事实，不能仅靠思辨来回答问题。
四、 宇宙万物包括我们人类自身都是由不到一百种元素中的一个或多个元素组成的，只不过所用的元素不一样，组成的方式不一样罢了。那么，这些元素来自哪里呢？人们曾经提出过一些设想，但较为科学家接受的是来自于恒星演化过程。我们知道恒星内部发生着热核反应，如果形象地说就是在进行氢燃烧。核反应过程并不总是一种模式，它会越烧越热，而且会产生出新的元素出来。比如氢热核反应生成氦，当温度达到1亿度时，氦又会发生核反应。继而还会有碳、氧、硅等等进行燃烧，直到产生较重的铁元素时，恒星内部就不再进行核反应了。而当恒星将死时，它会来一个大爆发，我们称之为超新星爆发，那时它会突然释放出巨大能量，此过程会产生出一系列由铁元素生成的重元素出来。恒星产生的这些元素总要被抛向广阔的宇宙空间，它们又将与别处的星际物质再一次组合并形成新的原始恒星。人们在宇宙中观测到的元素，越重则越少，符合这一理论。但氢元素又是从哪里来的？重元素果真是在超新星爆发中产生的吗？目前还没有确切的证据。
五、 自从科学家们提出了绝对最低温度以来，人们就不停地向-273.15℃冲击。虽然目前人们已经相当接近这个温度，但却始终无法达到它。这是因为低温的获得与气体的液化是分不开的，液化气体在蒸发时会使自身温度降低。这也就是我们家用空调和冰箱的工作原理。问题是温度是物质分子运动的标志，因为分子的不停运动，所以物质才具有温度。如果达到-273.15℃，按照热力学定律，分子就会停止运动了。而物质是不会停止运动的，所以绝对零度永远也不可能达到。想想看，要降低温度就需要液体蒸发，而蒸发本身就是物质的运动方式。所以，只要蒸发着，就不可能停止运动；不停止运动，绝对温度就不可能达到。因此，这是一个不可能用实验直接证明的问题。不过量子力学认为，即使真的到了绝对零度，物质的微观粒子也不会完全停止运动。然而这同样也是一个不可能用实验来证明的问题。
六、 科学研究表明，组成生物体的所有元素，都可以在无机物的元素中找到，它们就是碳、氢、氧、氮、硫、磷等。问题是这些元素究竟是如何组成了生命体。原始地球上的无机分子是怎样变成有机分子，进而又成为生命分子的呢？科学家曾经模拟原始地球大气和海洋的成分，并对其进行放电，结果还真出现了一些复杂分子。后来人们终于打破了无机物与有机的界线，用无机物合成了有机物。这究竟算不算人工合成生命的曙光，现在还不好说。
七、 先有鸡还是先有蛋是一个古老的话题，其实在生命化学中还有一个比这个问题更具根本意义的问题，那就是先有核酸还是先有蛋白质？在生命细胞中，核酸与蛋白质是最基础的物质，它们谁也离不开谁：蛋白质的合成需要核酸来编码；核酸的合成与复制需要蛋白质来催化。那么地球上最早出现的是哪一个呢？有人认为是先有蛋白质，有人认为是先有核酸，两方面的科学家们都在各自的实验中得到了一些证据，但都还不能断定。于是有人提出同时出现的观点，遗憾的是这一理论不仅不能自圆其说，连实验根据也还拿不出来。
八、 位于地球上空30公里处有一层薄薄的气体，叫臭氧层。别看这薄薄的一层，它可是我们人类和其他生物的保护伞。如果失去它，太阳辐射过来的紫外线会将我们全部杀死。然而在南极上空，这个保护伞却被撕开了一个大洞。现在，人们普遍认为这是由于人类大量使用氟氯碳聚合物所致。据信全球每年释放出的这种东西达百万吨以上。实验也确实证明氯与臭氧会发生化学变化，从而破坏掉臭氧。但是也有人认为臭氧的大量减少是由于自然界产生的氧化氮引起，并非人为造成的。还有人认为，南极空洞与全球性臭氧变薄是两回事，南极空洞不是因化学物质引起的，而是因南极上空的狂风所造成。也有说是由于喷气飞机造成，因为南极上空是繁忙的飞行航线等等。虽然这些观点没有确切的证据，但似乎南极空洞也并没有总是一直扩大着，而是时大时小。地球上每年由雷电所产生的臭氧也是数量可观的。
九、 我们都知道在医院可以做心电图、脑电图检查，其实不仅是人类，所有生物的活动都跟电息息相关。问题是，生物电从何而来呢？有人认为，在细胞内外，离子浓度不同，从而产生一种膜电位。细胞的活动会改变这个电位，从而形成电脉冲；还有人认为，细胞会有选择地吸附某种离子，这样使细胞膜与细胞液之间产生双电层，像电极一样产生电位差。还有人认为，细胞本身就是一个微小的燃料电池。细胞内进行的氧化-还原反应是产生电位的根本原因。如细胞液提供养料成负极，膜外的血液输来氧为正极，而蛋白质则是两极的通路。还有认为，细胞随时都在进行着电子的得失，即氧化还原反应，因此，一旦有导电物质存在，就会像无数个小电池串联起来一样产生电流。这些看法虽然都有一定的根据，但距离彻底揭开奥秘还差得很远。
十、 人和很多动物都有记忆的本领，但为什么能够记忆呢？却是一个谜。科学家在实验中发现，受过记忆训练的鼠脑细胞中，一种叫多肽的物质含量升高很多，于是认为记忆的化学物质可能就是蛋白质多肽分子。记忆的过程就是脑细胞中记忆大分子迅速形成的过程。记忆分子的每一种排列次序和组合代表一个记忆事物。另一种观点认为，记忆与化学物质乙酰胆碱有关，乙酰胆碱是传递传递信息的神经递质，它在脑中增多时，信息就传递得快，记忆形成得也快。临床试验也发现，服用乙酰胆碱类药物可使老年人记忆有所好转。但这些观点还都不能肯定就是记忆物质或解释它们与记忆是什么关系，只能说记忆确实与化学物质有关。记忆的化学物质究竟是什么？记忆的化学过程究竟是怎样的呢？
学之谜（三）
一、 多年来，人们似乎都有一个印象，男人与女人在智力特长上有明显的差别。男人擅长抽象的逻辑思维，空间想象力和音乐能力也优于女性；女人则长于语言、人际关系和单纯记忆。一部分科学家将此差别归为环境和文化的影响，另一部分科学则认为是大脑结构方面的原因。后来，有科学家通过解剖发现，在大脑两半球之间的神经纤维形态上表现出了明显的男女差异。经研究后他们指出，女性大脑的两个半球似乎较少明确的分工，因而其功能的专门化程度不如男性。理由是连接女性两侧大脑神经纤维束比男人大，进而可能说明其中的神经纤维多，由此可假设两侧大脑联系较紧密，故而分工则不明确。另一些科学家却不认同此理，他们认为，既便大脑两侧分化较少也不一定就表明任何一侧的大脑能力会降低。而且研究者解剖的人数必竟不多，难以说明问题。男女之间的思维、气质、行为、心理等等的确存在着差别，但究竟是大脑的原因，还是环境与观念的影响呢？
二、 人为什么要睡觉？普遍的观点认为睡觉是为了消除体力疲劳，弥补一天劳累的损耗。研究者发现，睡眠时，脑垂体会释放出大量的生长素来促进蛋白质的代谢，从而促进体内组织的生长和修复。但是另一部分人否定这一看法，他们认为，对蛋白质代谢影响最大的是饮食，睡眠时的蛋白代谢是因为这个时候人不会进食。反对者在试验中也并没有发现因减少睡眠而导致生理功能下降的例子。比较有说服力的研究者认为，睡眠有两个功能，一是消除体力疲劳，一是消除精神疲劳。研究发现，长睡眠者与短睡眠者在生理上没有什么差异，但在心理上却很不相同。长睡者总是忧心忡忡，短睡者则很是乐观。还有观点认为，睡眠的主要功能是恢复大脑疲劳。海豚可在清醒的状态下使身体休息，但它们睡眠时身体还在水中游。有人反对说，动物不等于人类，据统计，75%的人在一夜不睡之后，其心电图反应还是正常的，在长期试验中，受试者的中枢神经系统的机能也未见异常失调。虽然不睡觉谁也受不了，但要解开这个谜还并不容易。
三、 人类女性比男性平均寿命长3年左右甚至更多，这是为什么？有观点认为男人平均比女人高大，而维持高大身体的新陈代谢需要消耗更多的能量，相对增加内脏的负荷。所以高大的男人寿命要短一些，他们太累啦。还有观点认为，女人爱哭是其长寿的秘密。因为眼泪中含有有害物质，如果总是强忍不哭，泪水中的毒素积聚起来，会让人得病。男人不是都很坚强吗，所以他们中毒就多。还有观点是从染色体出发找原因，认为女性染色体是XX，男性是XY。如果在X染色体上有致病基因和话，女人有50%的可能会得病，而男人则是100%。还有观点认为是环境因素所致。女性属于封闭型的，她们起保存整个人类系统基本特征的作用，而男性则要不断创新，承受并处理外界环境的各种变化，因而更具危险性。上述各种观点都有一定的道理或证据，但也还都属于假设。
四、 人类疾病死亡率中最高的当属高血压。据统计，在发达国家，每5个人中就有一名高血压患者。而高血压究竟是如何造成的呢？有人认为，高血压主要是精神过度紧张造成的。而反对者研究后发现，紧张只是在某个时间内会使血压升，并没有发现会引起心血管发生病变的证据。有人提出，四足动物中患高血压十分少见，而灵长类动物中却很普遍。结论是由于灵长类有直立的习惯。在直立的状态下，血液大部分集中在心脏以下，心脏要保持血液的流通，必须要加大压力。久而久之则形成高血压。反对者认为，人类直立已经是数百万年的事情，其各种器官早已适应，不会因此患高血压。倒是现代人更加多地处于紧张的生活环境中，休息时间减少，坐立行走的时间变长，而人的机体结构不可能在一二百年中形成适应。所以还是紧张致病较为正确。据此，两派科学家对防治高血压也提出不同见解。一派说要延长人体水平状态下的休息时间，一派说应该加强锻炼以使心脏更强壮。
五、 儿童多动症是一种轻微的脑功能障碍，虽然它并不一定证明儿童的智力不正常，但它会影响孩子的学习、行为等方面，是一个令家长头疼的大问题。然而这个问题却还没有一个明确的答案。许多学者主张，这是由于母亲怀孕时受到疾病损害、营养不良或孩子出生后受到外伤所致。还有证据表明，不少儿童多动症与遗传有关，是Y染色体异常所致。大量临床检查显示，患儿体内某种神经传递物质浓度不足，导致大脑信息传达不畅，从而产生自制能力不足。其原因可能是遗传问题所致。还有人提出是由于体内铅摄入过量或是铁缺乏。因为铅会抑制脑中酶的活性，从而干扰神经活动；而某些患儿在补铁后，其症状有明显改善。但科学家们也曾做过调查，结果发现没有必然联系。甚至还有人将多动症归罪于教育方式不当、精神创伤、荧光灯、电视机等等，但都没有确实的证据。
六、 谁是人类的直接祖先？这是科学家们一直在探索而还没有答案的问题。现在，科学们普遍认为，非洲南猿、粗壮南猿、鲍氏南猿和阿尔法南猿是重点研究的对象。这些古猿的化石都被研究得很充分，但它们中究竟谁是人类的直接祖先却不能肯定。比较一致的观点集中在了非洲南猿和阿尔法南猿。科学家们产生不同看法的原因是由于对解剖学特征的选取上。由于每种化石的解剖学特征多到数百上千，所选取的特征不同，得出的结果可能就会截然相反。而大家之所以不遵循同一个标准，其原因更是多方面的。由此我们可以看出，即便是在科学的范围内，人们之间的争论也并不总是科学的，因为真理只有一个。所以说，科学永无止境，对一个问题的研究往往要涉及到与之相关的很多其他领域，任何一个困境，或任何一个不同的理解，都会令研究倍加困难。
七、 以后的人类会是什么样呢？目前人类已经走过了约150万年的进化之路，再过数十万年或一百万年，人类将是什么样子呢？不同的科学家为我们描绘了不同的影像。悲观论者认为，人类现在已经开始走下坡路，其原因是科学的发达。许多疾病都可以得到医治，这样会使人们体内的不良基因越积越多，最终会导致每个人都带有多种种致病基因。人类依赖高技术而生存，结果头脑发达、四肢退化；人类滥用地球资源导致地球自然环境恶化，最终人类会变成生活在树上的怪物，只能靠吸取藻类为生。多数科学家并不赞同这种论调。有人认为，人类会按进化的路一直走下去，只不过头脑越来越大，四肢越来越小。很多科幻影片就是按这个思路来绘制外星人的。更多的科学家则很冷静，他们认为，在过去的100万年间，人类在外形上并没有多大差别，同样，再过100万年，人类大致也还是现在这样。任何生物在进化发展过程中，都会有一个相对稳定的时期，现在的人类就是这样。有类大脑的发展变化与人类智慧的发展变化并不是成比例发展的。我们大可不必担心。
八、 左撇子比右撇聪明吗？很多人都认为左撇子比右撇子要聪明一些，这其中有什么道理吗？科学家研究发现，在一些高智力人群中，左撇子的比例的确要高一些。按人的大脑分功来看，左半球负责逻辑推理等分析性工作，右半球负责感觉和空间距离等视觉判断性工作。因此，从眼看到手动，右撇子走的路是大脑右半球——大脑左半球——右手；左撇子走的路是大脑右球——左手。显然，右撇子多走了弯路。许多实验表明，左撇子中枢神经系统的敏感性要比右撇子强得多；但他们对环境的适应力却差得多，而且极容易得某些免疫疾病。在实验中，人们进一步发现，某些药物对一个半球有效而对另一个半球无效。在对左撇子与右撇子进行对比试验中，服用某种药物后，二者反应大不一样，左撇子的反应要大得多。据此，有科学家认为，人类在远古时候主要以植物为食，植物中会有一些有毒的，而右撇子对这种毒性的忍耐力远超过左撇子，所以他们有更强的生存能力。这也就是为什么右撇子的人比左撇子的人多的原因。不过这些研究倒底正确与否，现在还不是下结论的时候。
九、 现在似乎谁也不会否认生物钟这个说法，但生命究竟为什么会有节律呢？一种说法叫外源性，强调是外界的多种信息在控制生命的周期。比如人们将有强烈明显节律的动物转移到相反的环境中，用不了多久，它就会适应。这表明它生物钟是由外界环境控制的，只不过我们目前对外界究竟有多少信息在控制我们还不甚清楚。一种说法叫内源性，认为是生命体内的激素调节结果。研究发现，人体内细胞有固定的节律，男人有23天的体力节律，女人有28天的情绪节律等等。此外，还有科学家提出大脑控制说，并且发现脑垂体下部有一串神经细胞专司此职；基因环境说指出在人类进化过程中，逐渐适应环境的节律并在基因上打下烙印，等等。所谓生物节律，恐怕并非一种原因使然，解开这个谜恐怕也不会一了百了。
十、 中医讲究的穴位是最神奇的人体奥秘啦，它的实质究竟是什么呢？有人从穴位的电学特性去探讨，发现皮肤上的某些地方存在导电量特别高的“良导点”，它们的位置与穴位的位置相吻合。但后来又发现，全身穴位总面积不过体表的万分之四，而电阻部位却多得多。后来人们又用最弱电流刺激肌肉，凡是能使肌肉产生最大收缩效果的地方就叫运动点。经对照发现，运动点与穴位的分布几乎一致。但运动点的机制是什么，还不太了解。又有人研究了穴位与神经的关系，发现几乎所有的穴位都与神经相关联。某一穴位与某一脏器的神经往往同属于一个脊髓节段。在胚胎发育时期，皮肤与神经是同源的，神经中枢存在着各皮肤区域与脏器的投射点。但是相反意见认为，非穴位区域下也都有神经分布，它们在组织学上并没有差别。还有人发现穴位与血管、淋巴管关系密切，穴位处的皮肤温度比别的地方要高一些，可能正是因为这一系列的复杂关系形成了穴位的奥妙。 科学之谜（四）
一、 大约6亿年前，地球上的生命还只是生活在海洋中，荒凉的大陆上看不到一点绿色。后来是哪个勇敢的植物率先登上了陆地呢？这也是一个谜。有科学家认为，植物在陆地上生活需要具有吸收和输送水分的组织，按此来考察，应该是某种蕨类植物率先登陆，并演化成后来很多植物种类。反对者认为，最原始的陆地植物不必非具有输导组织，它们可能是苔藓一类植物。虽然苔藓的输导组织不发育或发育不完善，但它们的有性生殖器官，尤其是胚，这恰恰是陆生植物的特征。还有科学家认为，从所有植物的特征——光合作用来研究更合适。迄今在藻类中发现多种光合色素，但只有绿藻门植物所含的色素种类及比例与陆地植物的光合色素比较一致，而且细胞内也都有淀粉。据此，应该是绿藻门植物。
二、 真菌是很大的一个生物类群，如我们熟悉的蘑菇，它就是一种真菌。奇怪的是，这样一个大的生物种群，人们却一直不知道它应该属于植物还是属于动物。我们知道，植物都有叶绿素，可以自已通过光合作用制造营养，但真菌并不具备这样的本领，但真菌的细胞中有细胞壁和细胞膜，又是通过孢子传播繁殖，这点又像是植物。科学家们为此争论了两千多年，还是没有一个满意的结果。于是人们设想在植物界、动物界之后再设立一个真菌界。这个结果是不是正确呢，讨论恐怕还要继续下去。人们在无奈之下说真菌是“破坏了自然界普遍和谐性的魔鬼杰作”。
三、 我们在学习生物课时，常常会听到某某动植物属于什么种。这就是所谓的物种。但物种真的是客观存在的吗？还真不一定。我们知道，小麦、白菜、松树，它们都属于不同的种，鸡、老鼠、狮子也各不相同。物种的客观存在好像是无可争争辩的事实。但当人们将生物进行分类时，却发现并不像想象得那样简单。比如某一个属的植物，张三分出了几百种，李四却分成了几十种。种种与之间的区别总是会有的，但究竟相似到什么程度可以算是一种？科学家们争来争去，最后的结论竟似乎完全是取决于科学家的个人判断。人们开始转而从哲学的角度来思考，认为能互通交配繁殖而保持种群并与其他种群形成隔离的，就是一个种。这一理论曾经一度被人们所接受，但后来人们发现事实上并非如此。有些似乎是符合这一理论，有些则完全乱了套。比如栎属植物，不管落叶与不落叶的，如果按此理论来考察，其四百多种植物只算是一个种。达尔文在他的《物种起源》中说，他只为了研究的方便而使用了物种这个词。而更有激进者称，世界上没有什么物种，只有单个的生物个体。物种究竟只是一个人们为了分类而想出来的一个概念呢，还是在生物中确实存在着类别？
四、 号称沙漠之舟的骆驼以耐干渴著名，这是我们都知道的。但为什么它有这种独特的本事呢？人们最早猜测它有一个“水囊”。骆驼是反刍动物，它的胃前面还有三个室，其中最大的一个叫瘤胃。人们认为那里面可以存放很多水。后来经过解剖发现，事实并非如此。这个瘤胃并不能有效地保存住净水，而且容积也还不够大。人们便又猜测骆驼经得住脱水。考察发现，一头骆驼在干热的沙漠中行走8天，体重会减轻100公斤，失水量相当于体重的25%。而人如果失水5%以上便会知觉紊乱，失水超过10%就可能会死亡。为什么骆驼能够忍受失水呢？原来其他动物失水后，其血液会变浓，粘性增加，循环变慢。而骆驼却不会。这说明骆驼失去的水分不是来自血液，而可能来自于肌肉或脂肪。有学者就认为，1克脂肪氧化后可生成1.07克水，驼峰中的脂肪就是用来变成水的。还有人认为，骆驼耐旱的主要原因是它有出色的保水能力。它通常不出汗，体温也不怎么上升，一身厚厚的毛可以抵御炎热的阳光。它的排尿量也少，因为它的肝脏功能特殊，不会造成尿中毒。这些说法还有待于进一步验证，也许就是这些综合因素使骆驼成为耐旱的冠军吧。
五、 大家都在电视上看到过鲸类集体“自杀”的事件。它们为什么要这样做呢？有科学家说，鲸类动物的眷恋性很强，它们在同伴遇难时会集体前往营救，而且不成功绝不离开。还有学者认为，鲸像某些鸟和鱼一样，利用地球磁场进行迁徙，而且它们一般会沿低磁力行进而避开磁力高的地方。研究了一些鲸自杀现场，发现那里恰恰是磁力低的地方。因此估计它们是误入歧途。还有科学家研究发现，在自杀的鲸类头部有寄生虫导致的听神经病变。因此可能是由于它们的声纳系统失灵所致。除此以外，还有一些说法，但没有一个能够确切的解释。
六、 鸟类的羽毛有的非常美丽，有的却灰暗单调，有的雌雄几乎一样，有的却相差甚远。孔雀就是一个明显的例子。达尔文就曾说过，在一雄多雌婚配的鸟类中，雄性越漂亮，就越能获得更多的雌鸟，因而可以繁殖更多的后代。孔雀开屏就是为了吸引雌性。这叫“性选择”说。但是有科学家反对，他们认为，凡是善于发现敌害或机灵易逃脱的鸟类，都用鲜艳的颜色来显示自己，让捕捉它的其他鸟类害怕。而那些不机灵或不易逃脱的鸟为了隐蔽自己，则不须要漂亮。科学家们按此理论进行统计，确实发现几乎生性活泼的鸟都是鲜艳的，不活泼的鸟都是暗淡的。而且，在一雄多雌的鸟类当中，雌鸟担负孵卵任务，属不易逃脱，所以也是灰暗的。这两种理论都很有道理，于是人们想到，鸟儿一般在空地求偶，很容易被敌害发现，此时雄鸟的艳丽色彩会起到警告作用，尤其像孔雀开屏后，那一只只大眼睛的图案，足以迷惑敌人。同时发现集体求偶在草丛中进行的鸟类，其雄鸟一般并不鲜艳。问题到这里似乎是圆满解决了。但科学家们还并不满足只是进行逻辑上的推理，他们还要找到确实的证据。
七、 考古发现，在寒武纪（距今5.7至5亿年前）地球上一下出现了很多无脊椎动物，这一现象被称为“寒武爆发”。难道动物们真的是一下子冒出来的吗？按生物进化理论，这似乎是不可能的。唯一的解释是这之前的动物化石没有保存下来。因此，关于动物的起源就成了一个谜。因此有人认为，动物的历史不足6亿年。后来，人们终于发现了早于6亿年前的化石，随着一次次的新发现，这一时间也越推越远，直到发现了距今8.4亿年前的环节动物化石。然而科学家们并没有停步，他们继续探寻，结果在距今20至24亿年前的地层中发现了9种管状穴。一些科学家认为这是动物挖掘的遗迹。在北京十三陵地区距今19亿年前的地层中也发现了类似的痕迹。但究竟是否真的为动物所为，目前还不能下结论。如果是，那这一年代是否就是动物出现的最早时刻呢？
八、 动物玩游戏的事情屡见不鲜，跑跳打闹以至使用物体进行更复杂的游戏。但是按生物世界的普遍规律来看，却很难解释。因为动物本来应该尽可能节省能量，它们为什么要消耗能量去做那些没有明确目的的游戏呢？有科学家指出，动物是在学习技能、演习生活。反对者认为，游戏并非只在小动物身上发生，而成年动物不存在用游戏来演习生活的需要。他们认为，动物的游戏完全是娱乐行为。而且他们指出，越是进化得高级的动物，游戏的天性越强。还有科学家提出一种锻炼说法，如北极熊在冬季食物不足时游戏并不多，而到了夏季，它们吃饱喝足后，为了保持身体的灵活，游戏就会多起来。持各种说法的科学家们都对动物的游戏进行了大量观察和研究，各自都有一些证据。但面对动物们复杂而多变的游戏行为，他们觉得离揭示奥秘还有很多路要走。
九、 冬天到来时，一些动物会进入冬眠。它们是因为寒冷而冬眠，还是因为冬季食物短缺而冬眠呢？科学家们进行了多方面的研究。一些科学家认为，是温度降低引起它们进入冬眠的。但研究中却发现人工降低温度时，有些动物并没有进入冬眠。有的科学认为是由于冬季食物不足引发冬眠。因为运动的热量主要来自食物，缺少食物远比寒冷更可怕。实验中也确有小囊鼠在得到食物的冬季而不冬眠的证据。不过反对者指出，不少冬眠动物在冬眠来临时会自动停食或拒绝进食，这就很难区分究竟是温度问题，还是食物问题。科学家们转而从动物的生理方面来研究，如激素、神经、细胞成分等等。他们在一个实验中发现，动物体内有某些可能的“冬眠物质”，如果将这种物质注射到其他动物身上，竟可以引起该动物在夏天“冬眠”。但其中的机制还是不清楚。人们觉得，冬眠可能是更为复杂而多因素的一种生理现象，真正的答案还要继续探索。
十、 我们现在都知道，植物的叶子所以是绿色的，是因为叶绿素的存在，而叶绿素是必须在光照中才能够合成的。如果不让叶子接受光照，叶子就会变黄。然而科学家们却发现了一个意外情况。在我们常吃的莲子中，有一个深绿色的小芽，那是莲子的胚。它被严密地包在胚乳中，外面还有一个坚硬的壳。按照我们熟悉的理论，这个小芽至多也就是淡黄，像其他果实中的胚一样。可这个胚居然是那么的绿。人们想，是不是它的外壳和胚乳能透过某种波锻的光而使它发绿？或是胚乳中存在着某种发光物质？经研究发现，成长于黑暗中的胚内，竟有许多含有捕获太阳能的叶绿素复合物。这简直是对过去理论的一个大挑战——在无光条件下可产生叶绿素！于是人们开始思考，生物中是否存在着可代替可见光的生物物质？
科学之谜(五)
一 地球早晚有一天会抛弃它养育着的亿万生灵而重归死寂，人们把这称为地球末日。但对这一天以什么样的形式到来，科学家的认识并不相同。现代科学认为，地球万物赖以生存的太阳也会有风烛残年的时候，那个时候被称为太阳的红巨星阶段。这个阶段的太阳将发生惊人的巨大膨胀，它就像一团爆炸的烈焰迅速扩大开来，包括地球在内的许多行星都会被它吞没而化成灰烬。太阳的这种变化缘于它内部的热核反应，好在目前这种反应还处于稳定期，红巨星是几十亿年以后的事情。不过也有人说，恐怕等不到太阳变成红巨星，地球上的生命就将遇到灭顶之灾。一些科学家认为，太阳很可能有一颗伴星，这两颗恒星在相互围绕着运动，每隔2600万年它们兄弟俩就会近距离“团聚”一下。它们团聚时产生的巨大引力变化将会搅乱彗星的轨道运动，使得10亿颗彗星在太阳系内横冲直撞。在这种情况下，地球被彗星撞击的可能性将大大增加。在过去的2.5亿年间，1100万年前、3800万年前、6500万年前、9100万年前，地球上都曾发生过导致生物灭绝的大灾难，我们熟知的恐龙就是在6500万年前灭绝的，而这几次大灾难的时间间隔规律恰恰就是2600万年。这颗伴星目前还没有被发现，它究竟存在与否还是一个谜。 二 青蛙、乌龟、小鸟、大象这些看似相差很多的动物却有一个共同点，就是同属于四足动物。人们认为，各种鸟类和哺乳动物都是从爬行动物演变而来的，爬行动物则起源于两栖动物，两栖动物的祖先再往前推便是水中生活的鱼类。所以，人们常说，归根到底人也是鱼变的。那么，这些动物究竟是由哪种鱼演变而来的呢？100多年前人们发现了一种具有内鼻孔和肺的鱼，这个内鼻孔被认为是一个进行此类划分的标志性特征，它普遍存在于四足动物体内。这种被称为肺鱼的动物具有鱼过渡到两栖动物之间的特点，人们一时还为将它划到鱼类或是两栖类引起了争论。然而争论还没有结束，科学家又发现总鳍鱼其实比肺鱼还要更古老，而且某些特征如牙齿更加近似两栖类，于是基本决定了总鳍鱼为四足动物的祖先。可是，经过更深入的研究，科学家在最重要的内鼻孔问题上产生了分歧，一些人说在总鳍鱼化石中存在着内鼻孔，一些人捕捉到了活着的总鳍鱼却并没有找到内鼻孔。于是，有些人又转而主张还是将肺鱼作为四足动物的祖先比较合适；而另一些人则开始考虑修改关于内鼻孔这一重要特征的概念。看来，我们究竟起源于什么动物这个问题，还需要等待一段时间才能见分晓。 三 二千多年前，亚里士多德认为轻物体下落的速度要比重物体慢，这一观点影响了人类2000年。伽利略在比萨斜塔上进行自由落体试验的传说虽然查无实据，但人们根据他的著作得出了一切下落物体在真空中的加速度相同这一结论。现代科技不需要在比萨斜塔上进行那种低级的试验，我们可以在真空环境中亲眼看到羽毛与铁球同时落地的景象。然而，一些科学家还是不死心，他们非要更精细的研究万有引力，看看各种不同物体下落的加速度倒底是不是完全相同。果不其然，随着科技手段的精湛发展，科学家终于发现不同材料的物体下落确实存在着微小的差异。一些科学家将产生这种差异的原因归功为第五种自然力，称为超负载力（已知四种自然力为：电磁力、强相互作用力、弱相互作用力和万有引力）。他们认为超负载力与万有引力刚好相反，它是一种地球与物体间的排斥力。这个排斥力比万有引力小得多，它只在近距离内才发生作用并且它不与物体质量成一定比例，而是与物体内质子、中子数量及化学成分相关。如果简单地比喻一下，说不定羽毛会比石头落得更快些呢。虽然人们认为超负载力是存在的，但目前对它却知之甚少。亚里士多德和伽利略的理论究竟哪个更正确，原有的答案又成了迷。 四 按照大爆炸宇宙学的描述，我们现在的宇宙产生于一二百亿年前的一次巨大爆炸，在爆炸中形成的宇宙物质就像炸飞四散的爆竹碎屑一般彼此远离。这些宇宙物质不仅包括我们见到的太阳月亮和星星，还包括我们见不到但数量却可能更多的暗物质。这些物质有些弥漫在宇宙空间，有些在引力的作用下聚集起来形成星系。银河系是无数星系中的一个星系，科学家观测到所有星系都在彼此远离，因此推算出它们在一二百亿年前曾经集中在一个点上，是爆炸诞生了现在的宇宙。那么，宇宙是不是会永远这样膨胀下去呢？有科学家认为，宇宙膨胀的速度在减慢。这是因为物质间存在着引力作用，并且这个引力最终还会使分散的物质重新汇聚到一起。我们的宇宙会周而复始地一次次重复大爆炸所带来的新生。也有科学家认为，要把彼此远离的星系拉回来，整个宇宙中必须具有足够多的物质才能形成那么大的力量。以目前观测到的宇宙物质总量，还远远达不到那个力气。因此，宇宙将会永远膨胀下去。看来宇宙的命运如何取决于它自身物质的多少，于是人们开始寻找更多的宇宙暗物质。有理论认为，黑洞、黑矮星（一种发光很弱的恒星）、星际尘埃甚至质量虽小但数量庞大的各种微子多得很，它们加起来要比可见到的物质还多。但是这毕竟只是理论，人们现在的观测技术还无法证实这些物质的存在。 五 黑洞这个理论上存在的天体充满了神奇奥秘，科学家费尽力气也还是找不到它们存在的确实证据。我们能够看到一个物体，要么是因为这个物体本身在发光，要么是有光照在它身上再反射到我们眼中。这里所说的光不仅包括我们肉眼可见的光，还包括我们看不见的电磁波和射线。黑洞本身不发光，而且它具有的强大引力，能将照在它身上的光一丝不漏地全部吸收掉。所以，我们既不能用光学望远镜（利用可见光）来发现它们，也无法用射电望远镜（利用电磁波）找寻其踪影。天文学是一门以观测为基础的科学，它不像物理和化学可以通过重复性的实验来发现真理。只要在观测中没有找到可靠的证据，就不能说黑洞一定存在。因此，尽管人们在理论上充分论证了黑洞存在的可能性，甚至坚信它的存在，但要找到它可能真的只是理想。目前，科学家们只能根据观测到的一些天体运动现象，间接推测黑洞的存在。比如说观测到某天体超常规运动，可能会是附近黑洞强大的引力场造成的；某星系中心有强大的射线喷流，可能是星系物质坠入巨大黑洞前的高能释放。遗憾的是对这些运动现象本质上的把握，人们也还没有做到十拿九稳，用来推论黑洞就更显得力不从心。也许，黑洞是一个现代科学永远无法解开的谜。 六 每个人不都愿意面临却谁也躲不开的衰老究竟是从什么时候开始的呢？人们应该从什么时候开始抗衰老进程呢？这个问题早在古希腊时就有人进行了研究，提出人的生命从60岁左右开始进入衰老过程。这个说法基本被大家接受，一般认为五六十岁肯定算是衰老之中的年龄。俗话说：40以前人找病，40往后病找人，这恐怕就是生命开始衰老的证明。到了现代，科学家通过实验证实，动物的脑下垂体在生命的某一阶段会释放出一种引起衰老的物质，从而使机体的免疫功能开始下降。根据对人的研究发现，十几岁起人的免疫功能就开始下降，30岁时人体各项生理发达程度就超过了顶点并以每年近百分之一的速度开始下降，40多岁就可出现全面衰老的现象。因此，人们应该从少年时就开始抗衰老锻练。不过还有更加骇人的观点，说人的衰老过程其实在受精卵分裂的那一刻就已经开始了，经过漫长的10月怀胎，我们出生时已经相当老啦。这一论点在个体的临床实践上似乎得到了证实：人卵的衰老会引发某些特定的先天性缺陷，比如早老症、唐纳氏综合症、染色体缺陷等，而高龄父母生育的孩子具有这些缺陷的情况会显著增加。这也许可以理解为，父母生理功能的衰老已经表现在卵和精子当中，不幸的胎儿一开始就未老先衰了。 七 现代地质科学认为，在地球表面有一层厚达一二百公里的坚硬岩石圈，岩石圈的下面则是炽热而柔软的软流层，也叫地幔。岩石圈的薄厚并不一致，比如大陆所处的地方就比大洋底下的岩石圈要厚一些。人们还发现，岩石圈并不是铁板一块，它们不但分成若干大陆板块和大洋板块，而且相互之间还存在着剧烈的挤压和碰撞。那么，是什么巨大的力量造成了这种运动呢？科学家在大洋中间的洋底发现了一些长长的隆起（称大洋中脊），这里每年都要长出几厘米宽的新洋底。按照洋底的这种扩张速度，地球岂不是会越来越大了吗？然而事实却并非如此。这说明，大洋板块肯定还存在着损失，有生有灭才能平衡嘛。人们经过观测，在大洋板块与大陆板块相接的海沟处发现了奥秘。原来，大洋板块深深地插进了大陆板块的下面，并重新熔为地幔，这被称为大洋板块俯冲。一些科学家由此认为，漂浮在软流层上的板块运动是由于地幔物质的对流引起的。就好像我们用小火煮粥时，米粒从中间的底部翻上来再向四周的边上沉下去一样。大洋中脊下面的软流层就是地幔物质上升区，翻上来的地幔物质形成了新洋底，而海沟处的洋底则被下沉的地幔重新拉回自己的怀抱。看来，板块运动的动力是来自于地幔物质的对流了。但是有科学家认为地幔物质虽软一些，但其粘度还很大，远达不开锅翻滚的地步，形成对流并没有直接的证据。还有，如果说是地幔拉着洋底板块下沉，那洋底板块应该呈现出被撕扯的张应力，但经观测，洋底板块呈现的却是受到挤压的应力。 八 我们都知道，绿色植物在阳光的照射下会吸收二氧化碳进行光合作用以合成它们生长所需要的有机物。按理说，既然植物需要二氧化碳就像我们需要氧气一样，大气中多一些二氧化碳对植物应该是好事。可是，有科学家指出，现在的植物与人类一样也在讨厌大气中日益增多的二氧化碳。理由是，经过观察研究发现，在因工业活动而大量产生二氧化碳的近200年来，一些植物叶片上的气孔减少了约40%。支持这一理论的现象还有：二氧化碳含量低的地区植物，其气孔多于二氧化碳含量高的低纬度地区植物。植物叶片上的气孔对环境变化十分敏感，它们暂时关闭或减少气孔，是为了保持固有的二氧化碳吸收量，是植物的适应性进化。不过有科学家不同意这个理论，他们认为，二氧化碳的增多应该对植物的生长有促进作用，虽然这种作用没有出现，但现在二氧化碳只增加了20%，植物为什么要关闭40%的气孔呢？气孔减少只是因为现在的空气干燥，植物为减少水分丧失所为。更有人反驳说，按此理论，二氧化碳若再增加一些，植物将全部失去气孔，绿色植物永远消失，这并不合理，而且现在大气也没有干燥到那么厉害。又有科学家说，人不会讨厌氧气多一点，绿色植物也不会讨厌二氧化碳多一点，因为这是它们生存所必须的东西。倒是某些不需要的污染可能会改变它们。比如二氧化碳的增多会间接造成酸雨的增多，酸雨恰恰会对植物产生危害。为了“躲雨”，植物只好关上气孔。倒底是“闭气”还是“躲雨”或是别的什么呢？ 九 深秋时节，很多植物的叶子变黄变红，随风纷纷飘落，这是我们常见的自然现象。叶子的凋落标志着这片叶子的生命终了。那么是什么使叶子衰老进而凋落呢？开始，人们以为植物开花结果耗尽了养分，叶子得不到营养所以衰老，但又发现有些植物的叶子在开花结果前就衰老了。虽然阻止植物开花结果可以延缓叶子的衰老，但也阻挡不了它们在深秋时节纷纷飘落。后来，人们在叶柄的基部找到了一个特殊的结构——离层。发现随着叶子的变老，离层内的细胞发生了溶解并形成了一个断裂面。这时，只要风轻轻一吹，叶子就会飘落下来。科学家进一步研究发现，引起离层细胞溶解的是一种叫作脱落酸的激素物质。现在，脱落酸已经被用在农业生产上，它可以使棉花的叶子提前统一凋落，以便于收获。同时，人们还发明了一些延缓叶子衰老的相关激素。脱落酸的产生似乎与光照的影响有关，实验证明增加光照可延缓叶片的衰老，但光照与脱落酸之间究竟是一种什么样的形成机制还不清楚。自然界还存在大量常绿植物，比如我们熟悉的松柏，它们的叶子并非不落，只是不会在秋天一起落。那么，常绿植物落叶的原因又是怎么回事呢？ 十 太阳这样的天体虽然被称为恒星，但还是有寿命，并且时常变化的。有科学家曾根据过去的观测记录得出结论说，太阳每一百年会缩小2.25角秒，换算过来等于说太阳每一小时就会缩小1.8米。按照这个理论，再过10万年，我们将看不到太阳啦！很多科学家反对这种骇人听闻的推断，他们指出，按此理论十万年前的太阳应该比现在大一倍，但地球十万年来演化的历史根本没有反映出这种状况。另一些科学家也将过去的多种观测记录进行总结，有人得出结论说太阳的大小没有什么变化；有人却说太阳非但没有缩小，反而还在增大。上个世纪70年代末期，人们利用两次日全食进行了实际测量，方法是精确计算日食在地面投下的影子。最后得出的结论是：太阳确实缩小了，不过没有那么严重，每百年只小了0.26角秒。科学家们并没有就此罢手，他们继续对过去数百年间的观测资料进行统计分析。有些人得出结论说，太阳的涨大缩小是以76年为一个周期进行的。有人则说300年前太阳比现在大，以后开始慢慢缩小，什么时候再变大还不好说。这个重大问题到现在还没有确切的答案，因为主要还是依据着过去的观测资料和科学家的统计分析，也许当科技手段进一步发达后，科学的实际观测会揭开这个谜。
科学之谜(六)
一 在茫茫宇宙之中，是否还有像我们人类一样的智慧生命存在？究竟有没有外星人光顾地球？这个问题恐怕是最令人好奇且又最难解的谜了。有科学家认为，地球是太阳系的宠儿，它所具有的适于生命的环境放在整个宇宙中都是极为缺罕的珍宝。一个行星要有符合生命生存的环境它必须具有空气和水，此外它围绕着的那个恒星不能太大也不能太小，不能太老也不能太年轻还不能是双星；行星与恒星间的距离不能太远也不能太近。这些条件都十分苛刻，差一点也不行。然而，更为关键的是我们现在的能力根本无法去发现它们。地球生命进化了40亿年，人类利用无线电波也才是最近100多年的事情。这个意思是说，除非远方的智慧生命无比惊人地长寿且和平安定并始终不停地与我们联系，否则它们发射的信号我们就会错过。科学家推算，如果按照上述这些条件来要求，整个银河系可能只有约200多颗带有这样行星的恒星。把这些恒星均匀分布在银河系，离我们太阳系最近的也要有4600光年。换句话说，外星人就是乘座光速飞船也要飞上4600年才能到达地球。事实上，就算有地外文明，我们恐怕永远也无法见证。也有科学家认为，人类对恒星的认识还很浅，双星真的不会有行星围绕吗？地外生命会否有不同于地球生命的形式？他们也许不吃不喝能活上几百年；我们现在观测行星的距离非常有限，兴许用不到4600光年的地方就有我们的朋友；我们不能依靠自己的经验来想象远在天边的他们。但反对者说，按照人类已掌握的知识来研究地外生命问题，是一种科学的探索。我们不能抛开知识体系去任意想象。比如，我们不能说有一种生物可以在太阳上生活。
二 大约一百年前，有人提出在几个大陆之间曾经存有一些很窄的陆地连接，并称之为陆桥。提出这个观点的依据是：相隔遥远的两个大陆上具有完全相同的生物，而这些生物是不可能远渡重洋到达彼岸的，它们须要借助陆地的形式（包括陆地上的河流湖泊）才能扩张生存的范围。现代海平面上升淹没了这些陆桥，但仍然留下了一些可以显示其踪迹的岛屿和水下高地。有人还据此画出了陆桥的想象图。陆桥说遭到了大陆漂移说的反对，后者认为古陆地原本就是一整块，后来分裂成为几块大陆时自然将原本生活其上多种生物折散了。虽然大陆漂移说得到了越来越多的证据，但它还不能彻底否定路桥的存在。因为有科学家又提出了新的证据：在不同大陆发现了一些相同的新生代生物化石，而按照大陆漂移说自己的理论，新生代时远古大陆早已经分裂开来了。人们经过测量发现，在各大洲之间都存在着浅海区域，如亚洲与北美洲之间著名的白令海峡、澳大利亚与新西兰之间的托雷斯海峡、亚洲与苏门答腊岛之间的马六甲海峡等，这些海域深的也就百米多一点，最浅的仅有5米。在距离现在最近的一次冰川（第四纪冰川）活动期，由于大量的冰聚集在陆地上，海平面下降100米是完全可能的，而那就意味着各大洲会呈现出连成一片的景象。究竟是否有过陆桥，目前还是个谜。 三 肥胖是一件令人头疼的事情，世界上有无数人整天为减轻自己的体重而努力奋斗着，但他们得到的效果却往往并不如意。减肥为什么这样难呢？一些人认为肥胖的主要原因是摄入了过多的热量，要想不肥就要少吃。但是，减少摄入的效果也不理想：有些人还是照胖不误；有些人虽然瘦了，但身体健康状况出现了问题；有些人虽然问题不大，但一旦他们恢复过去的饮食习惯，肥胖便又重新回来。也有人认为，人体具有天然控制胖瘦的机制，这不是依靠吃多吃少能够解决的（某些超级肥胖者恰恰是他们这方面的机制出现了病症）。临时性解决肥胖只能依靠运动，但运动减肥的效果是很有限的。还有人认为，人体内的脂肪细胞数量虽然并不是固定的，但这些细胞一旦出生就再也不会消失。肥胖者是因为他们的脂肪细胞较大，往往要超过正常脂肪细胞2倍以上。通过节食减肥后，这些胖细胞可以变小，但控制这些细胞大小的原有秩序会受到一定程度的破坏从而导致新问题。也有人批出，脂肪细胞具有两种机制，一种促使脂肪积聚，一种促使脂肪分解。处于身体不同位置上的脂肪在节食减肥时并不一定都在分解过程中，比如大腿和臀部就很难减下去。更有人认为，人在幼年时就已经完成了体内脂肪结构的总体布局，这基本源自于基因。吃多吃少可使人在原有基础上略有变化，但若要根本改变，只能牺牲更多的健康。 四 肾结石是一种折磨人的多发病，好端端的人体内为什么会长出石头来呢？科学家通过对取自人体的结石进行分析研究，发现这种石头的主要成分以草酸钙为主。我们平时会吃下许多含有草酸的食物，这些东西进入我们的肾脏以后会跟肾内的钙离子形成一些极微小的草酸钙晶体。人体的机制会在此时制造出一种粘蛋白将这些小晶体一个个包裹起来，这样它们就不会聚集变大，也难以沉积起来了。这些被包裹的小晶体会随着尿液排出体外。粘蛋白的制造是由一种酶来控制的，如果这种酶出了毛病，它不能制造出足够多的粘蛋白来包裹那些小晶体，小晶体就会聚越多，抱成一团形成大块坚硬的肾结石。产生肾结石的原因到这里似乎弄清楚了，但问题其实远没有解决。为什么控制粘蛋白生产的酶会出现毛病？为什么男性比女性患肾结石的情况多很多？有些患者是因为身体中存在某些问题而导致了结石，但也有一些患者各方面情况都很正常，他们为什么也出现了结石？看来，人们目前基本弄清楚的是形成结石的化学机理，而究竟什么导致结石出现，如何根治和防止结石还是非常复杂的一件事。 五 森林对于人类生存环境乃至整个地球生态意义都是十分重大的，它涵养水源、防止水土流失、保护野生动植物资源、调节气候、净化大气并增加氧气等等。有科学家提出，森林还会增加其所在区域的降雨量。他们根据调查发现，有森林的地区降雨量高于没有森林的地区，增加降雨量的幅度达12%。究其原因是：植物都会不停地向大气蒸发水分，这是它们的生态特征。森林因为植物繁茂，其蒸发作用尤为强烈。因此，这就无疑增加了林区上空的空气湿度。有人经过试验并计算出森林蒸发的作用可使其所处流域的河流水量减少17%。也就是说，这17%的水分都通过植物输向了天空。不过，也有科学家不同意这种论点，他们说：森林的确可以向大气输出不少水汽，但并不能据此认为这些水汽会停在原地变成雨再落下去。水汽变成云再形成雨落下来一般要经过10天左右的时间，这期间，水汽早已经随着大气环流跑到数千里之外的地方了。而且，降雨时往往狂风大作，森林地区落下的雨在很多情况下是别的地方吹过来的。对此，主张森林增加降雨的人进一步指出，森林地区茂密的绿色植物可大量吸收太阳辐射，进而使地表附近空气温度升高，形成上升气流并促进水汽凝结；相反，没有森林的裸地表只能使大气稳定度增强，难以形成降雨的条件，比如广大的沙漠地区。就算森林边缘地带的降雨是其他地方吹过来的，但广阔的森林也会进一步强化降雨量。还有人提出，森林地区可产生很多微生物，这些微小的生物颗粒正是水蒸汽形成雨滴不可缺少的凝结核。持不同观点的学者都有各自的试验研究成果，但究竟森林是否可以增加降雨，还难以最终得出答案。不过，无论研究结果如何，森林对于地球的重要意义，足以唤起我们认真并全力地去保护它。 六 人们都知道用指南针可以让我们明确地球的南北两极，这是因为地球本身就像一个磁体，它的周围有一个大大的磁场（正是这个磁场在干扰着指南针让它指向一个极）。我们见到的磁体（如磁铁），它的两极是很明确的，但地球的两个磁极却是变化的。人们研究发现，不仅指南针只是指出了两极大致的方向，而且事实上南北两极简直是在不停地左右漂移着。数据表明，8年的时间中，北极就漂移了110公里。而在最近的450万年中，地磁场的南北两极曾经颠倒互换了9次。随着磁极的这种漂移，地球磁场的强度也在不断变化，有研究说，300多年来地磁场的强度已经下降了15%。按照这个样子继续下，再过2000年，地球磁场将完全消失了，而再继续下去的话，则意味着又会出现一次磁极颠倒。地球为什么会有个磁场？这个磁场又为什么会不停地变化？它的变化有什么规律吗？这些疑问至今也没有确切的答案。起初，有人认为地球内部存在着许多磁性物质，使地球就像一个巨大的磁铁。但后来发现地球内部具有极高的温度，在那样的温度下，物质的磁性是会消失的。而且这个理论也解释不了磁极的变化运动。后来，人们又提出了一个发电机理论。认为地球内部的地核是一团能够流动的导电体，它在流动时会与地球两磁极相互作用产生电流，这就像发电机的原理。而地球内部产生的这种电流会形成涡流（好像搅乱的一团水会产生很多漩涡），这种涡流就以变化不定的地磁场形式表现出来了。这个理论被多数科学家所重视，但它也没有说明两个磁极存在的机制。而且地核的流动性究竟有多大，是否足够产生涡流？短期看地球两极在无规律地漂移，但长期看它们的颠倒又似乎是有规律的。这难道也会是涡流作用的结果吗？事实上，地球磁场的变化并不是孤立的，它很可能还与太阳有关，但究竟怎样的有关也还是一个谜。 七 长颈鹿是世界上最高的动物，它的脖子特别长，如果加上头部则占到整个身高的一半以上。世界上哺乳动物的颈椎骨一般只有7块，长颈鹿也不例外，只是它们每块颈椎骨都很长罢了。问题是，为什么长颈鹿的颈椎骨会长得那么长，难道它们不觉得长脖子会带来许多不方便吗？有科学家提出，长颈鹿生活的地区自然环境逐渐变坏，可吃的牧草越来越少，它们只好改吃高大树木上的叶子。总是伸长了脖子够树上的叶子，就将它们的脖子抻长了。人们管这叫作“获得性状遗传”。而也有科学家认为，远古时候的长颈鹿因个体变异不同而脖子长短不一，那些短脖子的因为环境变坏后无法吃到高处的树叶而逐渐被淘汰，所以只留下了长脖子。这叫“适者生存”。上述两个理论都涉及到了变异与遗传，于是有科学家认为，生物遗传的实质不会因环境因素而改变，获得性状的遗传也是不存在的。后来，人们发现生物是可以发生基因突变的，这种突变是可以遗传的，而由环境因素造成的细小变化则不会遗传。于是，人们认为是基因突变造成的长颈鹿脖子长短不一，以后的情况则是短脖子长颈鹿被环境逐渐淘汰掉了。问题到此似乎得到了圆满的解释。但又有科学家提出了中性突变理论，认为这种突变无所谓有利无利，也不受自然环境的控制与选择，它纯粹是动物体内遗传物质随随便便发生的怪事情。只是凑巧那些长脖子基因在漫长的演变过程中获得了胜利。据此观点，又有科学家提出，自然环境是可以促成基因朝着有利生存的方面发生突变的，长颈鹿绝不是随随便便就把脖子变长的。甚至还有人说，长颈鹿为什么偏偏要抻长脖子而不去练习爬树或是转移到条件适合的地方去呢？生物发展的历史上，鱼儿不是都可以上岸吗？看来，长颈鹿的脖子为什么那么长，一时还难有个答案。 八 很多人都听说过关于狼孩的故事，而这究竟是真还是假呢？科学家所描述的狼孩事件最早出现在600多年前，而刚刚过去的20世纪中期也出现过这种事情。在从多这类事件中，所有的狼孩几乎都有着相同的境况：比如他们舔水喝、吃生肉、不出汗、爬着走、眼发光等等，而且这些孩子没有一个能够活下来。一些科学家的解释说，发生母狼养育人类婴孩的事情是可以理解的。狼是社会性很强的动物，它们会彼此照顾并收容其他家庭中的小狼。母狼在失去自己的小狼时，它强烈的哺育本性很可能会促使它将人类婴孩带走哺养。狼对幼仔的照料十分细心，不象有些动物那样粗心大意。另一些科学家对此提出完全相反的意见，他们认为，这么多关于狼孩的故事都如出一辙，恰恰说明它们其实就是人类自己编出来的故事。在很多方面，所谓狼孩的特征其实与患精神病的儿童是一样的，人们可能出于某些原因，替这些可怜的患儿编造出狼孩的故事。有科学家还指出，人的生理构造与狼有很多根本性的差别，这些差别不会由于在一起生活就能改变的。比如，狼以及其他一些夜间活动的动物，它们的眼睛里面有一个特别的反映层反射投入的光，这就是所谓狼眼夜里发光的原因。人眼没有这个反映层，就是跟狼生活在久也不会长出这么个东西出来。狼孩的眼睛怎么能够也像狼一发光呢？同样，狼和狗一样，身体大部分面积上因为没有汗腺所以不出汗并张大嘴巴喘气。人不会这样调节体温，与狼生活在一起会使汗腺消失吗？也有人又说，动物界中哺育非同类个体的事情并不新鲜，狼做出这种事情也是可能的。就算因为狼的哺育而改变生理结构不可能，也不能排除发生过狼哺育婴孩的事情。故事会因人口相传而产生夸大成分，但也不能因此做出否定结论。 九 100多年前，人们在海底发现了一种像土豆样的块状东西，因为它含有丰富的锰铁等矿物质，被称为锰结核。后来证实，这种锰结核几乎遍布在世界各大海洋的海床上。人们在为即将拥有如此多的金属矿物而兴高采烈的同时，也在为这些锰结核的来历而大费脑筋。有科学家认为，海底火山喷发、岩石分解等会使海水中的金属物质含量增多，锰结核就是海水中所含的金属物质在千万年的时间里慢慢集聚在一起而形成的，这有点像空气中的水分凝结成冰雹。有人却指出，这种锰结核的形成据测量至少需要几万年，甚至上百万年。按理说，在这样长的时间里，它们早就被埋进海底沉积物中了，可事实上，这些锰结核却都明明白白地躺在海底表面上，虽然有一些被沉积物浅浅地埋了一层，但这种现象却非常少见。对此，有人说，锰结核形成的过程类似人们摇制元宵，聚集生长中的锰结核在流动的海水带动下不断地来回滚动。在滚动中逐渐变大的锰结核就不会被沉积物掩埋了。反对者据此又指出，如果锰结核是被这样摇出来的，它的结构应该大致上是均匀的，但很多锰结核表现出上下结构不均的现象。比如，接触海底沉积物的一面粗糙，另一面则光滑，这说明它们没有来回滚动过。而据此又有人说，锰结核上下结构不同的原因在于，靠水的一面接受的是来自水中金属物质的缓慢沉积，靠海底沉积物的一面则直接从沉积物中比较快速地积聚金属物质。一慢一快，所以一面光滑，一面粗糙。还有人说，锰结核没有沉在淤泥里，是因为海洋生物在海底淤泥中活动时将它们翻动出来的或是淤泥在收缩的过程中会将锰结核挤出来。对于前者，有人反驳的理由是：大部分深海区并没有什么生物在活动，谁去翻动的？对后者，有人反问，沉积物收缩为什么只挤出锰结核，而大量保存了其他碎屑呢？锰结核虽然大量地存在，但它们的来历还真不是简章。 十 动物之间会因为食物、空间等资源发生竞争，这是很容易理解的事实。但在生态上比较接近的动物之间，会不会形成你死我活的竞争呢？比如说两种马或两种牛在一片草地上生活，它们会竞争到什么程度？科学家曾用两种小虫子做实验，当它们各自独处生活时都很正常，但放在一起后，其中一种便很快死去了。科学家由此认为，如果动物之间具有完全的竞争关系，它们将不能共存。实验结果引起人们的争论，反对者认为，大量的野生动物中，有许多在生态上极为亲缘，它们都好好地活在一起。我们最为常见的就是昆虫。也有人说，自然界确有相同生态动物共处一地的情况，但调查发现，它们往往会再划分出各自的地盘，好像是互不干扰。还有人发现，有些动物虽然极亲缘，但它们在食物的选择上却有细小的差别，这也导致了它们能够比较和平地共处一起。可是也确有一些你死我活的竞争事实，比如当人们将黑家鼠带缅鼠的生活地后，缅鼠就灭绝了。科学家们为此做了不少动物试验，得出的结果却各不相同，要么其中一种被消灭，要么两种动物都相安无事，也有动物双方都受到损害的情况。于是有人干脆说，世界上根本就没有相同的两个种，因此也不会有所谓的完全竞争。矛盾的事实让人们陷入困惑，究竟是因动物的脾气禀性不同而产生出不同的结果，还是竞争环境的恶劣程度还不足以让所有的动物拼命，又或者自然界根本就不存在完全的竞争关系呢？
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。
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