美国著名生物学家克雷格·文特尔宣称他即将完成人类的一个古老梦想——创造新的生命体。

编译 陈舒君

    大厅里人头攒动，无数记者和科研人员焦虑地等待着。在正前方的展台上，一个神秘物体被黑布遮得严严实实。主持人拿起话筒，发表了一个简短的演讲，接着在一阵眩目的闪光灯照耀下揭开了那块黑布。众人大失所望：台上只有一个盛着一些液体的广口瓶……就在这个时候，大屏幕亮起，向在场人士展示了瓶内玄机。那是用显微摄像机拍到的一个放大千倍的图像：一个奇怪的细胞，表面布满了细丝，缓慢地在液体中游动。“这是一种细菌。”主持人说道，“但是，各位请注意，这可不是普通的细菌，它从里到外，全都是在座科研人员发明、制造的结晶。”
    这么说，他们成功了？完全由人类设计并创造的第一个生命体终于走出实验室了？那倒没有，但最终的成功只是个时间问题。至少美国著名生物学家克雷格·文特尔(Craig Venter)是这样宣称的，他雄心勃勃地要创造新的生命体，把科学引入一个崭新的时代。他的近期目标并不缥缈。他计划首先创造出一些最基本的、可以发育并完全自主繁殖的单细胞生命体。“这是些按科学家意愿组装，并能为人类服务的生命体。”克雷格?文特尔如是定义。我们能否相信他呢？人类真的可以制造出新的物种吗？这样做会有什么危险吗？

复制生命语言
    对于有些人来说，克雷格?文特尔是全世界最伟大的生物学家，但对另一些人而言，他就像恐怖电影中的弗朗肯斯坦教授一样疯狂。不过，有一点是肯定的，那就是他的一举一动吸引着所有人的目光。克雷格?文特尔曾是一个成绩平平的学生，比起上课，他更喜欢去冲浪。不过那都是上世纪70年代他投身于生物学领域之前的故事了。很快，他就开始对各种生物的基因组产生了浓厚的兴趣。我们可以简单而形象地把基因组比作一个信息程序，里面写满了完成所有生命活动所必须的代码。这个程序存在于所有生命体的细胞之中，根据物种的不同而有微小差异。
    在那个年代，人类对基因组几乎一无所知，而克雷格?文特尔却乐在其中。他决定破译基因组，先从一种基因组较为简单的细菌入手，并在1995年获得成功。但这不过是牛刀小试，更辉煌的成就还在后面。2000年，他与国际人类基因组计划的研究团队同时破译了人类基因组！但对他来说，这似乎还远远不够，他可不满足于阅读这些现成的基因“程序”，他的追求在于创造！创造新的基因组！创造新的生命体！
    然而那时，还没有人能够制造，甚至复制足够多的基因用以创造生命。个别实验室虽然成功地复制出一些基因，但从未复制过整个基因组，因为它们真的是太脆弱了。就拿微小的细菌来说，别看它们的基因组看上去像个圆环那样简单，操作起来难度却相当大。但有些人就是为挑战而生，越难就越要一试！
    生殖支原体(mycoplasma genitalium)是一种极其微小的细菌。克雷格?文特尔首先对其基因组进行解码，随后借助“DNA合成器”忠实复制了该基因组的每一个片段，最终获取101段各含4～6个基因的丝状合成物。难的是接下来要做的事。因为要使这些片段相互协调并形成一个程序，必须使它们首尾相接持久地串连在一起——你该不会以为只要把散装的发动机零件一股脑儿扔进引擎室，就能顺利发动汽车吧？为此，克雷格?文特尔的团队先是以酶为工具，对这些基因段进行精确地剪切和粘贴。
    但粘贴到一定阶段后，操作变得越来越困难，只要再粘就会使已经组装的整个基因链解体，前功尽弃。于是研究人员决定采用另一种工具——酵母。把需要组装的剩余基因段交给酵母，由它们进行几十次地复制后，按照正确顺序完成最后组装。2008年2月，克雷格?文特尔终于成为完成整基因组组装的第一人，他庄严宣布：“对基因密码，我们完成了从读取到书写的伟大转折！”
    现在就剩最后关键的一步了，那就是开动这个人造基因“发动机”，为细胞带来生命！也就是说，把人工复制的基因组导入某一细菌，完成对其控制。恰恰在这最后一关，工作陷入僵局。“我们试了很多回，但还从来没有成功过。”克雷格?文特尔的生活伴侣以及工作伙伴希瑟·科瓦尔斯基(Heather Kowalski)似乎脸上也有些挂不住。导入复制基因组控制细菌的工作已经不懈地进行了一年，但还是毫无起色。
    “克雷格?文特尔团队好比是成功地复制了一份乐谱，将其刻录到了CD上，又把CD插入了播放器，可就是放不出音乐来。”法国合成生物学专家菲利普·马尔利耶(Philippe Marlière)解释道，“可能乐谱里还有些错误，但估计很快就能修正。”或许是酵母的介入在这张CD上留下了人所不知的痕迹，使得“乐谱”不能被细菌正常读取。这就是目前克雷格?文特尔团队正在着力弄清的事情。

组装生物即将问世
    只要第一个人造生命体成功存活，人类创造生命体、发明新生物的可能性便将得到证明。届时，克雷格?文特尔团队就将告别现有基因组的复制工作，而开始新基因组的设计编写，以创造出前所未有的全新物种。
    为了达到这个目的，先得选择合适的基因。首先自然是生命必需的基因，如那些负责生命体成长和繁殖的基因。其次是赋予细胞一定能力的基因，如确保其能源物质生产的那些。
    接下来就得把所有这些元件组装成细菌基因组那样的环状物件，这工作有点像乐高积木游戏。然后将全新的基因组整个地移植到一个细胞空壳中，等待细胞解读这份新的“乐谱”。“我们将制造出一系列从未有过的微生物，利用它们把二氧化碳转化为生物燃料，制造新的药品，降解污染物……”提到未来，克雷格?文特尔团队成员们便异常兴奋。
    “事情绝不会如此简单。”菲利普·马尔利耶更为冷静，“究竟哪些‘乐谱’能被读取并获得表达？在通向真正人造生物的障碍跑中，我们目前所越过的不过是最容易的障碍。”克雷格?文特尔并不是孤军作战，菲利普·马尔利耶也试图书写新的基因乐谱，只是他采用了另一方法，借助于一种类似DNA的物质。

第一乐章，谁来谱写？
    “改编生命语言的目的在于创造前所未有的、绝不可能通过自然机制产生的细菌。”菲利普·马尔利耶解释说，“因此，它们的遗传信息绝不会被其他生物读取，在自然环境中杂交及扩散的风险便可得到控制。”
    美国生物工程师德鲁·恩迪(Drew Endy)也在这个未知的领域摸索，他希望能像发动机制造或集成电路生产那样，在最大程度上使装配基因组所需的零部件得到简化与标准化，从而方便生命体的制造。他推出了一套“生物砖”，那是一组功能确定的DNA片段，供用户在组装基因组时选用。
    除此之外还有更大胆的构想。以皮埃尔·路易吉·路易兹(Pier Luigi Luisi)为首的一批意大利生物学家不但准备创造新的基因组，而且还打算为他们所要创造的生命体自造细胞！他们可不愿像克雷格?文特尔那样利用细胞空壳——一切都得人工制造，包括用脂类小滴生成细胞壳。
    总而言之，全世界的研究人员你追我赶，人人都在为制造第一个人造生命体而争分夺秒。按照科学家们的说法，这是为拯救地球而进行的伟大探索之一。风帆已经扯起，迎接我们的将是未知的汪洋……

飞机如风筝断线般急剧坠落；小山一样的巨浪汹涌地扑向岸边；无情的烈焰吞噬着房屋……这些噩梦实实在在地落在了某些人身上，可他们却死里逃生，顽强地活了下来。大难不死并非偶然，正确的“求生反应”值得所有人学习。

    在高楼林立的纽约，人们对超低空飞行已经有了心理阴影。2009年1月15日，当哈德逊河两岸大楼内的人们看见全美航空1549号航班从窗前呼啸而过，他们差点以为“9·11”事件又要重演。幸运的是，这次发生在他们眼皮子底下的是一个奇迹。由于撞上了大雁，这架A320的两个发动机在半空双双熄火。57岁的机长萨伦伯格(Chesley B. Sullenberger)曾是战斗机飞行员。他很快意识到，没有发动机，飞机绝对撑不到最近的机场。要避免在城市中心坠毁，在哈德逊河上迫降是唯一生路。他决定孤注一掷。
    成功迫降需要技巧、冷静与运气。而这三点，萨伦伯格都占全了。飞机滑翔着缓缓下降，以完美的水平状态触水，在激起一片巨大的水花后驯服地浮在了河面上。155名乘客和机组人员攀上机翼，救生船只随后也很快蜂拥而至。此次事故不但无人伤亡，还造就了一名美国英雄。
    故事的结局是美好的，不过这却是个例外。在1549号航班上，当萨伦伯格机长独力回天之时，其余154人只需一边等待，一边祈祷就可以了。然而，在地震、火灾或坠机等大部分灾难中，生还的机会很少会这样从天而降。

不到1小时，船就沉了
    保尔·巴内(Paul Barney)就曾双手劈开生死路。1994年9月27日至28日的夜间，他正在“爱沙尼亚”号客轮上，这是一艘横渡波罗的海连接挪威与爱沙尼亚的渡轮。那晚狂风大作，但若不是船员疏忽，忘记将车辆所在的车舱舱门吊起，想要安全渡过这片海域绝对没有问题。凌晨1时，正在酒吧长凳上睡袋里做着美梦的保尔被一声巨响惊醒。他并不知道位于船尾的车舱舱门已在巨浪的攻击下折断，海水已经汹涌灌入内甲板。但是他发现酒吧里的桌椅开始滑动，地板也开始倾斜。酒瓶的破碎声把他彻底唤醒。保尔回忆道：“我自忖这下或许要完蛋了。但当时我非常冷静，思路清晰。”
    保尔以为人们会像电影里那样惊慌失措、乱作一团，或是尖叫着四处逃跑，或是为争夺救生艇上的一个位子而拳脚相加。然而事实上，他所遇见的大部分乘客一动不动，完全不知道该如何应对。保尔说：“他们愣在那里，也许在等待别人告诉他们应该怎么办。”但在这个节骨眼儿上，船员们却陷入了静默。
    保尔决定自己行动。他从包里找出御寒的衣服，脱掉鞋子以免落水时增加重量，然后开始寻找出口。船体在这个时候已经侧翻了过来，酒吧外部休闲区域的天花板成了垂直的墙壁。在错综复杂管道中，保尔发现了一把梯子，于是利用它一直爬到船体外。他回忆说：“穿着袜子走在船体上真是太滑稽了！就像在巨大的冲浪板上一样！”此时在船体另一侧，一组乘客刚刚打开一艘充气救生艇。他连忙冒着猛烈的风浪向他们走去，一路上小心翼翼地避开脚下开启着的舷窗。还好，他赶上了他们，搭上救生艇离开了渡轮。半小时后，汹涌的海浪就将“爱沙尼亚”号吞没了。船上989人，生还者仅137人。
    面对灾难，保尔没有像其他乘客那样手足无措，而是马上采取了行动。这倒不是因为他生来就与众不同，具备“幸存者”的特殊素质。心理学家约翰·里奇(John  Leach)博士在采访了包括保尔在内的几百名幸存者后指出：“经过多年的研究我终于发现，所谓的‘幸存者性格’根本不存在。”这位英国皇家空军的生存教练同时也是第一批关注人类在海难等危险状况下大脑反应的人之一。“事实上，人们在灾难中所表现出来的行为主要取决于他们过去的经验。如果他们经历过相同或类似的事，记忆会立即启动，告知他们该如何应对。”

习惯于危险状况
    难道保尔在“爱沙尼亚”号事件之前曾经经历过海难吗？“其实并没有。但是他平时经常登山，在高山地区远足。对他来说，早已习惯了在岩壁上攀爬，也习惯了低温。正是这些经验让他在第一时间作出反应，从而逃出了‘爱沙尼亚’号。”约翰·里奇也有过一次逃脱死神的经历。1987年11月18日晚，他在伦敦最大的地铁站King Cross换乘地铁，竟然走进了一条黑烟滚滚的通道。在半清醒的状态下，他侥幸找到了出口，回到了地面。在那儿，他看见了一派恐怖景象：车站的玻璃穹顶在烈焰中整个塌陷下来。那天晚上的火灾造成31人死亡，而起因仅仅是一根扔在木质旧楼梯上的火柴。
    逃出地狱的约翰被人们在灾难中的异常行为深深地震撼了。他回忆道：“有些地铁员工怵在那里，完全吓呆了。更不可思议的是，地铁列车居然还在接连不断地驶来，将乘客们倾倒在已经烟雾弥漫的站台上。司机们不可能没有注意到车站内的异常，然而却像没事一样机械地重复着他们的工作。乘客们也是，有些人居然还继续拥入站台，直奔灾难而去！他们好像根本没发现身上着火的人们正在向反方向逃离。”
    那天晚上，约翰亲眼目睹了什么叫“怀疑综合征”：“研究过多起空难、海难、火灾和地震后，我发现通常可以根据人们的反应把他们分为几类。其中10%的人像保尔那样立即开始自救，尽其全力逃离灾难；10%人神经质地上蹿下跳，乱来一气，变得充满攻击性。而所有人乱作一团的场面只有在电影中才可以看到。因为在现实中，80%的人要么呆若木鸡，要么继续平静地做他们平时做的事，就像根本没有看到灾难发生一样。”

大脑进入应激状态
    通常说来，进化使我们能更好地抵御危险。紧急情况下，在大脑中下丘脑的指令下，我们的身体与神经系统会在紧急情况面前立即转入“适应应激”状态。肌肉在肾上腺素的作用下充满能量，以便为抵抗或是逃跑作好万全准备。全部注意力将会集中在当下，集中于危险的来源上。因此，当有人用手枪指着我们的时候，手枪就成为我们关注的焦点，以至于事后竟对近在眼前的劫持者的特征一无所知！至于那些在灾难中劫后余生的人，或是经历过枪战的警察，他们甚至感觉事件发生时的一切都像慢镜头一般，因而有更多的时间思考并作出反应。这当然只是幻觉，不过是一系列有助于他们更好地评估危险事态的生理效应之一。
    当有人用枪指着你或是面对一条龇牙咧嘴的恶犬时，这一机制尚能运转良好。因为在上述情景中，危险来源很明确，反应方式也不外几种：留在原地、逃跑或者抵抗。但在地震或火灾时，情况则完全不同。摇晃的地面，坍塌的墙壁，弥漫的烟雾，或是将要把你吞噬的火焰，周围到处都传来警报信号。面对众多紧急信息在同一时间的集中来袭，难以招架的大脑会“短路”频频，或是无法反应，或是出现暂时性的失明或耳聋，乃至昏厥……神经心理学家雅克·法丹(Jacques Fradin)指出：“最糟糕的是前额叶皮层全面‘停工’，而所有新信息的汇总、分析，以及对情势的评估本来全是由这片大脑区域完成的。”换句话说，那80%的人之所以会在灾难面前无动于衷，那是因为他们的分析能力“当机”了，无法理解发生的一切。在这种情况下，他们要么呆若木鸡，要么机械性地继续日常的琐事。
    “9·11”事件世贸中心幸存者们的讲述中就充斥着这类事例，如有些职员在逃离办公室时甚至还仔细地把电脑关掉，全不想它们注定要葬身火海。约翰·里奇也提到，有一名妇女居然在逃向救生楼梯之前还要更衣一番！同样，某些遇险飞机的人员撤离工作也总是被那些想要取回行李的乘客所拖累。在一架随时会爆炸的飞机上，能否取回行李显然不是首要问题！

火灾启示录
    贝弗利山超级俱乐部是美国辛辛那提附近一个饭店、舞厅云集的超大型综合娱乐中心，更确切地说，曾经的娱乐中心，因为在1977年5月28日那个星期六的晚上，一场大火将其化为灰烬。在场的3000人中有167人在大火中丧生。当时，绝大多数来客都没把大火当回事。那些轻松逃离现场的人一边旁观火势蔓延，一边继续饮酒作乐，似乎把大火也当成了余兴节目。与此同时，还有些人依然拼命往俱乐部里面挤。一名叫韦恩·达默(Wayne Dammert)的酒店领班谈起当时已经浓烟弥漫，他居然还在走廊里发现了近百个呆若木鸡、鸦雀无声的人。他回忆道：“没有一点声响，也没有喊叫。他们就在那里等死，显然已经彻底绝望。”于是韦恩挺身而出，穿过办公室和厨房，把他们引向出口。这些人始终都顺服、安静地跟着他。
    辛辛那提大学社会学教授诺里斯·约翰逊(Norris Johnson)和威廉·范伯格(Williwam Feinberg)翻阅了警察对数百名生还者所做的调查笔录，发现了一个奇怪的现象：“人们对这一环境中各自社会角色的贯彻程度令人震惊。约有60%的工作人员帮助他人撤离，而83%的顾客只是被动等待他人的救援。”在那些积极采取行动的顾客中，医生和护士占了绝大多数，因为救死扶伤本来就是他们日常的职责。
    这些数据并不表明俱乐部的工作人员比顾客们更坚强、更勇敢。其实他们也不知所措，只是继续履行服务顾客的职责而已。比如在饭店，服务员组织顾客撤离，但每人也仅负责照顾在自己服务区域内用餐的客人。他们的反应完全局限在平素分工的范围之内！
    那天晚上在某个酒店举办婚宴的达尔拉·麦高里斯特(Darla McCollister)也很严肃地承担起了自己的责任。当大家听到服务员发布的警报时，她毫不犹豫地站了出来，引导宾客跑向紧急出口。她回忆道：“我告诉大家应该往哪里跑，就像赶牲口一样将他们导向出口。这是我的婚礼，而那些人是为了祝福我才身陷险境的。”即便在灾难中，这位新娘依然是众人瞩目的焦点……
    让我们离开美国，前往法国比利牛斯山中的蒙路易要塞。在高墙后的法国突击兵训练中心里，人们正在为应对未来的灾难而做着准备。每年有3350名特种部队的军官及战士在那里接受训练，学习如何面对危险，在第一时间作出正确反应。谈起制造“生存超人”的秘方，中心主任勒克利文(Lecrivain)中校说：“办法只有一个：机械训练，也就是反复训练。针对可能在战场上遇到的各种危险情况，士兵们反复操练一组简单的动作，直至这些动作成为下意识的反应。举例来说，如果受到敌方火力的攻击，首先必须还击，压迫敌方射手，随后躲到掩体后进行反击。在训练中，我们就重复这一场景，5次、10次，甚至20次，直到士兵能自动作出正确的反应为止。”

生存训练
    因此，无论在战场上还是在灾难中，死里逃生的关键全在于过去的经验。突击兵的训练在他们的记忆中预存了面对危险情况时应采取的反应方式。而空姐在飞机起飞前的安全指示，或是企业组织的民防演习，这些同样也是机械式训练，它们都能让你在遇到危险时，本能地启动记忆中正确的反应机制，而不会把时间浪费在擦桌子或是整理行李上，从而造成致命的后果。这些训练值得你严肃对待。当然，你可以把希望寄托在萨伦伯格机长那样的英雄身上，期望他们可以为你完成一切。约翰·里奇指出：“看看那些从机翼紧急出口逃出来的乘客照片，大部分人根本没想到要穿上救生衣！只要刮上一阵风，他们准会跌进-2℃的冰冷河水里冻死！我还是希望能自己把握命运。”看来那天在纽约，有些人还真是福大命大造化大……

卷首语

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消息树

封面故事

科学“读心术”

神经科学家凭借功能性核磁共振技术和计算机分析模型，终于创造出能够在大脑中解读我们所看到的图像和所听到的声音的“解码器”。人的内心世界、甚至于玄妙梦境的破译，难道不只是一个时间问题吗？

探索

宇宙深处的神秘信号

借助日益先进的工具，科学家们对这种大爆炸发生后38万年出现的背景辐射的研究一直未曾停止。最近，美国科学家利用一种崭新的仪器，捕获了一个奇异的信号，而它似乎与宇宙中任何已知的射电辐射源都扯不上关系……

模拟地核

为了揭开地球磁场诞生之谜，美国物理学家制造了一个微型地球……

给恐龙过磅

古生物学家们一直致力于研究可以测量恐龙重量及重塑其体貌形态的技术。这是一项高难度的工作，要知道现代动物与恐龙根本不具可比性。不过力学和生理学专家的研究为这一推算工作带来了新的希望。

人造生命

美国著名生物学家克雷格?文特尔宣称他即将完成人类的一个古老梦想——创造新的生命体。

干细胞风云再起

正当法国议会准备修订生物伦理法之际，新一代干细胞横空出世。这种干细胞不必从胚胎中提取，可以用于量身定做人体替代器官。可是，新的问题也随之而来。

脱离躯壳的意识

有人可以欺骗自己的大脑，让它认为自己生活在另外一个身体里。这是怎么回事？正是通过一些实验，研究人员才刚刚对这些事情有了初步的了解。

启动分子计算

分子计算机的优势体现在DNA基因操作过程中无限多的组合方式，以及细胞同时回应大量信息的能力。今天，它们的另一个重要用途变得日益突出，即对合成生物装置的细胞内部进行干预。

追寻隐形的光线

4月底，中国迄今最大的科学装置平台“上海光源”宣告建成，拥有这台光源的中科院上海应用物理所同时宣布对国内外用户开放共享，旋即收到了来自各地高等院校和科研院所的几百份申请材料，像“上海光源”这样能够发射出极强X射线的同步辐射光源，为何能对科学家们产生如此巨大的吸引力呢？且听其中一位科学家的解说。

科学的艺术照

2009年由普林斯顿大学举办的第三届“科学的艺术”竞赛，收集到了来自16个部门的200多件参赛作品。今年竞赛的主题是“发现艺术”，展览的组织者征求的是在实际的研究过程中所发现和创造出的科学图片。

专题

这个初夏，甲型H1N1流感肆虐。在抗击流感的第一线，有这样一群人，他们和媒体画面中包裹得严严实实的防护服形象无关。他们与流感病毒的战争，不是依靠化学制剂和病毒样本，而是依靠计算机和数学模型。

技术

安全飞机

和汽车业一样，生物力学家和航空工程师也在研究飞机制造材料的抗震、防火性能。他们的目标是不断优化乘客在坠机时受到的保护，提高事故生还率。

健康

癌症基因检测

四分之三以上实行过乳腺癌手术的妇女会伴随化学治疗，副作用往往十分严重。然而，只有20%的病人有癌转移的风险。怎样避免如此的浪费呢？解决的方法可能来自一项大有希望的基因试验，Mamamprint。

专栏

科学外史

假如详谬

惯性参照系

生活

社会心理

幸存者密码

飞机如风筝断线般急剧坠落……小山一样的巨浪汹涌地扑向岸边……无情的烈焰吞噬着房屋……这些噩梦实实在在地落在了某些人身上，可他们却死里逃生，顽强地活了下来。大难不死并非偶然，正确的“求生反应”值得所有人学习。

读图

世外桃源阿达布拉群岛

阿达布拉岛拥有令世人惊叹的动物种群。1982年，该岛被联合国教科文组织列入《世界遗产目录》。

创意

值得一看

解惑

卷首语

   “人心不是一本书，不可以随便翻阅。思想也不是刻在脑壳里的，不可以让人钻进去读。人心是一种复杂的、多层次的东西……然而，会摄神取念（Legilimency）的人可以在某些情况下研究别人的头脑，并作出正确的解释。”—— 西弗勒斯·斯内普
    哈里波特迷当然都熟知摄神取念，一个人从另外一个人的头脑里获取其情感和记忆的能力，这是《哈利波特》中最令人胆寒的巫术之一，斯内普和邓布利多都是精于此道的高手，但伏地魔才是真正的大师。哈利在厄里斯魔镜里看到了魔法石，却撒谎说看到自己赢得了学院杯奖杯时，伏地魔说：“好了……你为什么不把你口袋里的魔法石交给我呢？”
    连我6岁的孩子都知道，世界上当然不存在什么魔法。但是且慢高兴（或沮丧），日益强大的科学技术难道不正在带给我们不可思议的力量，难道不是正在创造一个又一个神话般的奇迹？读一下本期的《科学“读心术”》，你会不会产生一种身处科学魔法时代的感觉？
    就我而言，感到是实实在在的恐惧。我仿佛看到了有一天，人的脑壳统统变成水晶般透明，我们可以清晰地看到里面跳动闪耀的图像，文字，思想……那是怎样的一幅末世景象！
    再回到《哈利波特》，在第7卷中，伏地魔不再对哈利使用摄神取念，这是为什么？因为伏地魔终于意识到，当他读取哈利的意识时，他们的意念是相通的，哈利也能读取他的心灵，这令他感觉极度的不安和危险。瞧，连暗黑大魔头最终都怕了读心术了，我们这些善良的凡人倒能坦然吗？
    围绕着干细胞的伦理纷争从未止息。2007年11月，日本生物学家利用皮肤而非胚胎制造出了“人工”胚胎干细胞，命名为诱导多能干细胞。大家都非常高兴，因为从中看出了走出伦理困境的光明未来。但是《干细胞风云再起》又扔给我们一个新的伦理难题。今年2月，美国洛杉矶大学的阿曼达?克拉克研究小组成功地利用诱导多能干细胞生成未成熟的繁殖细胞。这意味着，性别相同的两个人可以通过体外受精拥有一个孩子。更惊人的是，用同一个人的细胞制造出的两个生殖细胞，通过相互受精，也许会产生出一个与原初个体遗传型完全相同的人。大家可以尽量发挥自己的想象力，畅想一下其中蕴含的前景吧。

2008年6月，一个奇特的圆形图案出现在英国的一片乡间麦田里。一位天体物理学家认为，这个图案或许隐藏着一条秘密信息。它的内容是什么？又是谁留下的？

编译 杨薇

    “多么神奇的图案！”迈克·里德(Mike Reed)像被催眠了似的，双眼紧盯着电脑显示屏，不敢有丝毫转瞬。说实在的，这样的“麦田圈”(或者说农田里的凹凸图案)，他在网络上已经看到过不知多少。研究这些在英国乡间层出不穷的神秘图案可是这位美国退休天体物理学家的最大爱好。
　　然而眼前这幅麦田图案在他看来却是独一无二的明珠。首先，它太漂亮了。虽然直径将近50米，但每一段圆弧都像是用圆规画出的那样精确完美！更重要的是，它非常特殊。一般的麦田圈都是对称的。可这次却不然，大大小小的刻痕打破了每个圆环的完整性，倒像是一堆卡在一起的齿轮，十分诡异。
　　迈克越看越好奇。或许露西·普林格尔(Lucy Pringle)还拍了其他的照片？第一个发现这个位于英国西南部巴布里城堡(Barbury Castle)附近麦田圈，并从直升飞机上拍下这幅照片的不正是她吗？鼠标轻点，笑意涌上迈克的脸庞：露西个人网站上的5张高清照片似乎正等待着他的来访。迈克耐心地观察着一幅幅图片。那些刻痕似乎是用于分割大小不同的圆弧的，一共有10个刻痕。迈克突然有了种非常奇怪的直觉，他隐隐感觉这幅图案中隐藏着某种信息。
　　而且还有圆心旁的那个小点。与整个图案相比，它可说非常微小。这意味着什么呢？迈克此时还不知道该怎么解释，然而本能地，他想到了小数点……
　　

“我顿时茅塞顿开！”
　　如果迈克的直觉准确的话，那么这个麦田图案代表的就是一个带有小数的数字。这样说来，那些被刻痕分割开的圆弧或许表示着每一位上的数字？最靠近圆心的那段圆弧看上去比第二段长很多，比第三段又短些……
　　“我顿时茅塞顿开，我马上联想到了圆周率！”迈克说道。不错，那代表了圆周和半径比率的著名的“3.14”。迈克可没少和这个数字打交道。当初他设计天文仪器时，曾使用圆周率进行过无数次的计算。话说回来，他能联想到圆周率，或许也因为他眼前正是一个个圆弧。就那么简单，圆环，圆周，再到圆周率……令人豁然开朗的灵感经常是无从解释的……
　　
一个被隐藏的信息
　　那一刻，迈克还不是十分肯定。假如他的假设正确，这将是件多么惊世骇俗的事啊。被这一想法所激励，他即刻投入了工作。一把尺加一支铅笔，他开始在打印出的图片上描画从圆心出发的射线，它们都以圆心为顶点，并与每一道刻痕相连，巴布里城堡的麦田圈由此被分成了8个扇形：6个小扇形和2个大扇形，2个大扇形又分别被迈克一分为二。
　　就在这时，第一个令人惊奇的发现出现了：每个扇形的圆心角都是36°。这不可能是巧合，迈克狂喜。他于是数了数每段圆弧两端刻痕间所包含的扇形区域数目。离圆心最近的圆弧包含3个扇形区域，随后往外依次是1个区域、4个区域……一点不差，这正是圆周率的头三位数字。
　　但如果他的直觉是正确的话，那么剩余的圆弧自然代表着圆周率其余的数字。迈克忐忑地数起来：1、5、9、2、6、5……随着这些耳熟能详的数字渐渐获得证实，迈克也越来越激动。这完全就是圆周率呀——3.14159265！难以置信，这麦田圈竟然真的隐藏了信息，而第一个看穿这一秘密的竟然就是他！
　　但如此巧妙的图案究竟是谁留在那里的呢？人类——这自然是掠过迈克脑海的第一个假设。所有人都知道圆周率，它那无限不循环小数自古以来就令无数数学家着迷。而且迈克非常清楚那些爱搞恶作剧的人在麦田里装神弄鬼已经不止一次了。
　　
这次并非恶作剧
　　1991年，英国画家Doug Bower和Dave Chorley就承认，他们曾利用十分简单的器材，在麦田里画出了巨大的圆环。他们还进行了一番演示。首先在纸上设计图案，然后计算每个图案在现场所占的实际面积。行动时刻一到，他们便带上米尺和用于标记关键位置的大批木桩，冲入麦田。参照精确定位的木桩，他们再用木板将成熟的麦株压平：螺旋形、菱形、花瓣形、五角形……出现在英国南方麦田中的10多种令人惊叹的图案就此被证明是几何图形爱好者的杰作。
　　然而今天，对于巴布里城堡的麦田圈，迈克毫不犹豫地否认了这个可能性。根据他的理论，人为的麦田图案会有其他特点，大部分情况下麦株会被木板折断，有时甚至还有肇事者没能消除的脚印。而巴布里城堡的麦田圈却并非如此。那里没有任何脚印，而麦株也似乎被很温柔地压平在地上，没受到任何伤害。迈克断定巴布里城堡的麦田圈属于少部分无法找到合理解释的一类。这类麦田圈还表现出非常奇特的特征：麦株出现不可思议的伸展，就好像经历了高热的烘烤。此外，它们表面一般都带电。最令人惊奇的是，这些奇怪的现象与一些目击证词若合符。有农民曾回忆在夜晚被一阵强光眩目，一个像火球一样的物体忽然出现在他们的田野里。而不早不晚，次日，他们的麦田里便出现了奇特图案。
　　
究竟是谁？外星人？
　　当然，人们曾试图以自然现象来解释这些事件。一组美国科学家坚信龙卷风是形成这一系列怪圈的源头。根据他们的解释，被吸入大气上层的气流会在地面形成强烈放电，产生光与热。对此，迈克只觉得好笑。如果真是这样，一场龙卷风要如何画出圆周率呢？这就像让大猩猩学会26个字母马上做诗一样不可能！
　　那么究竟是谁撰写了这一信息？外星人？许多麦田圈爱好者都确信这是外星居民在尝试和人类沟通。这也是迈克的意见。当然，作为训练有素的科学家，他还需要更多证据。“有一点是肯定的。巴布里城堡的图案向我们证明其后有智慧生命存在，而那个或那群画了图案的生物正寻求与我们沟通。”迈克总结道。甚或这一历史比我们所想的还要久远，因为早在17世纪时，人们便已发现了第一个麦田圈。一副1678年的版画描绘的正是魔鬼在燕麦田里收割。因为当时的人们不比迈克·里德，还远不能想象位于太阳系之外的智慧星球。这位美国天体物理学家研究麦田圈上了瘾。自从找到巴布里城堡麦田圈的隐藏信息后，他正有意重新调查所有其他的麦田图案。谁知道呢，说不定他还能发现其他外星人所隐藏的信息呢。怀抱希望总没有错……
　　

人类能够诱发地震？这听上去像个笑话。然而，筑坝、采矿、钻探、地热应用等人类活动对地壳产生着深刻影响，有时甚至会引发毁灭性的反应。这样的例子已经屡见不鲜……

编译 全志钢

    猜猜看，水坝、矿井、石油钻井和地热应用中心之间存在着什么关联？答案是：所有这些装置都可能触发……地震。“不可能！”你一定会这么说。不过，只要翻翻报纸，你就会发现近些年来这样的例子与日俱增。比如，2006年12月瑞士巴塞尔的一项深层地热开发项目、2007年8月美国犹他州的一座煤矿、2008年2月德国萨尔布吕肯地区的一座煤矿都因为诱发了一系列的地震而相继遭到媒体的炮轰。而针对去年5月12日中国四川发生的那场惨烈的大地震，也有一小部分科学家提出了大胆的设想，认为它的发生与附近的一座水库不无关联。

数十年的观测
    人类在地球上奔波劳碌，对地球来说就像是保龄球上的细菌一样，说人类能够对这个巨大的岩石球体造成什么样的影响，的确难以想象。“地震，完完全全是天灾啊！”每个人都会很自然地这么想。为什么要把大地的震动归咎于人类？如何能够证明人类行为对某场地震负有直接责任？
    事实上，数十年来，多项观测已经令负责监听地球脉搏的科学家们忧心忡忡。“人类行为可能影响地壳活动的担忧之所以会产生，是因为不管从时间上看还是从空间上看，人类的建设行为譬如水库蓄水等，与地震确实存在着某种巧合。”法国格勒诺布尔第一大学地球内部及地壳构造物理学实验室的让－罗贝尔·格拉索（Jean-Robert Grasso）解释说，“如果只是观察到一次这样的地震事件，我们对此还会心存疑问，但如果一系列的地震都在一个特定的地点发生，我们就比较有把握了。”
    为了验证人类活动是否会对地球的地质构造产生影响，就必须确切地了解某个地区在修建一些受到指责的设施之前的地震活动。在法国，过去500年中人类有震感的地震都被很好地记录在案。这为让－罗贝尔·格拉索提供了充分的证据，使他得以令人信服地证明，自上世纪80年代以来在法国波城地区测得的地震，包括一些4级以上的地震，都是由于埃尔夫阿奎坦集团公司（Elf Aquitaine）对Lacq天然气田进行大规模开采造成的。在此之前，从地震活动的角度来说，阿基坦沉积盆地一直是法国最平静的地区。“资料记载显示得一清二楚，在1969年人们首次开采天然气的10年之后，地震开始在这个地区出现，从此便不断发生。”巴黎地球物理学院的帕斯卡尔·贝尔纳（Pascal Bernard）解释说。
    另一个例证是，从地质角度看，美国的东北部原本是一片很不活跃的地区，但自20世纪80年代以来发生了一系列的地震。科学家们认为，其中的三分之一都是由深层矿藏的开采、面积巨大的露天采石场以及深入地下的液压井直接造成的！而根据纽约哥伦比亚大学拉蒙－多尔蒂地球观测站（Lamont-Doherty Earth Observatory）的地质学家克里斯蒂安·克洛兹（Christian Klose）的研究证明，这并不是一个孤立的个案。

地壳的浅层
    2007年8月，克里斯蒂安·克洛兹在其发表的统计结果中指出，在全球200多个地点，人类行为已经被公认为应该对当地地震活动的发生负责。由此他得出的结论是：“看一看全球范围内人类诱发地震的分布，我们就会发现它们大多位于稳定的大陆地区，而这些地区的自然地震频率从历史上看都是很低的。”
    要了解这种分布的成因，首先要知道，从逻辑上说，如果一个地区本身不是地震多发区，我们就更容易发现该地区的地震与油田开采或水库蓄水之间的联系。在人们探测地下核实验造成的地震时，这一原则也同样有效。比如2006年10月朝鲜进行的核实验便引发了一场4.2级的地震。这种分布的形成首先是因为监测较为便利，此外还存在着一些纯粹地质学上的原因。其实，“平静的”大陆地区发生地震的风险更大，因为和地震活动频繁的地带相反，这些地区的自然地震通常都是在接近地表的地壳浅层发生。而“这些可能产生地震的地层处于人类活动的干扰范围之内，因而其平衡也更容易受到人类活动的破坏。”美国地质调查局（USGS）的亚特·麦克加尔（Art McGarr）说。这一点，对于证明地震与人类活动之间的联系来说，是一项关键性论据。这一论据比起那种简单的“巧合说”来得更加有力，特别是它能够说明为什么在很多情况下，大型地震常常是在人类开发行为进行多年后才发生。

人类，地震“诱发者”
    科学家们的理论基础是一项已有上百年历史，且在评估材料抗应力强度方面行之有效的，名为“莫尔－库仑”的岩石力学理论。该理论建立在一系列石柱抗压抗拉的实验之上，能够描绘断层（地壳中天然存在的断裂带）如何随着所受应力的变化接近或远离断裂的发生。主要的互相对立的应力，一是断层上岩石质量造成的垂直力，而另一个则是由于地质构造板块运动造成的挤压或扩张的水平力。岩石在这些力的作用下发生伸缩变形，直到有一刻这些应力超过了断层的承受能力，后者便发生断裂，并释放出它储存的能量，这便是地震。
    那么人类在这整个过程中起到了什么作用呢？人类通过水库积蓄起质量惊人的水，或者开采出地下几百万吨的矿物或碳氢化合物，要么是给地壳压上千钧重担，要么是减轻了它原本承受的重量。这样一来，就改变了断层在自然状态下本来早已适应的应力，再加上地质构造力的作用，就为断层的断裂提供了便利条件。换句话说，“人类诱发的地震首先是一种自然现象，人类的责任仅限于起到了诱发作用。”拉蒙－多尔蒂地球观测站研究人类活动诱发地震的专家莱昂纳多·希伯（Leonardo Seeber）指出。科学家们的工作在于论证人类对断层施加的应力改变，能够促使地震在特定的时间、特定的方位以特定的强度发生。

小小的干扰足矣
    通过对众多案例的分析，我们得出了一个非常惊人的结论：人类不需要对自然体系进行强力干扰便能够激发断层的活动。“如果断层已经处在断裂的临界点上，那么断层面的垂直应力只要有104帕（相当于大气压的十分之一）的改变就可能诱发断裂。”帕斯卡尔·贝尔纳解释道。因此，就像压垮骆驼的最后一根稻草一样，人类也可能加速地震的发生。比如1989年澳大利亚纽卡斯尔的那场地震大概就是这样发生的……当然，会受到人类活动影响的，不只是这些处于断裂边缘的断层，因为，人类的干扰如液压井，其量级可能是十几个标准大气压，而这恰是断层进行重整通常需要的力度。    

数千年的影响
    “那些处于地质旋回中期的断层，只要它们位于人类建筑设施的附近，就很可能被人类活动激活。”帕斯卡尔·贝尔纳指出。如果说人类不费吹灰之力就能唤醒沉睡的断层，那就意味着，人类同样也有能力与我们这个星球自身的力量抗衡……
    我们也终将理解，人类活动具有诱发地震这样一种相当令人不安的能力。因此，不能把地震完全看做是一种无法避免的天灾而推卸掉我们自己的责任。现在有待了解的是，人类在多大程度上“提前了”断层的断裂。如果说，在断层本来就以较高速度接近断裂的那些地区，比如地质板块的边缘（如环太平洋火山带或喜马拉雅山脉），人类的干扰只是把地震的发生提前了几年，那么“在断层运动极其缓慢的地区，比如地质板块的中心地带（如南非、澳大利亚或北欧……），人类干扰则可能将地震的发生提前上千年甚至上万年！”莱昂纳多·希伯指出，“在这种情况下，我们就可以说，如果没有人类的介入，这些地震根本不会发生。”
    面对如此令人困扰的情形，有人提出了这样一个问题：既然我们知道人类干扰能够诱发地震，那么我们能否预知地震发生的日期？不幸的是，答案是否定的……“不管是自然的地震还是人类诱发的地震，都不可能被预测，”让－罗贝尔·格拉索指出，“原因很简单：我们不知道地壳中应力的情况，这是无法通过观测直接获得的。”不过，2004年以来，美国圣安德列斯断层监测站（Safod）的地质学家们就一直试图预测该断层何时会发生地震。

越来越深……
    科学家们在地表下3公里深处的钻井里安装了一些探测器来监测岩石的属性以及它们在这一深度的压力状况。这是一片前所未有的实验领域，尚无法帮助人类预测断层何时会苏醒……因此，试图摸清地球在人们的骚扰下什么时候会勃然大怒，是完全徒劳的。“我们永远不可能断言，如果在断层地带进行建筑就一定会导致地震，”让－罗贝尔·格拉索总结道，“但是警醒地意识到地壳的脆弱状态、意识到它是由一些随时可能断裂的区域及其他一些区域构成的一个非常异质的体系，这总是好的，不是吗？”而目前，科学家们仍然无法断言哪些区域是行将断裂的……
    人类通过改变大气状态的微妙平衡而对气候形成了干扰，这点已经得到证明，我们同样应该意识到人类也有可能惹恼我们这颗易怒的岩石星球。而且这种情况日益显著，因为人类出于对原材料及能源与日俱增的需求而展开了对宏大工程的追逐，我们建筑的水库越来越巨大、对地球的挖掘越来越深入……南非的To Tauna金矿已经开采到地下3.9公里深处，而俄罗斯萨哈林1号石油钻井已经深入地壳11公里。

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封面故事：

当人类撼动地球

人类能够诱发地震？这听上去像个笑话。然而，筑坝、采矿、钻探、地热应用等人类活动对地壳产生着深刻影响，有时甚至会引发毁灭性的反应。这样的例子已经屡见不鲜…… 

探索：

麦田怪圈

2008年6月，一个奇特的圆形图案出现在英国的一片乡间麦田里。一位天体物理学家认为，这个图案或许隐藏着一条秘密信息。它的内容是什么？又是谁留下的？

追踪红色精灵

“红色精灵”是高层大气中的一种神秘发光现象，科学家们也只是在20年前才确定了它们的存在，但对它们的成因一直迷惑不解。最新的研究终于解开了谜团，在“精灵”的诞生和雷雨云系的形状间找到了关键的联系。

生命成就多彩矿石

长久以来，矿物学家已经知晓一些矿物的形成和有机生物的活动息息相关。但直到目前为止，还没有人能够详细地阐明地球上的生命对于矿物种类多样性的深远影响。所幸事情总算有所改观，美国地球物理学家的一项研究为我们描绘出地球形成45亿年来，矿物与生命协同进化的宏伟画卷。

狂飙在白垩纪碧空

头顶高耸的脊冠，翱翔在炼狱之海的上空，这就是恐龙时代末期最神奇的飞行家——夜翼龙！

DNA拉链

细胞在分裂或是复制某段遗传信息的时候，必须为DNA双链解旋。生物学家对这一过程已了如指掌，但对解旋后的单链如何再次完美粘合却未作深究。最近，研究人员意外地发现了执行这一任务的“去解旋酶”，勾勒出细胞机制中不为人知的一面。

传大脑出庭作证！

法庭上，大脑成像技术出现的频率越来越高，大有成为梦想中永不出错的“测谎仪”之势。但问题在于，就算大脑“不会撒谎”，要对其活动进行解释仍是一项棘手的任务。

绿叶海蜗牛

人们早在19世纪中叶便已了解植物的光合作用机制。极少数动物也能运用这种机制满足自己的能量需求，但都属于一种短期行为。唯独一种名为Elysia chlorotica的海蜗牛做得比较彻底。它们一生只需进食一次，随后仅靠阳光便能饱食终日。

种子方舟

在挪威斯匹次卑尔根岛腹地，隐藏着一个庄严的殿堂。一年多以来，代表着世界农业遗产的无数农作物的种子从全球各地源源不断地运到此处！面对单一化种植带来的威胁，这座全球种子库将承担起为人类备份农业生物多样性的重任。

专题：

极地不存，城市陆沉

曾任中国极地研究中心冰川学研究室主任的康建成教授，穿梭于极地与上海之间。他给我们讲述了这看似截然无关的两个空间息息相关的命运。 

技术：

全息摄影走出象牙塔

激光专家伊夫·让泰发明出一台便携式全息照相机，它的问世使全息摄影术真正走出了实验室，进入普通人的生活。

指纹的高科技革命

为了获取犯罪分子的指纹，科学侦查人员现已拥有多种高科技手段，并能从指纹很快推断其人的特征。

健康：

让癌症休眠

为了击倒癌症这个强敌，研究人员们提出一种全新的治疗策略。他们试图借助一种免疫疗法使癌细胞进入“休眠状态”，从而阻止它们引发致命后果。 

早老症的希望

儿童早老症是一种可怕的疾病，它侵害着全世界50多名儿童的健康。不过，法国和美国的科研人员已经研发出相关药物，有望改善这些儿童患者的健康状况。 

专栏：

科学外史：望远镜在中国的早期谜案和遭遇——纪念天文望远镜400周年

惯性参照系：普朗克卫星，不谈普朗克 

社会心理：

考你没商量

如今世界上，以各种名目开展的考试遍布世界各地，每年都要造就不少人间悲喜剧，如中国的高考。

读图：

奇趣植物

几年中，为了寻寻觅觅那些奇形怪状的植物，摄影师米里埃尔·阿藏的足迹踏遍了世界各地。现在，就让我们一同来欣赏她用镜头捕捉到的奇特景致吧

值得一看

创意

解惑

卷首语

    整整一年了，大地的颤抖仿佛已经离我们远去，伤痛的记忆却依然弥漫在心头。倾圻的家园正在一天天的恢复，对灾难的警惕与追问却不会止歇，因为这也是一种纪念。
    2008年12月，雷兴林等专家在《地震地质》发表论文，对水库引起的应力变化与库区附近地震活动性变化的关系进行了详细分析，初步认为离汶川大地震震中仅有数公里的紫坪铺水库在其蓄水过程中，对其地下的龙门山中央断层和山前断层有明显的作用。这篇论文立即引发强烈争论，因为它明确表示，汶川大地震是否受到该作用的触发而提前发生是一个不应该回避而值得进一步研究的科学问题。
    本期封面故事《当人类撼动地球》从一个更广阔的视角来审视这个严峻的问题。随着技术的高歌猛进，人类改变世界的手段日益丰富，对自然的影响力持续扩大。当我们在春天提前挥汗如雨的时候，也许已经在“享受”这种改变的后果了。如果天空中的人为变化是一目了然的话，我们脚下的大地是否也在发生改变呢？筑坝、采矿、钻探、地热应用等人类活动对地壳产生着深刻影响，有时甚至会引发毁灭性的反应。
    这样的说法，是不是有点太自负，太把自己当回事，太高估人类的力量了？也许我们人类还依然是那颗巨大槐树上的小蚂蚁，蚍蜉憾树谈何易！迄今为止，再大的水库也不可能直接导致一个8级特大地震的形成。但是文章告诉我们另外一个分析的思路：在特定的条件下，一根稻草也足以压垮骆驼。如果断层已经处在断裂的临界点上，那么断层面的垂直应力哪怕极小，也可能诱发断裂。这足以唤起我们对未来的警觉和审慎。
    我们常常会嘲笑那整天担心天会塌下来的杞人，其实那未必不是一种深刻远见的萌芽。人无远虑，必有近忧，古往今来的哲人智者，其实有很多都是吃饱了饭没事在那里忧天忧地忧人，忧出一个悠久的文化。今天的科学家，继承了这个伟大的忧患意识的传统，忧生态，忧气候，忧地壳异动，倘若不是他们一直在那里忧来忧去，那就更要让人担忧了。

超凡记忆、绝对音准、瞬时计算……世界上只有极少数走运的家伙才有幸拥有这些超越常人的能力。他们这些天赋异秉是大脑紊乱所造成的吗？请看我们关于天才来由的调查。

编译 郭鑫

丹尼尔·塔梅：数学天才
    “我出生于1979年1月31日，星期三。我知道这一天，因为在我的脑海里，1979年1月31日是蓝色的。”丹尼尔·塔梅(Daniel Tammet)是家里9个兄弟姐妹中的长子，但从小就与众不同。他总是哭闹，动不动就大发雷霆，或拿自己的头去撞墙。这个英国小伙其实患有“埃斯伯格综合征”，不过直至他25岁时才被诊断出来。而在此之前，他还通过了中学毕业会考。他的语文、历史和数学成绩相当优异，然而在班级里，他是个古怪的家伙，稍有不快就会暴跳如雷，别人对他讲话时他从不正眼看对方，一天到晚独来独往。除了数字，他没有任何朋友。

    因为在运用数字的过程中，丹尼尔会使自己的脑海中浮现出愉快的画面：1是一道白色的光芒；6是一个没有形状和纹理的黑点……当他做运算时，各种图像就在他眼前串联起来。比如37的5次方就是一些圆环在一个大环内旋转，而在做有关的乘法时，他会看见数字纷纷滚落。
    数字和运算实际上是他的救命稻草。每当焦虑来袭，他便闭上眼睛开始计算。为了理解不同的情绪，他用数字来做注释：“如果一个朋友对我说他感到悲伤或沮丧，我会想象他坐在‘6’的黑色凹洞里。”
　　同样，也是数字使他成为了国际巨星。为了给癫痫病研究募集资金，他决定在公众面前表演圆周率记忆秀，尽可能多地背诵圆周率小数点后面的数字。他的方法是把这些数字截成几段，也就是说分成好些场景，然后再把这些零散图像一片片地组合起来，最终形成一幅复杂的图景。2004年，在一大群好奇者的注视下，他用了5个多小时，一口气背到了圆周率小数点后的22514位，并且准确无误！这一消息传遍了全世界，也给丹尼尔带来了巨大的宣传效应。如今，他创办了自己的网站，传授他的语言学习法。的确，用最短的时间，不费吹灰之力地掌握一门外语，这样的天赋绝对是独一无二的商机啊！

学者综合征
    一些特殊的“天赋”可能与大脑功能紊乱有关。我们管这称为“学者综合征”，即具有非凡的天赋，同时伴随着不同程度的精神疾病。在这些以前被称为“疯子学者”的人中，超过半数患有自闭症。他们的大脑发育与其他普通孩子有所不同，致使他们通常沉浸在自己的世界里，不与人交往，也很难理解别人。但是，每10个自闭症患者中就有一个记忆力超群，或是有着与生俱来的音乐、数学或艺术才华，足以让我们这些普通人瞠目结舌。34岁的英国人史蒂芬·威舍尔(Stephan Wiltshire，见下图)就是这样一名自闭症患者。2001年，在短暂飞越伦敦上空后，他仅仅用了不到3个小时，就凭着从飞机上俯瞰城市的记忆，巨细不遗地画出了伦敦的全貌，连主要建筑物上的窗户也能数得一清二楚！而在另一个领域，年轻的美国自闭症患者马特·塞维奇(Matt Savage)曾用一夜时间就自己学会了弹钢琴。那时他只有6岁。次年，他就推出了第一张个人专辑。14岁上，他已经能指挥一支三重奏乐队了！至于丹尼尔·塔梅，这个患自闭症的英国小伙则是数学和语言天才，一部纪录片曾记下了他在一星期内就学会冰岛语的奇迹。
    不过，“学者综合征”并非自闭症患者的专利，它同样可能伴随另一些大脑病变出现，有时甚至会由外力造成的创伤引起。美国人奥兰多·塞莱尔(Orlando Serrel)的经历就是明证。10岁以前，他没有任何过人之处。而就在10岁这年，一颗棒球意外击中了他的左太阳穴，从此，他便能记起他生命中的任一细节。

异常的大脑使史蒂芬·威舍尔只要乘坐直升机在城市上空兜一圈便可凭记忆画出城市全貌。图中他正在描绘的城市为迪拜。

人脑的力量从何而来
　　人类可真是一种奇特的智慧生物。讲话、进行加减乘除之类的抽象思维活动，甚至阅读《新发现》，这么神奇的事情只有我们智人(Homo sapiens)方能做到!然而，大脑中究竟隐藏着何方神圣，才令我们如此特别呢？生物学家们很早就把目光对准了大脑皮层，这个在一般脊椎动物身上厚度仅为几毫米的大脑构造，在人类身上则十分发达，并形成了褶皱和沟回。科学家们是通过观察脑部受创病人的大脑状态而意识到它的重要性的，这些病人要么丧失了记忆，要么无法进行逻辑思维，要么丧失了语言功能……各种临床病例证明，大脑皮层与我们人类引以为豪的所有大脑高级功能相关。
　　那么，大脑皮层到底有什么特别之处呢？它的体积可以解释一切吗？这也是科学家们长久以来的想法。体积越大，就意味着神经元越多，同时神经信息回路也就越多。而正是神经回路的复杂性决定了人类智慧这类复杂机能的产生。
　　然而，一个匈牙利的研究小组最近另有发现。他们认为，比起神经元的数量来，它们构成复杂网络的能力对人脑皮层的独特性来说更为关键。这些研究人员发现了一些像烛台一样带有上百个分叉的细胞，它们通过这些分叉同时与数百个神经元相连。研究人员惊奇地注意到，只要对一个“烛台”细胞施加刺激，就会有大量的神经回路被激活，牵涉到的神经元数量最多可达500个之多!
    他们得出结论：在这种“烛台”细胞的作用下，同一个刺激会同时经由大脑不同区域极其复杂的神经网络得到处理。这就是人类的大脑灰质比任何物种都更为高效的奥秘所在。

马努斯·卡尔森：国际象棋界的莫扎特
    马努斯·卡尔森(Magnus Carlsen)5岁时，父亲试着教他下国际象棋。可是小家伙一点也听不进去，他才不在乎呢，他更喜欢在挪威的山里滑雪，或者，最好是跟小伙伴们踢足球。父亲没有坚持，然而国际象棋是他的挚爱，他多么希望能与儿子分享啊！所以，在儿子8岁那年，卡尔森先生又重新开始培养他。这一回，马努斯一下子就玩上了瘾，不久后便开始了他的比赛生涯。由于只是个新手，他的出场并不起眼……只不过6个月后，他就打败了挪威国际象棋协会的前主席！
    那是2000年1月的事。打那以后，我们年轻的天才便一发不可收地节节胜出。2005年，他晋级世界最优秀棋手之列，成为全球900名国际象棋大师之一。如今，17岁的他已是世界排名第二的选手了！当代最优秀的国际象棋选手之一弗拉迪米尔·克拉姆尼克曾说：“问题不在于卡尔森是否会成为世界冠军，而是何时成为冠军。”
    那么，这个一开始并没有表现出丝毫天分的小伙子，后来棋艺又如何突飞猛进如离弦之箭一般呢？其实，就算不下棋，他的超凡能力也不会被埋没。首先是卓越的逻辑分析能力。5岁时，除了踢足球和滑雪，他还曾经整日整日地装配“乐高”积木玩具，那可是一些10到14岁儿童才能应付的复杂智力玩具。第二个非凡之处是广博的记忆。同样是5岁时，他就以记忆世界各国的国土面积、人口数量、国旗样式和首都为乐啦!
    但是，他作为国际象棋界的一个特例，并不是为了成为棋场杀手而从小接受特别训练的，他之所以全情投入，完全是因为这项游戏带给他的乐趣，他不过是把他过人的才能发挥到了棋盘上而已。真正牵动他的，是快乐……令人耳目一新的答案，不是吗？

智商超群的差生
　　很不幸，人们通常都是这样才发现智力超常儿童的。根据法国有关部门的统计，在法国I智商超过130的儿童中，45%有留级经历，20%甚至完不成中学学业!这有多方面的原因。首先，智商高并不意味着他们比其他孩子更聪明，只不过是他们另类思维方式的反映罢了。这在课堂教学中会造成一定问题，他们往往不会从通常角度去理解老师提出的问题。比如在小学四年级的课堂上，老师要求同学们写下对于人类进化的看法。几乎所有的孩子都会在本子上复述他们所学过的，诸如人类何时何地出现、怎样生存等。但是，换成神童朱利安，他便会写下：“我认为他们进化得很好。”——他会一丝不苟地按照字面意思，认为应该陈述他的个人意见。
　　神童们另一个令人困惑之处在于，通常他们在数学上非常优秀，但无法用传统的理论步骤来讲解自己的运算过程，他们的思维是跳跃式的。类似于一种直觉。因此，老师很可能以为他们根本没学会，只是在抄袭旁边同学的答案。
    最后，神童都有超常的记忆力，而这恰恰是老天跟他们开的一个大玩笑。由于把老师课堂上所讲的内容听进去就能掌握，他们放学回家后根本用不着复习。这样在小学还混得过去，可一旦升入中学就不灵了，从来没有学习习惯的他们跟不上节奏了，于是成绩一落千丈。更何况8%～10%的神童和普通孩子一样在识读上有些吃力，他们会搞混一些发音，易犯拼写错误，阅读时要花很多时间。在这种情况下，打小学一年级起，就是一场灾难。任凭他们的脑筋转得再快，手中的笔却始终跟不上，成绩当然就惨不忍睹！所以说，天生高智商未必是上天的眷顾， 要使孩子的天赋成为他的优势而不是拖累，家长和老师的关心帮助必不可少。但首先还必须觉察他们的高智商才行……

同时下赢30盘棋！
　　你也许见识过这阵势，这可是国际象棋比赛中的常见景象：一名高手同时与30个挑战者开局过着。他走一步棋仅用几秒，在这盘棋上走一子，再到下一个对手面前走一子……就这样走马灯似地把对手各个击败。这些大师制胜的法宝是什么？是能让他们记住所有的战略战术，以及30盘棋上每个棋子走位的非凡记忆力吗？非也，记忆测试显示，他们的记忆力并不异于常人。
    但他们肯定有点门道。上世纪70年代进行的一项试验透露了玄机。当我们要求象棋大师注视一个棋子随意摆放的棋盘5秒，然后要求他回忆每个棋子的位置时，他凭记忆只能找出4个棋子，这个结果与一般象棋爱好者不相上下。相反，在一盘真正的棋局中，棋迷最多也只记得4子，而一名大师则能够回忆出16子之多!
    之所以会有如此巨大的差异，这是因为一个老练的棋手在注视棋局时，他所看到的并不只是孤立的棋子，而是按照攻守部署分组的力量配置。如彼此掩护的王和车，在将军的同时威胁对方小卒的后和马。因此，高手可以在5秒钟内记住棋盘4个不同区域内的棋路，而每个区域内包含2到5个棋子不等。研究人员管这些区域叫“处理单元”。
    这就是象棋大师能同时与30个对手对弈的奥妙：他并不需要记住每盘棋的进程，只要5秒钟时间熟悉战略态势即可。这种策略记忆法还有另一个优势，那就是可以直接辨析局势热点，一眼知道自己在哪一区域落了下风，或在哪一区域能将对手的军。

马特拉奇：音乐奇才
　　这个年轻的法国人今年17岁，平生从未迈出过他的出生地，一个位于瓦朗谢讷附近的小镇一步。可是他的音乐却征服了全世界，他所做的只是把60多段视频传到myspace网站上。两年来，马修——“艺名”马特拉奇(MattRach)，向网络上传了大量他用电脑摄像头在卧室自拍的音乐片。他个人空间的访问量现已达2000万人次，而他在Youtube网站上的主页拥有3万名订户，是该网站法语版最受欢迎的人气王!
    想弄清这是怎么回事，只要到他的个人主页(www.youtube.com/mattrach)上逛一圈，再点击播放一段他的音乐就行了。之后你便晓得，马特拉奇，他是一个吉他之神。
    秘诀？抱歉，没有魔法药方，成功来源于坚持不懈的努力和扎实的基本功。8岁时，马特拉奇得到了自己的第一把吉他，在音乐学校一直学习到16岁。这段严格的启蒙教育让他打下了坚实的基础，就连史蒂夫·范(Steve Vai)和赛奇尼(Satriani)的作品，对他来说也不在话下。这是两个以技术著称的摇滚吉他手，马特拉奇最早受他们的影响很大。而后，年轻的音乐人走出了一条属于自己的路。他的作品在网络引起了巨大轰动，因而得到了吉他制作的传奇品牌Fender的赞助。他的下一个目标是与一家唱片公司签约。目前，马特拉奇在自己的摇滚乐队里演奏，同时创作新作品。不过别误会，即使音乐是他的挚爱，他的生活同样充满了其他内容：“我曾经连续10天没碰过吉他!”总之，这是一个生活正常的优秀小伙子。

15岁启蒙还能成才吗？
    确实，通常都是越早开始学习越好，尤其在音乐方面，10岁似乎已是启蒙的最晚极限，过后再对一种乐器入门就很困难了。加拿大和美国的科学家研究了从不同年龄开始接触音乐的孩子的大脑发育情况。以学吉他为例，他们测量了有关儿童大脑内控制手指动作区域的面积，结果显示，启蒙得越早，这些区域的面积就越大。
    话虽如此，后发者未必就不能成才。其实通过勤奋努力还是可以迎头赶上的。像鼎鼎大名的吉米·亨德里克斯(Jimmy Hendrix)就属于这种情况。他的第一把吉他是15岁时才买的，而后他几乎把所有的时间都花在了练琴上。较早学习乐器的孩子之所以表现好，不仅是因为他们的大脑可能正处于学习的黄金期，更为重要的是他们累积了更长的练习时间。
    一位瑞典心理学家曾计算了不同层次小提琴手的练琴总时间。他发现，年龄同为20岁的琴手中，有“演奏大师”之称的，其练琴总时间约为10000小时，“水平过得去”的只有5000小时，而“半吊子”们连2000小时也不到！经验固然关键，积极性更为重要。专门从事音乐学习心理研究的加拿大心理学家桑德拉·特雷赫(Sandra Trehub)就认为，只要怀着志在必得的信念，就算起步较晚也不要紧：“很多在家长强迫下很早开始学习音乐的孩子最后都以放弃告终。倘若他们在青少年时期自愿投入学习，他们学有所成的概率会更高。”20世纪最伟大的音乐家之一，伊戈尔·斯特拉文斯基(Igor Stravinsky)，就是在20岁，父亲去世后那年才开始学习音乐的，7年后，他成为世界著名作曲家和指挥家。然而，在他9到10岁那阵，他的音乐老师并不认为他具备多大的天赋，因此他的父亲没有强制他继续学下去。

心醉神迷的创伤   
　　某些药物能激发大脑的未知功能，这是真的吗？上世纪五六十年代，针对致幻剂，特别是与麦角酸二乙基酰胺(LSD)有关的药物，一些欧美的精神病学家提出了这样的问题。这个潮流是如何突然出现并迅速传播的呢？1943年，瑞士化学家阿尔伯特·霍夫曼(Albert Hofmann)在配制一种他称为LSD的新药时感到头晕目眩。在这种情况下，他决定亲自服下微量药品进行试验。结果药效更为强烈，他出现了幻觉，感觉自己的灵魂脱离了肉体。此后，他推动自己就职的制药公司开展更多对于LSD的临床试验，希望可以将该药用于某些精神病的治疗。
    问题在于，一部分记者和作家开始对这种“神药”议论纷纷。1960年，两位美国心理学家，蒂莫西·李瑞(Timothy Leary)和理察·艾尔帕(Richard Alpert)把LSD介绍为一种能拓宽意识程度的有效工具。从此，LSD以及它所引起的幻觉便被嬉皮仕们相中。当然，另一些研究人员也强调了该药的危险性，LSD最终被列为禁药。至于那两位心理学家的实验室也被关闭，李瑞还被判刑入狱。
    但即便在这昙花一现的生存时间里，LSD依然制造了一些混乱。因为和其他致幻药物一样，它具有很可怕的药效，能够使人改变对时间的认知、对空间的感知以及对自我的意识。因此，人们把服用LSD称为“神游”。然而这种“神游”的结局往往糟糕透顶，有些服用者会惊恐万状直至自杀；而有些人则会在“神游”的太虚幻境中渐渐封闭，一直到生命的尽头。

     
斯图尔特·杰·瑞：语言狂人
    “今天上午，我已经讲了泰语、印尼语、粤语、普通话、日语、丹麦语、西班牙语、俄语、缅甸语、缅甸卡伦山区方言以及我的母语英语！”超级多语言大师，澳大利亚人斯图尔特·杰·瑞（Stuart Jay Raj）一口气列数道。
    所谓“超级多语言大师”(superpolyglot)，专指精通6种以上语言的人，而斯图尔特能够熟练运用15种语言，另外还有15种语言可以随便诌上几句。不知道那帮仅仅为了学好一门英语就伤透脑筋的人见到他会作何感想……难道他有某种特殊天赋吗？他自称完全没有。斯图尔特出生于悉尼的一个华人街区，多数居民为印尼华人。在那里，他粗浅地学习了4种亚洲语言。他的祖父会讲10多种语言，第二次世界大战期间曾是密码破译专家。“一家人围坐吃饭时，我就和祖父用摩尔斯电码进行秘密对话，不让别人知道对话内容。”斯图尔特回忆道。他和祖父用手指在桌子上敲打信号来交流，这可惹恼了他的父母，尽管他们也都是外语学习爱好者。妈妈喜欢在客人面前背诵几句泰语，而爸爸则会讲印地语。
    凭借自己掌握的半打亚洲语言，斯图尔特在处于东南亚枢纽位置的泰国创办了公关公司。他为部长们举办讲座，教他们如何用通俗的语言表达自己的意思。他能轻松地在英语、汉语及泰语之间自由转换，却从未把自己看成一个学什么都毫不费力的天才。他认为，学无止境，要学好外语就要坚持听录音、广播、歌曲，看原版影视剧……斯图尔特用莎士比亚的语言提供了很多中肯建议，但唯一令人遗憾的是，这位多语言大师不会讲法语。不管怎么说，法语总比那些亚洲语言要容易一点。

天才还是疯子？
    关于这点，历史上有许多著名案例。如文森特·凡·高，他因为用剃须刀威胁自己的朋友高更、割下自己的耳朵送给妓女等一系列疯狂举动而被送入疯人院，并在那里自杀，年仅37岁。不过这种疯癫并不是艺术圈的专利，一些著名的科学家也沾染了些“疯气”。比如美国数学家约翰·纳什(John Nash)，他的故事已经被改编成电影《美丽心灵》搬上了大银幕。这位数学怪才于上世纪50年代初在麻省理工学院开始了他的辉煌生涯。然而很快，他就变得令人厌恶，狂妄自大且好斗。到了1959年他31岁时，他已经完全处于精神分裂状态了。他声称收到了来自外星的秘密信息，不相信任何人，把自己看成是拯救世界的预言者。多次住院治疗后，他得以痊愈。但他的病使他长期被摒除在专业圈子之外。国际数学界经过激烈的争论，才于1994年，因他学生时期所创立的博弈论而为他颁发了诺贝尔经济学奖。
　　我们完全可以再添几个名字列出一个长长的疯子学者名录。曾创立重要理论的数学家库特·歌德尔(Kurt G?del)于1978年死于饥饿，原因是害怕自己被关进监狱而不敢进食。原子理论的先驱物理学家路德维希·波尔兹曼(Ludwig Boltzmann)是一个躁郁症患者，不停地在狂喜和自杀冲动间摇摆，于1906年结束了自己的生命。数学家乔治·康托(Georg Cantor)以对无穷的研究而著称，他自以为是上帝的使者，在一家精神病医院里度过了人生最后的时光。如何解释这种天才与疯狂之间的关系呢？可能这些大师级人物都有那么一刻感觉自己是世界的主宰，美国精神病学家南茜·安德森(Nancy Andreasen)解释道。这种念头使他们的思维异于常人并且能独辟蹊径，同时也导致了他们的极端倾向。但千万不要在天才和疯狂之间划上简单的等号：想成为大师，不必一定成为疯子，而只当疯子肯定是远远不够的。

爱因斯坦的大脑
　　爱因斯坦1955年去世后，他的遗体被火化，唯独大脑被保留下来，不断激起科学家们的浓厚兴趣。他们将它取出，仔细地称重、测量、拍照，寻找爱因斯坦大脑的形态与他那难以置信的智慧之间的关系。他们找到什么了吗？说有也有，说没有也没有。他们确实发现了一个异常现象。通常，所有人大脑脑回的走向分布都是一致的，但这位相对论创始人的大脑则不然，其大脑侧裂(fissura Sylvius)没有按正常的路线走(如图所示)。这个细节可以用来解释其天赋的来由吗？一部分科学家赞成该观点。他们认为这一异常使得后脑区域更加发达，而该区域似乎正好涉及数学思维和空间感。爱因斯坦因此拥有了一个能够处理一些特殊领域问题的大脑。
　　但并不是所有科学家都赞成这种解释。反对者认为，爱因斯坦的天赋只能用神经元之间的微观回路来解释。得把这个由成百上千万个分支组成的、分布于他大脑各部的神经网络测绘成图，才能弄明白阿尔伯特的思维是怎样运行的。而目前，我们的技术水平还远远不够。无论如何，爱因斯坦的大脑让我们确定了一件事情，即“畸形”的大脑未必就不会产生天才。但在现实中，给孕妇做B超检查的大夫如果发现胎儿脑部出现类似异常，准会将其视作畸胎而建议孕妇引产！

吉尔·普莱斯：她从不遗忘
    1979年10月19日。吉尔·普莱斯(Jill Price)还清楚地记得，这天下午洛杉矶的天空阴云密布，天气很冷，放学回家后，她喝了一碗汤取暖。这是再寻常不过的一天了，然而这个美国人却能回忆起每一个细节：她当天穿的大衣，她和妈妈交谈的内容，电视里播出的节目……就仿佛是昨天发生的一样。她记得那天是星期五。一天又一天，她能向你详细地讲述每一天的经历，30年，一天不拉。你可能会以为这很棒，有这样的记忆力，不就省去连续几小时背诵课文的痛苦了嘛。不过对吉尔来说，她倒宁愿忘记，她的记忆快要装不下了！
    一切似乎都是从某次搬家开始的——难道是害怕失去昔日好朋友和告别她喜爱的生活而引起的？总之，事情就是从这时候开始变化的。在此之前，她只是能记得一些重要的事件：2岁前，被一只狗吓到；4岁前，弟弟出生……而8岁以后，关于日常琐事的记忆开始累积起来，直到14岁时达到巅峰状态。当时，只要任选一个日期，她都能立刻想起这一天发生的所有事情。但糟糕的是，她的这种记忆力对学业没有任何帮助。她的超凡记忆力仅在私人生活上有效，对于数学、历史、外语却没有半点用处。她的学习成绩平平，跨入大学校门不久便陷入了抑郁，最后只得躲在父母家中闭门不出。2000年，她终于决定向精神病学家求助。加利福尼亚大学的麦戈博士(Dr McGaugh)和卡希尔博士(Dr Cahill)对她进行了仔细的检查，可她的病仍然是个谜，先前从未有过这样的报道。2006年，这两位专家通过互联网向全球征集类似的病例，有百余名网友回复，其中一半人情况和吉尔十分相似。到目前为止，两位专家结识了其中两位。与吉尔不同的是，她们生活得很好，与自己的超凡记忆力相处融洽。比如从事记者工作的布莱德·威廉姆(Brad Williams)，他出去采访时可以完全不做笔录。

如果记忆可以嫁接
    想象这样的场景：你有一架直升机，而且正要追踪逃犯，但是你从没开过飞机，临时抱佛脚已经来不及了……别着急，去把最新版的直升机完美驾驶教程下载到你的脑袋瓜里，然后就尽管飞吧!
    近年来，人机交流技术取得了重大进步。人们不由得提出这样的问题：现实世界真会向“黑客帝国”看齐吗？不管怎样，科学家们已经能够让神经元与一些电子设备相互交流了，一些全身瘫痪的人也可以通过植入脑中的芯片来操纵电脑光标。2008年5月，几只戴着类似装备的猴子居然单凭着它们的思维，就控制机械手臂抓取到了食物。
    不过，要想直接把信息下载到记忆里，这个工作可就复杂多了。光是捕捉神经元信号还不够，还须反向输出信息指令，也就是由机器到大脑。而要做到这一点，就必须破解神经元之间的信息交换编码。神经生物学关于这一课题的研究尚处于理论阶段。根据最简单的假设，这种编码与神经电信号的节奏相对应，即相当于一种仅由0和1组成的二进制语言，解析起来相对容易。然而，最近的研究发现，神经元信息编码是由一组神经元同时表达生成的，这样一来，解码工作就困难重重了。
    就算神经生物学家们能够破解编码并将直升机驾驶指南译成神经元语言，那也还有一个问题：把这部教科书下载到哪里，电脑应该与哪根神经元相连？科学家们对目标只有大致了解，那就是与记忆存储有关的大脑海马。但要赶上“黑客帝国”的水平，这显然还不够精确。

绝对音准：古怪的天赋
    我们在听音乐时能够根据各个音符的相互关系分辨出它们的高低：这个音高一点，那个音低一点。专业的音乐人还能报出它们的唱名：哆、来、咪、发、嗦……但如果单单一个音在一片寂静中响起，我们大多数人就很难辨别出它是啦还是哆了——除非你拥有绝对音准，这种天赋如同一种神奇的力量，使它的拥有者能够像认出一种颜色那样，迅速判断出任意一个声音的音名，不管那是乐音还是霓虹灯管的静电声。这种能力莫扎特有，爵士歌后伊拉·菲茨杰拉尔德(Ella Fitzgerald)有，而且，每2000人中就有一个幸运儿。也许你也有，只是你还不知道罢了。要是你现在没有，那没准你出生时曾经有过呢！美国的一项研究对比了8月龄的新生儿与成年人的听力，数据显示，婴儿对单音的分辨能力要比成年后高出许多。研究人员因此认为，我们中的许多人在出生时都具备这种能力，但大多数人在成长过程却失去了它。要想将它保留住，最好的办法是尽早开始专门的训练。正如另一项针对加利福尼亚州600多位专业音乐人的研究表明，在4岁以前开始学习音乐的人中，有50%的人拥有绝对音准，而这个比例在12岁以后才开始学习音乐的人中仅为2%。不过你也大可不必灰心，同一项研究还告诉我们，即使没有绝对音准，我们也完全能够成为音乐家!

一些科学家断言我们正处于第六次物种大灭绝的初期。自人类称霸地球以来，无时无刻不在给其他物种带来灾难。而现在，一次大范围的物种灭绝可能正在发生。

编译 唐恬恬

    除了一个死气沉沉的倒影，你在它们的玻璃眼球中看不见任何其他东西。渡渡鸟、塔斯马尼亚虎、（北极）大企鹅、南非小斑马、墨西哥大褐熊还有最近的白鳍豚——我们都只能在动物标本剥制师那里看到它们了，而且这份名单可能还会越来越长。据国际自然保护联盟（IUCN）的统计，近500年间有820个物种在野生状态下消失，而那些悄无声息便灭绝的物种更是不计其数。美国著名生物学家爱德华·威尔逊（Edward O.Wilson）估算，地球上每年都会有0.25%，也就是1万～4万个物种灭绝！这一无法得到验证的数据引发了争议。如何测定生物多样性目前所面临的衰退？我们是否可以将其与地球上可能已经经历过的五次物种大灭绝危机相提并论？如果答案是肯定的，那我们现在是否正处于第六次物种大灭绝的浪潮中？的确有越来越多的专家这样认为。不过，还有许多事情尚无定论。
    “这次连续性的物种灭绝可能是从5万至10万年前开始的，当时人类已经开始占领地球”——在美国国家科学院院刊2008年8月号上，我们看到了这样一句话。当然，当时分散在地球各处生活的几百万人对物种的影响应该还不是很大，但很可能已经有某些动物因遭到过度利用而灭绝。后来，这一物种灭绝浪潮的规模可能逐渐扩大。随着1万年前农业的起步和人类对土地的改造，以及百年前的工业革命和随之而来的人口持续快速增长——从1950年的25亿增长到了2008年的67亿，人类占据了所有生态位。智人（Homo sapiens）的出现导致了格局转变、环境污染，以及对资源的过度开采……他们应该是当前物种灭绝的头号责任者。法国巴黎自然科学博物馆生物与生物多样性管理部主任罗贝尔·巴尔博（Robert Barbault）指出：“人类的扩张导致了部分物种的灭绝，这种解释是完全合乎情理的。”
    这样的推测还需要有数据的支撑，而得到可靠的数据几乎是个无法完成的任务。首先必须有起点数据（例如世纪初物种的数量）和终点数据（现有物种的数量），才能计算出物种数量衰退的比率。可问题是这两个数据我们都无从知晓！按理说，现存物种的数量是最容易掌握的。有多少物种被统计在册呢？那些努力将国际动物命名法委员会（International Commission on Zoological Nomenclature，位于伦敦）分散的数据集中起来的博物学家估计出的结果是近180万。那么最初共有多少物种呢？根据不同模型计算得出的结果，约有300万～1亿种，最合理的估计大概是500万～1500万。我们所知道的是，这一大型现存物种名录上每年描述的新发现物种大约有1600种，其中主要是昆虫。照这个速度，需要好几个世纪才能将地球上存活的物种统计完毕。然而，明天存在的物种和今天的又不完全一样，而今天的物种和一个世纪前的也不尽相同。换句话说，一个世纪前的物种数量对我们来说可能永远是个谜。因此，在这种条件下，我们不可能得出灭绝物种的准确数据，只能通过不同的方法来大胆估算。如果依照我们对数百年来研究最为频繁的物种（哺乳动物、鸟、蝴蝶或两栖类动物）的计算方法来统计，结果是：在2004年已知的4629种（这一数字接近于哺乳动物总量）哺乳动物中，约有50种在20世纪内灭绝，灭绝率为1.1%；在1万种鸟类中有40种已经消亡，灭绝率为每百年0.4%。

灭绝数量无从计算
    另一种估算目前物种数量衰退率的方法是利用生态环境的大小和有可能栖息在此的物种数量间的关系来进行计算，而这种关系全凭经验估算，毫无科学依据。根据瑞典化学家斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯（Svante August Arrhenius）在1921年提出的一项指数定律，如果我们知道一个既定生态环境的年缩小率，就可以推断出这个生态系统相关物种的灭绝率。这一方法已经被应用在对亚马孙森林、热带草原和红树群落的研究中。在这些地方，我们根据地表数据和卫星所提供的数据得以估算出这些生态环境的消失速度，凭借这种方法得出的物种数量衰退率是每百年0.1%～0.3%，比前述结果要稍微小一些。这些方法当然还可以交叉使用，仍无法得出很明确的结论。比如某位学者认为2020年亚马孙森林特有物种的灭绝率可能是5%～18%，而另一名学者却认为是2%～25%。罗贝尔·巴尔博认为，这一问题的关键在于“这是一种引起公众舆论的策略而并非真实的科学计算”。
    一旦我们尝试把物种灭绝的规模和“正常的”物种灭绝率进行比较，事情就变得更加复杂了。事实上，灭绝是生命不可或缺的一部分。终有一天地球上的所有物种都会灭绝，这是无法逃脱的命运，只是灭绝的速度不同而已。哺乳动物物种可能存在100万～170万年，鸭嘴兽则可能存在2亿年以上。有待了解的是目前濒危物种的数量是否比过去更多。然而，要获得古代物种多样性的数据更是个大难题。“所有事实都让我们认为物种灭绝的速度加快了，但是我们却很少有可靠的数据来予以证实……”法国巴黎国家自然史博物馆的古生态学专家帕特里克·德维沃（Patrick De Wever）如是说。事实上要想重新构建生物史，唯一可以利用的便是化石。但是，有多少动物幸运地被保存在了化石中呢？某些计算显示，能在大洋底部的沉积物中找到的浮游生物机体不到其总数的千分之一！
    帕特里克·德维沃常常开玩笑地讲述如下趣闻：上世纪80年代，他带领的研究小组注意到放射虫（一种水生单细胞机体）化石物种的数量在侏罗纪末期骤然减少——似乎是一次物种灭绝危机。“这是我们在1986年发表的假说，其中用到了南美洲和北美洲之间大洋的形成所引起的海流混乱来解释这一物种灭绝。”但是，一些古生物学者在5年前发现了500多个新种类的放射虫，它们被完好地保存在德国的石灰石中，这些化石正好可以追溯到侏罗纪末期！一次发现便将生物多样性的指针从衰退转到了爆发上。“这证明我们只能通过古代随机保存下来的证据了解这一切。”

物种灭绝正在加速是事实
    研究人员发现，在不同时期的物种数量、研究不同地质年代的专家数量和可接触到的每个既定时期的地表之间，存在着令人诧异的关系。这是古生态学设置了上述陷阱的另一个证据。例如，是否因为研究第三纪时期（公元前6500万年～前2300万年）的专家人数众多，我们才发现这一时期的物种更加丰富呢？抑或因为物种非常丰富，才会有更多的专家在研究呢？或许这一物种多样性事实上并非只和这一时期有关，只是因为我们可能触及的这一时期的地层最广，得到的化石最多，所以才会产生这一判断呢？在这种情况下，到底应该给予这些古代物种多样性的数据几份信任呢？“我们应该意识到这些数据和事实略有出入，因为不管怎样，它们仅仅是指数而非事实。”帕特里克·德维沃强调说。无论如何，根据这些“指数”，所有专家都证实现在物种灭绝的速度更快了。从上述古生物学的研究中可以得出结论，这些物种在地球上平均存活了500万年。我们也随之得出一个“正常范围内”的物种灭绝率：5万个物种中每100年有一种灭绝，即0.002%。因此，即使是对于目前物种数量衰退率的最低估计可能也比预期的比率要高出50倍。“物种灭绝速度越来越快是不争的事实。”罗贝尔·巴尔博坚持这种论断。帕特里克·德维沃则更委婉：“这种推测可信度较高，目前没有任何科学论文否认其真实性。”
    无论如何，这些有关古代物种多样性的数据揭示了地球历史上五次大型物种“灭绝危机”的存在。“这五次危机发生的可能性很大，” 帕特里克·德维沃继续说道，“因为这是我们综合分析诸多因素得出的结论。”每次都有很多类型的物种在危机中灭绝，脊椎动物和无脊椎动物都一样不能幸免。显然，有一个一两百万年的阶段留下的化石数量很少。每次危机的最后都伴随着物种结构的重组，随着新的生命形式的出现，物种也更趋多样性。然而，对这五次危机的基本判断总的来说依据的都是海洋生物的多样性，海洋生物数量最多也最有可能被埋藏在沉积物中而留存下来。当我们试图把这五次危机和陆地生物多样性的演变一一对应时，发现只有二叠纪-三叠纪（Permien-Trias）时期的那第五次危机是与之有关联的。这是五次危机中规模最大的一次，发生在2.52亿年前，约有90%的物种在这次危机中灭绝。有待确定的是能否把今天这种类似生物危机的情况与过去五次危机相提并论。说得更明白一点，我们能否将其称之为“第六次物种大灭绝”？罗贝尔·巴尔博教授说：“这个问题几乎毫无意义。毋庸置疑，我们正处于灭绝过程的初期，前几次危机都持续了数百万年，而我们现在所面对的不过是几百年间的变化，我们有理由认为，人类能够采取一些策略来限制物种灭绝的规模。”

下个世纪最为关键
    这也是斯坦福大学的保罗·奥利克(Paul Ehrlich)和罗贝尔·普林格（Robert Pringle）的观点，美国国家科学院院刊的专题报道便是以他们的预言作为结束语：“在随后的1000万年中，物种多样性的未来肯定是由唯一的一个物种在将来50年到100年间的活动来决定，这一物种就是智人，尽管它只存在了20万年。”由于坚信这一观点，这两位美国生物学家提出了各种方法来避免物种大灭绝危机，甚至包括某些不合常规的办法。这些方法包括：限制生物灭绝的起因（限制人口增长、能源消耗和人为的污染），创建自然保护区，修复那些面临危险的生态系统，以及改变人类对待自然的态度。“我相信一场革命正在进行。”罗贝尔·巴尔博抱有这样的希望。目前的情况和过去的物种灭绝浪潮相比有另一个显著的区别，现在的危机是一种具有侵略性的物种的行为造成的，但是这一物种却具有理性思维，正是其具备的这种在生物史上与众不同的能力使得找到解决方案并付诸实践成为可能。但是我们必须赶紧行动起来。

卷首语

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消息树

封面故事

量子疯狂

量子的世界里的猫可能是“既生又死”的，那里的粒子拥有心灵感应能力。对于传统理性思维来说，这真是一大挑战。即便是物理学家们要理解它，也绝非易事！要知道，这场“疯狂量子秀”可就在他们的实验中、在他们的眼前活生生地上演着……

探索

还我黑夜

城市的灯火不再令人梦想。因为在使黑夜退却的同时，公共照明不仅干扰了生物，而且阻碍天文观测，更重要的是，造成了巨大的能源浪费。法国甚至因此考虑就“光污染”制定法律。但要想回到黑夜也得面临一些挑战…

决战北冰洋

全球各地都在遭受气候变暖的影响，北冰洋尤甚。然而，伴随着北极冰雪的消融，一座新的能源宝库也渐渐呈现。

迷人的金字塔

金字塔为何如此令人着迷？因为人类依然不知道最古老的金字塔是如何建成的；因为人类还不断在沙漠和丛林之中发现新的金字塔；因为金字塔的形状简洁而完美，观赏它们是一种灵魂的享受……

谷歌的考古革命

随着软件“谷歌地球”走进千家万户，我们只需轻点鼠标即可分享它强大的地球卫星图片库。有了它，考古学家们便可以在任何地方进行“虚拟发掘”，而考古爱好者们也可以自助进行前所未有的考古发现。

第六次物种大灭绝jin zai yan qian？

自人类称霸地球数千年来，无时无刻不在给其他物种带来灾难。一些科学家宣称，一次大范围的物种灭绝可能正在发生。

克隆冷冻小鼠

凭借坚定的意志和过硬的技术，一位日本生物学家及其领导的研究团队成功地对一只已经冷冻了16年的小鼠进行了克隆，这一科学创举重新界定了极限克隆的范围。

怪诞的天才
超凡记忆、绝对音准、瞬时计算……世界上只有极少数走运的家伙才有幸拥有这些超越常人的能力。他们这些天赋异秉是大脑紊乱所造成的吗？请看我们关于天才来由的调查。

传大脑出庭作证！
法庭上，大脑成像技术出现的频率越来越高，大有成为梦想中永不出错的“测谎仪”之势。但问题在于，就算大脑“不会撒谎”，要对其活动进行解释仍是一项棘手的任务。

我本天然——纤维年，话纤维

自文明诞生以来，纺织品一直是人类生活中一个不可或缺的组成部分。天然纤维作为纺织原料使用的历史甚至早于有文字记载的历史。合成纤维的诞生解决了地球自然资源不敷人类之需的问题。

专题

横空出世天宇龙

尤海鲁研究员望着眼前这块恐龙化石，简直不敢相信自己的眼睛，"这难道就是异齿龙？它可没有在中国发现过啊！更不可思议的是，这块异齿龙怎么还有毛发？"

技术

隐形潛艇
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那些在核威慑领域扮演着重要角色的潜艇，已经够行踪诡秘的了，可以变得完全隐形吗？对洋面上的海军来说，这是一场真正的噩梦。

健康

癌症基因肖像

1976年，研究人员发现了基因突变在癌症形成中所扮演的角色。从此，通过崭新的排序技术对致癌基因的探索就从未停歇。美国TCGA项目计划在2015年建成一整套肿瘤基因病变的数据库。但之后的任务未必能如按图索骥那么简单。

麻醉往事

19世纪40年代，美国波士顿的一群年轻牙医，开创性地为人类找到了止痛良方，全身麻醉自此出现。有趣是，在麻醉发展的道路上，也写满了医学家的争名斗利。

专栏

科学外史

假如详谬

惯性参照系

生活

读图

极限考验

为了人类的安全，工程师们丝毫不敢大意，对各种设备进行着轰轰烈烈的测试。

创意

值得一看

解惑

卷首语

    在我小的时候，还是在文革时期，可以看的书很少。那时候我父亲是一个砖瓦厂的图书管理员。他凭着这一点点仅有的权利，尽可能地订购了一些科学方面的书籍和杂志。其中有一本叫《国外科学动态》，我特别喜欢翻看，虽然大部分一点都看不懂。有一次，我看到里面讲，有一种东西叫电子，可以同时从两个门进出。
    这真是太奇妙了啊。我当时就跑到门口，使劲地想象自己同时从两个门出入的情景，可是想破了头也想不出应该怎么办。可是功夫不负有心人，当天晚上，我做了一个梦，终于梦见自己成功地从两个门中穿越。
    长大以后，看了一些有关量子物理学的介绍，迷惑一点也没有比小时候减少。印象最深的是看刘慈欣的《球状闪电》，主人公的父母被球状闪电击中，瞬间在他的眼前化为灰烬，从此他开始了追寻球状闪电奥秘的生涯。逐渐地他进入了一个令人疯狂的世界。如果球状闪电是一个电子，它将呈现量子效应，那么，他父母并没有真正消失：“是的，还有人，所有死于球状闪电的人，都处于量子态，严格地说他们并没有真正死去，他们都是薛定谔的猫，在不确定中同时处于生和死两种状态。”
    这听上去非常科幻，但是量子物理学的世界差不多同样科幻，同样疯狂。在中学里，形式逻辑就告诉我们：一个东西，不可能既是A，又是非A。一样东西，不可能同时既在这里存在，又在另一个地方出现。量子物理学构成了对理性思维的真正挑战。在量子理论为我们描述的世界与我们对日常现实的感知之间，横亘着一条格格不入的鸿沟！
    也许对文学家来说，这一切并不是那么不可思议。尤其是现代主义文学，描写的也是一个时空错乱，逻辑颠倒的世界。在卡夫卡的《乡村医生》中，相互否定矛盾的感觉与经验套叠在一起。病人“病得很重”，“是健康的，最好把他从床上赶下来”，“也许是病了”，“已不可救药”。同样，我们在王蒙的《来劲》中看到主人公“他也就是她它得了颈椎病也就是脊椎病、龋齿病、拉痢疾、白癫疯、乳腺癌也就是身体健康延年益寿什么病也没有。”
    写到这里，李淼老师肯定要提意见了。他在给《新发现》的专栏中，曾经专门谈到量子与文学的关系。他说由于量子论的难以理解，量子不仅会被一般人误用，更会被一些人文学者特别是后现代人文学者所误用。我认同李淼老师的批评，但是想在读了本期的封面故事后补充一句：文学未必量子，但是量子相当文学。

“她”能变得和真实中的女孩一样吗？当“她”变得和真实中的女孩一样时，你会喜欢吗？

撰文 李星燕

    东京大地震，一个大都市倾覆了，成千上万的人死去，成千上万的人陷入痛苦，却成全了北村次郎的爱情。他怀中残破的机器人女友终于在“临终”前体会到了人类的情感：“我能感觉到你的心，能感觉得到。”这是电影《我的女友是机器人》中最感人的一幕。导演满意地看到了观众在唏嘘流泪同时也轻易地接受了关于时空大挪移以及机器智能化的含糊解释。不过今天，我们要来好好解剖一下这部影片，为那些梦想能同次郎一样幸运的宅男们做一场关于找个机器人做女友的可行性分析报告。

她是谁?
    “那么你是个机器人？”
    "别叫我机器人，我是cybordyne出品的103型号。”
     这是影片中次郎和女机器人关于“我是谁”的对话，显然，次郎对于新时代高科技产品的分类还不甚了解。事实上，中文把“robot”翻译成“机器人”稍有误导之嫌。大多数机器人是以机械臂或普通机器的外型出现的，人型机器人（Humanoid robot）只是机器人中的一个分支，它们“型似”人类，有对应的头、手、身体和双腿但并不苛求细节。脑袋可圆可方，外壳可以用金属也可以用塑料，至于鼻子嘴巴有没有都无所谓。影片《变形金刚》中的机器人就属于这一类。
    人型机器人中真正“形似”人类的一个分支被称为仿生人（Android），这类机器人追求与人类在外形与动作方面的高度相似。它们有足以乱真的体型、皮肤和五官，理想中的仿生人无论静态还是动态看上去都同真人无异。Android一词在希腊文中的词根专指男性，除了政治不正确的因素外，也与现实中男性主导的机器人工程界对美女仿生人孜孜不倦的追求相违背，于是Gynoid这个专指女性外表仿生人的单词就应运而生了。因此，片中次郎所提问题更准确的表述应该是“那么你是个女仿生人（Gynoid）？”。
    赛博格（Cyborg），在电影字幕中常常被翻译成机械化人、生化人或改造人，是对任何机械生物结合体的统称。此类形象频繁地出现在各类科幻小说和影视作品中，例如《终结者》中的阿诺·施瓦辛格扮演的未来战士，《蜘蛛侠》中那个身上长满钢铁触角的大反派以及《星际旅行》中善用纳米探针的博格人。在现实生活中，赛博格一般指的是装有仿生学机械义肢的人类。比起其他作品天空行空的想象，《机械公敌》中装有电子手臂的警探史普纳大概是最接近现实赛博格的荧幕形象。《我的女友是机器人》的英文译名叫Cyborg She，很明显是将女主角划分到了赛博格这一类。
    同部分科幻作品中人类进化到赛博格再进化到仿真人的进程不同，以上三类智能体的研究现在可谓是全面开花。在仿生学，机器人，人工智能，认知学等领域的共同推动下，智能体的明天将走向何方？让我们拭目以待。

考量外形：基本过关
    仿生人最基本的要求是“看上去像真人”，逼真的皮肤起到了关键的作用。影片中，女主人公自称“皮肤和人类一样都是活体细胞”。的确，随着生物科技的发展，组织工程培养出来的人工皮肤已经被广泛应用于治疗烧烫伤患者，在金属上成功植皮的消息也偶见报端。不过将医院的有限资源用在机器人身上，现在来说还是太过奢侈。工程师和艺术家们找寻的是能呈现皮肤特性的替代材料。
    同迪斯尼主题公园中的玩偶一样，橡胶和塑胶都曾用于制作仿生人皮肤。不过这些材料不容易模拟面部皱纹，脸部表情变化所需的能量又太大，因而逐步被淘汰。当今流行的是以高弹性的硅树脂或硅胶来做皮肤，日本的Actroid、韩国的EveR、中国的邹人倜二号都属此列。美国机器人艺术家大卫·汉森 （David Hanson）则使用一种特殊的海绵状橡胶材料Frubber，这种材料做出的皮肤褶皱非常逼真，推动面部表情所需的力度也更小。汉森制作的“爱因斯坦”面部下装有28个小马达，因此可以做出相当丰富的面部表情。
    实现仿生人逼真面部表情的硬件条件并非高不可攀，难的是如何让机器人知道在什么情况下做什么样的表情。同理，我们发现影片中的女主角大部分时间都面无表情，这并不是因为她那由活体细胞组成的皮肤动不了，而是因为彼时她还没有灵魂，不知道应该做什么表情。当然了，如果导演让她临终之前的面部表情再丰富一点，就更有说服力了。
    仿生人的皮肤还能提供其他的功能：譬如使用皮肤下的触觉传感器阵列来感觉压力，使用感温传感器来更好地理解周围的环境。同样的，在机器人体内装上适当的装置，可以很好地模拟出类似真人的心跳、体温甚至呼吸。因此次郎和女主人公同回故乡的那一幕中，他发出了对机器人没有体温不够温暖的抱怨，这纯属臆想，应该归咎于编剧的知识欠缺。

考量四肢：尚需努力
    仿生人的四肢要如何才能活动自如呢？我们不妨先来看看赛博格们使用的产品。含有碳纤维和电子传感器的智能下肢近年不断问世，成熟的产品包括德国Otto Bock公司出品的C-Leg和冰岛Ossur公司推出的系列产品。后者因为曾替著名截肢短跑运动员奧斯卡?皮斯托利斯（Oscar Pistorius）设计飞腿义肢而名声大震。智能手臂因为体积小，灵巧度要求高，现在还处在研究阶段，英国Hanger公司的i-Limb，美国DARPA赞助的Luke arm都是这块市场的有力竞争者。与影片中出手不知轻重的彪悍女机器人不同，这些智能手臂该强则强该弱则弱，既能提箱子，又可剥香蕉皮。而另外一些看上去没那么像人手的机械手臂，因为没有体积的限制，更加灵活，使得钥匙，也能拿西红柿。
    尽管有这些灵活度相当高的智能肢体，但作为整体的仿生人目前能做的肢体动作却相当少，大多只限于歪歪脑袋弯弯腰。即使是发展更为成熟的人型机器人，也只能放在展厅里唱唱歌跳跳舞。带轮或多足机器人如今已经能够做到步伐稳健了，如何让双足的人型机器人在行走中保持身体平衡却还是一个难题。现今表现最好的人型机器人可以在平地上行走，能够上下楼梯，但在其他环境中则变得寸步难行，更不要说像影片中的女主人公那样健步如飞、同歹徒展开殊死搏斗了。一个算法优秀的机器人可以轻松打败象棋高手，但在行动上却赶不上一个三岁的小孩。看来在“想到”与“做到”之间，还有很长的路要走。
    除开双脚的因素，如何将机器人的各部分整合成一个高效系统，也是人型机器人面临的挑战之一。在动态环境中，机器人如何准确接收外界信息，并及时正确地做出相应行动是非常困难的。那些在展厅中流利表演舞蹈的机器人都是事先编程或者远程控制的，与实时模仿真人舞蹈的机器人之间还有不小差距。另外还有能源供给方面提出的需求，移动中的机器人耗能不小，高性能电池的出现也许能在一定程度上解决这个问题。影片中我们看不出女主人公是如何充电的，不过从她对于食物的痴迷程度来看，也许肚子里装着一个生物燃料电池呢。

考量情感：初级阶段
    随着科技的发展，我们也许能造出外表和行动都与真人无异的机器人，但有一个问题是无论如何也绕不开的：机器人会思考，那么他们有没有感情？
    女主人公的头脑是利用再现人类神经元纳米技术制成的分子电路复合体，依靠这样的大脑，她可以在日常的生活中通过学习逐步掌握人类的情感。而在影片的结尾，她也确实学会了爱，体会到了次郎的一片真心。然而，基于逻辑计算的机器人真能拥有直觉、灵感、想像力乃至感情这些人类所引以为豪的东西吗？
    在目前人类本身尚不明了大脑和情感工作原理的情况下，我们如何指导机器人的智力或情感开发呢？来自欧洲多所大学的研究者们正在尝试对机器人婴儿进行教育，希望能找到让它们自动学习的方法。第一代婴儿机器人Babybot的大脑由20台计算机组成，这些计算机联合起来运行多个神经网络，模拟人类的神经系统。Babybot会自动试验面前的玩具，不同的行动结果导致神经网络中各神经元之间的关联不停变化，通过这些不同关联之间的增强或减弱，Babybot能够学习到如何更好地使用这些玩具，从而逐渐掌握运动技巧。倘若一次用某个姿势去抓玩具但没成功，下一次它就会换另一种方式去抓。通过这样的反复训练，婴儿机器人能够学会一些新技巧，譬如把瓶子在桌上滚来滚去。新一代的婴儿机器人iCub看上去如同一个2岁的孩子，除了玩玩具之外，它还成功地学会了爬行，科学家们期望它在今后的几年里能够学会说话，如同婴儿一样，从一堆毫无意义的咿呀声中学会发出有意义的单词或句子。
    婴儿机器人能学着动，学着说，也能学着爱吗？按照这样的发展模式，我们是否能造出电影《人工智能》（A.I.）中那个楚楚可怜的机器人小孩大卫呢？

忧虑：恐怖谷效应
    影片中，次郎在目睹女主人公施展超能力救人于水火之后，情不自禁地爱上了她。然而，现实生活中，人们对于外表酷似人类而行为却大相径庭的智能体看法又如何呢？不妨想象一下，一位长相酷似林志玲的温柔美女突然一抬手，把旁边的垃圾桶拍成了铁饼，或者若无其事地把脑袋拆下来修理。你还会认为你正在看一部爱情片吗？
    日本机器人专家Masahiro Mori在七十年代提出了著名的“机器人恐怖谷理论”。根据这个理论，人类对机器人的好感度随着拟人程度的增加而增加，但是当这种相似达到某个程度的时候，人类的好感会突然下降，形成一个谷状区间。这种情况在动态机器人身上表现地尤为明显。心理学家们认为这种排斥反应的原因有多种：可能是某些“非人类特征”在非常拟人化的实体中显得特别不协调；或者是处于恐怖谷区间的机器人看上去类似僵尸；或者人类在进化过程中会下意识地排斥某些反映遗传性疾病的外表畸型。因此，许多机器人商家在设计产品的时候都会参考这个模型，尽量避免落入谷中。然而，随着人型机器人技术的不断发展，七十年代的理论是否能用于指导今天的高仿真产品？Mori的理论也受到了不少人的质疑。
    尽管对于恐怖谷的理解还有着差异，大部分研究者都认为机器人应该在外表和行为上保持一定的统一性，以避免用户的反感。也就是说，外表酷似人类的机器人，最好不要有太出格的举动。而要想让机器人做一些“超人”的活，则不妨让它看上去更像一台机器。如果你对此还不能理解的话，不妨想想你在服装店橱窗里偶然看到的没有穿衣服的塑料模特，会不会感觉有点不舒服呢？
    最后，请允许我对以次郎为首的宅男们提出一点忠告：既然大家喜欢的智能体外形酷似人类、行为也酷似人类，为什么不走出门去追追那些真正的女孩呢？别害羞了，对她说出你的爱！

生育能力下降、癌症高发......各种与生殖系统有关的病症层出不穷。科学家将此归咎于日常生活中化工产品大量应用导致的化学污染。但在这一点被科学证明之前，是否应尽快出台强制性的预防措施呢？

编译 唐恬恬

    人类的生殖系统是否正在变得疯狂？确实，这方面的迹象层出不穷，不断敲响警钟。例如，发达国家男性的精液质量正在快速下降，近半个世纪以来在北欧国家尤为突出。1950年，每毫升精液中的精子数量不少于1.5亿，而现在每毫升精液中只有6000万个精子，在德国一些最近刚调查过的地区甚至只有4000万个。可以说，我们正在逼近每毫升2000万个这一危险的门槛，低于此下限，就必须借助人工受精方能成功受孕。在精液质量下降最为严重的丹麦，目前已有7％的新生儿源自人工受精……同时，最近30年来，欧洲睾丸癌的平均发病率翻了一倍。此外男性生殖器管畸形的发病率也在持续上升。

    女性的情况同样不容乐观。乳腺癌的发病率达到了最高峰，而且似乎仍呈上升趋势，在法国，8名妇女中就有一位患有乳腺癌。生殖系统其他癌症(卵巢癌、子宫内膜癌)的发病率也在上升，女性青春期明显提前。2007年发表的一份美国研究报告表明，初潮的平均年龄在40年中提前了好几个月，而乳房的发育也早了一两年，这都增加了生殖器官罹患各种疾病的风险。

    某些东西在我们的生殖系统中制造混乱，这一明显的事实让人甚为担忧。这是一只“看不见的手”，可以肯定，这只手并非“遗传”。因为上述所有问题都是在两三代的时间里出现的，如此短的时间内，人体不可能变化得如此彻底。另外，针对移民的流行病学研究也表明，那些入境移民——除少数例外——很快就开始染上所在国的那些疾病了。换句话说，造成这一现象的根源应该从生活方式和生存环境中去寻找。

    但是否还存在其他原因呢？按照法国国家健康与医学研究院(INSERM)安妮·萨斯科(Annie Sasco)博士的说法，研究人员即使不能完全肯定，也“强烈怀疑”这一切都源自化学污染，化学污染有可能干扰了我们的荷尔蒙分泌。荷尔蒙，这个词在日常用语中，往往让人想起肌肉发达得可疑的运动员、更年期困扰，甚至一些攻击性行为，仿佛是人体生理的边缘现象——这是个错误的观点！事实上，荷尔蒙是一大类物质，大量的器官和细胞正是通过这些物质做到“步调一致”和完成“对话”的。

荷尔蒙分泌受到干扰

    荷尔蒙系统(又称内分泌系统)和神经系统是人体的两大信息传递系统。而最近50年来，荷尔蒙系统似乎遭到了生活环境中成千上万化学品的干扰：从塑料制品到杀虫剂，还有那些我们以各种方式接触到的化学分子。

    荷尔蒙系统是怎样被干扰的呢？答案很简单，是因为人工化合物与荷尔蒙之间的相似性。为了方便理解，我们可以把荷尔蒙比作钥匙，它的作用是解开我们细胞中的“锁”。“锁”一旦被打开，细胞就开始行动：生长、死亡、收缩、分泌、休眠……然而，这些“锁”——它们的真名叫感受器——似乎不止对应一把“钥匙”。20多年来，研究人员发现，一些并非原配的“钥匙”在特定情况下也能够进入、开启或是锁住感受器。

    在男性生殖障碍方面，化学物质导致内分泌紊乱的证据最为确凿。尤其值得一提的是2008年9月，巴黎第七大学、法国原子能委员会(CEA)与INSERM联合研究团队关于此一影响的首例科学证明。由勒内·阿贝尔教授领导的维尔吉妮·鲁耶-法布尔小组(Virginie Rouiller-Fabre)建立了一个独特的人类胚胎睾丸培养系统，在培养箱中模拟胎儿睾丸的正常发育。他们使人类胎儿睾丸在邻苯二甲酸酯(phthalate)中暴露了3天，这是一种主要来自工业合成的增塑剂，目前已恒见于人类液。                          

细胞干扰始于胎儿时期

    结果造成42%的生殖细胞(将来会产生精子的那些细胞)死亡。勒内·阿贝尔指出：“我们怀疑大量内分泌干扰物质导致了男性生殖障碍，而这是我们首次通过实验证明其中之一确实对人类非常有害。”研究内分泌紊乱问题的难点之一在于我们显然不能在人类身上进行活体实验，因此必须借助于动物模型，而人们对动物实验结果是否适用于人类始终有怀疑。“我们的人类胚胎睾丸培养系统为这类研究提供了解决办法，并因胚胎发育时期睾丸对环境刺激最为敏感而尤显意义重大。”阿贝尔教授补充道。

    但是，在精子数量减少、睾丸癌频发和男性生殖器官畸形三者间有何关联呢？丹麦教授尼尔斯·斯卡克柏克(Niels Skakkebaek)认为，事实上这可能涉及到同一种疾病，名为睾丸发育不全综合征(TDS，Testicular Disgenesy Syndrome)。“在健康胎儿的生命初期，睾丸就开始分泌雄性荷尔蒙，这些荷尔蒙是阴茎发育的基础，也将引导胎儿细胞发育成熟。如果荷尔蒙水平低，或者受到其他分子的阻扰，阴茎有可能无法成型，而且成人后睾丸的作用无从发挥。”为证明这一观点，尼尔斯·斯卡克柏克举出一些阻碍睾丸发育、影响雄性荷尔蒙分泌、导致病人生殖器官呈双性特征甚至形态上女性化的罕见遗传疾病为例。阿贝尔补充解释了睾丸癌的情况：“睾丸癌这种眼下年轻男性最常患的癌症，有可能源于胚胎发育时期就已经被干扰的生殖细胞。这些被干扰的生殖细胞在青春期之后才有快速繁殖的倾向，因而癌症出现得非常晚。”

它们的效果叠加或翻倍！

    疾病在荷尔蒙受到污染数十年后才会表现出来(例如在胎儿时期受到污染，成年时期才患上癌症)，这使得内分泌干扰物质的研究成了一个真正的难题。事实上人体在这数十年中吸收了无数的物质：室内和室外的污染、烟酒的熏染、杀虫剂的侵蚀……更不用说各种各样的辐射了！在这些物质里，可能有害的因素成千上万。要想在这样一个迷宫里证明某种特定的物质的责任绝非易事。更何况荷尔蒙还有另外两种特性，使得研究者的任务更加复杂。

    首先，法国公共卫生研究所(IRSP)所长阿尔弗雷德·斯皮拉(Alfred Spira)解释说：“有时这些物质只在十分有限的时间窗口中发挥作用。”如相同浓度的同一种化合物在胚胎发育阶段或是青春期能够导致内分泌紊乱，但在其他时间则起不了作用。其次，物质间存在着一种“混合”作用，这可能是有关内分泌紊乱的最大难题了。某些物质在与其他物质相混时表现出协同作用，导致它们的效果叠加或翻倍！多项研究表明，将几种本身浓度不会引起任何后果的化合物混合到一起，竟能得到一种具有强烈雌化作用的合剂！因此，为了保证万无一失，不应对化学品进行单独检测，而应该把它们混合后再测试。但在现实生活中，化学品的组合几乎是无限的。2004年，世界自然基金会(WWF)资助了对欧洲议会议员志愿者血液中百种有毒化合物的研究，结果发现，平均每个个体身上能检测到的这些化合物有41种之多。阿尔弗雷德·斯皮拉教授总结说：“关于内分泌紊乱对乳腺癌或其他女性生殖障碍的影响程度，我们之所以未能如对睾丸癌那样取得较为一致、明晰的意见，而还存在争议，正是由于以上原因。”

    不过学界目前也已公认，合成雌激素(如应用于荷尔蒙替代疗法)会大大增加乳腺癌发病的可能性，而且基本认定乳腺癌与杀虫剂的使用之间存在某种联系。“因此，我们实在无法对那些影响荷尔蒙分泌的化工产品及杀虫剂不闻不问。”欧洲内分泌问题专家安德烈亚斯·科尔堂冈(Andreas Kortenkamp)指出。2007年在西班牙格拉纳达大学进行的一项研究印证了这种担忧。西班牙学者们研究了乳腺癌患者的各种组织样本，发现其中的雌性荷尔蒙总量(即所包含的“雌化”化合物总量)比一般人群要多得多。“青春期提前也大幅增加了乳腺癌发病率，因为这让女性的身体更早地对周围环境中有雌性荷尔蒙作用的合成物敏感，尤其是杀虫剂和增塑剂。”安妮·萨斯科指出。

    科学家们是如此担忧，以至于约200名来自剑桥大学、加州大学柏克莱分校、INSERM等著名学府及研究机构的专家和教授在2006年发表了《关于内分泌紊乱的布拉格声明》，呼吁各国政府从即日起开始减少普通民众的化学污染物暴露。

实施预防的原则

    阿尔弗雷德·斯皮拉还是一场名为“化学环境、生殖和儿童成长”研讨会的组织者。这一研讨会于2008年11月在巴黎举行，法国卫生部和环境保护部的部长都在出席者之列。阿尔弗雷德·斯皮拉主张“健康地执行预防原则”，而这将从寻找那些最可疑的化工产品的替代品开始。他认为，2007年开始实施的欧洲《化学品注册、评估和许可规定》“朝正确的方向迈出了第一步”——该法规要求企业出具上市产品的无害证明。但他也和大部分研究这一问题的专家们一样，认为这是一个折中主义的法规，必须加强和改进。

    可以肯定的是，列出一个可靠的有害产品清单并非易事，特别是企业家们寸步不让地捍卫自己的产品。检验报告的任何一点破绽，由细节得出的任何不恰当推论，都会给他们以攻击口实。他们特别强调，来自啮齿动物实验或细胞培养的结论无法作为对人类有害的证据。同样，他们着重指出，发现一种物质和荷尔蒙具有同样的作用并不能证明其具有危害性，一切都取决于实际暴露的强度和时间的长短……

新的公共卫生丑闻？

    尽管如此，一些化合物目下已经被指为罪魁祸首，如毒副作用已为越来越多的研究所证实的邻苯二甲酸酯，或经常出现在塑料制品甚至奶瓶中的双酚A。

    此外还有某些杀虫剂、多氯联苯、二恶英……但仅把注意力聚焦到少数象征性的化合物上可能会上当。内分泌紊乱的问题涉及数百种物质，必须从整体上纠正这一现象。阿尔弗雷德·斯皮拉认为：“解决办法可能在于设计出适当的分子模型，对化工企业各种产品的作用进行活体外检测。为此我们必须更好地认识这些作用的机理，而这方面我们尚处在起步阶段。”

    遗憾的是，尽管这方面的研究日益增多，各国政府也开始对此给予一定的重视，但无论是在欧洲，在美国，还是在日本，一切都表明可能还需要很长时间才能找到确凿的证据……而在我们周围，污染物质却与日俱增。一个新的公共卫生丑闻或许正在发育中！为了避免陷入困境，主动承认我们知识的贫乏并采取快速行动似乎是唯一出路。

目录

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消息树

封面故事

电动汽车时代

电动汽车有着无可比拟的优点：低噪音、无污染、启动加速快，能量转换效率高。可以预见，在后石油时代和二氧化碳污染的大背景之下，电力将会成为汽车驱动的主要能源！不过在这一天来到之前，部分技术难题尚有待解决。

探索

新粒子现形？

现行的粒子物理标准模型只是通往终极理论道路上的一个阶段而已。要描述更高能量的物理现象，非一种崭新的、预设无数新型粒子的物理学莫属。芝加哥费米实验室的物理学家们可能已经发现了其中一种新粒子。

奥德修斯何时回家

两位天文学家潜心研究了荷马史诗《奥德赛》，以作品中所描述的公元前12世纪天空中的星座位置和日全食等现象为线索，抽丝剥茧，层层推敲，最终确定了奥德修斯回到伊萨卡岛的具体日期。

非洲季风之谜

每年7月到9月是西非的雨季。巨大的气候漩涡给万物带来生命之水，并进而影响全球气候。然而西非的雨季却在减弱。科学家们用尽了各种模型，试图解开与此相关的6大谜团。

亲历海洋诞生

在非洲之角，阿法尔三角（Afar triangle）的中心，一大片海脊正在慢慢形成……不是在海底，而是在露天！这可是地球上千载难逢的奇观，让我们得以对海洋诞生这个一直无缘得见的未知现象一窥究竟。

智力新解

我们一直以为大脑思维的复杂性特别取决于大脑重量占身体比重的大小，而智力同神经元的数量有关。今天，神经科学通过对神经突触的研究，给出了一个有关人类大脑起源及其不可思议的能力的全新阐释。

迁徙濒危物种

全球变暖使许多物种的生存条件不复从前，被迫迁徙。但其中一些的迁徙速度还不够快。为此，科学家们计划对它们一一施以援手。然而此举却不无风险。

奶牛也减排
全球温室气体排放总量的近20%来自畜牧业，而此中祸首正是畜群排放不止的甲烷。遏制全球变暖，畜群也须减排！

扫雷小鼠

它们的任务是拯救人类的生命！这些都是巴尔特?维特让的功劳，他教会老鼠怎样识别战后留在土里随时可能爆炸的地雷。一个独一无二的传奇故事。

机器人女友可行性分析报告

东京大地震，一个大都市倾覆了，却成全了北村次郎的爱情。他怀中残破的机器人女友终于在“临终”前体会到了人类的情感。今天，让我们好好解剖一下这部影片，为那些梦想能同次郎一样幸运的宅男们做一场关于机器人女友的可行性分析报告。

专题

达尔文往何处去？

2009：进化年，《物种起源》发表150周年，达尔文诞辰200周年。我们发现，不管是身前还是身后，进化论之父依然有着无数可讲的故事。

健康

荷尔蒙污染

生育能力下降、癌症高发……各种与生育系统有关的病症持续增长——科学家归咎于日常生活中化工产品大量应用导致的化学污染。

专栏

科学外史

假如详谬

惯性参照系

生活

社会心理

摆脱毒瘾

向毒品缴械投降也许很容易，一旦吸毒成瘾，戒毒会非常困难。让我们听听亲历者的说法，再看看专家会给出怎样的建议吧。

读图

拖垮地球的美利坚

美国拥有全世界二十分之一的人口，但却消耗了全人类四分之一的能源。可以说，是美国式的生活方式造就了他们对石油、天然气、电力、水和空间的贪婪需求。

创意

值得一看

解惑

卷首语

    2009年是《物种起源》发表150周年和达尔文诞辰200周年。全世界各大报刊、各大网站、各种科学团体都在持续不断地举行各种规模空前的庆祝活动。本期《新发现》推出的专题《达尔文往何处去？》可以算是这股澎湃大潮中的一朵小浪花吧。乍一看我们纪念的力度不大，但是熟悉《新发现》的老读者会知道，弘扬进化论，是我们杂志一以贯之的主题。可以说，在我们每一期的内容中，都可以听到深远的进化主题的不息回响。
    比如，4年前试刊号的《揭密寒武纪生命大爆发》一文提到美国五角大楼的战略家对进化论也很感兴趣，甚至推出一个“寒武纪计划”。根据所发现的化石，生物种类在那个时期突然变得极为丰富。生物学家认为变化的关键因素可能是视觉的进化。眼睛的出现为捕食者提供了一种革命性的武器，大大推动了捕食与防卫之间的“军备竞赛”。正是这种攻防之间的共生关系和消长模式，引起了美国国防部的兴趣，他们想通过软件借此研究出威胁与抵御之间的关联，为今天的反恐提供更好的应对方案。这算是对达尔文先生比较另类的一种纪念方式吧。
    紧接着，创刊号的封面故事《奔跑：揭秘人类》讲述了人类进化中的一个核心动力——奔跑。两位美国科学家提出，我们人类之所以不同于其他物种，是因为在200万年前充分发展了耐力跑的独特天赋。人类可以连续两小时以每小时20多公里的时速奔跑，这种表现几乎没有什么动物能与之匹敌，这在生存和发展方面为人类赢得了巨大的优势。当然到了今天，形势发生了根本性的变化，不需要我们再玩命奔跑了，但是跑得好还是往往能揾到优质的食物，想想刘翔他们吧。
    2006年2月的封面故事《进化是否有方向》又提到了美国国防部。他们有个高级研究计划所（DARPA）的工程师运用达尔文的理论，构思设计一种能够自主适应战争环境、执行排雷等危险任务的机器人。机器人的芯片中安装了一系列“进化运算程序”，按照进化对偶然发生的遗传突变进行“测试”的模式，驱使机器人对自己的行为方式进行随即的测试，并从中选择出最有效果的行为方式。
    诸如此类，数不胜数，从生物体的构造、思维的奥秘、两性的差异，一直到道德的起源、信仰的动机、时尚的变迁，在《新发现》的文章中，无不散发着进化论的强烈气息。
    也许对百年以来的中国人，进化论还有更为深刻的关联与更切己的意义。从严复的“天演”，梁启超的“新民”，鲁迅的“救救孩子”，到今天的改革和市场经济，他们的源头都是：进化论。

我们自以为思想自由，却往往被人左右……为弄清我们是如何受人摆布，又如何能影响别人，心理学家对我们的行为和大脑进行了抵近观察。
　　
编译 李利红

商人的忽悠术

为了将顾客变成购物机器，商人们拥有一套所向披靡的销售技巧。每年打折促销期间，他们更是会把这套技巧运用到极致。让我们来帮你鉴别其中的一些圈套。
　　
一步一步将你引向购物
　　“本周六，BMX自行车店开业大酬宾！欢迎大家前来选购！我们将向首日光临本店的顾客赠送Power Rider的T恤衫！”你正好打算买一辆这样的运动自行车，自然不会错过机会。开业当日，你来到这家店，获得了赠品，并在售货员的邀请下浏览起商品来。很快，你的目光锁定XW250，这是一款中档车，你觉得两个月后用它来作为自己的生日礼物十分合适。售货员在回答了你的询问之后，又热情地“带您看样好东西”，将你引向XW370型自行车：“样式完全一样，而且更轻便！哦，虽然只是轻了十几克，可是比赛时，输赢往往就取决于这一点点！只比XW250贵200欧元，非常划算。”话可能没错，不过对你这个初学乍练的人来说，区别似乎不是很大。但出于礼貌，你没有打断售货员的介绍，甚至还试了试XW370的脚踏板和刹车，并拿了该型号的商品介绍。正要离店的时候，售货员提醒你：“本月9号，我们会有一次新款展示。或许您有兴趣来试试XW370？”当然，届时你又去了……当然，你为自己选择的生日礼物成了价格不菲的XW370！
解读
　　按照你目前的水平，你还不需要一辆专业运动自行车……如果你经不住诱惑买了，那是因为你着了商家的套。首先，商店配送的礼品吸引你走了进去，“互惠原则”改变了你的购物心理。所谓“互惠原则”，那是我们的一种心理特质，在它的主导下，当我们得到别人的馈赠或帮助，我们会倾向于向对方做出同样的回报。就这样，原本只打算来“蹭”一件T恤衫的你来到了自行车专柜。这下子大错特错了！商家就等着这个，等着你钻进这环环相扣的圈套。因为他们知道，想要使顾客大笔消费，最好就是“步步为营”。首先，让顾客向购物的目标迈出第一步(走进商店)；然后，再进一步(参观自行车柜台)；然后，继续推进一步(听售货员推荐一款本不想买的自行车)；然后，又是一步(再次去商店试试这辆自行车)。最终，你再也不能退步了。否则，你就自相矛盾了！的确，如果不想买的话，为什么要浪费这么多的力气，占用售货员的时间呢？如果不想要这辆自行车，你只消拒绝售货员的推销就好了。售货员难道不是每次都征求了你的意见吗?由此可见这套方法的有效性：受害者浑然不知自己被人强迫购物了。出路何在?打碎环环相扣的圈套！别忘了，任何人也强迫不了你。你随时都可以说不，甚至在收银台前。

利用我们的失落感
　　“大甩卖啦！”坚持了2个月不购物，你终于可以去商业中心安抚一下自己的购物欲了。逛了2个小时，毫无收获。这时，你在一个橱窗里发现了一件让你非常满意的带兜帽的毛衣，既暖和又柔软，这就是那件你梦寐以求的穿着过冬的毛衣。真不走运，XXS和XXL号的摆了一大堆，而你穿的M号却一件也没有了。失望至极，你继续淘。就在这时，对面架子上一件浅色的小夹克让你一见钟情。可是在一块小牌子上标明，这件夹克是春夏装新款上市，不打折。不过，你还是试穿了一下……这件夹克简直就是为你量身定做的，于是你买下了。

解读
   想想是什么吸引你来到商业中心的——就是买到实惠商品的机会，不是吗？那么，为什么要买这件价格不菲的而且不当季的夹克？因为还是那句话，我们难以改变决定(买衣服)，即便促使我们下决心购物的理由(打折价)不复存在……事实上，折扣就像一个诱饵，它吸引我们走进商店，刺激我们的购物望。如果没有淘到东西，我们会有失落感。失落之余，新款商品映入我们的眼帘。它们分散在打折商品中，或由售货员有意无意地推荐给你，它们是治疗你失落感的灵丹妙药！据调查，打折期间出售的25％的商品并不打折！
　　
一大堆“无私”建议
     你正在试穿一条牛仔裤。这时，一位女售货员走近你，神秘兮兮地对你说：“您不想试一下那条吗？那是我们刚到的新款，式样很好，而且更便宜！”能够提供这样无私建议的人肯定是值得信任的！于是，几分钟之后，你征求她对于一件衬衣的看法。她认为你的选择不错，但是她仍然建议你试试其他三款。“我认为，”她低声地对你说，“这三件衬衫和牛仔裤更搭。不过您不必勉强。”10分钟后，拎着那条牛仔裤和那件由售货员推荐的衬衣，你走出了商店。很巧，那也正是最贵的一件衬衣。但是，一个如此热心的姑娘该不会坑你吧？

解读
   女售货员没有私心？那是你认为的！相反，她有着自己的算盘。她先是消除你的警觉。她向你推荐一条更廉价的牛仔裤，借此表明，她把你的利益置于商店利益之上。再者，她给你的建议都非常恰当(那条牛仔裤的确更适合你)，这让你马上觉得她很有能力。而众多实验证明，当我们拿不定主意的时候，我们倾向于听从我们认为最内行的人的建议，即便这个人的观点和我们的意念相左也是如此(如果当时你是一个人的话，你很可能就不会选择那件衬衣！)。今天，大部分售货员都会这“诚恳一剑”。这招比以前强势推销的老招数管用得多，那时不管什么衣服，他们都会向你保证很合你身。而再没有比让顾客感觉受迫更能引起他们的反感了！在销售中，一句“不买也没关系……”是打开你钱包的最佳咒语。

你，先生……对，就是你，救救我！

被人侵犯时，目击者越多，获得援助的概率就越低……心理学家能解释这种现象，并教你如何迫使陌生人对你伸出援手。

　　
　　如何迫使一个陌生人救你？确实，本不该提出这样的问题。然而，我们都注意到，即便在一群好人中间，我们也不安全。或许你也曾在马路上当街受辱、受威胁，却没有人来帮你……好在最后除了虚惊一场，安然无事。但是，其他人，比如凯迪·日诺维斯(Kitty Genovese)可就没那么幸运了。
　　1964年3月的一个晚上，凯迪·日诺维斯被谋杀了，而且凶案就发生在邻居们的眼皮底下！据事后调查，听到这名年轻纽约姑娘呼救声的应该不下40人，其中至少有3人目睹了部分施暴行为！可是，谁都没有打电话报警。其实他们有充分的时间：歹徒行凶时间超过了35分钟。当警察最后赶到现场的时候，为时已晚。受害人被刺17刀，已经奄奄一息了。
　　
一个人，我们都是英雄……
　　为什么凯迪的邻居不采取任何行为？按理说，他们和我们一样都是勇敢而正直的人……这究竟是怎么回事？难道是城市生活将我们全都变成了自私而冷漠的魔鬼？假设某一天凯迪的遭遇也发生在我们身上呢，会有人来救我们吗？
　　或许不会有人自发前来……不不不，请放心，路人没有那么坏……那些对这种不予援助的现象感兴趣的心理学家认为，一些简单的办法就可以立刻唤醒隐藏在每个人内心深处的超级英雄。事实上，就个人而言，面对别人的痛苦，我们既不自私，也不冷漠。研究人员曾进行这样的实验，在单独一个受试对象面前佯装不适、引起一场假火灾或假事故，这个人立刻会求救或直接给予帮助。几乎100％的受试者都会如此反应。问题出在这些心地善良的人聚在一起的时候。结群带来的并不是相互激励，而是相互麻痹。20世纪60年代末，心理学家比博·拉塔纳(Bibb Latane)和约翰·达利(John Darley)的实验证明了这一点。将参加实验的学生隔离在2～6个房间中(房间数量取决于学生人数)，这两位心理学家要求这些学生通过内线电话讨论大学生活中的问题。每个人轮流发言2分钟。为了避免发言人的说话被打断，其他参与讨论的学生的麦克风此时是关闭的。

好几个人在一起，坏事了！
   实验开始了。当辩论正进行得如火如荼的时候，突然，那个正在发言的学生(实际上是心理学家们的一个同伙)“癫痫发作”。由于其他学生的麦克风处于关闭状态，他们既不能和病人交流，也无法讨论救护方案。按逻辑，他们应该会立刻冲出房间，向主持实验的人求援。当只有1名受试者时，85％的人的确是这么做的。但随着参与实验的学生人数增加，似乎每个人的责任感倒反而减弱了。受试者变成两人时，求援的比例就降到了62％；而当他们增加至5个时，这一比例更是降至31％。
   为什么会如此不同？比博·拉塔纳和约翰·达利认为，当我们独自一人目击别人行凶或身体不适的时候，我们别无选择，受害者或病人的命运掌握在我们手中，所以我们采取救援。相反，知情者越多，每个人的责任感就越弱。我们会想有人已经或马上就会行动，并会对自己漠然处之的态度更为宽容……

如何有效求救？
　　那么为了预防万一，我们应当从这些研究中吸取哪些教训呢？要激起路人的见义勇为之心，我们就必须不惜一切代价避免这种责任感的分散。最理想的就是将这一责任感集中在一个人身上，确定一个援助者。我们可以用手指着他，并盯着他的双眼截住他：“你，先生……对，就是你，救救我！”这很重要，因为某些场合尤其不利于自发救援行动的产生，特别是当人们对危险的真实性有所怀疑的时候。躺在街道当中的流浪者，他是奄奄一息了，或者只是烂醉街头？一对男女在吵架，是可能会导致可怕结局的陌生人之间的争执，抑或只是两口子拌嘴？为了确定这里真没有问题，最好向当事人双方了解一下情况。但通常情况下，我们不会这么做，我们生怕误解了表象而自讨没趣……
　　因此我们迟疑不决，我们假装漠然，但用眼角余光观察其他路人的态度，为自己的疑问寻找答案。糟糕的是，通常其他人恰好和我们一样，抱有同样的心态！他们也在犹豫，也不表现出来。结果每个人都被他人的行为所迷惑，错误地认为情况并不紧急。比博·拉塔纳和约翰·达利的研究显示，如果受试者独自一人看到浓烟从门下逸出，那么他在75％的情况下会报警；3个目击者在场，那么只有在38%的情况下会报警；而假如3个目击者中2人是“托”，装出什么事也没发生的样子，那么报警的概率就只有10％了。

请开门见山！
    因此，当你万一遇上麻烦时，要避免让路人长时间犹豫不决，必须迅速消除困扰着他们所有人的疑问。明白地告诉他们，是的，你处于危险中！是的，他们可以救你！为了指出你的危险处境，没有什么比这句经典的“救命啊”更直白了。事实上，很多实验证明，当情况明摆着危急时，行人不管是1个、2个还是1000个，都会跑来救助受害者。
　　为了加快救援行动，如有需要，请明确求救的原因，并告诉别人怎么做才能帮到你。“我癫痫发作了，快，叫救护车！”这时候就不要再扭扭捏捏地了，相反，夸张点倒不要紧！切记，别人的嘲笑是不会要你命的！

可乐悖论

我们对饮食偏好不仅仅取决于食品或饮料的质量。在很大程度上，对品牌的体验和认知决定着我们的选择。请看百事可乐和可口可乐的对比实验。

　　你更喜欢百事可乐还是可口可乐呢? 对于这个问题，人们一定会回答“更喜欢可口可乐”。因为在世界大部分地区，红色包装的可口可乐是非酒精饮料中销量最大的，远比其竞争对手百事可乐销量大。然而，在味道上，百事可乐更胜一筹?！这可不是《新发现》说的，而是上个世纪80年代可口可乐公司通过对好几千名志愿者进行广泛调查后得出的结论。调查人员要求受试者对这两个品牌的汽水进行“盲品”——即不让他们知道所尝可乐的品牌，随后指出更喜欢哪一个。结果让可口可乐公司大吃一惊，它的对手百事可乐以绝对优势胜出。可是，如果百事可乐的味道更胜一筹，那为什么在消费者心目中，它总是“千年老二”呢？肯定有产品质量本身以外的其他因素在影响着我们的选择……为了弄清这个问题，得克萨斯州贝勒大学的塞缪尔·麦克卢尔(Samuel McClure)重新进行了一次盲品实验，并通过功能核磁共振扫描仪对受试者的大脑活动进行观察。他希望看到消费者在喝这两种可乐时，脑部到底发生了什么。

1味觉实验 
   塞缪尔·麦克卢尔找来16个大学生，一半喜欢百事可乐，另一半喜欢可口可乐，让他们对这两种汽水进行盲品。结果，三分之一的人认为百事可乐好喝，三分之一的人认为可口可乐好喝，还有三分之一的人承认两杯饮料不分轩轾……令研究人员大吃一惊的是，很多人颠覆了他们原来的偏好。许多可口可乐的粉丝更喜欢百事可乐，反之亦然。在这个实验中，选择的唯一依据只是饮料的口味……通过扫描仪，研究人员看到，在喝汽水的时候，大脑前额叶皮质的某一区域十分活跃，它起到了“测味计”的作用。说白了，这个区域仅对一道菜或一种饮料的口味进行评判。该区域越活跃说明味道越好。在这个实验里，受试者的选择完全取决于“测味计”的反馈。简言之，他们将最能刺激该大脑区域的饮料选为最好的饮料。但事实上，在现实生活中，引导消费者选择的不只是口味。研究人员认为，广告对我们的选择产生了不容忽视的影响。为了证实广告的这种效应，他们测试了这两个品牌对受试者的影响。

2可口可乐的品牌效应
   研究人员开始一个新的实验。这次要比较的两杯饮料，一杯是可口可乐，并标明是可口可乐；另一杯未标品牌，可能是可口可乐，也可能是百事可乐，但事实上，研究人员也倒入了可口可乐，但受试者不知道。这一次的结果毫无悬念，绝大部分受试者觉得标明可口可乐的那杯口味更好。这结果让研究人员目瞪口呆，因为未标品牌的那杯明明也是可口可乐！大脑成像显示，前额叶皮质区域的“测味计”并没有出错。不管有没有标签，它的活跃程度完全一样，这说明它辨别出这两杯饮料是同一种饮料……那为什么受试者会觉得贴标签的可口可乐味道要比没贴标签的好呢？答案依旧在受试者的大脑中。当他们喝一杯标为可口可乐的饮料时，而且也只有在这种情况下，大脑的其他区域被激活，尤其储存我们部分记忆的海马脑回。据研究人员解释，可口可乐这一品牌激活了大量的记忆，而我们并没有意识到这一点。这些记忆是如此地美妙，于是扰乱了我们的判断，以至于我们觉得贴有标签的可口可乐味道更好，而事实上并不是这样！至于这些美好记忆，它们可能源于你的人生经历：小时候吃点心时奶奶总是给你开一小瓶可口可乐；你的伙伴们都喝可口可乐……但是研究人员认为，这些美好的记忆其实大部分是由广告效应形成的。在品尝饮料时，我们会无意识地想起电视里的明星，或是我们所认同的偶像都喝可口可乐：“如果我们喜欢的明星喜欢可口可乐，那肯定是因为可口可乐的味道更好！”我们也记得，这个品牌的饮料常常和一些运动赛事联系在一起！这使我们更相信可口可乐是一种清凉、提神的饮料，甚至让我们觉得这是一种健康的饮料，尽管事实上它并不是……它的商标无处不在，以至最终成了我们生活环境中的一个坐标。就像一个老朋友，一个在我们身边、我们喜欢或经常看见的人。于是我们自发地相信它，相信它向我们所说的一切。是广告攻势使受试者的味蕾觉得可口可乐的味道比它自己还要好。

3百事可乐味道再好也白搭
　　而当研究人员用百事可乐替代可口可乐做同样的实验时，结果让他们大吃一惊，百事可乐绝对不具备可口可乐的影响力！总地来说，受试者对标明的百事可乐和未标明的百事可乐评价一样。大脑成像表明，这一次只有一个评判标准，那就是由“测味计”测定的口味，因为其他大脑区域没有任何反应。原因显而易见：百事可乐的市场营销投入远远落后于可口可乐。可口可乐公司有100多年的历史，历年来在广告方面投入了巨额资金，以至于可口可乐成了世界上最知名、也最畅销的饮料品牌！这一切都说明，决定我们购买行为的并不一定是理性的考量，即产品的质量本身。广告，以及其他因素，如朋友、时尚、我们的阅历，也会影响我们对某一产品的认知。

阈下信息的力量

藏在成千上万的图像之中的信息能否在不知不觉中影响我们的选择，比如引导我们投票支持某个政客，或指引我们选择某件商品？最近的两个实验为我们带来了答案。
　　
　　当我们窝在沙发上，眼睛盯着自己喜欢的电视节目时，我们是否最容易受人操纵？他们会不会利用我们一时的松懈，通过电视屏幕向我们灌输广告或一些隐蔽的消息呢？这些图像播放速度如此之快——50毫秒1帧——以至于我们无法看清它们，但据说它们会赖在我们的脑子里不走，操纵我们的意志……
　　这并不是玩笑。2003年，法国一档电视节目的片头中隐藏了一个牙膏的商标图案，被视听高级委员会叫停，因为自1992年起，这种手段就被严禁。但是这个禁令本身是否真的有必要呢？换句话说，这些所谓的阈下图像真会使我们买一些本不需要的商品，或者使我们违背自己的意愿投票支持一个我们厌恶的政客吗？
　　可以肯定，我们的大脑会看到这些阈下图像，即使我们意识不到。为了证明这一点，研究人员借助核磁共振扫描仪，对看到阈下图片的大脑进行了观察。他们发现，每次都有好几个大脑区域被激活。首先是负责重组视网膜传入信息的视觉中枢。接着是其他区域，比如情感区域，负责判断接收到的图像是危险的还是令人愉快的。这些大脑区域的活动表明，大脑看见了阈下图像，甚至还开始了对这些图像的分析。但这就足以把它们所携带的信息铭刻在神经元里、影响我们的判断、改变我们的行为吗？为了解开这些谜团，法国艾克斯大学社会心理学实验室的艾哈迈德·沙努夫(Ahmed Channouf)做了两个重要的实验。

阈下信息能影响我们的判断吗？

    在这个实验中，研究人员要求参加测试的学生就屏幕上滚动的几条信息作出判断。“Buitoni面条比Panzani面条更容易煮熟”；“Geo熟肉比Herta熟肉更精”；“菲亚特轿车出口销量全世界第一”……受试者根据各自对信息可信度的估计，选择按下“对”或“错”键。但是在信息出现之前，阈下图像闪过：一张悲伤的脸或一张幸福的脸。结果学生们的确受了影响。他们更相信一张幸福的脸之后的信息，而不太相信一张悲伤的脸后面的信息。当然，他们都不记得曾见过这些脸。研究人员对此的解释是，阈下图像引起的好的或不好的情绪干扰了对随后出现的信息的判断。换句话说，观众没有意识到自己看到了引发情绪的人脸图像，而只有对随后出现的信息的意识，因此便会张冠李戴，把阈下图像引发的情绪和随后出现的信息联系在一起……结论：要使我们信赖一个产品的质量或一个政治人物的品行，那只要在一个广告或一个政治演说之前，通过阈下信息传播幸福的信号就行了。不过话虽如此，你仍大可不必担心。因为在这些图像促使我们购物或投票支持一个候选人之前，我们还有足够的思考时间！事实上，阈下信息的“缺陷”在于，它们所形成的暗示并不持久。数百项实验的结果表明，阈下信息的影响只能持续几分钟。随后，影响力迅速减弱，几小时后完全消失，即使在某些极端情况下也只能持续一至两周。因此，只要没人在超市或投票室里向我们灌输阈下信息，我们就没啥好怕的！

阈下信息能改变我们的行为吗？
　　这次实验要求受试者从屏幕上先后出现的单词中找出法语单词。事实上，这只是一个借口，为的是让受试者老老实实地坐在屏幕前。而实验的真正目的则是测试一个词出现之前的阈下信息的作用。某些受试者看见一瓶橘子汽水的照片，另一些受试者看见一瓶可口可乐的照片，还有一批受试者看见一张桌子的照片，也就是说一个与汽水毫无关联的东西。巧的是，实验结束后的冷餐会上就有汽水供应——其实这并非偶然。研究人员发现，见过汽水照片的受试者比见过桌子照片的受试者更乐意喝一杯饮料，好像饮料的照片勾起了口渴的感觉……阈下知觉再次得到了证明！但是它的这种影响大到足以刺激人们去喝某一特定品牌的饮料吗？才不！事实上，在喝饮料时，受试者通常选择他们习惯喝的汽水(研究人员事先老早询问过他们对汽水的偏好)，这个选择与阈下图像中的饮料品牌没有联系。总体来说，即使看了橘子汽水的阈下图像之后，喝可口可乐的人还是选择可口可乐。这个结果使我们稍稍放心，它证明，阈下知觉没有我们想象的那样富有影响力。当然，阈下知觉可以激起人的欲望，促使他们满足某种需求(吃、喝、吸烟……)。但是，它无法激起我们购买某一特定产品的欲望，更不消说使人做一个与自己口味或意见相左的决定了。举例来说就是，对香烟的阈下知觉不会促使一个不抽烟的人抽烟，但是它可能会使一个瘾君子更快地去抽一支烟……

广告拯救生命

即了解人类心理的来龙去脉，又懂得利用人类心理来操纵我们，广告设计者熟谙此道！他们的方法是如此有效以至于有人想用广告来拯救非洲的芸芸众生！
　　
　　2000年3月。瓦莱丽·柯蒂斯(Valerie Curtis)受够了！多年来，这位来自伦敦热带医学院的卫生专家在黑非洲来回奔波，向非洲人民宣讲卫生的好处。她再也无法忍受成千上万的孩子死于腹泻、流感、伤风等在发达国家很容易治愈的疾病。在医疗设施欠缺的发展中国家，这些疾病每年要夺走200万幼儿的生命。
　　但她最最难以接受的，是这些疾病其实很容易就可以根除！特别是腹泻，做母亲的只消在如厕后勤用肥皂洗手就可以了。因为粪便中的细菌很容易沾染到手上，如果她们马上就去做饭或吃饭，那就很可能会污染食物。在非洲，大部分情况是做母亲的把细菌传染给孩子。根据瓦莱丽·柯蒂斯的计算，只要她们在碰触食物之前洗洗手，腹泻患者就能够减少一半。

如何鼓励妈妈们洗手？
   这真的没什么复杂的！而且也不贵，即使是最贫困的家庭也都有肥皂。但问题是，在贫穷国家，人们基本没有洗手的习惯，只有不到10％的家庭主妇坚持洗手。其实早就有人尝试去改变这一切。几十年来，当地和国际的很多公共卫生组织在非洲开展了大量预防和相关知识的宣传活动，然而收效甚微。那该怎么办呢，认命吗？这可不像瓦莱丽·柯蒂斯的作风！既然传统手段难以奏效，于是她决定求助于真正的宣传行家：广告设计师。但首先她必须获得有力的支持。她把自己的想法告知好几个国际组织，它们很赞赏她的想法，同意支持她。2000年夏，由这些国际组织联系的3家肥皂生产商(联合利华、保洁、高露洁)决定接受挑战，那就是设计一个电视广告，大力鼓励人们上完洗手间后洗手。
   几个月后，联合利华公司广告团队的成员踏上了加纳的土地。为了更好地了解目标人群，他们开始针对家庭主妇进行调查，因为她们把细菌传染给孩子的可能性最大。调查目标：确定她们什么时候、为什么要使用肥皂。
   就这样，他们发现了以前预防活动的疏漏。是的，家庭主妇使用肥皂，她们用肥皂洗澡、洗衣服，还有就是手脏了之后用来洗手。例如，做完饭后去掉手上的油渍，或是耕完地后洗去泥土。但从洗手间出来就不一定洗手了，她们觉得此刻手是干净的。原因在于细菌是肉眼所看不见的。

震撼的影像唤醒意识！
　　如果我们想改变这些行为，那么广告就必须针对这一错觉进行纠正。说白了，广告只需传递一个信息就够了：手上有一些肉眼不可见的东西，而肥皂是能够将这些东西除掉的唯一有效产品。广告中既没有提到疾病也没有提到细菌，但却非常有效！只要看过这广告，准保你以后再也不会出了洗手间后不仔细洗手了！在这个广告中，一名双手沾上紫色污点的家庭主妇走出洗手间。这些污点代表着肉眼看不见的细菌。于是，她污染了双手所碰触的一切，包括她的孩子马上要入口的食物(参见该广告截图)。广告的目的在于使观众对洗手间产生强烈的厌恶。这很管用。国家电视台每天在黄金时段多次播出这一广告，使人印象深刻。这一宣传活动开展1年后，研究人员再次进行调查，71％的受访妇女记得这个广告。她们之中，11％的人养成了上完洗手间后用肥皂洗手的习惯，41％的人则在饭前或做饭前用肥皂洗手！
　　这一成功证明，广告设计师深知我们对什么东西敏感。他们知道，为了诱导一种新的行为，不能光靠讲道理(关于卫生好处的说教)，而是要激起人们的某种情感。事实上，道理(“洗手对健康有益”)可以影响我们的决定，而强烈的情感记忆(广告引发的对细菌的恶心)能促使我们真正地付诸行动。
　　目前，有关同一主题的其他广告正在秘鲁、马达加斯加、尼泊尔、塞内加尔等国家播出，预计它们也能取得很好的效果。

鉴于互联网所取得的巨大成功，我们似乎完全有理由相信网络世界形势一片大好。其实不然！由于互联网诞生之初并未考虑到现在这种无序使用的局面，因而其自身结构正显露出越来越严重的缺陷。结果，黑客们惊喜地发现大展身手的天地，而未来网络应用的发展却如履薄冰。网络的黄金时代即将一去不复返。

编译 武峥灏

结构过时的网络

就在新的网络应用功能不断涌现之际，互联网却已经由于先天结构缺陷而难以跟上时代前进的步伐！设计者们并未料到它会成为一个如此开放的平台。该对互联网进行重新设计吗？

    电话、视频、电视、音乐、报纸、百科全书、书籍、旅行社、银行、政府机构……今天的互联网似乎已经无处不在、无时不在。其迅猛发展已是大势所趋，难以遏制。在法国，绝大多数居民已经开始使用宽带网络连接。据法国电信公司2008年年初统计，法国ADSL（非同步数字用户专线）人口普及率达到98.3%。而超高流量宽带（负载能力是现有技术的10倍，甚至更高）也将在不久的将来投入使用。法国政府最近推出的“2012数字法国计划”把2012年超高流量宽带用户数量目标定为400万。在不到10年之前，人们还只能通过互联网浏览静态网页，而当时的文本及其他文件的传输速度只有区区每秒56千字节（Kb）！如今随着互联网及其应用功能日新月异的发展，已经很难想象如果没有了互联网我们该怎么办。然而，垃圾邮件、电脑病毒、银行账户被黑等现象无不在提醒网络用户，隐藏在电脑屏幕或手机彩屏背后（目前全世界27亿部手机中有20%采用了3G技术，能够通过电话信号中继站连入互联网）的是怎样一个危机四伏的复杂世界。在互联网专家眼中，网络威胁确实存在，而且令人忧心忡忡。然而，网络服务商和网络内容及应用功能发展商依然对网络应用革新趋之若鹜。高分辨率电视节目、远程外科手术、工业设备实时监控维护等新事物已经进入人们的视野。

黄金时代的终结
    不仅如此，实现不同设备连接的“周边”信息技术也正处于飞跃发展阶段。法国新一代互联网基金会的让-米歇尔·科尔尼（Jean-Michel Cornu）透露：“2008年是互联网发展历史上的重要一页，计算机、公共通信设施、控制台等信息交流设备的数量已与网络用户数量相等！”能够对人体健康状态进行连续监测的医疗设备、能够在网上显示旧金山停车场车位的装置、可以用于石油输送管道漏油检测的系统……不计其数的新实验显然在向我们表明，互联网的巅峰还未到来。
    实际情况并非如此。确切地说，互联网的黄金时代似乎已经走到尽头。虽然革命性的应用方式仍是层出不穷，众多互联网专家却认为互联网发展的可能性已经达到极限。互联网就像刚从青春期走来，在经历了突如其来的“发育”后，却发现自己已经定型，不可能无限地“长大”。种种迹象都表明了这一点，网络电话就是上佳明证。网络电话的通话质量有时只不过勉强达到步话机的水准，可靠度也仅为90%～99.9%（每年累计故障时间为9小时～3天），远远落后于传统电话著名的“5个9”标准（可靠度达到99.999%、全年故障时间仅为5分钟）。同传统电话相比，网络电话的确不能算是一种进步！这其实也没有什么值得大惊小怪的。1969年互联网诞生时，只是为了通过原有的电话线路在少数大学固定电脑设备之间进行文本信息传输。当时的那些基本原则虽然使它拥有了一定的适应能力（在出现局部断路的情况时，互联网能够依靠多条应急路由摆脱困境），但也使它无法得到必要的优化。在信息技术专家们看来，互联网已经“尽力而为”了。说白了，网络既不保证送达数据的质量，也不保证数据送达的时间。网络一旦发生堵塞，数据流就会在路由器中排起长龙。只要等候时间超过两秒钟，数据包就会被丢弃，也就无法应用于网络电话或视频服务。

难以确保的服务
    上世纪90年代，互联网的忠实拥护者们曾对利用互联网大规模进行远程外科手术和空中交通管理充满期待，但他们的努力最终付诸东流。互联网受到全球性停电影响的可能性虽然微乎其微，但种种意外故障却是家常便饭：就不必路由器故障就不必说了，跨洋海底电缆三天两头地也会由于船锚撞击等原因而发生故障……每当故障发生之后，整个互联网平均需要3分钟才能找到用于取代失效链接的路由。这又需要占用大量资源，从而使得延迟可能达到15分钟……
    互联网不甚理想的性能同样也会对视频直播、股市交易、网上拍卖等活动造成影响。难道就不能给这些应用项目设置“绿色通道”吗？对此，互联网先驱、数据包发明者路易·普赞（Louis Pouzin）回应道：“根据设计，互联网对带宽采取的是公平分配的做法，因此在数据包传输方面并未设立任何优先系统。”由此可见，根据当前网络结构情况，要在整个互联网中实现“有保证的服务质量”是根本不可能的。
    这一局限性在无线网络上表现得更为明显。发展中国家的10亿新网民将成为互联网发展的重头戏。这些新加入的网络使用者将更多依靠无线终端而非大型固定基础设施进入互联网。然而，Wi-fi、Wimax、蓝牙等无线信息交换技术却让互联网核心支柱——TCP协议（Transmission Control Protocol传输控制协议）陷入窘境。这一互联网运行的内在原则的任务就是对数据流进行自动调节，避免出现网络堵塞的现象。按照设计原则，TCP协议会把传输过程中的所有错误都视为网络堵塞的信号，并自动将传输流量减半。问题在于，无线网络连接模式与TCP协议的设计目标——有线连接模式不同，会出现大量数据丢失的情况。法国国家信息与自动化研究所（INRIA）互联网协议与应用项目负责人瓦利德·达布斯（Walid Dabbous）分析道：“TCP协议会把这些数据丢失现象都视为网络堵塞的迹象，从而使得无线连接远远不能达到理想状态。”由此可见，互联网无线连接虽然可以实现，但是要以连接速度下降为代价，甚至还可能出现网络连接时断时续的情况！这是因为，手提电脑或3G手机（在火车、汽车等交通工具行驶过程中）需要不停地追踪沿途中继站的信号才能保证与互联网的持续连接。巴黎第六大学信息技术实验室研究员居伊·皮若尔（Guy Pujolle）解释说：“然而与手机不同的是，TCP协议并不支持不同中继站之间的信号过渡，从而导致在驾车或乘坐火车旅行途中无法使用互联网。”在实际使用中，信号过渡总会出现中断。这种中断虽然短暂，却也足以让TCP协议做出要在两台计算机之间重新启动数据传输的判断。而这样一来，数据包又会再次丢失。在应用前景最被看好的无线连接领域，互联网却难以为继。而且这一状况也不会因为时间的推移而有所改善。由于其技术基础已经无法同目前的应用任务相适应，经历了“拔苗助长”的互联网反而尽显垂暮老朽之气。你或许会问，现在互联网的各项应用不是运转良好吗？没错，但这仅仅是因为技术专家给互联网贴上了许许多多的“补丁”。这些层层叠加的补丁不仅限制了互联网的发展空间，而且使得互联网最终成为一团乱麻！你不妨把互联网想象成一个虽然“遍体鳞伤”，但仍旧被要求跑得更快更远的轮胎。汤姆逊公司巴黎研发部主任克里斯多夫·迪奥（Christophe Diot）总结道：“这些大型信息交流网络闻所未闻的管理难度已经到了我们认知能力的极限。一想到那些路由器的更新都是通过人力手工完成的，就让人毛骨悚然！”要知道，完成这样一项任务所需撰写的信息代码可达1万行之多。更为糟糕的是，随着网络用户数量的激增，路由表（互联网道岔控制器表单）端口数量从1992年的2万个增加到今天的27万个。发生混淆自然是家常便饭。据统计，信息网络62%的中断时间出自于人为错误，而不是设备故障。而网络错误的解决就更加让人不寒而栗。出于经济和简化的考虑，互联网被设计为无法对其自身“健康状况”进行分析和表述的“残障儿”，只有互联网边缘终端才具备交流功能。“因此，大部分互联网故障的原因都无法找出。”克里斯多夫·迪奥表示。居伊·皮若尔进一步指出：“互联网的各种协议已经变成异常复杂的拼图游戏，想要理解这些协议需要许多专家的共同参与。”而今天那些“补丁”的编码行数也已经超过了互联网基础协议的编码行数！单单下面这个例子就已经能够说明问题：面对互联网的巨大成功和美国对于IP地址储备的控制，欧洲企业不得不通过投机取巧的手段来弥补IP地址数量的不足。这一方法就是能够在局域网同外部网络进行信息交换时临时分配网络地址的NAT（Network Address Translation，网络地址转换）技术。该技术的缺陷在于网络地址转换会对传输协议造成干扰，并导致即时信息服务或网络电话服务必须经过极其复杂的路由才能实现。在这样的技术背景之下还能诞生Skype这样的网络电话服务软件无疑是一大奇迹。

互联网推倒重建？
    我们同样不能忘记，用于过滤可疑网络信息内容的防火墙也对互联网造成了极大的负担。这是因为包括全新应用功能在内的未知事物都会被防火墙视为潜在威胁！美国斯坦福大学研究员尼克·麦克欧文（Nick Mckeown）总结道：“局部增添的防火墙导致网络更趋复杂、愈加脆弱、进化难度更高。” 克里斯多夫·迪奥指出：“而且由于担心互联网会出现难以预料的不良反应，谁也不敢从互联网结构中撤除某些旧协议。”
    于是，各科学刊物自2001年来纷纷提到互联网的“骨化症”，也就是说新的应用功能和构思想法越来越难以融入互联网了。如果说互联网的结构必须保持现状，那么是否意味着互联网就此永远再无发展变化的可能？“30多年前，我们草创了互联网，想要看看这一想法是否可行。结果互联网似乎大获成功。”互联网先驱人物之一约翰·戴（John Day）表示，“然而真实情况是，自上世纪70年代以来，互联网这一未完成的雏形唯有依靠补丁和计算机日益强大的性能才得苟延残喘。如今计算机性能发展对于互联网的帮助已是强弩之末，而补丁的不断增加只会让我们走进死胡同。”尼克·麦克欧文进一步解释说：“互联网由于受其基础协议的限制，似乎越来越难以跟上时代的前进步伐。现在的问题就是，如何对现有的互联网进行改造？”
    对于这一疑问，越来越多的专家大胆回答：“从零开始。”彻底推倒重建，这就是包括互联网伟大先驱在内的部分专家为互联网决定的命运！抛弃那些已经过时的互联网协议、彻底重建网络结构……这一做法到底是大胆果敢还是荒诞不经，无疑是个仁者见仁、智者见智的问题。虽然目前世界上几乎所有的信息交流网络都采用了以不可触动著称的互联网协议（IP），但是正如瓦利德·达布斯所指出的：“我们最终发现所有依靠补丁改善互联网性能的努力其实没有什么效果。与此同时，不少优秀的想法仅仅因为与IP协议无法兼容而在国际互联网会议上遭到否决。”在这种情况下我们又能有什么其他选择呢？

信息技术专家的“大型强子对撞机”！
    不论是在美国、日本，还是在欧洲，都已经开始出现反抗IP协议“专制”的行动。近些年来，曾经参与互联网设计的普林斯顿大学、斯坦福大学、麻省理工学院纷纷致力于互联网“从零开始”计划的实施。2005年，美国国家科学基金委员会（Nation Science Foundation）还推出Geni项目（Global Environment for Network Innovation，网络技术革新全球环境），这一大型互联网结构实验项目耗资高达3.5亿美元。这一计划就好比信息技术专家的“大型强子对撞机”（LHC）。参与2008年启动的欧洲Fire（Future Internet Research and Experimentation，未来互联网研究实验）项目的塞尔日·弗迪达（Serge Fdida）解释说：“今天，我们的发展方向是组成现有网络实验平台的全球联盟。”曾经与现有互联网建设失之交臂的欧洲这一回自然不愿再次置身事外了。

前景如何？
    这些相互沟通的实验性网络长期以来一直是网络工程师们孜孜以求的梦想。这是因为在现有互联网上对新设计原理进行测试可能造成损害，而那些小型原型网络则不具备足够的代表性，无法充分说服企业采用这些原型技术。而且，从零开始东山再起或许是我们从现今迷局中豁然顿悟、破茧而出的一次契机，有利于找到彻底的解决方法。其中一些方法说不定还能让我们在无需大动干戈的情况下对现有互联网做出改进。
    但是如果真的要对互联网推倒重建呢？很难想象2.8万家网络服务商怎样才能在一瞬之间对互联网50万台路由器进行更换！对于这一浩大工程忧心忡忡的网络工程师们祭出了秘密武器——虚拟化技术。“虚拟化技术就是在同一物理设施之上同时运行多个信息系统的技术。”居伊·皮若尔解释说，“随着时间的推移，网络服务商很可能会装备具有虚拟化功能的路由器。届时就能使两个甚至更多的网络同时运行，然后就能利用新老网络的并存循序渐进地进行转移。”这一方案虽然听起来颇具吸引力，但就目前而言仍不过是纸上谈兵。因为这一方案对于能够满足最为复杂的应用功能所需的新结构只字未提。在全新网络到来之前，网络工程师们仍必须继续帮助互联网“尽力而为”。

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卷首语

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消息树

封面故事：

互联网崩溃

互联网的巨大成功隐藏着巨大的危机，它最初的设计思路完全没有考虑到今天的用途与规模，其自身结构正显露出越来越严重的缺陷，仅靠局部的修补已难支撑飞速增长的需求。是否已到一切推倒重来的时刻？

探索：

    宇宙之数：10¹²²

10¹²²，也许就是我们所在宇宙的关键数字。

    系外行星，眼见为实！

人类共发现了约350颗太阳系外行星，它们都隐藏在恒星耀眼的星光中，难以进行直接观测。不过今天，借助日新月异的光学技术，张望这些外星世界、留下它们的影像已不再是个奢望！

    多彩两性

为什么两性之间会有如此巨大的形态差异？这一问题曾经让150年前的达尔文深感困惑。通过对果蝇的最新研究，人们惊喜地发现了两性形态差异的生物学起源。基因调控序列的突变是其中的关键。

    以舌代眼

埃里克·韦亨梅尔是一位盲人登山运动员，曾于2001年征服过珠穆朗玛峰。 他是怎样找到这些攀岩支点的呢？通过舌头！

    环保也恐怖

他们勇敢地捍卫着地球和生命。他们不满足于摇旗呐喊，而是直接诉诸实际行动。他们不惜以身试法，有时候甚至还威胁到他人性命……

    科学泡泡达人

当你希望成为一个太空爱好者的时候，天文望远镜并不是唯一的选择，或许从家里的浴缸就可以开始。来放上一池热水，倒入浴液，让我们进入这些五颜六色的泡泡世界……

    Wii的1001种玩法

Wii控制器并不仅仅是一个遥控器。闲不住的发明家赋予了这个高科技结晶各种异想天开的用途。

专题：

    似幻亦真安慰剂

安慰剂泛指一切对病人能起到安慰作用的方法与手段，它促成了西方医学体系下药物开发标准的建立，而今却已经成了当代最难以解决的医学谜题之一。

技术：

    囚禁污染

众所周知，二氧化碳是导致全球变暖的罪魁祸首，而法国研究人员最近发明了一种可以捕捉二氧化碳的分子……

    超级战士

美军正在开发一种革命性的外骨骼战甲，15年内，它将使任何一名士兵成为超级英雄！

健康：

    胎儿心脏手术

宫内介入手术可以在不开腹的情况下治疗某些身患畸形的胎儿。凭借这一极限外科所取得的巨大技术进步，医生们今后可以为29周龄的胎儿实施心脏手术了！

    最致命流感

流感，1918年到1920年人人闻之色变的词语，曾造成历史上最致命的流行病大爆发。

专栏：

    科学外史：使超新星革命，让大彗星造反——关于第谷的往事之三

    惯性参照系：对数生活

社会心理：

谁在摆布我们？

我们自以为思想自由，却往往被人左右……为弄清我们是如何受人摆布，又如何能影响别人，心理学家对我们的行为和大脑进行了抵近观察。

读图：

    当大地开裂……

大地在我们的脚下移动，裂缝就是证据！地壳表面竟然裂成两半，如此壮观的景象足以令人叹为观止。

……………………

卷首语:

     2009年2月11日，美国1997年发射的一颗卫星（铱33），与俄罗斯一颗1现已报废的卫星相撞，地点位于西伯利亚上空。事件发生后，网友热议纷纷，大家惊诧的是以太空之大，两颗小小的卫星竟然也会狭路相逢，更有人怀疑这背后有什么阴谋。
    《新发现》的读者的心情恐怕会因为早有预料而相对平静些，因为我们在1月号刚刚发表一篇杞人忧天的《清理太空垃圾》，文章中提到，航天机构轻忽的态度，导致人类自1957年首次火箭发射以来，制造了大约7000吨的太空垃圾，人类活动在地球周围产生的垃圾碎片比陨星还要多，时至今日，太空中漂移着5000万片人造卫星和火箭的残骸。其实早在1996年，法国“西雷斯”号微型试验卫星与前辈“阿丽亚娜”号火箭的一块碎片相撞，被迫中止任务，返回了地球。此后，类似的严重事故接二连三地发生。文中提出了6套解决方案，绳拉、网捕、胶沾……奇思妙想，令人拍案叫绝。该行动起来啦！
    这回我们又提出一个更令人忧心的话题：互联网的未来。“崩溃”一词固然是为了让人警觉，但绝非空穴来风。互联网看上去如鲜花着锦，烈火烹油，骨子里问题多得吓人。这直接可以归咎到它的起源。互联网的雏形是美国1969年推出的ARPA实验性网络，最初只有4个节点，只是为了通过原有的电话线路在少数大学固定电脑设备之间进行文本信息传输。它的设计思路完全没有考虑到今天的用途与规模，更没有对安全问题足够重视，在自身结构留下了严重缺陷，仅靠局部的修补已难支撑飞速增长的需求。对下一代互联网的呼声越来越高，但这个问题非常棘手，就像一个病人拖了太久，以前是靠保守疗法，现在已经到了不开刀不行，开刀代价太大的地步。如何保证在一切推倒重来的时刻不至于伤筋动骨，这是下一代互联网刻不容缓的课题。
    《似真亦幻安慰剂》也是一篇发人深省的文章。对于药物，我们通常的思维是：要么是真药，要么是假药，要么是有效，要么是无效。但是事情可能不像表面看上去的那样，而是要复杂得多。在主观想象和客观标准之间，竟然还有一片巨大的灰色地带，而心理作用与真实疗效的互动，也为我们更好地评估药物的作用机制，提供了一条崭新的思路。

海洋缺氧是全球气候变暖导致的后果之一，却一直未受到注意。最新研究得出结论:随着气候的变暖，水中的氧气会越来越少，而海洋生态系统却在消耗越来越多的氧气，结果便造成了海洋缺氧。这种现象不仅对海洋生物构成了不容忽视的威胁，同时也危及人类的渔业活动。

编译 赵静利

    千上万的鱼蟹、海星和海参的遗骸堆积在海底或四处散落在海滩上，这就是美国俄勒冈大学的研究人员2006年考察俄勒冈州海域时看到的悲惨景象。要知道，这个位于美国西北部的州可是以盛产鱼类闻名的。如此大规模的海洋生物死亡令研究人员震惊不已，他们原本期待的是在这片营养丰富的水域看到生命欣欣向荣的情景。究竟是什么原因造成了这场惨剧？原来，作为整个海洋食物链中的基础环节，浮游植物群因来自太平洋深处的上升水流（亦称上升流）带来的丰富营养物质而迅猛繁殖，消耗了水体中的大量氧气。2008年3月，研究人员发表了研究结果，终于揭开了这场离奇死亡的原因：正是由于俄勒冈沿海水域中的氧气骤然间消失殆尽，导致鱼类、贝壳类和甲壳类动物窒息而亡。

浮游植物过剩是有害的
    其实，这种现象早已在人们熟知的几个上升流海域发生过，但此前在俄勒冈州海域还从未被观察到。更糟的是，近几年的观测结果显示，这种现象可能会越来越频繁、越来越持久地影响几乎全世界的上升流海域。科学家们认为，这种情况应该是全球气候变暖造成的，气候变暖不仅使得上升流区逐渐缺氧窒息，还会进一步影响到几乎全球的海域。形势如此严峻，以致俄勒冈研究团队的成员弗朗西斯·常（Francis Chan）认为海洋缺氧今后甚至可能成为“气候变暖对海洋造成的最令人担忧的后果之一”。
    老话说凡事“多多益善”……可美国科学家们的研究却表明，正是为数过多的浮游植物间接导致了鱼类的窒息死亡！弗朗西斯·常认为：“气候变暖加强了海面气流运动，导致上升流加剧，数量更多的海底营养物质随之上升到海面，海洋表面的海水也因此变得更富营养。”于是，浮游藻类迅速繁殖，数量增加之多、增幅之广，使得它们的天然噬食者根本消受不完，于是绝大多数藻类就地腐烂，成为细菌的美味。然而，为了把这些有机物质统统消化，这些其貌不扬的微小细菌却耗尽了所有溶于海水中的氧气。随之而来的后果是：这一区域的所有生物倾刻之间一命呜呼。

某些海域的生命可能绝迹
    不幸的是，这种灾难性事件并不是俄勒冈沿海水域特有的现象。几年来，上升流所在海域处处频发类似悲剧，比如美洲大陆西海岸、墨西哥、秘鲁、智利的海域……此外在印度洋和印度西海岸地区，人们于2000年首次观测到缺氧现象。也别忘了大西洋，要知道近些年来纳米比亚沿海地区接二连三发生过大面积的缺氧。
    当然，每次只是方圆数万平方公里的海域受到波及，出现完全缺氧。而且，即使所有上升流区定期遭受缺氧，受影响的海面面积至多也只占全球海洋总面积的1%左右。目前，海洋总体来说都含氧充分，无需担心它们会变得完全不适于海洋生物呼吸，就像曾经发生过的两次缺氧事件一样。这当然好！因为每次发生缺氧之后，紧随而至的便是全球范围内大量生物的销声匿迹。幸运的是，事情还没糟糕到这步田地。尽管如此，气候变暖也还是使得世界各地的海洋含氧量下降，有时下降的幅度之大甚至足以引起我们的警觉。在全球所有的海洋中，北太平洋看起来是对气候变暖最为敏感的。自从加拿大大不列颠哥伦比亚省锡德尼海洋科学研究所的弗朗克·怀特尼（Franck Whitney）于2007年8月发表其研究成果以来，我们知道“在1956年至2006年间，100～400米深处的海水，甚至包括那些俄勒冈州沿海上升流的水，含氧量已经减少了差不多22%”。这位加拿大科学家从这一骇人听闻的氧气剧减事实中总结出导致俄勒冈海岸缺氧的因素之一。来自该地区海洋深处的水流含氧量如此之低，只需少量稍稍贪吃的细菌就足以耗尽水中微薄的氧气储备。弗朗克·怀特尼毫不迟疑地指出：“依此速度发展，北太平洋广阔的海域在十几年内就将变得不再适合大部分物种生存。” 持这种观点的学者不止他一人。其他一些学者甚至认为在一些对气候变暖特别敏感的北太平洋次区域，如日本海，生命有可能完全绝迹。
    所幸，并不是世界上所有的海洋都面临如此糟糕的境况。但这也无法改变气候变暖在暗中继续破坏氧气储备的事实。因为，气候变暖无论在哪里都是海洋升温的代名词。然而，当海水温度升高时，海水中氧气的溶解度却在降低。更确切地说，海洋温度越高，它所含的氧气就越少。北太平洋、大西洋、印度洋……所有海洋都可能因此向大气层释放出自己的部分氧气。此外，海洋升温时，表层海水密度会降低，也就不可能潜入海洋深处为那里带去氧气，尽管表层水本身含氧丰富，但它们已经与大气层建立了联系。海洋表层水和深层水之间的对流受阻，还导致富含营养成分的深层水无法上升到洋面来滋养表层水（除非在上升流区）。所以，如果浮游植物群在沿海水域大量繁殖，那么它们在外海水域就会越来越少。此外，正如美国国家海洋气象局（NOAA）太平洋岛屿渔业中心的杰夫·波洛维纳(Jeff Polovina)所指出的那样，1998年至2006年间，海洋浮游植物几近灭绝的区域面积增加了近15%。这一扩张速度是目前最先进的气候-生态系统模型预测结果的10～25倍。

拯救海洋的唯一方法：沙丁鱼
    2004年，分别来自于美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校和斯克里普斯海洋研究所的约翰·哈利(John Helly) 和丽萨·莱文(Lisa Levin)，制定了一份持久保持低氧状态的水域清单，海洋学家们称之为最低含氧区（OMZ）。当时将近100万平方公里的海域被列入低氧区。其中60%位于印度洋，30%位于东太平洋，10%位于大西洋。2008年5月，德国基尔大学研究员洛塔尔·斯特拉玛（Lothar Stramma）指出，近50年来这些海洋低氧区中的氧气在持续减少，而与此同时，最低含氧区的面积可能也扩大了。
    如果不提及河口湾的缺氧，那么对海洋聚氧作用所面临的威胁的描述便是不完整的。河口湾，顾名思义，大量营养物质正是从这里被倾入海洋。在发生上升流的情况下，这些营养物质便会导致严重的海水缺氧。气候变暖还可能对此产生加剧效应。一些科学家认为气候变暖将增强雨水对土地的冲洗，而这又将扩大倾泻范围，由此引发更为严重的缺氧。这还未将有些人为应对气候变暖而主张向海洋投放营养物质的做法考虑在内。
    全球海洋含氧量的下降使得科学家们忧心忡忡，他们担心这将对海洋生物造成巨大影响。举个例子，比如上升流区属于海洋中最富生产力的区域，因此世界上大多数渔场都位于上升流区，全世界产鱼量的20%来源于此！现在的问题在于，似乎没有人确切知道气候变暖已经给海洋带来的或者将给海洋带来什么样的后果。弗朗克·怀特尼和洛塔尔·斯特拉玛因此呼吁相关研究尽快展开。海洋缓慢的窒息，让我们有些措手不及。目前，科学家们提出的对付沿海区域缺氧的唯一办法是促进浮游植物强劲天敌沙丁鱼的发展。但现在还不能确定这么做是否来得及为海洋补充足够的氧气……

即使再过百来个世纪，我们今天深埋的放射性或有毒废料仍将是致命的威胁。如何将危险告知子孙后代？在储存地应该建造怎样的警示标志？数十名专家正为解决这个棘手的问题而苦思冥想。

编译 萧舟

    2008年夏天，3115个法国小镇的镇长收到了来自国家放射性废物管理局(ANDRA)的同一封信。在信件中，他们被告知，其城镇的地质条件适合进行该局的下一个填埋工程，这些城镇可以在10月31日前提出申请。初看起来，这对于这些小镇来说是个天赐良机，如果它们被选中，当地工厂的订货单将会一直排到2040年！只是ANDRA的说明材料里省略了一个细节，一个甚至令核工业的代表们都难掩尴尬的细节。
    要理解这一点，还是让我们先回到1991年。夏季的一个早晨，一组来自各个领域的专家参观了位于地下655米深处的洛斯莫达诺斯(Los Modanos)盐矿。该矿地处人迹罕至的新墨西哥州沙漠腹地，离最近的城市卡尔斯贝(Carlsbad)42公里。是什么促使这些杰出的语言学家、人类学家、考古学家、材料工程师，甚至科幻小说家来此领略洞穴探险？原来几个月前，他们接到了美国能源部一位要人的电话，邀请他们加入一个特殊计划的智囊团。在井底，一名官员向他们解释称，这座盐矿是一座具有重大战略意义的“废物隔离示范装置”(Waste Isolation Pilot Plant)，很快就会迎来美国核武器制造计划所遗留的废料。的确，自1942年“曼哈顿计划”(制造第一颗原子弹的计划)起步以来，美国已经积累了成千上万件受钚或镅污染的机床、容器及工作服。在它们释放的α射线逐渐衰减之前，几万年里都碰不得这些物品。2033年左右，当埋入的废料达17.6万立方米(约为大金字塔体积的7%)时，该矿井将被彻底封闭。有关专家担保，盐岩所起的隔离保护作用至少能持续25万年。
    不过，这一全球首例放射性物质填埋计划却引起了人们的不安：如果我们有一位遥远的后代无意间凿穿了这个危险的仓库怎么办？万一公元9000年某个装备精良的考古学家因WIPP地面建筑的残迹而好奇心大作也未可知。此外，该地区的钾矿十分著名，地下还蕴藏着丰富的未开采的油气资源，这都很有可能吸引未来的勘探者……总之，有很多因素都会招致灾难性的后果。这促使美国政府布置了一个初看起来略显荒谬的任务，那就是提醒我们的后人，在沙漠中这片长780米、宽630米的区域中挖凿钻孔十分危险。而该警示必须至少存在1万年！

挑战：经得起100个世纪的遗忘！
    于是便有了上面这一幕，一批科学家应召钻入矿井，思考如何为这一“危险品仓库”设立警示标记。他们必须炮制一条未来400代人——无论届时人类的知识和文化状态发生怎样的变化——可读并且可以理解的信息。但专家们很快发现这件事非常棘手。虽然任务艰巨，可“一旦该设施的密封性遭到破坏，就将威胁到闯入者与未来人类及环境的健康”，美国环境保护署(EPA)时下负责WIPP达标检查的项目主管汤姆·皮克(Tom Peake)指出了这一任务的意义。
    近20年后的今天，WIPP仍是世界上唯一一个投入使用的放射性废料地质处置场。不过大部分核国家都已开始考虑核废料深埋问题，其中包括法国，ANDRA去年夏天寄出的3115封信便出自这一考虑。然而，就算在选址时万般小心，远离我们所知的资源，这些深埋点仍须面对同一个挑战：经得起遗忘！该挑战涉及的可能还不止全球这20多个在岩洞中埋葬核废料的计划，因为焚化炉产生的有毒废料以及工厂里累积的重金属同样毒性持久，而数千年后，来自安检机构或企业的警戒肯定早已烟消云散。专家们曾对人类制度的历史记忆进行过评估，结论是，在最好的情况下，这些记忆也无法维持500年以上。当然，梵蒂冈保存着8个世纪以来的资料，但这与WIPP所需的标志相比算不了什么，后者需要持续至少100个世纪！老实说，可供类比的人类痕迹寥寥可数。
    尽管如此，这一小群科学家经过多年的研究，还是陆续提出了好几种草案。在1991年最初的会议上，面对任务的艰巨性，就有人提议，什么都不做！归根结底，不标志这些场所不是更有效吗？“这说得通，因为从一开始，‘能够被遗忘’就是选择地质深埋的理由之一，初衷就是为了规避社会动乱的风险！”ANDRA负责安全、质量和环境的副主任帕特里克·沙尔东(Patrick Charton)解释道。但是大部分参与者认为，遗忘策略对后代来说是不负责任的。“人类喜欢挖掘。”智囊团成员之一、东方研究集团(Eastern Research Group)的莫琳·卡普兰(Maureen Kaplan)指出，“而且WIPP免不了会在地面上留下一些蛛丝马迹。因此，我们必须就埋藏物的性质作出说明。”可是怎样说明才有效呢？

标记深埋点，避免好奇心
    很快，大家达成了一项共识。“为了让深埋点在多年后仍能引起后代子孙的注意，我们应该把标记做大！”统筹WIPP标记项目的工程师史蒂夫·凯西(Steve Casey)概括道。比如说，可以沿着这片深埋区域堆起一座足以抵御风化的高10米、宽30米的土墙。单单这样一圈明显由人工建成的土墙无法表达任何意义，不过专家们构想在土墙内安排一些能够吓退未来几百代人的装置。怎样才能让一个地方变得无法生存呢？想法五花八门：建造高大的混凝土荆棘林；在大块石头上凿孔，一刮风就鬼哭狼嚎；用黑石铺成广场，使得沙漠的这一角热不可当……2002年，在给内华达州亚卡山(Yucca Mountain)民用核废料深埋点征集永久性警示标志的创意竞赛中，还涌现出其他一些有趣的“稻草人”计划，如种植一些经过基因改造的深蓝色丝兰以暗示变异的风险，或是建造一座永远处于喷发状态的人造火山！
    然而到目前为止，这些提议却只使得美国政府的工程师们十分恼火。他们执著于工程的简洁性，认为只有这样，才能保证其持久存在，必要的话，那些吓人的玩意儿统统都可丢弃！汤姆·皮克认为：“那些历史最为久远的古建筑遗迹，就算不到5000年，也应是我们参照的样本。”在这一点上，距今约5000年的英国巨石阵成为了众望所归的榜样：它耐久，消耗的材料少(不像金字塔)，而且累赘。莫琳·卡普兰由此提出了她的想法，这也是目前被采纳的方案，即通过50多块巨石组成的巨石阵标志WIPP的位置，并在巨石上凿刻警示，那是最耐久的书写技术。“树立这么多标志，目的就是便于几千年后的人类还原我们的信息。”史蒂夫·凯西解释道。“最可担心的倒不是时间的考验，而是人类为了循环利用材料拆毁古迹，99%以上的情况都是这样。”智囊团成员、康奈尔大学材料科学实验室的迪特尔·阿斯特(Dieter Ast)补充道，“所以，除了硕大的体积(高8米、重105吨)，巨石还应就地取材，使用该地区常见的材料，这样才不会诱惑任何人。”这里的花岗岩和砂岩都相当不错。至于玄武岩，其耐久性已通过“汉谟拉比法典”得到验证。这种使镌刻于公元前1750年的美索不达米亚法典保存至今的石材，应当也入不了掠夺者的法眼。

用什么标记来表示“危险”？
    但是耐久并不是唯一目的，重要的不是建筑本身，而是它所包含的信息……“有一点使我们大伤脑筋，那就是未来的世代真的有希望参透建筑物上所刻的信息吗？”帕特里克·沙尔东提出了疑问。可不能让WIPP的巨石像巨石阵一样让人对其用途难以捉摸！可以肯定的是，要明白表示这种危险的性质，仅仅刻上放射性的标志是不够的。
    首先，几个世纪后，由于缺少铀(然后是钍)资源，核工业可能已经消失了。届时，这个标志被理解的概率就变小了！更糟的是，由于它看起来很像船舶螺旋桨或“爱与和平”的标志，表示放射性的这种三叶饰很可能会被误解。因此，一些人建议再加上一个骷髅，但那还是不够，甚至是危险的。“历史上，骷髅所代表的意义比我们现在加给它的要多得多：悔恨，永恒，重生，回忆。”法国社会科学高等研究院(EHESS)的符号历史学家米歇尔·帕斯图罗(Michel Pastoureau)指出，“在这个领域，一切都与文化有关，所以我认为，要给遥远的后代留下明白易懂的记号是不可能的！”
    非语言交流专家，同时也是WIPP智囊之一的人类学家大卫·吉文斯(David Givens)不同意这种看法。他提出展示一幅充满惊恐的人脸图像，因为恐惧是一种跨越千年的情感，当然他的前提是届时人类形态变化不大。那么，可以与挪威画家爱德华·蒙克(Edward Munch)的著名画作《呐喊》相媲美的雕刻将能被正确解读吗？“为了确保这一点，我们将在世界各地测试这些图案，既会在纽约进行，也会向婆罗洲岛上与世隔绝的土著展示。”大卫·吉文斯解释道。他也明白，在进行了这种初步的危险警示后，还需要作出详细说明。这任务可够瞧的！因为如果有人能知道现有的语言在1万年内将如何演变，那他就神了！

用6种语言和连环画传递的信息
    “今天还有谁能熟练地解读公元1000年在法国使用的书面拉丁语？即使是17世纪的法语也与当代法语有很大差别。”法国国家图书馆手稿部主任蒂埃里·德勒古(Thierry Delcourt)指出。尽管如此，也并非全无办法。事实上，美国研究人员把希望寄托在WIPP标志设施的独特性上，以期引起未来学者的好奇，他们将是解读文字的最佳人选！为了增加成功的概率，铭文将用联合国的6种官方语言书写，即英语、法语、西班牙语、阿拉伯语、汉语和俄语。并还会邀请我们的后代在这块现代“罗赛塔石碑”上，刻上用他们的语言转译出的信息内容。开头并不复杂：“危险，这里埋有有毒的放射性废料。切勿钻探或挖凿。”这第一条警告清晰而简短，因此可以被很快翻译出来，但之后的解释会越来越深入、复杂。“和那些用来吓走盗墓贼的虚张声势的警告信息不同，我们的警告将传达一些可证实的信息，并不会夸大威胁。”大卫·吉文斯特意指出这一点。万一未来的人类认为这只是一种原始的迷信，那么还有分布在深埋区域中的3个“信息室”供他们参观。信息室的石壁上将刻上许多详细的技术信息，包括用于表示埋藏日期的相应的天体图，以及对核辐射后果所作的解释，因为辐射不可见，所以很难让人相信。此外还将准备一组连环画，以这种跨时代、跨文化的叙述方式对文字和图表进行补充。
    然而，哪怕付出这许多努力，以使信息能够被理解并被重视，可仍然有着许多不确定性。例如，怎么能确定一些贪婪或绝望的人不会把这些标志视为掩饰一座宝藏的障眼法呢？在这种情况下，没有任何办法阻止人们蓄意闯入。“如果人们害怕一个地方，就会荒废它，那么标记这些储存物的记号被理解的机会就更少了。”经济合作与发展组织(OCDE)核能署(AEN)废料管理部门的负责人克劳迪奥·佩斯卡托雷提醒道，“我们的想法与WIPP的专家们相反，我们认为这些地方应当成为社会组织的一部分。一些核废料储存地的社会团体已经表示，愿意成为记忆的积极守护者。这意味着他们的后代将随着材料的老化或是意义的改变而更新这些标志！”
    但是，如何在世纪轮回中激励人们参与这种进程？比起向接受我们这些“遗毒”的城镇给予慷慨的经济补偿，这个任务要艰巨得多……一些学者提议创作一些关于这些储存地的歌曲、诗歌、故事或传奇；另一些人则建议每年在这些标志物周围举行民俗集会！这些提议都被认为过于简单化了。还有人主张利用宗教，因为它传递信息的能力和对人们行为的影响令人羡慕。办法很简单，就是在宗教的神圣符号中加入放射性符号！“宗教符号往往产生于重要的抉择，但是没有任何迹象表明这将是几千年后核能的处境！”凡尔赛大学环境-发展经济学与伦理学中心的马丁·奥康纳对此表示异议。

未来的旅游景点？
    根据AEN的研究，可以通过一种非常自然的方式与接收核废料的城镇建立持久而透明的联系。与WIPP计划的那些毫无生气的巨石远远不同，“我们在考虑使每一座标志建筑都成为一个‘地标’，当地人甚至全国人都可以从中获得自豪感，同时在日常生活中也能得到大量实惠。”克劳迪奥·佩斯卡托雷描画道，“这必须是一座持久、实用的建筑，同时要有美感和独创性：它必须是独一无二的，类似埃菲尔铁塔！”按照这样的要求，那这些建筑离进入联合国教科文组织世界遗产名录也就只有一步之遥了……瑞典的奥斯卡港(Oskarshamn)核废料处置点似乎正要跨越这一步！他们提出的目标是，使这些设施成为未来游客所津津乐道的景点(这样就能普及信息)，并作为一个持久的景点及通过口耳相传在当地的文化传统中占据一席之地。但必须指出的一点是，一些可能埋藏在奥斯卡港的高放射性废料，与法国布尔(Bure)和美国亚卡山计划接纳的废料一样，其放射性将持续100万年(除非处理方法得到改进)！所以，这种做法有其局限性，因为没人认为对于这些废料的记忆可以持续这么长时间。
    除非我们寄希望于未来的“古生物学家”，期待他们能够将这些令人不寒而栗的“恐龙”墓碑复原……他们将会发现什么呢？另一座凌乱的巨石阵？为延续放射性知识而建起的标志性博物馆？原子神庙散乱的痕迹？还是……什么都没有？不管怎样，现在就该规划公众和核废料储存之间的联系。因此，在ANDRA的提议下，这个问题所涉及的大部分国家在2008年成立了一个工作组，目的就是对这些不同的提案进行筛选。而将来向后代传递信息也是一件麻烦事……不要忘记，我们这一代所面临最大的挑战仍是趁自身还能有所选择，尽量少给他们惹麻烦。

扫荡垃圾袋、妨碍睡眠、折断电线、袭击儿童……在日本的城市里，乌鸦正引发着混乱和恐慌。

编译 紫薇

    呼叫第7巡逻队！呼叫第7巡逻队！银座紧急情况！小女孩被攻击，面部、手臂受伤。攻击动机：抢劫柠檬棒棒糖。”巡逻队迅速全体出动，赶往事发地点。6个星期之内，这已经是第三起类似的袭击事件了，附近居民对此忍无可忍。而麻烦还不限于此，因为每天凌晨4点半，他们总会被一阵嘶哑刺耳的噪音吵醒，随后早上出门时就将面对垃圾遍地、一片狼藉的景象。2008年8月，丧心病狂的破坏分子甚至还对电线下手，令整个街区断电长达7小时之久！
    这些听起来像是灾难片里才会出现的场景，实实在在地发生于东京的所有街区以及其他日本城市。而且15年来，三天两头就会上演一回。这场浩劫的罪魁祸首，竟然就是常见的乌鸦！从20世纪80年代开始，它们的数量便开始剧增，仅在东京的公园中，它们的数量便从1985年的7000羽上升到2001年的35000羽以上，不能不说创造了一项纪录！乌鸦惊人的繁殖力令各地政府大伤脑筋，“灭鸦别动队”应运而生。“别动队”的任务就是捕捉成年乌鸦，并捣毁鸟巢。目前，东京公园里的乌鸦数量降到了18000羽，但这仍然是一个不小的数字。绿地对它们来说已经拥挤不堪，这些鸟类便将“领土”扩张到市中心的水泥森林，没有一条交通干线上不回响那报丧般的鸣叫声。据最新估计，整个东京都市圈的乌鸦数量已经接近15万羽。
 
垃圾大扫荡
    导致这一迅猛入侵的原因是什么？东京宇都宫大学研究鸟类行为的杉田昭荣(Shoei Sugita)认为是20世纪80年代的经济增长。“当时，日本人的生活水平在短期内迅速提高。他们开始购买各种各样的东西，特别是大量的食物，这些食物很多都被丢弃！而且也正是在那个时候，人们以透明的塑料垃圾袋取代了木质的垃圾箱。这些能够被轻易发现并得到的诱人食物，自然招来了乌鸦这些像人类一样无所不食的杂食鸟类。”是啊，它们再也不必为填饱肚子而奔波，只要用心在街边选择一个盛有可口食物的袋子，便可以美美享用一顿大餐了。这些吃口刁钻的家伙成百上千地涌入银座地区，谁叫那里有着全城最好的餐馆呢。每天清晨，它们都会来一次真正的大扫荡，把东京最繁华的街区变成一个大猪圈……
    尽管来自乡村，这些鸟类却非常快地适应了城市环境。人们不得不承认乌鸦与生俱来的极强适应能力。它们“殖民”了南极洲以外地球上的所有地区，既适应了西伯利亚的冰天雪地，也毫不在乎撒哈拉的炙热阳光。因此，对乌鸦来说，生活在缺乏树木的城市里也不是什么难事！电线塔的顶端成了这些流浪者安身立命的天堂。为了搭建它们的小窝，这些装修高手除了利用细枝条，还从高楼大厦的阳台和窗口里偷来衣架，并用自己有力的鸟喙随心所欲地将它们折成需要的形状。巨大的鸟巢对于雏鸟而言自然再舒适不过了，但它们位于高压电线附近的家，却着实成为了电力公司无法摆脱的梦魇。一个衣架、一根细枝，或者是一只乌鸦都能造成短路，断电现象时有发生。2008年3月29日，日本南部鹿儿岛市的54000户家庭断电几乎整整一天，这已是该市一年内发生的第六次类似事故了。
    乌鸦的大量存在已经成为了日本人的噩梦。长期以来，日本民众对乌鸦始终听之任之，时至今日，他们也只能祈求这些讨厌的“邻居”能够尽快离开。但是乌鸦们在城市生活得如此幸福和投入，以至于嚣张得早已无所畏惧了！夏天是乌鸦为嗷嗷待哺的雏鸟奔波的季节，它们因此会变得富有攻击性。那些无意间闯入鸦巢附近的路人，需要保持足够的警惕。如果你听到它们狂怒的“呱呱”警告后仍没有尽快撤离，那就等着接受它们的俯冲袭击吧。它们会用巨嘴和利爪把你弄得头破血流！8年来，仅在东京，就发生过10余起乌鸦伤人流血事件。它们那硕大的身形、丧服般的黑色外衣、有力的鸟喙和锋利的爪子使人们胆战心惊。为了免受伤害，夏天人们只好在出门的时候撑伞或者头戴大帽子，甚至不敢再领着孩子去公园里散步。
    自2001年以来，有关当局出台了多项措施以摆脱这些危险的鸟类。居民们收到了细眼网袋，可以罩在垃圾袋上，阻止乌鸦得到食物。在一些街区，清洁工人也改变了工作时间，在那些破坏分子到来前便开始道路清扫。当然灭鸦别动队也战果累累，他们专门设置灭鸦陷阱或捣毁鸟巢。在东京，从2001年到2007年，别动队共捕获、消灭了90000羽乌鸦，鹿儿岛市的别动队也在3年间摧毁了600多个鸟巢。
    然而，尽管有如此多的措施，乌鸦的数量却没有停止增长，鸟儿可从来不会对人类言听计从，更不会坐以待毙！它们已经学会了如何突破套在垃圾袋外的保护网。在鹿儿岛市，它们似乎还和猎手们耍起了计谋。月复一月，别动队发现的空巢越来越多。好像乌鸦们有意地制造假巢，以引开猎手，从而确保自己的后代在真巢中茁壮成长！如果这一推理得到科学证实，那就说明乌鸦会有意识地欺骗人类！换言之，乌鸦在面对一个新的危险时，能够通过一定的思考找到全新的应对策略。这在鸟类中完全是闻所未闻。

世界上最聪明的鸟类？
    这的确不可思议！巴黎第五大学的鸟类智力研究专家达利拉·博韦( Dalila Bovet)并不十分惊讶：“鸟类远比人们想象的聪明。它们不是机器人，只会按照基因中设定的唯一机制运作。它们和哺乳动物一样，能够在一定程度上推理、学习并记忆。而鸦科，包括大乌鸦、松鸦等所有的乌鸦，又比其他鸟类更胜一筹。要知道，就大脑所占整个身体比例而言，乌鸦都赶上黑猩猩了。在某些领域，这些鸟完全能与大型猿类平起平坐，甚至还可能比猿类更聪明。”
    无论如何，这些乌鸦在把日本人玩得团团转的过程中已经展示了它们的智商，它们绝对不会束手就擒！人类可能最终只能接受与它们共处。而且如果人类不想在这场空间争夺战中落败的话，他们可得认真思考，激活脑细胞，以证明他们可不是只有麻雀脑子的滑稽小丑！

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封面故事：

世界的形状

圆溜溜的肥皂泡是否会令你联想到天上的一轮满月？风吹过沙丘后留下的道道波纹是否和脸上的皱纹有几分相像？以上这些比喻看似肤浅，内涵却很深刻：自然万物的形状、材料和大小虽然五花八门、变化万千，我们的肉眼却总能凭直觉发现它们之间的相似之处，而且这种相似性确实是有科学道理的。所以，不妨相信自己的眼睛，听凭它的引领。无须独具慧眼，我们就能发现隐藏在纷繁世界背后的惊人相似性。

探索：

核废料 标记10000年

即使再过百来个世纪，我们今天深埋的放射性或有毒废料仍将是致命的威胁。如何将危险告知子孙后代？在储存地应该建造怎样的警示标志？数十名专家正为解决这个棘手的问题而苦思冥想。

窒息的海洋

海洋缺氧是全球气候变暖导致的后果之一，迄今却仍不为人所熟知。有最新研究刚刚得出结论：随着气候的变暖水中的氧气会越来越少，而海洋生态系统却在消耗越来越多的氧气，结果便造成了海洋缺氧。这种现象不仅对海洋生物构成了不容忽视的威胁，同时也危及到人类的渔业活动。

土豆救世主？

全球粮食危机日益加剧，解决之道或许来自最著名的块茎植物马铃薯。容易种植、价格稳定、营养丰富，马铃薯是对抗饥荒的上佳作物。但它有一个死对头——霜霉病。

乌鸦来袭！

扫荡垃圾袋、妨碍睡眠、折断电线、袭击儿童……在日本的城市里，乌鸦正引发着混乱和恐慌。

专题：

甲虫 物种之王

甲虫的世界里充满奇技淫巧，精巧的身体结构与广泛的适应性有利于它们成功占领陆地、空中和水域等各种环境，顺理成章成为世界上分布最广的物种。研究者进一步发现，对甲虫的深入了解可以帮助人类更好地认识其他物种类群以及整个生物圈的相互依存关系。

技术：

导弹杀手 死光一号

美国反导弹系统的新宠足令欧比旺(《星球大战》人物)的激光宝剑黯然失色。空中激光炮即将发威。

健康：

脐血疑云

脐带血干细胞是治愈许多疾病的希望，现在已有100万个家庭将自己婴儿的脐血托付给了私营脐血库保管。然而其中某些血库的可靠性令人怀疑，而且在大多数情况下，自体移植起不到任何作用。出路在于公共脐血库网络……

专栏：

科学外史：遥想当年，天堡星堡……——关于第谷的往事之二

惯性参照系：下一站幸福

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卷首语:

    当你们拿到这一期《新发现》的时候，一定正在与家人朋友欢度新春佳节。正是一年中最休闲和放松的日子，我们也为此特意选择了一道非常赏心悦目的大餐。如果不看文字，光看封面故事的图片，你们也许会误以为拿错了杂志：连续50页的参天林木、晶莹冰棱、峻急闪电、梦幻珊瑚、奇花异卉、蜿蜒海滩......
    但是没有错，这还是我们的《新发现》，精美的图片后面是一个意味深长的主题。科学家们对无限小和无限大投入了无限的精力，正是在这些接近极限的领域，他们探究着时间、物质以及空间的奥秘。然而在深邃的穹宇与极微的粒子之间，我们常人更为亲近的是那些肉眼可见之物。从沙粒到星空，这个世界千姿百态，精彩无限。而世界的形状，不旦令凡人沉迷，也吸引了科学家的关注。这个由各种尺度、各种性质、各种材质的线、面、体构成的形状世界，有着自身的逻辑。这种逻辑不为普通的观察者所知，但在以自然美景为研究对象的科学家面前却无所遁形。他们从纷繁复杂的万事万物中梳理出外形上的对应关系，以便找到复杂的外形背后隐藏的基本形态法则。这便是由苏格兰动物学家达西·汤普森率先开拓的研究领域：形态学。在一个特殊的日子里，换一双特殊的眼睛来看世界，也许能有一种特殊的滋味和意义呢。
    脐血是近几年社会的热门话题。脐血中的造血干细胞可以用来治疗多种血液系统疾病和免疫系统疾病。许多年轻的父母希望能把新生儿的脐血保存起来，期待未来医学能为自己的后来提供强大的健康护照。但是干细胞并不是在不久的将来能够再生所有器官的万灵金丹，从细胞的实验室培养，到大规模制造功能细胞用于治疗，这两者间还有一道巨大的鸿沟。私营脐血库的透明度得不到保证，家长们无法系统地了解有关冷藏设备、细胞类型和数量、病毒安全保障等方面的详细情况。另外，并不是所有的脐带都具有保存的价值，只有27%的脐带含有提取足量干细胞所必需的70毫升脐血。
    新春也是关注全球变暖的最佳时机，气象局资料显示，上海从1988年以来经历了连续19个暖冬。2009年的春节能够例外吗？本期《窒息的海洋》报告了全球变暖的一个迄今不为人知的后果。随着气候的变暖水中的氧气会越来越少，而海洋生态系统却在消耗越来越多的氧气，结果便造成了海洋缺氧。这种现象不仅对海洋生物构成了不容忽视的威胁，同时也危及到人类的渔业活动。
   

20世纪90年代发起的对二氧化硫等工业污染的治理即将取得成功。但是这一成果却因为一种出乎意料的反常现象而变得黯然无光：大气中的悬浮颗粒被清除后，太阳光更容易穿过大气层，这就加剧了全球变暖。怎么办呢？难道停止污染治理？人类进退两难。

编译 唐恬恬

    有谁还记得酸雨吗？有谁还记得北欧那些被侵蚀的森林，还有那些没有任何生命的死气沉沉的湖泊？这些20世纪80年代的景象似乎已经很遥远了，因为欧洲和北美都实行了严厉的法规以减少那些会导致酸雨形成的气体排放，而这些气体中的头号罪魁就是二氧化硫和氮氧化物。这些法规都取得了成效！上游矿物燃料中出现的硫的数量大量减少；而在下游，人们对大型热电厂排放的烟气进行了处理，排放到大气中的污染物质因此明显减少。科学家们为及时拉响了污染的警报而庆幸，政治家们则庆幸自己强制性地规定了一些必要的污染控制措施。可是，凡事都有两面性，这些看似很好的解决办法居然也有着意想不到的副作用……美国斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的研究员克里斯蒂安·鲁克斯图尔(Christian Ruckstuhl)发表了一个乍看起来有些矛盾的结论。他认为：“根据有关记载，近25年来欧洲气温迅速上升，我们认为污染气体的减少在其中起了很大的作用。”

应当如何处理人类活动产生的悬浮颗粒？
    空气越纯净温度就会越高吗？在污染与气温升高之间有哪些关联？我们知道，在化学反应的作用下，硫氧化物或是氮氧化物这些以固态或液态悬浮在空气中的颗粒构成了污染物质。这些悬浮颗粒再加上大气中自然生成的污染物质：沙尘、浓雾、火山灰或是植物燃烧产生的烟雾——不管是自然生成的还是因人类活动而产生的，能够降低地球的温度。“从它们的构成上来看，这些污染物质能够吸收太阳光（例如炭黑）或者将部分阳光反射回太空（如硫酸盐悬浮颗粒），”瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）气候学家马丁·维尔德（Martin Wild）这样解释，“这两种物质都能够减少地球表面接收到的太阳能。”这就是科学家们所说的悬浮颗粒的直接效应，或者称为“阳伞效应”。这些悬浮颗粒同时也间接地阻挡了太阳光线，因为它们作为凝聚的核心，影响了云的构成。如果有很多的悬浮颗粒，就可能产生很多的小水滴。由于这些小水滴更难下降，存在的时间会更长，这样云就能反射更多的光线。因此，问题的关键在于知道人类活动产生的悬浮颗粒对整个气温降低起到了多大的作用。
    这个问题长久以来都没有答案，不管怎样，在作出了限制工业污染决定的20世纪80年代，人们并没有提出这个问题。那段时期，有一小部分科学家刚指出自从20世纪50年代末以来，到达地表的太阳光线一年比一年少了。经过了一段时期的忽视之后，人们终于认识到了这一现象以及发生这一现象的区域正在扩大：世界上不同的地区，从20世纪60年代到90年代，每10年接收到的太阳能以2%～10%速度减少。2001年，这一现象被以色列研究员热拉尔德·斯坦希尔（Gerald Stanhill）命名为“全球变暗”（Global Dimming）。但是，情况在2005年出现了转折！
    马丁·维尔德和他苏黎世联邦理工学院的同事们指出，自20世纪90年代以来，在欧洲和北美上空，这种倾向出现了逆转。这一新的阶段被命名为“全球变亮”（Global Brightening）。这些科学家认为，不应该从太阳身上去寻找出现这种变化的原因，因为卫星应该可以探测到我们的恒星所发射出的光线的重要变化。那么，为什么会出现这样的变化呢？
    2006年，美国阿贡国家实验室（Ar-gonne National Laboratory）的气候学家大卫·斯特雷茨(David Streets)借助数字模拟揭开了幕布的一角。这一模拟实验考虑了大气中大量自然生成或是污染产生的悬浮颗粒。事实上，这表明了人类活动所排放的二氧化硫和炭黑应该为悬浮颗粒对大气透明度的作用负30%的责任，而它们在全部悬浮颗粒中所占比例却不到1%。这是因为：二氧化硫和炭黑的颗粒更小，它们能够比沙粒和浓雾反射更多的光线。但是大卫·斯特雷茨特别指出，不管是在全球范围内还是在局部地区，这些污染气体排放量的改变都真实地反映了地表所接收到的太阳光线的变化。事实上，“全球变亮”现象更多是在欧洲和北美上空被观测到的。在那里，一方面污染物质的排放有着非常严格的标准，另一方面，前苏联国家因工业生产几近崩溃，空气也变得更加纯净了。而尚处在工业发展阶段的国家排放了大量的硫和炭黑，天空变得越来越昏暗。污染和气候之间因此建立起了紧密联系：污染越少，就意味着地球上接收到的阳光越多，反之亦然。
    如果说污染是个问题，那么事实证明治理污染同样也是问题！马丁·维尔德于2007年发表了一篇论文，指出“全球变亮”时期陆地上空的平均气温上升速度比“全球变暗”时期快了10倍。如果我们相信他的观点，那么消除污染就远远不是一件微不足道的小事！“在20世纪80年代中期之前，空气污染造成的全球变暗有效地抑制了二氧化碳引起的温室效应，”马丁·维尔德这样解释，“但是自从我们开始治理大气污染后，这一抑制作用就减弱了。与之前的那几十年完全不同，最近10年来气温的迅速升高表明温室效应已经达到了顶点。”也就是说，失去了这些“阳伞”的保护，地球明天就会变得更热。那么，应该停止大气污染治理吗？“事实上，我们的确可以利用污染来限制气温升高，”美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research）的居伊·布拉瑟尔(Guy Brasseur)证实说，“但是这些悬浮颗粒对健康损害太大，我们不能想象放弃污染治理的后果。”世界卫生组织认为，大气污染每年至少造成了世界上超过50万人的死亡。减少大气污染事关生死，限制全球变暖的速度势在必行，我们应该如何调和这两者呢？因为眼下的气候变化可能也会对人类健康造成危害（新疾病的产生，传染性疾病区域的扩大，或是极端天气的增加）。如果我们为了公共卫生像过去一样降低工业污染，可能这一措施最终会使公共卫生更加恶化！

减少污染放在首位，但是我们要付出怎样的代价呢？
    无论如何，在污染对健康的影响和将来气温的升高之间取得平衡是件非常困难甚至不可能的事情。于是，现在我们把减少大气污染放在了首位。但是，一直要减少到什么程度呢？要回答这个问题，我们必须考虑到居伊·布拉瑟尔的模拟实验所得出的结论：完全清除掉大气中因人类活动而产生的悬浮微粒可能会对气候产生重要影响（见上图）。“如果人们阻止所有因人类活动而产生的二氧化硫的排放，地面平均气温会上升得非常快：两三年内就会升高将近1℃。”到2100年，欧洲的气温会比不进行大气污染治理时的气温高出1.5℃，而加拿大北部和西伯利亚则可能会高出5℃！
    看到这些令人惊慌失措的数据，我们几乎要去怀念过去工厂毫无节制地排放有毒气体的美好时光了！同样，我们也可以预见，一些发展中国家会通过补偿机制获取排放更多二氧化碳的权利，同时释放更多的硫。我们的认识不能仅仅停留在这个层面。气候学家们认为应该采取另一种截然不同的解决方法：必须更加努力地减少那些排放后会造成温室效应的气体。“在欧洲，据说如果想把气温的升高控制在2℃以内，那么大气中二氧化碳的含量不应该超过450ppm（ppm表示100万份重量的溶剂中所含溶质的重量），”居伊·布拉瑟尔提醒道，“确实是这样，但是前提是悬浮颗粒的总量保持稳定。如果同时清除掉大气中因人类活动而产生的悬浮微粒的话，气温的升高就会远远超过2℃了！”因此，减少污染的目标应该定得更高。