大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题.pdf

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书籍描述

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《大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题》方舟子,有打假斗士之称。2010年7月,揭露打工皇帝唐骏学历造假一事,从而掀起一场争论不休的“学历门”热波。“学历门”已成许多名人的坎。《大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题》精选96个人们容易忽视或被误导的谜题,紧贴人们生活。如三鹿奶粉事件、动物能否预测地震、猪流感风波等等。方舟子一一剖析详细,能让您用科学擦亮双眼,不盲从、不迷信。《大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题》是一本应用科学分析问题的最佳教科书。对培养孩子用科学分析各种问题有很大的益处。

名人推荐
眼下中国,假如只推荐一位科普作家,“方舟子”三个字,我会不假思索地脱口而出。道理嘛,很简单:他靠谱、勤恳、丰富,而且愈发有趣。
——司马南(电视主持人、媒体评论员)
无知的人不是没有知识的人,而是不肯接受新知识的人,方舟子的行文说话的风格有争议,但如果以此为理由不去注意他提供的事实,就是无知。作为一个记者,我认同他“对真相要有洁癖”的说法,真相不能附加任何前提,不能强制要求真相长着一张慈眉善目的脸,那样的结果很可能是普遍虚伪的产生。方舟子的观点并不代表正确,但唯有更精确的事实才能辩驳他,唯有这样方式的辩驳,才能保证科学本身“只问是非,不计利害”的自由。
——柴静(中央电视台记者)

媒体推荐
眼下中国,假如只推荐一位科普作家,“方舟子”三个字,我会不假思索地脱口而出。道理嘛,很简单:他靠谱、勤恳、丰富,而且愈发有趣。

——司马南(电视主持人、媒体评论员)

无知的人不是没有知识的人,而是不肯接受新知识的人,方舟子的行文说话的风格有争议,但如果以此为理由不去注意他提供的事实,就是无知。作为一个记者,我认同他“对真相要有洁癖”的说法,真相不能附加任何前提,不能强制要求真相长着一张慈眉善目的脸,那样的结果很可能是普遍虚伪的产生。方舟子的观点并不代表正确,但唯有更精确的事实才能辩驳他,唯有这样方式的辩驳,才能保证科学本身“只问是非,不计利害”的自由。

——柴静(中央电视台记者)

作者简介
方舟子,美国密歇根州立大学生物化学博士。1994年创办世界上第一份中文网络文学刊物《新语丝》。1998年起主要从事写作和网站建设。2000年创办中文网上第一个学术打假网站“立此存照”,揭露了多起科学界、教育界、新闻界等领域的腐败现象。先后在中央电视台“面对面”、“新闻会客厅”、“人物”、“中国周刊”等节目和上海电视台“七分之一”、福建电视台“新闻启示录”、辽宁电视台“今晚博客”、北京电视台“魅力科学”、东方卫视“非常道”等节目分别做过专访。美国《科学》在2001年8月10日和2006年12月1日曾两次专文介绍。目前担任《中国青年报》、《经济观察报》、《大众健康》、《健康管理》的专栏作者。著有多部著作。

目录
新十万个为什么
象为什么不长毛 / 002
孔雀为什么长着大尾巴 / 005
人为什么不长体毛 / 008
为什么男人也有乳头 / 011
为什么绵羊不是绿色的 / 014
飞蛾为什么要扑火 / 017
为什么婴儿逗人喜爱 / 020
我们为什么会脸红 / 023
我们为什么有两个鼻孔 / 026
我们为什么会流鼻涕 / 029
我们为什么会发烧 / 032
为什么夜空是黑暗的 / 035
世界是一张网
040 / 没有统治者的和谐社会
043 / 小资、强盗、小偷与骗子
046 / 蟑螂的民主决策
049 / 好人和骗子的博弈
052 / 你要当鸽派还是鹰派
055 / “石头—剪刀—布”的博弈
058 / 像沙堆一样崩塌
061 / 野火烧不尽
064 / 生物大灭绝为什么反复发生
067 / 金合欢的关系网
070 / 一种奇妙蝴蝶的重生
生命的奇迹
不可能的小人国 / 074
熊猫的迷离身世 / 077
柯勒的黑猩猩 / 080
最耐渴的动物 / 083
嗜血的生涯 / 086
鲨鱼中的古怪另类 / 089
屏气潜水80分钟 / 092
如鱼得水咸淡自知 / 095
鳄鱼的眼泪 / 098
鳄鱼的心脏 / 101
苍蝇也爱打架 / 104
美丽彪悍的斗士 / 107
宝贝,宝贵的贝壳 / 110
推测出来的动物 / 113
冷血的哺乳动物 / 116
119 / 为什么裸鼹鼠不怕痛
122 / 比目鱼的眼睛
125 / 身体大小决定性别之谜
128 / 没有阳光的生命世界

认识我们自己
132 / 一肚子的气
135 / 就请你给我倒碗水
138 / 生命的压力
141 / 脸怎么黄了
144 / 肤色深浅的奥秘
147 / 人之初,爱美善
150 / 在睡眠中生长
153 / 奶是妈妈的好
156 / 飞不用学,走也不用学
159 / 我们都是非洲人
162 / 男人爱貌,女人爱财
164 / 人的性格是不是基因决定的

历史与传说
西方也有“阴阳五行” / 168
阿基米德的镜子 / 171
“神医”华佗的手术神话 / 174
偏方是怎么来的 / 177
达尔文人生的转折点 / 180
达尔文的初恋 / 183
达尔文的姻缘 / 186
达尔文一家十“院士” / 189
达尔文的葬礼 / 192
假如没有达尔文 / 195
达尔文的革命 / 198

健康与陷阱
202 / “感冒”并非“伤风”
205 / 神奇的流感病毒
208 / 达菲是怎么炼成的
211 / 达菲的疗效是怎么证明的
214 / 达菲上市以后
217 / 菠菜炒豆腐该不该
220 / 有害无益的美味鱼翅
224 / 益生菌能否益生
227 / 磁疗真的能治病吗
231 / “保健水”能保健吗
235 / 也揭秘“祖传蛇药”
238 / 从慈禧太后的养颜术说起
241 / 如果你崇拜太阳
当眼保健操成为传统 / 243
“蛋白精”的骗局 / 246
今天你还喝牛奶吗 / 249
“网瘾”是不是病 / 252
全民补碘该不该 / 255
美国为何全民“强补叶酸” / 258

科学的前线
地震预测的梦想与现实 / 262
动物究竟能不能预感地震 / 268
“能预报地震”的虎皮鹦鹉 / 271
和地震“赛跑” / 274
跑还是不跑,是个问题 / 277
280 / 假如照片上的华南虎是真的
283 / 纸老虎发光的秘密
286 / “长江女神”的“功能性灭绝”
289 / 拥有自己的“生命之书”
293 / “人兽杂交”不会产生怪物
296 / 相对论有没有用
298 / 猪被冤枉了吗

序言
告诉我为什么
•方舟子•
幼儿开始会说话后,最爱问的是“这是什么?”。等到再大一点,他们就会不停地改问“为什么”了。儿童虽然很有探索精神,喜欢刨根问底,但是也很轻信,不管多么刁钻古怪的问题,大人用一两句话随便给一个答案,他们也就满足了。
等儿童再长大一些,有了怀疑的态度,学会了做思考,就不容易打发了。于是解答“为什么”的科普读物应运而生。我们这一代人,基本上小时候都受过《十万个为什么》的熏陶。那是知识读物极度缺乏的时代,难得有一套科普书能稍稍满足少年儿童的求知欲。用今天的眼光看来,这套富有时代色彩的书籍的内容和写法都乏善可陈,没能经得起历史的考验,倒是那个学自苏联、不符合汉语表达习惯的书名成了名牌,衍生出众多模仿、跟风之作,国内各家出版社出版的以“十万个为什么”为名的图书,据说至少有一百多种。
这些图书其实是以问答方式编写的百科知识入门读本,问题大多很抽象,解答也像考题标准答案一样的呆板、枯燥。它们被归为少儿读物,似乎人一旦长大,就没有了探究“为什么”的兴趣。只有少数成年人还继续保持童心,享受探索的乐趣。在古代他们是喜思想家,在现代他们是科学家。科学研究的目的,简单地说也是为了回答儿童喜欢问的那两个问题:“是什么”(对事实的描述)和“为什么”(事实背后的机理或因素)。
在科学出现之前,人们对“为什么”的解答都是出于臆想。中国学者的解答依据是神话传说和阴阳五行之类的玄学。西方学者则多了一个神学解答,而且人们从小就被灌输。有一首传统英语儿歌《告诉我为什么》如此唱道:
告诉我为什么星辰闪耀,
告诉我为什么常春藤缠绕,
告诉我为什么天空如此蔚蓝,
那么我将告诉你为什么我爱你。
如果你以为这是在激励儿童去做科学探索,那就错了。这首歌的第二段马上就给出了简单得不能再简单的回答,要对儿童做所谓“终极关怀”:
因为上帝创造星辰闪耀,
因为上帝创造常春藤缠绕,
因为上帝创造天空如此蔚蓝,
因为上帝创造了你,那就是为什么我爱你。
把想不明白的问题,都归为上帝(或神仙、外星人),从此不去做进一步的探索,是一种非常煽情然而也非常懒惰的做法。何况这些问题都已有了并不复杂的科学解答,并不需要抬出“上帝”来吓人。恒星会发光是由于它们有巨大的质量,在引力作用下恒星内部有很高的温度,引起核聚变,释放出大量的能量。常春藤缠绕而上是为了获得阳光进行的向性运动(植物的叶子有朝着阳光生长的向光性,而茎有朝与重力相反方向生长的负向重力性)。晴朗的天空之所以呈蔚蓝色是由于空气分子对阳光的散射引起的,阳光中的蓝光波长短,散射比较强。这种现象是英国物理学家瑞利发现的,称为瑞利散射。至于男女之爱,则离不开激素的影响。美国著名科普作家阿西莫夫曾经据此给上面的儿歌改了歌词:
核聚变让星辰闪耀,
向性运动让常春藤缠绕,
瑞利散射让天空如此蔚蓝,
我之所以爱你是由于睾丸激素。
对这些解答当然可以继续追问为什么。比如,植物为什么会产生向性运动?我们可以从生物化学、细胞生物学和分子生物学的角度解释向性运动的机理(和植物生长素或生长抑制物质的不均匀分布有关)。为什么会出现这样的机理?我们可以从进化生物学的角度解释这是自然选择的结果。
一步一步地追问下去,可以让我们更深入地研究某种自然现象,对它有更透彻的了解。现在回答不了的,也可以留待以后的研究结果。但是这种追问不可能无限地继续下去,总有必须叫停的时候。这个时候,我们就会说这个问题没有科学意义,是个伪问题。比如,如果有人继续问,为什么会有自然选择?我们只能告诉他,这是在满足一定的条件后必然会出现的最基本的自然规律,去追究为什么会出现自然规律,没有科学意义。
有些人可能会兴奋地说,原来科学并不是什么问题都能回答的啊,科学回答不了的,就交给我们哲学家、神学家来进行“终极关怀”。对上面的问题,有人会说,自然规律是上帝创造的。但是这既无法让人信服,也不增加任何知识量,纯属多余。否则,我们也可以学着继续追问:为什么上帝要创造自然规律?为什么会有上帝?……如果你要说上帝是“第一因”,到了上帝这里就不能再追问了,那么我们也可以把自然规律做为“第一因”,没有必要再加一个子虚乌有的“上帝”。科学回答不了的,哲学、神学的回答也只是自作聪明。

文摘
插图:

大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题

大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题

大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题

大象为什么不长毛

可能是由于在电视、电影、画册上已司空见惯,很少有人意识到,大象是最独特的动物之一。独特到什么程度呢?动物学家把多达5400种的哺乳动物根据其亲缘关系的远近很吝啬地划分为29个目,而大象就占了一个目——长鼻目。长鼻目仅仅含有三个现存物种,即亚洲象、非洲丛林象和非洲森林象,再也没有别的现存物种能与大象划入同一个目。而我们人类所属的灵长目含有350个物种,我们的近亲可比大象多多了。
大象的独特首先表现在它的庞大。它是现存最大的陆地动物,能长到高达4米,重达7吨,是排在第二位的犀牛的两倍。它的形状也很独特,最引人注目的当然是那长长的鼻子,以及巨大的耳朵。大象还有一个特征比较少有人注意到,那就是身上的毛发极其稀疏。身披毛发是哺乳动物的特征之一,99%以上的陆地哺乳动物都有皮毛,大象是罕见的例外。
有一个科学爱好者注意到了这一点。我收到他写的题为《大象的体毛为何非常稀疏》的小论文,大意是说始祖象的体型变大进化成大象后,身上毛囊的密度自然会大大降低,大象的体毛当然会变得稀疏了。这个解释是经不起推敲的。体型大并不意味着毛发就变稀疏。实际上,已在1万年前灭绝的猛犸象就长着浓密的长毛。如果有必要,现存的大象也可以身披毛发。
猛犸象生活在寒带,需要毛发御寒,而现存大象都生活在热带,没有这个必要。所以大象不长毛的一个因素,是气候。但是,和大象生活在同一个地方的许多哺乳动物,例如斑马、长颈鹿、狮子,都有毛发,为什么大象的体毛却严重退化呢?
哺乳动物是恒温动物,必须把体温维持在一个特定的温度才能保证正常的生理活动,比如大象的体温必须维持在大约36摄氏度,过高或过低都有生命危险。体热是在细胞代谢过程中产生的,它们的总量差不多是固定的,但是环境的温度则是不断在变化的。如果气温低于体温,那么就要防止体热散失,这是毛发的主要功能。而如果气温高于体温,则要想办法尽量把体热散掉。
大象生活在地球最炎热的地带,如何散热要比如何保温更重要。既然体热来源于细胞代谢过程,那么细胞越多,产生的热量就越多,也就是说,身体体积越大,产热越多。体热的散发主要是通过皮肤进行的,身体表面积越大,散热越快。但是,动物体型变大时,体积和身体表面积却不是按相同的比例增长的:体积按立方增大,而表面积按平方增大,体积的倍数增长要比表面积快得多。假如你吹一个气球,让其半径增大1倍,这时候气球的体积是原来的8倍,而表面积仅仅是原来的4倍。
由于体积和表面积不成比例的增长,考虑到大象体型的庞大,散热就成了一个极其严重的问题。大象的体积大约是狮子的30倍,即产生的体热大约是狮子的30倍,但是大象皮肤总面积大约只是狮子的10倍,还有20倍的热量需要设法散掉。因此大象不能像狮子那样保留妨碍散热的体毛。与此类似,体型排第二的犀牛、排第三的河马,也是没有体毛的。
大象的体积大约是犀牛的2倍,但是表面积仅仅是犀牛的大约1.5倍。把体毛去掉对犀牛是够了,对大象还不够,还必须有其他的办法来帮助散热。什么办法呢?长一对巨大的耳朵。大象的耳朵不仅大,而且薄,里面充满了血管,血流经这里,很容易就把热量散发了。特别是扇动起来,更容易把耳朵里的血的温度快速将下来,能让血温降低5摄氏度,冷却的血在体内循环,帮助把全身的温度降下来。
现存的三种大象,亚洲象体型最小,生活的地区比较靠北方,又是生活在森林中,气温较低;非洲丛林象体型最大,生活在阳光暴晒的热带大草原,气温最高;非洲森林象的体型和所在的环境气温都介于二者之间。这三种象的耳朵,以非洲丛林象最大,非洲森林象其次,亚洲象最小,刚好与大象耳朵的主要功能是散热的说法相符。
猛犸象的体型要比现存大象大,但是由于生活在冰天雪地的寒带,它面临的主要问题是如何保温,因此不仅要身披长毛,而且耳朵也没有必要很大。的确,猛犸象和现存大象相比,什么都大,就是耳朵很小。已知最大的猛犸象耳朵只有0.3米长,而非洲丛林象的耳朵可以长达1.8米。由此可见大象的大耳朵是做为散热器进化出来的,它的其他功能(例如雄象在争夺配偶时会张大耳朵进行示威)则是副产物。
生活在寒冷地区的动物的体型一般要比生活在温暖地区的同类动物大,这叫柏格曼法则。但是,寒冷地区的动物的耳朵等突出物则一般比较小,这叫阿伦法则。这两个法则其实都是对表面现象的概括,为了保温或散热才是真正的因素。
别看大象长得奇怪,其实蕴含着一点也不奇怪的简单的科学道理。

为什么婴儿逗人喜爱
为什么婴儿的样子大家见了都觉得可爱?为什么有的婴儿要比别的婴儿更令人怜爱?1940年代,奥地利动物学家、1973年诺贝尔奖获得者洛伦兹(Konrad Lorenz)通过实验,归纳出了构成婴儿的可爱性的特征。这些特征包括:大圆头;大而突出的额头(奔儿头);位置在头部的中线之下的大眼睛;短小、胖乎乎的四肢和手脚;圆胖的体形;柔软、有弹性的皮肤;肥嘟嘟的两颊;动作笨拙。此外,大瞳仁、小鼻子、细眉毛、酒窝等身体特征和天真、好奇、调皮等性格也被认为很可爱。
那些强烈地体现出这些特征的婴儿会被认为特别漂亮可爱、脆弱无助,会让大人不由自主地萌生怜爱之心,情不自禁地表现出关爱之举,例如低头察看、抚摸、轻拍、尖着嗓子叫小名昵称等等。面对这样的婴儿,大人会消除戒心,感到亲密、温暖,很容易形成感情纽带。这些反应是与生俱来的,不管是在哪种文化环境中长大的人都普遍具有。
婴儿并非是为了吸引大人而进化出这些可爱的特征的。这些特征大多是婴儿在发育过程中自然而然形成的。例如,为了拥有人类那颗巨大的大脑,婴儿在出生后大脑还要持续快速地发育,这就使得婴儿有相对较大、较圆的脑袋。婴儿眼睛的位置较低,随着两颊和下巴一带的骨头的发育,眼睛位置才逐渐往上移。婴儿鼻子里的软骨组织还未发育好,所以鼻子显得小而扁平。婴儿胖乎乎的肢体和柔软的皮肤,是在为身体的生长留下余地。婴儿的动作显得笨拙,是因为要让肌肉群的运动达到协调,需要经过数年的练习。
婴儿的可爱特征不是“有目的”地进化出来的,但是这些特征能在大人心中激发可爱的感觉,则是进化而来的,原因很简单:如果大人觉得他们的婴儿的这些特征很可爱,就会更愿意去保护、照顾他们,婴儿就能更好地生存下来,基因也能得到更好的传播。那些不觉得这些特征可爱的人的基因将难以遗传下来,而被淘汰掉。
成人的这种感情超越了血缘。我们不仅觉得自己的婴儿可爱,也会觉得别人家的婴儿可爱。因此,领养婴儿在人类社会特别盛行,而杀戮婴儿则被视为最无人性的残忍行径之一。
这种感情也超越了物种界限。人类属于哺乳动物,哺乳动物有相近的发育过程,它们的幼仔或多或少都有一些和人类婴儿相近的特征。因此几乎所有的哺乳动物的幼仔都让人觉得很可爱。随着幼兽的逐渐长大,其可爱程度也逐渐降低。某些动物即使在成年后仍然具有人类婴儿的某些特征,它们就成了最受欢迎的可爱动物,例如大熊猫、树袋熊。
当然,这些动物并不是为了讨好人类而进化出那些可爱的特征,而是由于其他原因。大熊猫以竹子为食,为了能咀嚼竹子,需要有高度发达的嘴巴肌肉和臼齿,因此有了大而圆的脑袋。大熊猫的黑眼眶让它的眼睛显得很大,这和它的四肢黑色皮毛一样,可能是起到伪装作用,让大熊猫在竹林里进食时,能与斑驳的竹林背景融为一体,不容易被发现。这些另有来历的特征,碰巧符合了人类对可爱的标准。这些可爱的野生动物是进化的偶然产物,但是人类也有意识地按可爱的标准培育出类似波斯猫、哈巴狗的宠物。
这种感情甚至也超越了生物与死物的界限。即使是死的东西,只要具有婴儿的某些特征,也会让人觉得可爱。甚至简单到把一大一小两块圆石头叠在一起,或者一个微笑符号:-),都会让人觉得可爱。艺术家和商人在设计卡通形象、玩具和吉祥物时,充分地利用了这个人性的弱点。最著名的卡通形象米老鼠和最流行的布玩具泰迪熊,都经历了一个从真实性逐渐向可爱性转化的过程。当米老鼠于1928年首次在银幕上出现的时候,它还很像老鼠,此后迪斯尼经过多年的摸索,逐步让它“婴儿化”:头、脑门、眼睛变大,耳朵位置靠后,四肢变粗……变得越来越可爱,但也越来越不像老鼠。泰迪熊在20世纪初上市时,身体部位的比例很接近一头真实的小熊。此后逐渐向婴儿特征靠拢:眼睛变大、前额变高、口鼻变短。只不过泰迪熊的演变并非某个人的创作,而是市场竞争的结果,那些更像婴儿的泰迪熊销路会更好,市场占的份额会更大,就像是一种自然选择。
由于人们对可爱的感觉只是由某些特征的刺激引起的,巧妙设计、夸大这些特征的艺术作品、工艺品就会让人觉得异常可爱,甚至显得比真人还可爱。当然,如果过分地夸张,就会让人觉得怪异而不是可爱了。在洛伦兹看来,美国女艺术家罗丝•欧尼尔(Rose O'Neil)在1909年创造出来的邱比娃娃(Kewpie doll)就代表着可爱的极限。真实的婴儿是很难长得那么夸张的。因此,当人们见到一个长得特别可爱的婴儿时,就会觉得他或她漂亮得不像是真的,用我的闽南老家的话来说,叫做“水啊像画公仔(漂亮得就像玩偶)”。

内容简介
《大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题》精选的96个人们容易忽视或被误导的谜题,是方舟子近两年来在《中国青年报》等报刊上发表的科普美文的合集,内容涉及奇妙的生命现象、有趣的科学发现、鲜为人知的科学史故事和与现实生活密切相关的科学问题,兼具知识性、趣味性、思想性和实用性。对这些谜题,方舟子一一详细剖析,有根有据的娓娓道出这些谜题背后的科学真相。同时,引导读者思考,增添阅读的快感,炼就一双火眼金睛。

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