论文部分内容阅读
能“消化”铁钉的胃液
胃的消化能力很强，它能产生一种任何蛋白质都无法抵抗的名为“胃蛋白酶”的分子，同时还能产生一种液态盐酸，这种盐酸在试管里甚至能“消化”铁钉。
胃的消化能力如此之强，为什么没有把自己消化掉呢？这是因为胃的内壁上覆盖着一层天然的保护膜，如果没有这层保护膜，胃真的很快就会把自己消化掉！
由特殊的胃细胞分泌的黏液，在胃的内壁上形成了厚500微米的保护膜，它能阻止胃蛋白酶和盐酸与胃壁接触。聪明的你一定会问：构成这层膜的黏液又为什么没被消化呢？很简单，因为它含有一种名为“碳酸氢盐”的抗酸物质。这种抗酸物质能中和酸，也能使蛋白酶失去作用。此外，由于特殊的分子结构的作用，胃壁细胞之间的联系十分紧密，胃蛋白酶和盐酸难以在胃细胞之间扩散。而且，胃细胞每两三天会更新一次，即使胃壁表面受到损害，也能很快得到愈合。
但是，胃壁本身的这一保护手段只能对付少量透过保护膜的胃蛋白酶分子。如果由于细菌感染等原因而使保护膜的黏液层受到破坏，这种保护就不够了。胃壁一旦暴露，就容易受到胃蛋白酶和盐酸的伤害，就会发炎，这就是胃炎。时间一久，胃就会穿孔。
宇宙为什么没有被黑洞吞没
如今已经有充分的证据表明，在我们的银河系中心存在着巨大的黑洞，任何太靠近它的恒星都将被它的巨大引力撕裂，吞没。人们已经见证了这种作用的剧烈程度：不久前，天文学家宣布，他们首次观测到一个遥远的星系中，有一个超大型的黑洞撕碎了一颗恒星，并导致了比该星系内所有恒星加起来还强烈一千倍以上的X射线爆发。
听上去这对该星系内的任何生命都是一个坏消息。如果同样的事情发生在银河系，岂不是地球生命的末日即将来临？幸运的是，致命的X射线的强度会随着传播距离的增加而迅速衰减。我们的地球距离银河系中心2.5万光年，如果有恒星被银河系中心的黑洞吞没，它释放的X射线到达地球时将非常微弱，不足以伤害地球上的人类和其他生命。
聪明的你一定会想，会不会有那么一天，贪得无厌的黑洞会把整个宇宙吞进自己的肚子里？从理论上说，没有什么东西可以填满黑洞，吞下一个宇宙当然不在话下。但幸运的是我们的宇宙正在加速膨胀，所有的银河外星系都在相互远离，而且越到将来，它们相互远离的速度越快。别说银河系中心的大黑洞没有足够的质量来停止这种膨胀，就连整个宇宙本身也没有足够大的质量来减缓并最终停止这种膨胀。所以宇宙中的大多数恒星都将“胜利大逃亡”，躲过被黑洞吞食的浩劫。
读到这里你可能会想，科学家真聪明，他们能解答我们心中所有的疑问。但事实上，至少到目前为止，科学家不能回答的问题还有好多好多，而且有的问题看起来非常简单，例如我们下面要介绍的这一个。
人为什么打呵欠
“下颌绷紧，嘴巴张开，吸入大量空气。紧接着快速呼出一口气，快感便随之而生。”这段描述有没有让你产生打呵欠的欲望？吃饭、说话和注视等一些日常动作都具有明显的功能。但打呵欠却并非如此。这种动作很常见，却没有令人满意的科学解释。
达尔文在1838年撰写的笔记《动作的普遍性》中说：“看到一只狗或者一匹马打呵欠，让我感觉所有动物的构造都是一样的。”确实，所有的脊椎动物都会打呵欠，连15周大小的人类胎儿就已经会打呵欠了。打呵欠在数百万年后完好无缺地延续至今，说明它应当具有基本的进化功能。为大脑供氧？激发注意力？至今也没有明确答案。
打呵欠是凶兆？
希腊人希波克拉底是写下和打呵欠有关文字的第一人。他假设，这是一个用来排放肺部“有害气体”或者使大脑清醒的动作。此人一直试图证明，所有的疾病都来源于空气。因此他认为这个动作是一个不祥的信号，是发烧的征兆。在今天的你看来，这显然是可笑的无稽之谈。虽然，随后又有其他人提出不同的假设，但打呵欠终究还是作为医学领域中无关紧要的小问题而被弃置一旁。
是感到倦怠的信号？
不由自主地张开嘴巴会在你的大脑中引起一系列的生化信号。当我们打呵欠时，多巴胺、催产素、血清素、乙酰胆碱和下丘脑泌素等物质会参与这个复杂而难以理解的神经过程。其中，多巴胺起了关键的作用。实际上，由于帕金森患者的大脑中缺乏多巴胺这种物质，他们几乎不打呵欠。有些用于缓解晕船和晕车症状的药物，就是通过抑制乙酰胆碱，从而明显减小打呵欠频率的。
难道整个大脑机能只是为了发出一个简单的倦怠信号而活跃起来？驾驶、阅读、等待和乘车、乘船等活动单调而具有重复性，在这些情况下我们最容易打呵欠。睡觉之前和起床之后的片刻，丰盛的午餐之后的休息时间也容易打哈欠。但有些情况不具有厌烦、疲倦或胃部胀满的特点，也能使人打呵欠。例如，运动员参赛前夕，跳伞运动员第一次跳伞前的时刻，学生等待考试开始的时候，以及音乐家在音乐会开场前的准备时间等等。
引起打呵欠的大脑机能似乎会在重大突发事件之前，或处于警惕、戒备状态的情况下活跃起来。这些情况也发生在动物界。很多物种会在交配之前打呵欠。雄性的泰国斗鱼在攻击对手之前也会打呵欠。显然，打哈欠不完全是感到倦怠的信号。
为脑供氧？
过去和现在仍被广为传播的一个观点认为，打呵欠是为了给大脑提供更多的氧气。但事实上这一说法并不正确。上世纪80年代，一位美国心理学家对打呵欠进行了实验研究。他让一些学生一边吸入二氧化碳浓度各不相同的空气，一边进行学习。结果，参加实验的学生平均每小时都打了24个呵欠，与他们各自吸入的空气中二氧化碳的浓度并没有什么关系。
另一位美国科学家也进行了一个相关的实验。他给几位志愿者每人一个轻便的记录设备，让他们每当想打呵欠的时候就按一下设备上面的按钮。在收集了这些志愿者两个星期的记录信息之后，这位美国科学家发现，打呵欠的最高频率发生在需要保持特别重视或付出特别努力的活动之前的15分钟内。
显然，这两个实验的结果证明，为大脑提供氧气并不是打呵欠的原因。相反，打呵欠似乎是动物用以增强警惕的一种方式。
避免与外界失去联系？
有人认为，在疲劳和倦怠的时候打呵欠，可能是身体试图避免陷入一种与外界失去联系状态的表现。你可能早就注意到了一个有趣的现象：打哈欠有“传染性”。当一个人哈欠连连时，其周围的人也会抑制不住地打起哈欠来。而且，科学家注意到，打哈欠只会在人类之间，和一些灵长类动物之间“传染”。但是，英国心理学家在2003年进行的一项实验表明，尽管很多父母以打哈欠这样的方式表现疲劳，但是婴儿和不到5岁或6岁的儿童绝对不会模仿，也就是说，婴儿和年幼的儿童不会被打哈欠“传染”。这是为什么？
英国心理学家在2007年进行的另一项实验显示，患有孤独症的孩子也不会受打哈欠“传染”。他们认为，是否会“感染”打哈欠，很可能和个体与他人沟通的能力有关。当一只麻雀发觉有人靠近而起飞时，整个麻雀群也立即随之起飞，虽然大部分麻雀并不知道发出警报的原因。动物的这种“移情”本能具有基本的进化功能。或许，是因为患有孤独症的孩子缺乏“移情”才不会跟着别人打哈欠。
芬兰科学家认为，“传染性打呵欠”这一集体行为有可能已经在进化的过程中，作为一种在群体中“传播”警戒状态的工具而得到了巩固加强。虽然不知道是否真的如此，但所有人都不能否认的是，有一股不可控制的力量在促使我们打呵欠。读到此处，不知道你是否比平常更想打呵欠？或许，你早已不可抑制地打过哈欠了。
胃的消化能力很强，它能产生一种任何蛋白质都无法抵抗的名为“胃蛋白酶”的分子，同时还能产生一种液态盐酸，这种盐酸在试管里甚至能“消化”铁钉。
胃的消化能力如此之强，为什么没有把自己消化掉呢？这是因为胃的内壁上覆盖着一层天然的保护膜，如果没有这层保护膜，胃真的很快就会把自己消化掉！
由特殊的胃细胞分泌的黏液，在胃的内壁上形成了厚500微米的保护膜，它能阻止胃蛋白酶和盐酸与胃壁接触。聪明的你一定会问：构成这层膜的黏液又为什么没被消化呢？很简单，因为它含有一种名为“碳酸氢盐”的抗酸物质。这种抗酸物质能中和酸，也能使蛋白酶失去作用。此外，由于特殊的分子结构的作用，胃壁细胞之间的联系十分紧密，胃蛋白酶和盐酸难以在胃细胞之间扩散。而且，胃细胞每两三天会更新一次，即使胃壁表面受到损害，也能很快得到愈合。
但是，胃壁本身的这一保护手段只能对付少量透过保护膜的胃蛋白酶分子。如果由于细菌感染等原因而使保护膜的黏液层受到破坏，这种保护就不够了。胃壁一旦暴露，就容易受到胃蛋白酶和盐酸的伤害，就会发炎，这就是胃炎。时间一久，胃就会穿孔。
宇宙为什么没有被黑洞吞没
如今已经有充分的证据表明，在我们的银河系中心存在着巨大的黑洞，任何太靠近它的恒星都将被它的巨大引力撕裂，吞没。人们已经见证了这种作用的剧烈程度：不久前，天文学家宣布，他们首次观测到一个遥远的星系中，有一个超大型的黑洞撕碎了一颗恒星，并导致了比该星系内所有恒星加起来还强烈一千倍以上的X射线爆发。
听上去这对该星系内的任何生命都是一个坏消息。如果同样的事情发生在银河系，岂不是地球生命的末日即将来临？幸运的是，致命的X射线的强度会随着传播距离的增加而迅速衰减。我们的地球距离银河系中心2.5万光年，如果有恒星被银河系中心的黑洞吞没，它释放的X射线到达地球时将非常微弱，不足以伤害地球上的人类和其他生命。
聪明的你一定会想，会不会有那么一天，贪得无厌的黑洞会把整个宇宙吞进自己的肚子里？从理论上说，没有什么东西可以填满黑洞，吞下一个宇宙当然不在话下。但幸运的是我们的宇宙正在加速膨胀，所有的银河外星系都在相互远离，而且越到将来，它们相互远离的速度越快。别说银河系中心的大黑洞没有足够的质量来停止这种膨胀，就连整个宇宙本身也没有足够大的质量来减缓并最终停止这种膨胀。所以宇宙中的大多数恒星都将“胜利大逃亡”，躲过被黑洞吞食的浩劫。
读到这里你可能会想，科学家真聪明，他们能解答我们心中所有的疑问。但事实上，至少到目前为止，科学家不能回答的问题还有好多好多，而且有的问题看起来非常简单，例如我们下面要介绍的这一个。
人为什么打呵欠
“下颌绷紧，嘴巴张开，吸入大量空气。紧接着快速呼出一口气，快感便随之而生。”这段描述有没有让你产生打呵欠的欲望？吃饭、说话和注视等一些日常动作都具有明显的功能。但打呵欠却并非如此。这种动作很常见，却没有令人满意的科学解释。
达尔文在1838年撰写的笔记《动作的普遍性》中说：“看到一只狗或者一匹马打呵欠，让我感觉所有动物的构造都是一样的。”确实，所有的脊椎动物都会打呵欠，连15周大小的人类胎儿就已经会打呵欠了。打呵欠在数百万年后完好无缺地延续至今，说明它应当具有基本的进化功能。为大脑供氧？激发注意力？至今也没有明确答案。
打呵欠是凶兆？
希腊人希波克拉底是写下和打呵欠有关文字的第一人。他假设，这是一个用来排放肺部“有害气体”或者使大脑清醒的动作。此人一直试图证明，所有的疾病都来源于空气。因此他认为这个动作是一个不祥的信号，是发烧的征兆。在今天的你看来，这显然是可笑的无稽之谈。虽然，随后又有其他人提出不同的假设，但打呵欠终究还是作为医学领域中无关紧要的小问题而被弃置一旁。
是感到倦怠的信号？
不由自主地张开嘴巴会在你的大脑中引起一系列的生化信号。当我们打呵欠时，多巴胺、催产素、血清素、乙酰胆碱和下丘脑泌素等物质会参与这个复杂而难以理解的神经过程。其中，多巴胺起了关键的作用。实际上，由于帕金森患者的大脑中缺乏多巴胺这种物质，他们几乎不打呵欠。有些用于缓解晕船和晕车症状的药物，就是通过抑制乙酰胆碱，从而明显减小打呵欠频率的。
难道整个大脑机能只是为了发出一个简单的倦怠信号而活跃起来？驾驶、阅读、等待和乘车、乘船等活动单调而具有重复性，在这些情况下我们最容易打呵欠。睡觉之前和起床之后的片刻，丰盛的午餐之后的休息时间也容易打哈欠。但有些情况不具有厌烦、疲倦或胃部胀满的特点，也能使人打呵欠。例如，运动员参赛前夕，跳伞运动员第一次跳伞前的时刻，学生等待考试开始的时候，以及音乐家在音乐会开场前的准备时间等等。
引起打呵欠的大脑机能似乎会在重大突发事件之前，或处于警惕、戒备状态的情况下活跃起来。这些情况也发生在动物界。很多物种会在交配之前打呵欠。雄性的泰国斗鱼在攻击对手之前也会打呵欠。显然，打哈欠不完全是感到倦怠的信号。
为脑供氧？
过去和现在仍被广为传播的一个观点认为，打呵欠是为了给大脑提供更多的氧气。但事实上这一说法并不正确。上世纪80年代，一位美国心理学家对打呵欠进行了实验研究。他让一些学生一边吸入二氧化碳浓度各不相同的空气，一边进行学习。结果，参加实验的学生平均每小时都打了24个呵欠，与他们各自吸入的空气中二氧化碳的浓度并没有什么关系。
另一位美国科学家也进行了一个相关的实验。他给几位志愿者每人一个轻便的记录设备，让他们每当想打呵欠的时候就按一下设备上面的按钮。在收集了这些志愿者两个星期的记录信息之后，这位美国科学家发现，打呵欠的最高频率发生在需要保持特别重视或付出特别努力的活动之前的15分钟内。
显然，这两个实验的结果证明，为大脑提供氧气并不是打呵欠的原因。相反，打呵欠似乎是动物用以增强警惕的一种方式。
避免与外界失去联系？
有人认为，在疲劳和倦怠的时候打呵欠，可能是身体试图避免陷入一种与外界失去联系状态的表现。你可能早就注意到了一个有趣的现象：打哈欠有“传染性”。当一个人哈欠连连时，其周围的人也会抑制不住地打起哈欠来。而且，科学家注意到，打哈欠只会在人类之间，和一些灵长类动物之间“传染”。但是，英国心理学家在2003年进行的一项实验表明，尽管很多父母以打哈欠这样的方式表现疲劳，但是婴儿和不到5岁或6岁的儿童绝对不会模仿，也就是说，婴儿和年幼的儿童不会被打哈欠“传染”。这是为什么？
英国心理学家在2007年进行的另一项实验显示，患有孤独症的孩子也不会受打哈欠“传染”。他们认为，是否会“感染”打哈欠，很可能和个体与他人沟通的能力有关。当一只麻雀发觉有人靠近而起飞时，整个麻雀群也立即随之起飞，虽然大部分麻雀并不知道发出警报的原因。动物的这种“移情”本能具有基本的进化功能。或许，是因为患有孤独症的孩子缺乏“移情”才不会跟着别人打哈欠。
芬兰科学家认为，“传染性打呵欠”这一集体行为有可能已经在进化的过程中，作为一种在群体中“传播”警戒状态的工具而得到了巩固加强。虽然不知道是否真的如此，但所有人都不能否认的是，有一股不可控制的力量在促使我们打呵欠。读到此处，不知道你是否比平常更想打呵欠？或许，你早已不可抑制地打过哈欠了。