为什么人类热衷于搜寻外星生命?

     人类对外星生命一直非常感兴趣。“不明飞行物体”(Unidentified Flying Object, 简称UFO,比如“飞碟”)的消息之所以如此吸人眼球,就是因为那可能是外星人访问地球的证据。如果能够证实,就有可能实现人类与外星人之间的接触。这对人类社会的影响会是极其巨大的。能够访问地球的外星生物,所掌握的科学技术一定远远超过人类的水平,地球人就有可能免去数百年,甚至更长的摸索过程,实现科学和技术的大飞跃,其结果将是不可限量的。由于科学和技术的发展需要时间,具有高度发达科学技术的外星人的社会发展阶段,也很可能领先人类社会很长时间,可以给人类社会的发展前景提供参考。       有关UFO的报道虽然持续不断,但是“飞碟”和外星人的实物一直没有见到。除了被动的等待,人类还主动地去探测来自外星的无线电信号。比如美国的“搜寻地外文明计划”(SETI计划,即Search for E… 阅读全文

先有鸡,还是先有蛋?

      先有鸡,还是先有蛋?这是个困惑人类几千年的老问题了。古希腊哲学家亚里士多德(公元前384-322年)就说过,“不可能有第一只产生鸟的蛋,因为那样就必须先有能生出这第一只蛋的鸟。”。虽然他并没有具体提到鸡,但是由于所有的鸟类(包括鸡)都生蛋,而且所有的鸟都由蛋孵化而来,所以他谈的是同一个逻辑难题。亚里士多德的说法也代表了许多人对这个问题的想法:是啊,鸟是从鸟蛋孵化出来的,而鸟蛋又是鸟生的;没有鸟蛋就不可能有鸟,没有鸟,鸟蛋也无从产生,我们又怎么能决定它们的先后呢?       按照佛教的说法,这个世界是没有起始,也没有结束的。生命也是这样,“一切世间如众生、诸法等皆无有始”(《佛光大辞典》)。佛教认为任何事物都有前因,也有后果,而这种因果关系构成了一个无始无终的链条。所以鸟和蛋的关系也是这样一种因果关系,并且一直存在着,无始无终,也就没有谁先谁后的问题。       与佛教的… 阅读全文

生物大分子和细胞怎样“组装”自己?

生物大分子和细胞怎样“组装”自己?——谈谈“亲水”和“亲脂”

      生命是地球上最美妙的事物。郁郁葱葱的森林,一望无际的草原,叫腔婉转的鸟儿,翩翩起舞的蝴蝶,使这个世界充满生机。每一个生物体的构造又是那么完美精致,巧夺天工。哪怕是小小的蜻蜓,其构造的复杂程度和飞行性能都超过现代技术能造出来的任何飞行器。

      在细胞和分子层面,生物一样能显现出它的精巧来。虽然多数细胞小到眼睛都看不见,但却是一个完整的“小世界”,里面有各种功能不同的“小房间”,有起支撑作用的“樑檩”,有自己的“指挥中心”、“发电厂”、“生产线”、“货物输送链”、“信息传递链”,“物品进出海关”、甚至有自己的“废品回收处理中心”。细胞如此,细胞里面的“生命大分子”,比如蛋白质和核酸,也都有非常规则的结构,并且在这些结构的基础上执行它们的生理功能。这么多复杂而规则的结构是怎么形成的呢?

      地球上的生命是在水中形成的,现在的生物也都以水为介质。要问生物大分子和细胞的结构是如何形成的,其实就是在问这些结构是如何在水中形成的,这就要从原子如何形成分子说起。       原子形成分子有两种方式。一种是电子从一个原子完全转移到另一个原子上。失去电子的原子带正电,叫“正离子”,得到电子的原子带负电,叫“负离子”,它们通过正负电荷相互吸引靠在一起。比如氯化钠就是通过钠原子把一个电子完全交给氯原子而形成的。钠离子和氯离子之间这种联系叫做“离子键”,是“化学键”的一种。完全靠离子键形成的化合物一般是比较简单的无机物,比如盐类。       另一种方式不是电子转移,而是电子“共享”。你出一个电子,我出一个电子,这两个“共用电子”围绕两个原子核旋转,就把两个原子“栓”在一起了。这样形成的联系叫做“共价键”,生物大分子主要是靠共价键形成的。       不过共价键也有两种。一种… 阅读全文

细胞中的“孙悟空”—— 干细胞

      看过小说或电视剧《西游记》的人,都知道猴王孙悟空有“72变”的本领。他不仅能“分身”,用毫毛变成好多个“自己”,还能“变身”,变成别人的模样。比如他从牛魔王那里硬抢芭蕉扇不成,就“摇身一变”,变成牛魔王的模样,从铁扇公主那里骗得芭蕉扇。他吃了麒麟山赛太岁所用的紫金铃亏,就变作被赛太岁强抢的金圣娘娘的侍女春娇,从妖怪那里偷得紫金铃。       我们身体里的有些细胞也有孙悟空那样的本事,不仅能使用“分身术”来复制自己,还能“变身”,变成别的细胞。这种“孙悟空细胞”就是“干细胞”。“干细胞”里面的“干”,不是“干燥”的“干”,而是“树干”的“干”,意思是它们可以像树干分支一样,在增殖中不断地向不同的方向变化,最后形成各式各样的细胞。       与“干细胞”相反,我们身体里面的绝大多数细胞,比如神经细胞,肌肉细胞,皮肤的上皮细胞,小肠的绒毛细胞,都没有“变身”的本事。它们只能“… 阅读全文

我们呼吸时吸进的氧气“跑”到哪里去了?

      我们一生下来就进行呼吸,直到我们的生命结束。呼吸和心跳一起,是判断一个人是否“活着”的最明显的特征。只要摸一摸颈动脉看看是否在搏动,或者把手放在鼻孔前感觉一下有没有“气流”,就可以基本上知道这个人的状况。       我们都知道,呼吸的主要作用就是吸进氧气,呼出二氧化碳。氧气进入身体,“氧化”食物中的一些成分,释放出能量来合成“高能化合物”ATP(化学名称叫“三磷酸腺苷”),供我们身体里面的各种需要能量的生命活动使用。氧化过程产生的“废气”就是二氧化碳,从肺部经过鼻腔排出。这就像火力发电厂里烧煤(也是消耗空气中的氧气),把燃烧释放出来的热能用来发电,煤燃烧产生的“废气”二氧化碳则通过烟囱排出。       从表面看上去,这一切似乎都简单明白。可是如果我告诉你,我们呼出的二氧化碳分子中的氧原子,并不是来自我们吸进的氧气,你一定会觉得奇怪:二氧化碳分子里面的氧原子是从哪里来的呢… 阅读全文

人的皮肤也有斑马那样的条带吗?

  见过斑马的人,都会对斑马身上那黑白相间的美丽条纹留下很深的印象。要是有人告诉你,人身上的皮肤也有类似斑马那样的条带,你一定会觉得很奇怪。地球上人类的皮肤,不管是黄色的,白色的,还是黑色的,都是全身一个颜色,而且是连续无痕,“天衣无缝”的。谁见过某人的皮肤像篮球一样,是一条条皮的条带“拼接”起来的啊?   这种“人身上的皮肤连续而不分区带”的观念在19世纪末被一个叫做亨利·海德(Henry Head,1861-1940)的英国医生打破了。作为一名临床医生,他注意到内脏的病变会使皮肤上的某些区域变得敏感。这些区域成条带状,在躯干部分是横向的,而在四肢是纵向的。不同内脏的病变会在不同的皮肤区域引起感觉上的变化。也就是说,每个内脏都有对应于“自己的”皮肤条,这个内脏的病变也会在与其对应的皮肤条带上面引起反应。在每个皮肤条带内,还有一些皮肤点对内脏的病变特别敏感,以致在接触这些皮肤点时会产生痛… 阅读全文

我们眼睛里的视网膜贴反了吗?

  眼睛是我们了解周围世界最重要的感觉器官。我们每天获得的外界信息,大部分是通过眼睛输入的。无论是走路、吃饭、读书、看报、看电视、查阅计算机和手机里面的信息、开车、爬山、写字、绘画、做实验、与家人同事交流,还是欣赏图画、观看舞蹈、享受自然界五彩斑斓的美景,都需要使用眼睛。所以眼睛不仅为我们的日常生活和工作所需要,也使我们的生活变得丰富多彩。   我们眼睛的构造是非常精巧的,在工作原理上像一架照相机。瞳孔相当于光圈,晶状体相当于透镜,视网膜相当于传统相机里的感光胶片或数码相机里面的电荷偶合器。眼部的肌肉除了控制瞳孔的大小和晶状体的聚焦以外,还可以使眼球转动,去观看我们最关注的事物。缺少上面说的任何一个“部件”,眼睛都不能正常工作。   眼睛的精妙构造使相信“神创论”的人确信,眼睛是“造物主”设计制造的。难以相信眼睛里面的那么多个“部件”都能独立地进化出来,再组装在一起。而相信“进化论”的… 阅读全文

为什么地球上的生物都是由细胞组成的?

地球上的生物看上去千差万别。从蚂蚁到青蛙,从蚯蚓到鳄鱼,从蝴蝶到斑马,从海藻到玫瑰,不仅大小悬殊,模样也大不相同。但是从分子水平看,它们又是高度一致的。除了一些病毒以外(如果认为病毒也是生物的话),地球上所有的生物都用脱氧核糖核酸(DNA)作为遗传物质;用同样的四种核苷酸来“编写”生命的“密码”;用同样的20种氨基酸来组成蛋白质;都用磷脂来构建生物膜。也就是说,所有这些生物身体构造的“基本零件”都是相同的(见我在这个专栏里面的另一篇文章,《我们能请外星人吃饭吗?》)。 地球上的生物还有另外一个共同点,就是除了病毒以外,它们都是由细胞组成的。许多微生物只由一个细胞组成,叫单细胞生物。更多的生物由多个细胞组成,叫多细胞生物。比如人就是多细胞生物,身体由大约60万亿个不同类型的细胞所组成。 生物的身体可以很大。比如美洲红杉可以长到100多米高,在地面处的周长可以达到31米,要十几个人… 阅读全文

为什么每个人都是特别的?——谈谈基因的“洗牌”

      现在地球上的人口已经超过70亿,光是在中国就有超过13亿人。在我们见过的人中,无论是自己直接接触到的家人、邻居、同学、同事,还是在公共场合遇见的人,以及从电影,电视,报纸,书刊上看见的人,每个人都有自己的特征,没有两个人是完全相同的。不仅人与人之间脸形、身材、肤色、体质,患各种病的几率不同,而且每个人的性格、思想、观念、表情、动作、习惯、爱好都不一样。这些专属于每个人的东西,就组成了这个人的“特质”,把一个人和另一个人区别开来。“特质”是相当稳定的。人的身体可以变老,但是人的“特质”却变化不大。即使是老同学几十年不见面,再相遇时也许已经面目全非,但我们还是可以很快辨别出谁是“当年的那个人”,绝不会把这个同学误认为是另一个同学。       那人与人之间为什么有这么多差别呢? 遗传物质的作用       首先要考虑的当然是遗传因素。俗话说,“种瓜得瓜,种豆得豆”,牛生不出羊… 阅读全文

我们能不能通过“克隆”自己而达到“永生”?

       “长生不老”是人类自古以来就有的愿望。作为“万物之灵”,人类的居住和生活条件远超过其它动物,而且人类还有丰富的精神生活和多少不等的各种物质财富,自然想尽可能长地享受这一切。人对自然和社会的好奇心,对更好生活的渴望,也使人们希望能活得尽可能的长,以便有机会改变命运,“赶上”社会和科技的发展所带来的种种“好处”。从古代的炼丹,寻求“长生不老药”,到近代的各种“抗衰老秘方”,无不反映了这种愿望。        但是长久以来,“长生不老”只是一个无法实现的梦。我们的祖先早就明白了“人生自古谁无死?”的无情现实。精神和思想可以留存,而身体却做不到青春永驻。我们只能延缓衰老,但终究避免不了生命终结的“最后归宿”。        科学和技术的发展似乎给人带来一丝希望。早在几十年前,科学家们就可以把细胞冷冻在零下196摄氏度的液态氮中长期保存,需要时再使它们“化冻”,重新生长繁殖。在这里… 阅读全文