摄魂的第一缕香

By Joseph R. DiFranza

原文 来自《科学美国人》2008.5

Translated by Sunforever

新的发现表明烟瘾会以令人猝不及防的速度产生。但这项研究或许会找到更有效的脱瘾疗法。

在接受家庭医生训练的期间，我了解到关于烟瘾的一些传统看法。医生们一直相信人们吸烟主要是为了那种愉悦感，并从心理上依赖这种愉悦感。对尼古丁药 效的容忍导致了更频繁的吸烟；当这种习惯达到一个关键频率的时候——大约每天五根——尼古丁已经稳定地存在于血液里，生理依赖便开始了，这个过程通常需要 上千根香烟和数年的时间。在抽完一根烟后的数小时内，瘾君子开始经历戒断反应：焦虑不安、暴躁易怒、无法集中注意力等等。根据这种观点，那些每天吸烟少于 五根的人并没有上瘾。

当我遇到那个病人的时候，我还是相信这种观点的。在一次例行的身体检查中，一个女孩儿告诉我她无法停止吸烟，尽管她两个月前才开始。我以为这个病人 只是一个例外，一个罕见的特例。但我的好奇心被激发了，于是我去了当地的一所高中调查学生们的吸烟情况。一个14岁的女孩说她已经试过两次严肃认真的戒 烟，但都失败了。这太令人惊讶了，因为她每周只吸少量的几根烟，并且才开始了两个月。当她描述她的戒断症状时，她的故事听起来就像我的一位每天两包的患者 一样。在没有每天吸烟的前提下，这些症状发作之迅速超出了我所有关于烟瘾的认知。而当我回头对那些我接收的知识追根溯源时，我发现几乎学到的每一样东西都 仅仅是可怜的猜想。

凭借国家癌症研究所和国家药物滥用研究所(NIDA)的基金，我过去十年一直在探索新烟民的烟瘾是是如何产生的。现在我知道那些公开发表的文章所描 述的模型都是虚构的。我的研究支持了一项假设，即在尼古丁中的少量暴露——仅仅一根烟的量——就足以改变大脑，通过刺激嗜烟冲动的方式修改神经细胞。这个 观点，如果是正确的，也许有一天会为研究者们提供一条探索新药物和其他疗法来帮助瘾君子们的康庄大道。

自制力的缺失

1997年，当我和我的同事在马萨诸塞州大学伍斯特医学院开始这项研究时，我们的第一项挑战是找到一种可靠的工具，来探测上瘾症状的第一次出现。我 的看法是，上瘾的根本特征是，当吸烟者发现离开香烟需要努力或者会引起不适时自制力的缺失。为了探测这种缺失，我设计了“尼古丁上瘾检测表”，表中的任何 一个问题只要回答“是”就表明已经开始上瘾了。这个表现在有十三种语言版本，也是烟瘾最彻底的测试手段。（它也很容易适应其他药物的测试。）

我们在三年间对数百名青少年进行了重复测试。测试表明烟瘾的迅速发作是非常常见的。到目前为止，第一支烟后一个月是烟瘾最可能开始的时段；测试表中 的任何症状，包括嗜烟和戒烟失败，都会在吸烟最开始的几周出现。平均起来，当初步症状显露时，青少年们每周只抽两根烟。这些数据粉碎了传统的观点，并提供 了一笔深入研究烟瘾产生机制的财富。但当我2000年2月发表这些发现，并宣称一些年轻人在吸食一两根烟后就会产生烟瘾症状时，人们普遍认为我没有好好研 习过我的课本。

很多普通人告诉过我，他们根据经验知道我是对的。但即使有任何科学家相信我，他们也不愿意冒损伤名誉的风险公开承认它。怀疑是普遍的。上瘾何以如此之快？血液里尼古丁含量尚未达到恒定水平的烟民，怎么可能有戒断症状？

真理是靠时间检验的。麦吉尔大学的Jennifer O’Loughlin，哥伦比亚大学的Denise Kandel和新西兰的奥克兰大学的Robert Scragg领导的团队证实了我所有的发现。已经有相当数量的研究证实，尼古丁戒断反应在新烟民中是普遍存在的。在那些有上瘾症状的人群当中，10%的人 在吸食第一根烟两天内出现症状，而25%至30%的人在一个月内出现症状。在对新西兰青少年的一项大规模研究中发现，25%的人在吸食一到四根香烟后产生 症状。而烟瘾症状的过早出现将增大这些青少年发展到不可一日无烟的概率。

这些结果揭示了一个问题：单单一根烟里的尼古丁怎样足以改变大脑并七栋上瘾机制的呢？早期对实验室动物的研究表明，在高浓度尼古丁中的慢性暴露—— 大约每天一到三包——激发了亲尼古丁神经元受体的增长。人类烟民的尸检表明，他们大脑额叶、海马体和小脑中这些受体增长了50%至100%。

我劝说杜克大学的Theodore Slotkin测定要激发这些所谓上调受体需要尼古丁的最小量。连续几天里，他的团队把少量的尼古丁（约一到两根香烟的量）施予老鼠们，并于第二天在他们 的海马体（主管长时记忆）内发现了上调受体。随后，加州大学伯克利分校的Arthur Brody和他的同事们发现一支烟里的尼古丁已经足以占据大脑里88%的尼古丁受体。尽管这些上调受体在上瘾过程中的角色尚不清楚，但这些研究已经给出了 生理学上的可能性，青少年在吸食第一根烟后仅仅两天，就可以发生戒断症状。

据上瘾机制的研究者们所言，戒断症状是药物引起的体内平衡的结果。身体试图维持各项技能和化学物质的平衡。例如，一些上瘾类药物提高了神经递质（负 责在神经元间传递化学信号）的含量，而身体则相应作出调整来抑制这些化学物质。但当服药者者停止用药时，这种抑制就显得过火了，戒断反应便开始出现。我们 已经知道，这些引起戒断的体内适应会在第一根烟后迅速发展，因为其他引起上瘾的药物，如吗啡，会迅速产生类似的变化。但大多数长期烟民发现他们只能离开香 烟一到两小时，之后便开始嗜烟。然而新手们则可以一连几个星期不点烟。令人惊异的是，在上瘾的早期阶段，一支烟可以持续几周地抑制戒断反应，尽管尼古丁一 天内就已经从体内消失。

对于这种异常现象的解释是，尼古丁泛滥对大脑改变产生的后果，比过程本身更长久。尼古丁触发的大脑回路包括各种生化化合物，例如乙酰胆碱、多巴胺、 伽马氨基丁酸、谷氨酸盐、去甲肾上腺素、阿片肽和复合胺。在老鼠体内，一支烟的剂量持续提高了海马体中去甲肾上腺素的合成超过一个月之久，而尼古丁在这类 神经上的和认知功能上的影响也会持续数周。尽管这些现象是否与戒断反应有联系还不为人知。但它们已经显示，尼古丁的影响远远超出它在大脑内的存在时限。

在最后一根烟和戒断反应发生之间的这段时间称为戒断潜伏期（LTW)。对新手来说，戒断潜伏期很长，一支烟每隔几周来控制住戒断反应。然而随着重复 的使用，对尼古丁的容忍量增长，每支烟的影响下降，潜伏期缩短，香烟必须更频繁的吸取以延迟戒断反应的到来。这种减少潜伏期的现象称作依赖性容忍。与戒断 性适应一夜间就能产生相比，依赖性容忍的发展十分缓慢。它可能需要耗费几年的时间让潜伏期短到让人一天吸五根烟。事实上，戒断反应才是长期大量抽烟的元 凶，而非我们之前所臆想的方式。

新理论的出世

我一直怀疑烟民吸烟是沉溺于吸烟带来的快感的说法，因为我的大多数瘾君子病人痛恨这个恶习。如果传统的想法是正确的，那最毒瘾缠身的瘾君子是不是也 最享受呢？国家药物滥用研究所的Eric Moolchan证实，尽管青少年随着时间流逝表现出不断增长的沉溺度，但他们也反应吸烟的快感随之下降。我们亟需一项新的理论来解释这些发现。

尽管还在为尼古丁上瘾的迅速爆发而苦苦求索，一个新的悖论又出现在我面前。对观测者来说，尼古丁唯一明显的反应是它临时抑制了嗜烟冲动，但另一方面 只有以前接触过尼古丁的人才会渴求它。同一种药怎么会产生渴求同时又压制它呢？我开始猜想尼古丁反应的直接作用就是压制嗜烟欲望，而这种反应会被放大至极 端，因为后来的尼古丁剂量会诱发比第一支更猛烈的反应。（这种现象，在所有上瘾类药物中都很常见，被称作敏化过程。）大脑随后会迅速发生戒断性适应来抵消 尼古丁的作用，以此恢复体内平衡。但当尼古丁的作用结束后，这些适应将诱发对另一支烟的嗜渴。

在这种敏化-平衡理论下，尼古丁会诱人上瘾并不是因为它产生了愉悦感，而仅仅因为它压制了渴求。因为尼古丁激发了神经元，我预想它激发了大脑中渴求 抑制系统的神经细胞。这个假定系统的激活会压制当前系统下产生渴求的活动。这个渴求产生系统的自然角色应该是接受传感的（例如视觉和嗅觉），把它们类比成 对目标（例如食物）的回应，然后产生渴求以激发满足欲望的行为（例如吃）。而渴求抑制系统的角色则是信号满足性质的。因此动物们才会在适当的时候停止这些 满足欲望的行为。

因为身体试图保持这两种系统的平衡，尼古丁引起的对渴求产生系统的压制会激发戒断性适应的形成。这将提升系统的活跃度。在这个戒断周期里，当尼古丁 的抑制效力停止时，渴求产生系统就被迫处在兴奋状态，这就导致对另一根烟的过度渴望。大脑里的这些转换会通过神经元受体的快速配置发生。这也解释了为什么 青少年会在仅仅吸食一根烟后就开始嗜烟。

这个模型最初的支持来自对人体的多功能磁共振成像技术（fMRI)。它显示对尼古丁、酒精、可卡因、鸦片和可可的诱发性渴求提高了扣带回前部和其他 额叶区域的新陈代谢活动。这项发现暗示了渴求产生系统的存在。韩国医科大学的Hyun-Kook Lim和他的同事们最近发现了尼古丁抑制该系统的证据。研究者们证明，预先用药可以锁定区域脑部活动的类型。而这些活动是伴随着人体的诱发性渴望的。

这种敏化-平衡模型也可以用来解释依赖性容忍。对渴求产生系统的重复抑制活动激发了另一种平衡适应，这种适应通过缩短尼古丁的抑制时效来激发渴求。 正如之前提到的，依赖性容忍比戒断性适应的发展要慢的多，但它一旦出现就根深蒂固了。尽管它通常要两年或更长的时间来使青少年达到每天五根烟的水平，但我 注意到那些戒烟后复吸的瘾君子们，只需要区区几天就能回到以前的固有频率，哪怕是很长时间的戒烟之后。

和Fitchburg州立大学的Robert Wellman一道，我在一项研究中调查了这种现象。我询问了2000名瘾君子他们戒烟前吸烟量，戒烟时长，以及复吸后的初始吸烟量。一个戒烟三个月后的 吸烟者复吸后会从之前吸烟量的40%开始。这表明戒断潜伏期变长了。我们相信抽烟间隔的无渴望时段也增长了，因为戒断性适应在戒烟的最初几周就消失了。但 随着复吸的发生，戒断性适应迅速重建，在接下来的几周那些复吸者们发现他们不得不和以前一样频繁地吸烟。

我们还发现，超过三个月的戒烟对潜伏期的增长几乎没有更多影响。即使是戒烟多年的人，复吸时仍会从之前量的约40%处开始，通常是一天6到7根。这 项发现表明容忍量的增长是永久性的；一个复吸者从一根香烟那里得到的满足将永远不会和一个新手一样多。换句话说，吸烟者的大脑永远不会恢复之前的水平。

(未完待enty续）

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很抱歉我又眼子了，但我实在翻不下去了……

还有个小尾巴交给伟大勤奋的enty了！

这上面一堆字也不想校对了，扔那吧！相信大家都看得懂……

那个测试上瘾的list也有待enty把它弄上来

大家都戒烟吧！

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enty说他不翻了

谁有兴趣的欢迎跟我们联系！

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未完成稿件参阅这里

iPhone进入德国市场

by Nicola Leske ，Knut Engelmann
原文来自 Scientific American News 2007.9.14
translated by Rocdawn

American.htm柏林（路透社）—--德国电信已经和苹果公司签订了在德国出售令人垂涎的iPhone的独家销售协议，一位业内消息人士这样告诉路透社。

这位人士说，此项协议将于下个周发布。他称这个集iPod音乐播放器，视频播放器和网页浏览器与一体的触屏设备将在德国通过德国电信的零售系统以399欧元的初始价格销售。

德国电信的移动通信部门T-Mobile已经同意与苹果公司分享由使用这种手机产生的语音及数据收益。然而T-Mobile发言人谢绝评论此事。

数月来，人们一直猜测哪一家欧洲电信运营商将会销售这款于六月底在美国上市的手机。分析者预期苹果会将英国销售协议授予Spanish Telefonica的02英国事业部，将法国部分的协议授予法国电信下的Orange，尽管这几家公司对任何协议均保持沉默。

他们预测最初的特有业务会在圣诞市场涨价期间带给苹果数据收益的份额和，在一个史无先例的动作中，这种手机产生的语音收益的份额。

分析人士曾经预计Vodafone会确保一个独有的全欧洲协议来销售iPhone，但是媒体报道显示此计划已经流产。本周，Vodafone揭开了一系列电话听筒和为关键的圣诞时期服务的面纱，包括特有的音乐服务，提供无限制的音轨，来在英国挑战iPhone.价格并没有被揭露，但是以为对此熟悉的人告诉路透社，它将比T-Mobile的iPhone服务价格便宜。

苹果将于下周二在伦敦举行新闻发布会，但是拒绝提供详细信息。一位德国的苹果发言人只是说公司将在九月底宣布那家电信运营商赢得了这个销售协议。

苹果已经与美国最强的电信运营商AT&T签署了至少两年的在美国的独家销售协议。现在还不能立即清楚地知道欧洲的iPhone是否是一个3G产品。分析者预计苹果将会于美国的iPhone缓慢降价之后在欧洲投入3G手机。

本月前段时间，苹果将iPhone的价格从599美元降到399美元。这个公司在周一宣布iPhone已经售出一百万台，与时间表相比有几周的提前。

感受现代宇宙学

by P. James E. Peebles
原文 [1] 来自：Scientific American Special Edition, Dec 21, 2002 Cosmos, Page 2~3
translated by Arthur Freeman

这是一个令宇宙学家倍感振奋的时代：新发现不停地涌现，新点子不断地冒出，用以验证这些观念的研究更是快要沸腾了。但与此同时，这又是个令人困惑的时代——并非所有在议的观念都是正确的，它们甚至彼此间都不一致。那么，在这种情况下，我们如何判别哪种观念是进步的呢？以下是我的观点。

基于对已被推翻的诸理论的探讨，宇宙学家们已经稳固地确立了我们这一领域的根基——在过去的70年间，充分的证据表明：我们的宇宙正在不断地膨胀，不断地冷却。首先，来自遥远星系的光存在红移，如果宇宙正在膨胀，各个星系随之被越拉越开，便恰好能佐证这一现象；其次，热辐射充斥着整个宇宙空间，据此可知，宇宙应该一度比现在更密更热；第三，只有过去的温度比现在高得多，才可能导致如今的宇宙含有大量的氘和氦；第四，我们所见的遥远星系其实是它们过去的面貌，因为光的传播需要时间，它们之所以看起来非常年轻，是因其（发出这些光的时候）更加接近还没有多少星系存在的（远古）时期。最后，如果宇宙按照爱因斯坦的引力理论（广义相对论）所预测的那样膨胀，那么，时空的曲率就应该与宇宙间物质的容量有关，这正与现在所知的相符。

宇宙正在膨胀和冷却是大爆炸理论（big bang theory）的核心。请注意，我没有扣“爆炸”[2]（explosion）的字眼——因为，大爆炸理论只是描述我们宇宙的演化，而非追究其开端。

不论是宇宙学还是其他科学，我都把确立那些引人注目的结果的过程比作组装一个构架。我们采用不同的测量手段来增加互证（cross bracing），以使得每一项证据都更有说服力。我们的宇宙膨胀构架在足够坚实的支撑下已经稳如泰山了；大爆炸理论不再遭受严重的质疑，它（与观测事实）契合得很好。即便是最激进的方案——最近的稳态理论（the steady state theory）的变体——也不怀疑宇宙在膨胀、冷却。当然，你还听到宇宙学中的各种不同观念，但可以肯定，它们都为这个构架添砖加瓦，使其更加完备。

例如，我们不知道膨胀之前宇宙的行为。前沿理论 “暴涨”（inflation）是对（大爆炸）构架的很引人注目的补充，但它缺乏旁证。而这恰恰是宇宙学家们孜孜以求的。如果正在进行的各项观测与暴涨发出的独特信号一致，那么我们将把他们视作这一理论的有力证据。但即便到那时，我也不会就暴涨是否真的发生而打赌。我并非批判这一理论，我的意思只是，这一勇敢的、开创性的工作仍然有待检验。

更加明显的证据表明，宇宙中的绝大部分物质由丛聚在星系外围的暗物质构成。对于爱因斯坦声名狼藉的宇宙学常数（cosmological constant），我们也有个合理的解释——它或许是当下宇宙（膨胀）的加速度的一种表现形式。十年前，宇宙学家们普遍欣然地将暗物质作为解释星系中恒星与气体运动的优雅方式。尽管如此，大多数研究者都曾由衷地反感宇宙学常数；而如今，大多数人都接受了它，或者与它类似的概念——第五元素（quintessence）；粒子物理学家更是已经欣然接受了宇宙学常数对量子理论的挑战。这一观念上的转变并不反映（大爆炸构架）与生俱来的弱点；相反，它展现出一种良性的混乱状态中的主题，这种混沌存在于一个已经确立但缓慢发展着的构架周围。只不过是我们这些大自然的学生要随着“课程”的深入来调校我们的概念罢了。

在这种情况下，这些（大自然的）“课程”包括了宇宙加速膨胀的迹象：不同远近的超新星光度，最古老的恒星的年龄，遥远的质量分布周围光线的弯曲，以及贯穿天空的热辐射温度的波动。这些（观测）证据给人以深刻的印象，但我仍对宇宙学常数这一案例的一些细节持怀疑态度，（这些令我怀疑的细节包括）星系演化与其空间分布之间可能存在的矛盾。宇宙加速（膨胀）理论蒸蒸日上，我虽欣赏这个体系，但还不准备投入其中。

人们应怎样判断媒体关于宇宙学进展的报道呢？我对只根据一家之词写出的文章总不大放心。做研究是个繁杂的活，即便是经验最老到的科学家也难以洞彻一切。我们凭什么认为独独这样一个人做得好呢？当然，一群科学家也有可能误入歧途，但这毕竟发生的少。所以，如果记者咨询了领域内的一些代表，并且这些代表一致认为某一结果值得考虑，那么我读起来就感到放心多了。

如果别人（独立地）重现了某一结果，那么这一结果就更值得关注了。当独立的证据导出同一结论时，该结论就开始变得有说服力了。在我看来，最好的科学报道不仅要描写最新的发现和观念，还要涵盖验证和互证的核心过程，尽管这有些枯燥。

时间将会见证一切，暴涨、第五元素以及其他在议的概念最终是会成为（宇宙膨胀）中心构架的一部分，还是被弃置一旁，被替以更好的概念。某种程度上，我们正努力将工作彻底进行，以至于无事可做。但宇宙是个复杂的地方，简单地说，我们不可能在短期内脱离高产的科研生产线。当前的困惑意味着我们所做的是正确的——就像欣欣向荣的建筑工地的喧嚣。

本文作者：P. James E. Peeples 是全世界最卓越的宇宙学家之一，是分析宇宙微波背景辐射和宇宙体积组成先驱中的泰斗。他囊括了诸多天文学最高奖项，包括1982年的海涅曼（Heineman Prize）奖、1993年美国天文学会的亨利·诺里斯·罗素讲席(Henry Norris Russell Lectureship)和1995年太平洋天文学会的布鲁斯奖章（Bruce Medal）；现任普林斯顿大学名誉退休教授。

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[1] 本文是译者关于宇宙学系列译文的开篇。

[2] 译注：此“爆炸”（explosion）与大爆炸理论中的“爆炸”（bang）不是一个意思，前者在这里强调爆炸的开端，后者强调爆炸过程的膨胀性。

这不是疯话：进化偏爱疯子基因

by Nikhil Swaminathan
原文来自 科学美国人新闻2007.9.6
translated by Sunforever

新的研究显示，与精神分裂症相关的基因同样有积极的发展作用

精神分裂症，这种以幻想，多重人格和认知能力瓦解为标志的精神紊乱影响着大约1%的美国人。他们中的许多人饱受折磨，同时也不适合生育后代——这可以减少他们将相关的基因传给下一代的可能。

“这是一种基因悖论，”英国巴斯大学的进化基因学家Steve Dorus解释道，“为什么这种疾病仍就有如此高的比率？”

Dorus在本周的《英国皇家学会会报B辑》上与人共同发表了关于基因进化与精神分裂症的联系的报告。通过分析世界上几大人群的DNA和同时检测人类和黑猩猩的基本基因组，研究人员得到了一个令人惊讶的结论：那些与精神分裂症相关的基因变种在进化过程中必然被选择，并且基本不变地保留下来。这暗示着拥有它们一定有什么好处。

“精神分裂症可以用许多单独的等位基因（基因的不同变种）来解释，”Dorus指出。“有太多的基因位点可以影响到这种疾病的症状。”在过去的十年，许多基因都被认为是潜在的罪魁祸首，科学家们相信，某些基因会瓦解蛋白质的翻译，从而引起精神分裂症。

这个团队的成员，还包括英属哥伦比亚西蒙弗雷泽大学的进化生物学教授Bernard Crespi和东卡罗来纳州大学的进化学教授Kyle Summers。他们在研究中重点关注了76组与精神分裂症关系最密切的基因变种。通过比较这些基因与那些已知的会影响二乙基溴乙酰胺进程基因的进化历程，研究人员发现这些精神分裂症相关基因中有28组在近年来的进化过程中被青睐。无论是白种人，黄种人还是黑人。

“因为这实在是一个相当复杂的基因特性……你实际上期望，在关系到基因在紊乱中扮演的角色时，不同人群之间会有一些变化和不同，”Dorus说。他表示当研究证实那些与疾病联系最紧密的基因反而得到了正向的选择时他很震惊。其中包括DISC1，它影响着神经元细胞轴突上的蛋白质运输。“最重要的是我们并不知道这种选择的原则是什么，”他说，“这可能是因为某种完整的神经发展进程导致的。”

另一位作者Crespi说现在很多理论把精神分裂症基因的“阴魂不散”当作是一种基石。一种理论认为精神分裂症是一种“语言紊乱”，这种疾病是人类的演讲，表述和创造能力发展的不幸结果。“无论何时当你得到正面的选择，那将是极大的助力，你可以弥补许多的损失，”他说。“你可以把精神分裂症当作是为人类所有的认知和语言能力买单——他们拥有太多的等位基因——单独来看可能是积极有益的，但放到一起就成了祸害。”

Dorus表示他们的团队现在将回家继续研究被积极选择了的那28组基因，期望找到治疗这种神秘疾病的新疗法。

问问专家：人类为什么没有体毛？

原文来自 科学美国人印刷版 2007.9
translated by Sunforever

关于人类失去体毛的最新理论是什么？
——J.Yablon,Adelaide,Australia

英国雷丁大学进化生物小组的组长Mark Aagel回复：

科学家们提出了三种主要的理论来解释为什么人类体表赤裸，缺乏皮毛。这些理论都围绕着一个观点——那就是自从我们在进化道路上与我们现存最亲近的近亲大猩猩分道扬镳以来，在这六百万年中，越来越少的毛发让我们在进化中保持着优势。

“水生说”认为，约六百万到八百万年前，我们的猿人祖先过着半水栖的生活。他们在浅水里搜寻食物。皮毛在水中并不是有效的隔热方式。所以这种理论认为，我们因此进化出了替代的方式——像其他水生哺乳动物一样，我们有了相对较厚的脂肪层。尽管这种解释很富有想象力,并且有助于解释我们的大肚腩，但人类经过水生阶段的古生物学证据听起来还是很玄


第二种理论认为，褪去体毛使我们在适应热带草原的生活时，能够更好地控制体温。我们的猿类祖先大部分时间都呆在凉爽的森林里，但是一个身被毛发，直立行走的原始人类在太阳底下就很可能体温过高。这个主意看上去很有道理。但即使脱毛有助于白天在太阳底下保持凉爽，我们的祖先在夜晚需要保暖时仍会失去必须的热量。

最近，我和我牛津大学的同事Walter Bodmer提出的观点认为，自然选择更偏爱赤裸的体表，因为这减少了表皮寄生虫的泛滥。一件皮裘可给虱子虫蝇等寄生虫提供了一个相当安全而有吸引力的天堂。这不仅会带来无数的麻烦和困扰，更有可能引发多种疾病，某些甚至生死攸关。而可以生火，盖房子，做衣服来抵御严寒的人类，很有可能因此抛弃了毛发，和绝大多数的寄生虫。

真实还是虚构：NASA花费百万研究太空笔？

原文来自科学美国人印刷版2007.8
translated by Sunforever

在六十年代的太空竞赛时期，有传言说美国航空航天局（NASA）的科学家意识到钢笔在零重力环境下无法正常使用。因此他们花了数年的时间和数百万纳税人的钱开发了一种原子笔，可以在不需要重力的情况下把墨水压到纸上。但是他们聪明的苏联同行，就像故事里说的那样，用一只铅笔解决了所有问题。那么，NASA真的浪费过这么多钱吗？

太空铅笔

根据NASA的历史记录，最初的美国宇航员跟苏联人一样，也是使用铅笔写字的。事实上，在1965年，NASA从休斯顿Tycam工程制造中心以128.89美元一支的价格订购了34支机械铅笔，总花费4382.50美元。当这些数据公之于众的时候引发了公众的谴责。NASA不得不寻找更便宜的选择。

无论如何，铅笔都不是最好的选择。笔尖容易折断或掉屑，在零重力环境下飘动，甚至可能伤害宇航员和设备。而且铅笔是易燃物——自从阿波罗1号起火后，NASA就一直避免携带这类物品。

太空原子笔

然而Paul C.Fisher和他的Fisher Pen公司投资了一百万美金（没有一分钱是来自NASA的）研制了如今人们熟知的太空笔。这种装置在1965年申请专利，可以笔尖朝上书写，也能在严寒和酷热的条件下工作（低至华氏-50度或高达华氏400度），甚至能够在水下或其他液体中书写。如果太热，它的墨水会从通常的蓝色变成绿色。

Fisher向NASA提交了他们的产品。由于之前机械铅笔项目的惨痛经历，代理商犹豫了很久。但经过测试这种AG-7号“反重力”太空笔，美国于1967年决定在未来的太空航行中使用它。Fisher的笔通过在笔管里压缩每平方英寸35磅压强的氮来弥补重力的缺失——大约为地球海平面大气压的两倍。这种压力把墨水推向笔尖上的碳化钨圆珠。

这种墨水，同样与普通墨水不同。据说它本来是凝胶态的固体，直到小圆珠的运动把它变成液体。压缩氮同时也防止空气混入墨水。所以它也不容易蒸发和氧化。

国际认可

1968年2月一封美联社的急件报到了NASA定购了400支Fisher的反重力原子笔用于阿波罗登月计划。一年后苏联也定购了100支笔和1000管墨水用于他们的Soyuz太空项目。美联社稍后披露NASA和苏联都得到了同样40%的折扣。他们都支付了2.39美元一支的价格，而不是之前的3.98美元——没有一处与百万美元相关。

太空笔在阿波罗计划中的作用并不仅仅限于微重力环境下的书写。根据它的创造者，第一个登上月球的阿波罗11号的宇航员介绍，他曾经用这支笔修好了一个登月舱上的发动机启动开关——使他们能够从月球起飞返回母船从而飞回地球。

从六十年代晚期开始，美国和苏联的宇航员都开始使用Fisher的笔。事实上，Fisher创造了整条太空笔行业链。新版本的梭子笔已经在美国太空梭和俄国空间站上服务。当然，你不是非得飞到轨道上才能使用一支太空笔——地上的普通人也可以以非常低的价格使用它——50美金。

能量纸：轻薄的能源储备

by David Biello
原文来自科学美国人2007.8.14
translated by Sunforever

通过给碳纳米管包裹纤维素，研究人员已经发明了一种有弹性的，跟纸一样薄的能源。

纸能成为未来电子产品的能源吗？就像塑料掀起了日用品制造业的一场革命一样，一种由纤维素，碳纳米管，和少量液体盐组成的新型能源也许会改变电子制品——从iPhone到起搏器——背后的能源格局。

“我们制作了一个纸电池，超级电容器和电池电容组成的混合装置，它有非常多样的储能应用，”伦斯勒理工学院（R.P.I.)的生化工程师Robert Linhardt说，他领导的团队做出了这一发现。“这些装置轻薄而有弹性，主要由纤维素纸组成——一种环境友好并且生物相容性优良的材料。”

这是R.P.I.三所实验室——生物聚合物实验室，纳米管实验室和电子实验室之间的一个合作项目。能量纸的工作原理是利用纤维素分开对齐后的碳纳米管作为电极。纳米管是主干，而纤维素溶解在电介质中——在传统电池中扮演这个角色的是硫酸，但在这里一种室温下的离子液（也被称作液体盐）——被倾倒在它周围。等干燥以后，一张薄薄的“纳米复合纸”就诞生了。它“可以从任何角度被卷曲，扭曲，弯折，”研究人员在《美国科学院院刊》中写到。

除了优良的弹性，这种纸电池还能被切割，折叠并且能在广泛的温度环境下工作——从华氏100度到350度（而不会燃烧起火）。而且，根据这种纸的制造过程，它还能作为电池，超级电容器（一种有显著效果的储能装置，可以在瞬间传递巨大的能量）或者两者皆有。分离的带有纤维素的碳纳米管产生了黑色的纸，是具有良好商业品质的超级电容器，团队的报告指出，然而，从一层锂上分离出的碳纳米管则构成了一种长效电池和两种颜色的纸：一面黑色，一面灰色。

“纳米管接触纤维素的部分在分子层面上与纸张接触，形成了大量的表面，使得这种装置能有效 地存储和释放能量，”Linhardt说。

这种能量纸还能吸收含盐的体液，比如汗或血，来发挥超级电容器的作用。“这种体液电解质的利用表明，有可能把这种装置作为一种有用的体内植入物，”Linhardt指出，“我们对这种可能的一次性心脏除颤器的潜在医学应用非常感兴趣。”

到目前为止，研究人员在超级电容器方面已经取得了每千克1.5千瓦的能量密度，并且测试了超过100次的充放电循环，当然比起当前典型的商用电容器上百万次的次数是少了一点。他们仅仅制造了一平方英寸的这种纸，但这种独特的复合结构已经减少了制造像电池电容复合装置那样的烦琐——它还在其他的装置中被用来点亮微型发光二极管。

如果这种能量薄片能像科学家希望的那样用于印刷技术，那么未来的能量可能会储存在纸上。“我们非常现实地清楚在实现这个目标的过程中会有许多无法避免的苦难，”Linhardt说，但“我们没有发现任何不可逾越的挑战。”


相关内容也可以参看经济学人2007.8.14上的It looks good on paper

量子态铁磁流体：一种微磁体的玻色爱意斯坦凝聚

by Sourish Basu

translated by rocdawn

原文来自科学美国人2007-8-14

铬的微磁体原子展现出超流动性，并有具有奇特量子状态的可能性。

人们已经了解到，恰与常识（如同种电荷相斥）相反， 在低温下固体中电子趋向于成对存在以在不产生热量的前提下传到电流，也就是“超导”的现象。

在其他事物之中，超导已经被用来在磁共振成像仪中产生强磁场。这种现象包含对一组在同一量子态同步舞动的玻色子（想成对电子的粒子）的浓缩。被认作玻色爱因斯坦凝聚，这种特殊的物质状态与我们熟知的固体.液体或气体不同，并且可以被用来发射原子激光和制作更加精确的时钟。上周，在德国斯图加特大学，Thierry Lahaye领导一组 物理学家在自然杂志上宣布他们创造出像微磁体一样可以 在显著的无限远距离上相互作用的铬原子的玻色爱因斯坦 凝聚体。在这个项目中，原子可以形成在传统相互作用中 不可能形成的物质状态----像比液体流动性更好的固体和像棋盘一样排列在一起的原子。

为了实现同步振动，玻色子需要在相互作用中互相感知。自从1995年第一个玻色爱因斯坦凝聚态在玻色碱性原子，（如锂原子.铷原子和钠原子）中发现这种相互作用和等方相互作用被限制在短距离内（有效范围不超过几个纳米）。这种原子就像微小的球，因此对于它们来说没有向上的一级，并且从各个方向看上去都它是一样的。但是物理学家们一直知道，一些原子有时会表现得想微小的磁体球，并且磁体当然会有一级向上；将两个磁体移近，反转其中一个，那么吸引将转变为排斥。所以问题在于能否用原子形成像微磁体一样相互作用的玻色爱因斯坦凝聚体。

一个难题是任何原子-原子相互作用中偶极性部分（磁性的）总是比在玻色爱因斯坦凝聚中占优势的等方性部分（像球一样的）小很多。幸运的是，等方性部分的力可以通过把原子放在电磁体附近使之调整到适应这种磁力而转变，甚至是将吸引为排斥（反之亦可）。

研究者们说，另外一个问题是碱性原子----形成玻色爱因斯坦凝聚的主要候选者----是非常弱的磁体。这个问题可以通过选用玻色态原子来解决，例如铬-52，磁性是锂原子的6倍。

因此Lahaye的团队在激光柱中捕获铬-52，把它们置于磁场中，改变磁场强度，直至等方相互作用减小到极弱而使偶极性部分占优势。完全归功于偶极相互作用，这些铬原子形成寿命几纳秒的玻色爱因斯坦凝聚体，并且当限制解除，会展现出密度峰值作为玻色爱因斯坦凝聚的“烟管”。

除了方向决定性，偶极相互作用比作用范围仅几个纳米的等方相互作用长得多，Lahaye指出。理论学家们曾经预言，在这种远程相互作用中的原子会具有奇异的量子状态像超固体结晶。在这种结晶中，一些原子可以无阻流动，并且具有所谓的“跳棋盘状态”----原子按照既定的格子占据每一个位置。

莱斯大学的Randall Hulet说，这是一个理论学家们研 讨多年的课题······并且最终实验物理学家将赶上。他是一个实验物理学家，并且也是创造出第一个玻色爱因斯坦凝聚的科学家之一。

白暨豚的挽歌

by David Biello
原文来自《科学美国人》新闻2007.8.8
translated by Sunforever

官方消息：白暨豚宣告绝种。

白暨豚走了。在长达六个星期的长江搜寻中，科学家和保护论者都没能看到任何这种奇特生物的影子。这意味着，他们说，“长江女神”已经灭亡了。因为，即使仍有零星的个体幸存，它们也不足以繁殖并延续这个物种了。

“尽管我们如此的努力，但仍没能在长江主河道探测到白暨豚的踪迹。这个悲伤的结果表明试图找到幸存的白暨豚并把它们转移到保护区——他们唯一的保护希望——的努力全部破灭了，”伦敦动物学协会的动物学家Samuel Turvey说。这些科学家不仅雇佣了四个连续不断的监察员还配备了探测麦克风，尝试探测到白暨豚在水中的哨音。这些哨音已经在地球飘扬了两千万年之久。

这种淡水豚的数量从来都不多。它们有着长的管状的鼻管前端，和冠装的残余背鳍。过去曾有过数千头的纪录在过去十年间缩减到区区几百头。根据《皇家协会生物信笺》的公文，1999年的一项调查仅仅发现了13头白暨豚，而最后一次观察并拍到白暨豚的记录是五年前。

白暨豚的这种长期缓慢的灭亡是由于过度捕捞，长江三峡大坝的建造和长江流域（超过全球总人口10%的人类在此定居）的其他变化造成的，而不是因为捕猎或其他直接的人类影响。长江沿岸的居民仍然在水中使用电击和所谓的“滚钩”（一条长绳上挂满了上百个钩子可以把江里的鱼一网打尽）捕鱼，尽管这已经被法律禁止了几十年。“一旦白暨豚被一只钩子抓到，它就会挣扎着逃跑，然后被更多的钩子缠身，”武汉水生所副所长王丁说，“最终，白暨豚会溺死。”

Turvey补充：“我们每日沿河看到了数量巨大的渔业生产，不光有合法捕捞（刺网捕捞），也有大量的屡禁不绝的非法滚钩延绳捕鱼和电鱼……事实上，在我们结束考察之前，在武汉港，渔民们就在我们考察船的旁边正在用延绳捕鱼作业。”

尽管几十年前就有人预言了白暨豚的衰亡，但很少有工作去在它们栖息地外的少数保护区保存白暨豚。一头雄性白暨豚——小名淇淇——曾经是武汉中科院水生所白暨豚馆的唯一居民。“这种消极行动的原因，源于不愿意在有限的时间内下定坚决的保护决心，对于潜在的高风险保护行动的畏惧并最终选择了‘不作为’的自我恢复策略，”Turvey说，“如果保护措施能够落到实处，白暨豚很可能仍然生存在我们身边。”

白暨豚的离去标志着自五十年代加勒比僧海豹灭绝以来的第一次大型动物灭绝。而联合国估计每个小时都有三种小型动物或植物物种灭绝。科学家警告，如果不尽快采取措施，江豚也将很快步其鲸类表亲的后尘。它们已经从90年代幸存的约2500头缩减了一半。

“如果没有迅速的实质性干涉，江豚也将很快灭绝，”王丁指出。他说，尽管水生所的科学家们已经开始了人工繁殖计划，仍然有必要对这种独特动物进行更深入的研究并在长江中采取更全面的保护措施。两只小江豚——一只生于05年一只今年出生——已经成功繁育，提高了这种稀有淡水小豚的存活希望。

至于白暨豚，我们只能对这种快要死绝的生物抱有一丝希望了。“最后一次尚无法确认的白暨豚目击记录是在06年4月27日，让我们可以假设仍有少量白暨豚在这条江的某些区域生存，只是很难找到。”王丁说。Turvey参加了一个科学家和保护者的团队，计划走遍历史记录的白暨豚的出没地采访渔民，以期待找到幸存的白暨豚。但“长江生态系统的持续恶化，”他说，“意味着这些物种即使没有灭绝，也没有希望达到可以存活的数量，哪怕是短期的。”

每一个老鼠女孩骨子里都是个男孩[视频]

By David Biello
原文来自《科学美国人》2007.8.5新闻
translated by Sunforever


只需要做一点点基因处理或脑外科手术，就可以让雌性老鼠表现得像性欲旺盛，富有侵略性的雄老鼠一样。

雌性实验鼠一般都是温驯顺从的生物。但是通过关闭某些基因或手术除去她们嗅出性激素的能力，科学家把她们变成了气势汹汹，精力旺盛，声音低沉的色狼——而没有采用任何睾丸素或是其他类固醇类激素。

“雌性大脑内含有同时控制雄性和雌性行为的神经系统，”哈佛大学的分子神经学家Catherine Dulac说，“正是这种性别上的同构异形性成为使一种性别沉默的开关。”

不同性别行为表现的关键，至少对于老鼠而言，是它们鼻子上的一团让它们嗅到性激素的受体。性激素是一种在同种生物间传达性别信息的特殊化学物质。被称为犁鼻器的一种器官连接着大脑并记录其它老鼠的性别，同时触发适当的反应。

但是当研究人员用基因手段使VNO残疾，雌性老鼠就开始追逐她们的雄性同伴，骑上他们并且试图推送胯部[点击这里看视频]。“从行为学角度，你无法区分她们和雄性老鼠有任何分别。”Dulac补充。

“以前的观点认为雌性大脑产生雌性行为，而雄性大脑引导雄性行为，二者毫不相干，”密歇根州立大学的神经学家Marc Breedlove说，“这些实验结果表明，至少对于老鼠而言，大脑在成年后仍然保留着表现两种性别行为的神经系统。”

使用手术方法移除VNO同样可以激发相同行为，研究人员在《自然》杂志网站上报告。他们列出了所有雄性行为：从推送胯部到吸引配偶的高频叫声等等。“雌性老鼠从来不发出这种超声叫声，”Dulac指出，“人们曾以为她们没尽管有相应的发声器。

尽管雌性偶尔会表现得男性化，但她们仍然保留着自身性别的生物功能，最终在和雄性老鼠配对后怀孕（就是她之前试图骑上的那只公老鼠）。她们的母爱本能并不强烈，因为她们不像普通的老鼠母亲，居然抛下小宝宝离开了好几天。

然而，切除雄性大脑的VNO能否使他们也表现出雌性行为仍然是个未知数。因为雌性实验鼠大部分都安静顺从，没有什么特别明显的行为可以区分，Dulac 说。但非常明确的是，雌性和雄性的大脑功能上是一致的。“那样更简洁自然，”Dulac补充，“如果你非要想象如何建立两套完全不同的神经系统，那太烦琐了。”

这个发现的应用范围有多广也同样不为人知。后代同样表现出相似的行为，但仍需要更多的研究来评定更广泛的影响。“对于其他动物，我们需要探查VNO是否也有同样的戏剧性效果，”Breedlove说，“比如‘这是否对所有啮齿类动物都适用？’‘食肉动物又如何？’等等。”

至于人类，我们缺乏VNO和性激素的生理特征也许在两性礼仪中扮演了稍许积极的角色。“人类更多的依赖于看得见的暗示，”Dulac说。但我们的大脑也许同样被相似的“两种系统共存但一种被持续抑制”的规则联系着。不同性别行为的关键也许更少地关系到激素而更多地涉及神经系统触发机制的多样性。