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《读者》2011年第07期·文明·在海外·猫、牛奶和流体力学(作者:陶杰)

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《读者》2011年第07期·文明·在海外·猫、牛奶和流体力学(作者:陶杰) 《读者》2011年第07期 文  明 在海外 猫、牛奶和流体力学 陶 杰 美国普林斯顿大学、麻省理工、维珍尼亚州理工学院,合作一项计划,研究了三年半。研究什么?研究猫俯身伸舌头喝碟子上的牛奶时,为什么从来不会弄湿下巴的毛? 三家大学的流体力学家和数学家,在想这个问题。原来早在一九四一年,美国的科学家就发现猫喝奶时,伸出的舌头,像一个反转过来的字母 J。也就是说:舌尖向下卷,把奶很快捞进嘴巴。 但是自从发明了高速电子摄影,发现猫喝奶的技巧复杂而精致。猫的舌尖很巧妙地只触及奶的表面,像龙卷风一样,先把奶液向下...

《读者》2011年第07期·文明·在海外·猫、牛奶和流体力学(作者:陶杰)
《读者》2011年第07期 文  明 在海外 猫、牛奶和流体力学 陶 杰 美国普林斯顿大学、麻省理工、维珍尼亚州理工学院,合作一项计划,研究了三年半。研究什么?研究猫俯身伸舌头喝碟子上的牛奶时,为什么从来不会弄湿下巴的毛? 三家大学的流体力学家和数学家,在想这个问题。原来早在一九四一年,美国的科学家就发现猫喝奶时,伸出的舌头,像一个反转过来的字母 J。也就是说:舌尖向下卷,把奶很快捞进嘴巴。 但是自从发明了高速电子摄影,发现猫喝奶的技巧复杂而精致。猫的舌尖很巧妙地只触及奶的表面,像龙卷风一样,先把奶液向下推,利用地心吸力的反作用力,把奶液像真空管一样吸起来成一个圆筒形,电光石火之间,送进口腔。猫舌与奶汁几乎不沾边。 猫一秒钟,舌头可高速快舔4次,每次喝进0.1毫升。科学家把猫喝奶的纪录片每格细看,看了三年半,终于算出了猫舌出击的速度,和每次猫卷舌头的频率之间的一条方程式。 再计算猫舌的大小面积,加进去,就算出了一个叫“佛罗德函数”的新东西──每一只猫,每伸一次舌头,舔进多少奶,与猫舌面积和伸缩速度的关系,物理学家在前看片、纪录,数学家压阵分析数据,算出了一条天衣无缝的流体力学新公式。 为什么有此发现?全因为一个叫史托克的流体力学家,在家里的厨房喂他的宠物猫吃奶,一面抚摸着牠、欣赏牠的美态,忽然兴起研究猫喝奶的学问,像牛顿头上掉下了一只苹果,无意中发现了一项神迹。 这是一项研究,也是一股激情,来自对生命的好奇和热爱,对动物的欣赏和呵护,由爱心开始,由敏锐的触觉到冷静的深思,成就了西方文明。 这样的研究,中国人觉得无聊──猫喝牛奶,有什么好看?许多父母叫小孩立志做航天员,当总统,喜欢大堆头,不爱在小事上钻研下功夫。猫喝牛奶,西方的学者研究出大学问来,后面有一股动力——最好的教育,是培养一颗仁心。 科海览胜 疯狂的自我人体实验 Vitamin 他们喝下含有霍乱病原体的液体,给自己注射毒液,或者出于实验目的去上吊。为了满足求知欲,或是为了能扬名立万,某些研究者不惜在自己身上进行实验。德国《明镜》周刊近日描绘了这样一些身影:他们中有些人获得了轰动一时的发现,而另有一些人则悲惨地死去。 如果还有可能,他会乐于停止眼下这个实验。对,立刻停止。现在,他的心脏疯狂跳动,血压直线上升。在他口中,大量的黏液和唾液不停地分泌,快得来不及咽下。他感到快要窒息,千真万确,他快要被自己的体液给呛死了,然而没有人觉察到他这般痛苦挣扎。福瑞德里克·普瑞斯科特一动不动地、悄无声息地躺在那里,连翘起小指的力气都没有了他的整个肌肉系统已彻底瘫痪。 这个英国医生不久前给自己注射了一支针剂,里面装的正是生物神经毒素箭毒马鞍子。南美洲的印第安人将这种毒液涂在箭头上,使弓箭成为一种致命的武器。普瑞斯科特曾经相信筒箭毒碱可以被当作镇痛剂使用。虽然他在整个实验中动弹不得,可神智依然清醒。当同事从他皮肤上扯下一块胶布时,他甚至感受到一阵“剧烈的痛楚”。最终,通过这个令人瞠目结舌的自我人体实验,他仅仅得出了以下结论:谁要是想经历一场真正的恐怖之旅,给自己注射箭毒素会是一种很好的选择。 不同的偏激和不同的目的 由于1944年这次冒着生命危险的自我人体实验,普瑞斯科特使自己跻身于一个出类拔萃的群体。几个世纪以来,某些医生、教授或自学者为科学牺牲了自己的身体。他们在绞刑架上试着体验自缢;将自己关进完全密封的空间;或者将自己置于火箭加速器前。为了排除致死疾病通过某些途径传播的可能性,他们甚至在粪便中打滚,或者直接吞饮鲜血。 如此铤而走险,不同的人怀有不同的目的:一些人为了使自己名扬天下,或者为了取得认知上的关键性突破;而另一些人则属于彻头彻尾的局外人,他们偏执地相信某个疯狂的念头,同时却被大多数功成名就的同行所耻笑。有时出于自恋,而有时又出于对他人生命的关切,这类人常常在自己身上做实验,以此来证明他们那些令人难以置信的论点。其结果却各不相同:少部分幸运者换来了诺贝尔奖,而不少研究者却付出了生命的代价。 德国卫生学教授马克斯·冯·佩腾廓福尔曾在1892年说出一番豪言壮语:他愿意“像一个士兵一样,为了荣耀”倒在科学的战场上。在众多惊恐万状的学生面前,这位74岁的老人一股脑吞下了一瓶液体其中含有约10亿个霍乱弧菌。他这么做是为了向老对手、德国细菌学家罗伯特·科赫证明,这种细菌并不是导致霍乱爆发的罪魁祸首,真凶应该是自然环境,确切地说是土壤状况。 最终,佩腾廓福尔逃过一劫,只受到肠道功能紊乱的困扰,于是便以为自己的观点得到了证实。其实他的观点从一开始就是错误的。据猜测,他在之前几年就感染了霍乱,病程发展到此时,多喝点病菌已无大碍了。 呕吐物制成的药丸 与年逾古稀的佩腾廓福尔比起来,斯塔宾斯·弗斯在早年就开始拿自己的身体冒险了。这个雄心勃勃的医科学生18岁时就想证明,黄热病并不是通过人与人之间的接触传播的,尽管当时大多数人都持相反观点。1802年10月4日,弗斯壮着胆子进行了一项极端的反证实验。他在身上20个不同的部位切开小口子,然后往伤口里滴进黄热病患者的呕吐物。什么都没有发生。接着,他又将那些呕吐物煮热,然后吸入它们蒸发出的气体,甚至还服下由呕吐物制成的药丸。最后他开始直接吞服稀释后的呕吐物,而且“逐渐将摄入量从半盎司增加到两盎司(约56克)”。 然而还是没有任何异样。接着他还尝试了尿液、黏液和血液之类的体液要么吞服,要么将它们滴到伤口上。无论如何,弗斯都十分健康,可他却总是无法从自己的实验中得出合理的结论。他当时并不了解,黄热病是通过蚊子传播的。 借助动物睾丸返老还童 相比之下,罗马尼亚法医尼古拉斯·米诺维奇更濒临死亡的边缘。在20世纪初,他先后12次用绳子试着上吊。“一开始,脸会变红,”他在事后激动地写下当时的情况,“接着再变紫,而视线变得模糊,耳鸣也随之而来。”不过他没有就此停止实验。最终,他在绞刑架上坚持到了26秒,身体也因此受了“好多好多的”损伤。“喉头和舌骨的撕裂几乎是不可避免的。”除了无法忍受的痛楚以及不同程度的血肿和瘀青,他还认识到,绝大部分被送上绞架或是自缢的人都不是死于窒息,而是死于大脑缺血。 对于这一类实验,人们总是很难分清它们到底是严肃认真的知识获取过程,还是哗众取宠的炒作。在1889年的巴黎,当时已拥有盛名的查尔斯·爱德华·布朗-西廓医生把一只壮年小狗的睾丸捣碎,再将其和蒸馏水拌到一起,然后将“溶液”注射入自己前臂的静脉他认为这是一种返老还童的良药。不久医生便感到自己精力更加旺盛。这一点在粗略的量化估计中得到了证实,比如他尿液流量的强劲程度。“尿液划出的距离,即它从身体一直到小便器底部的飞行距离”有了明显的增加。 后来当布朗-西廓含糊不清地表示,他的性功能也得到了增强,这座以浪漫而闻名的首都立刻陷入疯狂之中。很多人开始找寻这款神奇的药物,因为谁要是拥有了它,谁就简直拥有了幸福。此药的发明者对此完全失去了控制,不少奸商都在打着他的旗号招摇撞骗。等到人们醒悟过来时,一切都已经太迟了很多病患在接受睾丸治疗法后得了严重的败血症。 把导管插进心脏的乡村医生 其他一些自我人体实验的结局更加悲惨:美国外科医生威廉·哈尔斯蒂德把可卡因当作麻醉剂来实验,最后染上了毒瘾。英国人安德鲁·怀特猜测疟疾可能对鼠疫产生免疫,于是让自己感染上两种疫病,结果不到一周便撒手人寰。同样,秘鲁的医科学生丹尼尔·阿尔希德·卡里翁也让自己染上在其家乡广为传播的皮肤病秘鲁疣,而39天之后他却令人意外地死于奥罗亚热。 由于卡里翁的自我牺牲,人们在后来找出了那两种病程之间的联系,而且卡里翁在秘鲁也被追认为烈士与民族英雄。而另一些研究者虽然在疯狂的自我人体实验中幸存下来,却遭到了同行们幸灾乐祸的嘲讽和非议。 德国医生沃纳·福斯曼就经历过这种挫折,他在自己身上做过历史上最为著名的医学实验。后来他的上司把他所有的尝试称为愚蠢的“小丑表演”,并认为这完全配不上高尚的医学事业。好心的同事则警告他:由于他所进行的实验,他可能会在牢中度过一生。 究竟发生了什么? 1929年,这个年仅25岁、刚刚成为助理医师的青年实现了一个梦想。他刺破自己左臂肘部的静脉,将一根由无菌橄榄油润滑过的细管插到静脉里。管子越插越深,最终到了心脏。在这期间,他没有感到任何的疼痛,相反却“感受到了一丝暖意”。实验并没有停止,他带着自己的“实验品”,跑到楼下一个配有伦琴射线仪(X光机)的房间。在那里他给自己拍了一张片子,一张足以震惊世界的片子福斯曼完成了医学史上第一例心脏导管术。 媒体把他当作一个流行天王来进行连篇累牍的报道,越来越多的细节进入到公众的视野。福斯曼的顶头上司曾坚决地禁止这项实验,而就在福斯曼即将开始实验时,一名护士为了让他就此罢手,甚至提出自己代替福斯曼来做实验品。年轻的医生将计就计,表面上随声附和,却在护士被绑在手术台上后对着自己开始了实验。 对于这个倔强的年轻医生,整个行业选择了置之不理的态度。然而,福斯曼却在之后的实验中取得了进展,并且还有了一个明确的目标:优化、改善心脏的诊断方式。他曾在闻名遐迩的柏林夏洛蒂医学院短暂工作过,可没有取得任何成果,后来还是回到了原来的乡村医院。 而谁又能想到,在进行自我人体实验27年之后,早已被人们遗忘的福斯曼收到了一封来自瑞典斯德哥尔摩的邮件他获得了当年的诺贝尔医学奖。
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