科学帮您答疑解惑

2018-09-10 17:40
农家参谋 2018年7期
关键词:理发师毛发海豚

为什么每个理发店门口都有彩色柱子

为什么每个理发店门口都有旋转的彩色柱子?这有啥渊源?

比较靠谱的说法是中世纪是宗教的时代,一切知识归神父和教会。

但根据教义,罗马教廷觉得对人体动手术,是对圣灵的殿堂(也就是人体)的亵渎,在几次宗教会议——1163、1179年的图尔市会议以及1215年的拉特兰会议上,对神父施行外科手术的禁令正式颁布,他们只能给富贵人家当内科医生,外科需求如何满足就成了大问题。也是从这时起,内科医生和外科医生被正式区分开。

教会甩掉的锅总要有人捡起来——理发师。理发师和医疗结缘由来已久,古埃及人就相信修剪毛发可以让恶灵无处藏身、从而无法侵害人体,古希腊和罗马人把去理发店纳入日常行程,也不只是为了修剪毛发,那里还可以处理其他小问题,比如拔牙、按摩和灌肠。而理发师虽然没有神父们那些奇怪的医疗工具,但他们有刀,可以做最简单、历史也最悠久的一项手术——放血。

这项至少有3000年历史的医疗技术,在希腊医生盖伦的“体液说”占据统治地位的岁月里,被广为信赖。人体上下有43处可以放血的地方,其中14处在头部,都在理发师的业务范围内,要么动刀,要么用水蛭,所以最早的彩柱上下都有黄铜盆或罐子,上面的盛水蛭,下面的盛血,现在的彩柱上下的两颗铜球可能就是这么来的。

放血后需要包扎,要用到大量绷带,这些要反复使用的绷带清洗后需要晾晒,就挂在柱子上,这根飘荡着绷带,顶着水蛭挂着血盆的柱子就成了招牌,告诉大家这里提供放血服务。

理发师做这一行时间久了,除了这根柱子,还贡献了一整套的放血操作规程和工具,其中的双刃刀具叫“柳叶刀”,后来成了英国一本知名医疗杂志的刊名。理发师的行医资格是受到广泛承认的,所以正式的外科医生从他们手里抢生意抢得很不容易,双方竞争激烈。1540年,在英格兰成立了理发师、外科医师联合会。两边虽然属于同一个公会,但业务上有分工,招牌就不能用一样的,所以理发师用蓝白彩柱,外科医生用红白彩柱。直到200多年后,1745年,英国国王乔治二世敕令成立皇家外科医学会,理发师才从外科医学中脱离出来,再也不用跟外科医生们抢柱子了。

法国的情况与英国类似。最初,外科医生和理发师的区分,体现在袍子的长度不同,后来发展到招牌,也就是柱子,法国的外科医生通常使用顶着铜盆的红柱子。后来医生们有了另一套行业展示体系,这柱子就还给理发师了。

有人认为是因为没人跟理发师们抢柱子了,所以他们把红色和蓝色的柱子合二为一,实际情况可能是美国人发扬光大了这种英国传统,把柱子做成红白蓝三色是为了象征美国国旗。也有人“过度”解读为红色代表动脉血,蓝色代表静脉血,白色代表绷带。

如今,在美国有些州依然有围绕这根彩柱展开的纷争,女性光顾的美容院也想悬挂这根彩柱,男性光顾的理发店觉得不可思议,你们连剃须刀都不能用,凭什么?所以在密歇根等少數几个州,这根彩柱还可以用来区分男女,世界上最高的理发师彩柱也在美国。

为什么各国的国旗都不用紫色

你知道吗?世界上199个国家,无论历代王朝,还是当今,几乎没有哪个国家的国旗使用紫色!紫色不是很常见的颜色吗?紫色在现在也是很潮的颜色呀!

为什么国旗都不使用紫色?这到底是为什么?

这要从很久以前说起了,几个世纪以来紫色象征皇室身份和地位,曾经伊丽莎白女王还下过一道禁令,非皇室人员不许穿戴紫色服饰!她也是下此禁令的第一人!俗话说,物以稀为贵,难道是紫色比较稀缺?

没错,紫色曾经极其珍贵,比金子还贵出几倍!因为它的初始染料非常稀缺,当初大部分紫色的染料,都来自腓尼基的贸易之都提尔,(现在的黎巴嫩古城)染料商从小海螺的身上提取出染料,不仅提取工序非常复杂,提炼1克染料需要1万多只小海螺,而且这些海螺仅仅生存在地中海的提尔地区!

正因如此,紫色就成了极其昂贵的颜色,只有富人才用得起,所以穿戴紫色成了皇室阶级的特权,紫色就代表着神圣,尊贵,灵性!在古代欧洲穿戴紫色服饰的皇室,则被认为是上帝的后裔!而在中国古代,帝王所住的地方叫紫禁城,“紫气东来”那是有祥瑞产生,想必这其间也多少有些渊源。

紫色的昂贵,不只是对普通民众而言,就连皇室都常说紫色染料太昂贵。传说古罗马帝国有一任国王,不准妻子购买提尔的紫色丝绸披肩,就是因为太过于昂贵!昂贵到什么程度?几乎是黄金的三倍价格!一磅紫色染料需要花费三磅金子!这是什么概念?相当于现在的5.6万美金,差不多是36万元人民币!是不是贵得离谱?买区区一磅紫色染料的钱,可以精打细算地环游世界去了!

而发明紫色染料的腓尼基人,也在那个时代大发横财,连腓尼基这个名字都与紫色有关,即“紫红色国度”的意思。正是因为价格超高,曾经连那些土豪国的皇室都嫌贵,甚至都支付不起把国旗染成紫色的费用。从一个多世纪以前,紫色才走进普通人的生活里。1856年,有位英国化学家,在尝试合成一种抗疟疾的药物时,意外发现了紫色化合物,他还发现这种化合物可以给布料染色!于是他申请了这种染料的专利,并开始大规模地生产紫色布料,也就从那时候开始,紫色才成为每个人都能买得起的颜色,随之而来,紫色走下神坛,再也不是特权身份的象征,皇室成员们也不再尊崇紫色。

1900年之后,许多国家重新设计了国旗,但还是几乎没有国家的国旗使用紫色。

头发为什么会自然卷

“头发为什么会有自然卷?”这是很多人曾经问过的问题。尽管科学家已经研究了几十年,但仍然没有一个标准答案。近来,一组科学家通过研究新西兰美丽诺绵羊超级卷毛的微观结构,似乎找到了答案。

尽管美丽诺绵羊毛发很细,直径大约只有人类头发的五分之一,但它的微观结构和人类头发基本相似。而且因为它细、颜色透明,在显微镜下观察起来也容易得多。

科学家们在新西兰一家农场里,从6只美丽诺绵羊身上取得了毛发样品。把这些绵羊毛发洗净、分开,然后在显微镜下测量了单个毛发细胞的长度,并计算了不同细胞种类的数量。关于自然卷之谜,科学家通过研究新西兰美丽诺绵羊的毛发,似乎找到了答案。

科学家们测试了两种关于毛发卷曲的理论,但两种毛发自然卷理论,哪个对?还有待进一步考究。

第一种理论认为,毛发一侧的细胞数量比另一侧多,因此造成了毛发卷曲。

第二种理论则认为,毛发由两种长短不一的副皮质细胞和正皮质细胞构成。稍长的正皮质细胞在外,而短的副皮质细胞在内,造成了毛发卷曲。并且两种细胞所占的比例,导致了毛发不同的卷曲度。

然而在研究中,科学家发现,在毛发产生弧度的内侧,细胞数量并不比外侧细胞少,这就推翻了第一种理论。

同时,他们还观察到,尽管正皮质细胞普遍比副皮质细胞长,但是在不同的毛发纤维中,这两种细胞的长短参差不齐。也就是说,短的正皮质细胞长度也许还不及长的副皮质细胞。那么,第二种理论也不完全正确。

最后科学家们得出结论,主要由于在卷曲的毛发里,正皮质细胞和副皮质细胞有长有短,变化不一,因此形成了卷曲,而且使得每根头发的卷曲度都是独一无二的。而在直发中,外侧和内侧的两种细胞长度可能大致相同。

然而,想要用目前的方法测量比较粗的毛发,还是有难度。因此,这一理论能否完全应用在直径较粗的人类头发上,还有待进—步研究。

血液为什么是红色的

人的血液是红色的。静脉血含氧量低,呈暗红色,动脉血含氧量高,呈鲜红色。血液是由血浆和血细胞所组成的混悬液。正常状态下血浆呈淡黄色。在显微镜下可见到三种血细胞,它们是呈红色的红细胞、呈白色的白细胞和血小板。血液中数量最多的是红细胞,为白细胞的近干倍、血小板的30?50倍,因而血液突出显示了红细胞群的红色。

那么,红细胞为什么是红色的?红细胞可粗略分为两个组分:不带红色素的细胞膜和细胞内带有红色素的血红蛋白。血红蛋白由珠蛋白和辅基合成。珠蛋白不带红色,辅基则呈现红色,被称为血红素。

在20世纪20年代,德国化学家汉斯·费歇尔对血红素进行了硏究。他历时8年艰辛工作,终于揭示了血红素的分子结构。血红素是一个具有原卟啉结构的小分子,其核心部位由四个吡咯环上的氮原子结合亚铁离子所构成。若用镁离子置换血红素核心部位的亚铁离子,则红色的血红素变成绿色的叶绿素,证明亚铁离子在血红素形成中极为关键。汉斯·费歇尔的研究成果为阐明血液呈红色的原因提供了科学依据。费歇尔由于贡献巨大,荣获1930年的诺贝尔化学奖。

我们为什么需要睡眠

“别追了,我们投降,先让我睡会儿。”这是战争片里的台词。为什么这些慌不择路、朝不保夕的败兵们,最需要的却是一场酣睡呢?睡眠到底有什么作用?

一般认为,睡眠的功能包括储存能量、巩固记忆、清除有害物质、修复细胞、躲避天敌等,但是这些理论并未得到公认。

我们对睡眠功能的认识,大部分来自睡眠剥夺的研究结果。如果大鼠长时间地保持觉醒,尽管食量大增,但它们的体重却持续下降,身體逐渐变得虚弱,出现皮肤损伤、胃部溃疡和出血、体温节律丧失、免疫系统逐渐衰竭等。睡眠被剥夺10天以上就开始出现死亡,20天之内几乎全部死亡,比绝食的生存期更短。由此证明,睡眠可能与肌体物质合成、胃黏膜修复、体温调节、免疫功能等相关,是生存所必需的一种状态。

人类有一种疾病叫作“致死性家族性失眠症”,表现为睡眠的逐步丧失并伴随痛觉过敏、幻觉和过度恐惧症状。当睡眠完全丧失时,患者体重急剧下降,3个月后转为痴呆、昏迷,半年后离开人世。显然,不管是动物还是人类,都需要睡眠才能生存。

那么,人究竟可以多长时间不睡觉?

人类最长的觉醒记录是264小时。1965年12月28日早上6点,17岁的美国人兰迪·加德纳开始挑战260小时的吉尼斯世界纪录。48小时后,他感到恶心、心烦意乱,记忆也出现了问题,甚至不能看电视;到了第4天,出现了轻度的错觉,并感到极度疲劳;从第7天起出现身体颤动,言语含糊不清,脑电波的α节律趋于消失。但是,令人惊奇的是,最后一刻,即第11天的凌晨3点,他居然与负责观察的科学家打了一场篮球赛,并且取得了胜利。

打破世界纪录后,加德纳睡了10小时40分后醒来,不良反应基本消失。随后的一周内,他的睡眠和行为都恢复正常,没有出现明显的后遗症。由此,我们可以推断睡眠对胃肠功能、情绪调节、语言和感觉的正常维持都有重要的作用。值得注意的是,尽管吉尼斯总部承认了加德纳“最长时间不睡觉”的世界纪录,但由于这项挑战可能对人体的健康带来严重危害,因此,吉尼斯组织随后又撤销了对该纪录的支持。

虽然,在战争等极端情况下,人类可以保持较长时间连续不眠,但是,规律睡眠对于身心健康的重要性是毋庸置疑的。

我们为什么要寻找黑洞

二三十年来,“黑洞”在天文学和天体物理学中是一个热门话题,它作为理论预言的一种奇特天体,吸引了众多的科学家。

什么是黑洞?早在1798年,法国天文学家拉普拉斯以牛顿力学为基础,预言宇宙中存在着这样一种天体:一个密度像地球,直径比太阳大250倍的亮星,由于它自身引力,将会使它的任何光线到不了我们这里,由于这种原因,很可能使得宇宙中最大的明亮天体也会变得看不见了。他称这种天体为“黑暗的一团”。1916年,爱因斯坦创立了广义相对论,提出引力使时空弯曲的原理。不久,德国天文学家史瓦西在求解广义相对论中引力场方程时提出,存在着一种不旋转、不带电、球对称的天体——黑洞。

史瓦西算出,当一颗坍缩的星体的半径R缩小到R=2GM/C2时,就会成为黑洞。这里M表示坍缩星的质量,C为光速,G为引力常数。根据这个公式,假如把太阳压缩成一个黑洞,那么它的半径只有3000米左右;如果M是地球质量,地球被压缩成黑洞后的半径只有0.89厘米!这时每立方厘米的物质质量高达20万亿吨以上。

黑洞具有强大的引力,由于它没有发出任何辐射,所以不可能直接被我们观测到。正因为如此,过去几十年中,许多科学家为研究黑洞绞尽脑汁,仍然感到十分困惑、茫然。20世纪60年代以来,在类星体、脉冲星等重大天文发现的启迪下,黑洞理论又被人们提到研究日程上来了。

近年,科学家认为,黑洞作为广义相对论预言的一种特殊天体,其基本特征是具有一个封闭的边界,称为“视界”。外界的物质和辐射可以进入视界,而视界内的一切却不能跑到外面来。有些科学家指出,银河系中可能存在10亿个黑洞,那是从前许多代大质量恒星坍缩而形成的。人们之所以至今未找到这种天体,理由还是黑洞的引力场太强了。有人甚至幽默地说,我们可能就生活在包括我们整个宇宙在内的一大黑洞之中。作为广义相对论的发展和应用,现代黑洞理论取得了可喜的成就,在天文学中已得到了越来越广泛的应用。人们虽然不能直接观测到黑洞,但是,由于它的强大引力会影响到附近天体的运动,比如说,物质在落向黑洞、接近而尚未抵达其视界时,能释放出强的高能X射线或者γ射线,由此可以推测黑洞的存在,或者说为搜寻黑洞提供了重要的线索。

天鹅座X-1这个强X射线源是很著名的,许多天文学家认为它是最有希望的黑洞候选者。它有一颗看不见的伴星,其质量为太阳质量的8?10倍,密度相当大,如此质量和大小的天体正好与伴星为黑洞的要求相符。但是要最终确定天鹅座X-1这个双星的伴星是否为黑洞,尚需做大量的研究工作。如果这个黑洞一旦被证实,那将是最为重要的科学发现之一。

人为什么会生病

染色体上的基因突变

现代人,基本上是死于疾病,而非死于衰老。绝大多数人因病或意外伤害死于期望寿命以下的年龄,真正“老死”的人极少。即使是衰老而死,实际上还是因为全身各个器官处于病态,而不能行使最基本的功能,如同一架到达或超过使用期限的破损机器,会在某一天突然不能运转,而且永远不能修复。

那么人为什么会生病?要回答这个问题,先思考这样一个问题:人能否不生病、

不衰老,或者所有疾病都可以完全治愈?很显然,根据达尔文进化论,这是不可能的。人类进化的结果是选择“适应”,而不是选择“最好”。人类进化带来了腰背疼痛、脊柱弯曲等痛苦。当人们选择并适应电脑和互联网的时候,就开始生很多与辐射、久坐缺少运动有关的疾病,视力减退更快,更容易焦虑等。

结核杆菌

经典的疾病分为两大类,即传染病和非传染病,两类疾病都存在易感性或易发性,也就是说某些人可能更容易患某种疾病,比如吃盐过多的人更容易患高血压。但是,易感性远非如此简单,也不能完全回答人为什么生病这个问题。

传染病,一定是特定的病原体感染人体所致。比如,肺结核患者一定是感染了结核杆菌,艾滋病患者一定是感染了艾滋病病毒。所以,人得传染病是因為接触了病原体。但仅此还不足以致病,是否患病还与进入体内的病原体数量和毒性有关,更重要的是与人体的免疫能力强弱有关。这就是为什么在一张桌子上共吃被细菌污染的相同菜肴后并非每个人都会腹泻的原因。

非传染病,尤其是慢性非传染病的患病原因要比传染病更为复杂,可以简单地分为遗传病和非遗传病。遗传病是在出生之前就患上了的,是源自父亲精子或母亲卵子的缺陷,是基因缺陷,既可能在出生时表现为正常,也可能在出生后很快夭折。当前有些遗传病已经可通过产前检查而被发现,但大多数遗传病甚至到成年期都不出现症状。

某些疾病,比如高血压、高胆固醇血症、糖尿病和肥胖症等,有明显的家族集聚现象,貌似“遗传”。有研究显示,如果一位女性的母亲和姐姐都患乳腺癌,那这位女性很可能就是下一位乳腺癌患者。尽管医学家还没有完全解开家族集聚性疾病的基因缺陷之谜,也不能把这类疾病简单地归类于遗传病,但已经比较肯定的是这类患病人群可能携带了一个或多个类似的“坏基因”。

非传染非遗传病的病因同样复杂,极少数与单一因素相关,绝大多数是综合因素所致。恶性月中瘤的发生就有很多因素参与:人体免疫监视功能的减退可能为主要原因,老年人、先天或后天免疫功能缺陷的人易得癌症就是很好的解释;也可能是环境因素中的致癌物质诱导了人体细胞癌变,比如长期接触有害化学物质更容易生血癌,空气污染易导致肺癌,多吃腌制食品者好发胃癌,长期或一次被放射性同位素照射后可以生多种癌症;还可能是病原微生物慢性感染的结果,比如肝炎病毒与原发性肝癌、EB病毒与鼻咽癌、人乳头瘤病毒与宫颈癌、艾滋病病毒与卡波西肉瘤、幽门螺杆囷与胃癌等都有密切关联。

大气污染是引发一些呼吸道疾病的原因之一

不良生活习惯与多种疾病有关,不胜枚举。卫生习惯差者容易患各种传染病,患肺癌的人在吸烟的人群中更多见,缺少运动者易患肥胖症及其相关联的多种疾病(如糖尿病、冠心病、脂肪肝、胆囊炎、胆石症、脊椎病、结肠癌等),酗酒者容易得包括肝硬化和肝癌在内的多种肝病,熬夜并缺乏睡眠者不仅容易得各种疾病且更容易衰老。

综上所述,人生病的原因包括感染因素、遗传因素、环境因素和生活习惯因素,

这些因素既可能独立致病,也可能叠加致病,更重要的是它们之间可以相互影响。举两个正面的例子:有高血压病集聚的家族成员,如果能保持清淡饮食、不怒不躁、情绪稳定,就可以不患高血压病或推迟发病时间;加强体能锻炼,注意营养均衡,养成良好卫生习惯就可以增强抗感染能力。

懂得人为什么会生病,是理解疾病和生命的关键。因此我们可以:第一,保持良好的卫生习惯,预防和减少疾病的发生;第二,增加运动,保持标准体重,坚持低盐饮食,养成良好的用眼习惯,可以分别推迟糖尿病、原发性高血压和近视眼的发病;第三,避免过度劳累,避免长期剧烈运动,避免暴露于极端恶劣环境,多吃高纤维素食物,

可延缓衰老;第四,控制疾病,包括及时发现疾病和正确且有效地治疗疾病。

海豚为什么会救人

有不少海豚救助人类的故事,科学家该如何解释海豚的这一行为?

海豚是海洋中非常聪明、善良的动物,我们也常常听到有关海豚救人的一些非常神奇的故事。实际上,关于海豚救人的故事并不是人们虚构的,而是非常真实地发生在我们的身边。

2005年,在新西兰北岛,救生员罗比·豪斯和他的女儿尼基以及一些朋友准备游泳横穿海湾。这片美丽、看似宁静的海域中生活着宽吻海豚和大白鲨。由于下水后不久,尼基不小心撞到了礁石上,她的伤口开始流血。因为伤口不大,尼基本人并没有在意,但大白鲨却凭着非常敏锐的嗅觉,很快便靠近过来,准备发动袭击。此时,在同一海域里的几条海豚注意到了鲨鱼的行动。海豚们开始朝尼基他们游去并紧紧围在他们周围,同时还发出报警信号,呼唤附近的其他海豚—起来帮忙。

海豚越聚越多,它们快速地围绕着尼基他们游动,并用力甩动尾巴向鲨鱼显示力量。就这样,由海豚组成的一道结结实实的保护墙,使得鲨鱼无计可施,最终,鲨鱼只好灰溜溜地离开。类似这样的海豚救人的事件还有很多,人们不禁要问,为什么海豚会救助人类呢?海豚救人究竟是出于本能,还是一种经过思考的“见义勇为”的行为呢?

有的科学家认为,海豚救人是出于一种照料子女的天性。海豚是一种哺乳动物,它们虽然可以潜入水中游泳,但每隔一段时间都需要浮到水面上换气呼吸。海豚常常爱把刚出生不久的幼崽托出水面呼吸。即使是稍大一些的小海豚,虽然在一般情况下能够自己顺利到达水面,但如果遇到意外情况,海豚妈妈也会用它们的吻轻轻地托起小海豚。另外,它们还会用同样的方法来照顾生病或受伤的同伴。渐渐地,这种手段变成了海豚的一种救助天性。它们不仅会托起同类,也会托起其他动物甚至是各种无生命的、在水中不积极运动的物体。

另一方面,海豚的幼崽容易受到鲨鱼的袭击,因此海豚妈妈也会密切关注鲨鱼的动向,并把驱赶鲨鱼作为自己的天职。

还有一种解释是,海豚天性好动,喜欢在深水和浅水间来回穿梭嬉戏,并把碰上的物体当成它们的玩具,把它们托起来。如果在深水中落水的人恰巧遇见游向浅水的一群海豚,便会被这群海豚当作玩具托起带到岸边。而当遇到鲨鱼时,海豚常会认为鲨鱼是在和它们抢玩具,因此会与之格斗。

但有的科学家认为,把海豚救人的行为归为海豚的天性未免太低估动物的智商。就像我们之前讲到的,海豚大脑非常发达,而且其中有关情感的部分特别强,它们可以理解人类的情感,能够察觉到我们的害怕或惊恐,甚至会同情我们的处境,因此才会积极救助人类。

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