煮酒论科学

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煮酒论科学
作者: 韩
出版社: 人民邮电出版社
译者: 许英俊
出版年: 2015-5
页数: 352
定价: 39.00元
装帧: 平装
ISBN: 9787115390363

内容简介 · · · · · ·
本书生动展现了各种科学领域与人们生活的结合,其深度令科学家感叹、文笔令作家叹服,核心价值在于作者展现的人类对科学的恒久敬畏。书中内容横跨诸多领域,详细阐述了各种科学界热议话题,激发读者的想象力与好奇心。无论是对科学感兴趣的学生还是负责科学课程的教师,甚至科研工作者,都能从本书获得广度、深度、兴趣度等多重体验。

煮酒论科学

煮酒论科学

作者简介 · · · · · ·
姜锡基
kangsukki@gmail.com
首尔大学化学学士、分子生物学硕士。曾任LG生活健康研究所研究员,2000~2012年任《东亚科学》专栏记者。现为科学专栏作家,在《科学东亚日报》《科学时报》等报刊的科学专栏发表文章,并主持SERICEO《日常科学》节目。著有《要来杯科学吗?》《科学品酒师》,Antimatter韩文版译者。
目录 · · · · · ·
第一部分 热点话题  1
马难寻,青鸟易见  3
害怕荷花的人们  9
人类遗传基因能申请为专利吗?  15
禽流感病毒:H5N8与H7N9  21
加湿器杀菌剂:从好意到噩梦的悲剧  27
第二部分 健康/医学  33
旧药新用的时代  35
您知道费城染色体吗?  40
以菌攻菌  48
双面螺杆菌  55

绝经期的存在是因为男人只爱年轻女人?  59
第三部分 营养科学  63
连母亲都不曾知道的母乳真相  65
ω-3脂肪酸有益健康  72
好喝的咖啡,健康的咖啡  77
您知道白色食品吗?  83
不吃早饭导致肥胖  88
第四部分 生命科学  93
“垃圾DNA”真的应该扔进垃圾桶吗?  95
鸟与人类  103
真的存在月节律吗?  108
请勿过度信赖蜜蜂  112
您知道“潘多拉病毒”吗?  117
第五部分 神经科学/心理学  123
“看”的含义  125
学者症候群:记忆力惊人的秘诀  133
人、老鼠和果蝇都需要睡眠  139
孤立别人的人和被孤立的人一样痛苦  143
人到四十中年危机,猩猩到三十?  147
第六部分 数学/计算机科学  151
“弱哥德巴赫猜想”已被证明  153
贝叶斯定理征服科学  159
利用DNA保存信息时使用三进制的原因  166
当人类基因遇到量子计算机  172
用计算机模拟再现泡沫的产生与破灭  178
第七部分 物理学/化学  185
您知道“霍夫施塔特蝴蝶”吗?  187
车里雅宾斯克小行星的爆炸威力是广岛原子弹的30  倍?  193
丙酮:让您吐气如兰的分子  202
催产素:刮起凉风时更容易想起的激素  207
氮氧化合物:需要我们携手解决  212
第八部分 人物故事  217
福里兹·哈森诺尔:走近E=mc2的物理学家  219
尼尔斯·玻尔:量子力学的传奇  224
海莉耶塔·拉克斯:死后才周游世界的女人  233
您知道玛姬·普罗费的过敏毒素假说吗?  241
考特内-拉蒂莫和史密斯:复活化石的人们  248
第九部分 文学/电影  255
想与人产生共鸣就请读爱丽丝·门罗的短篇小说  257
光合作用的量子生物学  263
嫉妒是我的力量  269
童话《小红帽》和《日神与月神》的改编  274
《地心引力》:科幻电影的传奇  282
附录 吾生也有涯而科学无涯  287
吾生也有涯而科学无涯  289

《煮酒论科学》试读:青马难寻,青鸟易见
刚听说2014 甲午年又称“青马年”时,我还对此半信半疑:“只听说过属相有白马一说……”但后来想起曾在高中语文课上学过诗人柳致环(号青马)的诗作,又觉得此话也不是毫无根据。无论怎样,“青马”不过是一种具有象征意义的说法罢了,因为世上根本不存在青马。

如果不知从哪里跑出一匹青色的马,那肯定非常漂亮。可是,如果不用青色的染色剂染色的话,是不会出现那种突然变异的。因为不仅是马,所有脊椎动物身上都没有青色素。相反,包括马和人在内的几乎所有动物身上都有黑色素(melanin)这种褐色系色素。无论马的毛色还是人的肤色及毛发颜色,都是黑色素调和的结果。

脊椎动物没有青色素

人体中带有黑色素的首要原因是,它可以吸收对人体有害的紫外线。据说,如果有足够的黑色素,就可以吸收照射到人体的99.9% 的紫外线。黑色素之所以能呈现颜色,是因为它不仅吸收紫外线,也会吸收可见光,这也就解释了“为什么太阳光强烈的低纬度地区人们的肤色较深”。

黑色素产生于皮肤表皮层的黑色素生成细胞,是氨基酸中的酪氨酸的变形分子连接多种分子和蛋白质形成的一种复杂的高分子。目前尚未确定其结构,只能大致分为两类,一种是褐色系的真黑色素(eumelanin),另一种是红色系的类黑色素(pheomelanin)。韩国人的皮肤和毛发中主要含有真黑色素,而西方人的毛发看起来泛红色光泽则是因为主要含有类黑色素。

另外,人体中有些部位含有很多类黑色素,如嘴唇和乳头、生殖器(龟头和阴道)等。这些部分所含真黑色素和类黑色素的量不同,从而呈现出粉色调到褐色调的广谱色谱。

决定马类毛色的诸多基因已被发现,它们通过指定与黑色素生成相关的蛋白质以发挥作用。比如说,延长(E)基因表达的情况根据名为MC1R 的基因是否启动而有所不同。由该基因编码的MC1R 蛋白质是存在于黑色素生成细胞表面的一种激素受体。也就是说,名为α-MSH 的激素如果连接到MC1R,就会启动黑色素生成细胞的活动,从而形成很多黑色素。因此,如果从父母双方遗传到完整的基因型E/E 型,或一方完整的基因型E/e 型,马的毛色就会呈现褐色或黑色;但如果父母双方都是有缺陷的e/e 型,马的毛色就会稍浅而偏向红色调。

事实上,即使哺乳动物有多种毛色和肤色,也大都是黄色系。但鸟类就不同了,有些鸟(比如麻雀)的羽毛颜色暗淡(当然,这都是黑色素使然),而有很多鸟的羽毛颜色纯正鲜亮,就像涂了染料一样。仿佛青鸟就应该长着青色的羽毛。脊椎动物尚且不具备青色素,这些鸟儿又有什么能耐,能施展这样的魔术呢?

不仅仅是麻雀,鸡或者野鸡等很多鸟类(特别是雌鸟)的褐色或黑色系羽毛也源于黑色素。可是,类黑色素不能呈现鲜亮的红色,更别说绿色或蓝色了。因此,毛色鲜艳的鸟类其实另有对策。

在浅海生活的数万只成群火烈鸟的羽毛呈现红色,这得益于介于黄色和红色之间的β- 胡萝卜素。可是,火烈鸟本身没有形成β- 胡萝卜素的细胞,其食用的藻类和甲壳类动物中含有的β- 胡萝卜素被生成羽毛的细胞吸收,进而呈现出这样的颜色。

羽毛脱落后长出新的,所以需要不断食用这种食物才能保持红色调。实际上,如果给动物园里的火烈鸟喂食普通饲料,其毛色就会逐渐变浅,最终成为“白色”的火烈鸟。因此,动物园方面会给火烈鸟喂食含有虾等甲壳类动物的饲料,以保持其羽毛的颜色。

鹦鹉毛色翠绿的秘密

动物有时会自行朝着合成新色素的方向进化。比如,鹦鹉能生物合成一种呈现红色和黄色之间颜色的psittacofulvin 色素,鹦鹉羽毛上鲜艳的红色正是因为psittacofulvin 的存在。那么鹦鹉羽毛中像树叶一样鲜艳的翠绿色又是怎么生成的呢?这当然不会是叶绿素,而是由psittacofulvin 和羽毛本身构造呈现出的蓝色调和的结果。那么,什么是“由构造呈现的蓝色”呢?

颜色分为色素色和结构色两种。像黑色素或β- 胡萝卜素一样,分子从可见光中吸收特定波长的光,而把其他波长的光反射出去,这样形成的颜色称为色素色。而结构色由于本身具有纳米结构,可以对特定波长的光线发生相长干涉或色散。大蓝闪蝶的闪闪发光的蓝色就是具有代表性的结构色,这是对蓝色波进行相长干涉的结果。

日常生活中经常能看到结构色,我们洗头发或洗碗时从泡沫中看到的闪烁的彩虹色就是光的干涉效果。晴朗的天空呈现蓝色也是一种结构色(因为大气中并不存在蓝色的色素分子),因为太阳光中主要的短波——蓝色系的光更多地被空气中的气体分子色散,之后才进入我们的眼睛。

在电子显微镜下观察带有结构色的羽毛,会看到一种类似于海绵的结构,其中分布着纳米级的球形或线条形的角蛋白。美国耶鲁大学研究人员2012 年在学术期刊《英国界面学会杂志》上发表论文称,对取自230 种鸟类的297 个羽毛样本进行X 射线照射后,分析出现的衍射模式表明,其具有纳米结构。

可是,属于哺乳动物的人类也带有蓝色部分,比如部分白色人种的蓝眼睛。确切地说,就是虹膜的颜色是蓝色的,这也是结构色吗?当然是。虹膜通过收缩和膨胀以调节瞳孔大小,作为眼睛的光圈,把前面的基质和后面的上皮细胞层连接起来。上皮细胞层中有很多黑色素,可以吸收通过基质的光线,使其不会照到后面的视网膜。

基质是与周围肌肉相连的纤维组织。韩国人眼睛基质中含有黑色素颗粒,所以基本呈褐色。相反,一部分白人眼睛基质中没有黑色素,此时如果有波长较短的光,比如蓝色系的光照进来,在通过半透明的基质过程中就被散射了,只有波长较长的光可以通过,从而被上皮细胞层吸收,这样眼睛就呈现蓝色。这种现象称为丁达尔散射(Tyndallscattering)。常见的化妆水如果是半透明形态,就会呈淡蓝色,这也是丁达尔效应。

虹膜不仅存在于人体,也是其他动物眼睛中常见的结构。因此,如果这些动物的虹膜基质中没有黑色素,那么眼睛肯定会呈现蓝色。虽然罕见,但自然界中确实存在很多蓝眼睛的动物。我忽然觉得,人只不过是一种普通的动物,至少从肤色和毛色上看是这样。

参考文献
Saranathan, V. et al. J. R. Soc. Interface 9, 2563-2580 (2012)

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