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TUSIJI的百科全书

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发表于 2004-10-27 17:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    一位名叫雷蒙·莫迪的人对4000个有过临床死亡经历的人们进行了调查,发现濒临死亡时人类会进入一个神奇的世界。

    原来早在20世纪初,一个叫做伯恩特的德国医生就曾下过决心,要弄明白人们死后的感觉是怎样的,详细对曾徘徊在生死边界的人们进行了调查后,他发现死而复生的人们在进入死亡世界后首先体验到的是一种强烈的欣喜之情。

    一位名叫阿诺德的人曾掉落到阿尔卑斯山的峡谷中,在下跌了300米后,他的身体落在树枝上,并在生死边缘徘徊几天之久。他回忆说:“我觉得自己下坠的过程很长很长,我感到一阵强烈的欣喜,我一生中从来没有过那么好的感觉。”

    据莫迪介绍,面对死亡的威胁时,一个人能够在一秒钟的时间里回忆起整个一生中发生的所有事情。一位司机回忆说,当他的卡车从桥上掉下去时,他“想起了一生中所有的事情,栩栩如生,和真的一样。我想起自己两岁时怎样跟在父亲身后走在河岸上。”

    “我想到5岁时我的玩具车怎样被弄坏了,我还想到第一次上学时我怎样号啕大哭。我记起上学时所在的每一个年级,教过我的每一个老师,然后我的记忆进入了成年后的日子。我在一秒钟之内看到了所有这些景象,然后一切都结束了,我的卡车已经完全坠毁了,但我居然安然无恙,我从摔碎的挡风玻璃框中跳出来。”

    “我能想起自己看到的所有景象,这要花15分钟,可是当时所有那一切都发生在短短的一秒钟之内。”

    濒死体验在东西方同样存在,而且具体内容惊人的一致。

    这种看似玄妙的濒死体验并非只在西方存在,我国神经医学专家也曾对此进行深入研究。

    天津安定医院的冯志颖和刘建勋教授曾随机选取100位唐山地震中濒临死亡,后经抢救脱险的截瘫病人进行调查,结果发现这些濒死体验有半数以上有躯体陌生感,思维特别清晰,身体异常,仿佛是梦幻,走向死亡感、平静和宽慰感、生活回顾或“全景回忆”及思维过程加快的体验。可见关于人的濒死体验东西方体现出惊人的一致。

    据报道,心理社会学家肯尼斯·赖因格将临床死亡后经过救生法抢救又死而复生的人叙述的这种奇特的濒死经验基本归纳为五大阶段。

    第一阶段,安详和轻松。持这种说法的人约占57%,其中大多数人有较强的适应力。觉得自己在随风飘荡,当飘到一片黑暗中时,心理感到极度的平静、安详和轻松。

    第二阶段,意识逸出体外。有这种意识的人占35%,他们大多数觉得自己的意识游离到了天花板上,半空中。许多人还觉得自己的身体形象脱离了自己的躯体,这种自身形象有时还会返回躯体。

    第三阶段,通过黑洞。持这种说法的人占23%,他们觉得自己被一股旋风吸到了一个巨大的黑洞口,并且在黑洞中急速地向前冲去。感觉自己的身体被牵拉,挤压。这时他们的心情更加平静。

    第四阶段,与亲朋好友欢聚。黑洞尽头隐隐约约闪烁着一束光线,当他们接近这束光线时,觉得它给予自己一种纯洁的爱情。亲朋好友们都在洞口迎接自己,他们有的是活人,有的早已去世。唯一相同的是他们全都形象高大,绚丽多彩,光环萦绕。这时,自己的一生中的重大经历在眼前一幕一幕地飞逝而过,其中大多数是令人愉快的重要事件。

    第五阶段,与宇宙合而为一。持这种说法的人占10%,刹那间,觉得自己犹如同宇宙融合在一起,同时得到了一种最完美的爱情。

   濒死体验出现的原因尚未查清,各国各学科专家纷纷亮出自己的观点。

    人体到底发生了怎样的变化导致这种种感觉的出现呢?学者们却一直众说纷纭。瑞士日内瓦大学医院的神经病学家奥拉夫·布朗克在对一位43岁有癫痫病的妇女进行手术时发现,角脑回是大脑中复杂的部分,其功能之一就是身体与空间的感觉,告诉大脑,身体处于空间的什么位置。布朗克认为,当角脑回不能正常地处理视觉和身体感觉信息时,就会出现脱离肉体的幻觉,也就是使人感觉到自己在自己的身体之外,“看”到自己。不过他只对单一病例上作了观察,所以他未宣布所有“脱离肉体”的经历都与角脑回有联系。

    加拿大安大略省的苏德伯雷的劳伦提亚大学的神经病学家麦克·佩辛格,对志愿者的右颞叶用柔和的电磁辐射刺激,受验者都说看见了亮光,于是提出濒死者看到亮光是由于大脑右颞叶受伤所致。一些科学家认为,有亮光的感受是由缺氧症造成的。缺氧症可影响连接眼睛和大脑之间的光感神经。

    还有的科学家提出濒死体验五大阶段是在濒死之际,人们短时间内的主观体验。第一阶段是濒死者的个体防卫和保存的本能。在死亡的威胁下,过度的悲伤、恐惧会加速人体能量的消耗。第二阶段是濒死者不愿死亡,试图从感觉上否认已经跨进了地狱大门,象征性地逃避体内痛苦。第三阶段是濒死者诞生记忆的复苏,黑洞的穿过经历是出生时通过母亲产道而被来到人间的象征。第四阶段是濒死者的自我安慰和幻觉性满足,重复自己的一生使自己得到一种与世永存之感。而与亲朋好友的欢聚,则是对死亡恐惧的退避反应。第五阶段是濒死者自身潜在的知识域的发掘,它是人体中的灵感反应的特殊表现形式。

    我国专家正拟从可预期死亡入手,继续研究濒死体验,并将成果用于精神疾病治疗。

    冯志颖教授是国内仅有的几位对濒死体验进行过系统研究的专家,他告诉记者,虽然东西方在宗教和文化上有很大不同,但濒死体验的内容基本相同,很多现象普遍存在。并不是有宗教信仰的人才有,持无神论观点就没有,有濒死经历的人体验内容大部分都是相同的。

    对于国内外对于濒死现象的种种解释,冯教授指出,并不能用大脑缺氧来解释光亮的出现,因为有时濒死者周围的空间很大,身体也没有受到压迫,并不缺氧,但他也会有看见亮光的体验。此外,若电击大脑的某个区域产生类似光感,就归结出和大脑某个特定区域与此有关有些草率,只有大量病例试验的结果才可证明。而“濒死体验只是濒死之际,人们短时间内的主观体验”的说法只是基于现象的心理学分析推理,缺乏实际的科学依据,想要科学解释是需要生物学指标的。

    他坦率地表示,虽然“国内外对濒死体验现象提出了很多解释,但这种现象的生理机制仍然没弄清楚。研究这种现象也需要医学、社会学、人类学等多学科参与。”

    以前对唐山地震幸存者的研究中,被访者的濒死体验是非预期的,也就是死亡降临前他们没有准备,所以调查存在缺憾。目前冯教授正打算立项研究有死亡预期的人濒死体验的具体情况,他解释说,慢性病人若突然发作可能死亡,那么他就有死亡的心理预期,当病人真的濒临死亡并被救活时,可以比较和没有死亡预期时的濒死体验是否相同。

    冯教授表示,有些高热的病人,也会有类似濒死体验,但是弄不清楚其中的原因。弄清楚濒死体验对精神病学临床治疗有重要意义。

    目前自杀者半数以上的精神异常,有时比例高达60%,有的符合精神病的诊断标准,有的够不上精神病。由于普通人经历了这样的体验,瞬间对一生回顾,可以让人想清楚人生的意义,以及如何面对人生的苦难。如果将濒死体验变成形象的文字,让欲自杀者象征性地经历一场死亡,将平静轻快的感受传达给自杀者,可以使他们领悟到人生的价值,正确认识人生的成败,重建有意义的生活。

   专家简介

    冯志颖教授,1966年天津医学院临床医学系毕业,从事精神医学临床工作40余年,在生物精神病学研究方面造诣颇深。现为天津市安定医院精神医学主任医师,天津医科大学精神医学兼职教授,享受国务院特殊津贴专家。担任中国心理卫生协会理事,中华医学会精神病学分会常务理事,兼任《中华精神科杂志》、《中国优生与遗传杂志》等杂志编委或特邀编委。在国内外医学杂志上发表论文、译著120余篇。主编或参编《精神与心理障碍》、《心理治疗指南》等9部医学专著。
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 楼主| 发表于 2004-9-18 22:45 | 显示全部楼层

历经千年大自然进化的杰作(组图)















[ Last edited by tusiji on 2004-9-18 at 22:47 ]
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 楼主| 发表于 2004-9-18 22:48 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2004-9-18 22:50 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2004-10-15 15:50 | 显示全部楼层

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  “你为什么想要吃饭?”“因为我肚子饿了。”三岁小孩都会回答。那么我们为什么会有饿或饱的感觉呢?为什么肚子(胃)空了就感到饿,满了就觉得饱呢?显然,是因为我们体内有一个调节饿饱的机制,而控制感觉的中心,一定是位于中枢神经系统之中。生物学家很早就已经知道,在大脑腹面、丘脑的下方,有一块很小的区域——下丘脑控制着很多生理机能,包括体温、睡眠、内分泌、情绪反应、生殖、新陈代谢等等,也包括控制摄食。具有类似功能的脑细胞聚集在一起,称为神经核。下丘脑有许多种神经核,哪一些是和控制摄食有关的呢?

  我们可以用动物做两类相反的实验:刺激某团神经核,或破坏某团神经核,看动物各有什么反应。比如在下丘脑中,有一团神经核叫腹内侧核(这是根据其方位命名的),如果我们用微弱电流刺激老鼠的腹内侧核,老鼠就停止摄食,即使肚子空空,也不感到饿。但是,如果我们加大电流,用电击摧毁了老鼠的腹内侧核,老鼠就会一直处于饥饿之中,不停地吃饭,把自己吃成了一个大胖子,甚至胖得无法转身。这就证明了下丘脑的腹内侧核控制着动物的摄食,而且是一个饱足中心,告诉动物吃饱了。

  在下丘脑中,另有一团叫做前庭下丘脑核的神经核对摄食起相反的作用,它是进食中心:如果刺激它,老鼠就开始摄食;如果把它摧毁,老鼠就开始绝食,直到饿死。有些人可能会想,如果我们把腹内侧核和前庭下丘脑核都破坏掉,会怎么样呢?实验结果表明,动过这种手术的老鼠也是绝食而亡。因此,腹内侧核起到的是抑制前庭下丘脑核的作用,如果前庭下丘脑核已经不存在,那么有没有腹内侧核不会产生什么不同了。

  前庭下丘脑核刺激动物摄食,而腹内侧核又对前庭下丘脑核起抑制作用,这就是中枢神经调控动物摄食的基本机制。但是实际的情形要比这复杂得多。还有其他神经核也参与了这个过程。而且这些神经核也并非专门用于控制摄食,它们也同时控制着其他生理过程。例如破坏掉老鼠的腹内侧核,不仅刺激其摄食,也影响了其性行为和其他行为(例如,变得特别凶狠)。脑中的神经核用无数神经纤维联系在一起,组成了一个无比复杂的通讯网络,影响某个神经核的信号也会被传递到其他神经核,要清楚地分辨各个神经核的特定作用,是非常困难的。想想看,人脑有上千亿个神经元,每个神经元又与数万个其他神经元相连,这是一个多么复杂的系统,想要直接搞清楚其细节,是一个不可能完成的使命。

  但是我们可以通过其他的办法,例如遗传学和生物化学的办法,来了解神经生理活动的一些细节。遗传学让我们能够发现和研究某种基因突变的后果,而生物化学让我们能够在分子水平上研究生理机制。在1950年,人们发现有一个品系的小鼠食欲过盛,变得非常肥胖,其体重能达到一般小鼠的两倍以上。经研究认为这是由于某一个基因发生了突变引起的,但当时对这个基因在哪里、具体有什么功能,都不清楚,只是简单地把它命名为“ob基因”(ob是英文obese——肥胖——的缩写),这个品系的小鼠被称为ob小鼠。后来又发现其他基因突变也能使小鼠食欲过盛,分别用不同的名称命名,其中比较重要的是1966年发现的db基因品系(db是英文diabetes——糖尿病——的缩写)。

  那么究竟是什么因子使得这些突变小鼠食欲过盛呢?很容易想到的一个实验思路是,看看这些小鼠的下丘脑有什么化学分子过量。人们发现,胖小鼠的下丘脑中含有过量的神经肽Y。这种神经肽有许多生理功能,不过我们在这里关心的是它是否会影响摄食。的确如此,如果把神经肽Y注射到正常小鼠的脑中,它们就会食欲过盛,变得肥胖。看来小鼠肥胖的原因就是因为神经肽Y过量,我们已破解了这个肥胖之谜了?事情并没有那么简单。



  在上个世纪60年代后期和70年代早期,美国生物学家科尔曼(Douglas Coleman)用ob和db这两个品系的胖小鼠做了一个联体实验:把两种不同的小鼠的血管连接在一起,创造出了两只共用血液循环的联体小鼠,这样,在某只小鼠血液中的物质,就会进入另一只小鼠的体内并产生影响。他的实验结果是这样的:

  把两只正常小鼠联体,让其中一只过度摄食,导致另一只胃口不佳、体重减轻
  把ob胖小鼠和正常小鼠联体:ob胖小鼠体重减轻
  把db胖小鼠和正常小鼠联体:正常小鼠停止摄食、体重减轻
  把ob胖小鼠和db胖小鼠联体:ob胖小鼠停止摄食、体重减轻,而db胖小鼠不受影响

  这些实验告诉了我们什么呢?从第一个实验我们可以推测,一旦正常小鼠吃饱了,血液中就会有一种饱足因子,抑制食欲。从第二个实验我们可以推测,ob胖小鼠体内缺少这种饱足因子,因此摄食没有节制,一旦从正常小鼠血液中获得饱足因子,摄食就变得比较正常,体重也减轻了。从第三个实验我们可以知道,db胖小鼠体内分泌过量的饱足因子,因此抑制了正常小鼠的摄食。第四个实验也表明db胖小鼠分泌过量的饱足因子,抑制了ob胖小鼠的摄食。

  把这些实验综合起来看,我们可以知道,ob胖小鼠食欲过盛的原因,是因为体内缺少一种饱足因子,也就是说生产饱足因子的基因(也就是ob基因)发生了突变,失灵了。而db胖小鼠食欲过盛却另有原因,它并不缺饱足因子(也就是说它的饱足因子基因是正常的),但是饱足因子对它不起作用,我们可以推测,这是由于本来应该和饱足因子相结合的一种受体有缺陷,没法与饱足因子结合,使得饱足因子不起作用,在体内累积下来。也就是说,db胖小鼠的饱足因子受体的基因(也就是db基因)发生了突变。

  那么这种饱足因子究竟是什么呢?如果我们能够把ob基因分离、克隆出来,就可以知道了。1986年,另一位美国生物学家弗里德曼(Jeffrey M. Friedman)开始着手克隆这个基因。他的实验室整整花了八年,到1994年才把这个基因克隆出来。这个基因编码一种激素,弗里德曼将之命名为瘦素(leptin,原自希腊语leptos,意思是“瘦”),这就是ob胖小鼠缺乏,而db胖小鼠过量分泌的那种饱足因子。如果每天都给ob胖小鼠注射瘦素,ob胖小鼠在几天后摄食次数就急剧下降,而且能量消费增加,两周后体重减轻了30%。相反地,瘦素对db胖小鼠不起作用。在1996年,db基因也被克隆出来,像预测的那样,它的确编码瘦素受体。

  人体也有瘦素,它是由脂肪细胞制造、分泌的。如果我们吸收的食物过多,就转化成脂肪储存在脂肪细胞中,使脂肪细胞变大。肥胖主要是由于脂肪细胞储存了脂肪之后变大引起的,而不是脂肪细胞数目增多,实际上我们在儿童时代脂肪细胞的数目就基本不变了。随着脂肪细胞变大,它开始分泌更多的瘦素,沿着血液循环抵达下丘脑,抑制神经肽Y的合成,也就抑制了食欲。相反地,如果人开始节食,脂肪细胞缩小,瘦素的分泌变少,下丘脑中神经肽增多,也就刺激了胃口。瘦素还有其他的生理功能,例如会影响性成熟。

  研究清楚我们为什么想要吃饭的机制,不仅有重大的科学意义,而且有巨大的实用价值。在发达国家,肥胖是个重大的社会问题,比如在美国,大约有三分之一的人口有不同程度的肥胖,而全世界肥胖者据估计有三亿人之多。肥胖不仅影响体形美观,而且有害健康,容易患心血管疾病、糖尿病等多种疾病。因此,瘦素的发现引起了全社会的关注。人们马上想到的是,能不能用它做为减肥药?在1995年,瘦素才发现不久,加州一家生物技术公司就用2千万美元买下了瘦素基因的专利,第二年开始进行人体临床试验。第一期临床试验的结果表明注射瘦素似乎能使某些人的体重有所减轻,于是进入了更大规模的第二期临床试验,但是结果很不理想,它的减肥效果并不比安慰剂强。2002年,临床试验被终止。人们想要找到一种减肥妙药的梦想再次破灭了。

  这是为什么呢?一个原因是,只有极少数的肥胖者是由于缺乏瘦素引起的(目前全世界只发现几个病例),对这些人来说,注射瘦素有非常显著的效果。但是,绝大多数肥胖者体内并不缺少瘦素,恰恰相反,他们的体内有过量的瘦素,他们食欲过盛的原因,并不是由于缺乏瘦素,而是由于对瘦素不敏感,这可能有许多因素,例如,瘦素进不了下丘脑,或者像db胖小鼠那样,瘦素受体有缺陷。

  我们现在知道,除了瘦素和神经肽Y,还有许多其他的分子(例如促肾上腺皮质激素释放激素、胆囊收缩素)参与控制摄食。控制摄食的分子机制实际上比我们上面所描述的要复杂得多,而我们才刚刚开始有了一点了解。不过,现在多数研究者都同意,一个人的“正常”体重基本上是由遗传决定的。瘦素、神经肽Y和其他分子之间的相互作用,为一个人的体重和食欲确立了一个调定点,大致决定了一个人是胖是瘦,是胃口不佳还是食欲旺盛。肥胖是因为这个调定点较高。在人类进化史上,在食物缺乏的恶劣环境中,有一个较高的调定点实际上有生存优势,能够尽可能多地摄食储存脂肪防备饥荒。只不过在富裕的社会,优势变成了累赘而已。肥胖,是进化的遗产。

(方舟子)

[ Last edited by thunfish on 2004-10-28 at 01:28 ]
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 楼主| 发表于 2004-10-15 15:59 | 显示全部楼层

太阳系的罗塞塔石碑

  3月2日,一枚阿丽亚娜—5型火箭载着罗塞塔号彗星探测器,终于从法属圭亚那的库鲁航天中心顺利升空。这个因为多种原因反复推迟的计划已经折磨了科学家十多年。然而现在并不是庆祝的时刻:要观看罗塞塔号登上彗星的舞台,还需要另外一个10年。


  “古老”的计划

  1986年,著名的哈雷彗星再一次出现在地球的夜空中。人类发射的几个探测器抓住这个76年一遇的机会,对哈雷彗星进行了探测。其中最著名的是欧洲航天局(ESA)的“乔托”号彗星探测器。

  就在“乔托”接近哈雷彗星的前一年,ESA的成员国决定制定一项长期的研究计划,预计在1990年代中期或者21世纪初,从太阳系的“原始”天体——比如彗星和小行星——取回研究样品。“乔托”拍摄到的花生形状的彗核引起了全世界轰动,也让ESA更加坚定了探测彗星的决心。

  1991年,ESA和美国宇航局(NASA)共同创立了继“乔托”之后最具挑战性的“罗塞塔彗星彗核取样计划”。这个计划使用的探测器类似于NASA的水星探测器“水手2号”,但是比水手号多了一个着陆器和返回舱。着陆器将在彗星表面提取样品,然后由返回舱把这些样品带回科学家在地球上的实验室。按照计划,这个最早的罗塞塔号探测器将于2002年发射。

  但是接下来几年NASA的预算紧缩毁掉了这个方案。NASA取消了与ESA的合作,甚至连NASA自己的一些彗星/小行星探测项目也被取消了。

  然而,ESA决定把罗塞塔计划继续下去。一个修订后的罗塞塔计划就是现在人们看到的样子。与看上去雄心勃勃的彗核采样计划相比,新的罗塞塔号改成了相对简单的任务:它仍然将向彗星的彗核释放一个着陆器,但是着陆器将就地研究彗核,而不会给地面上的科学家带来任何样品。

  1993年,ESA正式批准了罗塞塔计划。德国航天局负责领导探测器的建造工作。最初,罗塞塔号的目标是一颗叫做Wirtanen的短周期彗星。如果按照计划于2003年1月升空,那么罗塞塔号将在大约9年之后——也就是2011年——与Wirtanen彗星相遇。

  万事俱备,就是没有东风。当欧洲科学家努力把探测器造好之后,运载工具却给他们开了一个玩笑。2002年12月,一枚新型的阿丽亚娜—5型火箭发射失败了。这意味着将于第二个月发射的罗塞塔号还要在地球上继续停留。

  当运载火箭的问题解决以后,罗塞塔号已经错过了造访Wirtanen彗星的时机。于是,ESA的科学家修改了原先的计划,把目标对准了另一颗短周期彗星,丘留莫夫-格拉西缅科彗星(67P/Churyumov- Gerasimenko)。


罗塞塔,彗星追逐者,艺术想象图

  2004年2月,带着最新任务的罗塞塔号被送上了库鲁航天中心的发射台。然而好事多磨,原定于2月26日的发射因为天气和技术原因一再被推迟。直到上星期二,罗塞塔号才踏上了彗星之旅的第一步,这距离ESA正式批准这个计划已经有11年时间了。

  漫长的旅途

  上周的成功发射只不过是罗塞塔号冒险旅程的开始。与它的前辈乔托号探测器不同,罗塞塔号将把自己生命中的大部分时间花费在旅行而不是探测上。乔托号只花费了8个月时间就抵达了哈雷彗星的附近。但是科学家这次打算让罗塞塔号进行更周密的研究:从彗星距离太阳最远的时候,开始绕彗核飞行。这样,科学家就能了解彗核(由冰和尘埃等物质组成。科学家称之为“脏雪球”)在飞近太阳的过程中的活动。

  然而即便是阿丽亚娜—5这样的火箭,也不能直接把这个3吨重的探测器直接送到距离太阳5倍日地距离的地方。科学家给罗塞塔号选择了一条令人眼花缭乱的内太阳系航线,让它能够借助地球和火星的引力,最终达到丘留莫夫-格拉西缅科彗星。

  明年3月,罗塞塔号将与地球擦肩而过。地球的引力会把罗塞塔号甩向火星。2007年2月,罗塞塔号将在大约200公里的距离上掠过火星,并对火星展开科学观测。同年11月和2009年11月,罗塞塔号将两次飞临地球,最终朝着丘留莫夫-格拉西缅科彗星的轨道进发。最终到达彗星之前的三年时间将是罗塞塔号的深空“冬眠”时间。


深空中的罗塞塔,艺术想象图

  2014年1月,罗塞塔号终于接近了10年旅行的终点。随后,罗塞塔号将成为第一个“人造彗星卫星”,绕丘留莫夫-格拉西缅科彗星直径只有4公里的彗核飞行,在一个前所未有的近距离上对彗核展开研究。这年11月,罗塞塔号会释放出一个着陆器。这个叫做“菲莱”的着陆器缓缓地接近彗核表面——彗星的引力非常微弱,以至于根本不用火星着陆器那样的安全气囊作为缓冲。相反,科学家担心的是,彗星的引力弱到不能把着陆器有效的“吸”在表面上。因此,一旦着陆器到达彗星表面,它就会射出一根叉子,把自己牢牢的固定在彗星表面。



在彗星上着陆,艺术想象图



  罗塞塔号10年的漫长旅途和它所担负科学研究使命也让建造探测器的科学家面临巨大的挑战。罗塞塔号使用太阳能而不是核能为它搭载的科学仪器供电。然而此前从未有人尝试过在超过2倍日地距离的地方使用太阳能电池。罗塞塔号因此而装备了一对各长14米的太阳能电池阵列。它那超过60平方米的面积最低可以提供400瓦的功率。让超过20多种科学仪器在寒冷的太空中旅行10年并保持良好的工作状态也绝非易事。还有一些仪器本来的重量甚至超过了仪器总重量的定额(罗塞塔号大部分的重量是推进剂),需要重新制造“超轻型”的版本。

  丘留莫夫-格拉西缅科彗星,这个太阳系的罗塞塔石碑是在几个月前才被确定为罗塞塔号的访问对象。实际上,这颗1969年才被两名前苏联天文学家发现的彗星也确实是内太阳系的新客人。根据彗星的轨道倒推,科学家发现丘留莫夫-格拉西缅科彗星只不过在大约150年前才因为与木星接近,而被吸引到内太阳系。

  由于彗星基本上是由冰和尘埃因此,科学家希望这个比较“新鲜”的彗星能够提供大量关于太阳系原始物质的信息。

  罗塞塔号的着陆器“菲莱”还打算在丘留莫夫-格拉西缅科彗星的彗核表面钻一个深度超过20厘米的洞,从彗核的表层以下提取物质,然后放到显微镜下研究。取得的照片和数据首先传给不远处的罗塞塔号,然后再转发给地球上的科学家。

  在环绕彗核飞行的将近两年时间里,罗塞塔号还将目睹彗核逐渐接近太阳的时候,彗核上的物质(主要是冰)逐渐升华,形成彗发和彗尾的过程。整个任务将在2015年12月结束。


罗塞塔拍到的林尼尔彗星


  从接触到埃及象形文字,到读懂这种文字,法国语言学家商博良花了21年时间。而从罗塞塔号探测器确立项目到最终到达目标彗星,也需要21年时间。太阳系的罗塞塔石碑就在那里,而科学家需要的不仅仅是勇气和智慧。他们还需要一些耐心。

  最后的边疆

  两个世纪之前的1801年,法国物理学家傅立叶把11岁的商博良带到他的家中参观。就是在那里,商博良第一次接触到了古埃及的象形文字,并深深迷上了这种来自另一个文明的语言符号。花费了21年的时光,商博良终于在前人的基础上读懂了这种有数千年历史的语言。解译的关键来源于1799年在埃及发现的一块石碑——后来被称作罗塞塔石碑(Rosetta Stone)。在这块石碑上刻有相同内容的三段埃及象形文字、通俗体文字和希腊文。商博良凭借着希腊文的参考作用,再加上从菲莱(Philae,也是罗塞塔号携带的着陆器的名字)岛发掘出的另一块方尖碑,读懂了这种失传已久的文字,从而打开了通向了解古埃及历史的一扇大门。

  这就是ESA把这个彗星探测器命名为“罗塞塔号”的原因:彗星保存了数十亿年前太阳系形成之初的珍贵信息。通过研究彗星则可以打开通向了解太阳系古老的历史的一扇大门。

  从1960年代开始,人类制造的行星探测器飞遍了几乎整个太阳系的“领土”。人类登上了月球;无人探测器在火星着陆。但是人们对彗星仍然知之甚少。1985年,NASA的一颗“半路出家”的探测器“国际彗星探险者号”(原先是用于日地探测)与彗星遭遇。这是人类第一次在一个比较近的距离上观测彗星。

  1986年,哈雷彗星的回归引发了一股彗星探测热。前苏联和日本各发射了两艘专门的彗星探测器。然而最富传奇色彩的还是ESA的“乔托”号探测器。这个以13~14世纪意大利画家命名的探测器飞到了距离哈雷彗星的彗核不到600公里的地方,冒着被彗星散发出的尘埃粒子击毁的危险,成功地拍下了哈雷彗星彗核的照片。在这个距离上,哈雷彗星的彗核形状就如同一颗硕大的花生,最长不过十几公里。就是这样一颗“脏雪球”,在历史上人们曾经因为不了解它而产生过各种的恐慌——例如害怕彗星的彗尾带来致命的毒气等等。当然,后来人们才发现这纯属杞人忧天。

  1986年之后,又有几艘彗星探测器升空,但是它们显然不那么吸引普通人的目光。1999年2月,NASA发射了星尘号彗星探测器。今年1月初,星尘号成功的在距离Wild-2彗星150公里的地方收集到彗核发出的物质,并将于2006年1月把采集到的样品返回地面。

  NASA的另一个彗星探测器“深空撞击号”(Deep Impact)也将于今年底升空。这个探测器引人注目的特征在于,它把好莱坞式的灾难片场面翻转了过来。深空撞击号将把一个小的探测器投向Tempel-1彗星,在其表面撞出一个大坑,借此机会研究彗核的组成。

  随着航天技术的提高,科学家越来越对彗星——这些保存着太阳系古老历史的小天体感兴趣。它们曾经是太阳系中不起眼的角落,而现在或许是太阳系最后几块未开垦的边疆之一。
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 楼主| 发表于 2004-10-15 16:21 | 显示全部楼层

测谎仪



  “测谎仪不能区分真话和谎言”——美国能源部桑地亚国家实验室的高级科学家奇利科夫(Alan Zelicoff)曾经多次表达了这个观点,直到去年7月他从桑地亚国家实验室辞职。在那之前的几年时间里,奇利科夫一直是测谎仪的最激烈反对者,无论是在桑地亚国家实验室,还是能源部下属的任何研究机构中。

  或许奇利科夫认为自己只不过是指出了测谎仪的皇帝的新装,但是能源部的官员显然不这样认为。他带领桑地亚国家实验室的一大群科学家抵制例行的测谎实验,他在各个媒体上撰写文章阐述自己的观点。去年5月,当奇利科夫在《华盛顿邮报》的言论版再次发表了一篇批评测谎仪的文章之后,能源部终于再也不能忍耐了:他被暂时禁止接触他本人开发的一个疾病监测软件。这是奇利科夫过去几年中因为批评测谎仪而受到的惩罚中最重的一次。两个月之后,奇利科夫因此从桑地亚国家实验室辞职。

  今年3月,奇利科夫首次公开了他因为受到能源部的压力而被迫辞职的详情。这一事件在科学界引起了一个小小的涟漪。然而从1999年以来,关于测谎仪的争论,已经变成了一个巨大的、不知何时才能停止的漩涡。


  李文和之后

  1999年,美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的一桩疑案吸引了公众的注意力。在这个实验室工作的华裔科学家李文和被指控作为间谍窃取了关于核武器设计的情报。在被关押了9个月之后,法庭认定李文和并未从事间谍活动,而仅仅是对机密信息“处理不当”。

  尽管李文和最终获得了自由,这一事件也导致能源部决定在其下属机构推行常规的测谎仪实验。包括能源部最著名的三个实验室:洛斯·阿拉莫斯、劳伦斯和桑地亚国家实验室。这三个实验室的研究范围都涉及到包括核武器设计在内的各种敏感技术。

  能源部的这一决定很快就遭到了科学家的反对。这些反对者认为,测谎仪作为一种1920年代诞生的技术,它从来就没有得到可靠的证据的支持。

  “测谎仪的基本问题在于,它假定欺骗行为总是和某些可测量的生理反应(呼吸、出汗和心率增加)”,美国科学家联盟(FAS)的安全问题专家阿福特古德(Steven Aftergood)告诉笔者,“但这不是真的!然而,测谎仪确实可以作为一种有效的恐吓工具,特别是如果被测试者相信测谎仪有效。”

  反对测谎实验的科学家不愿被恐吓——不管能源部是否存在这种目的。根据1988年美国通过的一项法律,不得进行大规模的测谎试验,而政府的雇员例外。因此,能源部下属研究机构的科学家无法凭借法律拒绝测谎实验。但是,能源部的科学家并没有放弃抗争的机会。奇利科夫就是其中最典型的例子。

  “每一个一年级医科学生都知道在测谎试验中测量的四种[生理]参数——血压、脉搏、出汗和呼吸频率——可以被无数种情绪所影响……但是无论什么医学教科书都没有用任何方式把这些参量和一个人说谎的意图联系起来。” 奇利科夫在2001年7月出版的《怀疑论调查者》杂志上指出。在这篇文章发表之前的几个月,美国科学院(NAS)的一个测谎仪问题委员会在华盛顿特区开了第一次会议。组建这个委员会的目的是为了平息关于测谎仪问题愈演愈烈的争论。能源部拿出了86万美元作为研究经费。


  效果问题

  “检索科学文献可以得出这样一个结论,即欺骗行为没有独特的生理特征,而说谎与生理学之间联系很可能是不明确与易变的。”宾夕法尼亚州立大学心理系教授墨菲(Kevin Murphy)告诉笔者。墨菲是美国科学院测谎仪问题委员会的成员。“测谎仪最大的问题在于,它已经被使用了将近100年,并且仍然没有什么理论能解释为什么测谎仪可以工作,或者解释在什么环境下它会工作的更好或者更坏。它所依赖的生理信号与被测试者的心理状态只有很弱的联系。在某些情况下,它确实比随机猜测强,但是很难知道这是为什么。很明显,测谎仪恐吓一些人,这是它作为一种技术能够成功的因素之一,但是我们不清楚,当被测试者没有被恐吓的时候,它是否还有帮助。”

  确实如此,在某些情况下,有些人可以骗过测谎仪。反对测谎仪的人们常常举出奥尔德里奇·埃姆斯(Aldrich Ames)的例子。埃姆斯是一个著名的双重间谍。在1994年他被联邦调查局抓获之前,他一直利用中央情报局特工的身份为前苏联(以及其后的俄罗斯)提供情报,并且两次顺利通过了测谎实验。“埃姆斯和其他类似案例提醒我们,测谎仪不总是可靠的,并且在最需要它[发挥作用]的时候,它失效了。”阿福特古德说。

  作为两年多研究的成果,测谎仪问题委员会于2002年出版了一本名为《测谎仪和谎言检测》的报告。“NAS的报告是关于测谎仪争论的一个重要里程碑,因为它代表了了科学界在这个问题上最主流的看法。”



现代的测谎仪,真的有用吗?



  测谎仪的支持者经常会举出准确率百分数(通常在90%以上)来证明测谎仪的有效性。然而,NAS的报告“审查了测谎仪的有效性。他们的结论是,测谎仪的有效性远高于随机猜测,而远低于完美的程度。实验室研究所估算的有效性很可能被夸大了。” 墨菲说。

  “我们认为测谎仪的精确度不足以查出间谍,但是它或许在刑事侦查上有用。”蓝德集团的一位数学家凯勒(Emmett Keeler)说。

  但是能源部并没有完全接受这份报告的结论。2003年4月,能源部发表了一项声明,决定缩小接受测谎实验的人群范围,那些有资格接触秘密信息的科学家仍然需要面对测谎仪。在声明中,能源部部长把防范恐怖分子作为使用测谎仪的一项理由:“作为这个国家核武器的管理者,能源部有义务使用最好的工具保护这些敏感信息。”

  “认为测谎仪可能在反恐怖主义方面发挥作用,这是我所不愿意接受的主张之一,”墨菲反驳说,“如果危险恐怖分子嫌疑人很有可能在规避测谎方面受过训练和进行过实践,这样,几乎没有证据表明测谎仪在这些情况下是有用的。”

  
  新的希望

  就在传统的测谎仪遭到巨大的质疑的时候,一些研究者试图绕开这个障碍,寻找其它一些检测谎言的手段。“测谎仪使用非常古老的方法。如果人们找不到更好的检测谎言的防法,那才真的令人惊奇呢。”印第安纳大学的心理学教授谢弗林(Richard Shiffrin)对笔者说。

  这些新兴的“测谎”手段包括测量脑波、面部温度以及用磁共振成像直接探测大脑的活动。神经学家法威尔(Lawrence Farwell)是较早迈出商业化步伐的研究者之一。几年前他在西雅图开办了名为“大脑指纹实验室”的公司,研究脑波测谎设备。

  法威尔的新测谎仪的依据是所谓的“事件相关脑电位”(ERP),尤其是其中所谓的300P波。1991年,法威尔发现300P波可能用来揭示出被测试者所隐瞒的知识。让被测试者观看一系列和犯罪或者恐怖活动有关的词组——例如从基地组织训练手册中摘录的——同时测量300P波,恐怖分子的脑波就可能和普通人不同。

  美国国防部测谎仪研究所正在研究的一种眼追踪技术和法威尔的脑波测谎有类似之处。按照研究者的理论,当人们观看文字的时候,眼睛在较熟悉的文字上停留的时间更短。这样,通过追踪眼的运动,就能分辨出被测试者对某些敏感词汇是否熟悉。另外,测谎仪研究所还利用面部红外线成像检测谎言——说谎者面部某些区域会因为毛细血管舒张而温度升高。如果这项技术真的可行,那么它或许可能像体温检测仪那样大规模地进行检测。

  更高级的方法使用了当今脑科学领域最有力的研究工具——功能磁共振成像技术(fMRI)。两年前,宾夕法尼亚州医疗系统大学的助理教授朗勒本(Daniel Langleben)用fMRI监测被测试者的大脑。朗勒本给每一位被测试者一张纸牌(梅花5)。如果被测试者欺骗说自己的纸牌不是梅花5,则可以得到20美元。结果朗勒本发现,每当被测试者说谎的时候,fMRI图显示他的大脑的两个特定区域会“亮”起来,而说实话的时候,点亮的只有一个区域。朗勒本承认,这一技术现在仍然处于“非常基础的研究,完全不接近实际应用。”


  谁是谎言?

  目前,所有这些新的测谎技术都处在一个非常原始的阶段——尽管像联邦调查局这样的机构已经迫不及待的要采用其中几种技术了。“有一些有希望的研究,使用脑波和/或者[磁共振]成像技术探测谎言。但是在现在这个时候,还没有足够的重复验证或者公开发表的论文评估这一套方法的科学有效性。这些方法很可能在检查那些‘犯罪知识’——检查被测试者是否知道某些特殊的事实或者信息,而知道这些信息的只能是犯罪者——的时候被证明有用。”墨菲说。

  那么在这些新的测谎技术中,哪些技术本身就是谎言呢?DNA测试提供了一个很好的榜样。在鉴识科学领域,DNA测试是最能经得起科学的考验的技术之一。“DNA测试有很高的灵敏度和专一性,但是大多数的鉴识技术的科学依据和准确率都比人们所认为的低得多(包括指纹鉴定)。”墨菲说。“对于一项鉴识技术的评估没有什么既定的标准,但是通常要求同时评估产生假阳性(例如把诚实的被测试者贴上说谎的标签)和假阴性(例如把说谎的被测试者贴上诚实的标签)的可能性,并且证实在一系列不同的情况下,这两种类型的错误发生的频率都很低。”

  传统的测谎仪和其它一些鉴识技术在可以预见的未来仍然有可能存在下去,但是越来越多的来自科学界的批评声音提醒人们,司空见惯的警匪片情节未必是正确的。仅去年一年,《科学》杂志的主编肯尼迪(Donald Kennedy)就两次撰写社论,讨论包括指纹、测谎仪在内的鉴识技术的科学性问题。上周出版的《自然》杂志的社论也指出,“如果这些测试的目的是恐吓,那么任何技术都能做到,只要让被测试者相信这种技术可行。但是如果目的是发现谎言,那么这种技术必须被坚实的研究所验证。”

  “我认为测谎仪和其他‘测谎’技术可能部分成功,但是永远不会完全成功。每个案例都面临这个问题:没有什么技术能探测‘谎言’,它只能探测那些常常与欺骗行为相关的生理变化。”阿福特古德说。



一场战争之后,这类的图片四处可见




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  “我的孩子,谎话一下子就可以看出来,因为说了谎话有两种变化,一种是腿变短,一种是鼻子变长,你的一种正是鼻子变长。”

  在《木偶奇遇记》之外的世界,谎话未必一下子就可以看出来。我们不是皮诺曹,而测谎仪也不是天蓝色头发的仙女。但是测谎仪的发明者,美国心理学家马斯顿(William Marston)或许认为我们真的有皮诺曹的鼻子。马斯顿的另一项创造——漫画人物“神奇女侠”(Wonder Woman)拥有一个能让人说真话的套索,或许是他的这种信念的体现。

  上个世纪20年代,马斯顿发明了polygraph——能够同时记录多个(生理)参数的仪器,也就是所谓的测谎仪。按照流行的测谎理论,当你说谎的时候,就会心跳加速、出汗、呼吸变得急促。这样,测谎员通过研究测谎仪记录下的数据,就能判断你是否说谎。

  在美国,测谎实验曾经主要用在反间谍、刑事侦查和招聘雇员的领域。1988年,美国颁布了《雇员测谎仪保护法案》禁止了绝大多数私营机构对其雇员进行测谎实验。目前,在美国大多数州,刑事案件也不采用测谎仪的证据。
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发表于 2004-10-16 01:14 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2004-10-18 20:46 | 显示全部楼层

为什么眼见并不为实

人们常常说这么一句话:“我简直不敢相信自己的眼睛!”现在科学家发现,这样说其实是有道理的,有时候眼睛所看到的真的不是事实,我们的眼睛看东西其实往往受大脑的影响。

悉尼大学心理学家柯林·克利福德日前公开了他的研究小组的最新发现,人脑中存在着一条反馈环路,这条环路会改变我们的视觉感受,以适应人脑对眼前景物的解释。而不像人们以前认为的那样,人脑的解释随着视觉感知而改变。也就是说,人眼实际观察到的内容在很大程度上受到大脑预期的影响。

人脑往往“主观臆断”,眼睛很多时候只是傀儡。

视力是我们最有价值的资产,但反馈到脑子里得往往是不完全的或者不明确的信息,这是因为有时人们移动得太快、光线太暗、物体模糊或者你的注意力注意到别的事情上。克利福德博士说:“我们的大脑经常存在间隙,而且经常对事物进行完美的想像,我们眼睛看到的也许比我们想到的更主观。”

这个研究小组用一种特别的方法对人进行试验,他们让志愿者观看两张完全不同的、矛盾的图像,每只眼睛看一张。人们很早就知道,如果这两张不同的图片非常简单,比如一张是水平的红线,另一张是垂直的绿线,那么我们的大脑就会简单地在它们之间做出反应,先是说看到了一条线,几秒钟后会说看到了另一条线。当然,我们也早就知道人类对识别移动的人物方面非常在行,即使仅有几个点代表着脚踝、手腕、臀部以及其他关节,人们也能分辨出那是人的图形来。

这个研究小组除了克利福德外,还有塔玛拉·沃森和乔尔·皮尔森,他们让人一只眼看由小点组成的向左走的人形图案,另一只眼看向右走的图案,大脑还是在两幅图形间做出间隔性的反应,试验者先是说看到了一个人物图形,几秒钟后又说看到了另外一个。

克利福德博士说这个试验显示,大脑中识别移动图形的最复杂的部分把信息反馈给了视觉链,从而压制了一幅图。

人在得到一个印象时,往往是模糊扫描,分类记存。

为什么眼见并不为实呢?从视觉原理来讲,人的眼睛得到视觉信号并传到大脑后,有这么几种情况:其一,人脑一般上对视觉信号只是进行模糊处理。即只对信号进行轮廓辨认和处理。也即只辨认主要特征。比如:人或动物或物体,动的或静的,大或小,远或近,男或女,高或矮等等特别明显的差异进行甄别。

其二,人只有在多次接触或引起注意的时候才会注意到更多的细节的东西。如:颜色、面部特征、动作细节等等。

其三,人得到新的视觉印象时往往会将其和原有的印象进行比较,特别是与自己记忆最深的印象进行比较。如:见到一只狗,一定就会和自己见过的另一只相像的印象中的狗比较并只记住它们的明显差异。看见一个人就马上会想到他像某某人,并记住他们的明显差异。

其四,只有具有专门素质的人才会特别的方面具有特殊的识别和记忆。如:画家、侦探、某些专业人士等。

这也就是说,人在得到一个印象时,一是模糊扫描的,二是将其分成各种要素来记存的。也就是说记存的不是完整的印象。所以,即使是眼光最敏锐和记忆最好的人也无法真正还原一个事物的完整的印象。

另外,人要将自己看到的事物传给别人时,并不能将原来的“印象”原原本本地送到别人的眼中。而是需要用另外的人体器官如:嘴———语言描述,手———图画描写。这就要转换,即,将脑中记存的要素重新组合成印象并变成语言和动作。因为,印象是要重新组合的,所以,只要意识上出现偏差这种组合就会出现偏差。而且,往往将自己没注意的差异漏掉。

而且,接受这样的描述的人再将这些描述在大脑中进行类似的处理。这样,与事物的原本面貌之间的差异就更大了。有时,甚至是离谱了。所以,其他人实际上根本无法真正“看到”描述人所看到的该事物的原本面貌。这样,眼见就不一定为“实”了。

虽然眼睛有时受大脑支配,但它的作用其他器官无法替代。

人体从外界所读取的信息,大约有90%来自眼睛。眼睛是心灵的窗口。人的喜怒哀乐等等各种情绪,都可以从眼神中流露出来。连进化论的始祖达尔文都说:我一想到眼睛,就心中惊惧,因为眼睛的结构实在太精巧了。

例如,人们痛苦时会哭泣,眼中会流出一颗颗泪珠,那是从泪腺分泌出来的,通过导管流到鼻孔,就成了“涕泪交加”。哭泣是由于大脑条件反射控制的。平时,眼泪能滋润眼角膜不至于干燥。眼睑和眼睫毛可随时快速地对外界做出反应,或关闭以防止外界的异物包括尘埃进入眼睛,眉毛的作用是阻挡额头的汗水,防止其流入眼睛。更奇妙的是,眉毛的生长会自动停止在某一长度,不需要像头发那样剪修。

眼睛是一个特别的感觉器官,是人类和动物能够直接与外界通过光线联系、探查、欣赏,从而对周围环境作出最直接最迅速的反应。所以说眼睛是与外界信息沟通的主要器官。

光线通过角膜、瞳孔、晶体,聚集在视网膜上的杆状和椎状细胞,来刺激视神经,使其产生信号传送至大脑的视感觉区,来读取、分析光的信号,从而知道物体的远近、大小、颜色、形状等等具体信息。在生物中,低等动物只有感光细胞(植物有光合作用细胞),低等脊椎动物的感光细胞、视网膜的设计简单,高等脊椎动物可以将像翻转。

外界的光线通过眼折光系统(角膜、虹膜、晶体),在眼底视网膜上形成物像,由其上感光细胞接受,引起化学变化,如同相机的感光底片一样,再将光能转变成神经冲动,传入视觉中枢,由大脑视觉区来认读、分析,从而使人认知到外界事物。这又像现在新的数码相机,只不过相机是由电脑读取数据并在显示器上显现。


北京科技报
作者: 杨孝文 杨丽君
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发表于 2004-10-19 15:37 | 显示全部楼层
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