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  十大科学谜题本世纪有望解开:时间是幻觉吗           
十大科学谜题本世纪有望解开:时间是幻觉吗
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2007-4-10 0:07:50

十大科学谜题本世纪有望解开:时间是幻觉吗


生命从何时开始?受精卵如何变成人?为什么我们需要睡眠?冰河时代是如何出现的?为什么我们会死亡?科学已经有了飞跃式发展,但直到今天,我们仍有许多重要的难题没有找到答案。2月号《连线》杂志为我们挑选了10个目前仍然找不到答案的科学问题,以及科学家在这些领域的探索和发现。科学家相信,在21世纪这些问题也许有望破解。
1.时间是一种幻觉么?

柏拉图认为时间是持续不断的,伽利略对这种观念表示怀疑,并计算出如何用图表进行表示,所以他能够在物理学领域做出重要的贡献。艾伯特·爱因斯坦说时间只是另一种尺度,是除了上下、左右、前后之外的第四维。爱因斯坦说,我们对于时间的理解是基于它与环境的关系。古怪之处在于,你行进的越快,时间就过的越慢。他的理论能够做出最根本的解释:过去、现在和将来仅仅是想象构成的,任何事都是由大脑创立的,并不会立即发生。

爱因斯坦统一的时空概念理论上行得通,但实际却很难办到。时间作为第四维,不像其他维那样———其中一个原因,我们只能沿着时间轴朝一个方向走。

2.受精卵如何变成人?

想象一下,你将1英寸宽的黑色方块放在一块空地上,突然这个方块开始自我复制,1变2,2变4,4变8,8变16……这些增殖扩散的方块开始形成一些建筑———围栏、拱门、墙壁、管道等。一些方块变成了电线、聚氯乙烯管道、钢筋建材、木头柱子,一些变成了墙板、镶板面、地毯和玻璃窗。电线开始自动连接成一张复杂无边的网络。最后,一幢100层高的摩天大楼拔地而起。

这就是受精卵变成人的一个形象比喻,但是,小方块怎么知道如何建造大楼呢?细胞怎么知道如何造人(或哺乳动物)呢?生物学家过去认为细胞的蛋白质以某种方式携带着造人的说明书,但现在看来,蛋白质更像建造人体大厦的砖砖瓦瓦,或是没有任何建造计划的泥瓦匠,不像携带着建造图纸的设计师。如何形成组织器官的方法一定被写在细胞的DNA上,但是还没有人知道如何将这些信息读取出来。

3.为什么我们需要睡眠?

“如果你偷懒打瞌睡,你就会失去很多”,这是一个容易记住的习语,但是如果生命中没有睡眠的话,将是一件十分恐怖的事情。所有的哺乳动物都需要睡觉,如果剥夺睡眠,它们将会很快死去,比禁食死得更快。这是为什么呢?没有人知道答案。

显而易见,睡眠可以使身体得到休息,但是看电视不是也可以使身体得到休息么?看来这不能解释睡眠的必要性。一种主要的理论认为,我们清醒的时候,大脑中会不断产生某种致命的物质,越积越多,只有睡眠才能够将它们打扫干净;或者也能这么解释,大脑中有某种生存必须的物质,清醒时会逐渐被消耗掉,只有睡眠才能补充这种物质。这么解释的话,睡眠就有意义了。以第一种解释来分析,夜间,大脑进入休息状态,逐渐恢复能量,进入慢波睡眠状态。这时,大脑没有什么负担,可以集中进行垃圾清理工作。

4.为什么安慰剂会起作用?

托·韦格是哥伦比亚大学神经科学家,为了研究安慰剂的功效(现代医学最为神秘的一种现象),他用短促的电脉冲对实验者进行刺激。最近的一次实验中,韦格及其同事用刺激的方法对腕关节进行了24项测试。研究员将一种惰性奶油涂于实验者手腕上,告诉他们里面含有止痛剂,当科学家发出下一组脉冲时,8项测试结果表明疼痛得到显著减少。平淡无奇的奶油就可以使强烈的电刺激效果变得缓和许多,那安慰剂作为现代医学最好的药物,又是怎么产生作用的呢?研究表明,在对因高血压和帕金森病引起的精神不振病人的实验中,30%到40%的病人在服用了假的安慰剂后称感觉良好。假安慰剂都能产生如此神效,真是另人难以相信。

最近一次研究,休斯敦退役军人医疗中心的医生们对一组患有关节炎的病人做了膝关节内窥镜手术,需要削去一些膝盖骨并去除膝关节积水;另一组假装做膝盖并进行包扎。结果疼痛报告显示结果一样。霍华德·波迪是得克萨斯州大学医学院的教授,并发表过相关方面的著作,他说:“据我看,安慰剂虽然不能起死回生,但大量的实验表明,安慰剂至少可以在一定程度上起作用。”

5.森林是减缓还是加速全球变暖的速度?

每个人都知道森林有助于环境的改善。树木在生长的过程中会吸收导致全球变暖的罪魁祸首二氧化碳,树木越大,数量越多其吸收二氧化碳的数量也就越多。所以森林是防止全球变暖的一个很好的调节剂。但尽管植物在大量吸收二氧化碳,但地球仍在不断升温。于是产生了这样一个悖论,未来,森林并不能减缓气候的变化,但随着森林不断遭受毁坏,全球变暖形式将变得更为严峻。

我们不知道以后将会怎样,因为我们对森林本身了解的太少。科学家估计,在所有物种中,有一半的物种生活于森林的这个三维迷宫的树冠层,其中的绝大部分在我们的视线之外。实际上没有说清楚在地球的任何一个地方,指定任何一个高度的1立方米的树冠层中生活有哪些物种。

参考:http://bbs.mybot.cn/viewthread.php?tid=4120&fpage=1

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