当色彩的声音尝起来是甜的-第7部分

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！





懂数学的蝉
袁越

夏天是属于蝉的季节，蝉的叫声是每个慵懒夏日的背景音乐。但是，美国有一种蝉，每17年才叫一次，像钟表一样准确。

世界上有3000多种蝉，绝大多数都是一年生的，每年繁殖一次。也有不少蝉以2—4年为一个周期。1633年，有人描述过一种产自北美的蝉，周期极长。但直到18世纪初期，美国的昆虫学家才最终确定了这种蝉的周期——17年。100多年后，又有一种周期为13年的蝉被发现了。科学家把这两种奇怪的蝉统称为“周期蝉”（Periodical　Cicadas）。

这种蝉总是在5月下旬开始破土而出，沿着树干爬到高处，发出疯狂的求偶叫声。它们必须抓紧时间找到伴侣，因为大自然留给它们的*时间只有一个星期。之后，雌蝉把卵产在树干内便死掉了。经过2—8周的孵化，幼虫破壳而出，掉到地上，钻进土壤，依附在大树的根部，一边吸食植物汁液，一边等待时机再次破土而出。

这一等就是16年（或者12年）。

其实，17年蝉早在第8年的时候就已经完全成熟了，但它们体内似乎有个钟表，不断提醒它们要耐心等待。直到第17年的那个夏天，蝉们好像约好了似的，一起冲出地面，完成新的一轮生命周期。

一般情况下，一个地区只生活着一种周期蝉，科学家按照它们的出土日期和分布范围，把北美的周期蝉分成了大约15个按照罗马字母命名的“窝”（Brood）。比如，2004年出现在美东大部分地区的周期蝉是第X号窝（罗马数字10），这一窝蝉数量最多，分布最广，是研究得最透彻的窝之一。

科学家首先想弄明白的问题是：这种蝉为什么选择在地下生活那么多年？这样做肯定会减少繁殖的效率啊？这个问题现在基本上有了定论。原来，周期蝉最早出现在大约180万年前，那个时候北美正处于冰河期，气候极不稳定，经常会遇到冷夏。成年蝉需要很高的气温，假如它们出土后正好遇到低温，就死定了。科学家经过计算发现，假如在1500年的时间里每50年出现一次冷夏，那么7年蝉的成活率是7％，11年蝉的成活率是51％，17年蝉则是96％。显然，周期越长，成活率就越高。

下一个，也是最有趣的问题是：周期蝉的周期为什么总是质数？

众所周知，质数是除了它自己和1以外无法被任何整数整除的数。有一种理论认为，周期蝉为了避免相互争夺粮食，便进化出质数周期，减少了相遇的次数。比如13年蝉和17年蝉每221年（13乘以17）才会同时出现一次。

可是，这个理论禁不起推敲。事实上，13年蝉和17年蝉各自有自己的活动区域，两者很少重叠。1998年在密苏里地区出现过一次第X号窝和另外两窝13年蝉同时出现的奇景，但是这种情况很少发生。另外，蝉的大部分时间都生活在地下，相互争夺最厉害的食物应该是植物的根，这和它们的生命周期就没什么关系了。

1977年，著名古生物学家史蒂芬？杰？古尔德（Stephen　Jay　Gould）提出了一个新的假说，认为周期蝉这样做是为了避开自己的天敌。他指出，很多蝉的天敌也有自己的生命周期，假如周期蝉的生命周期不是质数，那么就会有很多机会和天敌的周期重叠。比如12年蝉就会和周期为2、3、4、6年的天敌重叠，被吃的可能性就要大很多。

2001年，德国科学家马里奥？马科斯（Mario　Markus）设计了一个数学模型，间接地验证了这一假说。在这个计算机模型里，蝉和天敌们的生活周期一开始都不固定，但是两者都会随机地发生变异。如果周期重叠，蝉就被吃掉。经过N年的演化后，蝉的周期无一例外地会停留在一个质数上。

达尔文的支持者肯定喜欢这个理论，因为它把周期蝉的这个“神来之笔”变成了一个进化论框架下的数学模型。另外，这个理论还产生了一个副产品，那就是“质数生成器”。原来，质数是没有规律可言的，大质数很难找到，需要用计算机一个一个地算。现在好了，只要把前提条件变化一下，输入这个“质数生成器”，就能自动得出一个质数来。

这个故事讲到这里似乎很完美了，其实不然，很多昆虫学家仍然有疑问。比如，为什么目前发现的周期只有13和17两种？为什么大多数蝉的周期并不是这样的？这些疑问都很有道理，但研究起来十分困难。康涅狄格大学的生物学家克里斯？西蒙（Chris　Simon）认为，马科斯提出的数学模型之所以还没有被证伪，是因为这个理论直到现在还没有办法验证。比如，科学家一直没有找到周期蝉的天敌，能够符合这个理论的前提条件。所以，只有先搞清周期蝉控制时间的原理，以及它们的遗传方式，才有可能从根本上揭开周期蝉的秘密。已经有科学家利用1998年在密苏里出现的那次罕见的重叠，让13年蝉和17年蝉*，看看它们后代的周期会变成怎样。

但是，很显然，这项研究需要很长的时间，必须有足够的耐心才行。

说起来，周期蝉不能算是害虫，研究它的周期对人类一点实际价值也没有。不过，人类的好奇心是无穷的，科学的发展就是这样，一开始也许只是出于好奇，但没准就能找到一个突破性的大发现，就像那个“质数生成器”那样。

如果你对这个问题有兴趣的话，赶紧去美国的伊利诺伊州吧。按照科学家的计算，一种17年蝉的第XIII号窝马上就要在那里出土了！



毒门秘笈
尢又

用毒贵在“巧”而非“毒”，施解之法精妙无比极具智慧，所以即便毒药一向为名门正派所不齿，我对于武侠小说里那些用毒高手仍然是非常敬仰的。像天山童姥、洪教主那样使用生死符和豹胎易经丸的恐怖分子自然不在此列，像韦小宝那样只会用巴豆和蒙汗药的也不入流，在我看来真正的用毒高手应该是心怀慈悲的御毒大师。“毒手药王”无嗔是当之无愧的，虽然他本人从来没有在《飞狐外传》里露过脸，但从他的入室弟子程灵素身上，足以看出这位药王神乎其技的用毒本领，更何况他还出过书——《药王神篇》。若以这一点来说，《倚天屠龙记》里面医仙胡青牛的老婆王难姑也是一代大师，她同样发表一部影响因子很高的论文——《毒经》，同时，我们知道她非常热爱自己的本职工作，勤于试验，甚至以身犯险拿自己当实验动物，真正做到了献身科学。

正因为有如此之多让人难忘的毒王毒后，相信很多人也像我一样，最早对于毒药的认识是来源于武侠小说的，比如欧阳峰的毒蛇或是绝情谷的情花。这也正是人类最早发现的两类毒药，来源于动物的和来源于植物的毒素，后来随着冶炼业的进步，各种矿物元素的毒药也逐渐发展起来。

我们所说的动物毒主要是指《碧血剑》里提到过五毒，蛇、蜘蛛、蝎子、蜈蚣、蟾蜍等等，这些听起来让人毛骨悚然的东西，却因为埃及艳后克里奥帕特拉以毒蛇噬身了结生命的传说，在历史上留下了甚为香艳的一笔。克里奥帕特拉选择用蛇毒自杀自然是希望用一种不太痛苦又很体面的方式来结束她传奇的一生，可惜她未必真的如了愿。蛇毒主要分为神经毒和血液循环毒。前者包括金银环蛇毒、眼睛蛇毒、响尾蛇毒还有蝎毒素，它们作用于运动神经与骨骼肌接头处，阻断它们之间的联系，肌肉不再受到神经肌痛的支配，最后四肢麻痹、窒息而死，这些症状与中医风邪侵袭所致的临床表现相似，因此也称为“风毒”。著名的黑寡妇蜘蛛（因雌雄蜘蛛*后雌蛛吃掉雄蛛得名）毒也属于神经毒，它的作用机制相反，它能大大促进神经与肌肉之间的联系，引起肌肉抽搐、痉挛直至精力耗尽。后者作用于心血管系统，包括竹叶青毒和五步蛇毒，其临床表现相当于中医的火热毒症状，故称“火毒”，这种毒素或是损害心肌细胞结构，导致心肌坏死、心力衰竭，或是溶解红细胞、肢体组织，导致血尿、胸腹腔大出血。这种蛇毒还含有一类血液抗凝因子，会导致血液失凝、血流不止，可见被蛇咬后一味的放血排毒并不是什么明智之举。所以说，蛇毒并不是　“安乐死”，欧阳峰能成为让人闻风丧胆的“老毒物”，绝对不是浪得虚名。

电视剧里面经常会有一个老套的情节，就是用嘴巴吸毒，这在早期排毒过程中是还是比较行之有效的。因为这些毒素由淋巴系统携带进入血液循环系统，如果是神经毒，会再随着血液循环分布到全身的神经肌肉接头并沉积下来。因此在你没有蛀牙且无口疮的情况下，遇到这种紧急情况不妨做个顺水人情。

动物毒并不容易得到，武侠小说里只有那些心肠歹毒同时身份等级比较高的人物才会使用它们，植物毒素才是普通人都能用得起的大众产品。它们物美价廉、容易获得、可以批量生产，是完美的“兵器伴侣”，在冷兵器时代人们常常将它们涂在兵器上以增加杀伤力。乌头被誉为军用毒药之王，快则十几分钟就会让敌人手足发麻无法呼吸；毒箭木的乳白色液汁也很常用，在西双版纳，它被叫作“七上八下九倒地”，意思是中了此毒，往高处只能走七步，往低处只能走八步，走到第九步，就会倒地毙命。可怜大侠胡一刀大概就是吃了它们的亏。当然李莫愁喂在冰魄银针上的毒可能还是蛇毒之类的高级毒药，毕竟这样的“仙子”级的人物常常喜欢只用贵的不用对的。

植物来源的毒药还有很多，比如大名鼎鼎的断肠草，田归农用来毒瞎苗人凤眼睛的是它，杨过用来医治情花剧毒的也是它。它名头太大，想要攀强附会的植物很多，以致它的真实身份存在争议，一般认为它是雷公藤或者胡蔓藤，胡蔓藤就是沈括在《梦溪笔谈》里提到的“人间至毒”钩吻。再比如马钱子，毒死南唐后主李煜的“牵机药”其实就是马钱子，它常被用来加工成老鼠药，据说它的中毒反应并不快，却极为恐怖，中毒者会先脖子发硬，然后肩膀及腿痉挛，直到蜷缩成弓形，死后尸体仍然会抽搐，面目狰狞，看来人类对于老鼠实在不怎么仁慈。马钱子的特别之处在于它引发的肌肉抽搐最先出现在面颈部，有时候下巴的肌肉也会收缩，因而会使得中毒者的脸孔呈现出诡秘的微笑，这不禁让人联想到《天龙八部》中的星宿老怪丁春秋惯用的毒药“三笑逍遥散”。

值得一提的是，无论是在武侠小说里还是在传说中苗人一向以善于用毒的形象示人，像是与生俱来的本领，其中的杰出代表蓝凤凰，那视毒虫为无物信手拈来的轻松姿态，远远将同样精于此道但谨小慎微的何铁手远远甩在了身后。但苗人真正出名的是用蛊，比如《飞狐外传》里的碧蚕毒蛊、《倚天屠龙记》里金蚕毒蛊，只是严格说起来蛊只能算是一种以毒虫作祟害人的巫术，并不是真的用毒。

武侠世界中的各种毒药及其使用被描写的出神入化，现实生活中我们所知有限，用毒其实是一件技术含量要求很高的活，跟做研究一样需要有专业的人才及资金支持，因此一直以来似乎多见于宫廷斗争，国外也是如此。

意大利是个对下毒很有研究的国家。罗马历史上著名的暴君尼禄喜欢用氰化物来毒杀那些他看不顺眼的亲属们。这种毒药非常有效，可瞬间死亡，数千年来一直是一些达官显赫们