白癜风症状有那些 http://baidianfeng.39.net/a_bdfnzhm/141222/4541952.html浙江24小时-钱江晚报记者章咪佳周炜浙江大学生命科学研究院的王立铭去杭州市学军小学之江校区的那天，最低气温5℃。容纳多人的大会场有点冷。王立铭的棉服里面穿了衬衫和西装，他还是决定这样正装演讲。他临时想了一个新的开场白：“我相信有一首歌你们可能都听过，就是《小星星》。这首歌原来是一首英文歌曲。当翻译成中文时，有一句歌词没有翻过来，那句歌词实际上和我今天讲的科学关系特别大。所以我们一起唱这首歌好吗？”全场扬起了熟悉的曲调：“Twinkletwinklelittlestar，howIwonderwhatyouare……”“没有翻译成中文的，就是那句‘HowIwonderwhatyouare’。它是说“我们抬头看天上的星星，我们会忍不住去想，你们在哪，你们长什么样。”在王立铭和台下孩子差不多大的时候，他最喜欢干的事就是晚上，搬个小凳子坐在院子里看星星。“我经常会一看一两个小时，会想那些星星到底距离我们多远，在哪，长什么样，我什么时候才能过去看看。”王立铭还不能带孩子们去宇宙。但是作为一个生物学家，他很想给孩子们讲讲：如果有一天我们真能到宇宙里看看星星长什么样，需要用上什么样的生物学知识。好奇心特攻队系列科学课程——星际远航的生物学演讲精华从有人类那天起，从几十万年前开始，我们祖先就开始有梦想造一个飞船，飞出去看一看。我们人类的第一站是哪里呢？月球。在上世纪六十年代，美国人造了一系列宇宙飞船起名叫“阿波罗号”。“阿波罗11号”飞船带着两个宇航员成功地到达了月球上。这是人类历史上第一次把一个大活人送到地球之外的一个天体上。阿波罗11号登月照片月球离我们有多远呢？38万公里。这个距离基本上是地球赤道的10倍左右。这个距离实际上在宇宙中不算很远，现在人类已经有能力一个非常大的飞船到月球上去，这张照片是美国的宇航员驾驶月球车在月球表面开车的场景。月球是宇宙中距离地球最近的一颗星星，下一个特别有里程碑的意义的是什么？火星它发生在年。大家看到这是火星的照片。火星距离地球有多远呢？因为它的轨道和地球的轨道转动的关系，所以它距地球的距离不是恒定的，最近的时候差不多也有多万公里，远的时候有几亿公里。这个距离比起月球的距离远差不多倍到0倍。这次因为火星距离我们实在太远了，我们还没有能力送一个活人到火星上去。但我们能送一个像大家玩过的一个遥控汽车一样那么大的小车到火星上去，这是第一个着陆在火星的探测器，就是“探路者号”。在过去的20年的时间内，世界上很多国家又大概送有接近10这么大小的火星车到火星上去，其中一个可能就刚刚发生在上个星期。大家注意一下，人类花了30年的时间把自己探索宇宙的尺度扩大了差不多倍，从30多万公里到多万公里。然后，又过了差不多20年的时间，人类第一次派了一个机器帮我们看一看冥王星。“新视野”号深空探测器在年，人类又发射了一个冥王星探测器。冥王星距离我们差不多是45亿公里，这个距离又比刚才我说的火星又远了倍。这次人类不光没有能力送一个活人去冥王星，人类都没有能力送一个机器到冥王星上。这个非常小的探测器，从冥王星高空有1万公里的距离快速地飞了过去，在飞过去的一两天内帮我们照了一些冥王星的照片。这是我们人类现在的科学水平。那么能不能走得更远呢？冥王星已经很远了，40亿到50亿公里。这是对于我们来说很难想象的一个距离。在冥王星之外这艘叫“新视野号”的小飞船，也是50年前的时候美国人发射的空间探测器，已经成功地飞出了太阳系。你能猜一下现在“旅行者一号”和“旅行者二号”现在走了多远？实际上人类发射的走得最远的航天器到今天为止走出地球的距离还不到1光天。已经离开太阳系的旅行者1号在宇宙中剩下的那么多的距离，今天的科学家还不能帮我们走，但是有人在帮我们走，谁呢？就是那些写科幻小说，拍科幻电影的人。他们可以动用他们的想象力，走得比“旅行者一号”、“旅行者二号”更远。我很喜欢科幻作品，我开始看科幻小说的年龄差不多就是你们今天这么大，就是小学三四年级的时候。就是从那个时候开始，我一直会用科幻小说里面的情节来幻想，有一天人类真的走出那么远会发生什么事。但是抛开所有科幻小说的情节，你真的会意识到一件事，可观测的宇宙半径是亿光年，而人的寿命大概是七八十年，这两个数字放在一起比的时候，我们不管飞得再快，我们也看不了多大。有一天，决定我要做一个生物学家。为什么呢？想要一个人能够成功地看到更大的宇宙，实际上我们有两个办法去做。第一个办法是物理学家的事，他可以让那个宇宙显得小一点。怎么变呢？这就涉及到物理知识你们可能还没有学到，但是你们可以幻想一下，如果有个物理学家或者工程师能够造一艘飞行速度跟光速一样的飞船，或者甚至是能够利用宇宙中的黑洞和虫洞来进行一些时空跃迁，让人可以看到更大的宇宙。那么我为什么要做一个生物学家呢？如果有一天能让我们每个人活的时间长一点，能让我们工作的时间长一点，能让我们脑子里的思想活的长一点。那也可以帮我们坐上宇宙飞船去探索更大的宇宙。比如说，有一天有一个生物学家能想出一个办法来能够让我们像你们知道的青蛙、蛇、熊一样冬眠，那我们不是可以在宇宙飞船上进行冬眠一样，可能到了目的地再醒过来，那我们不就可以看到更远的宇宙了吗？另外一个例子，如果有一天有一个科学家真的发现能让一个人长生不老，那是不是就可以看到更大的宇宙了呢？还有第三个办法，意识的上传。如果有一天我们发明一个特别厉害的机器。能把我们大脑想的东西读出来，存在电脑里。让这台电脑像机器人一样代替我们去探索宇宙。这三个“狂想”，本质上都是生物学问题，今天我也会从这三个角度来给你们讲科学。这些可能听起来就像是动画片里的事，但是今天发生在很多实验室里的研究正在帮助我们把它们变成现实。《阿凡达》电影中设想的休眠舱我们先说冬眠。这是一个科幻电影《阿凡达》的截屏。在未来的一天，人类发现了一个叫做潘多拉的行星，那里有丰富的矿藏，但这个行星离地球太远了，坐飞船飞很多年才能飞到，这个电影里面就发明了一个气囊，工人在里面睡了一觉起来就可以工作了，不会浪费自己的生命。今天，确实有很多人已经在研究冬眠这个事是怎么发生的，怎样将冬眠相关的科学应用在人体上。秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫是一种特别简单的虫子。这种虫子特别小，它的长度差不多只有1毫米。这个虫子在今天的生物学家的实验室里用的非常多，因为这个虫子寿命很短，从出生到死亡只能活两个星期，它一个星期大的时候就像一个中年人的寿命了，两个星期大的时候就相当于老年人。这三只虫子里有一条特别活跃，总是爬，是一天大的虫子。因为它们的寿命短，科学家希望通过研究从出生到成熟到衰老这样一种非常快的过程来搞清楚动物的寿命、动物的年龄是怎么变化的。结果他们发现这个非常有趣的事：这种虫子竟然会冬眠。它冬眠的温度差不多在20多度。而且，当这个虫子进入到冬眠状态的时候，它们可以不吃不喝不动，活上两年的时间。我们知道这个虫子本来可以活两个星期，但是你让它进入到一种类似于冬眠的状态，它的寿命一下子就延长好几十倍。如果套用到人身体，如果人进入冬眠状态，一个人是不是就可以活两千岁了？所以当时科学家意识到这件事的时候就非常激动。这件事我用一张非常复杂的图来说明。虫子和人一样它的每个细胞差不多有两万多个基因。有一群科学家把虫子体内的两万多个基因一个一个地给破坏掉，去看破坏掉哪个基因后虫子就不会冬眠了。他们发现大概有几十个基因破坏掉它们就不会冬眠了。那这件事，反过来我们可以怎么理解呢？我们可以理解为虫子之所以会冬眠，就因为它们有二三十个基因。而且这二三十个基因人类大部分也有，只不过我们人没有像虫子冬眠的能力。这其实就给了我们一个提示，如果有一天我们搞清楚这些基因到底是怎么让虫子冬眠的，然后把这些东西挪过来给人用，是否也能实现冬眠？但是，这些研究离我们太遥远了。因为我们人是一米多高的生物，这个虫子就1毫米这么大。我们人能够活七八十岁，虫子只能活两个星期。这其实是一个非常重要的问题，毕竟虫子和人差的确实是比较多。北极地鼠接下来我要说的是在一个比虫子更像人的生物——老鼠，北极地鼠。它是生活在美国的阿拉斯加、俄国的西伯利亚等地区。北极地鼠是一种特别典型的会冬眠动物。每年四月份，它就会在北极的冰原上打一个两米深的一个小洞。从北极的夏天刚刚度过之后就开始睡觉，一直要睡到第二年的四月份重新醒过来。科学家发现：北极地鼠它只能在自己打的洞里冬眠，如果把这个北极地鼠挖出来带回实验室它就不冬眠了。那怎么做这个研究呢？直到四五年前的时候，大家终于发明一个很小的装置，这个装置是一个皮肤下面一个很小的传感器，科学家就抓了一些地鼠，把这些小芯片放到它们身上，然后把它们重新放回大自然里面去。科学家就可以在几公里以外通过设备去检测到这些传感器发出的信号。科学家发现了几件特别有趣的事：这个图是北极地鼠的体温的变化。可以看到，当北极正在夏天的时候，北极地鼠的体温40度上下。但当北极地鼠在每年的九月份开始钻到洞里睡觉的时候，它的体温就不再是一条平平的40度的线了，而是逐渐地下降，最终降到0度以下。这时候水是要结冰的。那我们血液里主要都是水，血液一旦结冰，就会把血管给撑破，它会变成冰渣子把血管给扎破。所以如果我们人类在0度以下是活不下去的。为什么北极地鼠的体温降到0度以下，它居然还活着呢？大家发现，北极地鼠的血液里糖的含量特别多，这样血液的冰点回家降低，北极地鼠的血液在零下10度的时候才会结冰。科学家进一步发现，即便是北极地鼠进入冬眠状态以后，它的体温并不是一直是在0度附近，差不多过半个月会有一个渐渐地回升，重新回到40度左右，然后又马上回到0度以下，然后半个月又飞快地回到40度。那为什么北极地鼠做这样的事？有些人就意识到，即便北极地鼠特别会冬眠，让它连睡半年觉也是一件特别危险的事。比如说睡了半年觉之后，它大脑里面的细胞，身体里面的各个细胞都已经死了。为了保证这些细胞在长期的冬眠里面不会死亡，北极地鼠就发明了一个小小的技巧，就是每过半个月要醒过来一会，给身体加热，让自己的脑细胞，让自己身体里的细胞可以重新活回来。关于北极地鼠的研究还在进行当中，即便是这样非常简单的发现对我们也是非常有意义的。肥尾倭狐猴接下来我讲的这个生物，你们看到会说像人一些。它是一只马达加斯加肥尾倭狐猴。这种猴子是人类迄今为止发现的唯一一种天生就会冬眠的灵长动物。气温降到25度以下，它就开始冬眠，一年有半年时间在睡觉。它睡觉之后，它就不再自己调节体温了。猴子和人一样都是恒温动物。这种会冬眠的猴子，它在野外也是可以活到五十年，所以它的寿命差不多是它的猴子亲戚的两倍。因为它有一年时间当中半年在睡觉，它就比其他猴子多出了一倍的寿命。所以这种研究马上让很多科学家非常开心，人冬眠的话，寿命是不是就会多出一些？如果我们一年有半年在睡觉，我们原来可以活岁，那就可以活两百岁？我现在已经讲了三个故事了。这三种动物看起来都会冬眠，但是接下来的一个问题是这样，刚才我说的这三种动物，它是天生就会冬眠。但是我们人看起来不是一种天生会冬眠的动物，所以科学家就会问下面这个问题，有没有办法让本来不会冬眠的动物学会冬眠呢？而这种研究取得了一些非常有趣的结果。这是其中一个结果，左边的动物是一只小白鼠，小白鼠是不会冬眠的。，美国西北大学的实验室把小白鼠装在微波炉的一个饭盒里，然后给这个饭盒通一种非常臭的气体，我猜你们可能也闻过它，就是有臭鸡蛋味的硫化氢。如果把一只小老鼠装在盒子里，给它通这种硫化氢，这个小老鼠会在几分钟内进入到一种非常像冬眠的状态。它体温会下降，从30多度下降到20多度，它的呼吸会差不多停止，它的心跳会停止。更重要的是过了几个小时之后，如果科学家把这个硫化氢气体给拿走，这个小老鼠会很快苏醒过来，而且身体没有任何异常。这个研究在告诉我们，确实有可能发明一种合适的药物，有可能让一种天生从来没有冬眠过的动物进入冬眠状态。在这个研究里，这个动物是老鼠。那在下一个研究里，会不会变成人呢？说到这个冬眠故事的最后，我必须还要强调一下。今天的世界上还没有能让人冬眠的。人类的冬眠还确实仅仅停留在科幻小说里面。在最后我讲一个很有趣的一个故事，它是一个真实发生的案件。这个男士叫大月三津，是日本人，家住在日本神户市的附近。有一个春天的周末，他和他朋友到神户市边上的一个旅游景点去爬山。在下山的路上，他不小心摔伤了自己的腿，所以他走在整个队伍的最后，但是等他朋友下山之后，就再也找不到他了，没有他的消息了。所以他的朋友就立刻报警。然后警察和搜救所就开始上山去寻找。找了二十多天都没有找到，在第30天的时候，搜救队在一个很深的沟里找到了他。找到他的时候他的体温只有十几度，几乎没有呼吸和心跳，之后就用直升机把他医院里。结果非常神奇的事情发生了，在72个小时，就是三天之后，这个人就出院了，医生说他的身体已经完全恢复正常。如果这件事真的是真实发生的。那就意味着至少在人身上，如果各种各样的机缘，不管是外部的因素还是内部的因素，环境的因素，巧合之下，确实有可能会有人进入到类似于冬眠的状态，同时可以非常成功地被抢救过来。作为科学家，我们仍然不知道这个人身上到底发生了什么。但是至少这个案件对我来说是很有启发性的。这就是我要讲的关于冬眠的故事，是否有一天我们也能够进入到冬眠状态，然后坐上宇宙飞船去探索更大的宇宙空间？第二个故事就更科幻一点了，就是长生不老。每个人从出生到衰老、死亡，看起来是一个自然规律，每种生物都有各自的寿命极限，自然界都有一个天生注定的写在基里的年龄。蜉蝣上面这个生物名字叫蜉蝣。它是一种特别著名的，寿命特别短的生物。当它变成虫子长出翅膀来的时候，它的寿命只有一天。这种虫子连嘴巴都没有，它没法吃东西。出生的唯一目的就是传宗接代，等它把孩子生下来，基本上也该死了。下面这个是寿命非常长的生物，目前它叫北美颤杨，这种树的寿命有8万年。这是地球上已知，能够活的最长的植物。北美颤杨在过去大概七十多年的时间内，科学生物学家陆续发现一个非常有趣的事，就是少吃能活的长。大概70年前，美国的科学家在老鼠的身上发现的。如果老鼠只能吃60%，吃到六成饱，老鼠的寿命就能延长50%，如果对比人就是能从七八十岁活到一百二三十岁。大家陆续发现，几乎所有的生物，从最简单的单细胞的细菌和酵母，到刚才我说的1毫米长的线虫，到老鼠，到猴子。你们可能还记得，猴子一般只能活十几、二十年的时间。那今天的实验室里面，这是一个少吃的猴子最长的已经活到四十多岁的了，对应的人类也就是一百五十年了。当然我必须得说，我决没有让你们少吃点饭菜的意思，因为对于你们这个年龄来说，摄入足够的营养、能量，对你们健康生活，对你们好好学习是非常重要。大家想想，我们也不可能让宇航员饿着肚子探索宇宙。即便能够活的长，这事也不太明智。那怎么办呢？我们可以这么想一件事，如果生物学家能够有一天搞明白少吃为什么能活的长，那我们也许就能够开发出一种药。让宇航员吃了之后，还可以正常吃饭，还可以吃饱肚子，还可以吃好吃的东西，但是他的身体会以为他少吃了。这个时候他宇航员还可以活的长一点。这样时候我们再探索宇宙，他一定能比我们走得更远一点，看到更大的宇宙。所以这件事在过去20年的生物学的实验室里有大量研究。今天我们确实发现一些事例。以二氧双胍为主要成分的降血糖药物这两个是两种今天正在人体上做实验的药物。上面的是叫二氧双胍，如果你们的爷爷奶奶有谁有糖尿病，是老年人的一种比较常见的一种病。他可能就吃过这种药。在过去大概五年的时间内，科学家发现二氧双胍这种药物除了能治糖尿病，它还有一个作用，就是它能让我们身体觉得好像少吃了。虽然你吃的东西没有少，但是你的身体觉得你吃少了。科学家发现一直吃这种药的病人竟然比正常人活的还长，比健康人的寿命还长。这就是一个非常有趣的，能够通过药物模拟少吃饭的这么一种效果，能够让人活的更长。刚才我讲了冬眠，讲了长生不老，两件事虽然听起来很像童话，但是在今天的生物研究实验室里已经在慢慢地变成了真实发生的事。那接下来我讲的这个可能会更科幻：有没有办法发明一个机器，把我们脑袋里正在想的事情给读出来，然后存在电脑里，让电脑代替我们大脑去探索宇宙。这就是意识上传。我们人脑每天都会好多想法，我们看到很多东西，我们需要整理，我们会产生很多新的信息。那这些事是到底怎么发生的，反馈到外面？一个人的脑袋里有大概0亿的细胞。这些细胞之间会形成一个功能非常强大的网络。要搞清楚它是怎么工作的，是一件非常复杂的事情。过去四十年时间内，地球上的神经科学家发明了一系列的新的技术来研究我们的大脑。举个例子，这是一个显微镜，就直接帮我们读取在大脑中究竟发生了什么，大家看到就像放一部电影一样，上面有很多小光点，它们每一个光点发光的时候，意味着我们大脑里的一个细胞，我们大脑里一个小的微型计算机开始工作。我们科学家就用这个办法来看，当一个动物的大脑在做一件事的时候，大脑里究竟发生了什么，大脑究竟在想什么。那这个东西有什么应用呢？这个设备正在读取猴子大脑里发生的事，能够模拟一些大脑的功能，让一个计算机芯片来控制猴子的运动。左边是一个在跑步机上散步的猴子，科学家用就这刚才的方法，打开猴子的大脑，看看究竟是什么神经细胞，什么小光点在控制猴子每条腿的运动。世界上有很多病人，他们没法控制他的手脚。如果有一天你能够读取大脑当中控制手臂的一些神经信号，这样就可以用计算机芯片来控制一个人的手脚，使其能够正常走路，这是一种科学家非常想做到的事。那做到了吗？大家可以看下面一个图像，右边的这个猴子，是一个瘫痪的猴子。但是科学家们通过左边的猴子读取大脑当中的一些会发光的亮点的一些信息，知道这个猴子的脑是怎么控制腿的运动之后，他就把这些信息装在电脑里直接控制右边猴子的运动，他就可以发现，他可以让这个猴子能够动起来。这是真正用一个计算机，来控制腿部的运动，用计算机代替猴子的脑子袋来运动起来。大家可以想像如果有一天这个研究可以应用到人，或许帮助一个盲人看见东西，帮助一个聋哑人听到说话，像人一样帮助我们探索宇宙。所以我要讲的故事就是这三个：冬眠，长生不老，意识上传。最后我们可以回到我们一开始讲的那两个数字。宇宙非常大，宇宙的半径是有亿光年，相比之下我们人活的太短了，我们人类只能活七八十年。我希望我今天讲的这三个故事，让你们能够意识到也许有一天我们真的可以用生物学的方法，让人活的更长，也能让人走得更远，科学可以带我们最远的远方。好，我今天就讲到这，谢谢大家。你们的为什么提问：有一种青蛙能在湿润的地方中把自己身体冰冻住，那人类是不是如果要冬眠的话，也要把自己的身体在一种潮湿地方？王立铭：这是一个很重要的问题，实际上很多人想到冬眠的时候第一反映是为什么不把人冻起来呢？我们人体90%都是水，如果结冰的话，你的血管肯定也会结冰。结冰之后会变成这个小冰渣子，会把这个血管给刺破。其实不光如此，你人体的每个小小的细胞里，主要的成分也是水，水结冰的时候会把细胞给撑破。我们今天至少可以说，有一天如果真的能让人冬眠的话，把他放在一个很冷的地方冻起来肯定是不行，至于说怎么做？今天谁也不知道，科学家们还需要进一步研究。提问：在太空里的由地球带上去的植物会不会冬眠呢？王立铭：这是一个非常好的问题。今天所有讲的冬眠的故事，都是关于动物的，从线虫到老鼠，到人。我为什么没有讲植物呢？因为植物有特别的本领。它变成种子以后，它可以进入到一个非常漫长的，我们叫休眠的一个状态。这不仅仅是冬眠，因为冬眠的时候，一般动物有半年或者一年就已经极限了，但是对于植物来说，进入休眠状态的植物种子来说，它可以在这种状态下生存几万年都不会死亡。今天的人类已经可以成功地唤醒至少有上万年历史的，一些我们的祖先留下的植物种子。对于植物来说，它天生就有一种能在恶劣的环境下进入休眠的状态，不发芽，不开花，不结果的能力，至于说这种能力是怎么回事？今天也有一些科学家研究出来。提问：老师，我有一个问题，既然北极地鼠可以冬眠，那为什么不把北极地鼠的基因提取到人类的身体里？王立铭：这是一个好问题。研究这些动物为什么会冬眠，其中一个特别重要的原因就是希望我们搞清楚哪些基因能够让这些动物冬眠，能够想一想是不是真的可以把这些基因用在人身上，让我们人也冬眠。当然这有个非常大的问题，真正把这些基因提取，应用到人的身体里，仍然是一件非常危险而且技术难度非常大的事。所以今天我们是不允许任何人贸然地做这样的事情的，就是把别的基因放在人体里，看会发生什么事。也许等一天，这个技术真的成熟了，也就可以做这样的事了。提问：王老师，就是如果刚刚讲的那些可以长寿，从而可以到达最远星球的办法。如果行不通的话，还有没有其他办法，也可以长寿，去看到更远的星球？王立铭：你的问题非常好。实际上长寿这件事有非常多的人在研究，可能少吃是大家研究的思路之一。实际上人类也有其他方法能够让人能够长寿。有一个特别有趣的研究，科学家发现一件事，就是他把两只老鼠血管连接起来，两只老鼠，一只是年轻的老鼠，一只是年老的老鼠。开始的时候，年轻的老鼠还是活的好好的，同时他发现老年的老鼠居然返老还童了，它的皮毛变得非常有光泽，它的各种疾病也都好了。所以很多人也在猜测，也许这个实验说明一件事，年轻的老鼠的血管里存在一种能让动物返老还童的东西。今天的现实中很多专家都在研究动物体内的血液里到底有没有这种能让其返老还童的物质。提问：王老师，老鼠身体里不是有好多糖嘛。那我们人身体如果有很多糖是不是也会可以让血液不会冻住？王立铭：它的困难点对于，我们知道所有的生物都是一个非常复杂的机器。人体我们不能随便替换它的零件，随便替换它的一样物质，这会出很大的问题。比如说你要真的在人的血管里放了很多糖，人马上就会出问题。所以回答你的问题就是，确实如果有一天我们人类要冬眠的话，我们必须对人体进行一个加工，但是我们今天的科学家他是没有这个知识去告诉我们怎么加工人体又安全又起到我们想要的效果。