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必须穿着兽皮衣服,可是在一次比赛中,有一个年轻选手穿的狮皮突然脱落,他立刻变得赤身『裸』体。但他不顾这些,继续坚持比赛,并击败所有对手,夺取了冠军。人们对他肃然起敬!这就是“运动员”一词的来历。随着古代奥运会的没落,现代奥运会的兴起,“赤身运动”已经成为体育史话。可是,“体育”在我国也是外来词,最早是清末。当时,我国有大批留学生东渡去日本求学,仅1901年至1906年,就有13000多人,其中学体育的很多,回国后,他们就把“体育”一词引进到了中国。
第七十七章 藏在地下的一道独特风景——老鼠与地铁()
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我国民间有一首传唱很久的儿歌:“小老鼠,上灯台,偷油喝,下不来。”把老鼠说得天真可爱。据说老鼠闻到油壶里的香味,想吃,但进不去,怎么办呢?经过反复几次,最后用长尾巴伸进壶嘴里蘸油,终于吃着油了。可见,从社会、民俗和文化学的角度来看,它早已脱胎换骨,由一个无恶不作的害人精,演化出来一个具有无比灵『性』、聪慧神秘的小生灵。更有价值的是,据说,“修地铁”这个金点子也与老鼠有关。那么,这个金点子是怎么样得来的呢?
老鼠是一种啮齿动物,体形有大有小,世界约有1700多种。它繁殖速度很快,生命力很强,什么都吃,什么地方都能住,会打洞、上树,会爬山、涉水,几乎是“十八般武艺,样样精通”。但是,它糟蹋粮食、传播疾病,对人类危害极大,名声极坏,有“老鼠过街,人人喊打”的千古骂名。当然,人类受鼠洞的启发修建地铁又是另一回事。
最早提出建议修地下铁道的人,并不是铁道专家,而是一位法律工作者,他就是英国很有辩护才能的查尔斯·皮尔逊。那还是在19世纪中叶,英国伦敦的交通要道常常发生堵塞现象,几乎使城市窒息,极大地影响了人们的工作和生活。英国『政府』也对此忧心忡忡,可又无可奈何。他当时是一名法官,每天不知要处理多少因车辆拥挤而引起的纠纷,也曾强烈要求证『政府』部门改善这种交通状况,可自己一时又想不出什么办法来。因此,心里十分苦恼。
查尔斯法官是一个做事执著,也很善于思考的人。他想:马车不仅拉人少,而且速度又非常慢,必然要导致交通堵塞,要想改变城市交通状况,首先要提高人的流动速度。可是,如何提高人流速度呢?如果用火车来拉人,可是城市窄小的马路上人头攒动,车水马龙的,火车怎么跑呢?他又陷入了长长的思索中……
正当他束手无策的时候,一天下午,他在家里打扫卫生,当他把墙角边的存放已久的箱子搬开时,发现墙边有一个老鼠洞,曲曲折折地一直通到墙外。这时,他的眼前忽然亮了一下:“对,火车不能在地上行驶,为什么不能在地下行驶呢?”
1843年,查尔斯便向伦敦『政府』提出修建地下铁道的建议。可是,办事拖沓的『政府』,直到1860年,才组织900名左右的工人,开始修建地下铁道。在修建过程中,又遇到许许多多预料不到的麻烦。尽管如此,在『政府』部门和工人们的积极配合下,战胜重重困难,终于在1863年1月10日建成了世界上第一条浅层次的地下铁道,并投入运营。后来,由于排烟、通气等问题导致地铁运营不畅,直到1896年,经过专家努力,世界上第一辆无污染、速度又快的电动地铁列车,才在匈牙利的首都布达佩斯诞生。至此,受老鼠洞的启示,世界上诞生了地铁,并迅速在各大城市建造起来,成为城市“藏在地下的一道独特风景”。
【小档案】
从科学的角度讲,老鼠对人类贡献也很大,仅是从褐家鼠和小家鼠白化变异而来的大、小白鼠,作为科学和医『药』方面的实验动物,每年的使用量高达几千万只。由于用量大,据说美国有一家专门生产一种无『毛』老鼠的工厂,以供实验之用。此外,家鼠的『毛』是硬蛋白质之一,水解后可制水解蛋白,也可制胱氨酸、半胱氨酸等『药』物,老鼠肉是人工养貂的好饲料,还可喂动物园的肉食动物。从文学艺术的角度讲,在我国,老鼠的民间故事很多,最有名的是“老鼠娶亲”,“老鼠嫁女”,成了艺人创作年画的题材,并传到邻邦越南等国。1996年,越南发行的生肖邮票(全套2枚和一枚小型张),就采用“老鼠嫁女”的故事。1996年,我国发行的《丙子年》生肖邮票第一图:老鼠一手持灯台,左侧还有一油葫芦图章,鼠的尾巴已快伸进油葫芦了……
第七十八章 意外的收获——白鼠与人造血()
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白鼠是一种最常见的实验动物,据专家们宣称约占实验用动物的90%以上。它的用途非常广泛,医『药』、生产疫苗和生物『药』品、外科手术实习演练、食品和『药』品的质量检验和安全『性』评价、生命科学的研究等,都离不开实验白鼠的贡献。所以,科学家称实验白鼠是“活的试剂”、“活的精密仪器”、“人类替难者”等。人类对实验白鼠确实是交口称誉的,它承担了人类应该承担的风险,为人类的幸福生活铺平了道路。在无数的实验中,还有一次是我们所不能忘怀的,它带给我们的是“意外的收获”,催生了人造血的诞生……
这个奇特有趣的故事发生在1965年冬天。那一年,美国亚拉马大学中心试验室的利兰·克拉克,正在做一项生物化学试验。可是他的助手一不小心,把一只做试验的小白鼠掉进了一种白『色』的『液』体里。这是一种具有极其细微颗粒的氟碳化合物溶『液』。氟碳是制造***的材料,由氟和碳两种元素组成。直到大家的实验都做完了,克拉克才想起了小白鼠,有趣的是,那只被捞上来的小白鼠,抖了抖身上的溶『液』,撒腿就跑。
克拉克惊呆了,他做梦也没有想到,小白鼠不会淹死。他想:一般来讲,小白鼠在水中一会儿就会淹死,为什么在这种氟化碳溶『液』中呆了三四个小时,却淹不死呢?难道这种溶『液』里有什么神秘物质吗?对科学的敏感和执著,促使克拉克对这个现象进行深入的探讨和研究。
后来,克拉克发现氟碳化合物具有一种特异『性』能,它溶解氧气的能力比水大15倍。或者说,氧的溶解度为其体积的40%~50%,差不多有一半体积是溶进的氧气。由于它能释放氧气和二氧化碳,所以,小白鼠在溶『液』里可以浸在里面通过『液』体呼吸的方式生存下来,是不会因缺氧而窒息的。
受此启发,克拉克决定把这个结果应用到医学上。他设想,在人的血『液』里,红血球是输送氧气和运载二氧化碳的,这种氟碳化合物也具有这种『性』质。那么,能不能用它来代替人的血『液』呢?这个设想如果能变成现实的话,那将是医学领域里一个新的突破。
不久,他将这个惊人的发现以及自己的想法,在报纸上发表出来,立即受到各国科学家的极大关注。日本一位造血研究专家,看到克拉克的文章后,产生了浓厚的兴趣,立即埋头致力于用氟碳化合物溶『液』作为具有携氧功能的人造血『液』研究,后来终于获得成功。
1979年4月,一位严重胃出血病人因出血过多危在旦夕,一时又找不到合适的血源,日本医学专家决定将这种氟碳化合物的人造血『液』投入临床试用。在给病人体内输入1000毫升人造血后,结果没有任何毒『性』反应,病人转危为安。这就是人造血『液』第一次“救命”。
现在,人造血『液』在临床中已经得到广泛地运用。一只实验白鼠落水后发生的奇迹,为人类带来了一次重大发明,挽救了无数人的生命。
【小档案】
实验白鼠在『药』品检验方面功劳最大。新研制出来的『药』物必须检验其中是否带有对人类有害的成分,不能直接试用在人的身上。『药』物通过不同的方法让白鼠服用,最常用的是静脉注『射』,大多数是从尾静脉注『射』,就是针打在白鼠的尾巴上。此外,还可以将『药』片研成粉末,直接给白鼠灌服。给白鼠打针吃『药』并不难,它们特别乖巧,几秒钟就可以完成。给白鼠服『药』的剂量是按照一定的公式,换算成相当于人的剂量的量,然后在一定时期内持续给白鼠吃,最后检测白鼠生化指标、血『液』是否正常,还要解剖看其体内是否有病变。实验过程中也要观察白鼠是否有异常,从而科学地判断人类是否能服用该『药』、如何改进等。
第七十九章 动物世界的古代骑士——犰狳与麻风杆菌()
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犰狳生活在中美和南美热带森林、草原、半荒漠及温暖的平地、森林和沼泽地区,有20多种,大的重达60公斤,最小的不超过120克呢。它身上的鳞片是由许多细小的骨片构成,每个骨片上长着一层角质的鳞甲,成为它抵御敌人的防护壳。如果我们是第一次见到它,一定会被那可笑而奇特的怪模样所吸引,人们为此送给犰狳一个雅号:“动物世界的古代骑士”。可是,人们在长期的研究中发现,这个身披铠甲、貌似坚强的动物,竟然与困扰人类几千年的麻风杆菌发生了联系,并给人类带来了一定帮助。想一想,科学家是怎样在犰狳的身上进行与麻风杆菌有关的科学试验?
犰狳的原意就是“穿甲胄的兽”。从外形上看,它从头到尾,从背脊到两侧,都覆许多骨甲,上面还附生着角质鳞甲;鳞甲之间,相互连接,甚至连四肢和尾巴也有骨甲保护着,只有腹部等少数地方,才长着『毛』。犰狳全身披挂,坚甲护身,目的只有一个:自卫。在遇到天敌伤害时,有的犰狳凭借自己坚硬的骨甲,把身体紧紧地蜷缩起来,形成一个球形的铁甲团,就是一些体积稍大的食肉动物对它也无可奈何,简直是一个有齿咬不破、用拳打不疼、用脚踢不伤的怪家伙。因此,生活在南美洲的印第安孩子们还把它当作足球踢呢!
生物学家在进一步研究中发现,犰狳是一种低温的低等哺『乳』动物,不仅淋巴细胞功能有缺陷,还有着独特的生理学特『性』:低体温(32~35度)、长寿(12~15年)、免疫力弱,几乎所有病原体投到它的身上都能发病,其固定的单卵4胎,也有助于研究遗传的易感『性』,而且犰狳很容易驯养,因此它是现代医学实验的珍贵动物。
这一发现令学者非常惊喜。我们知道麻风病在世界上流行了3000多年,是由麻风杆菌引起的慢『性』传染病,通过直接与患者长期接触传染。一旦感染了麻风病,如果不予治疗,便会造成知觉麻木、肢体畸形、残缺,眼睛也会失明,严重的内脏、脑部也会遭受损害。通过实验得知,麻风杆菌的生活本领很弱,在0c下可活3~4周,在强烈的阳光照『射』下2~3小时便丧失繁殖能力,煮沸8分钟可灭杀。可是,自麻风杆菌被发现的100多年来,尽管人类曾经做过千百次的动物接种试验,仍没有成功,既没有培养出麻风杆菌,又无法制造出预防菌苗。
1971年,美国学者科契穆尔和斯托尔斯发现犰狳的生理特点后,对它进行了科学实验。据测定,每只犰狳感染组织中含有108~1010个麻风杆菌,其中组织成分少,容易被提纯。大量纯菌的获得使对麻风杆菌的生物化学和代谢方面的研究得以迅速展开,同时也为制备麻风菌素和麻风菌苗以及体外培养研究提供了重要的菌源。这样,犰狳感染模型得以成功建立,将麻风感染的治疗和研究提高到了一个新水平。
【小档案】
19世纪中期以前,人类一直在『摸』索麻风病病因,寻求有效的『药』物治疗,经历了痛苦而漫长的时期,却没有实质『性』突破。1873年,挪威医生格哈特·亨里克·阿莫尔·汉森(1841~1912年)在对麻风病进行了系统的组织病理学研究基础上,指出一种分支杆菌是麻风病的致病细菌。汉森的这项研究是在显微镜的帮助下完成的。他对麻风患者的喉头与鼻粘膜涂片及皮肤组织『液』的涂片进行染『色』观察,从麻风组织中发现了一种杆状物质,认为该物质即麻风病原体。这是人类历史上被较早发现的致病菌之一。汉森指出,认为患病是因有罪而遭受天罚的观点纯粹是一种谬误,事实上麻风病仅是细菌(病原体)导致的一种慢『性』传染病。直到19世纪末叶,汉森的发现才被公认,并命名这种杆状物质为“麻风分枝杆菌”或“汉森杆菌”,简称麻风杆菌。2003年,法国和英国的科学家经过4年合作努力,终于破译出麻风杆菌的基因图谱。这一研究成果为开发新的、更有效治疗由该细菌引起的麻风病奠定了基础。世界卫生组织已经做出规划,到2030年,地球上将予以消灭的7种重大疾病当中,就包括肆虐人类数千年之久的麻风病。
第八十章 声名显赫的横行将军——螃蟹与风机固定装置()
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螃蟹是一种甲壳动物,不仅全身披着厚厚的盔甲,而且扛着两条大钳子,一副耀武扬威的架势,所以被人们称为“横行将军”。螃蟹是我国的特产,从辽宁到福建一带的沿海,只要是通海的江河、湖塘和水田都能找到它们的踪迹,像江苏的阳澄湖、河北的白洋淀、山东的微东湖等都是著名的螃蟹产区,从某种程度上讲,螃蟹作为美食提高了这些地域的知名度和美誉度。那么,螃蟹与海上风机的固定装置有什么联系?或者说,风力发电机的固定装置为什么要设计成螃蟹式方案?
螃蟹的知名度,不仅在于它是一种美食,而且它的洄游也非常出名。它是在波涛汹涌的江海之交的浅海区域产卵繁殖,在碧波万顷的江河湖泊中生长,最后历尽千辛万苦返回出生地交配产卵,繁衍新一代生命……它一般在水边安家,白天在洞『穴』里过着隐居生活,夜间才出来在水草、砾石之间觅食,依靠它那对大钳子和坚硬的盔甲来抵御敌害。
如果从仿生学的角度来欣赏螃蟹的话,它那8条腿及盔甲结构对工程中的地基固定启发最大。据《人民政协报》2009年4月2日报道,上海东海大桥风电场位于东海大桥以东,由34台巨大的白『色』大风车组成,东西间距500米的密度,形成一片14平方千米的海上风电示范区,装机容量达100兆瓦,通过海底电缆传回电力,可为10万户家庭提供全部用电,年减排二氧化碳相当于停驶5万辆汽车。可是,怎样让总高度超过30层楼的风机在海里稳稳地扎根呢?怎样精确地控制这400吨庞然大物完成吊装呢?中国技术专家采用的就是“螃蟹式”方案。
这也是当今仿生学成果的具体运用:首先,在海底斜着打入8根80多米长、直径1。7米的钢管,围成一个圈;接着,在8条“长腿”上浇筑一个直径14米的混凝土承台,相当于“螃蟹壳”。过一段时间后,“螃蟹”已在海里站稳,再把风机整体起吊稳稳地站到“蟹壳”上,这才完成安装任务。此外,由于有一条航道穿越东海风电场,工程专家们还为“螃蟹”设计了一套抗千吨级船舶撞击的防护装置。这套海上风机基础设施方案属于“世界首创”,是模仿螃蟹身体结构的“杰作”。
在波涛汹涌的一望无际的大海边,一架架风车不停地转动,构筑了海岸线上的一道新风景线,而那些为风车固基强本的“螃蟹式”装置,默默地扎根于地下,不为世人所知,成