作者：youko

圖片來自http://askmagazine.nasa.gov/

日前参加了一场演讲，名称是「Communicating Chemistry to the Public」。由于这是包括在美国化学协会^（注1）年会里面的一场演讲，整场演讲的风格比较像是教导化学专业人士如何与一般大众沟通。

参与这场演讲的演讲者阵容相当强大，不愧是现任美国化学协会会长所钦点的演讲^（注2）。参与的演讲者包括了现任美国科学人杂志的总编^（注3）、C&EN News杂志的现任编辑^（注4）、新近出版化学元素周期表科普书的科学作家^（注5）以及在约翰·霍普金斯大学掌管公关部门多年的主管^（注6）等^（注7）。值得一提的是，这场演讲的讲者几乎都有着第一手的科学传播实务经验，目前或多或少都还在从事科学传播的前线任务。

读者，不是学生，更不是你的同事

在《On Writing Well》一书中，作者曾把读者形容成一种注意力只能持续30秒的生物。抚掌大笑之余，不得不承认这比喻的确有他的道理在。上个网站看文章，有多少人只会开一个视窗？各种广告、各种网站效果、各种通讯程式和网路游戏无不喧嚣着争夺读者的注意力，科学传播文章本来就很容易因为内容的关系让读者觉得枯燥，如果不花点功夫抓住读者的注意力，辛辛苦苦写出来的文章岂不就白费了吗？

科学传播的接收者是人，从8岁到88岁人都是从事科学传播的作者的守备对象。想想，他们有可能是根本还没接触科学的人，也有可能是在上完义务教育科学相关科目之后再也没有碰过科学的人，更有可能是一直对科学感到鸭子听雷的人，对于这样的人，你怎么忍心用一堆看起来像咒语一样的东西轰炸他们，把他们吓跑呢？

这就是为什么在会议中，不同的演讲者不断反覆强调两个重点：「简单化」以及「趣味性」。在进行科学传播写作的时候，不管你所要传递的议题本身有多复杂，一定要想办法简单化，让读者可以很快地看懂，这样读者才有机会顺着你的思绪瞭解你所要传达的内容。内容要有趣，这样读者才会愿意花时间看完你的文章。

约翰·霍普金斯大学的前公关部门主管指出，绝对要避免以权威式的口吻撰写科学传播文章。在他20几年的职业生涯当中，权威式的口吻已经被证明为行不通的方法。

读者对作者没有任何情理道义在，喜欢就看下去，不喜欢就换个更感兴趣的东西来看。想要抓住读者的脑，把科学知识灌输进去，首先要做的就是抓住他们的注意力。所以在写作的时候，要确认你想要写的内容，调整内容让读者看得下去。你可以预想你的读者的形象，找出选择这个对象的理由，按照读者的形象与需求调整文章。美国科学人杂志总编特别建议科学家们在进行科学传播的时候，要多想想读者的需求，找出有趣的切入点，从读者的角度思考他们想要得到什么样的内容，这样才能进行有效的科学传播。约翰·霍普金斯大学的前公关部门主管则提到，撰写文章的时候要注意准确性（accuracy）、平衡性（balance）和事件背景（context）三点。有了这三点，内容才会完整。

小故事、功用大

如何抓住读者的注意力呢？演讲者建议文章里面可以使用一些趣事轶闻来增添人性的成分。读者是人，从事科学研究的科学家也是人，两者都有情感跟思想，应该要多多展现科学家的人性方面，才能拉近科学与一般大众之间的距离。

使用故事方式来阐述科学知识还有一个好处，人的脑袋在记忆事情的时候，最常用的一个方法就是使用故事性描述方式来记忆事情。以故事方式切入，用视觉化的方式去呈现内容，读者也会比较容易记得你想要传递的科学讯息。

这点《消失的汤匙》的作者就做得相当出色。基本上他的 20分钟演讲就是在讲他书中的内容，虽然如此，不过现场听众的回响非常好。据本人的观察，那是因为他在演讲内容里面穿插了非常多的有趣小故事所致。譬如，他提到几件关于铝的小趣闻，让我在听完演讲的一个月之后还记得相当清楚。

铝这种现在看起来非常廉价的金属，在一两百年前可是能跟金银相提并论的贵重金属，拿破仑三世曾拿他的铝收藏品在重要宴会上炫耀，美国人还特地在华盛顿纪念碑上头安置铝制的小金字塔，可见古人非常的重视铝。后来因为电解法的出现，人们有办法大量提炼纯铝，铝的价值就一落千丈了。

这样的小故事乍看之下没什么，后来仔细回想赫然发现作者巧妙地将许多知识串连在一起。首先我学到的是铝曾经因为很稀有，所以价值高昂。然后我学到了近代大量提炼铝的方法是电解法。最重要的是，这个故事所传递的知识截至目前为止已经在我的脑袋里保留了将近一个月。

我想，对作者来说，读者能够深深记得你想要传递的东西这件事，是一个非常重要的肯定。

譬喻，必要之恶

譬喻也是写作的时候可以善用的加分技巧。透过譬喻，读者比较容易瞭解复杂抽象的概念。但是使用譬喻的时候要非常小心，因为譬喻也很容易造成根深蒂固的误会。

由于科学充满了各种抽象概念，阐述科学现象的时候很难不使用各式各样的譬喻好让读者进入状况。对科学传播来说，譬喻算是必要之恶。虽然譬喻常常因为使用的文字、图片不当的关系造成读者的误解，但是有总比没有好。

譬喻与术语之间并没有孰强孰弱之分。术语的优点之一就是精炼。如果衡量过譬喻跟术语的效果之后，觉得术语的效果比较好，不妨大胆使用之。譬喻与术语，就是按照情况选用。能够让读者瞭解你想要传达的知识的方法，就是好方法。

不要怕被当作笨蛋

科学博大精深，有志于从事科学传播，应该要养成多发问的习惯。若是有机会采访科学家，多发问才能搞清楚对方想要发表的研究内容是什么；多发问，才能搞清楚细节，得知该研究的来龙去脉，幸运的话还可以找到好的故事切入点。

其中一名演讲者就分享了某个诺贝尔奖得主接受采访的小故事。那位诺贝尔奖得主是个和善的人，花了一整个上午的时间跟记者解释他的研究。无奈研究的内容实在太过于艰深，记者听得一个头两个大，很难进入状况。午餐时间到了，诺贝尔奖得主提议到附近的餐馆吃饭。等上菜时，记者询问诺贝尔奖得主为何他当年会想到进行这样的研究？诺贝尔奖得主听完他的问题之后忽然拍案而起，原来他当年就是在同个餐馆、同个座位上，跟同事吃饭的时候随手在餐巾纸上写下他的研究点子。也没等菜上来，诺贝尔奖得主就带着记者直奔他的办公室，从档案柜里面挖出了那张宝贵的餐巾纸。这件事后来就变成很棒的故事切入点。若不是记者无心的问题，读者大概就错失了这段小故事。也因为这个故事，读者对这位诺贝尔奖得主的形象瞬间亲切了不少。

不是每个读者都是专家学者，提问题有助于把事情厘清、搞清楚前因后果。研究通常都有各自的历史背景，把研究背景交代清楚了，读者才能体会研究的重要性所在。

要达到有效的科学传播只能靠大家不断的耕耘、多写、多思考、多求证、多跟读者用「白话文」沟通以及尝试带入各种有趣的科学小故事。如果你不确定自己写的内容能不能让一般人看得懂，不妨请家中的长辈帮你评鉴一下。如果连你的爷爷奶奶都能瞭解你想要传递的科学内容，那你的文章也就成功一大半了。

• 注1：American Chemical Society（ACS），世界上最大的科学协会（Scientific Society）。
• 注2：ACS的会长是一年换一次。今年的会长是Bassam Z. Shakhashiri，威斯康辛大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的教授，被誉为化学实验表演（chemistry demonstration）大师。每次年会时，ACS会长会针对开会的主题推出一些特别的演讲，本次ACS上半年的年会主题是「Chemistry of Life」，我去的这场演讲就是他钦点的演讲之一。
• 注3：Mariette DiChristina，现任美国科学人杂志总编，也是自美国科学人杂志创刊百年来的第一位女性总编。在她上任之后帮这本杂志做了许多的改变。
• 注4：C&EN News是美国化学协会提供给会员的周刊，虽然轻薄短小，但是内容包山包海，品质相当的好，可惜没有开放让非会员订阅。品质有多好呢？连AAAS（The American Association for the Advancement of Science，美国科学促进会，是出版Science这个重量级科学期刊的世界最大非营利科学组织。）里面的上级人士都曾对此表示羡慕过。平心而论，其实Science的内容也很包山包海，不过本人私心还是比较偏爱C&EN News一点。顺带一提，AAAS的年会也非常的棒，喜欢科学的人有机会真的可以去开开眼界。
• 注5：Sam Kean，科学作家，曾得过美国科学作家协会（National Association of Science Writers，NASW）颁发的奖项，着有《消失的汤匙（The Disappearing Spoon）》一书。台湾有出版《消失的汤匙》的中译本，而且中译本的封面还被作者狠狠地吐槽过，令我看得心中百感交集。
• 注6：Joann Rodgers，是执掌约翰·霍普金斯大学公关部门长达25年的主管。退休后转到约翰·霍普金斯大学的生物伦理研究机构重操旧业。
• 注7：完整会议流程在此。

“按现代的科学技术观，一切事物都是相关联的”——约翰•格里宾《大众科学指南》

渊黑黮暗的海底亮起几束灯光，白色潜水器伸出龙虾钳一般的电子手臂，小心翼翼地在沉船的残骸间翻找。驾驶者屏息凝视摄像机传来的影像，门板搬开，铁箱映现，电子手臂用一种类似进食的动作，把来之不易的收获夹回潜水器前部的篮中，机械大手将潜水器提升出水，欢呼声响彻甲板——电影《泰坦尼克号》，就以这样的画面开始了漫长的故事。

不久前刚征服马里亚纳海沟的导演卡梅隆接受采访时回忆，海面150米以下就是一片漆黑。而泰坦尼克号沉眠于3700米深的碧波之下，如果把东方明珠塔一个接一个地摞起来，要垒足足八个，塔尖才能堪堪露出海面。那里的水压达到每平方厘米542千克，换算过来大概是525个大气压。迄今世上能下到这个深度的深潜器也不到10艘。电影中使用的是俄罗斯的深海考察船凯尔迪什学院号上配备的深潜器，而近三十年前发现泰坦尼克残骸的，则是另一艘大名鼎鼎的科考深潜器，阿尔文（ALVIN）号。

阿尔文号自1964年开始为伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）服役至今。这艘深潜器日租金需要三万美金，最多能搭载三人，在4500米的深海呆上72小时。它在正职上的功绩主要在海洋学的业内流传，它偶而为之的兼职倒是名声更甚——比如在1966年帮美国海军找回了丢失的氢弹。1985年，海洋学家罗伯特•巴拉德（ballard）乘着阿尔文号定位了泰坦尼克号的残骸，隔年更连续下潜12次，给泰坦尼克号残骸拍下难以计数的照片。那次科考令泰坦尼克号首次再度出现于世人眼前，而许多船体的状况也方才得以确认——右舷钢板的状况，六个水密舱的情形，轮机舱有无爆炸，船体是否断裂……这些攸关沉没过程的细节在电影中都得到了精准的重现。

电影同样完美重现的，是1912年泰坦尼克号昂首起航时，送行人群发出的自豪而笃定的赞叹欢呼声。二十世纪初是工业革命与科技新知集中爆发的时段，一点简单回顾或许有助于了解那段历史情境——1900年，泰坦尼克起航的12年前，孟德尔的遗传学研究重新被发现；同年，世上第一条地铁在巴黎通车。在泰坦尼克起航的11年前，古列尔莫•马可尼（marconi）用无线电报把一段莫尔斯电码从纽芬兰发到英国——值得一提的是，正是他的无线电发明让泰坦尼克号能发出求救信号，而马可尼本人也得到了泰坦尼克号的船票，但却未去搭乘，逃过一劫。

泰坦尼克起航的9年前，莱特兄弟驾着飞机征服了天空；同一年，巴普洛夫提出了条件反射学说。7年前，爱因斯坦发表了狭义相对论。4年前，法国物理学家让•佩林计算出阿伏伽德罗常数。3年前，丹麦植物学家威尔赫姆•约翰森发明基因一词。1年前，荷兰物理学家欧尼斯发现了超导现象，美国化学家冯克发现了维生素b，而因《梦的解析》蜚声欧美的精神分析学鼻祖弗洛伊德建立了国际心理分析协会……在电影中，露丝用挑衅的语气向白星公司经理伊斯梅引述的正是弗洛伊德的理论。露丝讥讽泰坦尼克号的命名是缘于男性潜意识中对尺寸的迷恋——这正是弗洛伊德理论中极富争议的一部分，认为所有行为皆由两种潜在本能驱动：生的本能，即性冲动；以及死的本能，即攻击欲与自毁欲。前者，在显然深谙心理学前沿的露丝看来，正是泰坦尼克号之所以取了这个意为“巨大”的船名的原因。

那是一个自信爆棚的年代，正如英国傲慢的物理学家开尔文勋爵——温度的单位开尔文就因他而来——在1900年的演讲上所述，所有重大的问题都已被解决，科学的栋梁骨架已完全建成，剩下的问题不过是天边飘浮的几朵乌云。此君另一大名言是“只有物理学才是科学，余下的学科不过是集邮而已（In science there is only physics; all the rest is stamp collecting.——Lord Kelvin）”。美剧《生活大爆炸》里物理怪才谢尔顿的名言“地质学不是科学”没准是在向开尔文勋爵致敬。当然，我们如今知道开尔文是错的——他没有预见到量子力学的横空出世，正如我们如今知道泰坦尼克号不是“永不沉没的”一般，不幸的是，当时，没有人能未卜先知。

百年前的1912年4.月14日，晚上11点40分，泰坦尼克号迎头撞上海中的冰山。次日凌晨，它带着千余生魂一道，永远沉入大西洋底。

竖着四根大烟囱的泰坦尼克号形象令人难忘，当时这种蒸汽船只其实才纵横四海半多个世纪。尽管瓦特改进的蒸汽机在18世纪中就已普及，然而直到19世纪初，横越大西洋的仍是片片帆影。帆船全然仰赖风力，在风不从人愿时，蒸汽机加叶片轮推进器就成了顺理成章的备胎，帆与烟囱和谐共存一段时间后，蒸汽机的性能不断改进，最终一统天下，1845年，英国大不列颠造船厂造出了第一个完全依靠蒸汽机横渡大西洋的轮船。造船业的历史新篇就此开始，

与泰坦尼克号有关的部分数字迄今看来仍令人惊叹。这艘巨轮由英国白星海运公司所有，爱尔兰一万五千名工人花了三年才将它建造完工，当时的造价总计750万美金。泰坦尼克号长269米，高53米，换言之，大概三个足球场长，17层楼高。这个庞然大物排水量4.5万吨，时速可达30海里，最多可载3500人——幸运的是，它这趟处女航并未满载，全部乘客一共2219人中，其中仅705人靠着20艘救生艇而获救，另外1514人，都像杰克一般，被零下二度的北大西洋冰海吞噬了生命。

遇难者包括船长史密斯。这位富有经验的绅士遵循当时的惯例与船同沉，无法在后来的庭讯中为自己发声辩护。然而也有些后来研究者相信船长并没有犯下太多过错。首先，根据计算，那条路线理应是安全航道。泰坦尼克号的航速大约在每小时22海里，折合为每小时40公里——不算慢，但并未达到最高时速。

悲剧的原因迄今仍有争论，如果细究起来，可能是一系列不幸的意外与疏失的综合。忽视了此前船只如努尔丹号的海冰预警，无疑是大错特错。此外，泰坦尼克号在起航前不久曾发生火灾，在扑灭后只经过简单修补就开拔上路，据信这起火灾可能造成了船体的损伤。另外，当时连接处采用的部分铆钉质量欠佳，脆弱易断， 在碰撞时便成为受力时的结构弱点。还有一种看法认为，泰坦尼克号失事海域当晚形成了一种类似海市蜃楼的大气状况，所出现的幻景使得船只未能及时发现冰山，也使得其时仅在32千米外的加利福尼亚号将泰坦尼克号放出的求救信号弹误读为取乐用的低空烟花，从而未曾赶赴救援。

冰山是这样的，它庞大的身躯大多隐藏在幽黯的海面下，必须极好的目力，才能窥见它露出的一角狰狞。将“永不沉没”四字变成一个笑话的冰山来自格陵兰岛西部，那里的冰川已历经万年，然而，自工业革命以降，随着化石燃料的大量焚烧，全球的温度开始逐年上升——当然那时的人们还没有意识到什么是“温室气体”或者“全球变暖”。于是脱落的冰川越来越多，体积也越发巨大，足以经受阳光海浪的侵蚀，被洋流和湾流带到愈加南端，在原本应该安全的航道中埋伏下一个个暗藏的浮动陷阱。

于是它来了，就在4月14日，那个注定黑暗的周日夜里，与泰坦尼克号狭路相逢。巨轮船舱中灯火通明，衣香鬓影。满船人影，觥筹交错，唯有瞭望员注视着这个没有风，没有月光，没有冰山漂移尾迹的夜晚。

发现警讯的瞭望员叫弗利特，只是一切都已太迟。冰山与巨轮擦撞，发出尖锐的噪音。那一刻泰坦尼克号已经注定要被宣告伤重不治。一切的抢修都无济于事，只有刚发明不久的无线电，能为泰坦尼克号在茫茫海上发出求救的呼号。

无线电收发员菲利普斯发出了当时通行的求救信号CQD，然后又发出了刚通过的新信号SOS——这个如今已经家喻户晓的信号当时刚刚启用，泰坦尼克号是历史上第一艘发出SOS的遇难船只。菲利普斯最后一封求救电报发出于凌晨2:17分，距离泰坦尼克号完全沉没仅有3分钟。正是这些无线电报引来了最后的英雄船只卡帕西亚号。这艘勇敢的小船在接到求救信号后，在危险的海冰区全速行驶近百公里，最终救起了那七百多名惊惶失措的生还者。

泰坦尼克号的姐妹船，与它同样巨大的奥林匹克号，同样在接到求救信号后即刻掉头，全速驱驰750公里前去救援，然而，它赶到时一切悲剧都已经无可挽回。

当泡在零下二度的海水里，对流和热交换会迅速带走人的体温，体温过低症——也就是所谓“冻死”的元凶——来袭得远比你想象的迅速。美国陆军医学研究所（USARIEM）的约翰•卡斯泰拉尼表示，人的正常内部体温一般在37摄氏度，倘若下降到35度，低温症的症状就开始出现。一开始人还能保持清醒，并通过寒战来升高体温。然而当体温下降到33度，人就可能失去部分记忆。体温28度时，大多数人会失去意识并因此而呛水。体温低于21度，四肢的血管纷纷收缩，血液回流，血压急升，心脏病可能因此发作，而死神的镰刀一般就在此时收割。

据估算，在水中热量流失的速度是在空气中的约25倍。这很好地解释了趴在门板上的露丝为何能存活到最后——除了她是女主角这一显而易见的原因之外。至于冬泳者之所以能对抗严苛的水温，那是因为冬泳者大多经过严格的训练，在身体和心理上都做好了充分准备——慌乱和绝望的心理无疑会浪费体力同时加速热量流失。此外冬泳者往往在下水前有机会做充分的热身，并在冬泳全程中保持36度以上的体温。即使如此，一般冬泳也不可超过半小时，并最好有伴陪同来保证安全。

泰坦尼克号本可搭载65艘救生艇，但当时法条规定只需配备足够三分之一乘客使用的救生艇即可。在泰坦尼克号悲剧之后，这些法条都被迅速修改，所有船只必须携带足以容纳全部乘客的救生艇，以保证类似悲剧不再重演。另外，无线电干扰被认为是导致部分附近船只未能接收到泰坦尼克号电报的原因，于是当年，美国即通过法令，允许政府强势介入并调控无线电频段——只有获得政府颁布的“使用许可”方可使用专属的频率和波段来通讯。结果许多当年早早被瓜分的频段如今被无所事事地空置，而近年来爆炸式发展的移动通讯频段则用起来捉襟见肘，打个比方，就是当手机上网者在有限的道路上堵得水泄不通时，其实另有广袤的荒野一直无人通行。

不过，这次船难也使得全世界的研究者前所未有地联合起来，集中攻坚船只前方物体的探测问题。仅仅两年之后，声纳的雏形就被研制出来，除了被用以侦知海冰，这种仪器还被利用来勘测海底地形，第一次世界大战期间，交战双方更是纷纷利用声纳来探寻敌军潜艇。只是这些，都已是那些深埋在碧海下的灵魂不再关心的事情。

年老的露丝轻轻松开手，价值连城的海洋之心悄无声息地归于海洋，科学能告诉你，蓝钻在高温高压下形成莫氏硬度为10的晶体，另有部分碳原子被硼原子取代，于是导致吸收光谱变化而最终呈现美丽的深蓝。但科学不能说尽的是，泰坦尼克号的最后一夜，有些故事比蓝钻更动人，是因为甚么缘故。

本文已发表于《环球银幕》

细胞表面的探测器

人们常常惊叹于大脑的神奇。然而，即便是最聪慧的头脑，如果不能从外界获取任何信息，也同样无法做出有价值的思考。真正让我们头脑内的意识与外面的物质世界相联系的，是我们的感官。

眼可视、舌可尝、鼻可嗅。这是妇孺皆知的常识。还有相当多的人知道，具体实现这些功能的是视网膜上的视细胞、味蕾表面的味觉细胞，以及鼻粘膜上的嗅细胞。可如果再深入探究的话，究竟这些细胞有什么特别之处能让它们成为身体的探测器呢？

其实，这些感官细胞与身体里的其它细胞相比，最特别的地方不在于形态或基因，而在于一种分布在细胞膜上的特殊蛋白质，统称为GPCR（G蛋白耦连受体，G protein-coupled receptor）。它们就是感官细胞表面直接接受外界信号的探测器。

嗅细胞表面的GPCR与气味分子结合之后，它的形态就会发生改变，科学家称之为构象变化（conformational change）。举个不一定恰当的例子，我们的口腔空间可以有很多种不同的形状，但如果在嘴里塞上一块很大的蛋糕，口腔改变形状的余地就很小了。GPCR就是一种柔性极强的蛋白质，而与气味分子的结合恰好能在一定程度上改变并限制GPCR的形态。

【小分子与GPCR的结合】

味觉相关的GPCR工作原理与此类似。视觉相关的GPCR工作原理要稍微复杂一点。光线并不能直接让蛋白质改变形态，但可以激发某种小分子的化学变化。视觉GPCR结合了这种光敏小分子，而这种小分子的化学变化最终还是会引发GPCR的形态变化，殊途同归。

值得一提的是，这种与视觉GPCR结合的重要小分子是由维生素A稍加修饰得到的，而维生素A基本就是半个胡萝卜素。看，胡萝卜素几乎是我们能够看到光线的决定因素。当然，还有很多其它蔬菜也含有胡萝卜素，只是没有胡萝卜含量这么高罢了。

刚柔并济的GPCR

你或许会问：GPCR的形状变化就能让我们闻到气味、尝到味道、看到光线吗？的确，故事还没有讲完。

传说中，女娲以七彩石补天，才有了我们的生存空间。倘若你能缩小到细胞里面向外观望的话，你看到的细胞膜上的GPCR也会是七块补丁。绝大多数GPCR都有七根像柱子一样穿过细胞膜的螺旋状结构。因此，七次跨膜是这类GPCR的统一特征。作为一个穿膜而过的蛋白质，GPCR有位于细胞外的部分，也有位于细胞内的部分。气味分子改变的正是嗅觉GPCR胞外部分的形态。

凡事都有两面性。GPCR结合小分子的过程体现了它的柔性，而它也有刚性的一面。GPCR穿膜而过的七根螺旋柱就是相对比较结实的结构，不易发生形变。当气味小分子钻进七根螺旋柱之间的时候，这种力量会导致GPCR在细胞内的部分也发生形态变化，正所谓“牵一发而动全身”。

【GPCR穿过细胞膜的7根螺旋】

GPCR在细胞内的部分平常结合着一种叫做G蛋白的蛋白质，GPCR的名字也是由此而来。当GPCR的形态发生改变之后，就失去了与G蛋白的结合能力。由此释放出来的G蛋白又会触发细胞内一系列的生化反应。最终，这个细胞就会引发相应的神经电信号，让我们的大脑知道自己闻到了这种气味。

虽然科学家对GPCR形态改变的过程有个大概的了解，但并不知道其中的细节。直到去年夏天，在太湖之滨的古城苏州，由美国著名的冷泉港实验室主办的冷泉港亚洲会议上，GPCR研究领域的领军人物Brian Kobilka以会议报告的形式首次宣布，他的研究组获得了GPCR结合G蛋白的三维结构。人类第一次“看”到了两者是如何相互作用的。

384种气味

对于GPCR这种探测器蛋白来说，准确性是最为重要的。假如你鼻子里的某些嗅觉GPCR既能与芳香烃结合，又能与硫化物结合，那么你很可能会把一个臭屁当成是花香。

在生物学上，接受其它分子的蛋白质被称为受体，而被接受的分子则被称为配体，两者之间准确的一对一关系被称为特异性。显然，GPCR有着相当高的特异性，保证我们不会把苦的当成甜的，也不会把臭的当成香的。

由于GPCR存在这种特异性，所以我们所拥有的嗅觉GPCR的种类就决定了我们能够闻到的气味种类。就目前的研究来看，人类拥有384种有功能的嗅觉GPCR。也就是说，我们大脑从鼻子接收到的嗅觉信号不会超过384种。你会不会觉得太少？的确，我们在这一点上比其它哺乳动物同类差了太多。实验室里的小白鼠就拥有1194种嗅觉GPCR，远远超过了我们人类。

哺乳动物之所以拥有出色的嗅觉，是因为哺乳动物的祖先最早生活在爬行动物称霸的世界，只能趁着晚上冷血动物体温降低的时候出来活动。在视觉无法发挥作用的黑夜，敏锐的嗅觉更有助于捕猎或逃脱猎捕。

当然，嗅觉的好坏并不完全取决于GPCR的种类。比如鼻粘膜的浸润程度也是个关键因素。越湿的鼻粘膜越能溶解更多的气味分子，提高嗅觉GPCR与气味分子结合的机率。况且，我们对周遭世界的感受并不是探测器的原始信号那么简单，还有大量由神经系统完成的加工与整理。所以我们实际能闻到的气味数目似乎远远多于几百种。

此外，嗅觉是可以训练的，比如香水公司雇佣的职业调香师都经过长时间的专业训练，嗅觉强于普通人。嗅觉也可能随着身体状态而发生改变，比如孕妇就有着比平时更敏锐的嗅觉。这大概能带来一些进化上的优势：在行动不便的情况下，更早发现敌人也就能更早逃脱。

【健康的狗鼻子总是湿润的】

没有配体的孤儿

你一定很想知道，人类到底能闻到哪384种气味分子？遗憾的是，科学家们也无法回答这个问题。目前只有不到10%的嗅觉GPCR的配体是明确知道的。对于剩下的那90%配体未知的嗅觉GPCR，科学家给它们起了个很有爱的名字：孤儿受体（orphan receptor）。而寻找它们配体的过程则被称为“脱孤”（deorphanization）。

实际上，孤儿受体并不是嗅觉GPCR所独有的现象，因为GPCR不仅仅只是感官探测器而已。除了视觉、味觉和嗅觉GPCR以外，在我们身体中很多其它细胞的表面也存在着GPCR。不过，这些GPCR的配体不再是来自外界的分子，而是来自我们体内的分子，比如大大小小的各种激素。然而，对于相当一部分GPCR，我们并不知道它们所接受的激素是什么。

从GPCR最初被人类所认识开始，孤儿受体就如影随形地相伴左右。1986年，科学家第一次发现了GPCR蛋白。最早被发现的是视觉GPCR，以及β肾上腺素受体。后者是我们的身体能够对肾上腺素做出迅即反应的根源之一。

此后于1987年被发现的第三种GPCR就是一种孤儿受体。不过仅仅过了一年，科学家们就找到了它的配体——5-羟色胺。如果你喜欢读心理学的科普文章，应该对这个奇怪的名字不陌生。在我们的神经系统中，5-羟色胺扮演着重要的角色。

随着上个世纪末人类进入了基因组时代，通过基因分析发现了大批的GPCR，却无法知道它们的配体，也就诞生了更多的孤儿受体。这其中就包括我们鼻子里的那三百多种嗅觉孤儿受体。

艰难脱孤路

相较之下，脱孤之路却是漫漫无期。从5-羟色胺之后，下一种成功脱孤的GPCR等待了七年之久。为了纪念脱孤的不易，这种新发现的配体干脆直接被命名为孤儿素。

为什么脱孤之路如此艰难呢？主要还是因为我们身体中的化学物质太多太复杂了。除了多肽、核酸、蛋白这些生物大分子，还存在着各种各样的有机或无机小分子。如果要找到与某种蛋白质相互结合的另一种蛋白质，科学家还有些办法，比如免疫共沉淀或者酵母双杂交。但如果要找到与某种蛋白质相互结合的小分子，科学家就真没有什么太好的办法了。更何况，我们甚至还不知道人体内所存在的全部小分子的种类。

对于嗅觉GPCR来说，事情变得更麻烦了。体内GPCR的配体至少还是身体内的物质，总算有个范围。嗅觉GPCR的配体则来自大自然，寻找起来更是无从下手。如果说寻找体内GPCR的配体就像是在游泳池里捞针，那么寻找嗅觉GPCR的配体则是真正的大海里捞针了。

不过，给孤儿受体脱孤也并不是死路一条。虽然没有一条捷径，但总还是有笨办法，那就是大面积排查。如此一来，就需要投入更多的人力、物力、财力，不是科研机构所能够负担的了。

好在，制药公司适时地加入了这场躲猫猫的游戏。随着1996年以后各大制药公司财大气粗的投入，孤儿受体脱孤的研究也正式进入了工业化的轨道，大大提高了速度。到目前为止，除了感官GPCR以外，我们体内的400余种非感官GPCR中，已经有多一半找到了相应的配体。

G联盟

制药公司为什么会对GPCR如此感兴趣呢？那是因为，在我们所吃的西药当中，相当一部分是给GPCR“吃”的。

对细胞稍有了解的人都知道，细胞膜是一道非常奇妙的屏障。一般的化合物很难穿透过去，包括各种药物在内。所以，很多的药物其实是结合于细胞表面的蛋白上来发挥作用。这些与药物结合的蛋白质被称为药物靶点，简称药靶。

GPCR是药靶之中最为重要的一大类。有些药物结合GPCR之后，细胞就得到了一个虚假信号，误以为GPCR结合到了相应的配体。我们称这种药物为激动剂。还有一些药物能够与GPCR紧紧结合在一起，阻挡真正的配体与GPCR结合，被称为拮抗剂。

【阻断β肾上腺素受体的心血管药物比索洛尔】

根据2006年的一项统计，市场上销售的超过两万种药物中，45%是作用于某种GPCR上。在华尔街评选出来的最具商业价值的20种药物当中，有12种是与GPCR结合的。比如前面提到过的β肾上腺素受体，能够阻断它结合肾上腺素的拮抗剂药物有四五种，年销售额总计高达200亿美元。

GPCR在制药公司眼中的重要性，由此可见一斑。每一家制药公司都希望能找到下一个可以大赚特赚的超级药物，GPCR无疑是最值得重视的药靶，而GPCR中的孤儿受体又无疑是GPCR中的处女地。谁能够率先为某种孤儿受体脱孤，谁就有更大的机会开发出以之为基础的新药。

中国在电子时代没能在世界上占据先机，那么生物时代呢？至少在GPCR相关的医药研发中，我们已经行动起来了。去年，国家专注于基础科技发展的“973”计划新确立了两个与GPCR相关的项目。其中之一的主要目标就是为GPCR中的孤儿受体脱孤。

受这个两个项目的带动，更多的资本和制药企业也投入进来，与研究机构共同组成了中国自己的GPCR研究及产业化体系——“国家级GPCR新药创制联盟”，简称“G联盟”。就在几天前，在太湖之滨的另一座美丽城市无锡，G联盟召开了启动会议，正式宣告成立。或许，让我们的身体里不再有孤儿受体的日子已经不远了。

这几年来，乳制品市场可谓硝烟四起。趁着大家因各种食品安全事件而不放心牛奶质量的时机，乳制品家族的各路诸侯则趁机攻城略地，试图挖一点牛奶的墙角，薅一点奶牛的，呃，牛毛，整个一群雄逐鹿之势。这群雄中，既有打着“最完美”旗号的水牛奶，又有号称“沙漠白金”的骆驼奶，当然，还少不了所谓“奶中之王”的羊奶。这羊奶不仅仅是在液态奶领域和牛奶争，还把触角伸到了婴幼儿配方奶粉的领域。我们常常能在各种广告上看到，说羊奶粉比牛奶粉更接近母乳，更容易消化吸收，而且不容易让宝宝过敏。羊奶粉，真的有这么好吗？

母乳喂养是最好的。但是有时候总有一些主观的或者客观的因素，让妈妈们无法全部母乳喂养。这种时候，婴儿配方奶粉则是次好的选择。我们平常所说的给婴儿吃的羊奶粉，确切地说，是山羊奶婴儿配方奶粉，指的是用山羊奶蛋白质作为蛋白质来源而加工生产的婴儿配方奶粉（以下简称羊奶粉）。普通的婴儿配方奶粉，绝大多数是利用牛奶蛋白质作为蛋白质来源（以下简称牛奶粉）。

牛奶是最适合小牛的，山羊奶是最适合小山羊的，这两种奶在未经调整成分的情况下，都与母乳成分有很大的差别，都是不可以直接给婴儿吃的。而各种营养成分在经过了人工的调整之后，都是尽力去模仿母乳的成分的。即使部分营养成分在羊奶中的含量比牛奶中的高，也已经在母乳化的过程中给统一了。因而，羊奶粉和牛奶粉的最大区别，其实只是其中的蛋白质来源不同。

首先，成熟的母乳中乳清蛋白和酪蛋白的比例通常在60：40左右，而羊奶和牛奶的这一比例却分别在22：78和18：82左右。尽管羊奶中乳清蛋白的比例的确比牛奶略高一点，但是还是与母乳相去甚远。自从上世纪60年代人们认识到牛奶和母乳的这一蛋白质组成差异之后，慢慢地绝大多数婴儿配方奶粉也都已经通过添加乳清蛋白来调整了乳清蛋白/酪蛋白的比例了。中国关于婴儿配方食品的国家标准中也要求乳基婴儿配方食品中乳清蛋白的含量要大于等于60%。因此，合格的婴儿配方奶粉中乳清蛋白/酪蛋白的比例都是接近母乳的，不会有太大差别。

其次，要看蛋白质是否能满足婴儿的营养需求，还要看其氨基酸模式是否也和母乳接近。由于对于6个月以内的婴儿，其所有的营养需求都来自于母乳或者配方奶粉，因此配方奶粉必须含有与母乳类似的必需氨基酸以及半必需氨基酸组成，才能满足婴儿生长发育对氨基酸的需求。羊奶蛋白质的氨基酸模式与牛奶的很接近，却与母乳的有很大不同。比如相对于母乳，二者的甘氨酸，色氨酸和半胱氨酸的所占比例很低，而蛋氨酸的比例却很高。因而对于二者，都需要调整乳清蛋白/酪蛋白比例或者额外添加氨基酸来使之接近母乳的氨基酸模式。在这一点上，羊奶粉并不优于牛奶粉。

至于说羊奶粉不易导致婴儿蛋白质过敏，科学界目前对此尚无定论。尽管一些研究观察到有部分对牛奶过敏的人并不会对羊奶蛋白质过敏，然而也同样有一些研究发现牛奶蛋白和羊奶蛋白存在交叉过敏的情况[1,2,3]，也就是说，因为牛奶和羊奶中一些蛋白质的结构很类似，对牛奶蛋白过敏的人同样可能会对羊奶蛋白过敏，反之亦然。另外，欧洲食品安全局发布的针对羊奶蛋白作为婴儿配方奶粉蛋白质来源的评估报告中也认为目前没有足够的证据来证明羊奶粉比牛奶粉更不容易引起过敏反应[4]。安全起见，对于那些对牛奶蛋白质过敏的婴儿，与其冒险用羊奶粉代替牛奶粉，不如换用专门的深度水解蛋白婴儿配方奶粉。

在关于羊奶婴儿配方奶粉的广告中，还经常提到羊奶的脂肪球比牛奶的小，且不饱和脂肪酸含量更高，因而更容易被宝宝消化吸收。实际上，不管是羊奶粉还是牛奶粉，利用的都是脱脂奶，奶粉中的脂肪成分都是来自配比更加合理的植物油。因而，羊奶中脂肪颗粒大小与羊奶婴儿配方奶粉的消化吸收情况没有任何关系。

值得一提的是，向来对食品管理比较严格的欧盟，目前并没有批准以羊奶作为婴儿配方奶粉的蛋白质来源。尽管提出此项申请的羊奶粉公司提交的数据表明分别以羊奶粉、牛奶粉和母乳喂养的三组婴儿的生长情况没有显著差异，但是欧洲食品安全局认为目前的临床试验数据因样本量太小，不足以证明羊奶蛋白适合用作婴儿配方奶粉的蛋白质来源。当然，需要指出的是，这也并不代表着羊奶粉质量不好。毕竟在其他的许多国家和地区羊奶粉都是符合当地相关食品安全法规的。

总的来说，不管是羊奶粉还是牛奶粉，只要是质量合格，营养成分接近母乳，能满足婴儿生长发育过程中对营养的需求，那就是好奶粉。羊奶粉和牛奶粉之间也并没有太大的差别，刻意去夸大羊奶粉的各种“优点”，那都是耍流氓。

“俗话说，功夫再高，也怕菜刀；奶粉再好，不如母乳！”

参考文献

• [1] Pessler F, Nejat M. Anaphylactic reaction to goat’s milk in a cow’s milk-allergic infant. Pediatric Allergy and Immunology, 2004, 15: 183-5.
• [2] Ballabio C et al. Goat milk allergenicity as a function of αS1-casein genetic polymorphism. Journal of Dairy Science, 2011, 94:998-1004.
• [3] Restani P et al.Cross-reactivity between milk proteins from different animal species. Clinical & Experimental Allergy, 1999,29:997-1004.
• [4] EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. Opinion of the Scientific Panel on Dietetic products, nutrition and allergies [NDA] related to the evaluation of goats' milk protein as a protein source for infant formulae and follow-on formulae. EFSA Journal, 2004, 30:1-15.

本文修改版已发表于 果壳网 健康朝九晚五主题站 《羊奶粉&牛奶粉：替代品间的战争》

中国罕见病形象大使张泉灵和脆骨症患者合影

三十几年前，美国有个叫亚当的小男孩，得了一种叫做“图雷特氏综合症”的病。这种病又叫“抽动秽语综合症”，得的人很少。在加拿大有一种药对它有效。但是美国没有批准这种药上市，也没有其他有效的药物，亚当的医生就偷偷地从加拿大带药到美国。几次之后，在边境被发现，药物也就被没收了。

亚当的母亲绝望之余给众议员亨利•韦克斯曼打电话求助。从此，韦克斯曼开始关注这些患者人数很少的疾病——被称为“罕见病”或者“孤儿病”。孤儿病有很多，但是每一种的患者人数都很少。按照美国后来的定义，孤儿病就是在美国人群中患者少于20万的疾病。

在FDA实施严格新药申请制度之后，开发一种药物所需要的时间和投资都极为庞大。即使开发出了对孤儿病有效的药物，销量也会很小，制药公司很难有利可图。而它们的开发成本与周期却跟那些销量大的药物一样，医药公司自然也就没有兴趣。这对于商人来说，自然是无可厚非。而患者，如果得了孤儿病，也就只能自认倒霉了。

韦克斯曼开了一个非正式的听证会，亚当现身说法，做了非常感人的演说。但孤儿病还是没有引起关注。幸运的是，《洛杉矶时报》做了报道，而演员杰克•克卢格曼正好看到了。他当时在制作电视系列剧《验尸官昆西》，就在两集中突出表现了孤儿病这个话题。电视的影响力果然巨大，孤儿病终于引起了公众的注意。许多观众给克卢格曼写信，询问能为孤儿病做点什么。

1981年，韦克斯曼起草了《孤儿药物法案》，用经济利益来刺激医药行业开发孤儿药物。在随后的听证会中，克卢格曼和许多孤儿病人以及医药行业代表出席。随着大量的媒体报道，这个孤儿病以及这个法案得到了前所未有的关注。
1982年，众议员通过了韦克斯曼的法案。不过，韦克斯曼的法案没有在参议院获得相应的支持。听说这个消息之后，克卢格曼在新一集的《验尸官昆西》中，邀请了500名孤儿病人助阵。在那一集电视播出之后不久，该法案终于参议院也获得了通过。

根据韦克斯曼的调查，医药行业不愿意投资孤儿药物的原因是投资大而受益小。但如果为了减少开发成本而降低“安全和有效”的审查要求，显然也不是好的解决办法。《孤儿药物法案》通过三条措施来刺激医药行业的积极性：在开发孤儿药物时可以从政府得到资助；孤儿药物开发费用的50%可以用于抵税；一种孤儿药物被批准之后的7年之中，FDA不会批准类似用途的药物。普通药物的专利保护只是不批准相同化学成分的药物，但是会批准相同用途但是化学成分不同的药物。对孤儿药物的这个保护条款相当于7年的“市场独占权”，对制药公司也就有了很大的吸引力。

不过其中的抵税优惠会减少政府收入，管理部门并不愿意接受。有消息说当政的里根总统打算否决这个法案。社会活动家们纷纷行动，在主要媒体上刊登整版广告，呼吁里根批准法案。1983年，《孤儿药物法案》终于成为法律。

这个法案后来还进行过一些修正，比较重要的是1985年的一条。原法案中规定7年市场保护只授予没有获得专利的孤儿药物。后来发现，许多孤儿药物会获得专利，但是在上市不久专利就过期了。1985年修订为即使专利过期，7年的“市场独占”权依然有效。

一般认为这是一个成功的法案。在该法案之前，美国市场上治疗孤儿病的药物不过几十种，而完全由制药公司投资开发的只有10种左右。该法案通过的20余年，美国登记的孤儿药物有一两千种，获得批准的也有两三百种。不过也有分析人士认为，这些数字存在统计标准的误差，法案的作用被夸大了。

更重要的是，这个法案还存在着一些被滥用的机会。有的药物对不止一种孤儿病有效，实际销量也不小，但是同样可以获得孤儿药物资格。比如说一种药获得了卵巢癌的孤儿药物资格，还可能因为对其他癌症有效而获得其他癌症的孤儿药物资格。也有的药物虽然销量不大，但是因为市场独占，可以把价格定得很高，制药公司的收益远远大于研发投资。比如生长激素，每个病人的花销在1到3万美元之间，年销售额高接近2亿美元，而实际研发费用只有两三千万。还有一些病发现初期是孤儿病，后来人数越来越多，其实不再满足“孤儿标准”，最典型的就是艾滋病。

《孤儿药物法案》以及此后的一些修正，使得医药公司从中获得的好处越来越多。韦克斯曼对此很关注。1990年，他提出了又一个修正案，主要包括两项措施。一项是“分享独占权”，就是如果一个公司证明他们同时开发了某种孤儿药物，那么将会和获得批准的那个公司分享“市场独占权”。这样会有不止一家公司生产某种孤儿药物，通过竞争来降低药价。另一项是，一种孤儿药物上市三年之后，FDA重新评估该病是否满足“孤儿病”的条件。如果患者人数已经超过20万，则取消孤儿药物资格，各种优惠措施也随之取消。

应该说这两条措施都有很好的针对性，在参众两院也获得了一致通过。不过，它会显著地影响到医药行业的利益。当政的布什总统认为这个修正会降低医药公司开发孤儿药物的积极性，最后否决了这项提案。韦克斯曼后来还提出过另一些修订提案，甚至没有在国会得到表决。

公共决策的制定，必然是消费者、行业和政府互相妥协平衡的结果。解决了一个问题，又会出现其他问题。法规的制定与修订，就是在不断出现的问题中，平衡各方利益的过程。实际上，如果只顾及任何一方面的利益，必然使整个行业失去平衡，最后每个方面都受损。《孤儿药物法案》并没有完美地解决孤儿病人的问题。制药公司从中获得了很多不合理的利益，而病人也要付出不合理的高价。不过，相对于此法案生效之前孤儿病无药可用的局面，它的积极作用还是显著的。
(本文精简版发表于《中国周刊》)

欲望之矢，只射向拥有最迷人嗓音的那些爱人，嗖的一声，没入凡尘。

捷克作家伊凡·克里玛的小说集《爱情对话》里头，曾经写过一个功力不凡的婚外恋故事，一位有夫之妇和一位远方的年轻男子陷入天雷地火一般的互相吸引，一日不见如隔三秋，奈何客观条件不允许他们经常见到对方，所以只能靠打电话一解相思之苦，而这个小说就是记录了他们的几次通电话，不短的中篇，全部以对话展开，沉醉，疯癫，呢喃，泣求，里头满是缠绵，悱恻，纠结，困顿，掩卷想来还是惊心动魄的。

这种异地恋情多数情况下能够倚赖的方式只有煲电话粥，坚持多久，拼的是耐力和人品，后来有了网络，便多了语音聊天这个辅助工具。我仍然记得，2000年初的时候，互联网刚开始在中国校园里普及，身边一片网恋。但见面后发觉不合适的居多，一位师姐，OICQ上被"宝贝长宝贝短"了两个月，约了一次却只见对方冷若冰霜，连吃饭都不想买单。

至于视频聊天工具出来以后，那就是另外一回事了。

仅仅凭借声音去维系一段感情，去维系对另一个人的渴望，如此傻事，我也干过，并且一直在干，一而再再而三。多年以后，那一张张容颜早就模糊，说过的话也无从记起，但他们的嗓音却还是清晰的----常在不经意间就从街角跳出来，转过脸去，发现千般皆不是。

声音里能听得出很多信息，不仅有热情或冷漠，还有诱惑和拒绝，麦克马斯特大学的心理学、神经科学和行为学系的JillianO'Connor等人就在名为《音调影响选举行为、进化和人类行为》的文章中指出：人们可以从异性的嗓音里去判断对方有无可能是一个忠诚可靠的伴侣，那些太迷人的声音通常是危险的，少碰为妙，这是一种进化机制，确保你少去承受背叛带来的精神和物质损失。

而具有吸引力的声音指的是，女人中音调太尖细的那些和男人中音调太低沉的那些，他们都有可能会性激素水平比别人高很多。

由此我们也不难理解为什么摇滚乐手中靠谱的爱人凤毛麟角，还有，为什么那些从不露脸的配音演员和电台DJ为何都能让许多人为之颠倒痴狂。我情窦初开之时就迷恋过两把声音，《圣斗士》里面的冰河的前一个配音和《加里森敢死队》里面的酋长，迄今还敢说至死不渝。

到底，我们，爱他们的什么？哈佛大学人类学博士生Coren Apicella等人在2007年的一项研究揭示：声音低沉的男人，容易拥有更多存活下来的后代，也就是说，他们的声音中包含了生殖力和生存力这两种对女人来说至关重要的能力的信息。而在2011年，阿伯丁大学的David Smith发表在Memory &Cognition上的报告证实说，能让女性牢牢记住的，的确还就是那些低音男，因为女人都太敏感了，她们一早具备了从声音中去分辨这个人的人格特质社会属性的能力。

加州大学洛杉矶分校的Gregory A. Bryant在2008年的研究则是针对女性来做检验的，他们发现，排卵期女人的音调会变高。

与其说声音带来了欲望，不如说它带来了等待；与其说它带来了等待，不如说它带来了迷惑。《爱情对话》里面写的那对痴男怨女，最终还是无疾而终地结束了他们的感情，导致这样的对话最终成为空气里的悬疑----

"你如果只活在对我的等待之中，你不会死掉吗？"

"不会的。这比坐在一个什么宴会上根本没有任何人可等要好得多。"

"我听不懂。"

"因为等待就意味着期盼。你一直还有可期盼的人，生活就有意义。"