2009是生物学家和天文学家的狂欢之年。达尔文诞生200周年、《物种起源》发表150周年、还有伽利略开创望远镜天文学400周年纪念从年初继续到年尾。

不过，生物学和天文学的“瓜葛”，从400年前就开始了。达尔文赖以观测生物微观结构的显微镜，最初就是伽利略发明的；400年后的今天，天文学家又告诉我们，其实生命，包括我们自己，也都是星星的孩子。

（图说：恒星的演化提供了生命的物质基础）

1.  19世纪关于太阳发光的讨论

在遥远的古代，太阳就被封为威力巨大的神灵，直到今天，幼儿园的小朋友都会念“万物生长靠太阳”。不过，科学地认识太阳的本质，却是晚近才发生的事情。

1833年，由音乐家转行的天文学家赫歇尔（Herschel，他发现了天王星）在他的著作《天文学》（Treatise on  Astronomy）中热情洋溢地表达了这个观点：

“阳光是地球表面几乎所有运动的最终根源。阳光带来的热量产生了风，由于阳光的“生气”，无机物转变成了植物，并进一步支持动物和人类的活动；在煤层中，阳光的动能效率沉积下来又能够为人类所用。”

歌颂归歌颂，对于阳光从哪里来，与赫歇尔同时代的科学家们始终不能肯定。追问太阳如何发光，其实也就是问太阳的年龄是多少，这两个问题其实是同一个。这个问题的难度，在于人们很难解释太阳发出的巨大能量。在一个平常的夏日，把边长为1厘米的冰块放在阳光下，大约40分钟就可以完全融化（这里是粗略的估算），让我们假想一下，假如有一个厚度为1厘米，半径为1.5亿公里（地球到太阳的距离）的冰壳，包裹在太阳周围，这个庞然大物也将在40分钟内瓦解冰消。什么样的物理机制能够散发如如此之多的热量？

19世纪的物理学家们最熟悉的，也是宏观上最常见的力就是伟大的牛顿爵士提出的引力作用。1855年德国柯尼斯堡大学的生理学教授亥姆霍兹（Helmholtz）在一次颇有影响的演讲中，提出太阳辐射的巨大能源来自巨大质量的引力收缩，引力能转化为热能，然后导致太阳发光。

同年，开尔文勋爵也提出了他的观点，他基本同意亥姆霍兹，只是在具体机制上略有不同，他认为阳光是由于不断地有彗星撞击到太阳上，这些彗星的引力能产生了太阳所必须的热能。

物理学家们很清楚，要想发光，就必须为太阳提供能源，这是19世纪热力学家们的共识，根据开尔文勋爵提出的热力学第二定律，热量会自发地从热的物体流向冷的物体，很显然，如果没有外来的能源供应，太阳、地球都会逐渐冷却，生命就无法继续在地球上生存。开尔文勋爵是热力学的主要奠基人之一，他的观点在科学界拥有举足轻重的地位。

与物理学家们关心太阳发光机制有所不同的是，生物学家和地理学家们关心的是太阳光的效应，他们所擅长的，是从各种生物、地理现象出发，推算这些现象所持续的时间，也就是地球以及太阳的年龄。

1859年，达尔文在他发表的《物种起源》第一版中对地球的年龄做了一个粗略的估算，他估算了一下由于腐蚀作用，要多长时间才能形成英格兰的威尔德峡谷（Weald），他算出的威尔德峡谷的“剥蚀时间”大约是3亿年，显然在这3亿年里，足以在地球上产生名目繁多的物种。正如赫歇尔说的，阳光是生命和地理现象进化的动力，达尔文估算为地球的年龄，也为太阳的年龄提供了一个下限。

不过达尔文的自然选择理论遭到了开尔文勋爵的坚决反对。虽然天文观测表明没有那么多的彗星来支持开尔文的理论，不过开尔文把他的理论修正为引力能量来自于太阳形成时所吸收的彗星。1862年，开尔文自信满满地宣称：

“彗星理论无疑是正确的，它对于太阳热能的解释是毋庸置疑的，其理由如下：（1）除了化学反应的理论之外，没有任何一种自然的解释值得考虑；（2）化学反应的效率比较低，即使最强的化学反应的能量也不足以解释太阳热能，太阳质量所能产生化学能只能让太阳发光3000年；（3）彗星理论支持太阳寿命为两千万年以上，这不存在什么困难。”

开尔文根据太阳的质量和直径，计算了这样一个物体所能够辐射出来的引力能，估计的太阳寿命约为三千万年，从而对达尔文对于地球寿命超过3亿年产生了怀疑，进而认为达尔文所谓的“自然选择”也是不太可能实现的。

19世纪许多科学家对地球和太阳的年龄进行了估算，理论物理学家们根据当时所知道的能量类型的估算，太阳寿命至多为千万年的量级，而地理学家和生物学家们则认为，为了产生地理学的变化和生物进化所需要的能量，太阳至少已经闪耀了几亿年。由于开尔文在科学界的巨大权威及其在理论物理学方面的造诣，达尔文对自己的估算结果产生了深深的怀疑，在他最后一版的《物种起源》中，他删去了所有对时间尺度的提法。在1869年写给自然选择理论的另一位发现者华莱士的信中，达尔文抱怨说，开尔文关于世界年龄的观点是他最烦恼的事情之一。

今天我们知道，实际上开尔文勋爵的观点是错误的，达尔文的想法更接近真实情况。根据对陨石的放射性测量，太阳的年龄约为46亿年。不过这也说明，在19世纪的时候，科学界已经达成了一种共识，任何领域的研究结果都必须要受制于基础物理学定律。开尔文所没有想到的是，当时人们对于物质结构的理解还仅限于原子-分子的层次，而支持太阳发光的能源恰恰来自更深层的结构，因此对于太阳发光理解，还必须有赖于基础物理学的进一步发展。

2.  放射性的短暂迷局

理论物理学家和地理学家、生物教学之间的争论在1896年出现了转机，在前一年，德国科学家伦琴发现了X射线，在这一年，法国科学家贝克勒尔在试图研究X射线的过程中发现了天然放射性——某些物质（比如铀盐）能够使照相底板感光，这种“放射性”来自原子核内的转变，1903年，皮埃尔·居里和他的年轻助手拉波尔德注意到，同样具有放射性的镭盐可以持续的产生热量，通过实验结果知道，每克纯镭每小时可以产生100卡的热量。这些发现让物理学家们逐渐明白了一个事实：一种此前没有注意到的能源被发现了。威廉·威尔逊和达尔文的第二个儿子乔治·达尔文（他是一位天文学家家兼生物学家）立刻提出来放射性可以作为太阳发光的能源。

正在蒙特利尔的麦克吉尔大学担任物理学家教授的卢瑟福也发现放射性元素伴随着α衰变也会放出大量的热量，在1904年，他宣称：

“能够释放大量热能的放射性元素的发现，延长了地球上可能存在生命的时间期限，使得地理学家和生物学家们所提出的进化过程所需要的时间可以得到满足。”

放射性元素的发现把理论物理学家不再纠缠引力能的计算，开始考虑来自原子核内部的能量。不过天文观测发现，在太阳的主要成分是最简单的氢、氦元素，中并不存在数量巨大的放射性物质。而且对于大量恒星的观测表明，恒星释放的能量与其温度直接相关，而放射性元素释放能量的多少和温度并没有任何关系。但理论学家们来不及为这个问题担忧，因为20世纪初迅猛发展的物理学让他们迅速找到了太阳发光的正确答案。

3. 爱丁顿的核聚变假说

1905年，正在苏黎世专利局工作的爱因斯坦从他的狭义相对论推导出了著名的质能关系E=mc2（E代表能量，m代表质量，c代表光速），这个简洁有力的公式至今无数人为之着迷。它将质量包括进了物理学最为“放之四海而皆准”原理——能量守恒原理之中。但它和太阳发光有什么关系呢？

1919年，理论天文学家罗素（这是个美国人，不是法国哲学家罗素）总结了天文学中关于恒星能源的研究线索，他指出，最重要的线索应该是恒星内部异常的高温。1920年英国的物理学家兼化学家阿斯顿（F.W.Aston）发现了解决这个问题最重要的实验线索，他在寻找氖元素的同位素时，对许多原子的质量做了最精密的测量，其中就包括氢和氦这两种太阳里最常见的元素。他发现含有两个中子两个质子的氦原子的质量要比四个只含有一个质子的氢原子质量要轻一点儿。

杰出的天文学家爱丁顿爵士立刻意识到了阿斯顿测量结果的重要性，就在同一年爱丁顿向英国科学促进会做了一个报告，指出基于阿斯顿的测量结果，通过将氢元素转变为氦元素，根据爱因斯坦的质能关系，这可以支持太阳发光。通过氢燃烧变成氦，损失大约0.7%的质量，原则上，太阳可以燃烧……1000亿年！（当代进一步的计算结果是100亿年）这是个令人惊异的结果，大大超出了此前关于太阳年龄的任何估计。

而爱丁顿以他同样令人惊异的预见，提出了这种“恒星能源”与将来人类社会的关系：

“既然恒星能够自由控制这种亚原子的能源保持长期有效运转，那么看来离人类能够控制这种潜在的能量以满足人类的福利又进了一步……”

这个“可控核聚变”之梦，在能源危机频发的今天显得更加可贵，目前正在法国建造的国际热核聚变实验堆（ITER）正是爱丁顿之梦的现实版，据乐观估计，30～50年后，人类可以用上这种“恒星能源”。

4. 我们都是星星的孩子

爱丁顿爵士提出“核聚变”的时候，这还仅仅是一个假说，究竟如何实现这种聚变还没有人知道。而且从经典物理来说，氢原子核（也就只质子）本身带有正电荷，同样的电荷靠近时，根据平方反比关系的库仑定律，两者之间的排斥力会趋向于无限大，“聚变”根本就不可能实现。不过这个“不可能”随着描述微观世界的量子力学的进展逐渐变成了“可能”。

1928年，在德国哥廷根大学工作的苏联乔治·伽莫夫（Gamow）提出了“伽莫夫因子”，指出当两个带同样电荷的粒子在靠得足够近的时候，存在一定的几率可以克服库仑势垒结合在一起，把它们拉在一起的是强作用力（一种不同于引力和电磁力的新作用力），用这个伽莫夫因子可以很好的解释放射性衰变的速率。十年之后，已经逃离苏联到美国定居的伽莫夫和他的学生泰勒又把伽莫夫因子应用到在恒星内部高温条件下可能存在核反应上，计算的结果让他们相信，恒星内部确实存在极其高的温度。

1938年，冯·魏扎克发现了一个核反应循环链，以碳元素为催化剂，通过碳-氮-氧的连续反应，可以把4个氢核合成为氦核（现在成为CNO循环），只可惜他没有能够计算出这个反应的产能速率，也没有得出这个反应所需要的温度。

太阳发光问题的最终解决是由贝特（Bethe）来完成的。贝特是一位资深的核物理学家，他所撰写的三篇关于当时已知的核物理知识的评论分析被他的同事们称之为“贝特圣经”。良好的核物理学训练为他解决恒星能源之谜奠定了坚实的基础。1938年4月伽莫夫在华盛顿组织了一个关于恒星内部结构的小型研讨会， 在这个会议上，天体物理学家们列出了他们已经知道的关于恒星的知识，贝特发现，尽管天文学家们还不知道恒星能源的具体知识，只是基于能源来自恒星中心（附近）的假设，他们已经得到非常好的结果。在这次会议之后仅仅过了6个月，贝特就完成了恒星内部氢元素燃烧成为氦元素的基本核物理过程。

贝特提出了“质子-质子链反应”，这种反应过程是太阳或者较小质量的恒星能量的主要来源，而冯·魏扎克所发现的“CNO循环”，则在比太阳更大质量的恒星中占据主导。第二次世界大战结束之后的二十年中，一批杰出的物理学家和天体物理学家如福勒、霍伊尔等，纷纷投入到恒星核反应的工作中，对贝特理论进行了完善。 

太阳如何发光——恒星核反应理论是现代天文学最重要的成就和基础之一，有了它，科学家们就可以出发解释更多的恒星、星系，以及整个宇宙的演化历史。在恒星这个核反应“熔炉”中，把最初的氢这两种简单的元素进行加工，锻造出来元素周期表中各种元素，才有了我们所看到的这个缤纷的五彩世界——我们都星星的孩子。

（图：猎户座星云（局部）。星云中的白色发亮处是新的恒星正在其中诞生。）

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几亿年前的寒武纪

怕镜花水月终于来不及

去相遇……

林夕作词、王菲演唱的这首《寒武纪》或许让很多人熟悉了这个奇怪的名词。在歌曲中，它以寒武纪后生生物的诞生寓指爱情的诞生，但是现实中的寒武纪浪漫更加多彩——多细胞生物大量起源，生物多样性剧增，奠定现今几乎所有动物的形态构架，堪称“生命大爆炸”。

新生，从这里开始。

图1 寒武纪生命的艺术复原图，比阿凡达诡异多了~

【生命的起源，以及问题的起源】

19世纪的地质学家们在石头中摸索了很久，终于为大地建立起一套时间尺标。而后，他们发现，生命在这把尺子上，似乎有一个开端。牧师/地质学家/饕餮之徒威廉•巴克兰（此公曾任威斯敏斯特教区长，发现并描述了第一头恐龙化石，家中不但摆满了矿石和标本，还养着来自世界各地的奇异动物以供自己享用和款待宾客）于1836年提出，动物化石记录在地层中并非一直存在。后来，随着古生代地层体系在一片争吵声中逐渐建立起来，大家意识到，寒武系地层(1)似乎是生命活动的一个截然的底界；更靠下、也就是更古老的地层中，突然就变成了一片沉寂。为什么？是因为工作还不够，更早的化石尚未被发现？是因为最早的生物难以保存为化石？还是说，在寒武纪之前，地球根本就是没多少生命的沉寂荒原？

达尔文坚定地相信第一种解释。在《物种起源》中，他多次强调：世界上大部分地区还没有开展过地质勘探，而新地质发现将生物的首现时代大大提前的情况，已经屡见不鲜——虽然这些提前没有一个是提到寒武纪以前的。生命的突然出现倒是不与自然选择矛盾——本来自然选择就不管生命起源的问题；但是达尔文深受莱伊尔的影响，否认自然界的任何“突变”。这种突发的“大爆炸”，在他看来一定是假象。

然而地质学和古生物学的发展并未如达尔文所料。远征考察接二连三，基础研究突飞猛进，而寒武纪的突然性却随着化石的增加而愈发明显，愈发引人注目。确实，生命的起源年限不断上移，而今已经抵达三十八亿年前；但是那些全都是单细胞生命，而多细胞生物似乎却顽固地止步于五亿多年前的寒武纪早期附近。当然，争议的声音也不是没有：譬如1899年，古生物学家查理•沃科特(Charles Walcott)在蒙大拿前寒武地层中发现一些垂直的管道，看起来很像蠕虫钻出来的；但是这些虫子本身并没有留下任何化石，因而也无法排除非生物作用形成的可能性。何况，比起寒武纪化石而言，这种例子也太少了。

图2 沃科特发现的遗迹学名叫做Planolite，此图是别处发现的同类遗迹。现在学界倾向于认为这玩意确实是生物扰动所致，但是仍然不敢下最后的定论。

及至二十世纪初，全球寒武系地层已经相互连成一片，几乎全都指向一个结论：多细胞动物化石好像是在寒武系地层里突然出现一般——不过在地质历史上，“突然”二字对应的时间可不是指上帝六天创造万物，而是几百万年。

不过，比起时间坐标的突兀，更令人惊叹的却是另外一点：除了一种叫做“苔藓动物”的奇特生物之外(和植物中的苔藓没有联系，但长得有点像)，几乎所有的重大生物类群全在寒武纪出现了。这一集体亮相让进化论原理之一——“共同祖先理论”有点尴尬：如果说所有生物都有共同祖先，那么这么多身体构造大不相同的生物怎么会集中在这么短的时间里出现呢？理论上倒不是不可能，但是实在过于特殊了。因此很多人怀疑，这种突然性不过是化石保存的问题：之前的生物并不比寒武纪少很多，只不过由于缺乏硬骨骼等原因，没能保存为化石。

【克劳德的挑战：寒武纪大爆发】

这时普雷斯通·克劳德(Preston Cloud)出场了。虽然不能说他发明了“寒武纪大爆发”这个概念，但他确实是第一个严肃考虑此可能的人。在1948年的一篇文章里，他指出，我们看到的“突然爆发”可能并非假象，而恰恰反映了寒武纪时的一次重大演化革命。换言之，在寒武纪可能发生了快速的、爆炸式的辐射演化，在短时间内产生了大量的新类群。诚然，后来发现在寒武纪之前不久出现过软体的埃迪卡拉动物群，但是它们数量上远不能和寒武纪相比，且形态上也差异过大，很可能并非现代生物祖先。和宇宙大爆炸不同，寒武纪的爆发并不是指生命的起源，倒更像生命的绽放——从平淡无奇的单细胞生物一跃成为华丽丰盛的多细胞世界。这对整个生物圈而言，无疑是一次伟大的新生。

但是为什么偏偏是寒武纪？克劳德倾向于认为，在那时大气氧含量超过了一定程度，足以支持多细胞生物的成长。绝大部分真核生物的生存都需要氧气。对于单细胞而言，全部的氧气都可以靠细胞膜的渗透获得；但是当多个细胞聚集到一起时，体积增大而相对表面积减小，就需要更高的氧气浓度才能够用。当然再往后可以用其他的方法补救，比如演化出鳃、肺和血液循环；但是这第一个门槛必须迈过去。

证据呢？克劳德指出，在海水中二价铁离子和氧气是不兼容的，相遇就会氧化形成三价铁进而沉淀，形成所谓“条带状含铁建造”。这种沉积物曾经遍布太古宇的地层，但在大约18亿年前突然不再形成了。由于氧气可以不断生成，而铁却无法补充，这个停止只能有一种解释：海水里的二价铁在此时被耗尽；而氧气也终于可以开始积累了。克劳德估计，按照这个速度，差不多在寒武纪，氧气足够达到可以维持多细胞生物的浓度。当然，这个估计的证据并不很充分，但是他的挑战已经摆上了擂台：如何证明寒武纪是或者不是一次真正的爆发？如果是，原因又是什么？

【布尔吉斯页岩，自然界的宏大实验？】

达尔文时代对于寒武纪早中期最大的认识就是所谓的“小壳化石”：顾名思义，就是各种各样类似小贝壳的化石，体积很小又往往破碎严重，很难看出什么所以然。在1948年克劳德提出寒武纪大爆发假说时，虽然化石丰富了许多，但是仍然处在“正常”的范围之内。只有当著名的“布尔吉斯页岩”被重新发现之后，人们才意识到寒武纪是一次多么壮丽的绽放。

其实去年不但是达尔文诞辰两百周年，也是布尔吉斯页岩发现的一百周年；它是由查理·沃科特——就是发现前寒武生物遗迹的那位——1909年在加拿大布尔吉斯山间小路偶然发现的，当时他已59岁。可惜，布尔吉斯位处偏远山区，马是唯一的交通工具；他本人当时更关注于前寒武的生命，而他的考察队规模又太小（连他的妻儿都随他一同来打下手），种种原因导致他在布尔吉斯页岩上没有花太多的精力。之后的十五年野外考察里，其中只有五个发掘季度用在了布尔吉斯页岩上，用于整理和描述的时间也不是太多。因此，尽管他在论文中将此处描述为“含量最丰富、保存最精美的中寒武世化石”，但是他在描述分类时仍然沿用了当时的分类学惯例，结果是六万件标本全部归入了已知的门类。1927年他逝世之后，布尔吉斯有一段时间几乎被遗忘了。

但是三十多年之后，当莫里斯（Convay Morris）等人重拾对布尔吉斯的研究时，惊讶地发现很多物种的身体构型非常特殊，很难归入传统的分类单元之中。一时间，许多人开始考虑为这些奇形怪状的东西建立新的纲甚至门。班特森（Stefan Bengtson）在1977年提出，有可能寒武纪大爆发的规模比克劳德以为的还要大，实际上这场爆发可能是自然界一次狂放的实验，前无古人后无来者；其间创造出了各式各样的“怪物”，它们大部分是不成功的试验品，不久即告灭绝，只有少数存活下来，成为后来其它物种的祖先。

这个假说确实非常令人振奋。当一部分生命在寒武纪第一次抵达足够的复杂程度时，它们看到了怎样广阔的世界啊！万物新生，一切景物都是新鲜的，一切可能性都在眼前。倘若果真如此，那么寒武纪的新生无疑是生命史上最重要、最激动人心的一刻。因此，著名古生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德，笔者的偶像，在此假说的基础上出版了Wonderful Life 一书（中译本《奇妙的生命》）。书中描述了布尔吉斯页岩里种种奇特得超出我们想象的生物，结论是：寒武纪大爆发是生命的终极实验。他甚至认为，倘若我们把整个生命历史倒回开头重放一遍，那么实验结果很可能与现在大相径庭——或许是那些怪物在寒武纪存活下来，而我们会变成连自己都认不出来的形态；智慧生命甚至可能都不会诞生。

这本书文笔生动，内容有趣，读来毫无晦涩之处，因此在外行人当中获得广泛好评，影响极大。（可惜江苏科技出版社的中译本就翻译得一塌糊涂，错译比比皆是……这年头科普著作的翻译问题很大啊。）然而学术圈子里，这本书却掀起了轩然大波。

【“怪物”的真实面目……】

问题的关键在于这些物种到底是不是全新的结构，是不是和已知物种毫无联系？布尔吉斯重发现之初，大家激动之下，建立新类群时往往大手大脚；但是更深入的研究表明，很多怪物不过是外表奇特，骨子里还是按照和已知生命同样的蓝图构建的。班特森本人在1991年发表了一篇文章，标题”Oddballs from the Cambrian Start to Get Even”，以巧妙的双关语表达了他的观点：这些生物“并不是看上去那么奇怪”。

寒武纪奇怪的生物中，怪诞虫Hallucigenia算是头一号。最早的标本中，这种生物似乎是用七对尖刺支持自己的身体，而背上则伸出一列触角，这样的生物连科幻小说都没有描写过，以致莫里斯用了Halluci这个词根为它命名——“让人产生幻觉的”。然而，80年代在中国发现了另一个丰盛的寒武纪化石群——澄江化石群。这里的新发现表明，怪诞虫被人们完全弄反了，其实触角有两排，向下支持身体；而尖刺是向上的！改正之后它完全可以归入“叶足动物”，这是一类古生物学家熟悉的类群。

图3 怪诞虫四格。1是化石里的样子，当然，压扁了……人们曾经以为，立体图应该是2那样，后来才发现触角少了一排，所以更可能是3那样……4是复原图。

另一种奇特的生物微瓦霞虫Wiwaxia，看起来好像一只带刺的龟壳，沃科特当初把它归入了环节动物，莫里斯则认为这么诡异的生物足以单立出一个门，不过后续研究表明沃科特很可能大方向是对的——它很可能以环节动物为祖先。最让人恼火的棘皮动物也有了很大进展：寒武纪的棘皮动物门里出现了21个纲，原先纲纲之间几乎找不出联系，人称“进化草坪”——不是一棵树，而是一片草坪，草与草之间没有联系；但是现在更深入的研究似乎也能把草根们连在一起了。虽然工作远未完成，但是从趋势上看，我们很有可能最终让诸多怪物都各归其位。

图4 微瓦霞虫的水彩复原图。感觉像一只大菠萝……

【问题归来，未完待续】

怪物安置好了，树建立起来了，老问题也回来了：假如寒武纪不是一次大实验，那么又如何解释它的突发性？它是真的突然爆发还是经过了前寒武的长期积累方才崭露头角？寒武纪本身暂时无法提供更多的答案了，我们需要回到寒武纪之前，探寻那些沉默的年代里发生了什么。所谓的前寒武埃迪卡拉动物群是一次失败的进化尝试吗？反复出现的遗迹化石到底和生命活动有怎样的关系？寒武纪之前是否发生了什么重大环境突变？现代分子生物学的分子钟技术对此有何说法？中国的震旦纪陡山沱化石群又提出何种证据？欲知后事如何，请听下回分解。

注1：(本注释无关紧要，可以不看~)地质学描述过去时期的术语有一套规范。当描述地质历史上的时代时，单位从高到低是宙、代、纪、世，层层嵌套；譬如说某种牙形石出现的时间是显生宙、古生代、寒武纪、芙蓉世。但是当描述这个时代所形成的地层时，则要分别换成宇、界、系、统。因此，文中会出现“寒武纪”和“寒武系地层”这两种说法

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也许现实不及理想中美妙，不过没关系，你要知道，那句话怎么说来着：“战士啊，当你知道世界上受苦的不止你一个时，你定会减少痛楚……”

现在我们都知道，随着高等教育扩招政策的执行，越来越多的学子得以进入象牙塔，成为大学校园里的一名新鲜人。当大学生的数量越来越多，大学的“独特社会性”也越来越凸显出来。

当我们的社会，包括家长的目光都盯住大学排名、专业热度、毕业就业率这些问题时，我们是否也需要关心一下大学新鲜人们的心理呢？

【三不】不满意、不适应、不知道

我们把孩子送进了大学，想象着他们将来毕业、工作、成家立业，就松了一口气。但孩子们却对这样的生活表现出了如此多的不：不满意、不适应、不知道。

一家门户网站教育频道做了一份2009级大学新生月度跟踪调查，调查结果告诉我们：最新一批的大学新生中，有35%的本科生对大学表示不满意。根据调查，对于48类专业的满意度无一超过50%，个别专业的满意度甚至低于10%。

除了对专业的不满意，学生们说，体会最多的就是面对独立生活的无知。是的，这种凌乱的寝室景象你一定不陌生：堆成小山的衣服，或者试图洗干净但依旧隐约看见油渍的衬衫。

我就曾撞见过这样有趣的一幕：推开某间寝室，一位偷偷帮孩子们擦地的家长居然像犯错的小学生一样试图躲起来，继而跟跟我们解释说自己是物业的人员，顺便来帮帮忙。老师们都很无奈，因为就在几天前新生报到的时候，这个家庭大包小箩12个亲属一齐送孩子来校的场景实在令我们难忘。

为了更加深入的了解孩子们的情况，又利用了自己在大学教课的机会，在最后一节课的时候便和学生闲聊起来。

作为一名09级新生，来自江西的女孩瑶瑶回想起刚刚踏入大学校园的那段日子：一切都显得那么新鲜。跟着学长学姐们准备迎新晚会，那些以前只在电视屏幕上观赏的舞台灯光，如今她也可以置身其中……她充满了各种幻想和期待。

然而，随着独立生活的到来，越来越多的事情让她感到不适应——是从小小的寝室开始的。瑶瑶的寝室里，另外3位女孩分别来自天津、武汉和哈尔滨。四个女孩来自四个地方，天南海北的差异，有时难免有些摩擦和小问题。以下就是一个小例子：依依每天晚上10点半一定要上床睡觉，这样一来，其他3位女孩想一起来段卧谈便很难；没有了卧谈会，又习惯晚睡的靓靓只好躲在被窝里和远在家乡的男朋友煲电话粥，即使声音小，也难免让大家怨声载道，但又不能说什么。

至于其他，不管男孩女孩，小到每天早上抢着用热水，大到奖学金、入党、竞选干部这些竞争的时刻，大大小小的矛盾总会多多少少的出现——

就像“2009级大学新生月度跟踪调查”中显示的：如今的大学新生们普遍反映，迈入新的社会后他们不满意，他们不适应，他们不知道，而在所有的不满意、不适应、不知道中，屈居首位的便是那微妙的人际关系。

【四理】：间歇心理、茫然心理、落差心理、怀旧心理

很多老教师或是上了年纪的人常抱怨：“看看现在的孩子，都是娇生惯养的，出来什么也不会，还天天宣扬什么个性，跟别人处不来就是有个性？”

其实，如果我们细细想来，之所以大学新生们会出现上述的“3不”是有原因的，可以归结到他们的4种心理。

首先是间歇心理。

在我国的教育体系中，高考是一个极其明显的转折点。为了这个标志性的考试，无数的学生以及他们的家长在前面12年甚至更长的时间里卯足劲地奔波。各式各样的练习题、补习班充斥着孩子的生活。而一旦考上大学，便犹如解放——这便引发了间歇心理。经过多年长跑，孩子们获得了许多知识，然而他们的心理能量却也严重透支。他们想要尽快逃离老师和家长的约束和唠叨，想尽情上网、玩游戏、看电影，想去逛街、打球，无拘无束。由于心理彻底放松，又离开了父母的约束，喘喘气、歇歇脚的想法深植心中，学习上无动力，行为上也提不起劲。

其次是茫然心理。

如果你去大学生中问一圈你打算做什么，你在上了大学是为了什么。我想很多人无法给你一个明确的答案，或者仅仅是一个模糊的方向。

来自德国的支教老师卢安克说过：“中国的教育变得只是为了满足一种被社会承认的标准，而似乎不是为了小孩。小孩在满足这个标准的过程中，脱离了他的天性，脱离了他的生活。在这里教育难道是只为了获胜？我不想继续跟学生一起奔跑着参加这场竞赛——这场一直匆忙地奔跑着，最后自己都不知道跑的路是不是属于自己的竞赛。”

在高中时我们之所以努力奋斗，是因为家长和老师将高考作为了我们生存的唯一标准，所有人都是明确的知道自己的方向的——几本的线，多少分。而来到了大学，没有人再盯着你写作业，没有人再作为拐棍告诉你下一步怎么去做。我们的孩子便失去了生活的方向，茫然起来。其实很多很多的孩子是非常好的苗子，他们聪明领悟力强，他们有能力有干劲，然而他们就是不知道路在哪里。他们习惯了别人为自己铺好石板、指好方向，犹如看到飞盘的灵犬一般可以迅速完成任务，却不知道自己为何要这么做，只知道它得到的命令就是如此。据调查，在我们身边89%的大一新学和73%的大四毕业生均存在着这样的迷茫感。

再次，落差心理。

“成王败寇”的思想是我们的特色。在高中的时候，我们的标准很单一，主要就是成绩，在很多很多人眼中成绩好就是好孩子。而进入大学，进入这个人数更多、更加多元化的小社会，我们标准不仅仅只有成绩，这样的变化颠覆了新生们的认知体系。每个人无法登上每一项金字塔塔尖，甚至许多原来地方的精英，从小到大回回拿一百分又多才多艺的孩子，进入全国性的人才圈后变得那么普通。还有一些家庭贫困的孩子看到了更加缤纷的社会，看到别人手中潮流的新品，而感到自卑。这种人生的重新洗牌，便带给了许多新生落差心理。

除了迷茫落差和间歇的心理，其实我们每个人都有一层怀旧心理。

当今的大学生一般都是独生子女，他们拥有极其强烈的独立意识，追求个性话的个人本位思想严重，往往在集体生活中容易表现出格格不入，唯我独尊。加之大学生活远离父母、亲友，如果在之前的家庭生活中又缺乏生活自理能力和人际交际能力，习惯于依赖家庭，这部分学生都会产生怀旧心理。

不仅仅只有这四类，正是在面临人生新的改变时容易出现这样那样的心里想法，我们便容易滋生困惑。但学会面对这些困惑也正是每个大一新生步入学校后所要经历的新的一件人生课程。

【五调】：自我调适、学校调剂、社会调整、家庭调节、朋辈调处

越来越多的大学其实已经注意到了这样的问题，因此绝大多数学校也都设置了一些新生教育。但是面对这样的人生转折，我们每个人还是应该以自我的力量进行调适。不仅仅是大学新生，于很多刚刚走进社会的青年来讲其实都是一样的。当我们从一个习惯了的环境中迈出脚步，步入一个新的环境中时，如果可以培养好自己适应环境的能力，那你就会赢在起跑线上。不要去抱怨别人没有给你什么，你要去想你能怎么才能获得那些。除此之外我们积极乐观的心态也是极其重要的，我们每个人都应该树立良好的人生观，辨识自我，找到真正属于自己的那条路那个目标。以每一次新的开始作为新的挑战，而不仅仅是上一次的结束。积极的自我调适，向着梦想追风前行。

而作为育人摇篮的学校，仅仅关注是不够的。在关注学生学习成绩、培养学术研究的同时，也要给予大家人生的教育，完善中等教育的不足。将我国传统的因材施教的优秀思想继续发扬，根据学生实际特点进行调剂，真正的做到以学生作为中心，一切为了学生。

既然说到学校，不得不说说大的社会环境。随着社会的进步，对于教育对于人生的认可，我们有些普遍流行的思维也应该随之进步了。在这一点上我们似乎可以有一些“非主流”的变化，让我们的孩子能够在这个社会环境下，及时适时的拥有正确的价值观、人生观和世界观。让我们的孩子们可以在良好的社会氛围中成长。

当然除此外家庭上的支持和教育，学长学姐以及同伴朋友间相互的调节处理都是可以帮助我们大一新生们、帮助我们的社会未来的主人们及时的走出迷茫，及时的找到自己的。但愿社会各界的共同努力，让我们以后的学生们能够尽量少的有着如此多的困惑与无奈。

（感谢某高校D503寝室的小朋友友情提供图片。）

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但是，我自认为了解动物，比了解女人更多一点儿。

那么，动物会不会“坐月子”呢？它们在本该是“月子”的这段时间，会做些什么？

先说说野生动物。

无脊椎动物说起来就没意思了，譬如那些六足的昆虫，它们把卵产在各种适宜孵化的地方，雌虫产卵之后便振翅一飞，不知活跃去了哪里，该吃吃，该喝喝。

脊椎动物的情况复杂些。很多人都听说过或在电视上看过，大麻哈鱼（即鲑鱼）逆流而上产卵，中途又遭棕熊的毒手，成为腹中餐。到达目的地的鲑鱼，产卵之后，大多一命呜呼，就别提什么坐月子了。

这就是为生命延续所付出的高昂代价。

但大多数鱼类还是会继续生存下去。鱼类产卵之后的行为，大致有3种类型：无亲体护卫型，产卵之后这类鱼便拍屁股走了，它们不管不顾自己的卵，产后便去觅食；亲体护卫型，这类鱼通常会筑巢产卵，产后要照顾幼体；亲体携带型，将鱼卵随身携带，或置于口腔内，或放在额头上，甚至像海龙有专门的孵化囊，产后亲体还要照顾幼体。从这三类来看，似乎无亲体护卫型的鱼类最注重产后休整，根本不顾儿女的死活；而后两者最辛苦，产后甚至不吃不喝、无微不至地照顾幼鱼，又无暇坐月子了。

两栖爬行动物方面，大概多数也是产后溜之大吉的主儿。许多蛙、蟾蜍、蝾螈等把卵产在有水或潮湿的环境后，一般规律也是一走了之。有些种类则会照顾卵或幼体，例如负子蟾就是背着卵生活。

通常，那些产后不操心自己孩子的种类，都会很快恢复到正常生活状态；而付出更大心血的种类则会消耗更长的时间、更多的体力，月子没坐成，反而搭进了自己的身体。至于海龟家族，奉行的是周游列国式的生活，它们在海水中自由游弋几十年，性成熟后在一个宁静的夜晚回到它们的出生地——某处沙滩。母海龟上岸，挖掘一个大坑，产下上百枚乒乓球似的卵，继而覆盖之，慢吞吞地划回大海，产后的生活依然照旧。

鸟类则有些不同，它们颇有些“坐月子”的范儿。多数鸟类产完卵后，需要孵化，民间称为“趴窝”。孵卵的行为和“坐月子”有些相似。有些鸟类是单亲孵化，有些则是双亲共同轮流孵化。母鸟把鸟蛋产在窝里，然后卧在里边，靠体温孵化幼雏。孵化的过程，也是一种变相的产后修养。

（双角犀鸟）

犀鸟是一类大型鸟类，生活在亚非的热带地区。雄犀鸟把雌犀鸟用淤泥封闭在树洞内，雌鸟生产之后就不出家门了，全靠雄鸟一人端茶送水、喂食喂饭。这看上去，真有点像坐月子呢。巢穴一旦被封住，只留一个小开口，供雌雄犀鸟两个嘴对嘴地衔接食物即可。被封闭在产房内的雌犀鸟卧窝不起，不下树，不招风，整个“坐月子”时间长达40天，这些日子就是孵化期。犀鸟大概是鸟类世界中最会享受坐月子之福的鸟了。难道它们的“养生之道”就是它们长寿的秘诀吗？

那么，那些与人类最亲近的哺乳动物呢？

哺乳动物类群也甚多。天上飞的，地上跑的，水里游的，无所不包。篇幅所限，难以一一赘述。

（高原鼢鼠）

我曾见过一篇高原鼢鼠的繁殖行为的论文，挺有意思。高原鼢鼠生活在青藏高原东部，其学名现为Eospalax fontanierii baileyi，它现在是虎骨最理想的替代品。研究者描述了这种鼢鼠的产仔行为链，产后是这样的：用嘴咬断脐带，拱舔幼崽，使其干燥洁净；舔咬外阴部，清除血污，促使胎盘产出，食胎盘；产间休整，或静止休息，或清洁自身，或照顾幼崽，或取食。产仔结束后，母子同居于产前搭建的产巢，巢穴中有很多草料。母鼠在巢中取食，只有排泄和拖取食物时才离开幼崽。哺乳期最长可达50天。看来，高原鼢鼠的主要目的也在于照顾孩子，而非坐月子，保养自己的身体。

再来说一说与人类最亲近的灵长类罢。我在野外只研究过蝙蝠，此外，捡过一些果子狸和长臂猿的粪便，并没有机会观察猴子或者类人猿生产之后的情景。于是我特意请教我们动物研究所的一位专家，她早年曾在北京大兴的濒危动物驯养繁殖中心饲养过金丝猴和猕猴。这位老师告诉我，金丝猴通常晚上生产，产后，她们大多会舔舐自己的孩子。有的母猴吃掉自己的胎盘，有的则弃之不食。并且，吃胎盘者每次生产之后都会这样做，不吃胎盘者每次生产之后均不吃。

以往，许多动物研究者都认为，很多哺乳动物为了恢复体力，会吃掉自己的胎盘，包括那些食草类。但是，在豢养条件下的野生动物更容易被人类观察到，通过这些观察，我们发现，并不像之前人们臆想的那样，她们都为了身体健康而吃掉胎盘，不食者所占比例至少在一半左右。

生产、护理完幼崽后，通常母猴子就睡觉了。第二天，除了继续喂奶以外，母猴子并没有特殊的行为表现出“坐月子”的迹象。她们仍然像平时一样活动、取食，食物的质与量也没有显著性差异或变化。在猕猴方面的观察，也大致如此。就是说，这些猴子们除了因为多了个“累赘”，略显步态稳重外，并没有其他迹象以示那是在“坐月子”。

事实上，野外比在圈养下的条件要差得多，那些野生动物们风餐露宿，风吹雨打，绝大多数的雄兽也不会“伺候”产后的雌兽。从另一方面分析，野生动物，特别是那些被捕食者就更不会坐月子了。试想，非洲草原的羚羊、角马、斑马……青藏高原的藏羚羊、藏原羚、野驴等等食草动物，它们在生产幼崽之后，如果想坐月子，哪怕是在地上卧着休息会儿，都是一种危险的奢侈。因为，周围虎视眈眈的狮子、猎豹、鬣狗，或者狼、猞猁都在等待着美味上桌，垂涎三尺地盯着它们呢。连刚出生的幼兽都要在最短的时间内站起来，并和妈妈一起奔跑才能保住小命。

相比之下，食肉动物稍微好些，它们可能存在一个短暂的“月子”期，因为许多食肉类，诸如虎、豹、熊，甚至大熊猫等，在繁殖期会有一个产仔的巢穴，母兽会呆在巢穴内哺乳幼崽，直至幼崽断乳。这样一来，母兽由平时的漫游式生活，转而更多的时间在巢穴内度日。当然这个主要目的在于喂养孩子，间接地恢复自己的体力吧，但实际上由于照顾后代需要耗费更大的精力和时间，一般来说哺乳期的野生兽类能量消耗更大，所承担面临天敌的风险更大。但这种生存策略进化的好处，就是后代存活率大大提高了，物种得以高效地延续。

下边再略谈下牲畜和宠物的问题。

关于牲畜，我们以猪为例。大家知道，家猪体型很大、很笨拙，产仔数量又多，所以在猪的饲养管理方面，需要人类的助产。由于助产卫生搞得不好，或如猪圈不干净，消毒不力，猪就会得病，正是所谓的产褥热（兽医学的称谓，与人的医学的称谓相同，呵呵）。得了这个病之后，不坐月子都不成了。此时，人们要给母猪打针消炎，时刻观察症状，并采取治疗措施。看上去，相当于照顾月子了。

由于宠物受主人的宠爱，如今很多宠物狗、宠物猫们在生产完之后，也得到优待。好心的主人会无微不至地照顾自己的宠物，给她们吃最有营养的猫粮狗粮，甚至给她们做好小棉被盖着小狗狗小猫猫的。现在，有很多宠物医院甚至推出坐月子服务。宠物们可以享受住院坐月子的服务，她们的产房不仅干净整洁，而且宠物的孩子们还住在保温箱或育幼箱内，由专人护理幼崽和产妇。她们的口粮也由动物营养师特别搭配，保证月子期间营养丰富而均衡，使之体力恢复且更加健康活泼。这套坐月子服务，据说在一般的宠物医院，服务一周就要两三千元，颇为豪华奢侈。

【多说几句】

动物如何“坐月子”？要回答这个问题，首先应该明确概念。此处，有两个名词，一曰“动物”，二曰“坐月子”。

广义而言，动物是多细胞真核有机体的一大类群，一般以有机物为食料；人也是动物界之一种，隶属于灵长目人科人属。再说坐月子的概念。在妇产科学或护理学领域，所谓“坐月子”，是指一段产后时期，称为“产褥期”。有些医学教科书这样解释：产褥期是指胎儿、胎盘娩出后的产妇身体、生殖器官和心理方面调适复原的一段时间，需6-8周，也就是42-56天。在这段坐月子的6-8周时间内，产妇应该以休息为主，尤其是产后15天内应以卧床休息为主，调养好身体，促进全身器官各系统尤其是生殖器官的尽快恢复。

好了，概念大致如此。但是，我的疑惑随之而来：我的表姐在美国加州生活快20年了，她育有两子，但是她产后在医院呆了不到24小时就出院了，出院后并没有像国内产妇那样，要“坐月子”——我国民众对“坐月子”还有一套“规矩”，比如要在被窝里呆着、不能下地、不能招风、不能洗澡，甚至不能触摸铁器，连剪刀、指甲刀都不成。但表姐不仅没有卧床不起，而且，没过几天就操劳起家务来，再过几天，就去上班了。我再询问那些在美国生过孩子或者了解美国产妇的人，他们都表示，在那里没有“坐月子”一说。不光是美国人，很多外国人，包括一些东半球的人并不像国人这么讲究坐月子。

为此，我查阅了Wikipedia，实在不知道哪个英文单词可以与国内的坐月子这一名词对应。譬如，在英语里有puerperium一词，一般译为产后期、产褥期。但是，我查阅了著名的工具书——Webster’s New World-Medical Dictionary（韦氏医学辞典），这一单词被释义为：The time immediately after the delivery of a baby（婴儿出生后的立即时刻），显然immediately一词不会是国内医学教科书的“产后15天”，更不可能是6~8周了。因此，国内有的人将产褥期等同于puerperium是不合适的。事实上，puerperium所关注的是一种产后热（puerperal fever）的疾病，因为在生产后不久，例如1~3天内，子宫（通常胎盘位置）可能遭到感染，所以出现了出热症状。按此逻辑，puerperium限定的时间一般不超过3天，甚至应该局限在产后几个小时之内。但是国内许多妇科书籍所云之“产褥热”或“产褥感染”，对应英文为puerperal fever和puerperal infection，这是把“产后”和“产褥”混淆了。另观一些英汉词典，把childbed翻译为“产褥”、“分娩”，但是很显然，如果产褥等于分娩的话，那么产褥期即俗称为坐月子，怎么可能是分娩呢？所谓分娩应该是准备生产到婴儿脱离子宫、出生的这段过程。但是在国外（我国亦如此），生产之后有休假则是非常普遍的，通常也纳入法律之中，就是说产妇休假，工资照发；此外，丈夫也有几天的假期。产假一般时间从几周到几十周不等，诸如福利待遇甚好的北欧国家，丹麦给52周的产假，挪威给56周，瑞典多达480天（约68周，但并不是全给工资的）。但是，在美国是没有产假的，如果想要12周的产假，则是没薪水的。虽然全世界多数国家都给产假，并且还照发工资，但是这些国家的产妇们很少像中国人这样坐月子的。

似乎扯远了，这本来和动物是否坐月子的问题不太着边。我只是想弄清楚坐月子的概念，至于上边的妇产科学中一些概念的定义，妇科专家来解释最合适了。我的“考证”不足以为凭。不过，我大致认为，坐月子是中国的一种中医传统文化，没有太实际的生物学意义。上文中关于动物方面的论述，更可以印证此观点。

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“万物生长靠太阳”；

“太阳光给我们送来了光和热”；

“绿色的叶片可以利用阳光把水和二氧化碳做成动物和植物都需要的‘面包’”……这些似乎已经是人所共知的小儿科知识。

不过，泡在地球原始海洋中第一个生命体可不是这么认为的。

能量来自“热水锅”？

在一口热水大锅里，一个生命体正在慢慢分裂，变成两个一模一样的个体，转瞬间，刚刚分裂出的新生命体又被扔进了冷水锅，这时，冷水锅里的生命原料会依照这个生命体的模样组装出新的“拷贝”，直到下一次被扔进热水锅，分裂出新的个体。

这些听起来就像神话故事或者玄幻小说中的桥段，不过，依照最新的进化理论，这是不折不扣的地球生命的进化正史。

依照最新的生命演化理论，最初的地球生命就是一小根线状的RNA（核糖核酸）分子加上一个脂类分子外壳。RNA分子是重要的模板，分散在水环境的核苷酸分子会依照RNA的模样排排站队，同时相邻的核苷酸分子会粘合在一起，形成一个与模板RNA交缠在一起的RNA分子，这些过程在一个冷水区域完成的，随后，他们会被水流推向热水区域，缠绵的新老RNA在高温下分离，脂分子膜也一分为二，新的生命就诞生了。在这个过程中，核苷酸与RNA模板的结合，以及核苷酸之间的连接都是自发的。惟一需要用到的能量，就是热水池中把缠绵在一起的新老RNA分子拆散的热能。

可是，这种自发的过程的弊端也是显而易见的，拼装效率低，不能保证拼装的准确性。好在没过多久，有蛋白质分子冲进脂分子外壳，与RNA分子拉帮结伙协助拼装，最终绑定在了一起。不过蛋白质机器是需要能量来开动的，并且，如果简单地用热水来提供能量，只能像煮鸡蛋一样，把蛋白质“煮熟”以至失活。

那么，能源从哪里来呢？

细胞中的“拦河大坝”

三峡大坝的机房里，水轮发电机的叶片被大坝上游冲下的江水推动旋转，蕴涵在水流中的能量变成了电能，并入电网。我们在电力驱动的地铁列车上上下下，品着电热咖啡壶中飘出的浓香，看着电脑屏幕上绚丽的画面，毫无疑问，电力是目前人类社会通用性最强的能源。

其实，在细胞中也存在这样的通用能源，那就是三磷酸腺苷（ATP，有时也被称为腺苷三磷酸）。小到DNA复制，大到细胞分裂和细胞伸缩运动都少不了他们的身影。这些由一个腺苷和三个磷酸分子顺次拼起来的分子力道之所以巨大，关键是尾巴上的两个磷酸之间的就像有一个压紧的弹簧（高能磷酸键）一样，一旦需要就可以断裂，释放出巨大的能量，把蛋白质送到合适的位置，或者把二氧化碳和能量同时“压缩”在葡萄糖里。在你读这段文字的时候，大量的ATP正在被你的眼睛、大脑，还有点鼠标的手指消耗着。

在细胞中，确实有“拦河大坝”，不过蓄积的不是水能，而是H⁺浓度。就像水会从高处流向低处一样，H⁺也有从溶液的高浓度区域向低浓度区域“流动”的倾向，并且它们的流动也像水流一样，可以推动“水车”或者“水轮机”。为了蓄积这些能量，细胞中的一些膜结构（类囊体膜）开始充当水坝，并且这些膜上还装上了发电机——ATP合成酶，当“水坝”两边的H⁺从高浓度一侧流向低浓度一侧时，就推动ATP合成酶，生产出所有生命的通用能量——ATP。（PS：病毒之所以非要寄生在其他细胞身上，就是因为它们没有合成ATP的系统。）

生命能源问题貌似迎刃而解。不过，在发电过程中，水坝上游的存水会因为下泄而越来越少，又该如何补充呢？对于，三峡大坝来说，海水被太阳光加热至后，变成水蒸气，继而被送上高原，成为循环不息的天上来水。那么在细胞中，如何把H+“抬到”膜结构的高浓度一侧呢？

坚守在无光的世界

在地球诞生最初的日子里，由于地壳运动活跃，海洋中几乎到处都有向外吐热水的喷口。除了高温，它们还给生命送来了“燃料”——H₂。H₂燃烧可以把火箭推上太空，烧开水自不用说，不过在细胞中可得温柔一些。最初的那些生命（古细菌），选择了二氧化碳而不是氧气（说实话，那时候地球上也没有什么氧气，光合作用还没开始）作为助燃剂，燃烧后释放出甲烷。有了燃烧清洁能源提供的能源，自然可以搬运H⁺了。 

（至今仍有些生物生活在海底热泉附近，终生不与阳光发生一丁点关系。）

很遗憾，到目前为止，我们对这些古细菌利用氢和二氧化碳的过程的了解还很少。不过，你也不用担心，因为这种“燃烧供能”很快就不是主流了——随着地球地质活动的减缓，海洋中热液喷口越来越少，喷出的氢也成了稀缺资源。

最终，一个不愿看地球脸色行事的细菌站出来说，“我们要用光！”

一个新的时代就这样开启了。 

阳光捕手

用微波炉煮粥热饭已经成为我们生活的一部分，在微波炉中，微波扯着水分子猛烈晃动，微波的能量就变成了水分子运动的能量，这样食物就被加热了。

同样是电磁波的太阳光，跟微波炉里的微波在本质上并无区别，它们身上都携带着能量可以作用于个头更小的电子。我们可以把原子核看成地球，电子就像在周围运行的卫星。如果要把卫星送上高空的轨道，需要火箭提供动力，相应的，当卫星从高空轨道返回到低轨道或者地面时，则会释放出能量。同样在电磁波的作用下，电子可以在轨道间跳来跳去（跃迁），吸收或者放出能量，更重要的是，这种电子的跳跃行为，可以在原子之间传递，当一个原子的电子从高轨道跳下后，能量传递给旁边原子的电子窜上高轨道，太阳光的能量就这样在专门的原子间（天线分子）传递下去，直到能量被汇集到一个反应中心分子身上。

由于收集到的能量巨大，反应中心分子的电子连同大量能量一下就被“崩飞”了出去，沿着“H⁺大坝”开始奇异之旅。在高能电子“飞行”中，一个叫PQ的醌类分子会把它拦下。为了正负电荷的平衡，PQ会在“H⁺大坝”的下游俘获一个H⁺，当它把再次把电子投出的时候，会把H⁺释放到大坝上游。这样一来，H⁺就被源源不断地送上了大坝，从而形成H⁺浓度差，推动ATP合成酶运转起来。

当然，在这个过程中，还有一大帮辅助分子帮忙，辛勤地进行电子传递和能量输送过程。于是，大名鼎鼎的光合作用开始了，地球生命史迎来了辉煌的篇章。今天，我们还能从光合细菌身上看到营建第一个“H⁺大坝”的生命的影子——原始、简陋，却孕育了生命的未来。

顺便提一下，这里所说的电子轨道高低，是指轨道能量的高低，与电子到原子核之间距离的远近没太大关系。电子在原子核外的轨道并不是连续的，只有能量合适的电子才能运行在特定的轨道上，当然要在这些轨道间跃迁也需要特定数量的能量。也就是说只有特定能量（即特定波长，因为波长跟能量呈反比）的电磁波才能驱动这个过程。太阳光是个不同波长的电磁波搅和在一起的大杂烩，所以特别颜色的光被吸收，如今我们看到的满眼绿色，实际都是植物“吃”剩下的残羹冷炙。

（在适合波段的光的作用下，质子被送上叶绿体中的“光合大坝”，并从ATP合成酶（图片下部）处倾泻而下，合成ATP。）

另外，光合反应中心在电子传递游戏中投出了第一个球，为了维持正负电荷守恒，它需要从其他地方的抢电子。最初，在光合细菌中提供电子的是硫化氢（H₂S），这种东西在地球上可不多。后来，水分子中的电子成了新兴的蓝藻的掠夺对象，同时氧分子被释放了出来（我们赖以生存的，就是光合生物的代谢产物！看来被光合生物戏耍的还不只是我们的眼睛）。

（蓝藻的出现勾勒出绿色世界的轮廓。）

为了陆地上的阳光

光合作用运转起来，最初的能量收集工作都是在海水里进行的。很快（地质历史的一瞬间，其实也过了好多亿年），随着陆地面积的不断扩张，开始有不安分的家伙要到陆上一搏了。

对于初来乍道的光合生物来说，陆地可是个凶险的地方：水分稀少，空气干燥，紫外线强烈。为了避免被烤焦和保证光合作用的顺利进行，一个被我们称为叶片，细胞间有着细致分工的“集团”建立了起来。

为了保存水分，集团组建了一只护卫队将工作场所紧密地包裹了起来，这就是表皮。这些紧密排列且透明的细胞不仅可以牢牢锁住水分，它们还准备了类黄酮等色素，将大量紫外线从阳光中截留下来，降低对进行光合生产的细胞的伤害。

然而，仅有坚实的表皮还远远不够，因为光合作用还需要进行气体交换。如果表皮仅仅是一层严实的外壳，那二氧化碳也进不去，氧气也出不来，整个反应也就无法进行了。因此植物在表皮上还留下了许多可以开合的进出关口——气孔。有了这些关口，植物就可以在适当的时候引入二氧化碳放出氧气，并且可以在水分过多时，适当排出水分。这样一来，表皮内部的细胞（叶肉细胞）就可以安心的进行光合作用了。

（图片中的一张张“小嘴”就是植物的气孔，掌管着植物跟外界的水分和气体交换。）

后来，植物向高山、极地和戈壁等等极端环境挺进，“光合生产集团”也在做相应的部署：低矮的长相和厚厚的表皮，帮助高山植物抵挡强烈的紫外线；把进行光合作用的细胞搬到茎上，帮助沙漠植物节约了水分；细胞糖浓度和离子浓度升高，帮助极地植物御寒。就像人类开发核动力装置，反物质引擎以进行星际探索一样，生命世界也在不断摸索着新的能源供给。

（以高山上的雪莲为代表，“光合生产集团”将触角伸向可以想象到的每一个有光地方。）

新的物种就这样不断产生出来……

说起来，也许，还有我们完全陌生的生物能量系统，正在月球和火星上等待我们的发现。

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等待飞飞出生的时候，护士拿来了一摞“要不要捐献脐带血”的表格。不捐，没关系；要捐，就填表，以便她要根据填好的表格通知接生的医生做准备。

于是，“脐带血保存”这个事情再次进入我的大脑。

1、

几年前飘飘出生，有朋友问我：脐带血保存了没有？按照他的说法，现在到处宣传保存脐带血的重要性，不把这笔钱花了都不好意思跟人打招呼——现在孩子这么金贵，要是不为孩子购买这份“生命保险”，总觉得自己不负责任，甚至多少有点负罪感。

他是个工薪族，保存脐带血的那笔费用虽然可以承受，但也不算轻松。但比起费用，他更关心的是：这个东西有多大用和保存的可靠性有多高。

我说听说过这事儿，不过产科医生和儿科医生都没有提过建议保存，我随便看了一下介绍，也觉得没什么必要，就没有保存。至于可靠性倒不是问题，从技术上说，长期保存血液难度并不大。因为我没有推销个人观点的嗜好，也没有问他最后交了那笔“生命保护费”没有。

我问那位护士那些表格是干嘛的。她说是脐带血库收集脐带血用的。跟献血一样，如果愿意就填表，孩子出生之后产科医生就把脐带血收集起来交给血库。这些血将来会被提供给公众或者科研机构使用。如果不愿意，就不用管了，医生会把脐带直接扔掉。

作为两个在生物医学领域边缘混迹的“科学人士”，孩子的妈妈和我对于建立这样的公用脐带血库是完全支持的。于是填了那一堆表格。

2、

但我感到好奇：美国的医生根本没有向我们推荐为自己的孩子保存脐带血。在飞飞出生之后，我忍不住探究了一下个中原因。

干细胞移植是现代医学中一个极其热门的话题。对于许多血液和遗传方面的疾病，干细胞移植可能是救命的手段。而本来要丢弃的脐带血中含有相当多的造血干细胞，又不存在配型的问题，因此被视作婴儿出生时宝贵的“副产物”。（来自他人的干细胞存在“配型失败”的风险，一个人与兄弟姐妹配型成功的可能性是25%，而与其他人配型成功的可能性就更低了。）

“自己的脐带血永远不会配型失败，保存自己的脐带血，以备将来的万一”成了保存脐带血的“理论基础”，也成了许多商业性保存机构宣传的诉求。

不过，美国儿科学会不推荐自己保存脐带血。他们认为，“保存脐带血”的营销方式主要是在利用孩子出生时父母脆弱的感情来得到认同，却在其中隐瞒了许多事实。

在美国儿科学会的公告中，专家明确指出了：使用自身干细胞来治疗疾病目前还主要是一种设想，而不是现实。

——虽然理论上说是可能的，一些实验也显示这样的疗法将来可能成为现实，但是这个“将来”有多远？

3、

那些存血机构经常宣称近在咫尺，科学家们却没有这么乐观。

另外，脐带血的数量是有限的，通常只有几十毫升。这几十毫升脐带血中，包含的干细胞数目，只够针对儿童的移植，

这意味着，这份保险要发挥功用，只能在一个有限的有效期内，而这份有效期，并没有商业宣传中形容的那么长。

虽然将来的医学发展有可能减少对脐带血量的需求，但这同样只是一种还没有科学进展支撑的“希望”。最重要的是，目前没有科学数据支持“使用自己的脐带血是有效的”。

商业机构的宣传，着眼点仅是“自己的脐带血没有配型的风险”，却避开了另一个问题：如果疾病是来自于遗传因素——这在血液病中很常见（比如白血病）——那么自己的脐带血干细胞也会携带同样的基因，因此并不能真正解决问题。

从逻辑上看，科学家们将来或许能够解决这个问题——因为我们无法知道将来的医学会发展到什么程度，无法知道这种可能性能否实现、何时实现。但是，商业机构却把“可能”渲染成了“现实”。

基于生物医学发展的现状，世界骨髓捐献协会（WMDA）、美国儿科协会（AAP）以及欧盟都不鼓励普通人保存脐带血以作“生命保险”。这些机构认为，只有当一个孩子具有血液或者遗传方面的缺陷，保存相同父母的其他孩子的脐带血才被认为有现实意义。

有了儿科学会的明确态度，就不难理解医生们不为商业存血机构做推销了。在美国，如果医生不顾科学事实和儿医学会的公告，为商业存血机构做了推销，会被当作违反了职业规范。如果这医生还从存血机构获得了某种利益，那么问题就更加严重。

不管是飘飘或飞飞，从孕育到出生的10个月中，我们没有收到过保存脐带血的宣传。

4、

即使是捐给公共的脐带血库，医院也没有做任何有倾向性的介绍，只是很轻描淡写地通知了我们有这么一回事而已。捐献后，对于个人没有任何好处，只有一张血库发来的明信片。医生和医院也得不到什么利益——血库会为取血的医生提供一点劳务费，不过据说多数医生也放弃了，而把取血的劳动作为一种公益。

事实上，现在世界上有很多脐带血干细胞移植治疗成功的报道，但是这些干细胞，并不是来自自己的脐带血。

这就要说回来：我为什么要捐献脐带血？

因为我知道，建立公用脐带血库的意义在于，让社会上多数的脐带血都进入公用的“脐带血库”，虽然不相关的人配型成功的概率很低，但只要可选的样本量很大，依然存在配型成功的很大可能。这是个很简单的算术题：即使异体配型成功的概率低到万分之一，但只要有了10万个可选的样本，配型成功的机会依然可观。

可惜的是，当国外捐献脐带血成为主流的时候，我们还是停留在“为自己留下希望”的虚虚实实的宣传之中。

————————来自另一位新妈妈级松鼠Denovo的非专家连线————————

比起骨髓造血干细胞来说，脐带血造血干细胞移植最大的优势在于：比较不容易产生排异反应，这是因为脐带血尚未进行免疫分化，因此不容易造成宿主免疫系统的排斥。即使是异体移植，如果配型成功，病人成活几率较高。目前西方的公共脐带血库远远大过中国的，这意味着西方人寻找配型将更容易些。

 而对于自体移植来说，最大的问题是两点，云无心在文中都有提及：

1，倘若是遗传因素导致的疾病，自身干细胞将无法治疗，因为干细胞中也存在同样的遗传因素

2，脐带血干细胞数量稀少，单份脐带血移植供给成人远远不足。

以我家小松鼠的脐带血为例。收集到的血量一共是49.72毫升，其中带核细胞数为2.99×10^8，即近三亿个。

这个数目看似很高，但成功进行脐带血移植的最低要求是，受体（即病人）每公斤体重需要三千万带核细胞，越多越好。以一位成年人（假设70公斤重），要成功进行脐带血移植，就需要二十亿带核细胞，这数目要比脐带血中的高出一个数量级。

现在，“脐带血干细胞扩增技术”（通俗地说，不断复制脐带血干细胞，以大量增加数目，用于成体移植）是一个热门研究领域。难点在于，干细胞在增殖过程中很容易产生分化，从而失去其部分多能性（pluripotency），不能分化为所有的血液细胞，也就无法治疗疾病。而且，现在扩增出的干细胞主要还是靠表型测定来定量，但是我们并不十分清楚，同样表型的扩增干细胞，是否仍然具有原初干细胞同样的分化能力。有一些研究表明，扩增干细胞要达到同样的效果（例如在治疗白血病时，要在一个月之内产生多少白细胞），需要的量比原初干细胞为高，也就是说，扩增干细胞中的确已经有部分失去其多能性。

另外，公共脐带血库收取血样的标准（主要是在血量和干细胞数目上）比商业机构高很多，也就是说，即使是签署了捐献协议的父母，孩子脐带血经过严格的质量检查后也未必能够进入血库，而商业机构为了满足家长，即使细胞数目较低也会进行保存。

不过，在新加坡，只要签署了捐献协议，不论脐带血是否能够进入血库，将来都有优先搜索使用公共血库的权利。

虽然我叽叽歪歪了这么多，貌似保存脐带血只有千万分之一的意义，但是，在小松鼠爸爸的要求下，我们还是为小松鼠保存了脐带血。用她爸爸的话来说：万一将来扩增成功呢？万一可能用到呢？我不想冒哪怕千万分之一的后悔的风险。不就是交钱吗，钱能解决的事都不是大事！

（我替他补充：可是宝宝的事都是大事！我时常觉得，跟这个亲爹相比，我整个儿就是一后妈呀。）

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 1 、

在朋友家玩，她的女儿正蹒跚学步，不小心摔倒了，抬头看着朋友。 

朋友说：“没事儿，没事儿，起来吧”，甚至没有起身去扶的意思。

孩子挣扎着站起来，继续摇摇晃晃朝前走。朋友的解释是：“小孩子重心低，摔了也摔不疼，要是大惊失色地跑去抱她的话，反倒可能让她觉得很严重——孩子摔倒了哭，多数时候不是疼，而是被父母吓的。”

第一次看到影视剧中“有人害怕打雷”的情节时，我很惊奇，甚至有点难以理解：作为农村长大的孩子，看到雷鸣电闪，我们还有一些兴奋呢。

渐渐地，我又发现，影视剧中，被渲染成“害怕打雷”的孩子往往生活在“万千宠爱在一身”的环境，于是生了怀疑：对雷电的害怕会不会主是要被大人们强化而成的？——要知道，在农村长大的我们，第一次见到雷电时，往往不会有长辈过来搂抱，于是，一次又一次的刺激过后，对响雷先天的恐惧淡化了。

2、

1岁多的女儿飘飘成了我的实验对象。有一天，飘飘的妈妈不在家，外面突然开始打雷下雨，我获得了宝贵的实验机会。

第一声雷响的时候，飘飘还是被吓了一跳，我说：“没关系，这是打雷，飘飘不怕，不怕。来，来，来，看看，打雷是这样的，轰隆隆——轰隆隆——”听到我的“雷声”，飘飘开始大笑。

再往后，每当有雷声传来，我就说“听，听，打雷喽，轰隆隆——轰隆隆——”，飘飘就接着乐。

我顺势逗她：“来，飘飘也打个雷吧！”，她便“轰隆隆……轰隆隆……”

我们还热衷这样的游戏：“打个雷吓唬妈妈吧”，飘飘“轰隆隆”，妈妈配合地作出害怕的样子，飘飘哈哈大笑。

有一天在路上，空中有雷声传来。飘飘问：“这是这么声音呀？”

我答：“这是天上在打雷啊。飘飘也会的呀，来，飘飘打个雷吧。”

她又开始“轰隆隆”。

3、

可惜的是，我们住的城市并不经常打雷，关于她到底怕不怕打雷，我没有太多机会验证。

但代号为“车库门的声音”尝试得很成功。

每次开关车库门，会发出“咯咯吱吱”、不怎么让人愉悦的声音。第一次听见，飘飘吓得跑过来：“要抱”。

我说别怕，那是开车库门的声音而已。我抱着她又去摁开关，门再次启动，她还是吓了一跳，不过看得出，已经不象第一次那么严重。

接着，我又让她自己摁开关，车库门开了。当她发现那“咯吱”的声音是由自己摁开关产生的，开始有点兴奋。

如此饶有趣味地玩了几次。有一阵子，只要有事出门，飘飘便主动要求：“抱我去开车库门……”

4、

说回前面那个“摔倒了自己爬起来”的问题。这一点，我和飘飘妈妈达成了共识：让她自己爬起来。

自从飘飘学会走路后，不管在哪儿摔倒，她都不会望向我们求援，而是自己爬起来。

前段时间，在幼儿体育馆玩耍的时候，飘飘不小心在平衡木上掉了下来。也许是第一次从那么高的位置摔下，趴在地上的时候，飘飘抬起头看着我，一脸“好犹豫、是不是要哭一下”的表情。

我坚持说：“起来吧，没关系的。下次小心，就不会摔下来了。”于是，她自己爬了以来，过了一会儿，又爬上了平衡木，嘴里还念念有词：“飘飘小心点……就不会掉下来了……”

其实，生活中有许多令我们恐惧的东西，可能本身并没有多么可怕。只是我们从小被告知“那东西很可怕”，说的多了，也就生了怕。

现在，“早教”越来越成为一种时尚。但我的想法是：如果“早教”只是给她创造一个温室般的环境，往她的大脑里塞进汉字、古诗或英文之类的“文化知识”，我宁愿做一个“不负责任”的另类——把她暴露于她所能够应付的“危险”之中，让她逐渐认识一个更加真切的世界。

——————————————非专家连线的分割线——————————————

以下是量子熊猫来自认知神经领域的解读：

有一项小阿尔伯特的实验——那是一个上世纪初的研究，用今天的眼光看，既不规范，也违背了科学研究伦理，但对于我们理解人类行为有着很好的启发意义。

小阿尔伯特是一个普通婴儿，一开始，他对毛绒动物没有任何恐惧感，还会和动物玩儿。但是，像其他婴儿一样，他会被巨响吓哭。实验者每次在他接触毛绒动物，如小白鼠或者小兔子时，就突然发出巨响，小阿尔伯特自然哭起来，感到非常害怕。一段时间以后，他的恐惧行为和毛绒动物产生了“连结”，只要看到毛绒动物，就会大哭。

（最后，小孩被家长领走，我们不知道之后他的行为。）

 是仅就现有的例证，行为主义者就提出：我们对某种事物恐惧等情绪反应，归根结底是形成刺激反应的连结，而我们的各种复杂的情绪和行为，都可以用这种“连结”解释。

后来，这种将复杂行为看作刺激反应连结的思想受到了越来越多的攻讦，站不住脚了。

但是，其中一些基本原理仍然可靠。一个例子是，在戒除成瘾行为的治疗中，可以采取将成瘾物和令人厌恶的刺激（如令人作呕的味道）同时呈现的方式。一段时间后，成瘾行为就会与恶心连结，从而降低这种行为的发生。而想要矫正一些不良行为，如恐惧，也可以将产生恐惧的刺激和不可怕的事物反复呈现，参与者可以感到恐惧减轻。

就像文中所描述，云无心用各种舒缓的刺激，比如微笑、家长平静的语调、有趣的情景等，产生它们与新异刺激的连结，使飘飘能够有良好情绪反应。

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今天是惊蛰，24节气中的第3位，立春、雨水之后就是惊蛰。

按照古老的说法，是春雷惊醒了蛰伏在泥土中的昆虫（现在我们知道唤起虫子们的，不是听觉，而是温度），它们醒来，蠢蠢欲动，伺机而出，顺便提醒勤劳的人们，该加油干活了。

复苏的昆虫，还有耕夫挥汗如雨的昂扬，这是新生。

去年，曾看到一则新闻：一位母亲，克服了种种阻挠，将汶川地震中丧生的双胞胎女儿的骨灰，终于在地震发生的1年后，请艺术家创造成了泥塑，花型很特别，不是莲花，不是玫瑰。这位母亲说，像从前一个母亲节孩子们送她的一朵不知名的花，是生命之花。

借由艺术家的灵感和陶土烧制的技术，无形的精神不灭变为可见的物质永恒，这是新生。

对于松鼠们来说，有3位小松鼠宝宝齐齐约好，选择2009年来到这世上，这是新生；2010年的第一天，“科学松鼠会”群博全新改版，资讯板块全新上线，这也是新生；

而对于你我来说，每个人都在作别上一刻的自己，每一刻都是新生。

新生可以是寒武纪的“生命大爆炸”，比王菲的同名曲目更精彩：多细胞生物大量起源，生物种类剧增，奠定现今几乎所有动物的形态构架； 

也可以是第一颗光合细菌建起了氢离子大坝，推动ATP合成酶的运转，开始了大名鼎鼎的光合作用； 

新生可以是婴儿，牙牙学语吐出第一段字节，蹒跚地迈出第一步，遇到闪电雷声，不再被吓哭，而能嘻笑面对，勇敢前行；

也可以是大学的新鲜人，正面临着各种烦恼：比如失恋、比如奖学金、选举的利益之争、比如和其他人作息时间不同带来的人际烦恼。

新生可以代表很多，还可以是——

我想起了一段故事，说的是上上个世纪的事了：

在西伯利亚大铁路的小站上，一位晚景潦落的作家踱来踱去等火车，他耷拉着脑袋，闷闷不乐，百无聊赖，老想着前列腺病和债务。突然一辆四轮马车驶来，跳下一位年轻的伯爵夫人，她见过他的照片，认出他是自己景仰的作家，于是向他跑来，躬身行礼，拿起他的右手亲吻。

这故事让9岁的萨特着了迷：

“一个美貌的人儿给他恢复了连他自己都遗忘的荣耀，这叫做新生。”

——by杨杨

专题策划/执行：杨杨

【专题释放顺序】：

云无心：父亲手记之“宝贝，别怕”

云无心：父亲手记之“我为什么捐了脐带血”

史军：光和热，你好哪一口？

张劲硕：动物如何“坐月子”

蓝枫：新鲜人很无奈

ENT：生命大爆炸

老孙：我们都是星星的孩子

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喂喂，本科毕业前途未卜的同学们要不要尝试一下这样的轨迹？先跑去考一个公务员，平平淡淡，结婚生子。过这么七年，再重返学校读硕士、博士、去美国做博士后，然后回国搞研究，在这条量子般随机的路途上走下去…… 好像有一点天方夜谭，但这就是李小英教授的超酷经历噢！ 

——松鼠会办公室实习生淳子

李小英：量子向我们展示一种别样的世界观

文/桂祺莹

向李小英提问实在有些难度。难度不仅在于“量子”的概念之于一般人是这样的陌生，甚至还在于本次获得的采访时间是如此短暂。

 1月26日，第六届“中国青年女科学家奖”在京揭晓。获奖者之一，是来自天津大学精密仪器与光电子工程学院的李小英，她主要从事量子光学、量子信息和非线性光学等方面的研究。

李小英本人并不愿接受一次专访——像这次的其他几位获奖者一样，她总谦虚地认为自己“做的还不够好”。

Q：能否解释一下什么是量子？

A：什么是量子……嗯，是这样，量子是一个不可分割的个体，无处不在，但我们看不见它们，只能感觉。

Q：那可以这样理解吗？我们每次活动自己的身体，也就是在移动无数的量子？

A：可以这么理解，但不是很准确。对于这个理论，想象力要丰富，毕竟是一个全新的世界观，常规的物理定律根本就不适用。以前我们总是先要找到一个实体，再去理解它们之间的关系。

Q：就像一个中间体。也就是我们必须习惯这个不可捉摸的中间体才能理解量子？

A：是的，这需要想象力。

（插播背景资料：德国 P.M.杂志曾对德国物理学家 Hans-Peter Duerr 做过一篇关于“就人类当今狭隘机械的世界观及其改变的可能性”的采访。老头当时说：“量子向我们展示了另一种世界观。去了解它，确实不那么容易，而一旦我们去尝试了，将会触摸到一个更为丰富的世界。在量子的世界，粒子的行为等同于波，反之亦然，它们拥有波粒二重性。这个模糊状态指出了万物的起源—— 一种无所不包的源码，那就是信息。”）

Q：量子研究目前最大的突破是什么？

A：这个话题太大了。最大的突破，不是我可以评价的。很难说最大的突破是什么。比方说，量子通信，如果真要成为一个现实，传输、测量，每一个环节都很重要。量子通信真的走入我们的生活和工业中，这个时候回头看，才好评价哪个是最大的突破。目前，还有很多基础性的东西没有搞清楚。量子还是一个比较新的学科，从实验室技术走向工程技术，是正在推进的一个技术。

Q：能否简单介绍一下您的研究领域？

A：我主要是研究光的本性。通过研究，对光有一些新的认识。光和我们的生活密切相关。光源可以分为三类：第一类光源是最初的钻木取火，还有后来的白炽灯，这是非常伟大的发明，因为它，我们的生活发生了翻天覆地的变化。第二类光源是激光器。激光发明以后，物理、化学、医学的研究有了革命性的进展。现在呢，是研究光的量子特性。量子光学不同于激光，它是非线性光场，它是一个光子一个光子的发射。在量子的基础上研究光，能研究一些光的本质问题。非线性光场装置小型化、便携化，就像激光刚开始发明的时候，是一个很庞大的装置，如果想将激光用到各个领域，就得让每个人能非常方便的利用。我们现在的非线性光场也是一样的，有些大型装置，只有博士训练才能操作，现在会变得很简单，以前需要很复杂操作的，现在按个按钮就好了。这就和PC的发展是一样的，最初是几十吨的大个头，现在是我们能拿在手中的笔记本。只有小型化了，才更好普及。

Q：那现在量子光源有哪些应用呢？

A：可以利用光的量子特性，比如非局部关联，实现一些保密通讯。现在是一个信息社会，信息的保密非常重要。还有就是进行新的编码，进行新的量子变相，更好的探索世界。

Q：能通俗地解释一下量子纠缠吗？

A：量子纠缠就是给予量子力学的这种态叠加原理派生出来的。

有两个粒子A和B，它们在一个系统中产生，把这两个粒子分别发向宇宙中很遥远的地方，尽管它们相距的很远，但如果对A粒子进行测量，B粒子瞬间就会塌缩到一个状态上。如果做一个比喻，就像日常生活的母女，女儿怀孕快生孩子了，她的母亲能不能成为外婆，取决于她生没生孩子。如果她生孩子了，不管她母亲知道或者不知道，她的母亲都在她生孩子的瞬间成为外婆了。大致就像这样的关联。

Q：您手头的工作目前进行到哪一步了？

A：前面已经说过，首先就是把试验装置做得更容易操作、更小型化。一个基础研究推向使用，是需要学科的人发挥聪明才智。如果基本工具能更好，很容易拿到，就能更好的实用化、发展。还有一项很重要的工作，就是搭建利用光纤进行量子信息处理的平台。

Q：看资料介绍，您是8年后才进入科研工作的，为什么呢？

A：本科毕业，我起先做了一名公务员，过上了一杯茶一张报纸的生活，结婚生子。但是7年后，我才发现个人的兴趣依旧在科研上，然后就重返学校读硕士、博士、去美国做博士后，回国工作，在这条路上走了下去。

Q：8年的空白，要重新开始科研工作，一定很难吧。

A：只要真心喜欢，任何时候开始都不迟。关键是要耐得住寂寞，能坚持下去。我喜欢科学，而且科学本身的丰富与和谐优美有助于形成开放的思想和宽容的心态。可以说通过科学研究这个窗口，我触摸到一个更丰富精彩的世界。不觉得起步晚有多难。

Q：如果在您的研究领域，现在有机会得到一个终极问题的答案，您最想问的是哪个问题？

A：我想知道量子力学的一个最基本的问题，这个世界它到底是实在的还是非局域的，也就是说根据量子力学这个测不准关系，月亮之所以在那里是因为我们在看它的时候才在么？这也算是一个哲学问题吧。

Q：那么有关量子的思考也可看做是对哲学问题的思考了？

A：量子那些费解的问题确实没有给局外人留下任何印象，而且让人费解，用语言及其难表达，但不能说是哲学，只是基于一些哲学假设。

【李小英个人介绍】

李小英，天津大学精密仪器与光电子工程学院教授。分别于1985和1998年在天津大学获学士和硕士学位，2001 年从山西大学博士毕业。2002至2005 年，在美国西北大学做博士后。2005年7月起在天津大学精密仪器与光电子工程学院工作。主要从事量子光学、量子信息和非线性光学等方面的研究。2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。她在博士研究生阶段实验演示了连续变量量子密集编码；在美国做博士后期间研制了全光纤偏振纠缠光子对。2005年回国后，搭建了基于光纤的量子光学技术实验研究平台，主持和承担了多项国家和省部级项目，在国内完成了利用光纤产生量子关联光子对的实验，利用包括光子晶体光纤在内的多种光纤得到了纠缠光子，并积极探索其在信息处理中的应用。 

【背景链接】

“中国青年女科学家奖”由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会、欧莱雅（中国）有限公司共同设立，旨在表彰奖励在科学领域取得重大和创新性科技成果的女性青年科技工作者，激励广大女性青年科技工作者为建设创新型国家、构建社会主义和谐社会贡献力量，鼓励引导更多的女性从事自然科学工作。该奖每年评选一次，从今年起获奖者年龄不超过45周岁，名额不超过6名，其中至少1名为在西部地区工作的女性科技工作者。

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如果有些人一辈子都会像少女一般的腼腆，她就是我面前这个一开口就会微笑的女人。话说回来，这就是小庄念念不忘的“高分子人”的骄傲吧…… 番外广告：科学的逃兵可以在科学松鼠会重温往日美好回忆 & 科学松鼠会招募进行中！——松鼠会办公室实习生淳子

李宝会：高分子电脑游戏怎么玩？

文/小庄    协助采访/淳子

在把李宝会称为一位“高分子人”之前，还是有必要来和大家说一下什么是“高分子”，一个听起来很高端的术语，但其实，它所涵盖的内容每天甚至每时每刻都出现在你我的生活里——最常见就是那些塑料、橡胶、纤维。我相信，大街上许多人穿的H&M基本上是化纤，许多人在用的Apple产品也都离不开塑料，更不要说手机、饰品、各种各样的包装盒、器皿……如果有一架功能较强的放大仪器，把以上物品所使用材料拿到下面去透视一番，就会发现搭建它们的基本单元是有着简单重复链段的大分子——分子量在１万以上，此即高分子。

近一个世纪以来，高分子材料工业飞速发展，各国科研界也逐步建立了关于高分子物理与高分子化学的学科研究，特别是最近这些年，具有特殊功能的生物医用高分子、光电磁功能高分子、高分子分离膜等新材料不断涌现。与此同时，高分子物理的基础理论也得到了较快的发展。正是在这一背景下，2001年，参加完一个上海交大组织的学术交流会归来，南开大学物理系教授李宝会放弃了原来的研究方向，转而做起了高分子物理。在更高的层次上，高分子被归类于软物质。

“做这改变挺难的，因为确实是完全不同的领域，但考虑到原先的方向有点窄，还是下定了决心。”如此选择不可不说相当明智，在恩师丁大同教授的鼓励和支持之下，她在接下来数年中综合运用“软凝聚态物理方法”以及“分子模拟技术”阐明了典型软物质—嵌段共聚物自组装材料的微观形态结构及其演化规律，为可控制备新型纳米器件、纳米反应器等提供了有力的理论依据，并对“软物质体系”中的一些基本问题进行了探讨，在国际刊物发表SCI论文50余篇，得到国际同行的高度评价。

1月26日，在“青年女科学家奖”颁奖现场见到这位成绩斐然的女教授时，我们惊讶于她的柔弱外表和好似女大学生一般的腼腆，但展开交谈即发现外表仍很年轻的她有着经过历练而来的亲切与耐心。后来的采访中，她娓娓将自己从外界眼中看来颇显高深的工作为我们做了一番深入浅出的解释，听起来也是十分好玩——犹如一款电脑游戏，只不过，角色设定为一条条链状聚合物。

3年多前，明尼苏达大学教授、同时也是高分子领域内重量级期刊Macromolecules的主编Timothy Lodge领导的研究团队所做一项工作引起了李宝会等人的注意，Lodge组通过实验对一种星形三嵌段聚合物在稀溶液中形成的胶束进行了研究，发现它们会自组装形成大量有趣的形态，有的是有横向结构的囊泡，有的是碗状的半囊泡，还有的呈现为多边形的片层，甚至有的长得如同节虫，有的如同汉堡，有的如同树莓，这个小组不仅对这些形态进行了详尽的总结，并就此展开了理论方面的探讨。“因为这个体系和我们当时在做的蛮接近，只不过我们的还只是两嵌段，所以受到了启发，想到也去组建一个三嵌段的模型来进行计算机模拟，看看会出现什么样的结果。”于是李宝会和同事、学生们一起就这个想法提炼出了一些建模的元素，继而编程测试，调整参数，确立了这个课题——对杂臂星形三嵌段聚合物在溶液中的自组装行为进行了模拟研究。

模型聚合物由一条“亲溶剂”嵌段和两条“斥溶剂”嵌段所组成，不同嵌段之间互不相容。这就决定了在不同嵌段之间以及嵌段和“溶剂”的作用过程中，会因为“亲”和“斥”两股力量之间的缠斗，而出现复杂的表现形式。由于是计算机模拟，和实际合成还是有很大不同，比如为了避免将运算变得过度繁复，模型中不使用真实的单体，而只选择一些具有代表性的链节，“这是一种粗粒化的处理，每个链节对应于多个单体的组合。”实验中每种嵌段可以有不同的化学成份，还可以有不同的溶剂，模型中就表现为嵌段之间、或嵌段和周围环境的不同相互作用，大约在2008年初，他们看到了第一个“胶束”，“过程还是比较顺利的，也没有过度惊喜，因为基本上也猜想到了就会是这样。”

这个工作最终发表在2009年5月的《美国化学会志》（the Journal of the American Chemical Society），文章中预言了大量形态各异的胶束，除了Lodge组已经观察到的那些，还有一些实验中没有报道过的。他们还发现了一些规律：胶束形态在很大程度上由“亲溶剂”嵌段所占比例所控制，胶束内部的结构则和两条“斥溶剂”嵌段的长度之比有关。李宝会希望自己的工作可以找出一些好的体系，以及预测一些更有趣的胶束，启发做实验的人去观测，去实现。这项工作是非常有意义的，如纳米级囊泡状胶束目前被认为有极其广阔的应用前景，它具有中空结构，如果能在其中置入药物，就有望成为很好的“药囊”机器人，此外，许多科学家也看好它作为纳米反应器的可能。

而她接下去的一项工作也相当有意思，设想是模拟一些带电高分子，“我们把静电的作用考虑进来，这样就会非常接近生物大分子体系。” 高分子链单元上有些离子基团在诸如水之类的极性溶剂中被解离，释放出反离子并使高分子链带电，比如说带正电荷的基团脱落下来，那么剩下的长链就带上了负电，这叫做“聚电解质”。大多数生物大分子都是聚电解质。由于相同电荷之间会互相排斥，相异电荷之间会互相吸引，于是一定能观察到不同的聚集形态。其实“聚电解质”方面的工作一直以来都有人做，应该说这个体系此前已经受到了很大关注，但“大家各做各的，没有统一起来”，即使对聚电解质单链体系，也还没有一个系统性的理论来描述。多链的则更加复杂，目前尚没有统一的理论描述。，这种群雄逐鹿的局面让李宝会跃跃欲试。

每年要招收1~2名博士生，一个人支撑一个偌大的实验室，繁忙工作之余，李宝会还要照顾12岁的可爱女儿，对于这样一位“物理学家妈妈”，小女孩是怎么看待的呢？“她倒没有显出多么敬佩我，虽然有时候来到我办公室，也表现出一点点好奇。我们是做计算机模拟的，也就是对着一台电脑，现在的孩子啊，早就开始用电脑了，觉得这算什么嘛！”

Q：您对女性美怎么看？

A：美不仅是外在的天赋的美，还是内在的气质。

Q：这次入围中国青年女科学家奖想感谢谁？

A：想感谢的人很多，一路成长来的老师尤其是研究生导师，丁大同教授，还有张光寅教授，他们教会了我如何敬业、如何奉献。

Q：过去一年里你的领域内最令人激动和兴奋的进展是什么？

A：过去一年这个领域内有许多令人激动和兴奋的进展，如与DNA相关的自组装以及模仿生物体系的复杂多极自组装等。和我的研究最相关的是利用嵌段共聚物自组装的形态结构实现纳米尺度刻蚀。

Q：从你的领域出发，幻想中的未来是怎样呢？

A：能用计算机模拟更复杂和更接近真实的微观世界，为更多新材料的设计和制备提供系统的理论预测；人类有一天或许能够通过分子模拟再现生命的复杂自组装过程，从而揭示生命的奥秘，促进医学的发展。

【李宝会简历】

南开大学李宝会教授1984年考入南开大学物理系固体物理专业，后攻读物理系凝聚态物理专业硕士、博士研究生，于1994年留校任教。自2001年至今，李宝会任南开大学物理科学学院物理系凝聚态物理教研室主任，先后获得国家自然科学基金、教育部高等学校骨干教师资助项目、教育部新世纪优秀人才支持计划和国家杰出青年科学基金的资助。

【松鼠办公室实习生淳子小姐对李宝会的印象】

西装衬得人很娇小、格子衬衫、羞涩、朴实、安静、温婉地笑、近处聊天时注意到很特别的项链闪闪发光、在谈到自己领域的时候显得很高兴、但不是一个天生侃侃而谈的talker。显然，她是一个实干者。喜欢侍弄些花花草草。做家务活的时候，心里面也在想着科学的问题。她坦承第一次出席这样的媒体发布会有些不习惯，但也认为这样推广科学的方式未尝不可一试。经历了数次电话邀约以及此次诚恳的面谈，这个骨子里其实执拗的女人终于答应接受我们的采访。

【背景链接】

“中国青年女科学家奖”由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会、欧莱雅（中国）有限公司共同设立，旨在表彰奖励在科学领域取得重大和创新性科技成果的女性青年科技工作者，激励广大女性青年科技工作者为建设创新型国家、构建社会主义和谐社会贡献力量，鼓励引导更多的女性从事自然科学工作。该奖每年评选一次，从今年起获奖者年龄不超过45周岁，名额不超过6名，其中至少1名为在西部地区工作的女性科技工作者。

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