人类的不解之谜

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生命是如何起源的？宇宙又是由什么组成的？我们为什么要睡觉？《连线》杂志为您介绍了当今科学界面临的难题。本刊特为您节选以下几个问题：

我们为什么要睡觉？

英语中有一句俚语：如果你贪睡的话, 你就不会赢了。但所有的动物都需要睡觉。如果剥夺了人们睡觉的权力，那么他们的死亡速度会快于比人因为没有食物而导致的死亡。没有人知道真正的原因是什么。

很显然，睡眠可以使人的身体得到休息，但是看电视也能达到同样的效果。答案一定在于人的大脑。一个主流的观点认为，当我们清醒的时候，大脑中会产生（或消耗）某种物质，而睡眠能够去除（或补充）这种物质。这种说法是有一定道理的。夜里的某个时间段，大脑处于一种能量保存的空闲阶段，这一阶段被称为慢波睡眠（slow―wave sleep）。大脑在此阶段解除了保持意识的责任，可以集中进行清理工作。

问题是每个夜晚的另外一段时间，大约是一刻钟，这段时间被称为快眼动睡眠期(REM sleep)，在此期间大脑得不到任何休息。快眼动睡眠代表着眼睛的快速运动，它与生动的梦境是一致的，暗示着它在巩固梦境记忆方面发挥了作用。虽然抗抑郁药能够抑制快眼动睡眠，但是服用了抗抑郁药的病人却不会失去对梦境的记忆。

无论如何，睡眠时间对人类生命都是至关重要的。也许有一天，某个人能够找出其中的答案。

我们为什么不能预测天气？

几年以前，超过两天以上的天气预报完全不可靠。现在更先进的电脑模型可以让我们精确地预测出一周以上的天气情况。这有助于我们进行商业旅行安排或是决定是否需要在户外的婚宴招待会上搭设帐篷。现在的难题是人们无法建立一种电脑模式来预测几十年或是几个世纪以后的天气。

1961年一位名叫爱德华・罗伦兹（Edward Lorenz）的气象学家利用计算机天气模拟技术预测天气。他发现气象预测中一个微小的数据误差就会带来截然不同的结果，从而产生了有名的“蝴蝶效应”理论：巴西的一只蝴蝶扇动它的翅膀就能在美国德克萨斯州引起一场飓风。

罗伦兹的理论催生了“混沌理论学”，并在气象学家中间造成了一种困扰，这些气象学家试图将尽可能完美的数据输入到他们的模型当中以延长预测的时间长度。

但即使是再精确的预测也不能让人类进行长期的天气预测。为此，气象学家需要了解像大气和海洋之间的相互作用这样的限制条件。美国国家环境预测中心主任路易斯说：“现在的目标将地球模拟成为一个独立的气候系统。然后我们就能够计算出未来将会出现什么样的气象现象了。”

美国《连线》2007年2月编译：符佳林