天文学最浪漫
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天文学是当之无愧最浪漫的学科。比如,我有一次给小学四年级学生讲流星雨,谈到自己2007 年看流星的事情,一个小女孩马上问我:“你许愿了没有?”繁星与明月自然是天文学自漫的要素,但下面这句话可能浪漫得有点流氓:“做个好姑娘,吻我!”
其实这句话原文是Oh Be A Fine Girl Kiss Me.,取首字母缩写就是OBAFGKM,这些字母代表的是“哈佛分类”――恒星光谱分类的基本系统。
这个分类系统由哈佛大学天文台主导,从1900 年开始,到1936 年基本结束,通过对几万颗恒星的光谱观测、测定,把天上的恒星按照氢谱线强弱进行ABC 的分类。后来人们才发现O 型星表面温度最高,大概是30000~80000K,而M 型星只有2000~3500K,在光谱上O是蓝色,M 是红色,于是顺序最后重排成了OBAFGKM。有了“哈佛分类”,才有赫罗图。赫罗图的横坐标就是“哈佛分类”――恒星的光谱型,纵坐标是恒星的光度(一般用它的绝对星等),它揭开了研究恒星演化的序幕。
再来说说“做个好姑娘,吻我”的其他故事。“哈佛分类”工作的领导者是安妮• 坎农,她带领近40 名女孩子,花了近40 年, 用5 架望远镜完成这一工作。顺带一提,她们终生未婚。
1945 年美国为了帮助抗战后中国天文的重建,决定送给中国一架坎农的望远镜。1952 年,当时中国唯一的天文系――南京大学天文系成立,这望远镜得以落户南大。这是坎农的5 架望远镜中,唯一保存至今的实物。
Oh Be A Fine Girl Kiss Me,是天文学专业学生的入门ABC。在男女更平等的今天,Oh Be A Fine Guy Kiss Me,也许这句从女孩子嘴里说出的话,会比流星花园更浪漫。
“有型岛”的枫香
公元1544 年,一艘驶往日本的船只在海上掠过台湾岛。船上的葡萄牙船员发现了这个在他们的海图上完全没有标记的未知岛屿,遥遥地看见它被苍翠茂密的森林覆盖,两个赞美的词不禁脱口而出:Ilha Formosa! (美丽岛!)从此,台湾就有了Formosa(福尔摩萨)之别名。
从词源上讲,葡萄牙语的formosa 来自拉丁语的名词forma,意思是“形状”。Formosa 这个词的构成,和粤语的“有型”颇有异曲同工之妙。所以我觉得不如译做“有型岛”,这样才更贴合原来的词意。
1864 年,已经在“有型岛”采集动植物标本3 年的英国外交官斯文豪,邀请他的同胞、英国皇家植物园邱园的标本采集员欧德汉姆同去那里寻宝。欧德汉姆欣然前往,采集了700 多份标本,其中就包括在我国南方广泛种植的园艺树种枫香树。两年后,在广州黄埔工作的另一名英国外交官汉斯根据欧德汉姆的标本,正式把枫香树的学名命名为Liquidambar formosana,意即“有型岛的枫香”。
又过了100 年,和“有型岛”一水之隔的中国大陆闹起了“”。期间,中国科学院植物研究所主持编写了一部重要的植物手册《中国高等植物图鉴》。在编写图鉴的第二册时,枫香树的学名让专家们伤透了脑筋。按照国际植物命名法规,一个有效发表的植物学名通常是不能随便改动的,可是Formosa 偏偏又是西方殖民主义者起的名字,美则美矣,广大革命群众实在无法接受。最后,科学规则没有敌得住政治的压力,枫香树的学名被改成了Liquidambar taiwanensis,也就是“台湾的枫香”。
“”终于过去了,扼住科学之喉的政治压力不复存在了。在后来的各种植物学专著中,枫香树的学名重新恢复为Liquidambar formosana,连《中国高等植物图鉴》在重印的时候,都悄悄废弃了这个说来可笑的修改。不过这都是人类的折腾,枫香树可不管它是来自“有型岛”还是台湾,照旧年复一年在深秋时节换上绚丽夺目的秋装。
最“潮”减肥手术
胖子总是尝试着各种减肥的办法:节食、锻炼、拉肚子等等。医生们一般也不会闲着,不断创造出奇异的减肥办法。
一开始,口腔科大夫做了一种特殊的牙套,带上可以限制咀嚼动作,想吃东西就不那么容易了。但这种自我虐待式的方法很难推广,胖子们也不太容易接受,很快就成为了历史。然后,外科大夫开始在胃上打主意了。最早的做法是给胃上套一个网兜,限制胃的容量。但如果胖子们使劲吃,胃在“内外夹击”下很容易出问题。现在流行的做法,是给胃上一个环,在食管和胃的连接处,安装一个可以在体外遥控调节尺寸的环。这就像是孙悟空头上的金箍,通过调节这个环的大小来限制胖子吃饭的量。吃饭变成了少量多餐,一次只能吃一点,这样减肥的效果是很惊人的,1 年能减掉超过25 千克的体重。这种“紧箍咒”尽管也需要外科大夫们做手术才能装上,但如果你后悔了,不想要这个了,取下来后,胃还是原样没动――唯一的不便是肚子要被打开两次。
目前还流行一种减肥手术,就是所谓的胃搭桥手术,手术是把食管直接连到肠子上,把胃绕过去。但胃并不切掉,而是挂在一边,这样能非常快速地减肥。
这种新潮手术也有问题,很多人会出现严重的副反应,伴随营养不良、低血糖等问题。但最近人们发现接受了这种胃搭桥手术的超级胖子,在体重大幅度下降后,胰岛素敏感性明显改善,糖尿病消失了。有研究认为,造成这种情况有两种可能:一是减肥后,身体脂肪和肌肉的比例回复到接近瘦人的水平,胰岛素的敏感性得到改善,胰岛承载的负荷也就相应减低。另一个原因是食物不经过胃的处理,直接进入肠道,这样就增强了对肠道能分泌胰高血糖素样多肽1(GLP-1)细胞的刺激。更多的GLP-1 不仅能促进胰岛素分泌,还能促进胰岛的增生。减肥居然能治糖尿病,看上去很不错,不过提醒一下,这种手术只适用于超级胖子。
细菌不游蛙泳
夏天到了,游泳池中多起来的不只是人,还有细菌。虽然同在一个池中游泳,但是我们的肉眼看不见它们,它们所采用的游泳姿势也和我们不同。对我们来人说,在水里蹬一蹬脚,划一划手,总能往前游上一两米。只要收脚和收手的动作慢一点,就不会倒退,再一蹬一划,人就能继续前进。这是蛙泳。但是对细菌们来说,做这么一套动作只能原地不动(假如它们也有手和脚的话)。因为它们收脚收手那一下无论做得多慢,都能把它们重新拉回原处,所以它们来回地蹬腿和划手,只能在原地晃来晃去。难道在它们的世界有一套不同的物理定律?
不同的不是物理定律,而是一个小参数――雷诺数。它反映的是物体惯性和流体黏度重要性的比重。雷诺数越大,说明惯性的作用越大,流体黏度的作用越小。人、鱼、蛙等宏观生物在水里游泳,雷诺数的值都是几千几万的,这说明惯性的作用远大于黏度的作用,水的黏度几乎不用考虑,腿一蹬,光靠惯性就能跑很远。但是对于细菌来说,雷诺数则为几万分之一,黏度的阻力是主要的,惯性则几乎没有用。对它们来说,在水里移动,相当于人要在糨糊里游泳一样困难。
1977 年,爱德华• 珀塞尔提出了一个定律:在低雷诺数条件下,任何对称的周期往复运动都不能实现净位移或净速度。这就是说,细菌可以采用某种不对称的、不回复的运动方式来实现在水中的移动。事实上的确是这样的,那些长有长尾巴的细菌,就是用一个马达把尾巴往一个方向甩动实现速度的,还有的细菌通过不断地吞吃和排泄来实现移动,这些都是只有一个方向、不对称、不往复的运动。科学家们还在积极地建立类似地模型进行试验,以便将来能制造出在体内自主移动的医用微型机器人。