书城科普一千个问题(下)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))
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第11章

前些日子,戴维·格里芬被一辆货车撞伤,颅骨跌破,高明的医术使他很快恢复了健康,但他再也闻不到丰富多变的气味了。车祸截断了格里芬大脑与鼻子之间的神经。格里芬虽然能尝出食物的咸苦酸甜,但对千变万化的食物气味却失去了辨别能力,再香再可口的饭菜,他都失去了品尝的兴趣,食欲也明显下降了。

据科学家的调查表明,由于意外事故、流行性感冒、脑瘤、过敏性疾病等,大约使200多万美国人完全失去嗅觉;15个脑外伤病人中就有一个醒来后发觉自己失去了嗅觉,照此推算,全世界大约有5000万人生活在没有气味的世界中。

嗅觉是哺乳动物最古老的感觉之一。早在一亿年以前,嗅叶就在动物的脑中形成了,随着生物的进化,嗅觉成了哺乳动物感知世界、适应复杂地球环境的重要武器。初生的幼鼠靠嗅觉找到母亲的****;外出旅行的公狗,每走一段就洒下一些尿液,以便闻着自己的尿液回归家门;草原上的鹿凭着灵敏的鼻子,感知几十里以外的火药味而躲避猎人的追捕。人类在进化过程中,嗅觉也愈来愈完善了。

据观察,二十多天的胎儿就露出鼻的雏形了,后来经过变化,婴儿降生时终于在脸部正中隆起了一座小丘——这就是鼻子。人的鼻子除呼吸作用外,最重要的就是它的嗅觉功能了。鼻子之所以有嗅觉,能闻出世间的多种气味,是因为鼻子里有许多细小的嗅神经分布在鼻粘膜里。有气味的物质小颗粒,挥发到空气中来,进入鼻子,溶解在粘膜表面的分泌物里,与嗅神经相接触,神经将刺激传到大脑,再经过大脑的分析,于是我们就闻到了各种气味。

与某些动物相比,人的嗅觉算不上灵敏,一般能辨别2000种不同的气味。一些特别灵敏的鼻子,能感觉上万种以上,比如香水行业的那些“闻香师”以及酒行业中的“品酒师”等等。

嗅觉不仅能帮助人们提高食欲、感知世界,它对人的心理、情绪、行为也存在奇妙的影响。美国香水界于几年前提供了一项“芳香研究基金”,专门用来资助科学家从事气味的研究。他们希望科学家能发现一些缓解心理压力、促进睡眠和改善人际关系的气味,用于香水的开发制造。日本有家香水公司为工厂、商厦、医院、监狱,开发了一套能输送香气的电脑系统,目的是以气味来缓解现代人的精神紧张,安抚人的情绪。日本研究者发现:薄荷的香气能使人精神爽快,用在生产线上会提高生产效率。

为什么会打喷嚏?

打喷嚏本是一种自然现象,古时候,科学落后,人们不知道为什么要打喷嚏,于是对喷嚏便有各种有趣的说法:人们曾一度认为打喷嚏是危险的,因为灵魂会趁着喷嚏的当儿从体内逃走,“上帝保佑”一声祷告便会使灵魂停在体内。非洲南部的祖鲁人对喷嚏的态度则相反,他们根本不怕喷嚏,相信那是友好神灵祝福的表示。只要小孩一打喷嚏他们便大叫一声“长”,希望那位友好的神灵能让孩子长得高大健壮。古希伯莱人也相信喷嚏是好的,因为它像征生命,死人是不会打喷嚏的。日本人则认为,如果你打一个喷嚏,说明有人在说你的好话,打两个喷嚏是有人在说你的坏话,打三个喷嚏就是感冒了。我国民间也流行着打喷嚏是有人在想你或说你等种种说法。

其实,人之所以打喷嚏,是因为人的鼻腔内的鼻粘膜上有很多敏感的神经细胞,当鼻粘膜受到刺激时,如小飞虫飞进鼻腔、辣椒的辣味以及灰尘等飞进鼻子,就会反射性地打起喷嚏来。打喷嚏对人体起着一种保护作用,它能及时排出呼吸道中的异物或过多的分泌物,保证呼吸道的畅通,避免机体受到刺激物的伤害。当人们患上了呼吸道疾病时,如感冒等初期,由于鼻粘膜首先受到刺激,也会打起喷嚏来。

有关喷嚏,医学史上还有一段有趣的记载。一位美国女学生,从1966年1月4日至6月7日,连续打了154天喷嚏,除了睡觉之外,每四分钟便打一个。由于连续不断打喷嚏,使她的头部和胸中剧痛,吸呼与饮食困难,经常抽筋、呕吐、全身乏力,身有痛楚与生活之不便,实在是常人难以体会的。于是,各方专家纷纷前来诊视,但都无济于事。6月7日,她被送到迈阿密“退伍军人医院”就诊。古殊纳医生对她采用了一种疗法,即在她的两只前臂上安装两个电极等装置,使她每打一次喷嚏,就立即受到一次电击,再打喷嚏,再受电击,如此长达近4个钟头,喷嚏终于被止住了。当人们向古殊纳医生询问治病秘诀时,他说他采用的是“赏罚分明治疗法”,他认为,这位女学生开始打喷嚏时自然有一定的原因,但她养成这种无法免除的反常习惯是因为,她的喷嚏可以获得很多人的同情,这种同情实际成了对她打喷嚏的奖赏。可是,对她使用电击疗法却使她受到处罚,于是她再也不打喷嚏了。

鼻尖和耳朵为什么最怕冷?

冬天里,户外活动的人们常常发现自己的鼻尖冰冷、耳朵也冻得通红,稍不注意,也许就冻坏了。人的身上,也就是这两个部位最怕冷,这是为什么呢?

人是温血动物,身体的温度经常维持在37℃左右,外界空气温度太低时,身体的热量散发得快,就会觉得冷。如果温度低到0℃以下而不加保暖,血液就会凝固,身体的组织就会冻坏。为此,一到冬天,人们就穿上了厚厚的衣服,穿棉鞋、戴帽子,来保持体内的正常温度。但是面部器官,眼睛要看东西,耳朵要听声音,鼻子、嘴巴要呼吸说话,总不能把它们严严实实地包裹起来,自然保温就困难了。

其次,鼻子和耳朵部位突出,与空气接触面大,热量很容易散发,尤其是耳朵,薄薄的一片,与空气一接触,热量就没了,与鼻子相比,耳朵更容易被冻坏。

还有,人体各器官的热量靠血液循环传递,血液从心脏流出来时温度较高,越向外流,温度逐渐降低,鼻尖和耳朵处于血液流通的末端,血液流到那里温度就更低了,所以输送的热量也就少,再加上热量容易散发保暖又比较困难等原因,所以鼻尖和耳朵最怕冷。

人为什么会做梦?

有关梦的研究已经有了不下千年的历史,尽管对于梦的起因还有许多不解之谜。

但是一般认为很多的梦是由以下三种原因造成的:第一是感受刺激。

例如:小便憋不住的孩子,常常会梦见自己上了厕所而尿床。专门从事梦境研究的美国科学家弗洛卡里博士说,重复出现恶梦是疾病的征兆。常梦见被人卡住脖子,预示着呼吸系统出了毛病;而梦见毒虫爬在身上,那是皮肤将起疱疹的先兆。很显然,这些梦都是出于异常的感觉刺激。

其次,记忆也是梦的成因之一。要是人们把自己所做的梦记录下来,一定会发现梦境跟自己的最近或过去的经历实在有很密切的关系,真所谓,“山边宿一夜,梦中带花来”。

奥地利著名心理学家弗洛伊德认为“梦是愿望的达成”。

这是梦的第三种成因。譬如一个小孩想吃什么东西,想到哪里去玩,就常会梦见自己真的在吃那种东西,真的在那个地方玩耍。

要是梦不能实现做梦人的愿望,就会产生恶梦、恐惧的梦。假如一个学生捡到了一份明天要考试的试卷,他一方面会为自己实现了愿望而庆幸,同时又会受到良心的谴责。这种情况下,他很可能会梦见自己“东窗事发”而被记过处分。所以愿望如果不合道德标准,愿望达成所产生的往往是恶梦。

梦的成因当然不止这些,正因为这样,关于梦的研究还远远没有结束。

宇宙的年龄有多大?

所谓“宇宙的年龄”,就是宇宙诞生至今的时间。可是谁知道宇宙诞生在什么时候呢?我们不能重现它的过去,但却可以从它的现在推知它的过去。

美国天文学家哈勃发现:宇宙诞生以来一直在急剧地膨胀着,这就使天体间都在相互退行,并且其退行的速度还与距离成正比。这个比例常数就叫“哈勃常数”。而它的倒数就是宇宙年龄。只要测出了天体的退行速度和距离,就测出了哈勃常数。

显然,测得的哈勃常数越大,宇宙年龄就越小。原则是简单的,但得出的结果却相去甚远,大致在100~200亿年的范围内众说不一。为什么?

这是因为天体退行速度的测定通常由红移取得,比较一致,而天体距离的测定就各显神通了。

通常是以测定某个星系中“造父变星”来推知星系的距离的,但它只适用于近距星系。用此法测得宇宙年龄约200亿年。而这种方法对遥远星系却不适用,但要精确地测定退行速度,遥远星系则更合适。如何测定它们的距离呢?一是利用比“造父变星”更亮的“行星状星云”,或者利用超新星爆炸。

用这些方法得出的宇宙年龄为80~120亿年。有人认为早期的宇宙膨胀比现在快,这样推得的宇宙年龄只有60~70亿年。但低值宇宙年龄的正确性值得怀疑,因为作为宇宙组成部分的球状星团的年龄至少已有130亿年。

宇宙年龄的最高推测值竟有340亿年,其根据是宇宙膨胀的不均衡性。

太阳表面平静吗?

光芒四射的太阳,表面看去显得平静而安详,但实际上,太阳(特别是表层)局部的活动、爆发十分频繁,有时还相当剧烈。这就是日益引人注目的太阳活动。

就光球来说,它似乎光滑而平静,但用天文望远镜观察,发现光球表面上布满了密密麻麻的如同“米粒”一样的东西,天文学家称它们为“米粒组织”。这些“米粒组织”正是太阳上层灼热的翻腾气体所掀起的“波浪”。光球上除米粒组织外,还有太阳黑子、光斑等太阳活动现象。

在色球和日冕中,太阳活动也十分频繁。如色球上不断有冲浪、喷焰、日珥和耀斑等现象发生。

日珥是一种极为壮观、美丽的气柱喷射现象:巨大的火舌从色球上升腾而起,一直到达日冕中。有的日珥像巨大的喷泉,有的像节日夜空的礼花,有的像拱桥和怪石。日珥的喷射高度可达几万、几十万公里,甚至百万公里。

耀斑是最剧烈的太阳活动现象,一般认为发生在色球到日冕的过渡层中。它最初是在色球照片上发现的,表现为一个突然出现并迅速增亮的亮斑,所以又称为“色球爆发”。在几分钟至十几分钟内,耀斑发出惊人的能量辐射,并抛出大量的高速带电粒子。这些猛然增强的太阳辐射和粒子流,对地球会产生一系列影响,如磁暴、极光等。

在一切太阳活动中,太阳黑子是最基本、最明显的活动现象。一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡。它的温度大约4500摄氏度,亮度低于周围的光球,看上去像一些深暗色的斑点。据观测,形成太阳黑子的气体漩涡中心深达100公里,直径为几千到几万公里,内部物质的运动速度达每秒2000米,比地球上12级台风的速度还要快几十倍。

太阳黑子的大小相差很大,最小的直径为1000多公里,最大的竟达20万公里左右。黑子很少单独行动,常常是成群结队地出现,称为“黑子群”。观测表明,太阳黑子数目呈周期性变化,平均周期为11年左右。

太阳黑子是太阳活动的主要标志,其他各种太阳活动,如光斑、耀斑、日珥等等,几乎都与黑子的多少有关。黑子群愈大,它附近出现的其他太阳活动现象也愈多。所以,太阳黑子周期也就是太阳活动的基本周期,很多研究表明,地球上的气候、水文、植物生长等现象,常常与太阳黑子周期密切相关。

为什么说太阳是一颗普通恒星?

太阳戴着许多顶带“最”字的桂冠:看上去最大、最亮、对人类的影响最突出。这一切,只因它是离我们最近的缘故。其实,在数以亿万计的恒星中,它只是十分普通的一员。

太阳的个头是居中的。比它小得多的天狼伴星,半径只有5080.7千米,比地球还小;而中子星通常只有一、二十千米大小。但“巨无霸”HR273,半径是太阳的1800倍,体积是太阳的58.32亿倍,能将木星轨道纳入腹中。太阳的“体重”也是适中的。最小的恒星罗斯614B,质量只及太阳的0.07倍;而恒星HD93250,质量比太阳大120倍。太阳的表面温度约6000℃,而红超巨星参宿四、心宿二只有2600~3500℃;角宿一等蓝色高温星表面温度竟高达30000~40000℃。太阳的平均密度为1.4克/厘米3,而超巨星的密度只及它的亿分之一;相反,白矮星的密度为106~107克/厘米3,黑洞的密度竟高达1.8×1010克/厘米3。太阳年龄和寿命也是中等的。它现年约50亿岁,还可活50亿年,而最短命的恒星只能活几亿年就要一命呜呼;老寿星则已有150亿岁的高龄。

为什么说太阳刚到“中年”?

对于慷慨地施予我们光和热的太阳,自古以来就为人类所崇拜。

愿太阳千秋万代地永照人间,无疑是地球上一切生灵的愿望。天文学家已明确地宣布:太阳已照耀我们约50亿年,并可继续在我们的头顶高悬50亿年。

天文学家是怎样为太阳“算命”的?这就得从揭示太阳发光发热的奥秘说起。

太阳这硕大无朋的“大火炉”中到底“烧”的是什么燃料?是木柴、煤炭还是汽油?但是不管烧什么,都要符合两个基本数据:一是太阳的质量为1.9891×1030千克,二是太阳的总辐射本领为3.86×1023千瓦。利用各种燃料的燃烧值,马上可以算出把太阳“全部烧光”只能分别维持2076年、5504年和7544年。

这显然与事实不符。