手：最完美的工具

    ①手无疑是人体上最有特色的器官之一。科学家认为，手是使人能够具有高度智慧的三大重要器官之一，其余两个器官是可以感受到三维空间的眼睛和能够处理手眼传来的信息的大脑。在400万年的进化史中，人类的手逐渐演变成了大自然所能创造出的最完美的工具。

    ②无论是远古还是现代，手都象征着人与神的活动，象征着权力、创造与智慧。对手的崇拜可以在不同的文明中见到。在东方的中国和印度，人们相信手掌上的纹路就代表了一个人的命运，从中可以看出每个人的健康、财富以及爱情。而在古希腊及古罗马，手和星象学、哲学以及医学都有紧密联系。 

    ③手相不只是江湖术士的花言巧语，科学家也对此深感兴趣。最近的研究表明，手指，特别是食指和无名指的长度，与人体的健康有关联。研究表明，手指的生长和大脑的发育都是在同一时期发生的，并且都与子宫内性激素的水平有关。因此，女性的无名指往往与食指一样长或者更短，男性的无名指则往往长于食指，而左撇子的无名指通常比食指长出许多。另外，无名指长于食指还是有音乐天分的表现。对英国一个交响乐团乐手的调查表明，那些最出色的演奏家与其他人相比，无名指比食指相对要长很多。

    ④利物浦大学的医学教授约翰·曼宁在他的著作中说，从一个人的手指上可以看出他（她）将来得乳腺癌、心脏病和孤僻症的可能性，这些疾病都可能在胚胎期形成病因，而在成年之后再发作。如果孕妇怀孕期间睾丸素水平较高，生下的孩子就更容易成为左撇子，也更容易在日后得心脏疾病或孤僻症。这也许可以解释为什么世界上左撇子只占总人口的10％。同样，雌性激素水平较高的孕妇，所生的女孩食指通常短于无名指，而日后患乳腺癌的可能性也较高。

    ⑤在哺乳动物中，人类的手独一无二。大拇指同其他4个手指相对的结构是人手的最大优越性，许多类人猿可以将自己的拇指和食指对合，但不能将拇指与中指、无名指以及小指对合，因为它们的手指不够柔韧。只有人类，可以自如地运用自己的手指，这是人类文化和科技进步的关键。

    ⑥人类的手指十分灵敏，可以感觉到振幅只有0.00002毫米的振动。我们也习惯于在说话的同时比比划划，或者完全用手势来表达感情，有时一个温柔的爱抚胜过千言万语。原始人类曾经用全身各个部位的肢体语言进行交流，在有了口头语言之后，最初的肢体语言都逐渐被淘汰，除了手势。研究发现，在说话时做手势有助于思考、表达和记忆。在大脑的语言中枢和运动中枢之间存在着密切的神经元联系。大脑在说话时会变得活跃的那一部分，在做手势时同样也会活跃起来。科学家还发现，大脑控制手的活动的区域，分布在运动中枢里几个不同的部位，面积达到大脑皮层的四分之一。一个简单的手的动作，例如举起一杯牛奶送到嘴边，会使大脑皮层出现特别强烈的兴奋，这一直是令神经学家不解的谜。（选自《百科知识》)

埃博拉病毒为何难“破”

    西非地区的埃博拉疫情引起全球关注。但其实，人类早在1976年就发现了埃博拉病毒。近40年过去了，科学家为何仍未研发出针对这一致命病毒的特效药物或疫苗？破解埃博拉到底难在哪里？

    首先要从埃博拉病毒说起。这种病毒很难对付，对实验室中的培育环境要求极高。相关实验必须在高安全防护措施的实验室中才能进行，而具备这样条件的实验室在全球范围内数量有限。

    其次，埃博拉虽然是一种致命病毒，但客观地看这种病毒其实很少见，它的传播范围基本上就集中在西非地区，很多人以前甚至没听过这个病名。正如世界卫生组织发言人格雷戈里·哈特尔所言，“由于史上埃博拉病例出现不多，此前医学界并未像研发艾滋病疫苗一样存在迫切压力。”

    而且埃博拉疫情的暴发时间不规律，不像某些病毒性传染病有特定的季节性，因此也就无法预知和防范。这就导致研究人员测试新疗法的机会也相应减少。

    此次西非三国几内亚、利比里亚和塞拉利昂暴发了迄今最大规模的埃博拉疫情，截至目前报告的确诊和疑似病例总计1000多例，这与常见的疟疾、登革热等传染病相比，规模要小得多。而此前许多年，埃博拉在西非地区基本上只是零星感染。

    此外，缺乏经济效益也是针对埃博拉的特效药物或疫苗迟迟无法研制出来的原因之一。埃博拉药物或疫苗研发需要巨额资金，其销量却很有限，肯定没有私人企业愿意投资。英国雷丁大学病毒学家本·诺伊曼就说，“做埃博拉这种研发，对于任何一家医药公司来说，从经济角度看都是不可行的，因为企业要考虑到经济利益”。

    目前，主要是美国等少数发达国家的政府在资助埃博拉病毒的研究，而发达国家政府资助相关研究并非因为这是一种常见传染病，往往是出于防范生化袭击的考虑，其成果也很难扩散到企业。

由于以上种种因素，针对埃博拉病毒的特效药或疫苗研发一直进展很慢。美国疾病控制和预防中心主任托马斯·弗里登就曾表示，至少一年内不会出现针对埃博拉病毒的有效疗法和疫苗。直到这次西非暴发严重的埃博拉疫情，相关的研发才开始加速前进。盘点全球，目前正在研发的少数几种埃博拉药物或疫苗，主要集中在美国，但尚无一种完成严格的临床试验。据媒体报道，美国陆军资助研发的一种埃博拉药物已经在猴子身上显示出理想效果。美国弗吉尼亚大学传染病专家弗雷德·海登谨慎评价说：“这种药物应该能行，因为动物模型（显示有效），但是，除非在人体中进行临床试验，否则谁也不知道。”至于疫苗，美国政府资助研发的一种疫苗虽然已经在灵长类动物中取得了理想效果，但人体注射后效果如何、安全剂量是多少尚不可知。加拿大一家公司与美国政府签署了1.4亿美元的合同研发埃博拉疫苗。但早前，他们在健康人身上进行接种试验时，被美国食品和药物管理局叫停，理由是还需提供更多疫苗安全信息。眼下，医务人员面对埃博拉出血热患者能做的就是：减轻高热、呕吐、腹泻等各种症状，保证患者不脱水。埃博拉病毒虽然致死率高，但如果感觉不适时及时寻求医疗救治，有些患者仍有机会康复。那么这些尚未经过大规模人体临床试验的药物或疫苗，在当前西非疫情大暴发之际能先行使用吗？对此科学家分歧严重。

    病毒发现者之一，现供职于伦敦大学卫生与热带医学院的彼得·皮奥特认为，鉴于这次西非疫情史无前例，应该认真考虑是否采用试验性药物或疫苗。但也有很多专家表示，使用任何尚未经过大规模人体临床测试证实安全性的疗法或疫苗，都是不符合伦理道德的，而且很可能引发灾难性后果。

    世卫组织发言人哈特尔也说，目前阶段，世卫暂无计划要推动在西非疫区投放任何试验性药物或协助开展任何临床试验。

（节选自《科技日报》2014年8月5日）

    时间如风，星移斗转，天道无穷。节气是自然时令，它依据的是地球围绕太阳公转过程中，因所处位置的关系，接受阳光照射角度、时间的不同，而带来的一系列天文物候变化。中国人很早就根据自然时间节律，发明了“二十四节气”时令体系。它起源于黄河流域，以黄河流域的天文物候为依据。早在春秋以前，人们已用土圭测日影的方法，测定了春分、夏至、秋分与冬至四个节气点，后又推算出立春、立夏、立秋、立冬的时间。战国时期，“二十四节气”已经出现，在《逸周书》中有完整的“二十四节气”序列，只是个别名称位置不同罢了。

    “二十四节气”时令是我们先民认识天地自然时序的时间框架，它是中国古代社会人们生产生活的时间指南。古人认为“二十四节气”运行的内在动力是阴阳二气的流转，不同的节气时令，阴阳二气在天地中处于不同的位置。由于阴阳二气分别代表寒冷与温暖的气候属性，万物的生命周期亦与节气时令相关，春生、夏养、秋杀、冬藏是“天之道”，围绕着这一天道信仰，不仅圣人要“副天之所行以为政”，以春庆、夏赏、秋罚、冬刑来对应天道，就是普通人的生活起居也要依照四季时令的阴阳特性来安排，因此形成了针对特定节气时令的信仰、禁忌、仪式等。

    在节气时令中，饮食保健的内容令人注目，它是我们祖先岁时生活的经验总结。传统时令饮食原则是：必先岁气，毋伐天和。《黄帝内经》认为：春省酸增甘以养脾气，夏省苦增辛以养肺气，长夏省甘增咸以养肾气，秋省辛增酸以养肝气，冬省咸增苦以养心气。即按照四季阴阳二气升沉流转与五行属性，调整饮食性质、内容。

    节气时令是自然节律，也是传统中国人亲近自然的季节提示。人们依照春夏秋冬的天时，安排着四季的活动。如霜降，霜降之后秋收结束，农人停止劳作。《礼记·月令》：“霜始降，则百工休。”这既是顺时，也是因为天冷不便于工程或手艺制作。

    冬至之后进入酷寒时节。这对保暖条件简陋的古人构成了严重威胁，人们是掰着指头度日的。为了纾解在冬寒胁迫下出现的心理危机，挨过漫长冬季，从寒冬看到春日的希望，人们很早就发明了“数九九”的游戏。从宋元开始，《九九歌》就流传于南北各地，至今流传的“一九二九不出手，三九四九冰上走，五九六九沿河看柳，七九河开，八九雁来，九九加一九，耕牛遍地走”就是这一歌谣体的延续。

    “二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系和社会实践。作为中国人特有的时间知识体系，“二十四节气”世代相传，深刻地影响着人们的思维方式和行为准则，是中国传统历法体系及其相关实践活动的重要组成部分，也是中华民族文化认同的重要载体。对于当代中国人来说，“二十四节气”具有生活节奏的提示与生活方式的调节的指导意义。我们应自觉地传承这一文明财富，尊重自然时间，尊重生命节律，从机械的物理性的钟表时间中解放出来，享受色彩斑斓的自然时间生活。

（摘自萧放《“二十四节气”与民俗》，有删改）

材料一：

    我很高兴发现一群和我一样喜欢自然的孩子，但聊着聊着就发现他们中有一半人最喜欢的是在自然里骑车。有个男孩说：“我和爸爸在沙漠里骑车，基本上都不走大路。我爸爸和越野车们赛车。他说就算走大路去沙漠也很好玩，因为还是可以看到动物，而且和汽车比赛很有趣。”还有个男孩说：“我们每年8月都去犹他州，我妈妈的朋友有3辆全地形车。我们骑着好玩，但最主要是晚上看鹿啊臭鼬啊之类的动物。你要是把鱼的内脏丢在外面，晚上出去就能看到5头黑熊。太好玩了！”第三个男孩说：“我们每周末都去沙漠，他们那儿有比赛。有个小山没人去，因为上面都是石头，所以我们把它改造了一下，上山后可以跳下去，我们在那儿看到蛇洞和蛇了。热的时候我们就出去找蜥蜴。”还有一个女孩天真地补充说：“我爸爸有辆四轮驱动的卡车，我们去沙漠，不去自然之类的地方。”

（摘编自理查德·洛夫著，郝冰等译《林间最后的小孩——拯救自然缺失症儿童》）

材料二：

（材料来源于刘正源等著《中国自然教育行业发展现状》）

【注】其他，指机构一类的特殊群体，如政府机构等。自然教育，指以有吸引力的方式，让人们在自然中体验，学习关于自然的知识，建立与自然的联结，树立生态的世界观。

材料三：

    去爱非人类的生物，其实并不太困难，只要多了解它们就不难办到。这种能力，甚至是这种倾向，可能都是人类的本能之一。这种现象被称为“亲生命性”，是一种与生俱来，特别关注生命以及类似的生命形式的倾向，有时甚至会想与它们进行情感交流。人类能够很敏锐地分辨出生命与无生命。我们认为其他生物是新奇，多样的。未知的生物，不论生活在深海，原始林，还是遥远的深山中，都会令我们觉得兴奋。其他星球上可能有生物的想法，也总是吸引着我们。恐龙更是人们心目中生物多样性消失的象征。在美园，参观动物园的人数要超过职业运动比赛的观众数。而在华盛顿的国家动物园，最受欢迎的是昆虫馆，因为这儿展示的物种最新奇，样式也最多。

（摘编自爱德华·威尔逊著，杨玉龄译《生命的未来》）

材料四：

    与亲生命性相对的是生物恐惧症。和亲生命性一样，这些生物恐惧症也是通过学习而获得的。恐惧的强度会因个人的遗传与经历差异而有所不同。最轻微的症状只是稍微厌恶，或感觉不安。但严重的案例，可能就是标准的临床恐惧症，激发交感神经系统，造成恐慌、恶心以及冒冷汗。这种根植于天性里的生物恐惧感，随时准备为危险源所激发，而危除源就是人类进化过程中，在自然界中所遇到的危险，包括高度、密闭空间、湍急的水流、蛇、鼠、老鼠、蝙蝠、蜘蛛以及鲜血，却不包括刀子、磨损的电线，汽车以及枪支，虽然它们比起古代的危险源，更具杀伤力，但在进化历史上还是太过近代，不足以形成可遗传的天性。

（来源同材料三）

①一把抓起的沙子，约有一万粒，比我们在晴朗夜晚裸眼所见的星星更多。但能被看见的繁星，只是距离地球最近恒星中很少很少的一部分，而宇宙宽广无垠：宇宙中的恒星总量，比地球上所有沙滩的沙子加起来还要多。

②古代天文学家总想从星辰的排列组合中解读出深意，但星座不过是一组组随机散落的恒星。有些星辰闪亮，只因为离地球较近，另一些黯淡的星辰其实异常耀眼，然而太过遥远。我们和群星间隔着惊人的距离，所以不管你走到地球的哪个角落，星座看起来都一个样。从俄罗斯一直走到美国，夜空不会变化。从天文学的尺度来说，俄罗斯和美国是同一个地方。在地球上进行小小的位移，是看不出星座的立体结构的。想换个角度看星座，我们至少得旅行到几光年外——这是恒星间的平均距离，而一光年差不多有十万亿千米。如此一来，星图就会发生巨大变化，有的恒星会离开某个星座，有的则会进入某个星座。星空将呈现迥异的面貌。

③到目前为止，人类的技术还不足以支持这样的星际旅行，在可见的将来恐怕也不行。不过计算机能够为邻近星系做出三维模型，让我们来一场短途旅行——比如我们可以看到绕着北斗七星走上一遭，星座会发生什么样的变化。随着视角改变，我们会看到星座完全扭曲成了另一个形状。所以外星居民所见的星座，与我们在地球上看到的大相径庭。星座不只随空间，也会随时间的变化而变化。如果我们在一个地方待得够久，就会看到有时候恒星凑成星团，成群结队地移动；或是一颗孤零零的恒星抛下它的同伴独自远行；从长远来看，旧星座终将消失，新星座不断诞生。一些偶然的情况下，双星系统中的一颗发生爆炸，伴星不再受到它引力的束缚，会保持着原有的速度一头冲入深空，犹如弹射出的弹丸。群星也会诞生、演化、死亡。只要有耐心，我们就能看到新的星星出现，老的星星消失，天空的图案逐渐扭曲变化。

④甚至人类短短的百万年历史中，星座就已经发生了变化。电脑不但能使人在空间中旅行，也能带人穿越时间。反推恒星的运动，会发现一百万年前那北斗七星更像一支长矛，和今天完全不一样。如果乘坐时间机器去往某个未知的年代，理论上是可以通过观察群星来推断时间的。同理，计算机模拟也能推演未来。如图为狮子座今天的模样（左），和它一百万年后在地球上看起来的样子（右）。

⑤空间和时间彼此交织。不回溯时间，就看不见空间。光的速度很快，然而宇宙如此辽阔，群星相隔甚远。太阳和银河系中心相距 3 万光年。银河系和最近的旋涡星系 Ml——它也在仙女座——隔了 200 万光年。我们今天看到的光子离开 M31 时，地球上连第一个人都没有出现。而从地球到最遥远的类星体，有 80 或 100 亿光年的距离。就是说，我们看到的类星体，是它们远在地球甚至银河系形成之前的样子。

⑥光速的局限不只体现在太空中，但只有天体间离得够远，才足够体现光的速度。如果你的朋友在房间另一头，和你相隔 3 米，你看到的也不是“现在”的她，而是一亿分之一秒“以前”的她，即 0.01 微秒。“现在”和 0.01 微秒“以前”的差距实在太小，难以察觉。但换个情况，当我们观察 80 亿光年外的类星体时，这个知识就变得非常重要。

⑦两台“旅行者号”航天器正以光速的万分之一前进。如果以这个速度驶向比邻星，也要 4 万年后才能抵达。我们未来能否用更少的时间穿越浩瀚苍穹抵达比邻星？我们能接近光速吗？光速到底为何神奇？我们能否超越它？

⑧如你所见，空间和时间彼此交织。行星和恒星也和人类一般，从生到死。人的一生短短数十载，太阳的寿命则是我们的一亿倍。与群星相比，我们就像朝生暮死的蜉蝣。在真正的蜉蝣眼里，人类恐怕也是迟钝缓慢，甚至不怎么动弹的物体。从恒星的角度来看，人类，这种数量多达几十亿，生命转瞬即逝的生物，都挤在一个异常寒冷、坚固，而且遥远的硅酸盐铁球体上。

⑨放眼宇宙，每一颗行星的未来都由它们当下的变化决定。而我们的小小星球，恰好处在历史的重要分岔口。这个岔口的重要性不亚于 2500 年前爱奥尼亚科学家和神秘主义者之间的那场对决。无论我们在这个时代做出什么抉择，都将深深影响一代又一代子孙，以及他们通往群星的命运。

（摘编自卡尔·萨根《宇宙·时空之旅》） 

材料一：

1835年9月，达尔文乘“贝格尔”号航行到加拉帕戈斯群岛时，在岛上发现一些羽毛颜色暗淡的雀形目鸟类。后来，英国鸟类分类学家Gould在研究达尔文收集的鸟类标本时发现这些雀形目鸟类是一些以前没有描述过的新种。达尔文也因此受到了启发，在《物种起源》中论述道：“这些在加拉帕戈斯群岛上生活的雀形目小鸟实在令人感兴趣，它们由一个种分化出来而适应了不同的生活环境。”这些加拉帕戈斯群岛上的雀形目小鸟促使达尔文产生了生物进化的思想，后人为了纪念达尔文就把这些雀形目小鸟称为达尔文雀。

达尔文雀隶属于雀形目燕雀科，一共14种，其中13种分布在加拉帕戈斯群岛上，另一种分布在距加拉帕戈斯群岛600km的可可岛上。达尔文雀羽毛颜色均为暗色，体形相似，体长7-12cm不等，种间最明显的区别是喙部的形状和大小。据考证，这14 种达尔文雀是在过去的100万年至300万年间由同一祖先进化而来。

达尔文指出自然选择往往要经历一个相当漫长的历史阶段得以实现，人们很难通过科学观察和实验进行自然选择和进化方面的研究。然而，达尔文雀提供了自然选择的最好范例。

(摘编自邓文洪、郑光美《达尔文雀与生物进化》)

材料二：

1938年12月，28岁的英国帅小伙大卫·拉克和他的研究团队登上了圣克里斯托巴尔岛，研究不同种“达尔文雀”的繁殖和觅食行为。每天上午他外出观察这些小鸟，下午则捕捉个体尝试进行圈养，看不同种之间是否会发生杂交。正如达尔文曾指出的那样，“达尔文雀”非常温顺，不怕人而易于接近。这些“很傻很天真”的鸟，是拉克在野外非常难得的理想观察对象。

1939年4月，拉克一行和4种共计40只地雀一起来到美国旧金山的加州科学院。从4月底至9月初，拉克在加州科学院、加州大学伯克利分校比较动物学博物馆、哈佛大学比较动物学博物馆等地的馆藏做研究，还专程去大英博物馆检视了达尔文当年采集的标本，最后他竟总共测量了近6400号“达尔文雀”标本！根据掌握的翔实资料，拉克很快撰写出了题为《加拉帕戈斯地雀亚科形态变异研究》的专著。而更令人感到惊讶的是，面对同样的原始资料，1947年剑桥大学出版社发行了拉克的新作《达尔文雀》，书中竟得出了几乎完全不同的结论！

拉克在第一本书中依据野外观察和标本测量数据对“达尔文雀”的分类进行了修订，并把主要篇幅放在了阐述种间以及种内变异上。比如喙的大小和形状在不同种之间和同一种但分布于不同岛上的种群之间都存在明显差异。受到当时主流观点认为亚种之间形态差异不具备自然选择上的适应性的影响，拉克在“达尔文雀”身上也得出了相似的结论，并认为上述差异主要是在不同种间生殖隔离当中发挥作用，即同种的雌鸟主要通过喙型来识别同种的雄鸟。而生活在大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀由于具有介于两种之间的喙型，而被认为可能是杂交的产物。

在回到达丁顿会堂学校又教了一年中学生物之后，拉克开始为军方工作，主要是与其他科学家一道为刚刚投入实战不久的雷达提供智力支持。在这期间，生态

学上一项名叫高斯原理②的理论引起了拉克的注意，并最终改变了他关于“达尔文雀”的研究结论。他明确地指出竞争导致了“达尔文雀”在食物资源利用上的分化，产生了已知的14个种和它们形态各异的喙。以地雀①为例，在同时有大、中、小地雀的岛上，3种鸟喙的大小都不重叠，对应着取食大小不同的种子。而大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀喙的大小却介于两种的正常值之间，这两个小岛上各只有一种食种子的地雀，因此表现出了竞争释放，即在缺乏竞争者时物种会拓展实际的生态位。就是说这两个岛的中地雀和小地雀可以选择利用的种子大小更为多样化。拉克的新书用形态学、生态学和行为学方面高质量的第一手资料予以佐证，并揭示了地理隔离和生态位分化在物种形成上的重要作用。

稍显遗憾的是，拉克的新书更多提供的还是一种描述性的结论，定量性统计分析有限。比如，尽管他指出了对食物资源的竞争是主要的演化驱动力，但却没有提供大、中、小地雀在取食种子大小上是如何分化的例证。又如，他指出了对于同域分布的种群而言，生殖隔离是最后形成物种的关键一步，却没能说清楚究竟是何种机制导致了生殖隔离的实现。这些遗憾被开始于34年之后并延续至今的一项长期研究弥补。

对“达尔文雀”的研究，研究者们手中的工具从达尔文时代的猎枪，到拉克的望远镜，再到后来的雾网和录音机，发展到了今天的基因组高通量测序仪。对于“达尔文雀”的认知，既有最初达尔文的慧眼未识珠，也有拉克两本著作之间观点的骤然转变，更有另一个研究团队42年的荒岛坚守。在生态学和演化生物学的研究中应当去追求长期的开放式的持续工作，因为从逻辑上来讲，演化及生态过程并没有一个确定的尽头。

(摘编自Robbi《迈入基因组时代的“达尔文雀”传奇》)

【注】①地雀：达尔文雀的一个类群。②高斯原理：又称竞争排斥原理，是指在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起。