说“笑”

杰斯·贝林

   ①那个夏天，我跟一只名叫“金”的大猩猩待在一起，每当我抓住它的脚趾轻轻一捏，它就会抖着肩膀，爆发出一阵刺耳的大笑。十五年来，那笑声常回响在我的耳畔。除了人类，其他动物有幽默感吗？从某种意义上看，答案是肯定的；从另一个层面上看却是否定的。过去十年里，比较领域里的一些重大发现显示，大鼠也会笑，贾克·潘克塞普的研究提供了大量证据。他研究的课题是啮齿类动物“在玩闹行为中是否产生愉悦的社交体验，其原始形式的笑是否为一种重要的、增进社交的情感交流成分”。首先发现的是大鼠真正的笑声和人类差别很大：从一个吸气声开始，每隔相同时间爆发出一系列5千赫兹的超声波“吱吱”声；而人发笑是呼出气体，从一个“h”音开始，紧接一个元音“a”，且喉咙能产生强烈共振。

   ②潘克塞普和助手系统地开展了多项实验，结果发现，在功能性和表达方式上，大鼠都和人类儿童的笑声有显著共性。大鼠似乎很怕痒，越怕痒的大鼠，通常也是群体里最爱玩的；挠痒能增进与大鼠的联系：被挠过的大鼠会主动寻找曾给它挠痒的手。如果面临恶劣的环境条件，大鼠的笑会明显减少。如果有两只“性格”不同的成年鼠，那么幼鼠待在喜欢吱吱发笑的成年鼠身边的时间会更长。这些显然不能只归结于愉悦的生理体验了。但潘克塞普对实验结果的解读，遭到了其他科学家的质疑，但他坚信：“我们有证据和理由提出这一谨慎假设：幼鼠打闹时发出的吱吱声和人类婴儿的笑声，在进化上有某种联系。”

   ③不但某些动物会笑，而且笑也是它们的天性。不过，潘克塞普也承认，它的发现并不表示大鼠也有“幽默感”。大鼠发出的吱吱笑声就如同婴儿被母亲抚摸身体时的咿呀声或被挑逗时的咯咯笑声，不能与人的“幽默感”同日而语；尤其成人的幽默感，作为高级的社交体验和增进社交的情感手段，似乎是人类独有的特质，需要一定的认知能力。其他动物是否具备这种能力还有待研究，但他认为证实这个问题并不难：“如果说猫是鼠一生的痛，那么当猫发生意外时，比如当猫掉入陷阱，或被揪着尾巴扔出去时，大鼠会不会心花怒放，会不会‘吱吱’地笑出来呢？”有人真做了这样的实验，大鼠目睹后却无动于衷。

   ④哺乳动物发笑之所以会有差异，主要是因为不同物种的脑区结构及其运行机理的不同。神经心理学家马丁·梅尔曾的实验表明，大脑成像的结果显示，让人类受试者观看滑稽动画片或听讲笑话时，不仅在进化上古老的脑区如杏仁核和伏隔核会更加活跃，进化上较晚出现的高级区域也会活跃起来，其中包括前额叶皮层的广泛区域。而当给大鼠受试者挠痒时，其并不发达的大脑皮质却处于静止或微动状态。所以尽管非人类灵长类动物也会笑，但人类的笑似乎还需要其他物种不具备的、更加特殊的认知神经网络的参与。

   ⑤各种各样的社交刺激，甚至负面情绪都能使人发笑，并激起其丰富的情绪。心理学家斯查梅塔特的研究证明，仅凭笑的声音特征，听者就能察觉出发笑者的心理意图，有时还会作出相应反应。他录制了传达不同情绪的笑，如愉悦、嘲讽、幸灾乐祸以及被挠痒等笑的录音，又组织多名受试者辨“笑”。尽管这些笑的差别十分细微，但受试者均能准确区分各种笑声。受试者对于幸灾乐祸之笑的判断尤其有趣：发笑者占主导地位，但不像嘲讽者那样居高临下；对被笑者既不友善也不敌对……

   ⑥可以肯定，有许多灵长类哺乳动物已经在表达不同情绪的笑和笑以外的其他情绪，只是人类还没有发现和“听”懂而已。随着动物的不断进化和跨物种社交的不断扩大和深入，将来也许会出现猫追捕大鼠撞树身亡而大鼠狂笑不已的情景。因此，目前我们对动物各种情绪表现的研究就像井底之蛙之于天，盲人摸象后之于大象的认识，甚或就如猴子捞月。但我相信，在动物“吱吱”发笑的背后，应该隐藏着奇妙的神经运行机制和动物间进化的相关联系。许多科学家对此课题的研究乐此不疲。当我们更多地听懂了人以外的更多生物的“笑声”，就会结交更多的“异类”朋友，人类就会创造新的地球文明。

大自然的语言

竺可桢

       ①立春过后，大地渐渐从沉睡中苏醒过来。冰雪融化，草木萌发，各种花次第开放。再过两个月，燕子翩然归来。不久，布谷鸟也来了。于是转入炎热的夏季，这是植物孕育果实的时期。到了秋天，果实成熟，植物的叶子渐渐变黄，在秋风中簌簌地落下来。北雁南飞，活跃在田间草际的昆虫也都销声匿迹。到处呈现一片衰草连天的景象，准备迎接风雪载途的寒冬。在地球上温带和亚热带区域里，年年如是，周而复始。

       ②几千年来，劳动人民注意了草木荣枯、候鸟去来等自然现象同气候的关系，据以安排农事。杏花开了，就好像大自然在传语要赶快耕地；桃花开了，又好像在暗示要赶快种谷子。布谷鸟开始唱歌，劳动人民懂得它在唱什么：“阿公阿婆，割麦插禾。”这样看来，花香鸟语，草长莺飞，都是大自然的语言。

       ③这些自然现象，我国古代劳动人民称它为物候。物候知识在我国起源很早。古代流传下来的许多农谚就包含了丰富的物候知识。到了近代，利用物候知识来研究农业生产，已经发展为一门科学，就是物候学。物候学记录植物的生长荣枯，动物的养育往来，如桃花开、燕子来等自然现象，从而了解随着时节推移的气候变化和这种变化对动植物的影响。

       ④物候观测使用的是“活的仪器”，是活生生的生物。它比气象仪器复杂得多，灵敏得多。物候观测的数据反映气温、湿度等气候条件的综合，也反映气候条件对于生物的影响。应用在农事活动里，比较简便，容易掌握。物候对于农业的重要性就在这里．下面是一个例子。

       ⑤北京的物候记录，1962年的山桃、杏花、苹果、榆叶梅、西府海棠、丁香、刺槐的花期比1961年迟十天左右，比1960年迟五六天。根据这些物候观测资料，可以判断北京地区1962年农业季节来得较晚。而那年春初种的花生等作物仍然是按照往年日期播种的，结果受到低温的损害。如果能注意到物候延迟，选择适宜的播种日期，这种损失就可能避免。

       ……

       ⑥物候学这门科学接近生物学中的生态学和气象学中的农业气象学。物候学的研究首先是为了预报农时，选择播种日期。此外还有多方面的意义。物候资料对于安排农作物区划，确定造林和采集树木种子的日期，很有参考价值，还可以利用来引种植物到物候条件相同的地区，也可以利用来避免或减轻害虫的侵害。我国有很大面积的山区土地可以耕种，而山区的气候、土壤对农作物的适应情况，有很多地方还有待调查。为了便利山区的农业发展，开展山区物候观测是必要的。

       ⑦物候学是关系到农业丰产的科学，我们要进一步加强物候观测，懂得大自然的语言，争取农业更大的丰收。

奇招击退红潮

丹丘生

      ①在湖泊和海洋里，当藻类一生二、二生四，四省八……这样漫无节制地繁殖起来的时候，就形成了红潮。红潮来时，因藻类生长吸收了太多的氧气，致使当地的水域严重缺氧，大量水生植物窒息而死，此外，红潮还会在水中释放出神经毒素，使与之接触的人感染上呼吸道和神经系统疾病，甚至患上癌症。

      ②一直以来，人们都对红潮束手无策，他们所能做的，只是听天由命，按事物发展盛极必衰的规律，耐心等待着红潮自己消失，但现在，科学家终于找到了一种消除红潮的办法﹣﹣用超声波消除藻类。

      ③藻类之所以能漂浮在水面，而不会沉到水底，是因为它们身体里含有一种浮力细胞，里面含有氮气气泡，它们就像藻类与生俱来的“救生圈”，靠着这些气泡的浮力，就使整棵植株漂浮在水面上。

      ④而人们就抓住了藻类的这一特点，用特定频率的超声波引起浮力细胞里的气泡共振，当共振达到一定强度，气泡就会把细胞胀破，使得藻类失去浮力的支撑而下沉。一旦失去了水面的阳光，藻类在水下很快就会死亡。

      ⑤最近，一个英国研究小组利用三种不同频率的超声波对项圈藻进行了测试。他们发现，尽管三种频率的超声波在一定程度上都能起作用，但效果最好的是频率接近1兆赫的超声波，这个频率刚好是项圈藻中浮力细胞的共振频率。

      ⑥不同种类的水藻，因为大小不等，它们的共振也是不一样的。所以，这项技术可以有针对性地去除某一种类的水藻。此外，这种除藻办法不会伤及其他的水生植物，因为其他的水生植物的细胞对于超声波来说太致密了，不容易引起共振。

      ⑦由于高频率超声波在水中传播时，会很快被吸收，譬如1兆赫的超声波作用范围半径只有20米，所以这项技术在小范围的湖泊和池塘里，、比在动辄方圆千米的大海里更为实用。

（选自2013年第1期《大科学》）

自给自足的人体生物能发电

       ①随着煤炭、石油等资源的日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。

       ②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来。若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

③据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶。聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度。它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

       ④人体生物能发电还有其他形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从踏板上走过时，体重压在踏板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，启动与之相连的发电机。

       ⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡。利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

       ⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源，希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。

圣栎胭脂虫

    五月，我耐心地观察朝阳的圣栎树或绿橡树的细枝，再去走访一些叫灌栎的植物。我将会在圣栎上发现一些黑得发亮、像小豌豆般的小虫，它就是胭脂虫，一种比较奇怪的昆虫。

    它真的是昆虫吗？没有听说过这种东西的人，根本想不到它是一种昆虫，而会把它当成一种浆果，一种黑色的醋栗。尤其是用牙一咬，小球就会爆开，流出略带苦味的甜汁，就更容易让人把它当成果子了。

    这种味道不错的果子是一种动物，肯定地说，这是一种昆虫。我用放大镜仔细地观察，对它的头、胸、腹和腿。它根本就没有头，也没有胸、腹和腿，它就像是一颗大珍珠，和用煤玉做的普通珍珠别无二致，像光滑的象牙那么平滑。

    它的底部与树枝接触，显得有些扁平，虽然没有它的背部那么光滑，但依然是光秃秃的一片。胭脂虫似乎并不需要什么支撑，它们好像天生就是粘在树上的。

    小球接触树枝的那一面，我发现一条宽宽的凹纹，它占据了多半个圆面。在凹纹的底端边缘有一条狭长的裂口，就像扣眼似的。就是通过这个唯一的裂口，胭脂虫才得以与外面接触。这条裂缝有多种用途，首先它是作为涌出糖浆的泉眼。我摘了几枝有胭脂虫的圣栎树枝，并将树枝的截断面浸泡在水里，以此来使树枝保鲜。不久，我就看到有一种无色的透明黏液从裂口处渗出来，两天之后，黏液便积成了一个跟胭脂虫肚子同样大小的水滴，当水滴足够重了，它就滴了下来。接着，第二个水滴又很快地形成，泉眼就这样不断地滴出水来。我用小手指蘸了一点儿，味道真是棒极了，就如同蜜一般。要是我们能大量饲养这种昆虫的话，那我们就相当于拥有了一个宝贵的糖厂，随时都可以收获它们的富裕产品。不过，还是让别人尽情去开发吧。

    别人是谁呢？它们就是耐心的收获者——蚂蚁。与蚜虫相比，胭脂虫可是慷慨多了，蚂蚁们总会蜂拥而至。蚜虫对自己的精美食物可是小气得很，你需要长时间在它那胖胖的肚子上搔痒，才能从它们的触角尖上得到一小口糖浆。胭脂虫可就大方得多，无论何时，无论是谁，只要你想喝它的蜜糖，它就让你喝个痛快。就这样，胭脂虫无私地将自己的美味赠送给那些需要的人。

    六月份马上过去，糖浆最近不往外渗出了，蚂蚁们也就不到这里来采集了。一切都表明胭脂虫的内部发生了重大变化，可是，从它的表面看不到任何的异常，仍然和往常一样，是一个乌黑发亮的小球。我拿一把小刀，将这个乌黑的小球与肥大底座相对的顶盖用力破开。

    小球里是白色和红色混合成的干粉。放在放大镜下，所见的情景真是令人震惊。干粉在骚动，它活了。如此多的数目要想数清楚，那可是骇人听闻的。白色的是尚未孵化的卵，六月底，这样的卵已为数不多。其他颜色的干粉是活动的小昆虫，它们呈浅棕红色或橘黄色。其中又以白色素最多，那是一堆蜕下的卵壳。

    小球被一层横隔膜隔成上下两层。这层隔膜是由干燥的雌胭脂虫的尸骨组成。胭脂虫自身的东西并不多，只有一层容易破碎的皮。除此之外，盒子里的东西都是属于卵的。幼儿居住的上层，比底层要好。

    当出发的日子来到，由卵孵出的小胭脂虫从下层很容易出去，因为底下有一扇门。那扇门就是那个扣眼形的裂口，它是敞开的，而且总是敞开得很大。可是，要是从上层出去，小胭脂虫该怎么做呢？小胭脂虫绝对不可能将那层膜挖破的，因为它太虚弱、太瘦小。我通过仔细观察，发现有一个圆形的天窗位于隔膜正中央。下层的居民可以直接从扣眼形的门出去，而上层的居民可以从圆形的天窗下来。胭脂虫母亲想得真是无比周到。

（选自《昆虫记》．有删改）