九旬美国物理学家阿瑟·阿什金因为发明“光镊技术”，获得2018年诺贝尔物理学奖。很多科研界人士甚至压根没听说过“光镊”这种技术。“光镊”虽然内涵深奥，但其实稍加简介就能让普通人建立概念。今天，我们就先试着让大家了解一下这个能够以光的力量来操纵细胞的诺贝尔奖成就。

“光镊”诞生的发想——光之力

    伴随着上世纪60年代以来激光束流相关的产生、控制技术的进展，利用光来操作微小物体的“光镊”随之登上了历史舞台。阿瑟·阿什金教授曾在贝尔实验室和朗讯科技公司任职，他很早就开始进行光操控微粒的研究工作，并最终于1986年公开了他的第一代“光镊”。

    大家都知道光可以协助动物产生视觉，可以为植物提供能量来源，可以加热物体，但是对“光的力学领域”可能并不熟悉。实际上，光镊正是利用了“光的力”（也译为光压、辐射压等等），并诞生了举世瞩目的成果。

什么是“光的力”？

    中学物理中，我们已经了解了光同时具有波和粒子的双重性质，所谓波粒二象性。与人体被飞来的棒球击中后产生冲击一样，光的粒子即光子在接触物体后，同样会对该物体施加力的作用。

    你可能会感到奇怪，既然如此，我们为什么没有被强烈的日光或者探照灯击倒在地呢？

    这是因为，光的压力大概仅仅在10亿分之一到100亿分之一N这个数量级 ， 所以说能用肉身感受到光压的人显然是不存在的。

    然而，越是微小的物体，就越容易被微小的力所撼动。例如，红血球、细菌一类人体细胞或者微生物等等都对光压非常敏感。来自光的微小压力可以让微小的物体在不受到积压破坏的前提下进行移动。

光镊是如何让光操控微粒成为可能的

    具体来说，光镊系统一般由照明光路和控制光路构成。

    照明光路负责采集成像所需的信号，而控制光路用来控制和限制微小物体的运动。控制光路的核心是汇聚性能特别好的激光束发射系统。

    激光的特性之一就是可以被汇聚到一个十分微小的光斑上，这是普通光源所无法实现的。

    对于所要操控的微小物体来说，这种激光束汇聚形成的强聚焦光斑会形成一个类似“陷阱”的机构（称为三维光学势阱），微粒将会被束缚在其中。

    一旦微粒偏离这个“陷阱”中的能量最低点（即位置的稳定点），就会受到指向稳定点的恢复力作用，好像掉进了一个无法摆脱的“陷阱”一般。如果移动聚焦光斑，微粒也会随之移动，因此便能实现对微粒的捕获和操控。

光镊技术早已大显神通

    光镊技术在生物学研究领域已经有了相当广泛的应用，例如将不同细胞挤压在一起，或者向细胞中注入微量物质或者微小物体一类场合，都是光镊大显身手的时机。

    又比如，在环境科学领域，经常会有区分水中数种微小物体的需求，利用光镊可以将各种物质在无损条件下容易地分离，给之后的精密分析创造良好的条件。

    此外，在操控的同时，鉴于激光波长良好的稳定性和高精度，光镊还可以同时获得大量空间测量数据。

    一个有趣的应用实例就是，有研究人员利用光镊测量了驱动蛋白在微管上行走的距离数据，从而推算出驱动蛋白每走一步的能量正好相当于一个ATP水解所释放的能量，堪称光镊操控性和测量性结合的绝好案例。

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    其实，直到笔者打出“光镊”两个字的时候，搜狗输入法还没有录入这个词组……相信对于绝大多数人来说，光镊都是一个相当陌生的概念。光镊技术所代表的一系列微操控技术，的的确确为人类在诸多领域带来了极为便利的工具。此番斩获诺奖，虽然出乎大多预测所料，却也名副其实。相信随着诺贝尔奖的颁发，光镊技术必然会在世界范围内掀起一股科普风潮。

人类的体温为何是37摄氏度？

①我们已经习惯自己的体温，以至对它视若无睹，除非中暑、发烧、寒冷，才会关注它。如果静下来思考我们的体温为何如此，会发现其中暗含着更加久远的故事：恒温动物异军突起，与变温动物争夺天下。这是一场考验能源获取、动员效率、反应速度，甚至需要抵御生化武器的持久战争。最终，恒温动物完成了改朝换代的壮举，彻底占据了天空和大地。

②我们都知道人类的体温是37摄氏度，其实人类的体温会因为身体部位和时间的不同而有所差别。

③但变化范围有限，出于方便起见，大体上可以认为正常人类体温恒定在37摄氏度。

④当体温高于环境温度，身体因为热传导与辐射持续丧失热量，且温差越大，热量损失越快。若要维持体温不变，就必须在体表建立有效的隔热层，同时在体内源源不断地制造热量，才能平衡损失。这意味着人类必须频繁地进食、进水，才能保证体温不会有大幅的变化。对于其他恒温动物，也就是大部分哺乳类和鸟类来说也是如此。

⑤相比之下，变温动物在相同的体重下 ， 对能量的需求只有恒温动物的1/10。这让它们更加容易在食物匮乏的环境中生存下来。但实际情况是，奢侈消耗热量的哺乳类和鸟类，反而才是当今世界占统治地位的物种。

⑥这是因为，恒温动物具有明显的生存优势。 当气温太高，缺乏体温调节能力的变温动物必须躲藏起来，防止体温过高导致死亡；当气温太低，它们又需要寻找外部热源，或者进行休眠。恒温动物受气温影响更小，因而能适应更多变的环境，抢占更多生态位。恒温动物总是保持在自己的最佳温度，生化反应速率更高，因而拥有更加出色的反应和运动能力。

⑦然而问题还是没有解决。虽然恒温具有这些优势，但是人类的体温为何会停留在37摄氏度？

⑧其实不只是人类，一些常见的哺乳动物的体温也都非常接近这个数值。鸟类的体温更高一点，不过一般也相差不大。 生物学家卡萨德瓦利发现，黄金体温确实存在，而问题的关键与毫不起眼的真菌有关。

⑨自然界中存在着种类繁多的真菌，其中不乏致命的杀手。尽管能接触到超过4000种真菌，哺乳类动物却只会感染其中不到500种，大部分也不会致病。这让它们相对于容易感染真菌的动物，具有很大的生存优势。

⑩除了免疫系统的功劳，体温也在其中发挥着至关重要的作用。因为大多数真菌的活动温度在4摄氏度到30摄氏度，只有不到三分之一的真菌能在37摄氏度以上的环境中存活。

⑪提高体温可以杀灭更多真菌，但是更高的体温也消耗更多热量，在不生病和不饿死之间，人类或是其他动物必须选择一个平衡点。卡萨德瓦利对这两者进行建模和计算，发现存在一个投入与收益的最优解：36.7摄氏度。

⑫体温低于这个“黄金体温”的哺乳动物，都更易感染真菌。于是，在残酷的自然选择和简单的数学原理之下，人类的体温就固定为37摄氏度。

(选自《读者》有删改)

吴孝子

孝子吴姓，忘其名，鲁之恩县东邻人。少孤，喑哑不能言。性敏，能以己意揣母意。每日，母思食何物，必呀呀请母命，而后诣郭购之回。

一日，正担水入肆门，适梅公子盛服至，误泼水溅公子服，怒而叱，肆中执事人急趋至，拱谢曰：“公子莫怒，此吴家哑孝子也。”公子惊询其事迹，转怒为喜，假青蚨^①赠之，孝子坚却不敢受。执事人举无名指示之，盖凡哑指均以无名指为母，孝子见之，知公子怜伊有老母，始伏地稽首拜，感激非常。

担水毕，携钱归，见母方倚间^②坐，遽欢喜呼啸而奔。母见钱惊问何来者子呀呀指划不能道一字。 母恐其因贫，误行窃。遍问邻右，亦不知其所从来。叱使膝立，自状仗遍问执事人，始知实是公子持赠，始诵佛而回。

（选自《夜雨秋灯录》，有改动）

注释：①青蚨：钱的代称。②间：里巷的门。

春到山水间

刘成章

①小时候常听人说：“二月二，龙抬头。”抬头做甚？不得而知。今天的孩子们，恐怕更是难以明白。那么，我打个比方吧。飞机一旦抬头，就是要起飞了。龙也是这样，抬起头就要一冲上天。

②龙行天上，大地回春。雨润江南树，那是烟雨；风吹塞北河，那是熏风。布谷鸟一声一声地叫个不停，昆虫都从土里钻出来，互相点点头，打打招呼，然后叙说着春天的故事。

③烟雨熏风春来了。春是被万物呼唤来的，一来就是朝霞灿烂。

④大黄牛只顾欣赏自己踩下的阔大的脚窝。柳树梢头的喜鹊问柳树，是不是该泛绿了？蒲公英不急不躁，不温不火，却抢了春的先机，它放松地绽开大方而又谦虚的花，像暗夜忽然点亮的灯，而且这灯很多，很亮，一盏一盏地闪耀，好不炫目。黄鹂是公认的春天的歌唱家，它们施展歌喉，呼朋引伴；燕子是公认的春天的建筑师，它们翩然归来，建巢搭窝。于是，诗人挥笔写下赞美春日的诗篇： ____。

⑤春来了，所有热爱春的人，都心旌摇曳，想去踏春。

⑥我拄着拐杖，也和年轻人一起去郊外。一畦春水浇着春韭，就像浇着杜甫笔下的唐诗。而那些麦苗，已经在不失时机地返青。麦田旁，酥软的泥土享受着阳光的爱抚，冒着丝丝缕缕上升的阳气，人们正在清理去年残剩的庄稼根茬。这儿那儿的荠菜，散发着亘古就有的清香，使我不得不停下脚步挖上一些，以吸纳大地赐予人的丰沛元气。附近一棵棵树木的梢头，早来的春风正在那儿戏闹，它们摇动着，抖落了厚厚的尘埃。我知道，每棵树木的枝干里，都有一条消了冰的河，它们在奔流，在喧响，在演奏充满活力的春的乐曲，从而向着繁盛的夏季勃发。

⑦春来了，我们举手向她致意，和她紧紧拥抱，在烟雨熏风之中。

⑧我居住在京城的一个大院里，院中湖上的薄冰早已融化，人们也脱去了臃肿的羽绒服。许多童车重新聚集在湖边，童车上是牙牙学语的孩子们，阳光打在他们的眸子上，眸子里尽是滟滟天真。院门外又支起了理发摊，我坐下请师傅给我剃头。春阳、春风，无阻无隔地照射我、轻拂我。一只乳燕从空中款款飞来，环绕在我头顶，让人满心欢喜。

⑨“绿杨烟外晓寒轻，红杏枝头春意闹。”这个“闹”字多么传神！现在，红杏还未开满枝头呢，但许多地方早已热闹起来。

⑩最热闹的要数微信朋友圈。朋友圈就像一个成百人、上千人居住的山坳，走进这山坳，有平房，有竹楼，有窑洞，还有四合院。举目望去，家家门上还闪耀着过春节时贴上的红彤彤的对联。古时候，二月二也叫做开笔节。在朋友圈里，人们早已开了笔，争着展示春光，笔下带着春风。

⑪我看见了云南楚雄的赛装节，那是世界上最古老的乡村T台秀，男女老幼都穿着艳丽的彝族服装，赛装赛美。仅是姑娘头上戴的鸡冠帽，就让人看得心醉神迷——在奇美的“鸡冠”上，用细毛线绣出了朵朵牡丹花、山茶花、蝴蝶花。人们载歌载舞，“赛装赛到日头落，跳脚跳到皓月当空”。

⑫我看见了陕北的许多地方都在闹秧歌——这个“闹”字，与“红杏枝头春意闹”中的“闹”一脉相承——打腰鼓，跑旱船，踢场子。人们都说，那是多年不见的景象了。曾经穷得叮当响的塞外小城榆林，这些年GDP持续高增长。小城刚举办了首届中国非物质文化遗产保护年会，运用匠心巧思，歌赞着非遗文化的时代价值。

⑬在这些红火热闹中，让我印象最深刻的是那些腮帮子一鼓一陷的唢呐手，他们真情投入，尽情地演奏，向着蓝天，向着春光。

（选自《光明日报》2023年3月17日）