《我们为什么不长尾巴?》章节试读

《我们为什么不长尾巴?》的笔记-第1页 - 蚊子的恋曲

在夏夜被蚊子所扰的人们很容易对此产生共鸣，不过这有点冤枉蚊子了。蚊子之哼哼，并非它喜欢发议论，或想要让人心烦，而是身不由己。蚊子也是宁愿一声不响地就是一口，因为哼声暴露了蚊子的行踪，让人有了防备。许多蚊子就是死于这哼哼声中。
但这不是蚊子能够控制的。哼声并不是从蚊子口中发出的，而是飞行时其翅膀快速振动而产生的，和其同类蝇、虻相比，这声音已经小得不能再小了。蚊子是翅膀振动频率最高的昆虫之一，每秒可以拍动600次，而小蚊子（蠓）可以高达每秒1000次。蚊子的翅膀很细窄，靠快速振动才能维持一定的飞行速度。相反地，翅膀比蚊子宽大的蝇、虻、蜂的翅膀振动频率要比蚊子低，大约是每秒250次，而翅膀大得多的蜻蜓其翅膀振动频率就更低了，只有大约每秒30次。这些昆虫的嗡嗡声也都是翅膀振动的声音，因为翅膀比较大，所以也就比蚊子响亮得多。
蚊子的哼声虽然是翅膀振动的副产物，却对蚊子的繁衍极其重要。昆虫学家很早就发现，雄蚊是通过监听雌蚊的哼声来寻找配偶的。把雌、雄蚊子放进同一个小笼子，要让它们交配的最简单的办法是摇晃笼子，让蚊子飞起来：雌蚊飞行时翅膀的振动声将会刺激雄蚊与之交配。
雄蚊对这种性感的声音是如此痴迷，甚至不理会是由什么东西发出的。实验发现，在关着雄蚊的笼子外头击打音叉，在一定的声音频率范围，都会吸引雄蚊朝音叉的方向飞去，抓住笼罩笼子的纱网，试图与之交配。不少人都有过这样的经历，在野外说话，说着说着突然一只蚊子飞进了嘴中——那肯定是一只雄蚊，它以为有一只雌蚊藏在你的嘴里呢。黄昏时候在野外成群飞舞的蚊子都是雄蚊，你如果说话，或哼一支曲子，就会吸引它们围着你团团转，不用担心它们会咬你（雄蚊不吸血），但是要注意及时闭上你的嘴巴。
怎么知道它们的确是不吸血的雄蚊呢？抓一只来看看，它们的触角长着密集的长毛，看上去就像是一支小小的羽毛，与雌蚊的触角大不相同。不难推测，雄蚊的触角与听觉有关。1855年，美国医生克里斯多夫·江斯通（Christopher Johnston）发现在蚊子触角基部有一个感觉器，他推测就是雄蚊的听觉器官，后来被称为江氏器。江斯通的推测过了90多年才被实验证实。把雄蚊的触角剪掉，或用胶把雄蚊触角基部固定住，雄蚊就对雌蚊飞行和音叉发出的声音无动于衷了。把雄蚊触角上的毛基本都去掉后，它虽然不再对雌蚊有反应，但是还能被响声更大的音叉声所吸引。
现在我们知道，雄蚊是靠触角上的毛来接收声波的，然后把振动传到江氏器中的感觉细胞。雌蚊的哼声太细，雄蚊的听觉必须非常敏感。雄蚊江氏器中的感觉细胞多达15000个，几乎和人的耳蜗中的感觉细胞一样多。只要声波的振动让雄蚊的触角尖端发生7纳米（1纳米等于百万分之一毫米）的偏斜，它就能感觉到。这相当于埃菲尔铁塔塔尖出现0.7毫米的偏斜。
以前认为雌蚊不会留意雄蚊的哼声，近来的研究发现也不尽然。虽然雌蚊的听觉不像雄蚊那么敏感，但也不是聋子。把一雌一雄两只蚊子放在一起，双方都会调整翅膀振动频率，很快就以相同的频率同步飞行，唱起了同一支恋曲。
当然，昆虫学家倾听蚊子恋曲不是为了欣赏蚊子的浪漫，除了学术上的好奇，还有很实用的目的：如何利用它来消灭蚊子？我曾经见到国内媒体报道说，某市一个中学生听说蚊子是根据声音寻偶的，于是发明了音频诱杀灭蚊器，通过了专家鉴定，将被推广云云。其实这不过是“重新发明轮子”，类似的发明国外早就有人做出过，但是没有实用价值，因为只有雄蚊才会被声音吸引，而诱杀雄蚊没有什么用。除非能够将雄蚊百分之百地歼灭（这当然是不可能的），否则诱杀的结果不过是奖励剩余的雄蚊有更多的配偶，下一代的蚊子数量不会因此减少。决定后代数量的是雌性的数量。
所以，要把雌蚊作为目标才有意义。但是雌蚊并不觉得雄蚊的哼声有吸引力。市场上有不少种品牌的超声波驱蚊器在热销，据称其原理是：交配之后寻找血源的雌蚊会躲避雄蚊，因此模拟雄蚊翅膀振动的超声波会把雌蚊赶走。但是雌蚊对人血的兴趣显然远远超过对雄蚊的厌恶，有许多项研究表明这种驱蚊器丝毫也起不到驱蚊的作用，它们的唯一用途似乎就是吸引消费者的钱

《我们为什么不长尾巴?》的笔记-第100页 - 整个

有趣的小世界
萤火虫带光是一种警告：我有毒，别吃我！
有的蝴蝶翅膀上有一对眼睛，但是没用，看不见东西的
蜜蜂是有语言的，而且他们天生就会，不是后天学来的。不同亚种的蜜蜂使用不同的方言。让德国蜜蜂幼虫在意大利的蜂巢中出生、长大，它任然讲“德语”，由此会导致蜂巢中的语言混乱。
无性的生物可以靠不断的分裂而永世长生，有性的生物却必死无疑。
复活节岛是世界的肚脐
如果你在森林中看到一棵大树倒下，无需为此伤感。一棵大树的倒下，不仅仅是一个旧生命的结束，更是无数新生命的开端。而这，不过是原始森林里的一个小小奇观。
向日葵究竟向不向日？答案是要看处于什么生长阶段。
南极为什么没有熊？答案是南极其实非常适合北极熊生存。但是并不是适合某种动物声讯的地方就会有该动物的存在。动物的地理分布于其进化史有密切的联系。北极熊实在别的地方进化出来的，之后没有别的机会跑到南极去。
啄木鸟为什么不头疼？因为啄木鸟的大脑比较小，体积小的物体表面积相对就比较大，施加在上面的压力就容易分散掉，因此他不像人的大脑那样容易的脑震荡。啄木鸟在啄木时，敲打方向十分地垂直，可避免因为晃动出现的扭力导致脑膜撕裂和脑震荡。另外，啄木鸟还进化出了一系列的保护大脑的眼球免受撞击的装置。
爱因斯坦不是由于相对论，而是由于解释了光电效应而获得诺贝尔奖的。<原文开始></原文结束>

《我们为什么不长尾巴?》的笔记-第287页 - 何必为进化绝望

　　面对这种责备，道金斯在《拆散彩虹》中有简略的回答：
　　“假设宇宙的终极命运的确没有目的，我们是不是真的都要把我们的人生希望和宇宙的终极命运绑在一块呢？当然不，如果我们精神正常的话，不会如此。我们的生活被各色各样更亲密、更温暖的事物以及人类的雄心和洞察所主宰着。指责科学剥夺了使人生值得一过的生活温馨，这个错误是如此的荒唐，如此的与我本人和大多数科学家的感受绝然相反，以至于我几乎要变得绝望，就象我被错误地怀疑过的那样。”
　　虽然科学事实往往能给伦理道德观提供一定的启示，乃至成为价值判断的基础，但是科学事实本身并不带有价值判断。将科学事实等同于道德价值，恰恰是极端的科学主义者的思维方式，以这样的思维方式反过来指责科学，是自相矛盾的。宇宙的演变没有目的，因为宇宙没有意识。但是人生可以有目的，因为人有自我意识。在一个冰冷的、凄凉的宇宙中，同样可以有、也应该有温暖、亲密的人间。
　　如果将人生目的和宇宙的命运联系起来，未免过于多愁善感。但是人生的目的本来就属于主观的价值判断，可以有多种形式，科学无法证明其必对或必错；所以如果有人非要如此多愁善感地唉声叹气，虽然道金斯暗示这属于精神失常，虽然我也觉得大可不必，但是却不能说就错。然而，如果在绝望之余，还要质疑“如果我们命中注定是自私的，我们的非进化论的道德观念何以可能？”，却是严重的混乱。基因是自私的，并不能推导出我们命中注定是自私的，因为我们的“命”有两条：生物的和文化的。
　　人类同时是生物进化和文化进化的产物。“自私的基因”理论试图说明的仅仅是自然选择作用下的生物进化（它甚至不试图解释所有的生物进化），而文化进化有非常不同的机制。无意识的自然选择只对个体的短期利益起作用，因此它必然是对“自私”有利的。但是人类具有自我意识，有理性推理和预见能力，能够做长期的计划，因此能够为了长远的利益牺牲目前的利益，为了群体的利益牺牲个人的利益。文化的适应性进化，在很大程度上是环境对群体，而不是对个体进行选择的结果，真正的利他行为因之产生。道德观正是这种文化选择的结果。一个有着更“好”的价值观的文化群体能够扩张、繁衍，并吞并、灭绝其他的文化群体。因此，价值观也是进化而来的，是经过长期、持续的无数次试错、成败，而得到的最适合于某个文化群体生存的结果。如果将生物进化和文化进化混为一谈，试图用生物本能解释一切文化现象，恰恰是极端的生物决定论者的思维方式，以这样的思维方式反过来指责科学，又是自相矛盾。

《我们为什么不长尾巴?》的笔记-第1页 - 不可能的怪物

偶然看到一个国内电视节目在介绍美国几年前拍的一部科幻恐怖片《八脚怪》，其剧情介绍称：在一个偏僻小镇，由于化学废料泄漏，成千上万只蜘蛛发生了突变，在一夜之间变得比人还大，而且跳跃速度和汽车一样快。它们向人发动进攻，把这个宁静的小镇变成了人间地狱……节目解说员一本正经地警告说，这部电影启示人们，要敬畏自然、保护环境，不要做违背自然规律的事，不然就会遭到大自然的报复。
不过电影所描绘的情形，恰恰是违背了自然规律的，不可能发生，大家尽可放心。这有两方面的原因。
第一个原因是违背了生物遗传与变异的规律。生物体的长大靠的是由食物提供的营养素，这是一个缓慢的过程，没有什么化学废料能够迅速地加快这一过程。事实上，没有任何的因素能够让生物体在一夜之间变得硕大无比。有的科幻片把出现巨型怪兽（例如哥斯拉）归因于核辐射或化学药品引起后代的基因突变，这比一夜之间的突变听上去好像有点道理，其实也是想当然。
核辐射或化学药品确实有可能引起基因的突变，但是基因突变绝大多数都是有害的，使动物的后代没法生存。个别的可能存活下来，那也是一些生存能力比较差的畸胎。现存的生物都有了长期的进化史，都很好地适应了环境，很难出现重大的改良。刚好出现适宜生存的突变的可能性微乎其微，而碰巧一下子突变得特别大，又特别适于生存的可能性完全可以排除。大型的动物（例如大象）不是在短时间内进化出来的，而是在自然选择的作用下，通过积累微小的变异，历经数以百万年计的漫长进化过程才出现的。
有人也许会觉得，既然是科幻电影，我们不妨宽容一些，不必苛求编剧的生物学水平。好吧，就算存在某种未知的因素，能够奇迹般地诞生巨型怪物，那么它们也不可能像电影描绘的那样，是把原来的生物按比例放大，因为这存在着一个无法克服的障碍：重力。
原因很简单，当一个物体增大时，它的横截面积增大的倍数远小于它的体积增大的倍数：面积按平方增大，而体积却是按立方增大的。让我们来比较一个橘子、一个哈密瓜和一个西瓜。假设哈密瓜的直径是橘子的两倍，而西瓜的直径是橘子的三倍。拿刀将它们剖开，哈密瓜的横截面积是橘子的4倍，西瓜的横截面积是橘子的9倍。但是我们更关心的是它们的分量，对吧？这与它们的体积有关，哈密瓜的体积是橘子的8倍，而西瓜的体积是橘子的27倍！
生物体的重量取决于它的体积，而能否支撑住它的身体重量则取决于它的肢足的横截面积。由于体积的倍数增长要比横截面积快得多，生物体按比例放得越大，二者就越悬殊，肢足就越不堪重负，到一定程度后就无法支撑了。
已知最大的蜘蛛是巨型食鸟蛛，身长可达10厘米（如果把腿长也算上，可达30厘米），体重可达120克。如果它们被放大到比人还大，比如身长达到了2米，即放大到20倍，那么其肢足的横截面积增大到400倍，能够支撑48千克的体重，然而它的体积却增大到8000倍，其实际体重是960千克，是其肢足能够承载的体重的20倍。显然，这样的大蜘蛛是站都站不起来的，更不要说奔跑、跳跃了。
能不能让这些庞然大物的重量减轻呢？生物体的主要成分是水，其比重一般只比水重一点，即使让其比重减少到和水一样，对体重的改变也微不足道。唯一可行的是改变其体型，让它的身体体积变小，而肢足变得更多或更粗（比如要再粗上4倍），其结果必然是看上去一点也不像蜘蛛。
同样的道理，把哥斯拉设想成按比例放大的恐龙，把金刚设想成按比例放大的大猩猩，而且还健步如飞、身手敏捷，都是经不起推敲的。生物体变大后其体型必定要发生重大的改变。大象是从较小型的动物进化来的，但是在进化过程中改变的不仅是身体的大小，还有体型比例的改变，例如四肢变得更粗大。猪鼻子插葱是装不了大象的：如果我们把猪按比例放大到和大象一般大小，它们的体型比例也有着很大的差异，例如大象的四肢要比猪的粗得多。和大象一样大的猪是站不起来的。
当然，这类怪物电影的目的是要通过放大效果把人吓得心惊肉跳，想要取得的是娱乐而不是科教作用，本来不必在乎它们是否在科学上站得住脚。然而，如果编导故作崇高自以为大有深意，评论家要发掘出什么微言大义教导人，把滑稽当正经，假戏真做起来，那还是值得去计较一下的。毕竟，说教不能建立在错误的事实和不切实际的臆想之上。

《我们为什么不长尾巴?》的笔记-第1页 - 别忘了设对照

几年前国内媒体曾经报道过美国国会议员嫌国会大厦太破旧，要求重建豪华的新国会大厦，否则就把国会搬到田纳西州的孟菲斯。其实那是美国报纸《洋葱》编的政治笑话。《洋葱》是一份讽刺文学周刊，专门虚构一些新闻讽刺国际和美国时事，类似于现在在国内网上很流行的“恶搞”，只不过它是非常专业地一本正经地做报道的，在形式上和真正的新闻毫无区别，不了解《洋葱》的背景和缺乏幽默感的人就会信以为真，欣赏不了其幽默，反而要怪《洋葱》骗人。
《洋葱》电视新闻节目播出“美国国家卫生研究院研究证明用刀刺伤猴子能降低猴子的寿命”。
最近我发现《洋葱》鸟枪换炮，也做起了电视新闻节目，把视频放在其网站上。这些节目视频和美国电视新闻节目的形式也完全一样，有新闻主播、谈话嘉宾、采访对象，内容包括时事、教育、文化、娱乐、科技等，除了内容是假的，其他都是真的，表面上非常的专业。
其中有一则科技报道说美国国家卫生研究院花了120万美元完成了一项研究，用3000只猴子做实验，证明用刀刺伤猴子能降低猴子的寿命。这则明显是在讽刺美国政府资助无意义的科研的虚构新闻，其实验设计却非常专业：这项“研究”分别用小猴、老猴、孕猴做实验，发现结果相同；用刀刺在猴子身上的不同部位，例如腹部、颈部、眼窝，结果也一样。更绝的是，它还不忘设立对照组，用拳频繁击打对照组的猴子并不能降低其寿命，表明导致刺伤组的猴子寿命降低的因素是生理的而不是心理的。
看来这则新闻编造者的科学素质还真不低，甚至超过了一些中国科研人员。国内许多科学实验的设计的严密程度还不如它，往往有意无意地不设对照组。我在国内读大学本科时，曾到中国科学院的研究所做毕业论文，碰到一位在中医学院读完研究生的人也在那里做实验。他告诉我，他的研究生毕业论文是证明某种中药能够抗癌，方法是把该中药药液加入到癌细胞培养液中，发现癌细胞被杀死了。我问他有没有做对照，比如把中药药液加入到正常细胞培养液中，而正常细胞还活得好好的？他笑着说，中药的药理实验是从来不做这种对照的，否则如何交得了差？
我后来读了一些证明中药的抗癌、抗病毒、抗菌等作用的中文论文，发现果然都是把中药加到细胞培养液中杀死癌细胞、细菌、病毒就认为万事大吉了，并不去看看正常人体细胞是否也会被杀死。体外细胞培养需要很苛刻的条件，要杀死它们实在是太容易了。比如，往培养液中加入酒精，也能杀死癌细胞，难道就能说明喝酒能够抗癌？不过还真有人用类似的方法证明喝某种名牌酒不仅不会导致肝硬化，反而能够抑制肝硬化，证据就是它在体外能抑制肝星状细胞的增殖。用类似的实验，我们也可以证明食盐、食糖、洗衣粉、泥浆等无数日常东西都能抗癌、抑制肝硬化，甚至包治百病。
如果做一个对照实验，发现某种药物在体外对正常细胞无影响，但能杀死病变细胞，这才算有点说服力，但是仍然不能证明该药物就真的有效。药物对体外细胞有作用，不等于它在体内也会有相同的作用——它可能到达不了病变部位，可能会在体内被代谢成性质完全不同的别的化合物，或者体内的其他物质会抑制了它的作用，等等。所以还需要用它做临床试验，证明它的确对人体也会起作用。
那好，我们就找一批患者来，给他们服用药物，发现有些患者的病情好转甚至痊愈了，是不是就证明了该药物的确有效呢？并不。许多疾病是不接受任何有效治疗也会自己好转或自愈的，在“我在服药接受治疗”的心理暗示作用下，自愈效果会更加显著。
怎么排除这种情形呢？还是要靠设对照，找一批患者作为对照组，证明药物组的效果显著好于对照组。但是，患者有的病情较轻，有的较重，有的体质较好，有的较差，如果在分组时把病情轻的、体质好的分到药物组，就会制造出药物有效的假象。为了避免出现这种偏差，就要遵循随机化原则，把患者随机地分组，这样可以确保药物组和对照组的患者的总体状况相同。
但是，如果对照组的患者知道自己没有在接受治疗，那么心理暗示的作用就体现不出来了，所以还要让他们吃和试验药物外观一样的假药，而且不能让他们知道是在吃假药。如果医生、护士知道哪些患者吃的是假药，他们可能会有意无意地对这些患者更加忽视，在观察疗效时会不知不觉地往不利的方向做判断，因此连医生、护士也不能知道患者的分组情况，而只能由第三方掌握。也就是说，在设计对照组时，还必须遵循双盲（试验对象和试验者都互不知情）的原则。
如何设计一个恰当的对照，是科学实验的基本功。可惜，在实际科研中，有太多的科研人员做不到这一点。一个没有合适对照的实验，并不比一个虚构的实验更可信。