DK科学思维:物竞天择,适者生存

2022-11-08  本文已影响0人  千雨读书

如今, 我们对病毒、疫苗、微生物这些词,可谓是耳熟能详,且熟悉到令人生畏。

为何如此说?因为,在相当长的时间里,人类一直做不到有效地防止和治疗,因有害微生物感染而传播的疾病,就好比当下正在困扰全人类的“新冠病毒”。

在历史上,传染病曾让地球丧失了近乎一半的人口;如“天花”病毒的危害,就曾导致无数人失明,甚至死亡。

因此,人类对于疾病的治疗和预防,从未停止过探索的脚步。

早在500年前的中国,人们发现,轻微症状的天花感染,可以让人对致命天花产生免疫;因此,大夫将天花痂磨成粉吹入人们的鼻腔里,使其感染轻微天花。此法有时会奏效,但也有一定的危险性。

这个案例,就是人类历史上最早的疫苗实验。

而在18世纪的欧洲,医生也发现了一种预防致命天花的方法:将天花患者的痂粉或脓液接种到人的伤口中。

例如,俄罗斯女皇叶卡捷琳娜二世,就曾尝试过“接种”;生病两周康复后,她获得了对天花的免疫,但这种方法仍存在一定的危险性。

事实上,英国医生爱德华·詹纳,正是因为发现了挤奶女工不会感染天花的原因,在于奶牛使她们感染过牛痘。于是,他将其牛痘水泡里的脓液,接种到一个8岁男孩的伤口中;结果证明,男孩获得了免疫。后来,人们将这种疗法称为“vaccine”(牛痘疫苗)。

但是,直到1980年,人类才将天花彻底根除。

那么,病毒传染的原理又是什么?

英国DK公司编著的《DK了不起的科学思维》告诉我们——病毒是最小的微生物,它会引起多类型的疾病,包括流感、水痘、狂犬病和新型冠状病毒脑炎等等,它们会劫持我们的细胞,迫使我们的细胞制造它们的新副本,并进行不断地繁殖。

而繁殖后的病毒,则会以迅雷不及掩耳的速度,利用病毒表面的“抗原”分子来寻找合适的人体细胞,并附着其上,再将自己的DNA分子注入到人体细胞中,强迫其制作病毒抗原和基因副本。

最后,人体细胞会将这些病毒抗原和基因的副本,组装成数百个病毒副本去摧毁人体细胞,继而在人体内扩散,入侵更多的人体细胞。

总之,本书条分缕析地阐明了“病毒的传染原理”,让我们对人类的疾病防治和生存法则有了更为清晰的认识。

一、科学之于人类的意义

对于人类来说,科学有什么用?

环顾四周,科学无处不在。小到我们日常使用的工具,大到浩瀚的宇宙;还有,我们所熟知的科学家,他们致力于提出问题、研究问题,总是想探知世界、改善世界。

正因科学家们的存在,人类文明才会不断进步。

就如前面提到的天花病毒;历史上,人类很多时候对诸如此类的疾病和感染是束手无策的,许多人甚至因此而过早离世。

但随着科学家和医生在研发技术上的推进,疫苗、抗生素和其他有效药物逐渐问世,挽救了无数的生命,极大地提高了人类健康水平和平均寿命。

再者就是,科学家通过各种方式让人类意识到自己的某些行为,正在破坏赖以生存的地球家园;如气候变暖问题。

因此,人类内心充满了对不确定因素的恐惧,并希望全世界的科学家共同努力,一起寻求解决办法,拯救地球上的亿万生灵。

还有,人们通过科学探索,才能“了解我们自己”、了解大自然、了解物种形成等等。

诸如此类问题:人的身体内部正在发生什么?各种动物如何在时代巨变中生存下来?如何对付可怕的病毒感染?基因如何运作?新物种是如何形成的?人类如何止痛?什么是全球气候变暖?宇宙是如何诞生的?

鉴于这些问题,书中搭建了5个维度的知识架构,即生物学、物理学、化学、地球科学和空间科学;讲述了非凡的科学故事和人类历史上一次又一次的科学突破;例如,发现恐龙、发明火箭、制造救命的药物,以及寻找宇宙起源的奥秘等等。

所以,本书从科学的起源,科学对于现代文明的影响,以及科学之于未来可能存在的变化等等,进行了深刻地反思和分析,让我们对科学的认知有了全新的体验。

简言之,科学之于人类的发展,不可或缺,且意义非凡。

二、科学告诉我们:如何挽救无数人的生命

翻开世界历史,回头再看看第一次世界大战;就会发现,在这场战争中,有着数以百万计的士兵死亡。

但是,本书却告诉一个我们不知道的真相,这些士兵并非全是在战斗中阵亡的;事实上,很多士兵是因为自己的伤口,被一种名为“细菌”的微生物感染而亡。

何谓细菌? 即指一种微小的单细胞生物;直白一点就是,细菌在地球上无处不在。

我们再仔细看看人类的进化历程:过往几千年,细菌给亿万人带来了可怕的疾病,甚至是死亡。

但是,因为科学家的一个完全偶然的发现,让这种状况发生了彻底的转变。

1928年,英国科学家亚历山大·弗莱明,正在细心地整理自己的实验室;突然注意到,在一个准备扔掉的细菌培养皿里,长出了一大块白色的霉菌,其周边没有任何细菌;于是,他抱着强烈的好奇心进一步观察,证实了“霉菌可以杀死细菌”这一结论。

也可以这么理解: 真菌是对抗细菌的武器。

所谓趁热打铁,弗莱明带领自己的实验室团队继续研究,进一步验证了霉菌对于细菌感染的作用,并将真菌所产生的一种物质命名为“青霉素”。

但是,弗莱明并未止步于此。

然而,想要将这种真菌制作成有效的药物,是必须经过高度纯化和批量生产,这在当时的情况下,被证实是非常难的事。

后来,由于第二次世界大战的爆发,弗莱明在美国制药公司的资助下,才研制出了一种注射药剂“抗生素”,并因此实现了真正意义上的产品化。

对于抗生素的药效原理,书中如此阐释:抗生素通过削弱细菌坚固的细胞壁来对抗细菌,最终使细胞破裂,达到细菌死亡的目的。

可以说,从二战时期至今,因为科学家的一个意外发现而发明了 “抗生素”,挽救了无数人的生命。

但是,科学家们仍在继续探索。

很快,他们发现了一个非常严重的问题——由于基因变异的原因,人们用抗生素对抗的细菌,也在不断地发生变异,有些变异使细菌对抗生素产生了耐药性。

而且,人们使用的抗生素越多,这些耐药细菌就越嚣张。另外,科学家对于那些高度耐药的危险细菌定义为“超级细菌”。

不难理解,这与我们经常听到的“病毒变异”,意思相近。

总而言之,科学家的科学思维,在人类文明发展的历程中,有着举足轻重的作用;而科学对于人类的贡献,有着无可替代的意义。

但是,人类的科学探索之路,仍是漫漫长兮

三、生存法则:物竞天择,适者生存

时光流转,世间万物四季更迭、繁衍生息。

如今的地球,各种动物和植物与数百万年前的情况已大不相同。

动物和植物会随着时间的推移,逐渐发生变异,甚至有可能发展成新的物种,这个过程就叫“进化”。

而第一位证明进化发生,并能解释进化原因的人,就是英国博物学家查尔斯·达尔文。

达尔文从小就痴迷于各类野生动物,并梦想成为异国他乡的远行者。

1831年,22岁的达尔文被英国政府邀请,作为博物学家环绕世界进行科学考察。

在5年的环球之旅中,达尔文到过丛林、沙漠、火山和热带岛屿,观察了各种神奇的动物和植物,且一一记录在自己的日记中,他为此还画了数千幅图画,详细描绘了这些物种的特征。

比如,他在太平洋的加拉帕戈斯火山岛群上,收集了13种雀类的喙;因为,他想探知一个问题——它们是否有一个很久前就被困在群岛上的共同祖先?

为此,达尔文花费了数年时间思考,以及收集证据。

考察旅程结束后,一个关于进化原理的理论,在达尔文的脑海中逐渐形成了。

但是,由于进化理论违背了宗教信仰,令达尔文苦恼不已。直到50岁时,达尔文才将自己的想法发表在一本书中。

意外的是,这本书一经发布,便成了全球畅销的书,并由此引发了一场科学革命。

事实上,达尔文看到了大多数生物所生出的后代数量,远远多于存活到成年和繁殖年龄的后代,这显示了一种生物界的竞争,也就是“生存的竞争”。

这种竞争法则会让生物的大多数后代在竞争中死去,只有少数极具竞争力的个体才能存活下来。

就如达尔文自己所形容的,大自然不断地剔除最不适应的,选择最适应的,这个过程就叫“自然选择”。

而达尔文著作的书,正好解释了进化主要是由自然选择所驱动的;这种生存法则,会导致物种在适应环境的过程中发生变化。

最著名的例子就是桦尺蛾。

19世纪初,英国城镇发现的桦尺蛾是浅色的,这种保护色让它们栖息在树皮上不易被鸟类发现;然而,到了19世纪末,大多数桦尺蛾都变成了黑色;这是因为,工厂的烟尘使树木变黑,它们为了保护自己而进化成黑色,以赢得生存的竞争。

所以,科学思维告诉我们:人类的生存法则,无非就是 “物竞天择,适者生存”。

四、结语

《DK了不起的科学思维》是一本图文并茂的科学参考指南,适合每一位热爱科学的人。

本书以五个科学维度为架构,结合科学故事和科学案例,让科学知识变得生动、有趣。

对于孩子来说,此书将会激发他们对科学的兴趣,触动他们去探索科学世界的奥妙,启发他们去体会科学思维、改变以往对科学的看法。

但愿热爱科学的孩子不会错过它。

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