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为什么会老去 为什么要睡觉
2016年02月10日 05:59:57 来源: 浙江在线-钱江晚报 通讯员 林荫 记者 韩兢

   浙江在线02月10日讯 (钱江晚报通讯员 林荫 记者 韩兢)这是一本与众不同的科普读物。《何处何由何以》(The Where,The Why,and The How)邀请了美国最热门的75名插画家来帮助解读生活中的各种广泛的问题。一页页的文字中,从自然世界中的宏大命题到一些细微的话题,都被科学家们简单而有趣地轻松解答了。而写作这些文字的,都是那些在该领域发表了很多论文的真正科学家。根据这些科学家的解释,画家们也脑洞大开,展开自由的想象,画下了75幅画。

  智慧与艺术在这本书里完美地混搭,激起了无数读者对智慧和想象力能量的好奇。

  大爆炸之前是什么样的?

  确实称远古宇宙为“大爆炸”是令人惊讶。这足以反映出科学家们在取名字上的超级短板。不过目前的证据都证明了这点,这不仅仅是大爆炸,而是整个广袤空间的急剧膨胀,而所有可以看见的星系和行星其实最早都源自于一团紧凑的比豌豆还要小的气体。

  我们生活的宇宙大约开始于140亿年前。宇宙中可以观察到的元素,特别是氮在里面的组成成分,就是宇宙最早存在状态的证据。另外一个宇宙最早的组成是光滑和有规则的微波均匀地填充了整个宇宙。

  爱因斯坦的相对论的基本原则就是空间和时间在一定程度上会互相转换。物质可以创造空间,然后扩张产生了时间。宇宙诞生的时候处在一种低熵(熵指的是体系的混乱的程度状态),这就给予了时间可以向前发射的动力,并给予了巨大的动力去发展。

  什么是暗物质?

  1998年,天文学家都被他们看见的数据震惊了。他们发现宇宙不仅仅在扩张而且扩张的速度在越来越快。在此之前,人们都认为宇宙扩张的速度在不断地放缓。为了解释这种观察到的反常的扩张加速现象,一个相反力量的数据被加到了宇宙方程式里了,这个组成数据就被成为“暗物质”。

  一个最近的调查显示,大概有超过20万个星系有这个暗物质存在。尽管宇宙的73%是由暗物质组成,但是这个暗物质背后的物理能量还不明确。一个简单的解释是它是一个“宇宙常数”。这说明了它是一个非常内在而均匀填充空间的基础能量,它在实验室很难被检测出。

  有什么东西可以逃出黑洞吗?

  当一个像太阳那么大的混乱体,被压缩成了一个直径只有几公里的球,它就变成了一个有着巨大吸引力的物体,任何靠近它的东西都会吸入到它的轨道里去,并永远不能逃脱。这就是黑洞。

  爱因斯坦的理论并没有考虑量子力学理论。这个新理论认为,每个黑洞都会发射出微弱的辐射,就像一个逐渐变暗的恒星。所以根据这个理论,这种比较靠近黑洞表面的一对粒子是可以逃脱黑洞的。在外的这个可以逃脱,甚至那个在里面的也可以逃脱。

  而且最矛盾的是这些粒子的运动会减少黑洞的质量,然后会逐渐地缩小并且变得更热。所以如果等待足够久,任何东西都可以逃脱黑洞。

  为什么我们会老去?

  我们多么希望随着我们的年龄增长,我们永远不会变老。我们多么希望自己生活得很健康,但是我们也好清楚,随着时间我们会老去,健康状态也会越来越差。

  老就是在整个生命过程中,细胞把许多未修复的损伤积累到一定程度,最后就导致了组织功能的衰退。

  我们在这个地球上已经进化了很多的样子,但是为什么我们没有进化到可以一直保持健康的状态呢。

  我们从父母这里继承的基因组织形成了一条不可破的传承数十亿年的链接链,把我们和无法数清的前辈们相连接。我们传递着这条链接链上的信息,但是我们自己,信息的载体却是暂时存在的。

  进化是个强大的力量,它的目的是保证遗传信息可以复制下去,而不是保护我们个人的寿命。这两个目标虽然并不互相排斥的,但至少他们是完全不同。细胞的修复和纠正机制如果可以更好地改良并进化,我们就不会老去。

  所以一个非常简单的解释就是,生物根本没有机会发展这种方式。因为我们生活在一个非常危险的环境里(随时可能被狮子吃掉,在战争中被杀死,或者被疾病吞噬生命)。在有限的资源里,保证我们生命可以更容易地被重新生产,会比保证一个细胞的修复性要更加重要。因为在那个艰难的环境里,许多机体都会很快消失。

  所以进化简单地忽略了防止机体衰老这个问题。而这个问题如今却变得对我们来说如此重要,或许改善细胞修复能力的机会现在才到。

  为什么我们要睡觉?

  科学家发现所有动物都需要睡觉。那么为什么?

  科学家仅仅只是现在才开始把之前研究各种问题的答案凑在一起。从分子水平的角度来说,一个术语“打开蛋白反应”会发生在睡眠被剥夺的动物身上。在睡眠被剥夺的过程中,蛋白质,开始会失去它的构建结构的功能,或者说处于“打开”状态。这种打开蛋白在动物的细胞内会聚集,聚集成块,并越来越毒。如果细胞被这种打开的蛋白质所堵塞,他们就会逐渐失去履行功能的能力。如果动物被无休止地被剥夺了睡眠,就会死亡。

  如果动物获准进入休眠状态,这种特殊的清理分子就会扭转打开蛋白反应。

  最关键的就是,睡眠是一个修复细胞损伤的过程。

  

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标签: 科普读物 责任编辑: 陈斌
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