在学校学解析几何时,就对各式各样的数学曲线发生过兴趣,什么双曲线、悬链线、心脏线、阿基米德螺线……光听听这些名称,就令人有神秘莫测之感。后来又读了许多有关自然科学的书,知道大自然本身就是位最伟大的数学家:螺壳的旋转、树叶的对称、海岸线、树根等等的分形……更是让人类的数学知识相形见绌。

苏格兰圣安德鲁斯大学建立了一个网站,专门用来慰籍那些对数学有一定兴趣的读者。网站收集了60多种曲线,除了我们所熟悉的椭圆、双曲线等外,还有像伯努利双纽线、叶形线、箕舌线等我们不常见到的曲线,对每种曲线,给出了图形、数学方程、最早对之进行研究的数学家等背景资料,还给出了相关曲线,如它的渐伸线、渐屈线、反函数曲线等。如果你的浏览器支持Java代码,则还可以运行一个小程序以演示这些曲线。

这个网站的第二大特点是收集了自古至今将近1400位著名数学家的简历,读者可通过姓名、出生年代或出生地等多种索引来查找他们的传记,跨越的年代从公元前1680年到现代。收录的传主从毕达哥拉斯(他生活于公元前569年-公元前475年的希腊,被称为是第一位纯数学家,在数学发展史上扮演了一个极为重要的角色)、康托尔(集合论的首创者,他于1918年发疯并死于一家疯人院中)到当代的安德鲁 · 怀尔斯(他于1994年解决了费马的最终定理)。

这个网站的网址是www-history.mcs.st-and.ac.uk/history。

[冯诗齐文]

大脑在睡眠中仍在思考

人类在夜晚所做的梦大都没什么意义。但对于大脑而言,它“强化”某种形式记忆的功能却是很有必要的。

哈佛大学医学院的罗伯特 · 斯蒂克戈尔德(Robert Stickgold)博士认为,大脑在睡眠时是很活跃的,睡眠并不是关闭大脑让它休息。白天大脑大量采撷信息,却来不及处理,而在睡眠时它会完成处理过程。

发表在最近出版的《科学》杂志上的这份研究报告称,斯蒂克戈尔德及其同事回顾了现有的有关睡眠、学习、梦境和记忆的研究。很多民族的文化都有这样一种表达——“明天再说吧!”——即是指好好睡一觉后再做决定。睡眠的快速眼动期极可能是一重要的学习过程,斯蒂克戈尔德解释说,这时的学习还可涉及到如何做某事,像怎样弹钢琴之类,它还涉及到如何作决定。比如,一个钢琴家在头天下午可能演奏某一节时还有麻烦,但经过一夜很好的睡眠,第二天上午他却很可能完美地弹奏出来。

斯蒂克戈尔德说,睡眠时,尤其是快速眼动期,大脑能选取并整合它们。有些人说并不是在所有的记忆活动中,睡眠都必不可少,但它确实存在着必要之处。睡眠可能有强化和整合的作用,有时,它还能擦掉近期或远期的某些记忆,做梦就可能是这一过程的一部分。

[曹淑芬译自《路透社纽约》2001年11月1日]

人类利他行为探秘

英国研究人员对人类和动物为什么会有明显的利他行为作出了新的解释,指出人和动物之所以会帮助其亲属,是因为只有这样他们才能传递他们之间的共享基因。

针对到目前为止,尚无人能够证明人类确实是以这种方式来从事自己的行动的,英国白金汉郡奇尔顿斯大学研究人员乔治 · 菲尔德曼研究小组以此为题对64名学生进行了试验。他们要求这64名学生表演一套紧张激烈的滑雪训练技术,以领取一份微薄的奖金作为回报。这些学生必须以背对着墙来弯曲他们的膝盖,而且必须使两条大腿与地面平行。他们保持这种姿势的时间越长,得到的奖金就越多。在不同的试验中,他们被告知,作为回报,或者他们可以领取现金,或者这些现金被送给他们的近亲或远亲,或者朋友。

结果发现,这些学生为那些分享他们一半基因的亲属而从事这种表演的,平均延续了80秒。而那些为分享他们八分之一基因的亲属而表演这种姿势的,却只延续了65秒,为朋友的则更少。令人并不感到奇怪的是,当这些参与者把现金装入自己的腰包时,他们表演这一动作的最长时间却延长到2分钟。

菲尔德曼认为,这一试验证明,人们为了帮助较亲密的亲属可以做得更多,甚至当这样做对他们来说已经成为一种代价的时候,也是这样。

[宁宏宇译自newscicntist.com,2001年6月30日]

振动可以治疗骨质疏松

在目前的太空飞行中,失重状态下易使宇航员患上了骨质疏松症。在持续4~6个月的飞行中,宇航员体内骨质的密度每个月会降低1.6%。如果按照这个速率降低下去,科学家估计,在两年半的火星旅行中,宇航员骨质的密度将降低一半,那将是可怕的骨质疏松症。宇航员对太空中骨质的变松是没有感觉的,但一旦回到地面,健康状况就面临着明显的挑战。

美国航空航天局的最新研究发现,轻度的振动可以保证宇航员在长期太空旅行中的身体健康,这个研究结果也有民用价值,它可以用来帮助治疗那些骨质疏松症的患者。这种振动要求强度低(大约0.25 g,g为重力加速度)、频率高(90赫兹),而且振动要求十分规则。美国纽约州立大学的科学家克林顿 · 鲁宾的研究小组在对一些动物进行了振动实验中发现,每天10分钟的轻微高频振动可以让骨质疏松的动物恢复健康。研究人员进行了对照实验,他们让另一组骨质疏松的动物每天进行10分钟的高强度活动,结果表明这些动物骨质疏松的症状没有明显改变。

目前,研究人员还是不明白振动抑制骨质疏松的物理机理。有些研究人员猜测,振动似乎“欺骗”了控制骨质生长的神经,让这些神经以为生物体正在拼命运动,结果导致了骨组织进行额外的生长,这个研究结果让宇航员长期的太空旅行成为可能。

[杨先碧文]

沙漠供水新思路

沙漠因为缺水而让人望而生畏,然而,沙漠并非生命的禁地,这里也有许多生命生存着。沙漠里的生命大多是甲质化,比如我们熟知的仙人掌,就是把叶子变成尖刺而生存下来。生命的甲质化是因为它们需要防止水的散发。

虽然沙漠生命储水的道理已经很清楚了,但是对于许多生物怎么从干旱的沙漠中获取水分,还有许多未解之谜。最近,科学家发现了一种能够在沙漠中不断吸取水分的甲虫,对这种甲虫的研究为沙漠供水提供了新思路。

这种甲虫的名字叫纳米比亚甲虫,因为它们生活这在纳米比亚沙漠上。这些甲虫靠饮用风中所携带的微小雾滴而生存着。发现纳米比亚甲虫饮水方法的是英国牛津大学的动物学家安德鲁 · 帕克。

纳米比亚甲虫的外壳布满了小疙瘩,每个疙瘩表面都像玻璃一样光滑,这种结构可以更好地吸收水汽。在每个疙瘩的斜面和疙瘩与疙瘩之间的“平地”,都覆盖着一层蜡状物质。早晨,薄雾穿过沙漠,风中的雾滴碰到了纳米比亚甲虫的疙瘩停留下来,最终在疙瘩上形成一个小水滴。当小水滴变得相当大而且有些重的时候,它们从疙瘩的顶端滚落,到达疙塔上的“平地”,然后慢慢地滚到头部的小沟里,顺着小沟到了甲虫的嘴里。

英国国防部的科学家已经按照帕克的设想,制作了一台表面像纳米比亚甲虫的甲壳的集水样机。实验结果发现,这种机器在沙漠中对水分的收集非常有效。英国的一些厂家正准备大量生产这种积水机,也有建筑学家准备修建具有像纳米比亚甲虫甲壳那样房顶的积水建筑。

帕克还对纳米比亚甲虫的抗热性产生了浓厚的兴趣,他通过研究发现,纳米比亚甲虫的甲壳上竟有一种特殊的生物红外反射器,这些反射器帮助甲虫反射了大部分太阳热能。帕克认为人类也可以仿制这样的红外反射器,这样的反射器可以加到火箭或其他航天器上,可以增加航天器的抗热性能。

[杨先碧文]