科学龙卷风

上一期节目，大家已经见识了皮肤的多才多艺，但还有两个才艺还没向大家展示，一个是肤色，一个是指纹。人类的肤色其实极为复杂，有120多种基因参与调控皮肤上的色素沉积。人类进化到今天，形成了黄皮肤，黑皮肤，白皮肤，主要是因为太阳光的影响。皮肤当中最重要的一种色素叫做黑色素（melanin），它是一种绝佳的天然防晒品。无论我们属于什么种族，其实所有人都拥有数量差不多的黑色素细胞，导致我们肤色不同的是，黑色素细胞受太阳光照的影响，生产的黑色素的量不同。

如果问大家“人体最坚硬的器官是什么？”，可能大部人都知道是牙齿。那么“人体最大的器官是什么呢？”我就不给大家卖关子了，这一期节目，就让我们开始了解一下人体最大的器官——皮肤。没错，皮肤其实是一个器官。那么提到皮肤，大家会首先想到什么呢？你可能会觉得，它将我们人体严严实实地包裹起来，隔绝外界的灰尘乃至细菌，病毒。皮肤赋予了我们痒，疼痛等这类触觉。又或者，你觉得皮肤的恢复力很强，稍微割破了，几天它自己也就长好了。我想，大部分人对皮肤的第一印象，大致是如此吧！这些都没错。只不过，皮肤的奥秘远不止如此。

我们《科学龙卷风》团队决定开始一个新的系列《生命知多少》，基于英国皇家学会院士比尔.布莱森的著作《人体简史》进行改编，让我们来一起全方面地认识生命，并且了解我们的身体。

1805年10月21日，拿破仑统治的法国海军联合了西班牙，与英国海军经历了将近两个月的周旋，终于在特拉法尔加角相遇。一场恶战不可避免……很快，英国海军就对眼前的景象感到兴奋不已。他们通过望远镜观察到，敌人们的身体状况非常糟糕，虚弱不堪到基本丧失了作战能力。再加上英军在战术、指挥和训练上更胜一筹，法西联合舰队遭受到了致命性的打击。这场决战仅仅持续了5小时，便以英军大获全胜而告终[1]。大家好，我是小夜，欢迎来到《科学龙卷风》。熟悉这段历史的小伙伴可能知道，我刚才描述的正是著名的特拉法尔加海战。这场战役之后，法国海军精锐尽丧，从此一蹶不振。拿破仑也被迫放弃了进攻英国本土的计划。与此同时，英国海上霸主的地位得以巩固，也开始了100年的大英帝国全盛时期。大家可能会好奇，同样是在海上长期作战，为什么英军并没有任何身体不适，而法西联军却如此虚弱？这个问题，我们还得从500年前的15世纪末开始讲起。[1] https://www.britishbattles.com/napoleonic-wars/battle-of-trafalgar/

大家好，我是小夜，欢迎来到本期的《科学龙卷风》。上一期我们讲述了太阳光的益处。有观众就跟我私信，说事物往往具有两面性。在炎热的夏季，我们还是会在皮肤上涂抹防晒霜，以防止晒伤。那么这个防晒霜到底是不是智商税呢？

动物并不像绿色植物那样，能够利用阳光进行光合作用，自身合成能量来维持生命活动。那么阳光对于动物来说是不是就无关紧要的呢？大家好，我是小夜，欢迎来到科学龙卷风。我们经常会听家里老一辈的人说，买房租房，一定要选朝阳的。难道只是为了晒衣服方便吗？今天我们从营养健康的角度来聊一聊，朝阳对于我们人类身体的影响。

“流动的晶体！这不是矛盾吗？我们对晶体的印象是刚性有序的分子系统。读者对本文的标题很可能会提出以下问题：‘如果是流体，那这样的系统如何达到达到有序的晶态结构？’实际上对于流体，用热力学通常是这样解释的，无序且迅速的分子群通过反复平移和旋转运动，来达到流体的内部和外部运动。”

大家好，我是小夜，欢迎收听《科学龙卷风》。上期我们说到，一个新的挑战出现在了布拉格父子的面前。那就是“大分子物质的晶体该如何解析？”大分子物质与离子、原子最大的区别就在于，它是有自己的形状的。大分子物质的晶体不像原子或离子晶体那样，最小单位可以被近似地看作是一个点。我们只要解出点与点之间的距离，就能知道原子或离子晶体的结构。而如果要解析大分子物质的晶体结构，他们就必须在解出分子间距离的同时，还要解出大分子的形状。

如何对X射线衍射现象做出一个令人信服的解释？这项任务就落到了布拉格父子的肩上。回到剑桥之后，劳伦斯·布拉格就开始着手研究照片上的衍射黑点与晶体内部结构的关系。当时，劳伦斯·布拉格刚从剑桥大学物理系毕业，他对光学，结晶学，波动学和数学的理论知识都都记忆犹新，所有的数学公式和物理理论仍然萦绕在他的脑海里。当时，也正是他思考谜底的黄金时刻。

上集我们说到，莱尼泽观察到了胆固醇神奇的变色结晶和二次融化现象。他写了一封信给晶体学家雷曼。但是，想要完全理解这些现象，您还得耐住性子，听我讲讲一般的固态晶体和研究晶体结构的利器——X射线。1895年11月8日，德国物理学家威廉·伦琴（WilhelmRöntgen）在研究阴极射线管的时候，无意间发现了具有一定穿透能力的X射线。一名34岁的英国科学家威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg）立刻对这个X射线产生了兴趣。1896年5月29日，澳大利亚第一次有记录的医用X光照记录，正是亨利·布拉格拍摄的他五岁儿子劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg）的手臂。当时的劳伦斯·布拉格不小心从三轮车上摔了下来，摔伤了胳膊。当地医生仅凭经验并不能判断伤势的严重程度，但是亨利·布拉格用他的X射线发生装置，成功地拍下了儿子骨头受伤的照片……

本期文稿是由《科学无双》作者——朱文靓授权提供。欢迎大家关注。无论是坐在沙发上看着电视节目，或者坐在电脑前办公，又或者躺在被窝里刷着手机，在我们面前的都是一种叫做“液晶”的显示器。现代人的生活，一天当中大部分的时间都是对着它。大家好，我是小夜，欢迎来到科学龙卷风。大家可能都听说过，物质可以有固态，液态和气态。那你有没思考过液态晶体这种特殊的物质状态是如何被发现的呢？这竟然是一个植物学家和胡萝卜之间的有趣故事。

上一集我们说到，19世纪的营养学家们，几乎已经把维生素A缺乏的临床表现与“眼部疾病”画上了等号。但是仍有小部分科学家认为，我们其实并没有彻底了解维生素A。它还存在着一个非常重要的潜在特性。大家好，我是科普作者小夜。欢迎来到本期科学龙卷风。今天，我们继续来讲述维生素A的故事，帮助大家更加深入地理解维生素A。19世纪30年代，两位来自英国谢菲尔德大学（The University of Sheffield）的科学家格林和梅兰比向世人宣布。说维生素A除了预防视紫红质不足的眼部疾病以外，还有一定的抗感染效果。这个结论可不是随随便便就得出的。在当时，格林和梅兰比也是综合分析了一系列临床实验数据，经过同行审评之后，发表在了著名的英国医学期刊（British Medical Journal）BMJ上[1]。[1] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20774205/

1860年10月的下旬，法国战斗舰康妮莉（La Cornélie）号从土轮（Toulon）港口出发，开始了她的初次航行。康妮莉号是一艘造型优美的三桅轻型护卫舰。新刷的油漆在太阳的照射下闪闪发光，与她那二十二门大炮的钝铁相映成趣。搭乘康妮莉号的是一支经验丰富的海军部队。他们当中年纪最小的海员埃利·莫林虽然只有24岁，但也有过航行南太平洋的经历。包括指挥官雅克 · 普莱（Jacques Plée）在内的其余255名航员更是身经百战，几乎都习惯了长期的海上生活。为了对大家的身体健康负责，普莱指挥官特意雇佣了一位名叫乔森内特（Chaussonnet）的医生来监督每一位船员的健康状况。凛冽的海风鼓起了船帆，引领着康妮莉号向南驶入地中海的深处，然后向西穿过直布罗陀海峡进入大西洋。经历了四个月的时间，康妮莉号一路向西南方向航行到达了南美洲，绕过合恩角，穿过太平洋，一路到达了新喀里多尼亚、澳大利亚和新西兰。乔森内特医生一直对疑似脚气病和坏血病的症状保持着高度警惕。好在这四个月的时间里，一切都平安无事。乔森内特医生也在自己的日记中满意地写道：“船员们都很健康，船上没有一例病例。”1862年年底，康妮莉号计划再次横跨太平洋，途径智利海岸，向北航行至墨西哥。这一次，康妮莉号将在海上漂泊更长的时间。然而，在这一次航行中，乔森内特医生所记录的内容与两年前的景象完全不同。时不时地会有船员来到乔森内特这儿抱怨，说自己在晚上根本无法工作。到了晚上，连甲板上的绳索都看不清。而且诡异的是，船员们在白天就没有任何视力问题。乔森内特医生虽然对这个症状并不陌生，但是在船上大规模发病这个现象对于他来说却是第一次遇到。想不到自己一直提防着的脚气病和坏血病没有出现，却碰到了这种晚上看不见东西的怪病。

我们的人体就像一台超级复杂的机器。想要维持这台机器正常运作，需要各种各样有机物质互相接力，完成许多复杂的生化反应。在这些复杂的生化反应中，有一种叫做“酶”的生物大分子物质起着“催化反应”的作用。它就像相亲时候的媒婆，让原本可能不来电的两个人最后走到了一起。但是随着维生素的发现，尤其是对维生素B2的深入研究，科学家们认为，还有一类辅助因子也是必不可少的。它们在酶催化反应中承担着传递电子、原子或基团的角色。主要起到激活酶的活性的作用。这类辅助因子便被称为“辅酶”。辅酶的名字中虽然也有一个“酶”字，但辅酶其实是小分子有机物。大家好，我是科普作者小夜。前一段时间我忙着搬家，所以将近一个月没有更新节目了，还望大家多多包涵！这一期我们来聊聊很多听众都感兴趣的一个话题，那就是目前活跃在保健品市场上的“辅酶Q10”。

上一期我们说到，格尔吉在库恩的帮助下成功地验证了“未知物质”其实是一种“促生长因子”，而并非“抗糙皮病因子”。而学有机化学出身的库恩，却并不满足于现状，他非常迫切地想知道“促生长因子”到底是什么，它又是如何起作用的呢？大家好！我是科普作者小夜。欢迎来到本期的科学龙卷风。接着上期的故事，我们继续来揭开“黄绿色荧光色素”的神秘面纱。

沃伯格在论文中描述了一种呼吸作用中的氧化酶。这个氧化酶是在啤酒酿造过程中由酵母菌分泌的，呈现黄绿色。如果通过透析的方法，是可以把氧化酶的黄绿色洗掉的，但随之这个氧化酶的活性也就消失了。库恩读到这段话的时候，突然眼前一亮。这个“黄绿色物质”，不正是自己研究了多年的核黄素嘛。“这绝对是一次伟大的发现！”意识到这一点的库恩立刻与沃伯格取得了联系，告诉他这一次的发现足以载入史册。并且有必要立刻召集各路专家，就沃伯格的这次发现开展一次学术会议。

人工智能正在各行各业中逐渐代替人们的工作。它的到来，毫无疑问为我们的工作与生活带来了便利，但势必也会触动一部分人的利益。无论我们接不接受它，人工智能的迅速崛起已经是正在发生的事实。然而，我认为我们不应该去神化人工智能。在报道相关新闻的时候，依然需要保持理性的科学思维。2020年12月初的时候，我的朋友圈就被各种关于Alphafold2的推送刷屏了。也有小伙伴直接私聊我，说谷歌旗下的Deepmind公司开发的一个人工智能，名字叫做Alphafold2（以下简称AF2）。它可以精准地预测蛋白质结构，问我怎么看待这件事情。

最近，我收到了观众的提问，说他在红酒的外包装上看到了防腐剂，他觉得红酒明明含有酒精了，为什么还需要添加防腐剂呢？在讨论这个问题之前，我还是先得声明一点。酒对我们的健康是百害而无一利的。世界卫生组织已经把酒归为1类致癌物质[1]，并且证据确凿，是毋庸置疑的。但是，在当今社会，对于许多人来讲，酒已经成为了社交生活的一部分。在我国，特别是在知名度较高和社会影响力较大的人群当中，酒桌文化就显得尤其重要。马上就要过年了，家人们聚在一起，喝点小酒助助兴，也在所难免。红酒中为什么含有防腐剂，其实答案非常简单。尽管葡萄酒中含有酒精，但是酒精浓度比较低，即使葡萄完全发酵了，细菌仍然有可能生长，所以防腐剂是十分有必要的。本次文稿的全部内容可在微信公众号：“科学龙卷风”中获得。[1] https://iarc.who.int/wp-content/uploads/2018/07/WCR_2014_Chapter_2-3.pdf

1951年5月31日，在英国米德塞克斯医院中，一位中年妇女焦急地填写着问诊表。在她的身旁，站着一位男孩。这位男孩的名字叫做艾迪·哈特纳普（Eddie Hartnup）。他一直低着头，看上去十分胆怯。时不时地会挠一下自己的手和脖子。他的面部通红，皮肤也极其粗糙。很多人第一眼看到艾迪，都会觉得他是一位年迈的老人。但事实上，他却只有12岁。小艾迪从出生以来的12年里，一直被母亲悉心照料着。平时虽然会挑食，但是和别的同龄人也差不多，并没有出现任何营养不良的症状。接诊医生在对艾迪做完所有必要的检查后，并没有发现什么特殊的地方。身高，体重，血液的各项指标都处于正常范围。除了有点运动平衡失调外，神经系统也没有受损的迹象。虽然搞不清原因，但是多年来的从医经验告诉接诊医生，小艾迪患的是糙皮病。正当医生决定用普通糙皮病的药方给小艾迪开药时，一位名叫凯克威克（A. Kekwick）的教授阻止了他。凯克威克教授建议让小艾迪做一下尿检，并且吩咐尿检医生，要特别注意一下样品中氨基酸的含量。尿检后，医生们惊讶的发现，小艾迪尿液中的氨基酸含量极高。尤其是色氨酸含量，几乎是正常人的30倍。很快，小艾迪的病因就引起了医生们的重视。大家都意识到，这位小男孩儿并不仅仅是糙皮病那么简单。医生们用小艾迪的姓氏“哈特纳普”，命名并报导了这一病例，希望和更多的医生探讨分析[1]。不过要完全搞清楚小艾迪的病因，我们的故事还得再往回倒100年。[1] https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(56)91914-6/fulltext

最近，我的一位小师妹跟我说，家里的亲戚经常让她带一个叫做“纳豆激酶”的保健品回家。亲戚们都坚信来自日本的这个东西可以抗血栓。她去药妆店看了一下之后，发现这个“纳豆激酶”还不便宜。一瓶基本上就要花掉5000日元左右，大概人民币300多元。于是，她就想问我这个产品到底靠不靠谱。本次文稿的全部内容可在微信公众号：“科学龙卷风”中获得。