“人兽杂交”新生物

　　科学网(kexue.com)讯 相信看过《人兽杂交》这部电影的朋友对半人半兽的生物产品并不会陌生，电影被定义为科幻片，然而仅仅是一年后，它却更像是一部纪实片。

　　英国《每日邮报》最近曝光了一则关于英国已秘密进行了3年“人兽杂交”胚胎实验的新闻，英国多家实验室在过去3年中，一直都在秘密进行人兽杂交胚胎的实验，并且已经制造了150多个同时包含人类和动物基因的杂交胚胎。这一新闻直接把“人兽杂交”推到了舆论的风口浪尖，支持的声音很多，同时反对者也不少。

　　支持者：时代的进步

　　这是一种时代的进步，有利于人类基因学质的飞跃。做这些实验是为了更好地了解人类早期的发展，并研究治疗严重疾病的方法。英国医学研究理事会的罗宾·洛威尔·巴奇教授说：“作为一名科学家，我觉得有道义和责任进行这样的研究，只要我们像一直所做的那样控制好就行。我们应该以此为傲。”不过，他也呼吁对英国法律允许的前两种人兽胚胎实验必须进行严格控制。

　　反对者：自我毁灭行为

　　此举无疑有违人伦道德，是人类的一种自我毁灭行为。人类和动物的本质区别在于，人类有不断创造价值和无穷智慧的能力，人类是这个世界的主宰，是地球上的最高等生物；动物只是为了生存而觅食与繁衍，是地球生灵中的低等生物。当人类与动物进行交合繁衍，最终的结果必将是人类向低等动物退化的过程，而动物却向高等物种快速进化的过程。

　　据科学网(kexue.com)了解，其实人类首例公认的“人兽杂交”成功实现是来自中国，早在2003年上海第二医科大学的盛慧珍教授和北京的陈大元研究员就成功地把人的体细胞核转移到已经去掉细胞核的新西兰兔子卵细胞里，创造出了人兔混合胚胎，并提取了胚胎干细胞，这才是人类历史上获公开承认的首例成功培育的人与动物混合胚胎。(科学网kexue.com 重林)

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阿舍利石器

　　新一期英国《自然》杂志刊登报告说，研究人员在肯尼亚发现了一些距今约176万年的石器，它们属于旧石器时代早期的阿舍利石器，是迄今发现的这种高级石器中最古老的。

　　美国和法国研究人员在肯尼亚北部的图尔卡纳地区发现了这些石器。它们呈椭圆形或水滴形，较尖的一端有两面打磨的痕迹，以在中间形成较锐利的边缘，这是阿舍利石器的典型特征。与以前所知的最古老的阿舍利石器相比，本次发现的阿舍利石器要早约35万年。

　　阿舍利石器之所以被称作高级石器，是因为它们与名为奥杜韦石器的原始石器相比制作水平更高，用处也更大。奥杜韦石器可追溯到200多万年前，它们较为粗糙，没有薄而锐利的边缘，多用于砍或砸，而阿舍利石器可用于切割动物的肉。

　　美国拉特格斯大学的研究人员丹尼斯-肯特说，对于古人类而言，从制造奥杜韦石器到制造阿舍利石器是一个技术上的巨大飞跃。

　　这一发现也引起了有关古人类如何迁徙的一些讨论。一般认为人类起源于非洲并迁徙到欧洲和亚洲，但在欧亚发现的约170万年前的古人类遗址中只有奥杜韦石器，而没有阿舍利石器。因此，古人类为什么没有把当时的先进工具带出非洲就成了一个问题。

　　就这个问题，有人认为是因为当时非洲存在多个技术水平不同的古人类群体，它们分别独立地向外迁徙。也有人认为这是因为制造阿舍利石器的技术在迁徙过程中失传，很久以后才被重新发明。（黄堃）

返老还童的美梦

　　科学网(kexue.com)讯 无论从美学还是医学角度，人类一直在探寻留住时间脚步的方法。在科学家胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚的带领下，由美国和西班牙科学家组成的一个科研小组使我们离这个梦想更近了一步。他们首次阻止了人类衰老，但目前该成果仅能在实验室中利用早衰症患者的细胞获得。

　　然而近期在佛罗里达举行的抗衰老美容医学大会上。展示了一些极具科学根据的抗衰老技术，人类返老还童的梦想似乎离我们并不太遥远。

　　α兴奋剂压力控制系统：微弱电流脉冲刺激人体大脑神经，这将产生相关的神经传递素，即一些和人类情绪情感有关的化学物质。低水平的电脉冲刺激据信可以帮助恢复这些神经细胞的正常活动，使这些化学物质的产生重新回到平衡状态，从而改善病人的情绪精神状况。 增生注射疗法：使用溶于水的葡萄糖注射入受损的韧带或肌腱，这将引起轻微炎症，从而增加供血并刺激组织自我修复。

　　一氧化氮疗法：一氧化氮对多种身体机能具有重要作用，但其主要功能还是作为一种血管舒张剂，帮助血管扩张，从而允许更多的血液通过。然而人在40岁之后，人摄取一氧化氮的能力减弱，这就需要我们通过药物去获取。(科学网kexue.com 重林)

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　　人类的正常寿命为120岁，而北京户籍居民去年期望寿命为男性79.1岁，女性82.6岁。研究表明，在诸多影响人类寿命因素中，生活方式占60%。

　　昨日，记者从北京健康教育协会举行的“衰老与健康”学术论坛获悉，人类的正常寿命为120岁，目前中国人的平均寿命为71岁。去年，北京市户籍居民期望寿命为男性79.1岁，女性82.6岁。

　　对此，中国健康促进与教育协会副秘书长陶金介绍，影响人类健康与长寿的因素中，生活方式占60%，此外，遗传因素占15%，社会因素占10%，医疗占8%，环境因素7%。

　　根据论坛发布的健康生活方式，每天睡眠应7小时，快走6000步，饮啤酒不应超过一瓶半。

　　此外，目前中国已有心血管病患者2.3亿，占成年人口的五分之一。每年有300万人死于心血管病，占总死亡人口的三分之一。

　　根据评估，肥胖、高血压、冠心病家族史、糖尿病、吸烟等是未来十年心脑血管患病风险大于6%的“高危因素”。目前，中国有2亿人患高血压，3.5亿烟民，2.4亿人身体超重。

　　健康生活方式

　　食疗———多吃水果蔬菜。每天摄入蔬菜300-500克，水果200-400克，谷类250-400克，胆固醇<300mg/d(一个鸡蛋黄)，食用油<25克，每日饮水至少1200毫升。

　　运动———每天坚持至少30分钟以上的中等强度有氧运动，比如，快走，慢跑，骑车，每周5天以上。推荐每天进行累计相当于快走6000步以上的身体活动。

　　戒烟———戒烟1年心脏疾病危险降低50%，戒烟15年，风险和不抽烟的人一样。

　　慎酒———葡萄酒每天少于120毫升，啤酒每天少于350毫升，鸡尾酒每天少于45毫升。

　　心理———提高正确自我驾驭能力（记者温薷）

饮食搭配很重要

　　科学网(kexue.com)讯 相信许多人都盼望着长身不老，可目前生老病死谁都无法避免。皮肤是人类衰老的一个重要标准。不过或许在不久的将来，这样的神话真的会出现。近日，哈佛医学院的科学家就公布了他们发明的一种能使人“返老还童”的神奇药剂，“长生不老”或许在未来的某天不再是梦。

　　哈佛医学院的科学家在一种名为黄芪的中草药中发现了一种珍贵的混合物，在将该混合物进行提炼后就得到了名为“TA-65”的神奇营养补充剂。之所以称它神奇，是因为它可以激活一种名为“瑞粒酶”的酶，而这种酶能够对染色体终端起到一定的保护作用，因此也就会间接保护细胞。在去年，该研究小组曾在老鼠身上进行了“TA-65”的一次试验，通过在老鼠体内注射“TA-65”后发现，老鼠的染色体终端不仅延长了，而且免疫系统也有了恢复，甚至连骨骼的密度都提高了。这就意味着若人类注射了这种“TA-65”营养补充剂，就会延长染色体终端，重新“复活”细胞的功能和特征，皮肤可以从松弛褶皱，自然恢复到年轻时的紧致美丽。

　　“TA-65”为人类带来的不仅是美丽，更是健康。据一份来自加利福尼亚大学的研究报告表示，人类老化的速度与平时的生活方式和遗传基因有着很大关系，那些有着稍短染色体终端的人们患得心脏病的风险是带有长染色特终端人群的三倍。而“TA-65”的存在将会让人类的每颗细胞都活跃起来。

　　其实不光是在美国，最近俄罗斯莫斯科国立大学的科学家用40年的时间研制出一种抗氧化剂，能够有效抑制氧对人体的有害影响。人体中的氧有99%的可能变成无害的水，还有1%的可能变成超氧化物并转化为有毒物质。抗氧化剂会阻止氧向有害物转化，从而降低年龄增长对人体细胞产生的影响，达到延缓衰老的目的。

　　科学家称，这种抗氧化剂不仅可以极大地延长人的寿命，还能使人一直保持年轻、健康的状态。目前这种“长生不老药”已经在实验室中取得成功，使小鼠的寿命延长了若干年。研究人员准备下一步对“长生不老药”进行人体实验，并在2012年前将其投入市场，届时人们只需服用一粒药丸，就能够消除年龄带来的诸多健康问题。

　　不过科学家们还是表示，与其说药物治疗，那还不如食物还得方便而且可靠。那就得在30岁左右的时候开始在饮食习惯上有所调整——避免食用谷物和乳制品，多吃蔬菜、水果、海鲜及坚果类食品。这种饮食习惯类似石器时代人类祖先们的生活方式，如果在30岁之后坚持得很好，甚至可以帮人类更早地进入停止衰老的“无恙阶段”。

　　(科学网kexue.com 瑞恩)

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　　中新社南京8月23日电(记者 朱晓颖)近日中国多地观测到同一起UFO影像。23日，中国科学院紫金山天文台研究员王思潮对记者介绍他的判断：“这是一起重大UFO事件，不明飞行物是特殊的空间飞行器，用人类的飞行器很难解释。该飞行器高度是在空间，和杨利伟飞船高度差不多，飞得很慢。”根据报道，20日晚9时左右，有多架飞经上海的航班机组人员称，目击到空中出现奇异的不明光团；同时，在北京城郊的观星活动中，多位资深天文爱好者拍摄到气泡状不明物体；来自内蒙古、山西的报告差不多在同一时间观测到类似发光体。一些目击者称“发光体由小变大，呈规则几何圆体，比月亮大几百倍，目测直径50海里以上。这种景象持续了20分钟，发光体逐渐变暗直至消失。”

　　王思潮从1971年起研究UFO，至今已有40多年。“一般要成为重大UFO事件，必须满足2个条件，一是影响重大，很多地方的人同时目击；第二是用人类现有知识很难解释。我研究UFO40多年，重大UFO事件出现过20次左右。我总结出一条规律，尾数逢1、2、7的年份，出现重大UFO事件可能性比较大。今年是2011年。”

　　此前有天文专家指出，20日晚多地观测到的UFO是“正处于喷火状态的推进火箭，由于推力不平衡产生如此现象。”但王思潮予以否定：“根据国家天文台河北观测站正西方向的照片，可以看到光盘背后有星星，这样可以计算出球状光盘仰角是多少。加上同时观测到UFO的两个地点，交叉计算可得其定位。我计算，这个飞行器是位于内蒙古的西部上空，球状光盘距地面300公里，和杨利伟飞船高度差不多，同时移动很慢，在这个高度不掉下来，只有速度高于7.9公里/秒才可以，按照这个速度，一般我们从西向东看到它的时间也就几分钟，而这个飞行器出现时间有近20分钟，这些特点用人类火箭是很难解释通的。”王思潮说。(完)

狗对人类帮助很大

　　科学网(kexue.com)讯 狗是人类的朋友，它们不仅仅是我们的宠物，如今的狗狗帮助我们做许多工作，除了警犬，搜救犬，导盲犬，现在狗已经可以为人类看病了。德国最新研究发现，经过训练的嗅探犬，可利用其灵敏的嗅觉，辨别出人类是否患肺癌，成功率高达7成；研究人员表示，当前仍不确定是人体何种气味，或特殊的化合物，使得狗狗可凭嗅觉判定，但已让研究前进一大步，研究报告已发表于最新一期的《欧洲呼吸道期刊》。

　　医师沃里斯及研究人员先挑选包括德国、澳大利亚牧羊生活犬及拉布拉多猎犬在内等4条狗，进行为期11周的训练；再找来200为受访者，分成叁组，其中身体健康者110人、患患肺癌者60人及有慢性阻塞性肺呼吸道疾病50人。

　　所有受访者皆对塞满毛绒的试管吐气，再让经训练的嗅探犬嗅闻，结果鼻子灵敏的嗅探犬，成功嗅出肺癌病患与肺呼吸道疾病之间的差异。研究结果发现，经训练过的狗，辨别人体是否患患肺癌的淮确率高达71%。

　　自1989年就有研究指出，狗能闻出癌症，后来陆续研究证明狗可以嗅出乳癌、皮肤癌及肠道方面的癌症；研究人员深信，肿瘤会制造可挥发的化学成分，因此狗闻得到。

　　由于狗的鼻子无法是常态探测工具，德国研究人员希望，未来能找出嗅探犬闻到的气味成份，并研发电子鼻，作为未来筛检肺癌患者的依据。 但英国癌症研究中心科学表示，研究结果仍需时间来评估，狗鼻子是否确实闻到肿瘤散发的臭味分子，以及这些数据是否正确。

　　现在我们人类可以说是谈癌色变，其实如果早期可以发现，治疗癌症并不困难。此前美韩等国科学家就发表研究报告称，某个基因的突变可能是正常细胞转变成癌细胞的最早征兆。他们对两种原发性癌细胞的TP53基因分析表明，在多数情况下，这个基因的突变是在细胞癌化之前最早发生的，而不是原先所认为的那样在癌化后发生。

很好的抗癌食物

　　其实食疗也是抗癌的一种方法，前不久在英国种植的一种新型食物糙莓浆果。这种新产品被命名为Mac Black，相比传统的红色品种它的味道更强烈。不过重要的是，科学家确定它包含的化合物能够有效的预防癌症。

　　俄亥俄州立大学(Ohio State University)的研究表明给患有结肠肿瘤以及食管肿瘤的老鼠注入糙莓浆果之后，肿瘤有着明显的缩小。同时，树莓和黑莓的提取物可以有效缓解乳房癌、宫颈癌、结肠癌以及食道癌的发作。计算黑莓提取物对结肠癌以及食道癌的影响的临床试验已经开始。Mac Black源自北美，5年前被英国最大的浆果种植园发现并移植去英国，从那时候开始它就大面积繁殖并开始进入市场。作为新品种，并且价格便宜干净卫生，2英镑就可以买到125g。

　　(科学网kexue.com 乔尔)

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外星人大举侵略地球？

电影ET

　　科学网(kexue.com)讯 有关外星人攻击地球的电影数不胜数，不过不要以为这些仅仅是虚幻故事，有可能在不久的将来变为现实。最近美国宇航局最新一份报告称，目前地球温室气体排放日益增多，这将会吸引到外星人，使外星人可以轻松的发现地球人类，我们也很有可能受到外星人的攻击。

　　美国宇航局科学家和宾夕法尼亚州立大学研究员提出了一种惊人的假设。减少温室气体将拯救地球人类不被外星作优先攻击。外星人现在可能在太空的某个地方进行观测，他们发现地球大气层发生的变化，分析目前人类数量快速增长，将要达到饱和，会失控的可能，他们将视人类为威胁，并采取过激的毁灭性行动。虽然这一假设有些不可思议，但是科学家们称人类与外星人肯定会发生接触。

　　美国宇航局的高德曼(Shawn Domagal-Goldman)和同事预测了未来人类与外星人接触的几种可能，帮助人类可以有充分的准备来接触外星人。在他们一项研究报告《与外星人接触将对人类受益还是带来毁灭》中，研究人员分析出人类与外星人接触后的三种可能：受益、中立或者危害。

　　受益假设

　　一种最佳的状况，我们探测到外星人的存在，通过一些高科技仪器拦截外星人的通讯信号，和平的与外星人接触，这样可以帮助增强人类的知识，或许可以解决目前困扰全球的饥饿、贫困和疾病等问题。另外一种受益假设甚至认为，外星人大举进攻地球，不过人类击败了强大的侵略者，或者地球被另一支外星救援部队拯救。在这种情况下，人类的受益不仅是因为打败了外星人得到的精神上的曾强，同时还能更加深度的研究外星智慧文明的科学技术。

　　中立假设

　　这是一种平淡的状态，是关于人类同外星人中立性接触，让人类觉得与外星人接触比较无聊，平淡。他们同人类差异性较大，根本无法与人类进行沟通，他们可能邀请人类加入什么所谓的“银河系俱乐部”，如同联合国一样，但这大多的是出于太空政治因素。或者他们可能像当时的科幻电影《第9区》中那些外星难民那样，给人类带来许多麻烦。

　　危害假设

　　人们最不希望的一种假设，也是最恐怖的。人类受到外星人的袭击，地球受到巨大的威胁。当外星人发现地球人类时，可能对人类噬食、奴役或者攻击，报告中强调指出人类可能遭受性理性损害，或者被传染某种外星的疾病。最糟的假设是当人类遇到更凶狠的外星人，可能受到大面积的攻击，导致人类彻底灭绝。科学家警告说，人类现在要避免更多的发射无线信号，不能让外星人掌握到我们的技术，从而保护人类的技术不会被外星人所掌握。现在外星人可能担心人类迅速增长，发展过快，他们很可能会采取最为极端的毁灭地球的方式。外星人因为保护他们的文明从而消灭我们。

　　其实之前不久，俄罗斯的研究人员就表示过，人类将在20年内遭遇外星人，并且称外星人的样子和人类会很相似——就如同E.T中的外星人。

　　俄罗斯天文学家安德烈-芬克尔斯坦(Andrei Finkelstein)教授认为，目前已知的银河系内行星中有约10%围绕类似太阳的恒星运行，如果能在这些行星找到水，那么就很有存在生命。

　　芬克尔斯坦教授表示：“生命的出现是复杂原子发展的必然产物，生命必定存在于其他星球上，人类将在未来20年发现它们。”他是俄罗斯科学院应用天文学研究院院长。当被问及外星人的样子时，芬克尔斯坦表示他们可能和人类相似，两只手两条腿和一个脑袋。他称：“或许外星人的肤色不同，但人类也同样有肤色差异。”

　　芬克尔斯坦教授的研究院在上世纪60年代冷战时期曾经执行一个项目，向地球外发送无线电信号并监听任何可疑的外星讯号。他说：“这一项目的大部分时间，我们是在搜寻有无外星讯号存在。”芬克尔斯坦教授的表态恰好和网上爆出伦敦BBC大楼上空出现UFO及母船的新闻在同一天，不知是否巧合。

　　(科学网kexue.com 乔尔)

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人类或可和外星人和平相处
 

　　科学网(kexue.com)讯 倘若我们和外星人打交道，那会是一种怎样的情景呢？最近美国国家航空、宇宙航行局和州立宾夕法尼亚大学共同研究分析了这个课题，科学家们综合各种因素假设了几种情形。

　　最后这样一种假设占据了上风，首个登陆地球的外星人可不会像人类登陆其它星球那么友好，因为在外星球看来地球是一个环境污染严重，温室气体排放超标，甚至可以说是一个不讲文明肮脏的星球。这无疑给那些对外星人抱有幻想的人当头一棒。据长期的观察显示，地球周遭环境的改变，已经给人类文明打上了不受控制的标签。

　　基于这样一种结论，外星人可能会先发制人的发起攻击来保护他们自己的生活，他们可能会偶尔突袭下我们的城市，或者给地球投放瘟疫和疾病，地球将陷入无休止的应战中。

　　但这仅仅是个假设。科学家们还有另外的不招人喜欢而且很牵强的结论。比如说非常具有侵略性会奴役或吃掉我们的怪物，又或者是一种想通过提高自己的硬件设施从而来掠夺人类的机器怪物。

　　当然并不仅仅只有这一种假设，还有一些比较乐观的情景，比如外星人会帮助人类，提高人类科技，让人类更好的探索太空，救助其他的低等生物，人类可以也可以通过和外星人的信息交换来克服饥饿、贫困以及疾病等一系列问题。

　　还有一种情况是：外星人虽然不会侵略人类，按会带着人类一起攻打其他不友好的外星种族，人类就要和外星人一起充当星际和平使者的任务。

　　当然外星人也有可能不够强大，反而被人类所打败，那么我们便可以从外星人手里学到很多东西。

　　研究小组组长Shawn Domagal-Goldman表示，这一系列的假设回答了“外星人到来利与弊的问题”，人类正在为迎接外星人做好准备。(科学网kexue.com 重林)

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人类可能无法变得更加聪明了

　　人类的智力可能已经接近极限，无法进化到更高层次了——多种证据表明，通往更高智力层次的进化途径都已被物理定律堵死。科学家能否找到突破极限的办法？

　　撰文 道格拉斯· 福克斯（Douglas Fox） 翻译 栾兴华

　　道格拉斯· 福克斯是一名自由科学作家，目前居住在美国旧金山。他常为《新科学家》（New Scientist）、《探索》（Discover）以及《基督教科学箴言报》（The Christian Science Monitor）撰稿。福克斯曾获多个奖项，最近的一项大奖是由美国新闻记者与作家学会评出的重大事件报道奖。

　　物理限制

　　人类的智力可能已经接近极限，无法进化到更高层次了。各种证据都表明，大多数通往更高智力层次的进化途径都已被物理定律堵死。

　　就拿大脑容量来说，容量越大，智力层次也越高，但大脑容量增大却有一个反作用：大脑会消耗更多的能量，运行速度也会变慢。大脑内，更好的神经连接也需要消耗能量，不成比例地占据大脑空间。如果大脑中的神经连接变多变细，就会碰到热力学极限，正如计算机芯片上的晶体管所遇到的问题一样：容易产生“噪音”。

　　不过，人类仍可能达到更高的智力水平，而且借助一些现代技术，比如写作和网络，我们可以使智力不受身体的限制。

　　西班牙科学家圣地亚哥· 拉蒙· 卡哈尔（Santiago ramóny cajal）是1906 年诺贝尔生理学或医学奖得主，早在第一次世界大战的十几年前，他便绘制出了昆虫的神经解剖图，并将昆虫大脑形象地比喻成一只精致的怀表，而将哺乳动物大脑比作一个空心的老式座钟。说起来让我们有点汗颜，很难想象蜜蜂的大脑仅有毫克重，却可与哺乳动物一样执行某些任务，比如为同伴带路、建造家园。蜜蜂的能力可能受到神经元数量的限制，但它们却可将神经系统的功能发挥到极致。

　　另一个极端例子是大象，它们的大脑体积是蜜蜂的500 万倍，运行效率却如庞大的美索不达米亚帝国一般低下。神经信号从大象大脑的一端传到另一端，以及从大脑传到脚趾间所需要的时间，均是蜜蜂的100 倍之多，因此这些庞然大物只得减少躯体反射，放慢行动速度，以便把那点宝贵的大脑资源用在如何走好每一步上。

　　人类的大脑容量可能不像大象或蜜蜂那么极端，但有人发现，人类智力同样受到了物理定律的限制。人类学家已经推测出脑力扩展所面临的解剖学障碍——对于两足的人类来说，脑袋变大能通过产道么？即使我们假设，进化可以解决产道问题，那么脑袋变大所带来的问题，可能更多更复杂。

　　有人或许认为，只要通过进化，我们大脑中的神经元数量变多，或者神经元之间的信息交流速度加快，我们就会更聪明。但若汇总新近的一些研究，根据结果进行逻辑推断，你会发现，如果大脑真朝这个方向进化，很快就会触到物理极限。这些限制与神经元的自身性质，以及神经元之间频繁的化学信号交流有关。英国剑桥大学的理论神经科学家西蒙· 拉夫林（Simon Laughlin）认为，“信息、噪声和能量之间的联系是剪不断的，这种联系有着热力学根源”。

　　那么，热动力学定律针对神经元而设置的这种智力限制，是否对鸟类、灵长类、海豚、螳螂等所有动物都有效？显然，从来没人考虑过如此宽泛的问题，但本文提到的科学家都认为，这个问题确实值得探讨。“这是一个很有意思的研究点，”美国宾夕法尼亚大学致力于研究神经信息编码的物理学家维贾伊· 巴拉萨布拉曼尼恩（Vijay Balasubramanian）说，“ 我还没有在科幻小说中看到有谁探讨过这个问题。”

　　显然，智力是一个内涵丰富的词汇：它难以衡量，甚至难以定义。不管从哪个方面来看，人类都是地球上最聪明的动物，但我们的大脑进化到今天这个程度，它处理信息的能力会不会已经受到“硬件”上的限制？除了人类，其他神经类生物的智力进化是否也无法摆脱物理定律的束缚？

　　大脑越大越聪明？

　　从直觉上来看，要使脑力变强，最明显的方法就是增加大脑容量。事实上，100 多年来，大脑容量与智力之间的关系一直是科学家研究的热点。19 世纪末到20 世纪初，生物学家花了大量时间来探索生命体的一些共同特征——与体重，尤其是与大脑容量相关的、在整个动物界都适用的数学定律。大脑容量增大的一个好处是，可以容纳更多的神经元，神经元的生长、连接也可以更复杂。然而，大脑容量的大小并不是决定智力高低的唯一因素：牛的脑体积是老鼠的800 倍，但牛并不见得比老鼠聪明多少。身体越大，大脑反而需要完成更多的琐碎工作，比如监管更多的触觉神经、从更大的视网膜上整合信号、控制更多的肌纤维等与智力无关的内务工作。

　　1892 年，荷兰解剖学家尤金· 杜布瓦（Eugene Dubois）在爪哇发现了直立人头骨，他想寻找一种方法，根据颅骨化石的大小来评估动物的智力。因此，他首先提出假设，如果动物大脑异乎寻常地大，它们也会更聪明，然后在这个假设的基础上，确立了动物大脑容量与体型大小之间的精确数学关系。杜布瓦与其他学者收集了很多关于动物大脑容量与体型大小的数据，形成了一个日渐庞大的数据库。当年的一篇经典论文就曾报道过3 690 种动物的身体、器官以及腺体的重量，涉及从木蟑螂（wood roaches）、黄嘴白鹭（yellow-billed egret）到两趾和三趾树懒的多个物种。

　　杜布瓦理论的继任者发现，在哺乳动物中，大脑容量的增长速率要慢于体型的增长——大概是体重增长倍数的3/4 次幂。因此，麝鼠（muskrat）的体重是老鼠的16 倍，它的大脑容量大约只有老鼠的8 倍。根据这一认识，科学家发明了杜布瓦一直在寻找的数学工具：脑商（encephalization quotient），也就是某一物种的实际大脑重量，与根据体重预测的脑重的比值。换句话说，脑商反映了一个物种的大脑增长速度偏离3/4 幂律的倍数。比如人类的脑商为7.5（即我们的大脑重量是预测值的7.5 倍），宽吻海豚为5.3，猴子是4.8，而牛只有0.5（见右图）。简而言之，一个物种智力的高低可能取决于大脑的神经储备量：除了处理皮肤触觉之类的日常琐事，还为智力留下了多少神经元。或者，我们还可以归纳得更为简单：至少从表面上来看，智力高低取决于大脑容量。

　　拿哺乳动物和鸟类来说，大脑变大确实给它们带来了一些好处。大脑越大，神经回路越多，每个神经信号能携带的信息就更多，神经元每秒钟的放电次数就不必那么频繁。但与此同时，大脑增大也会产生一种相反的趋势。如果为了提升智力而无限制地增加新生神经元，“我认为收益递减规律就可能起作用，”巴拉萨布拉曼尼恩说。容量增大的同时，大脑的负担也会增加。最明显一点就是能耗增多。以人类为例，大脑是身体中需能最多的部位：大脑仅占人体重量的2%，但即便在我们休息时，它所消耗的能量，也占到人体总能耗的20%。在新生儿中，这个比例更是达到惊人的65%。

　　利弊难题

　　大脑所需的能量中，相当一部分都耗费在信息交流网络上：人类大脑皮层中，80% 的能量都用于信息交流。不过，随着脑容量的增大，神经间的连接似乎会在更精细的结构层次上，遇到更严重的问题。事实上，早在20 世纪中叶，当生物学家在收集关于大脑重量的数据时，他们也在探究一个更有挑战性的问题：弄清楚大脑的“设计原则”，以及这种原则又是如何在大小各异的大脑上发挥作用的。

　　通常，神经元都有一条细细的“尾巴”，称为轴突（axon）。轴突末端会分叉，每条分支的末端会形成突触（synapse），也就是该神经元与其他神经元的连接点。轴突就像一根根电话线，可以连接大脑的不同部位，或形成神经束，从中枢神经系统延伸到全身各处。

　　在早期的一些开创性研究中，生物学家利用显微镜，测量了轴突的直径，计算出了神经元的大小和分布密度，以及每个神经元拥有的突触数量。他们观察了10 多种动物的大脑，对于每个动物大脑，都会检测数百，甚至数千个神经元。由于急于把研究对象扩展到更大型的动物中，以便完善数据和统计曲线，生物学家甚至想了些办法，从鲸的尸体上剥离完整的大脑。古斯塔夫· 阿道夫· 古德贝格（Gustav Adolf Guldberg）曾在19 世纪80 年代详细描述了一种方法，使用双人伐木锯、斧头、凿子和足够的气力，像开罐头一样，打开了鲸的颅骨顶端。

　　观测了多个物种的大脑之后，科学家发现，随着脑容量增大，就会发生一些微妙却不可持续的变化。首先，神经元的平均大小在变大。由于神经元的总数也在增多，这种改变使得神经元可以连接越来越多的“同胞”。但在大脑皮层上，神经元变大后，密度却下降了，导致神经元之间的距离增大，连接神经元的轴突也得相应增长。轴突越长，神经元之间的信号传递就要耗费更多时间，因此只有轴突变得更粗，才能保证神经信号的传递速度（轴突越粗，信号传递越快）。

　　研究人员还发现，脑容量越大的物种，功能区域就会划分得越多。如果给大脑染色，你会发现，在显微镜下，大脑皮层上呈现出很多颜色各异的斑块。每个斑块就是一个功能区，它们各司其职，比如有的负责语言表达，有的负责面部识别。随着脑容量增大，这种特化现象会在另一个层次上出现。比如，在左右大脑半球上，相互对应的两个区域会执行不同的功能，比如空间想象和言语推理。

　　几十年来，人们一直把大脑的这种功能区域划分视作智力的一种标志。但这也反映了一个更加普遍的现象：区域分工是对脑容量变大导致的连接问题的一种补偿，美国爱达荷州博伊西2AI 实验室（2AI Labs）的理论神经生物学家马克·常逸梓（Mark Changizi）说。牛脑的神经元数量是小鼠的100 倍，但这么多神经元不可能迅速地在两两之间形成连接。通过区域分工，把功能类似的神经元划分到同一区域，区域内可以形成丰富的神经连接，而区域之间仅需少量长距离连接，大脑就能解决这个连接难题。左右大脑半球的分工，也解决了一个类似的问题：这种分工方式，减少了两个半球间必需的信息传递量，因而也就不需要太多的长距轴突来连接两个半球。常逸梓说，随着脑容量不断增大，“所有这些看似复杂的过程，其实都只是大脑为解决连接问题而做的努力，并不代表脑袋大了就更聪明了”。波兰科学院的计算神经科学家简· 卡博斯基（Jan Karbowski）对此深表赞同。“要提高智力，大脑必须要对几个方面进行优化，但有利必然也会有弊，”他说，“如果你要改善一个方面，那么其他方面就可能变得更糟。”想象一下，当大脑增大时，如果你让胼胝体（corpus callosum，即连接左右半球的轴突束）也立即增大，以使左右半球的连接保持畅通，这时会发生什么？如果你让轴突增粗，以防止大脑增大后，左右半球的信号传递变慢，这又会发生什么？结果将不容乐观。胼胝体会增长得太快，会把两个半球分得更开，以至于抵消了大脑功能的任何改善。

　　探究轴突宽度和信号传导速度的实验，已经很好解释了上述利弊问题。卡博斯基说，神经元确实会随着脑容量的增大而变大，但神经元之间并不能迅速建立连接；轴突也确实会增粗，但增粗速度也不足以抵消传导路径变长导致的信息传递延迟。巴拉萨布拉曼尼恩认为，限制轴突快速增粗不仅节省空间，还能减少能耗。当轴突直径增加一倍，能耗也会增加一倍，但传递信息的速度仅能提高40% 左右。即使不考虑这些因素，当脑容量增大时，大脑白质（由轴突组成）的体积增长速度也要快于大脑灰质（神经元的主体，细胞核所在位置）。换句话说，脑容量增大的那部分更多是用于建立神经元间的连接，而不是真正为负责计算、处理信息的神经元提供空间。这再一次说明，以脑容量增大的方式提高智力，并不是长久之计。