流感是由流感病毒引起的,流感病毒样子就像一颗水雷:一个圆球上面插着许多小棍。那个圆球是一层脂质包膜,包裹着病毒的遗传物质。插在膜上的小棍,仔细看有两种:数目较多、看上去像柱子的是一种叫血凝素(简称HA)的蛋白质,数目较少、看上去像蘑菇的是另一种叫神经氨酸酶(简称NA)的蛋白质。流感病毒总共生产11种蛋白质,但人们最关心这两种蛋白质。为什么呢?因为它们暴露在病毒外面,人体免疫系统就是通过它们来辨认侵入人体的这种流感病毒以前有没有遇到过,如果是老相识,就会立即产生相应的抗体来攻击它。换句话说,对人体免疫系统而言,血凝素和神经氨酸酶就是抗原,可以产生攻击它们的抗体。流感病毒的血凝素和神经氨酸酶各有不同的类型,病毒学家给编上不同的编号,并根据这些编号给流感病毒分类。比如近年来媒体经常报道的禽流感是H5N1亚型,那两个数字就分别表示其血凝素和神经氨酸酶的类型。
血凝素和神经氨酸酶对流感病毒的作用当然不是为了给人体免疫系统提供靶子,或方便病毒学家给病毒分类。它们之所以要暴露在病毒外面,是为了入侵人体细胞。流感病毒颗粒随着流感病人的一个喷嚏或咳嗽,跑出了人体,在空气中飘荡,被另一个人吸进去后,落在鼻腔、咽喉或肺部的上皮细胞上。细胞的表面有一种叫唾液酸的糖分子,它的本来作用是吸附水分,让细胞表面保持湿润。但是血凝素能和唾液酸结合发生反应,让细胞误以为病毒是营养素之类的有用物质,将病毒用细胞膜包裹起来,送进细胞。到了细胞内之后,病毒遗传物质和相关蛋白质释放了出来,劫持细胞的设备开始大量复制病毒的遗传物质和生产病毒蛋白质。这些新生产出来的病毒遗传物质和蛋白质需要有新的包膜包裹起来才能组成一个新病毒颗粒。病毒包膜用的是现成的细胞膜,让某一段细胞膜把病毒遗传物质和蛋白质包裹起来,然后像出芽一样从细胞长出一个圆球。这样形成的新病毒通过血凝素与唾液酸之间的结合跟细胞联在一起,这时就需要神经氨酸酶上场了,它把唾液酸水解掉,切断了新病毒和宿主细胞的联系,新病毒就可以去入侵别的细胞了。
我们已经知道了神经氨酸酶的分子结构和功能,就可以设计出针对它的药物:设计、制造出一种分子,让它去抢占神经氨酸酶上和唾液酸结合的位点,神经氨酸酶就没法水解唾液酸,新病毒因此摆脱不了宿主细胞,无法入侵别的细胞,也就阻止了流感病毒在体内的传播。著名的抗流感药物磷酸奥斯他韦(商品名达菲)就是这样制造出来的。如果在流感症状出现的早期服用它,可以缩短流感病程大约2天并减轻症状。但是就像细菌会对抗生素产生抗药性一样,病毒也会对抗病毒药物产生抗药性。在2007~08年的流感季节,美国发现对磷酸奥斯他韦产生抗药性的H1N1流感病毒株已从不到1%上升到13%。
为什么流感病毒这么容易产生抗药性呢?因为它的遗传物质很容易发生突变。生物的遗传物质一般是脱氧核糖核酸(DNA),只有少数的病毒用核糖核酸(RNA)做为遗传物质,流感病毒便是如此。遗传物质在传递过程中,要进行自我复制,复制时会随机发生错误,如果错误被保留下去,就出现了突变。DNA的复制有一套校对机制来纠正错误,但是RNA的复制没有这样的机制,所以RNA在复制过程中出现的错误都会被保留下去。核酸是由一个个核苷酸组成的,复制错误就是某个核苷酸被其他核苷酸取代了。病毒RNA的突变率大约是每复制1万个核苷酸发生一次,而流感病毒的基因组由大约14000个核苷酸组成,也就是说,流感病毒每复制一次,就会发生一次突变,产生的每个病毒全都出现了变异!有的突变改变了神经氨酸酶的结构,抗病毒药物再也没法与之结合,病毒就有了抗药性了。为什么我们得过流感后以后还会再得?为什么流感疫苗要每年更新,每年注射,才有效果?也都是因为流感病毒变异得太快,让人体免疫系统逐渐失去了识别它的能力。
病毒的基因组通常只有一条DNA或RNA链,所有的基因都连在一起复制。但是流感病毒的基因组虽然只有区区1万多个核苷酸(人类的基因组有30亿对核苷酸呢),却分割成8条分开的RNA片段,它们分别复制,之后再进行组装。如果有两种不同类型的流感病毒同时入侵同一个细胞,它们复制出来的RNA片段就可能被组装进同一个新病毒中去,这样产生的病毒就像是杂交的后代,是一种新型的流感病毒,人体的免疫系统对它完全陌生。这种新型流感病毒一旦传播开去,就不是每年一次的流感流行,而是每十年到几十年才发生一次、导致数百万人乃至数千万人丧生的流感大流行。现在人们如此关注禽流感,担心的就是禽流感病毒和人流感病毒会如此“杂交”出新型病毒出来。
2008.1.5
(《中国青年报》2009.01.07)
(XYS20090107)
今日更新新浪博客时,发现有一条系统通知:
您的文章《常用中成药的真相——乌鸡白凤丸》已被管理员删除。给您带来的不便,深表歉意。
按:该文既不涉及政治敏感问题,也未涉及某个具体人物,甚至未涉及某个具体厂家,无非是根据公开发表的文献分析了一下“乌鸡白凤丸”的成分,在我众多分析中药的文章中并不突出,何以独独被删除,实在是令人莫名其妙。莫非是某个生产“乌鸡白凤丸”的厂家走了后门?如果连批评中医中药的自由都没有,我又何必在此开博客?现在把《常用中成药的真相——乌鸡白凤丸》全文重贴,如果继续被删,我将关闭新浪博客。
常用中成药的真相——乌鸡白凤丸
【标明的成分】
乌鸡(去毛、爪、肠)、人参、黄芪、山药、熟地黄、当归、白芍、川芎、丹参、鹿角霜、鹿角胶、鳖甲(制)、地黄、天冬、香附(醋炙)、银柴胡、芡实(炒)、桑螵蛸、牡蛎(煅)、甘草。
【声称的功效】
补气养血,调经止带。用于气血两虚、身体虚弱,腰膝酸软,月经不调,崩漏带下。
【真相】
乌鸡白凤丸大概算得上是最著名的妇科中成药,是根据明代龚廷贤《寿世保元》中的白凤丹、乌鸡丸加减而成的,其主要成分是乌鸡(乌骨鸡)的肉、骨。乌鸡的皮、肉、骨均为黑色,羽毛多为白色,所以叫“乌鸡白凤”。乌鸡肉、骨颜色显得很特别,是鸡的罕见品种,也就被当成了珍贵药物。至于它的功效,则是根据阴阳五行推测出来的。鸡在五更时鸣叫,这时太阳在东方,是八卦中的巽位,在五行中属木,所以古人认为鸡属木,但乌鸡是黑色的,黑色在五行中属水,所以古人认为乌鸡得了水、木之精气,其性属阴,可以用来补血益阴(《本草纲目》、《本草经疏》),当然也就成了妇科良药。
其实乌鸡的主要化学成分和一般的鸡并无差别,99%以上都是水、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素。它和其他鸡的区别在于其骨膜、真皮、皮下组织、腱膜等组织中含有较多的黑色素。乌鸡黑色素属于真黑色素,它和人的皮肤、头发中的黑色素是一样的,属于二羟基吲哚及其衍生物的聚合物,并非什么稀奇的东西。每粒大丸乌鸡白凤丸重9克,乌鸡肉、骨占了其中的八分之一,大约是1克。乌鸡肉、骨中黑色素的含量大约是0.2%[1],即每丸乌鸡白凤丸中黑色素的含量只有大约2毫克。即便黑色素真的有什么神奇功效,这一点黑色素吃下去也起不到作用,与人体自己合成的黑色素的量相比,完全可以忽略不计。这么少的黑色素甚至还不够用来喂养果蝇:国内有人用实验证明乌鸡黑色素对延缓果蝇衰老的作用时,加的黑色素悬浊液浓度是8毫克/毫升[2]。人的黑头发中黑色素的含量大约是200纳克/毫克[3],即每丸乌鸡白凤丸中黑色素的含量与10克头发相当。那么吃一丸乌鸡白凤丸摄入的乌鸡成分,也就相当于吃下1克普通鸡肉、骨再加10克头发而已。
乌鸡白凤丸中的当归含有雌激素活性成分,并能够显著地刺激乳腺癌细胞的增殖,参见“当归养血丸”。
临床报道,乌鸡白凤丸可引起药疹[4]。
【文献】
[1]胡泗才等,中药材,1995,18(12):626
[2]徐幸莲等,南京农业大学学报,1999,22(2):105
[3]Zoccola M et al, Pigment Cell Research. 2004, 17(5):579
[4]王会英,中国中药杂志,1997,22(8):505
问:喝瓶装水比喝自来水健康吗?
答:瓶装水市场发展非常迅速,消费者出于口味、便捷、时尚等多种原因选择瓶装水,很多人认为瓶装水比自来水更安全,或更有益健康。事实上,各国的瓶装水标准通常都是以自来水卫生标准为基础而建立的,只要质量符合标准,瓶装水和自来水对普通人来说都是安全的。不过,免疫力严重受损或患有其他特定疾病的人可能对水中的一些杂质或微生物更加敏感,为了降低风险,可购买高纯净的瓶装水或将自来水进一步处理(例如煮开)之后再饮用。
一些地区有饮用矿泉水的传统,人们认为特定矿物质含量较高的水可以治疗疾病,或有保健作用。世界卫生组织说,尽管某些矿泉水能帮助提供一些重要的微量营养素(如钙),但没有令人信服的证据表明饮用矿泉水有保健效果。世界卫生组织的《饮用水质量指南》对饮用水中微量营养物质含量的下限没有要求。
也有一些瓶装水的矿物质含量特别低,例如蒸馏水和纯净水,有人担心长期饮用这种水对健康不利。世界卫生组织说,许多人习惯饮用矿物质含量同样非常低的雨水,并未发现这对健康有明显的不利影响。对于经常饮用这类瓶装水是否有益或者有害,世界卫生组织没有这方面的科学信息。
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs256/en/index.html
http://www.epa.gov/safewater/faq/pdfs/fs_healthseries_bottledwater.pdf
(编写:碧声)
问:听说矿泉水含有致癌物质,是真的吗?
答:瓶装矿泉水中这个引起争议的物质是溴酸盐。天然矿泉水中其实并不含溴酸盐,但是普遍含有溴化物。瓶装矿泉水在生产过程中,用臭氧杀菌,而臭氧会与溴化物起化学反应,生成溴酸盐。加拿大卫生部的研究表明,用臭氧消毒的瓶装水中,每升含有4.3~37.3微克的溴酸盐,平均含量为18微克。自来水中也含有溴酸盐,但含量较低,每升含有0.55~4.42微克,平均含量为1.71微克。
有不少动物实验表明,大鼠饮用含溴酸盐的水会在肾脏、甲状腺、腹膜等处长肿瘤。世界卫生组织的国际癌症研究机构认定有足够的证据证明溴酸盐能使实验动物致癌,但还未有足够证据证明对人也致癌,因此将溴酸盐归为可能对人类致癌的物质。美国环境保护署、加拿大卫生部也都将溴酸盐列为可能对人类致癌的物质。
溴酸盐以前被广泛用做面粉处理剂,由于考虑到其致癌性,自1990年起许多国家已禁止其使用。中国于2005年取消溴酸钾作为面粉处理剂在小麦粉中使用。至于饮用水中的溴酸盐的含量,世界卫生组织建议每升不要超过10微克,根据动物实验的结果推算,这个数值相当于在人的一生中患癌症的风险高了不超过万分之一。
http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/bromate030406.pdf
(编写:方舟子)
问:水中可能存在哪些污染物?
答:饮用水中的污染物可分为化学污染物和微生物污染物两大类。污染物来源包括天然污染、工农业和人类活动对水源的污染、水处理和运输过程中产生的污染等。比较常见的污染物有:
氟:主要来自天然过程。饮用水中含有适量的氟可以帮助预防龋齿,但过量的氟会导致氟牙症(牙齿上出现斑块,严重时牙釉质缺损)和氟骨症(骨骼硬化、畸形,严重时导致残疾)。
砷:主要来自天然过程。长期饮用砷含量过高的水,会发生慢性砷中毒,皮肤、肺和泌尿系统等部位癌变的风险增加。
硝酸盐:主要来自化肥。硝酸盐代谢后会降低血红素携带氧气的功能,使婴儿全身缺氧,皮肤变成蓝紫色,易发生猝死。在成年人体内,硝酸盐会增加癌症风险。
铅:主要来自含铅的输水管道。铅中毒会导致血压升高、不育、神经系统紊乱、肌肉和关节疼痛、注意力和记忆力减退等。
铁、锰:主要来自天然过程。它们通常不会对健康造成直接危害,但会使水的颜色和味道变差、令人厌恶,还容易造成输水管道堵塞、促使细菌在管道中生长。
氯仿:对饮用水进行氯化消毒时,氯与水中的天然有机杂质发生反应,生成一些副产物,其中氯仿含量较高。动物实验显示氯仿可能有致癌作用。
四氯化碳:主要来自工业和生活污染,氯化消毒过程也会生成一些。四氯化碳会损害肝脏、肾脏等器官,有致癌作用。
大肠杆菌:来自直接或间接的粪便污染。它的出现通常意味着水中可能存在沙门氏菌、志贺氏菌等病原菌,这些病菌会引发肠道传染病。
藻类毒素:水源受到严重的磷和氮污染后,会出现富营养化现象,导致藻类大量繁殖。藻类分泌出的毒素进入饮用水,会损害肝脏和神经系统。
在工业污染严重的地区,水中还可能含有汞、镉、铬等重金属,引发重金属中毒。农业活动会导致水源受到农用除草剂和杀虫剂等的污染。
http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/guidelines/en/index.html
http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/dwchem_safety/en/index.html
http://www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html
http://www.copper.org.cn/file/attachment/200865/94354.pdf
(编写:碧声)
问:自来水中的铅从哪来的?自己能有什么办法尽量减少饮水中的铅含量?
答:尽管自来水出厂时水中铅的含量很低,但是流到你家里的时候,铅含量可能就变得高了。这是因为自来水中的铅主要来自于自来水管道,是管道受到水的腐蚀引起的。老式房屋的自来水管可能用的就是铅管,新式的房屋虽然可能改用了铜管,但是通常还是用含铅的焊料连接在一起的。即使是声称“无铅”的黄铜接头、水龙头实际上也含有少量的铅能泄露出来。房屋越新,自来水受铅污染的风险越大。这是因为随着时间的流逝,水中的矿物质会在管内沉淀下来,逐渐形成一层保护膜把含铅焊料和水隔开。这个时间大概需要5年。因此在房屋建好的前5年,自来水中的铅含量会比较高。水中的铅含量不应超过15ppb(1ppb=10亿分之一),即1升水中铅含量不应超过15微克。
如果你怀疑家中自来水的含量比较高,采取这些做法可以尽量避免铅的摄入:一、如果某个水龙头已有6个小时或更长时间没有用过(比如隔夜),在取饮用水之前,先让自来水冲流数秒到两分钟(时间长短取决于是否刚刚大量用过水,例如如果刚刚冲刷过马桶,那么流数秒钟可能就够了),直到水变得尽可能冷,再取饮用水。这是因为水在管中停留的时间越长,越可能受到铅污染。每一个水龙头在用之前都需要这样处理。冲流的水可以用来洗碗、洗衣服等,不必浪费掉。二、如果房间里有热水设备,热水应只用来洗漱,不要取热水当饮用水。这是因为热水比冷水更容易溶解铅。如果需要饮用热水,应该取充分冲流过的冷水,然后用炉火加热。
http://www.epa.gov/safewater/lead/lead1.html
(编写:方舟子)
问:自来水和牙膏中添加的氟会对健康产生危害吗?
答:研究证实,饮用水和牙膏中低浓度的氟可以预防龋齿。但过量的氟会对人体健康造成不良影响,导致氟牙症和氟骨症。
摄入体内的氟 75%-90%会被吸收,人体内99%的氟存在于牙齿和骨骼等富含钙的硬组织中。儿童如果暴露在高氟环境里,发育中的牙釉质受到影响,表面会出现白垩色或黄褐色斑块,影响牙齿美观,严重情况下还会并发牙釉质缺损,这种疾病称为氟牙症。过量的氟还会引发骨硬化、韧带和肌腱钙化,乃至严重的骨骼畸形,导致残疾,这种疾病称为氟骨症。
迄今的研究尚未发现接触氟会导致癌症、流产或畸胎,也没有证据表明氟会危害呼吸系统、肝脏、肾脏和造血系统健康。
为了促进口腔健康,世界卫生组织支持推广含氟牙膏,并对饮用水中的氟含量提出了指导标准。该组织提出,要最大限度地降低龋齿发病率,同时避免发生氟牙症和氟骨症,饮用水中氟含量以1.5毫克/升为宜。这并不是一个硬性标准,各地区应根据具体环境采取合适的行动,例如天然水体氟含量过低的地区可在自来水中添加氟化物,而高氟地区应降低水中的氟含量。
对于自来水中是否加氟,各国政策不同,例如美国大部分水源都添加氟,英国则只有10%的人口中生活在供水加氟的地区。英国卫生大臣2008年提出推广在自来水中加氟,引发了新的争议。
http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/fluoride_drinking_water/en/index.html
http://archives.who.int/eml/expcom/expcom14/sodium_fluoride/ORH_statement_application.pdf
http://www.bbc.co.uk/china/lifeintheuk/story/2008/02/080212_fluoride.shtml
(编写:碧声)
问:硬水是否会有害健康?是否应该用软化剂处理?
答:硬水是指水中含有较高浓度的矿物质。这些矿物质主要由钙离子和镁离子组成,有时还包括其它的碳酸氢盐和硫化物。一般来说,硬水对人体无害。有初步研究表明,硬水中的矿物质对心血管健康有正面(尽管比较微弱)的促进作用。太软的水(含有极少的矿物质),因为在流过金属管道时会腐蚀管壁而含有铜、铅、锌等金属,从而对人体健康带来不好的影响。
尽管硬水对人体无害,我们一般还是要对它进行软化处理。这是因为,硬水会给我们的生活带来很多麻烦,比如在盛水烧水的容器以及管道内壁形成水垢,以及使肥皂和洗涤剂的洗涤效果降低。软化硬水的方法有很多种。一种最简便的便是将硬水煮沸,让矿物质沉淀到壶底。另外,我们还可以使用沉淀法(用石灰和纯碱处理,使水中钙和镁离子生成沉淀后析出、过滤)、软化剂法。软化剂是一些对钙、镁等金属离子具有优异络合力的化学药品,在实际中(如纺织印染)有很广泛的应用。
(编写:太蔟)
问:在日常生活中有什么做法能够帮助保护水资源?
答:水是人类生活中不可或缺的资源之一。我们所居住的地球有一个非常庞大的水循环的生态系统,为我们提供着似乎源源不绝的水资源。我们能利用的不仅是随着雨雪降落的水,还有江河湖中的地面水源和通过打井等措施汲取的地下水源。人们从远古时代就学会了兴建水利工程,更好地利用这一资源。
然而,随着人口的增长、集中和工业化的发展,水资源在现代社会中反而正在遭受到各种威胁,以至于许多地方经常发生缺水危机,或因为饮用水的不健康而导致医疗卫生危机。人类生活对水资源的影响主要集中在过分开采使用、因为地球变暖的综合因素导致很多地方的水资源减少乃至消失和水污染等方面。
我们日常生活中的许多看似微小的生活习惯也可以影响到水资源的安全。比如随手把过期的药物或其它化学用品冲入下水道,就会增加水循环中不健康的化学物品和重金属元素。日常生活中的各种污染物,比如机油、蓄电池、杀虫剂和化肥等等,如果不妥善处理而随便丢弃的话,它们最终都很可能被雨水冲刷进我们的用水系统中。
节约用水更是一项保护水资源的重要措施。节约用水不但直接减少对水资源的消费和开采,而且会减少自来水供应过程中对能量的消耗,减少温室气体的排放。这样也能帮助我们的水资源不至于因为冰川的融化而消失。
(编写:程鹗)
问:生活中有哪些方法可以节约用水?
答:观察家里的水表,没有人用水时它是否也在走动?如果是,说明你需要检修管道,隐蔽的渗漏会浪费大量的水。
选择节水型的水龙头和淋浴喷头,它们能够用较少的水达到更好的冲洗效果。平时注意关好水龙头,不要让它们滴水。
在卫生间安装节水型马桶。如果不方便更换马桶,可以在马桶水箱里安装一个廉价的家用节水阀。把烟头、昆虫尸体和其他垃圾丢进垃圾桶,不要丢进马桶冲走。洗衣、洗菜或洗澡剩下的水可以收集起来冲洗马桶。
尽量地采用淋浴而不是盆浴的方式来洗澡,并注意控制淋浴时间。涂洗发液或打肥皂/涂浴液时,把淋浴喷头关掉。刷牙时用杯子装水来沾湿牙刷和漱口,不要让水龙头一直开着。
尽量让洗衣机和洗碗机满负荷运转。如果洗衣机具有调节水位的功能,根据衣物数量设置合适的水位。使用全自动洗衣机时,根据说明选择合适的洗衣程序,避免不必要地采用时间较长、更费水的程序。
正确地使用洗碗机比用手洗碗更省水。在厨房安装两个台盆,手洗餐具时一个装含清洁剂的水用于清洗,另一个装净水用于漂洗。先用纸把厨具和餐具上的油污、食物残渣等擦掉再用水洗,可省水并防止下水道堵塞。吃完饭后尽快洗碗,否则食物残渣干结后要费更多的水才能洗掉。
不要用普通水管冲洗汽车,那样非常浪费。可以用水桶盛水来擦洗汽车,或到使用节水设备的洗车店去洗。
http://www.ca.uky.edu/agc/pubs/ip/ip2/ip2.htm
http://eartheasy.com/live_water_saving.htm
(编写:碧声)
问:一个成人洗一次淋浴,平均需要消耗多少水和多少电?如何淋浴,才能在保证卫生的前提下省水省电?
答:每个人洗淋浴都有自己的习惯。女性在淋浴中待的时间一般比男性长,所以也更费水。
据统计,普通淋浴每10分钟消耗40升水。按平均每人淋浴时间为15分钟算,一个人洗一次淋浴要消耗60升水。这个水量,相当一个成人24、5天的正常饮水量。如果自来水温按14度、淋浴水温按40度算,加热这60升水理论上需要1.82度电。考虑到热水器的种类、效率和热量散失,耗电量还会高出2%到80%。如果电是火力发电,按每次淋浴耗电2度算,一次淋浴要向大气中排放1.2公斤左右的二氧化碳。
为了节省用水和省电,我们在淋浴时可以采用以下措施:1、减少淋浴次数和每次淋浴的时间。在向头上放香波和往身上打肥皂或涂沐浴液时,可以暂时将淋浴关掉,冲洗时再打开。2、在保证舒适的前提下,尽量降低水温。3、每次刚打开淋浴时,要先放一会儿冷水。一般情况下,这些冷水也就浪费了。我们可以用桶或盆接下这水,另做它用。
(编写:太蔟)
问:饮用由净水器过滤过的自来水,和饮用瓶装纯净(矿泉)水,哪个更环保?
答:饮用由净水器过滤过的自来水,比饮用瓶装纯净(矿泉)水要更环保一些。
这主要是因为在瓶装水中塑料的大量使用。如果饮用由净水器过滤过的自来水,我们可以重复使用同一个不锈钢杯或铝杯。净水器也可以选用陶瓷的,以进一步减少塑料的使用。如果饮用瓶装水,我们会产生大量一次性的塑料瓶垃圾。即便这些塑料瓶被回收并被重复利用,我们也要消耗许多能源来运输、处理和生产它们。这些过程除了消耗能源外,还会产生污染。另外,许多空塑料瓶并没有得到回收,直接对环境造成了白色污染。
用净水器过滤自来水,并用可重复使用的不锈钢杯或铝杯来带水,会帮助我们减少对瓶装水的过度依赖,从而减少白色污染。
(编写:太蔟)
(待续)
历史上重大的科学造假事件大多发生于生物科学领域,这与该领域的特点有关:由于生命现象极其复杂,实验结果不那么精确、不容易重复,因此造假也就不容易被觉察,即使被觉察到了也容易以失误为借口加以开脱,这导致不少人铤而走险。而物理科学是所谓精确科学,就没有这么好糊弄。但是在2002年,物理学界却一下子出现了两大造假丑闻,都发生在著名实验室:一件是劳伦斯伯克利国家实验室的维克多·尼诺夫发现新元素的实验结果被证实是伪造的(见2008年9月22日本专栏),一件是贝尔实验室的简·亨德里克·舍恩被发现有系统地大量伪造重大实验结果,其胆大妄为超过了生物学领域的任何造假案,被视为科学界的最大丑闻之一。
舍恩的研究领域是凝聚态物理和纳米技术,1997年在德国康斯坦茨大学获得博士学位,随后被美国贝尔实验室著名物理学家伯特伦·巴特罗格招到其实验室做博士后研究。在舍恩等待去美国的签证期间,贝尔实验室的研究人员把有机分子材料寄到康斯坦茨大学,由舍恩制成场效应晶体管,并测定其物理性质。舍恩很快就获得了惊人的结果:他能把有机分子变成具有高温超导的特性,还能把单个有机分子变成晶体管,这些结果如果是真的,足以获得诺贝尔奖——贝尔实验室迄今已获得六次诺贝尔奖,舍恩似乎将要延续这一传奇。
和舍恩的重大发现同样惊人的是他发表论文的速度,在大约三年间,他共参与发表了90多篇论文,特别是在2001年这一年,平均每8天就有一篇有他署名的论文发表。这些论文多数发表在顶级学术刊物上,例如:2000年,他在美国《科学》发表5篇论文,在英国《自然》发表3篇论文,全部是论文的第一作者;2001年,他又在《科学》发表4篇论文,在《自然》发表4篇论文,也全部是第一作者。《科学》和《自然》似乎争着发表他的论文,他很可能是在短时间内在这两份科学界最著名的杂志发表论文最多的作者。舍恩立即成为物理学界耀眼的一颗明星,荣誉随之而来,在2001~2002年获得了三项奖励青年科学家的大奖。获得诺贝尔奖似乎指日可待。
但是舍恩的沦落和窜升一样的迅速。由于他的发现极为重大,全世界有上百个实验室都试图重复其结果,或在其结果的基础上做进一步研究。但是没有人能够重复出来。别人无法重复出来的重大成果就难免会让人怀疑其中有问题。2002年4月,贝尔实验室有人向普林斯顿大学教授莉迪亚·索恩透露说,舍恩2001年发表在《科学》的一篇论文和同年发表在《自然》的一篇论文的数据有问题,它们用的是不同的实验材料,实验测得的数据却完全相同。索恩和康奈尔大学教授保罗·麦求恩据此对舍恩其他论文的数据图做了核对,发现了更多的问题:同一组数据还被用于2000年《科学》的另一篇论文中,共有6篇舍恩的论文有类似的问题。索恩和麦求恩向《科学》和《自然》编辑部报告了这一发现,同时也通报给舍恩本人、其上司巴特罗格以及贝尔实验室的管理层。
舍恩答复说他在写论文时用错了数据图,并登文做了更正。但是盖子一旦被揭开,就很难再遮掩下去了。又有更多的舍恩论文被其他人怀疑有问题。贝尔实验室迅速做出反应,在当年5月成立由斯坦福大学教授马尔科姆·比斯利任主席的独立调查委员会。委员会对涉及25篇舍恩为第一作者的论文的24项造假指控做了调查。在调查过程中,他们发现舍恩没有做实验笔记的习惯;储存在计算机中的原始实验数据则已经被舍恩全部删除,据说是因为计算机硬盘空间不够;舍恩制造出来的实验样品或者已被扔掉,或者已毁坏,没法重新测量;康斯坦茨大学那台舍恩用来制造实验样品的机器则再也没法制造出所需的样品。
不过委员会还是能够根据已发表的论文和保留下来的一些数据认定造假,包括三个方面:在不同实验的结果中重复使用同一张数据图、同一条曲线;实验结果过于理想,曲线是用数学函数算出来的,而不是实际测量的结果;实验结果与仪器参数或已知的物理原理不一致。委员会在9月发布调查结果。他们认定其中的16项造假指控成立,剩下的8项指控,有2项与发表的论文无关,另6项很可疑,但是没有足够的证据。
调查结果发布的当天,贝尔实验室开除了舍恩。这是贝尔实验室历史上首次出现造假丑闻。德国普朗克研究所本来已定下让舍恩去当实验室主任,这时也不要他了。舍恩在《科学》发表的8篇论文,在《自然》发表的7篇论文,在《物理评论》发表的6篇论文都已在2003年被撤销。
舍恩承认有一些论文的数据有问题,也承认伪造了一些数据。但是他声称他是的确做了实验的,论文是根据观察到的现象写的,只不过为了让实验结果显得更让人信服,才对数据做了窜改。他声称他坚信他的实验结果是真实可靠的,在将来会被他本人或他人重复出来。不过他本人是不会有这样的机会了。不会再有哪家研究机构愿意雇佣他,甚至他的博士学位也在2004年6月被康斯坦茨大学撤销了。
舍恩的造假论文涉及到总共20名共同作者。调查委员会认定造假是舍恩一个人干的,其共同作者没有参与,也不知情。但是这些共同作者,特别是资深作者、舍恩的上司巴特罗格是否也应该对此承担一定的责任呢?合作者之间应该相互信任,不会无缘无故怀疑别人造假,这是科学界的一项传统。但是在相互信任的基础上,合作者、特别是资深作者,也应该尽可能地确保实验结果的准确无误。在舍恩事件中,其合作者的问题不在于充分信任舍恩,而在于过分信赖舍恩,没有人去参与或观摩舍恩是如何制造实验样品和进行测量的,而完全由舍恩一个人在那里自得其乐。一般的合作者这么做还可以理解,但是做为主管的巴特罗格也对重大成果的实验过程和原始数据漠不关心,只乐于在论文上署名,那就是失职了。即使他不怀疑舍恩会造假,难道就不担心舍恩会有失误,就不想见证重大成果的诞生吗?
舍恩的造假论文都是发表在顶级学术期刊上的,每篇论文在发表之前按惯例都经过了三名本行专家的评议,那么为什么还能获得发表?同行在评议论文时通常也不会怀疑数据的真实性,而只是推敲证据是否充分、论证是否严谨、结果有何价值等。不过,如果仔细审阅论文,有些明显的造假是可以发现的。但是,审阅论文的人未必都那么负责任,许多忙于行政事务的大牌教授甚至干脆把要求他们审阅的论文转给其研究生代劳。论文由同行评议后再发表是公认的好制度,但再好的制度也需要有责任感的人来实施。
舍恩的造假手法并不高明,其实很容易被发现。他也没有时间精心设计骗局:在其颠峰时期平均每8天要出一篇论文,时间都用在写、读论文稿件上了,只好偷懒把一张数据图反复用,把数学函数计算结果直接用了。在其事情败露之前,他的同行似乎也没有想过,舍恩做为一台如此高产的论文机器是否还有时间去真正做实验。但是,并不高明的造假虽然持续的时间很短,却产生了严重的后果:大量的资金、人力被浪费在试图重复舍恩的实验结果。
舍恩丑闻虽然轰动一时,却未必能让人们吸取教训。一个显而易见的事实是:舍恩的造假论文在被撤销后,还被正面引用了很多次。难道这些论文的合作者、审稿人、编辑没有一个注意到它们引用的是已被撤销的著名造假论文?
2008.12.29
(《经济观察报》2009.1.5)
(XYS20090105)
近日国内官方最高级别的媒体(新华社、中央电视台、人民日报、光明日报、经济日报)全部同时启动,大幅宣传“放弃了国外的优越条件回国工作”、“拳拳之心报祖国”的美国科学家施一公。在中央电视台新闻联播的报道称施一公“获得过生物学界极高荣誉的‘鄂文西格青年科学家奖’”。生物界极高荣誉的奖我只知道诺贝尔奖、格拉夫奖、拉斯克奖、达尔文奖章寥寥几个,这个“鄂文西格青年科学家奖”只在宣传施一公的文章中见到过。莫非是类似于施教授的毅然前辈陈章良得过的那个什么“侯赛因奖”,国内吹成“小诺贝尔奖”,国外就没几个人听说了?当然,也可能是我的孤陋寡闻,于是就查了一下这究竟是什么奖。
“鄂文西格青年科学家奖”的英文为The Irving Sigal Young Investigator
Award,是1986年成立的蛋白质学会(The Protein
Society)在其年会上颁发的七个奖项之一。蛋白质学会是美国实验生物学学会联盟(FASEB)下面的22个专业学会之一,这些学会一般都会颁发一些奖项表彰某个领域的研究者,比如历史比蛋白质学会悠久得多、也更为著名的美国生物化学与分子生物学学会(ASBMB)就设有9个奖项。生物界类似的专业奖项起码也有几百个,这样的“极高荣誉”是不是太廉价了一点?
据蛋白质学会网站的介绍,“鄂文西格青年科学家奖”由默克实验室赞助,每年发给在其独立研究生涯的早期阶段(通常不超过40岁)的一名科学家,表彰其对蛋白质研究做出的重要贡献(http://www.proteinsociety.org/pages/page03.htm)。从这个介绍看,在蛋白质学会颁发的七个奖项中,它是较不重要的一个,有鼓励年轻科学家的意思,重要性肯定比不过该学会表彰“在蛋白质研究方面做出最高水平的贡献”的The
Stein and Moore奖。如果连鄂文西格青年科学家奖也算得上生物界极高荣誉的奖,The Stein and
Moore奖岂不是极极高荣誉的奖?拉斯克奖岂不是极极极高荣誉的奖?诺贝尔奖岂不是极极极极高荣誉的奖?
中央电视台新闻联播上有施一公在节假日坚持上班,用显微镜看细胞培养盒的镜头。显微镜上还写着“1# YAN
Lab”,莫非是借用其弟子颜宁实验室的显微镜做表演?施副院长从科研人员变成演员了?
节目视频见:http://tv.sohu.com/20090103/n261544456.shtml
生物学家施一公——拳拳之心报祖国
中央电视台新闻联播1月3日播出
著名生物学家施一公在个人科研事业最黄金的阶段,放弃了国外的优越条件,回国工作。
2008年的最后一天,刚刚把全家从美国接回北京的施一公,不顾劳累,又出现在清华大学的实验室里。20年前,施一公本科毕业后自费赴美留学。他先后在世界顶级的《科学》、《自然》和《细胞》三大杂志上发表25篇文章,获得过生物学界极高荣誉的“鄂文西格青年科学家奖”,并成为普林斯顿大学的终身教授。在海外成绩卓著,施一公却一直有遗憾。
施一公:在清华读本科的时候,清华有句口号叫为祖国健康工作五十年,现在二十年已经过去了,其实在过去二十年当中,我也经常会惆怅,觉得那是在美国的时候,总是在想自己又损失了一年,自己又损失了一年,总能想到这个口号,
2006年,清华大学邀请施一公在适当的时候回母校担当学科带头人,仅一天时间,他就做出了决定。
清华大学教授赵南明:为他个人的发展考虑,我们也曾建议他是不是再奋斗几年,拿到美国科学院院士再回来,他对我说,还是希望能在自己最有创造力的年龄回来为祖国、为清华做些贡献。
施一公谢绝了普林斯顿大学的多次挽留,用两年时间逐步交接实验项目。同时他把主要精力放在筹建清华大学结构生物学研究中心,并利用自己的影响,吸引海外高层次人才合作。仅一年多时间,研究中心的年轻博士生已经在世界权威期刊发表了第一批成果。2008年底,施一公完成了国外实验室的交接,成为全职教授回到清华园。现在,在学校的操场上,经常会出现施一公长跑的身影,他开始用全部身心去实践20年前的理想:为祖国健康工作五十年。
(XYS20090104)


