最近康奈尔大学的一位科学家和他的同事利用数学方程式找到了植物界存在四维空间的证据。简言之,体积大小即使在植物界中也十分重要。用康奈尔大学植物学家卡尔·尼克拉斯(Karl J. Niklas)教授的话说,这说明“很可能存在普遍的比例换算定律”。
早在一个多世纪以前,人们就知道动物界存在比例换算定律。然而,植物生物学家直到现在才开始意识到这些定律在整个自然界的重要性。
“你一定看过怪物电影,比如按比例放大的巨型蚂蚁攻击汽车和人。如果这些虚构的蚂蚁真的与它们的原形比例相同的话,它们的腿走一步就会折断。在大大超过实际蚂蚁体积的情况下,蚂蚁的外骨骼会不成比例地增厚。同样的道理,如果人能够像某些电影中描写的那样按比例变成巨人,心脏将不能维持正常的血液循环,最终导致心脏病而死亡。”
这一比例换算被称之为第四维空间,因为它将质量与其他三维——宽度、长度、深度联系了起来。现在已经证明,同样的比例换算定律也适用于包括树木在内的植物。
这一研究发现将会对环境和生态政策以及生物进化科学的研究产生深远的影响。植物学家们今后将可以提高数学模型,对森林的生物量以及生长情况等方面做出预测。
尼克拉斯和他的同事在这份研究报告中称,植物生长速度是其质量增长速度的3/4,动物也是这个比例关系。举例来说,根据这个非常精确的数学比例关系——一棵红杉树经过数百年的生长,它的生长速度就会逐渐放慢。
〔方留民译自《美国大学科学新闻网》2001年3月25日〕
环境对人体的影响
美国疾病控制与预防中心目前公布了一份有关人体内环境化学物的报告,迄今为止,这是对人体内化学物进行的最为详尽的研究。
过去,科学家是通过测量空气、水或土壤中的化学物来估计化学物对人体的影响。而这一研究通过检验了3800个成年人和儿童的血液和尿样,发现有27种少量的环境化学物,其中包括金属、杀虫剂制品及塑料中的物质。研究人员认为,人体内存在化学物并不意味着一定会引起疾病,还需进行附加研究才能说明报告中的化学物含量是否值得担心。
在过去的研究中曾对一些化学物进行过测试,其中包括吸烟残留物和铅在过去10年中已逐渐减少。例如,人体中的烟素代表一个人所处环境中吸烟的数量。自1991年以来,不吸烟的美国人体内所含的烟素已经减少75%。这说明在公共场所禁止吸烟已经帮助减少了所谓被动吸烟的危害。人们知道被动吸烟能引起癌症。同时还发现,美国儿童血液中的铅含量继续减少,而含铅多会造成大脑损伤。
使人感到惊奇的是人造化学物——聚氨基甲酸乙酯纤维含量在人体中有上升的趋势,这种化学物是用以制造塑料玩具和护肤产品的。研究表明,大量使用这种化学物制成的器具喂养试验鼠会使其产生生理缺陷及生殖疾病。
美国疾病控制与预防中心的官员称,他们的目标是扩大研究规模以提供大约100种化学物的资料。他们还想弄清这些化学物是如何对健康产生影响的。
[陆家训译自“科学报道”(美)2001年4月4日]
等离体装置检测技术
美国桑迪亚国家实验室、通用原子公司和加利福尼亚大学正在联合从事一项减少托卡马克等离子偏滤器内壁腐蚀的新技术。这种由俄罗斯研制的等离体实验装置,能通过核聚变产生超过华氏5亿度(约2.78亿℃)的高温。
人们为了保护托卡马克反应室的内壁不受高温等离子体的侵蚀而采用了石墨等离子偏滤器,但其结果是使偏滤器腐蚀。虽说目前托卡马克每天的实际运转时间仅10分钟左右,还谈不上腐蚀,但当反应堆进行长时期的核聚变反应时,其腐蚀将是一大难题。为此,该研究小组将氘注入接近偏滤器的等离子体中,起到分离或冷却等离子体的作用。这一新技术可望能提高石墨等离子偏滤器的抗腐蚀能力。
由于托卡马克反应室内的高温足以熔化掉所有的记录仪,因此要想很好地研究托卡马克核反应堆的内部情况是十分困难的。为此,橡树岭国家实验室正在启用一台运算能力高达1万亿次/秒的IBMRS/6000超级计算机,以此来模拟托卡马克内由燃料转变成等离子体的大功率无线电波。专家坦言:通过上述举措,人们有望获得一帧清晰的托卡马克加热系统和核电厂控制系统的物理照片。
〔杜宗潆译自Machine Design,2000年第11月期〕