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2008/10/1 科学史上著名公案——孟德尔豌豆实验是否有假?作者:方舟子
高中生物课令人印象最深刻的部分,大概就是孟德尔通过做豌豆杂交实验发现了遗传学定律。不同品种的豌豆有一些不同的特征,生物学上叫做“性状”,例如种子形状有的是圆的,有的是皱的。孟德尔把圆种子的豌豆与皱种子的豌豆杂交,得到的后代(第一子代)的种子全部是圆种子,而没有皱种子。像圆种子这种总是表现出来的性状被称为显性,而皱种子这种被掩盖住的性状叫隐性。那么隐性性状有没有完全消失了呢?没有。让第一子代自相交配,得到的第二子代,又同时有圆种子和皱种子。
孟德尔据此提出,每一个性状是由两个因子(也就是后来说的“基因”)决定的,它们可能相同(叫做纯合体),也可能不同(叫做杂合体)。比如种子形状这个性状,有决定圆形的基因R,还有决定皱形的基因r。在亲代,所有圆种子植株的基因型为RR,所有皱种子植株的基因型为rr,都是纯合体。但是第一子代的性状虽然是圆种子,其基因型却是Rr,是杂合体。在第二子代,同时有圆种子和皱种子,皱种子植株都是纯合体rr,但是圆种子植株可能是纯合体RR,也可能是杂合体Rr。 以上所述是帮助大家回忆在高中生物课学到的内容。当时你有没有想过,在孟德尔的时代,没法测定基因,他是怎么知道第二子代的圆种子植株哪个是纯合体,哪个是杂合体呢?只能是继续把实验做下去,不过这次不能杂交,而要自交:让植株自花传粉,如果某个圆种子植株自交后结的种子全是圆种子,那这个植株就是纯合体,如果出现了性状分离,结的种子既有圆的,又有皱的,那就是杂合体。理论上,第二子代圆种子植株中杂合体与纯合体的比例应是2:1。 孟德尔共研究了七对性状。其中两对性状(种子形状和子叶颜色)只要看看结的种子就可以分清,但是剩下的五对性状(例如茎的高矮)却必须把种子种下去,让植株生长、成熟才能知道,也就是说,对这些性状的植株还要培育出第三子代。由于田地有限,孟德尔对这五个显性性状的第二子代各挑了100株做试验,每一株培育10株后代进行验证。其中有一个性状的试验结果不理想,他对之重复了试验,这样合起来他共对600株第二子代做了试验,根据第三子代的结果,他断定其中有399株是杂合体,201株是纯合体,非常接近2:1的理论值。 1866年孟德尔把他的实验结果写成论文发表在当地学术期刊上,未能引起学术界的注意。直到1900年,孟德尔论文才被重新发现,引起了一场革命,遗传学从此诞生。1936年,群体遗传学创建者之一、英国著名遗传学家和统计学家费歇发表了一篇著名的论文《孟德尔的工作是否已被重新发现?》,根据孟德尔论文记载的实验数据,用一种叫卡方测验的统计学方法进行验证,发现孟德尔的数据好得令人起疑。更令人起疑的是有的数据符合的是错误的理论值,疑点最大的就是上述的试验。孟德尔是根据10株第三子代的性状来推断第二子代的基因型,但是这个方法并不完全可靠。孟德尔没有想到的是,即使某株第二子代是杂合体,它的10株后代也有可能很偶然地全都是只表现出显性性状的杂合体,从而错误地推断它为纯合体,发生这种错判的概率是0.0563(一株是杂合体的概率为0.75,10株都是杂合体的概率是0.75的10次方,即0.0563)。因此,用孟德尔的方法做试验,由于样本太小,会有一定的误差,一小部分杂合体会被误判为纯合体,由此得到杂合体与纯合体的比例应是大约1.7:1,而不是2:1。费歇因而认为孟德尔报告的数据是不真实的,是为了凑2:1的理论值而编造的。费歇倒不认为是孟德尔本人造假,而是猜测孟德尔的助手在为孟德尔做统计时,为了取悦孟德尔而给了他预料中的数据。但是并无证据表明孟德尔让别人为他做统计,费歇的猜测不过是为尊者讳罢了。 费歇的指控在遗传学界挑起了一场持续至今的大论战,70年来在学术期刊上发表的争论文章至少有二十几篇。一开始,是认为孟德尔实验有假的一方占优势,有的甚至猜测孟德尔(或其助手)是怎么造假的:在统计实验结果时算到想要的数据就不再往下算了,尽管孟德尔在论文中明确声明他统计了所有的样本。有一位细心的研究者根据孟德尔论文中统计的植株和种子数目,计算出平均每株植株结的种子数,认为太少了,证明孟德尔并没有统计所有的种子。但是随后又有人指出,在孟德尔的时代,还没有用到化肥增产,那个平均种子数很正常,有同时代其他人的实验结果为证。 这场争论把群体遗传学的另一位创建者、美国著名遗传学家和统计学家怀特也给卷了进来。1966年,怀特在一篇论文中虽然基本同意费歇的计算结果,但是详细列举了几条理由说明这个计算结果不能说明孟德尔(或其助手)造假。此后,为孟德尔辩护的一方逐渐多了起来,并成了主流意见。直到去年3月,美国《遗传学》杂志还发表了一篇为孟德尔辩护的文章。 为孟德尔辩护的学者不少,而理由却大不相同。有的同意孟德尔实验数据的确有问题,但是并非有意造假造成的,而是来自无意的主观偏差。某些豌豆性状并不是很容易区分的,比如某粒种子的形状该算是圆的还是皱的,有时就不太好说,碰到这种模糊状况,孟德尔可能下意识里就往有利于实验结论的方向统计。另一种可能是,孟德尔或许做过几次试验,而只报告他认为是最好的结果。这些做法在今天看来也许不太规范,但并非有意造假。有的则干脆试图推翻费歇的计算结果,或者认为他滥用了卡方测验,卡方测验不能用于验证数据是否造假;或者认为他误解了孟德尔实验的细节,得出了错误的计算结果。 这些讨论涉及到比较专业的遗传学和统计学知识,我不想在此做详细的介绍。我只想指出两点:一、孟德尔在论文中提到,他对某次实验结果不满意,做了重复实验,并报告了两次实验的结果。如怀特指出的,如此诚实可不像一个造假者所为。二、在1900到1909年间,有六名遗传学家重复了孟德尔的豌豆实验,发现结果完全相符。 虽然现在学术界的主流意见认为孟德尔实验结果是可信的,但是有关孟德尔造假的说法仍然在大众媒体上广为流传。国内外一些反科学人士更是对此大做文章,鼓噪孟德尔“‘制造’统计规律”,声称“孟德尔定律过于简单化和理想化”,警告我们“不可把科学理论看得过于神圣”。退一步说,即使孟德尔实验结果有假,可不等于他发现的遗传定律是假的。遗传定律早已被后人的无数实验结果所证实了。那些反科学的论调既缺乏科学常识,也违背了基本的逻辑。 2008.7.9. (《经济观察报》2008.7.14) 常用中成药的真相——王老吉凉茶作者:方舟子 【标明的成分】 水、白砂糖、仙草、蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草。 【声称的功效】 清热去火。 【真相】 王老吉凉茶据说是广东鹤山人王泽邦(乳名王吉)于1828年开始销售的产品。目前做为植物饮料销售,但含有多种中草药。 成分中的“蛋花”不是指鸡蛋,而是夹竹桃科植物缅栀的花,因其花瓣颜色内黄外白,类似鸡蛋,故名。缅栀分泌的乳液有毒,其花的毒性不详。 甘草的化学成分有糖皮质激素样和雌激素样作用,可引起假性醛固酮增多症、血压升高、心律失常、过敏反应。具体另文分析。 王老吉凉茶中最值得注意的成分是夏枯草。夏枯草据说在夏至后逐渐枯萎,中医理论因此认为它生来有“纯阳之气”,所以才一遇阴气即枯,所以就可以用它来“补厥阴血脉”。《神农本草经》将夏枯草归为有毒、不可久服的“下品”药,而《本草纲目》则称其“无毒”。 有多项研究表明夏枯草能导致不良反应。夏枯草的乙醇提取液能抑制小鼠的细胞和体液免疫反应[1]。皮下注射可使动物胸腺、脾脏明显萎缩,肾上腺明显增大;腹腔注射可使血浆皮质醇水平明显升高,外周血淋巴细胞数量明显减少[2][3]。表明夏枯草可能是一种免疫抑制剂,长期或大量服用能使机体的免疫功能受到抑制。服用夏枯草水提物能使小鼠的血清丙氨酸基移换酶和血清天门冬氨基移换酶的值都明显升高,说明夏枯草有肝脏毒性作用[4]。 临床上,有幼儿因服用含苍耳子、夏枯草和鸡内金的中草药3个月导致急性重症肝炎而死亡的报道[5]。也有报道因服用夏枯草导致过敏,表现为皮肤瘙痒、丘疹[6][7],甚至因过敏性休克而昏倒[8]。 2005年,职业打假人刘殿林以王老吉凉茶含有夏枯草中药成份、擅自添加《食品卫生法》所明令禁止的药品为由起诉王老吉凉茶的销售商和厂商,被法院以原告未能提供证据证明夏枯草有毒副作用等理由驳回[9]。2007年,重庆市法律工作者况力彬称喝了王老吉凉茶后出现头晕,该凉茶添加了夏枯草,违反了《食品卫生法》,再次起诉王老吉凉茶的销售商和厂商,被法院以夏枯草能否作为凉茶配料不属于本案审查范围为由驳回[10]。 被告辩护称:在2005年,卫生部卫监督发(2005)189号《关于王老吉凉茶有关问题的批复》,同意《关于普通食品添加夏枯草有关问题的请示》,其内容为“在食品卫生法生效以前,传统上把药物作为添加成分加入,不宣传疗效并有30年以上连续生产历史的定型包装食品品种,可以经售。”王老吉凉茶开始于1828年,已经有100多年的历史,所以该饮料中添加夏枯草,没有违法[11]。 卫生部的这一决定似乎更多地出于保护商业利益的考虑,并无科学上的依据。很显然,一个药品如果能导致不良反应,并不因为它被一家老字号公司使用就失去了其毒性。例如,雄黄传统上做为酒的添加成分,其历史比王老吉凉茶悠久得多,但是雄黄酒有很强的毒性,那么是否就可以允许某家老字号销售雄黄酒供消费者为了“驱邪”、“解毒”在端午节时饮用? 【文献】 [1] Sun HX et al, J Ethnopharmacol. 2005, 101(1-3):31-6 2008/9/15 欧洲全球最大强子对撞机 “据估计,粒子高速对撞实验最早有望在今年年底进行,最晚则可能在一年之后,届时将重现宇宙大爆炸发生时的情况。”以上是广州日报2008年9月11日的要闻版A9的新闻导语精粹。
首先,这令我想起我们学过的粒子加速器,想起我们怎样推算出它把粒子加速到接近光速而不能超越。报纸说,这个强子对撞机加速粒子最高速度可达光速的99.99%。
然后想起丹·布朗的小说《天使与魔鬼》里面的欧核中心。而这里的则称为“欧洲核子研究中心”,说的是同一个机构吧?!还有那只能用磁场来储存的反物质液滴。很是令人期待。
![]() ![]() ![]() 2008/8/27 啥玩意儿 更新完这一篇之后,又不知道什么时候才能来了。这感觉就像有上顿没下顿的忧伤。胡乱说了。
百度百科抄来的:
天体离的越远,我们今天见到的像在时间上就倒退的越早。实际上我们所见的宇宙是一个穿越时空回溯的像。同样道理,一个事件将产生一个未来光锥,事件以光速向我们逼近,它的物理影响在到达前是完全无法预测的,因为我们没有发现事件发生,我们此刻还在这个事件的未来光锥之外。例如,假定太阳在三分钟之前停止发光,这个事件不会对此刻的地球发生影响,我们只能在五分钟后,当地球位于太阳停止发光这一事件的未来光锥之内才受到绝对过去发生的这一事件的影响。 2008/4/12 狭义相对论与钟慢效应(有错漏的一个验证) 当我们的政治老师在课堂上讲关于“相对静止与绝对运动”的哲学道理时,特地说了一句“你们物理的相对论就说明了这回事了啊哇”之后,我感到许多人对相对论究竟是什么一回事还懵懵懂懂。 当一辆车以接近光速的速度前进时,车上的时间是否会因此而变慢呢?如果能变慢的话是否能减慢到时间停止呢?如果时间能停止的话是否就能推而广之到时间倒流呢?我拿了一个简单的例子来算了一下,也许能说明一些东西。 先摆出狭义相对论的基本原理: 1.爱因斯坦相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。即自然界不存在特殊的惯性参考系,对于一切物理现象的描述来说,所有惯性系都是等效的。简单而言:物理规律普遍适用。 2.光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源的运动和观察者的运动无关。简单而言:无论怎么测在哪里测,只要在真空,光速都是c=3.0*10^8m/s 。 我的例子是这样的: 假设在某一时刻,地面上一固定时钟与一辆小车之间距离为L,车上有一人戴着手表,车以v=0.9c远离钟前进,此时刻手表与钟均显示时间为6:00:00。有此刻开始计时,钟显示的时间6:00:00通过反射光向小车方向传递,速度则相应为光速c,经过时间(t1)车上人能看到这个由钟传来的时间6:00:00。则有方程 0.9c(t1)+L=c(t1) 为直观看出关系,取L=3*10^7(m),则(t1)=1(s) 此时人看到钟的时间为6:00:00,手表显示时间则为6:00:01 。但是地面上的钟实际上也转了1s,即站在钟旁边的其他人看到钟的时间是6:00:01 。 再从这一刻起,即手表显示的6:00:01开始计时,此时地面上的钟实际在地面上看也是6:00:01。这个钟的6:00:01再次通过反射光向车传递,此时钟与车的距离变成(L+0.9c(t1))。则与上面过程同理过了时间(t2)后,有方程: (0.9c(t1))+L+0.9c(t2)=c(t2) 所以(t2)=10(s) 即此时此刻车上人看到钟刚传来的6:00:01时间,而手表转了10s,显示6:00:11,地面上人看钟也是6:00:11。 让我们列个表来分析: 初始 第一次 第二次 手表时间 6:00:00 6:00:01 6:00:11 车上人看到钟的时间 6:00:00 6:00:00 6:00:01 地面人看到钟的时间 6:00:00 6:00:01 6:00:11 由此可看出,其实车上人看自己戴着的手表时间正常流逝,地面人看钟也正常,但车上人看地面时间始终是滞后的,而且之后的程度由推算知是越来越大,因此车上人看所有地面的东西都是运动减慢,可是实际上对于他自身所处车中而言是没有变化的。所以不要以为自己上了这样的光速车就能更加长寿或生理活动减慢,其实“相对论”这个名字已经告诉了我们,车上人所看到的车外时间流动减慢只是相对的,因为光从外面传到车上是要时间的。这和我们从哈勃望远镜看到的宇宙星云一样,其实星云的图像显示的可能是数亿年前它的样子,而非“现场直播”。 由此亦可推算,当车达到光速的时候,从地面的钟传过来的光与车同速,这意味着光永远穿不到车上人的眼里,而那人的眼里所接收到的光始终不变,即眼前的图像完全静止,时间停止。其实时间并没有停止,只是光赶不上车而已,因此想停止时间从而改变历史那只能是美剧《Heroes》里面的日本胖子Hiro才能做到了。由此也可以推算出,当车速超过光速后,车比光还快,看似可以时间倒流,其实就算达到也只能是一个象,并非一个真实存在的世界,即看的见而摸不着,而且人一下车就不能实现了。更何况根本无法超越光速。这就像只能无限逼近而永远无法达到绝对零度。 因此做人要现实点,不要想着随着科技发展可以回到过去或到达未来,这些都是不切实际的。 PS 通过Adam提醒,这个证法是有错漏的,应该要用速度合成公式,但是至今还不明白那公式是怎样证出来或者试验出来的。我在上面的错漏是由于看见只有一个运动物体而漫不经心地将速度简单合成处理...比较猥琐...这就好像看见诸葛亮而没看见刘备就说那代表不了蜀国...我想将问题等到下周期中考后再严谨地说一说...在此say sorry 2007/12/23 百度一下google,google一下百度 刚刚无聊,做了一件极其无聊的事情:百度了一下google,google了一下百度。得到的结果如下: 百度一下google:百度一下,找到相关网页约56,700,000篇,用时0.001秒 google一下百度:约有215,000,000项符合百度的查询结果,以下是第1-10项 (搜索用时 0.10 秒) 得知这个结果之后,我又有了一些看法: 1.当某些中国人看到这个结果后,肯定会大吹特吹“国产的百度的搜索速度整整是google的100倍”,而且“百度所占有的查询结果数量将近是google的3.8倍” 2.我又看到:google搜出的结果数量是百度的3.8倍,搜索更为严谨 3.这样搜,搜出的数量多究竟是可以看出对方的知名度大呢,还是自己的搜索系统能搜出范围更广呢? 我又更无聊地做了一件更无聊的事情:“百度了一下百度,google了一下google” 百度:百度一下,找到相关网页约100,000,000篇,用时0.001秒 google:约有1,590,000,000项符合google的查询结果,以下是第1-10项 (搜索用时 0.02 秒) 我想,现在大家应该明白到底是怎样一回事了。 2007/12/8 华南虎:人格虎?政虎?国虎?by Jase 1.科学工作机构与工作者的专业操守 已知:有一张虎的照片 有专家对陕西省存在华南虎的认定 有群众看过疑似虎的生物(缺影像资料) “易证”是最好的蒙人方法。再从专家入手来看。我们可以从对陕西省林业厅的采访中发现,联名确认陕西省仍然存在华南虎的、为陕西省林业厅较早之前华南虎报告作学术认证的教授、专家们,没有一个是研究猫科类动物的,连沾边的都没有。这个问题下一点再详细讨论。我想先谈的是他们对待学术的态度。以陕西师范大学的王廷正教授为例,当记者问到他关于7月6日的陕西省林业厅调查报告结论依据时,他说主要的依据就是雪地上行走的系列的脚印,再就是老乡的反映。当时的调查专家并没有到镇坪县实地考察,依靠的证据还有的就是疑似华南虎的脚印、虎爪。单凭这些“疑似”、华南虎历史上曾经在这里存在过以及一个口头上说搞“动物分类学”的连虎毛都没碰过的教授片面之言,就可以得出王教授所谓的“这个角度上我认为它应该是华南虎”的结论,这不能不说是一个儿戏的定论。 2.科学问题上升为政治问题 3.政府对工作程序的儿戏 4.所谓的民族自尊心与自豪感 & 对待虎照真假态度与动物保护 陕西省林业厅对外有这样的说法:虽然华南虎照片的真假还未鉴定,但是照片的真假已经不重要了,重要的是我们要保护野生动物。有这种模糊是非的科学态度,就算真的有华南虎,我们又怎能放心让他们去保护呢?如果没有华南虎,整件事只是炒作,那么国家下拨的经费是否只是用作保护一个根本不存在的保护对象呢?我想,打磨“汉芯”就是最好的前车之鉴了。 5.二十一世纪的中国 通过这个华南虎事件,我对现今中国的行政与科学要有一个重新审视的目光了。 2007/9/24 与师兄问答上次在师兄的space那里留下了一个小小的疑问,得到解答,在此向大家分享分享,对法国数学物理学习感兴趣的可看看: Jase 15 September 15:19 Allen Fang 实践性暂时来说还没看出来~~~至少在这里~~~ 15 September 17:25 ps 终于有时间回家了,尽量在这一两天拼命更新~努力ing... 2007/9/8 关于海王星的发现的疑惑by Jase 2007/8/28 [转]向桥梁专家致敬!向桥梁专家致敬! 让我们记住这些英雄的名字:全国知名桥梁专家、设计大师孟凡超(正组长)和廖朝华(副组长),交通部总工程师周海涛教授,同济大学姚玲森教授,交通部公路科学研究院蔡国宏教授,中交公路规划设计院吴明远高级工程师等10位专家。 月全食与天文学其它8月28日将发生月全食 广州可赏“红月亮” 这又想起布拉格的国际天文会议投票否决了冥王星9大行星之一的地位。当时经谢克焕小朋友一说,也觉得,这样的投票否决冥王星地位的举动不是很可笑吗?是就是,不是就不是,何必又搞什么投票呢?这明显就使天文学带有了人的色彩了,就像当年哥白尼的日心论下场一样,尽管日心论也有错误之处。布拉格,又一个罗马教廷了。可是,又有疑问要产生:如何才能准确定义大行星呢?如果再由一个权威天文学家定义,不又变成了另一个亚里士多德了吗?有时候问题就是如此的矛盾,应该在两者之间找一个平衡点吧! |
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