因为“屎黄”来源于“血红”,这个黄色并不是食物被榨干的渣滓,而是生命中的那些火红热血的最终归宿。
说人话就是:正常粪便呈现的深浅不一的从黄色到褐色的颜色,直接来源于粪胆素,而粪胆素则是由血红蛋白中的血红素代谢而来。不仅是粪便,尿液中的黄色同样也是来源于血红素的代谢产物——尿胆素。
我们知道,红细胞是脊椎动物以及少数无脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介,而结合氧气的功能是通过细胞中的血红蛋白实现。血红蛋白是由珠蛋白和血红素结合而成,具体来说是由两种珠蛋白各结合一个血红素形成一个亚基,四个亚基结合形成一个血红蛋白。
简而言之:血红蛋白=(珠蛋白 + 血红素)✖4
而这其中的血红素,就是我们今天的主角,这是一种含铁的卟啉化合物,它不仅是血红蛋白的核心辅基,也是肌红蛋白、细胞色素等蛋白的核心辅基。
每个红细胞的寿命都是有限的,就人类而言在 120 天左右。衰老后,或者损伤后的红细胞在脾脏、肝脏和骨髓中,被巨噬细胞吞噬清除。
这其中,红细胞的血红蛋白拆解后,珠蛋白可以分解为氨基酸参与循环,而血红素在血红素加氧酶的催化下,丢失铁离子成为胆绿素。铁元素将与转铁蛋白结合,回收至骨髓用于新红细胞生成,或是储存于肝脏、脾脏的铁蛋白中备用。而胆绿素在胆绿素还原酶催化下还原为未结合胆红素。
(前文提到除了血红蛋白,红蛋白、细胞色素中也有血红素,不过人体中的总胆红素中,从血红蛋白分解来的占到 80%以上,其他来源的占比相对较少)
未结合胆红素与白蛋白结合,通过血液运输至肝脏,并与葡萄糖醛酸结合形成结合胆红素,进入胆,赋予了胆汁的黄色。随后随着胆汁一起进入肠道。
在肠道中,结合胆红素被肠道细菌(如大肠杆菌)代谢为尿胆原。而尿胆原中,20%左右会被肠道重新吸收,其中大部分通过门静脉再次进入肝脏,重新分泌进入胆汁,而少量的进入体循环,由于分子较小,在肾脏便由肾小球滤出,氧化为尿胆素随尿液排出,赋予尿液黄色。
而没有被肠道重新吸收的那 80%左右的尿胆原则进一步成为粪胆原,最终氧化成粪胆素,成为了粪便颜色的来源。
看到这里,下次再看到粪便和尿液的颜色会不会不那么恶心了,虽然味道不好闻,但至少这个颜色并不是食物残渣或者其他的代谢废物,而是你血管里无数日以继夜奔波的红细胞牛马一生的终章。曾经身着象征希望和生命的红衣的它们为你输送了无数的氧气分子,最终它们衰老,细胞四分五裂,那件红色的战衣也被侵蚀成了黄色,并离开了这个它们毕生维护的生命大厦。
有些时候,一些食物中的色素可能会进入粪便或者尿液中,使得我们排出不太常见的颜色的粪便或者尿液。
影响最大的可能要数红心火龙果,甜菜和苋菜中富含的甜菜红素,人类缺乏分解这种色素的酶,因此除了 10-15%被肠道直接吸收,其他的都随着粪便排出,将粪便染红。而小部分被肠道吸收的甜菜红素由于分子较小,通过血液进入肾脏时,直接通过肾小球滤出进入尿液,因而尿液也被染红,不过由于被吸收进入血液的量相对较小,因此对尿液的染色不及粪便显著。相对来说红心火龙果、甜菜中的甜菜红素含量较多,因此很容易造成红便红尿,苋菜含量较少,就不太容易出现这样的情况。
同样是红色食物,番茄、西瓜、番石榴、红椒所富含的番茄红素是一种脂溶性的类胡萝卜素,它可以和脂类物质一起被肠道吸收,并通过整合入乳糜微粒,经淋巴系统进入血液循环,最终氧化代谢。因此,一般情况下不会对粪便颜色造成影响。不过,当摄入量过大,超出肠道吸收能力的时候,多余的番茄红素则会和粪便一起排出,将粪便染成橙红色。不过即便摄入量过大,由于其脂溶性的特点,加上分子量较大,超过肾小球滤过阈值,因而是不会进入尿液的。
而在蓝莓、黑枸杞、紫甘蓝、紫薯、红葡萄皮等食物中的花青素,极少量在小肠直接吸收,大部分进入结肠被肠道菌群降解,分解为酚酸(如原儿茶酸、香草酸),这些酚酸部分被吸收进入血液,大部分随粪便排出,由于已经分解为无色的酚酸,自然不会对粪便颜色造成影响。而当过量食用,超出肠道菌群降解能力的时候,也会导致粪便变色。我们知道花青素在酸性下呈现红色,碱性下呈现蓝紫色,不过这些花青素在肠道中会氧化聚合后,最终呈现出深绿或黑褐色。此外,由于肠道直接吸收的花青素极少,因而也不会对尿液颜色造成影响。
最后是蔬菜富含的叶绿素,其结构是含镁离子的卟啉环,与血红素结构类似,只不过中心金属不同。人体无法直接吸收叶绿素,叶绿素在肠道内失去镁离子生成脱镁叶绿素,再进一步转化为无色的叶绿酸,绝大部分随随便排出,除非吃的太多,否则也不会对粪便颜色造成影响。至于尿液,人体基本不吸收叶绿素,加上叶绿素本身也是过不了肾小球的大分子,自然也不会进入尿液。
那么排除胆粪素的影响,粪便的本色是什么呢。很多肝胆病人因胆管堵塞,或者需要通过插管将胆汁直接从胆管引流出来,失去了粪胆素的颜色,其粪便多数情况下,呈现的是一种淡淡的灰白色。
大约 5600 万年前的始新世时期, 全球气候炎热,地球进入了距人类最近的一个无冰时代,正在经历古新世 - 始新世极热事件[1]。
地球两极地区气候温暖,接近今天地中海北部海岸线的气候温度。
夏季温暖,冬季温和,森林蔓延到南北两纬度 75°~80°的地方。
在地球北极,森林占领了无冰的大陆, 一直延伸到北极圈超过 1000 km。
北极圈树木参天,林中红木、雪松、山核桃、松树、云杉、铁杉、落叶松、桦树、银杏、水杉等树木竞长,高度可达 40 m,由此可见这片森林是以落叶树为主的森林[2]。
在漫长的极夜里,高大挺拔的树木已摇落了一身碎叶,蓄势待发,等待着太阳重新从东方破晓。
森林底部,体长约 9m 的鳄龙如幽灵一般在湖沼河流游荡,在暗夜的掩护下捕龟逮鱼。
在低垂的天幕上,五彩极光如流动的丝绸,交织成巨大的光之穹顶,为极地森林披上一层神秘的辉光。
5600 万年前的北极富有生机的地貌景观,与现今冰雪凛冬笼罩的冰原俨然不同。
令人疑惑的一个谜题是:这些极地森林如何应对长达六个月的漫长暗夜?在没有光合作用的情况,这些树木如何生存?
01 极地森林的发现
20 世纪九十年代,全球大探索时代徐徐落下帷幕,从南美亚马逊雨林到亚洲高海拔西藏,从尼罗河源头到中国内陆的死亡之海罗布泊,西方探险家不知疲倦的填补着地球仪上人迹未到的空白。
此时,惟有气候恶劣的南极和北极还是未探索的处女地,但为了国家荣誉而战的探险家们已经欲欲跃试。
我们熟知的是英国探险家斯科特和他的同伴探险南极大陆而殒身,留下了伟大的悲剧。茨威格在《人类群星闪耀时》中这样评价斯科特:
在壮烈的搏击中,英勇的死,死犹胜生,奋发向上直抵无穷的意志将会从失败中复活。因为只有偶然成功和轻易得手才燃起人们的虚荣心,而一个人在和强大的、不可战胜的命运抗争中倒下去时却最能显示他高尚的心灵。
在斯科特踏上南极冒险之旅的大约 30 年前, 在世界的另一端, 以挪威人弗里乔夫·南森为代表的极地探险家已经在北极圈内发现了植物化石。
随后,美国探险家布雷纳德在位于加拿大高纬度北极地区的埃尔斯米尔岛,并发现了树桩化石,后被称为“布雷纳德森林”。
这些改写历史的证据表明,北极圈内曾有树木存活,甚至可能有森林。
但这些证据都是小打小闹,直到 1985 年,加拿大高纬度地区阿克塞尔·海伯格岛的森林遗迹被发现,一个失落的北极森林世界为人类铺展而开。
1985 年, 加拿大地质调查局的直升机飞行员保罗·塔奇发现了阿克塞尔·海伯格岛山脊上的树桩。
猛烈的北极风吹走了地表的沙子,使得一节节的树桩裸露出来,形成迄今为止保存最完好的极地森林木乃伊。
这片极地森林的保存依靠的是干化过程, 即恶劣的气候和凛冽的寒风直接风干树木躯干。
在树干之间的落叶化石层中,沉积着保存完好的扁平叶片化石, 中最常见的是针叶植物水杉的羽状叶。
通过年龄测定,确定这是一片 4500 万年前的森林。
以如今北极圈荒凉苔原地貌的眼光来看,极地森林的出现不同寻常。
但实际上,这才是地球更加正常的状态,在过去 5 亿年的 80%的时间里, 森林曾延伸到极地圈内, 甚至更远的地方。
地貌类型的分布与气候类型密切相关,过去的气候控制着森林在北方和南方高纬度地区的分布, 就像今天一样。
现在北美的北方森林主要包括松树、落叶松和冷杉等针叶植物,以及桦树和杨树等落叶被子植物, 其领地延伸到北纬 69°。
在北纬 69°以上的区域,永久冻土接近表土,冻结了树木的水分供给。液态水缺乏导致树木种群减少,并为北极冻原的低矮草丛腾出空间,大多是被子植物、苔藓和地衣。
在纬度最高的地区,就连冻原也得向寒冷屈服,向极地荒漠投降,那里大面积的土地都没有植被覆盖, 只零星点缀着最顽强的地衣、 苔藓和偶尔可见的被子植物。
在亚洲的西伯利亚存在相似的模式,只不过稀疏的落叶松林向北多延伸了一点儿,到达北纬 72°。
但在北纬 72°以上的区域, 它们也得让路于无尽的北极荒原。
这些严寒的气候阻止了植物向极点延伸,因为寒冷的气候削弱了树木的生存、 生长和成功繁殖的能力。
但在北极圈内发现的木乃伊森林告诉我们:现在极地的冻原荒漠曾经覆盖着极地森林,曾经的极地气候条件一度比现在温暖的多。
那么,在中生代和新生代早期的极地森林鼎盛时期,极地气候到底有多温暖呢?
02 极地气候温度
1890 年,瑞典古植物学家阿尔弗雷德·内索斯特在格陵兰西海岸附近的沉积物中找到了白垩纪时期的面包树叶片、 花和果实化石。
如今这种生长快速的树生长在冬季温和、 夏季炎热的热带气候,例如新几内亚、印度、马来西亚群岛等。
面包树化石指明北极地区白垩纪时期与今天的热带气候相似的亚热带北极气候。
此外,在加拿大阿克塞尔·海伯格岛西岸,白垩纪地层中发掘出了的鳄龙(champsosaur) 化石。
鳄龙是一种已灭绝的爬行动物,它们以鱼为食,外观和体型与鳄鱼相似,也生活在亚热带和热带气候条件下的淡水环境中。
由此推断,白垩纪时期的北极地区,夏季气候炎热,温度达到 25~30℃;冬季气候温和,气温通常高于冰点而且有可能达到 5℃。
到了新生代早期,地球经历古新世 - 始新世极热事件,气候同样温暖,北极地区气候的温暖程度与现代地中海的北部海岸线非常接近。
如此温暖的两极气候,造就了两极地区生机勃勃的极地森林景观。
03 树木如何过冬
植物的生存除了气候环境息息相关外,和阳光分布密切相关。
初中生物学告诉我们,植物在白天进行光合作用,储存有机物;在夜晚进行呼吸作用,消耗有机物。
但是新生代早期的极地森林被黑暗笼罩长达半年之久, 在这种情况下它们如何应对多达半年的长夜?在没有光合作用的情况,这些树木如何生存呢?
答案就藏在树木化石的年轮里,大自然设计出利用树木年龄记录树木生长的方式。
在温暖的春季,大细胞在木材中产生,随着夏季降水的逐渐减少,细胞变得越来越小,最终在冬季进入休眠状态。因此,明显的年轮界线反映了上一年秋 / 冬季产生的小细胞和下一年春季产生的大细胞之间的鲜明对比。
此外,从一年到下一年的年轮序列也是气候模式的标志物。宽年轮表示对生长更有利的气候条件, 而窄年轮表示较差的气候条件。
北极森林的树木化石都呈现出令人印象深刻的宽年轮,宽度通常为几毫米,还有许多可达到 1 厘米或更宽。
然而今天,北纬 72°的西伯利亚落叶松平均每年生长的年轮宽度最多为 2 毫米,而生活在北 75°~79°的北极群岛上的矮柳, 每年生长的年轮宽度则不到 0.5 毫米。
由此可见,新生代早期北极地区树木旺盛的生产力。
在北极高纬度地区发现的大部分化石都属于我们今天定义的落叶植物,如红杉、水杉、桦树、银杏等。
为什么极地森林主要由有落叶习性的树木组成?
树木的落叶习性是一种在长期演化过程中对环境的作出的最优适应能力,但如何解释却是一个难题。
对树木来说, 碳是树木生长的货币和生命的燃料,树木的生长就是一场碳储存和消耗之间的一场竞争。
树木通过光合作用,储存有机碳,通过呼吸作用消耗它们的养分储备来度过黑暗。
试想一下,在温暖而黑暗的冬季, 一棵常绿树的叶子在强制性休眠期间进行了几个月的呼吸, 却无法通过光合作用产生新的碳水化合物来补充养分储备。一棵树会因此迅速消耗掉它所有的燃料储备,而且冬天会加速细胞的新陈代谢过程及其能量需求,导致问题进一步恶化。
在这种情况下,落叶似乎是一种更优的应对策略。树木落叶并进入休眠状态,直到极地的春天到来,这可以巧妙地节省保留叶子的成本,也节约了宝贵的碳储备。
但事实上,在冬季落叶树通过落叶消耗的碳是常绿树通过呼吸作用消耗的碳的 20 倍,落叶付出的代价远远高于呼吸成本。
这留给我们一个引人入胜又显而易见的悖论。
如果极地环境中的落叶树为了越冬而付出高昂的代价, 它们在生态舞台上应该很快就会被常绿树取代, 但它们却为什么越发繁密茂盛呢?
答案是: 在极地生存这种困难重重的游戏中, 落叶树的手中还握有一张王牌。它们的树叶长得快而且寿命短, 能够通过快速的光合作用充分利用短暂而炎热的夏天,并在这一点上超过常绿树的树叶。
落叶树孤注一掷地把它们的快速生长期全部安排在短暂的夏季;而常绿树在捕获二氧化碳方面更具优势,在日光和温度都允许的情况下,它们能够实现缓慢、稳定的全年生长。
最后,树叶习性各不相同的两种树木再次站在同一起跑线上,在一年中通过不同的碳捕获模式实现了相同的生产力。
但这并不是落叶树占有优势的完美解释,科学家尝试提出其他的可能性。
其一,火灾经常席卷极地森林,沉积物中富含木炭化石可证明这一点,就像今天北美的北方森林一样,平均每过 50~60 年就要经历一次大火的考验[3]。
在这种火灾频发的环境中, 快速生长的树木能使受灾地区迅速恢复原貌,进而占据优势地位, 因为它们能快速地超越其慢条斯理的常绿树,将后者推向更凉爽、更阴冷的环境。
如果火灾足够频繁,常绿树就永远不可能掌握主导权, 而只能将其拱手让给落叶树。
另一种相关的可能性是,土壤的营养成分在决定常绿树和落叶树的分布方面扮演重要角色。拥有长得快、寿命短的叶子,这让落叶树对养分的需求更大:酶需要依靠这些养分在夏季更好地吸收二氧化碳和制造生物量。
然而,常绿树则心满意足地生活在贫瘠的土地上,这符合它们缓慢的生活节奏。事实证明,排水良好、砂质且养分较少的土壤更适合松树,而含有更多养分的深厚土壤则更适合落叶松。
在此,有一个微妙的反馈机制起作用,进一步强化了肥沃和贫瘠土壤之间的区别。寿命长的松针从树上脱落后,分解并释放养分的速度非常缓慢, 这会使土壤处于养分缺乏的状态, 进而抑制松树的养分需求。相反,寿命短的落叶松叶子更容易分解, 有助于维持土壤的较高营养水平。
这样的生态系统反馈——树叶寿命和土壤养分的循环调节着植被和土壤之间的联系,为极地森林的生物地理分布,提供了一种解释。
因为不确定性带来的压力比不可避免的痛苦更大。
伦敦大学学院的一项研究发现,人们面临有节能(50%)受到电击时,其心理压力水平显著高于必然(100%)受到电击。[1]
相关神经影像学研究表明,不确定性会激活大脑中与焦虑和预期相关的区域,如杏仁核和前额叶皮层,这些区域在面对不确定性时的活动水平,要高于面对确定性的痛苦。
简单讲,就是等待靴子落地的焦虑引起的痛苦,要远大于听那「砰」的一声。
这种机制,本质上是一种对潜在威胁的过度警觉。
几万年前我们的祖先在森林里听到一声老虎的低吼,一定无法安心睡着,整夜都得提防着自己成为老虎的口粮。
可老虎真来了,事情反倒可控了,无非是打得过就打,打不过就跑,横竖也就那几分钟的事儿。
这种机制明显具有进化上的保护作用,但放到如今这个时代,它也可能给我们带来不必要的麻烦和痛苦。
我们反复想象最坏结果的过程,实际上是一种心理准备机制——通过提前经历想象中的灾难,我们可以获得一种虚幻的控制感。
而恐惧本身——哪怕它只是想象中的,也会刺激肾上腺素和多巴胺的分泌,让我们产生一种兴奋感。
恐怖片受众往往是「越怕越爱看」,这类「安全恐惧」是如何刺激心理产生快感的?
这也是恐怖片和灾难片带给你爽感来源之一。
从这个角度,我们对恐惧事物的渴望,某种程度上可以看作是一种对生命感受的追求。
在安全之上的现代社会,强烈的恐惧感成为少数还能让我们感受到「真实活着」的情绪之一。
我们对恐惧事物的渴望,可能是对平庸生活的一种反抗——即使是最糟糕的结果,也比虚无的日常更有意义感。
甚至有时我们会期待灾难,因为只有灾难才能打破我们无力自行摆脱的生活僵局。
想要消除这种心理悖论,你可以考虑以下方法:
总而言之,我们对恐惧事物的渴望,也许只是对某种生活状态的渴望,而那种恐惧的事物,不过是恰好与之关联的符号罢了。
这种矛盾心理描述的是一种存在主义真相:人类既害怕变化,又厌倦停滞;既渴望安全,又向往刺激。在这些矛盾中纠结摇摆,本身就是我们活着的证明。
心理及认知语言学中有个术语叫“意象图式”(Image schema),我觉得是人类语言理解习得机制中很有趣的一部分,不得不感叹于人脑的神奇。
意象图式通过将身体经验(空间、运动、感官体验等)提炼为简单的动态模式,并与语言相类比,从而使抽象的概念具体化、可感知化。
这句话看着有点晦涩,但是用语言中的实例说明就非常易懂。
先说最直观的与身体动作相关的词语,比如“跑”。
当我们听到“跑”这个字的时候,我们会想到一个人在道路上快速地移动,像这样:
但是你会发现,此时你脑中浮现的其实并非是具体的、细节的场景,而是一个只包含事物大致轮廓的模糊动图,一般来说是这样的:
人被简化为了一个圆点,道路被简化为了两条直线,而箭头可以指示方向。
这一个圆点,两条直线,和箭头表示的方向,就构成了“跑”的意象图式。
你再想想,如果听到“站”这个字,心里想到的是不是一个圆点立在一条直线上?比如这样:
我们的头脑就是如此将语言和体感经验(动觉)联系在一起,又将宏观的场面抽象成了能够在脑内快速浮现的简笔画,从而理解意思的。
相当神奇。
那么,除了最直接的表示动作的词语,还有哪些内容也会依靠意象图式来理解?
其实,人类与空间运动相关的所有经验都能被成抽象成意象图式,常见的分类包括:
以上只是我列举出的部分意象图式,实际上意象图式是无穷尽的,学者们对于其分类至今都没有非常统一的定论。换言之,人脑幻象化的边界就是意象图式的边界。
那么问题又来了,除了直接表达动作的动词,意象图式可否帮助其他词类(如动词、形容词)的理解?
答案是可以的。
举个例子,“我是团队中的一员”里的“一员”,就典型运用了部分 - 整体图式。
又比如说,“经济周期”中的“周期”运用了循环图式。
再比如说,“收支平衡”中的“平衡”应用的是平衡图式。
还有很多其他的例子,比如“走向成功”、“前进的道路”、“情绪高涨”、“步入婚姻”、“进入视野”……
不知道各位发现没有,意象图式与比喻、隐喻、联觉等修辞手法有异曲同工之妙,所以它与文学和修辞学联系紧密,尤其是在动态场景的描写中发挥了显著的作用,使人体会到一种或朦胧或磅礴流动的美感(有点类似于意识流了)。
想想花团锦簇、落英缤纷、大江东去这些词语,是否有了直观的体会?
最后说明一下,由于个体化差异,每个人想象出的意象图式的具体内容也许会有些微区别,但其抽象分类是适用于所有人的。比如有的人想象“跑”的时候道路是一条直线而不是两条,人是一个长方形而不是一个圆点,但无论谁都知道跑这个动作代表人在发生左右 / 前后的水平运动,也就是说我们脑子里产生的是左右或者前后图式。
写到这里,再次被大脑的奇妙和语言的魅力所打动——通过意象图式,身心经验和语言艺术实现了完美的融合。认知与语言的隐秘骨架,将血肉丰满的体验凝练为思维的简笔画,让抽象在身体的记忆中生根。它既是人类用肢体丈量世界的诗意证据,也是理性与隐喻共舞的神经诗篇。
我是 @Kokodil
知名外国语学校 6 年 +985 外语专业本硕 7 年教育经历
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在这个问题上,现有的回答我以为还未能阐明要害,所以特别写一篇来商榷。
“冷笑”释义1、词源
“冷笑”这个词和“冷眼”不同,词义从近代汉语到现代汉语基本没有变化,都是在传达一种偏负面的情绪,以体现“不屑、讽刺、轻蔑、愠怒(气极而笑)”等等情感。
目前查到这个词最早的出处是《北史·崔赡传》,当时朝廷讨论三恪之礼,崔赡不同意太子少傅魏收的意见,他的奏章呈上去,魏收读了“笑而不言”。
崔赡性格简傲,当场发作道:
赡议若是,须赞其所长;若非,须诘其不允。
何容读国士议文,直此冷笑?
翻译下就是:
魏收,你有话直说,有 P 就放,我说的对不对,你给个明白话,只顾冷笑,是什么意思?
由此可见,这个词所代表的面部表情,从最初的时候起,就指向了某种负面色彩,才使得崔赡极为不爽。
2、释例
在白话小说中,众多“冷笑”的案例分别体现了下列情感——
轻蔑
杜慎卿鼻子里冷笑了一声,向大小厮说道:“一个当书办的人都跑了回来讲究《四书》,圣贤可是这样人讲的!”
《儒林》第三十回
愠怒(气极而笑)
十娘放开两手,冷笑一声道:“为郎君画此计者,此人乃大英雄也!”
《警世通言·杜十娘》
讥讽
那挑酒的汉子,看着杨志冷笑道:“你这客官好不晓事。早是我不卖与你吃。”
《水浒》第十五回
讥笑
张任看见孔明军伍不齐,在马上冷笑曰:“人说诸葛亮用兵如神,原来有名无实!”
《三国》第六十四回
不屑
那女子冷笑道:“这等不禁插打,也值的来送死!”
《儿女英雄传》第六回
嘲弄
包公闻听,微微冷笑,道:“郭槐,你敢以刘后欺压本阁么?”
《三侠五义》第十九回
3、辨析
此问题下,有回答举了《西游记》第十六回中的一例,认为孙悟空提到师父唐僧有个袈裟是宝贝时,观音院众僧“一个个冷笑”:
这里需要分清,“冷笑”肯定是一种微表情,有别于“大笑、狂笑”,但并不能直接以“微笑”来代替。
毕竟词语是有感情色彩的,汉语中的“微笑”代表了一种正面向的情绪,而“冷笑”则相反。
在上述《西游记》的段落里,僧人们的“笑”无疑表达了一种“不屑”,就是觉得自己的师祖已经收藏了七八百件袈裟,什么高级货没见过,从而认为孙行者在说大话,要不就是没见识。
这无论如何不是正常的社交表情。
4、特例
但在古典诗词系统中,“冷笑”有种特殊的用法,指“无奈的笑”,如:
珠铅滴尽无心语,强把花枝冷笑看。
张祜《相和歌辞·长门怨》
归来冷笑悲身事,唤妇呼儿索酒盆。
杜牧《哭韩绰》
晓红初拆露香新,独立空山冷笑人。
崔橹《山路见花》
勿嫌步月临玄圃,冷笑乘槎向海滩。
苏轼《题潭州徐氏春晖亭》
在这些句子里的“冷笑”,接近于今天的“苦笑”,包含着无可奈何的意味。
由于“苦笑”这个词直到清代才出现,当诗人要表达相关情绪时,便使用了“冷笑”。
不过在白话小说里,我并未见过这种用法,当然,或许有我未及之处,希望有人可以补证。
再来看《红楼梦》中的“冷笑”。
“冷笑”与翻译
作为四大名著里最火的一部,《红楼梦》里的每个字大概都被掰开来研究过了,“冷笑”也不例外,翻译家们首当其冲——如何面对书中那么多的“冷笑”,是个大问题。
《红楼梦》前八十回中,“冷笑”一词出现了约 110 次左右(因版本不同,略有差异),涉及 37 人,这些“冷笑”在英国汉学家、牛津大学教授霍克斯(David Hawks)及女婿闵福德(John Minford)的译本中,是这样处理的:
可见,翻译家已经充分意识到:同一个表情,在不同语境下、不同人物身上,传导出的情绪各有差异。
曾经有学者说霍译本对“冷笑”的翻译,是译出了各种各样的“冷”:
轻蔑的、鄙视的、嘲笑挖苦的、高高在上的、让人心底发寒的、苦涩的、傲慢的、表情冷漠的、怨恨的……
“冷笑”与叙事
《红楼梦》里这 100 多次冷笑不是平均分布的,主要出现在黛玉、凤姐、探春三个人物身上,从故事的角度看,又集中在第七十四回“检抄大观园”和第三十三回“宝玉挨打”,分别有 7 次和 6 次。
这两回,正是书中矛盾最为激烈,人物情绪对立最严重的章节,可见作者对于“冷笑”这种表情的运用并不是随意的。
在第三十三回中,存在着一个“冷笑”的转移:
先是忠顺王府的长史官,当贾政陪着笑脸问他来意时,他便回了一个“冷笑”,当宝玉连说自己不认识琪官时,这位长史官又两次“冷笑”着加以戳穿;
随后,贾政下手狠打宝玉,王夫人过来抱住板子,同时搬出老太太做挡箭牌,贾政又“冷笑”着叫她“休提这话”;
后来,贾母赶到,贾政立刻蔫了,对着母亲先是躬身,再是下跪,最后叩头认罪,贾母则回报以两个“冷笑”。
这种“笑”的转移,体现了人物地位和权势的内在关系:
长史官挟忠顺王府的官势过来要人,气焰嚣张,贾政只有陪笑的份,转头却把怒火对准宝玉,甚至对王夫人也“冷笑”起来,而贾母心疼孙子,对着贾政放出狠话,以母权之威,贡献了自己在书中仅有的两次“冷笑”。
“冷笑”与人物
1、在“检抄大观园”的过程中,探春冷笑了四次,与之相对,却是惯于“冷笑”的凤姐两度陪笑,在一旁的平儿和周瑞家的等一众婆子也纷纷陪上笑脸。
这个表情恰与探春关于“抄家”的言论、以及她打在王善保家的脸上一巴掌对应——非“冷笑”不能与愤语、怒打相配。
2、王夫人素有“宽仁慈厚”之名,她在书中的三次“冷笑”都用在了宝玉的丫头们身上。
晴雯没梳妆,被她冷笑说“轻狂”;四儿不敢答话,被她冷笑说“不怕臊”;芳官辩白一句,她又冷笑道“还强嘴”。
王夫人以雷霆霹雳的手段和“莫须有”的罪名,清除了宝玉身边所有她认为像“狐狸精”的姑娘,唯恐她们勾引坏了自己的儿子。
她那些蛮横无礼、肆意栽赃的言辞配合着“冷笑”说出来,更具杀伤力。
3、如果地位低下者敢对居于高位者“冷笑”,必有怪异,比如应天府的门子对着新上任的贾雨村两次“冷笑”,便是自招其祸。
这个门子曾见过贾雨村当年的贫贱样子,言辞中不免带上了点傲慢,还拿出一副师爷的架势指点领导做事,最终聪明反被聪明误,落得充军发配的下场。
当他冷笑着教导贾雨村“大丈夫相时而动”时,绝想不到这位新府尹早已领悟了其中的奥妙。
4、宝玉大概是书中承受“冷笑”最多的人,不仅黛玉、警幻、贾政会对他冷笑,就连袭人、晴雯、小红、紫鹃这些丫头也敢这么做,亦从侧面展现了宝玉素来对姑娘们包容,于是大家都习惯了在他面前很张扬。
5、黛玉的 12 次“冷笑”全都集中在前三十六回,自海棠结社后就再没有出现,我以为这个表情的终结应该和她的心态转变有关,这个话题就留给其他人来探讨吧。
小结
人类的情感过于复杂,文字和语言哪怕再精细、再丰富恐怕也无法完全传达出内心的百转千回。
再加上人类还可以口是心非、怒极而笑、话里有话,于是,一个小小的微表情所承载的心理内涵就变得愈加繁复。
从上面所举的白话小说中的使用案例,以及霍译本对《红楼梦》中“冷笑”的翻译,可以发现,同样一个“冷笑”,蕴含的情感各有不同,需要结合具体的语境才能做出更细致的判断。
比如,贾政的“冷笑”几乎都是对着宝玉发出,当宝玉说自己上学去,他就冷笑道:“你如果再提上学两个字,连我也羞死了”,这种看似“不屑”的训斥,另一方面也隐藏了他试图在相公清客们面前扮演“严父”的内心需要。
而在第十七回《试才题对额》中,宝玉看到一处玉石牌坊觉得似曾相识,一时恍惚,没有回答父亲的提问。贾政则担心他出来的时间太长贾母不放心,于是冷笑道:
你这畜生也竟有不能之时了。
也罢,限你一日。明日若再不能,我定不饶。
这是要紧一处,更是要好生作来。
这个“冷笑”在表面上,固然是贾政因为儿子没能回答自己的提问,不得不端出父亲的架子进行斥责,但结合他的话来看,摆明是找了一个台阶放过了宝玉。
这里的“冷”,只是外在的虚张声势,却将老牛舐犊般的维护隐藏在其中,细读之下,竟能品出某种隐约的温情。
2025.7.14
”红楼圈“藏龙卧虎,我向来不敢班门弄斧,这次全是因为 @待雪草 回答里的”冷眼“一词,引发了我的训诂癖,于是下场答一波。
三年前写过一个《水浒》和《红楼》结构上的比较谈,有兴趣的可以看看:
近年来出圈的动物园动物肥胖新闻,大多数是食肉目如老虎、豹、云豹。也许人们对猫比较感兴趣,也许人们看过比较多肥胖的猫,因此比较会判断猫的肥胖程度。
那么,我们最近的亲戚——大猿的情况又如何呢?
大猩猩和黑猩猩都给人肌肉发达,身手矫健的感觉,唯一显得很肥胖的非人大猿是猩猩(确切地说,是苏门答腊猩猩、婆罗洲猩猩和打巴奴里猩猩三个种),也叫红毛猩猩。
猩猩看上去肚子很大,但这不是我们判断它肥胖的充分理由。猩猩的大肠特别宽大而且长,里面生活着许多细菌,可以分解树皮和树叶里的大量纤维。植食动物的消化系统某一部分扩大作为“发酵罐”是一个普遍现象,牛这样的反刍动物是胃特别扩大,非反刍动物一般就是肠子的某段。
所以还要看一下猩猩的体脂肪率,才能确定它是不是真胖。
这就要提到前面的一个知识点了,苏门答腊猩猩和婆罗洲猩猩是不同的物种。猩猩生活的东南亚,有一个特殊之处是野果的产量波动很大,而且婆罗洲的波动尤其大,所以在水果不足时,猩猩,尤其是婆罗洲猩猩会经历严重的饥荒。
另一个值得注意的点是,圈养条件下的猩猩特别容易肥胖。于是就有人认为,这是一种节能配置。让猩猩可以在果实丰富时储存脂肪,在果实匮乏时消耗脂肪。所以至少猩猩是有可能肥胖的。
然后我们来看一下《雄性大猩猩(Gorilla gorilla gorilla)的功能解剖及适应与雄性猩猩(Pongo pygmaeus)的比较》(Functional anatomy and adaptation of male gorillas (Gorilla gorilla gorilla) with comparison to male orangutans (Pongo pygmaeus))这篇文章,它介绍了圈养死亡的五个大猩猩和四个红毛猩猩的解剖记录。
猩猩 1 号是最年轻的,大概 15~20 岁,死前长期患慢性肺炎,肌肉比率 33.9%,脂肪超过 20%。可能是长期患病拖垮了身体素质。
猩猩 2 号只有肌肉量的数据。
猩猩 3 号 31 岁,24 岁,死于急性腹膜炎。肌肉比率 35.9%,脂肪约 15%。
猩猩 4 号年老且极端肥胖,肌肉比率 10.6%,脂肪 45%以上,即使按人类的标准也是非常肥胖了。要注意人类是陆地哺乳动物里脂肪比较多的,人类的正常体脂率对大多数陆地兽类都是肥胖。
顺便讲两个大猩猩的情况:
大猩猩里最年轻的是 2 号(27 岁),生活在很大的围场里,有很多设施让它爬着玩,它的肌肉比率是 46.4%,脂肪是 7~8%。相当于职业健美运动员的比例(生命在于运动!)。
年纪最大的 1 号(37 岁),肌肉 34%,脂肪估计超过 20%,是所有大猩猩里最高的。但它不能算是胖,它去世时是所有大猩猩里最轻的。可见大猩猩也会有年老而肌肉流失的问题。
所以动物园里的猩猩确实可能出现肥胖,而且可能非常严重。野生雄性猩猩的平均体重是 86.3 公斤,测量过最重的雄性猩猩为 189 公斤,这可能是一个极端肥胖的圈养个体。
像人类一样,猩猩肥胖可能增加许多疾病的风险,比如高血压、心脏病、癌症、关节炎、呼吸系统问题、糖尿病、脂肪肝。
参考资料:
Zihlman A L, Mcfarland R K, Underwood C E. Functional anatomy and adaptation of male gorillas (Gorilla gorilla gorilla) with comparison to male orangutans (Pongo pygmaeus)[J]. The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology, 2011, 294(11): 1842-1855.
O’Connell C A, DiGiorgio A L, Ugarte A D, et al. Wild Bornean orangutans experience muscle catabolism during episodes of fruit scarcity[J]. Scientific Reports, 2021, 11(1): 10185.
Schmidt D A, Zoo L P. Orangutan Husbandry Manual Nutrition Chapter—2004[J]. Orangutan SSP. Brookfield Zoo, Illinois, 2004.
@尤睿 :去补办身份证,我把户口本递给警察叔叔。 警察叔叔立马就从户口本的夹层拿出了我的身份证递给我。 这办事效率也太快了吧。
@aeiou :刘禅:如果您觉得您还要继续管事,那么请继续领导大汉子民;如果您觉得应该我管事,那么我命令你继续领导大汉子民。
@Curiosity :昨儿拉开抽屉,一抽屉的笔,数一下有三十多根,同事无不感慨我的富足。 但,我工作以来从没有买过笔……
@Eden :最后一科是考英语, 在那天中午,我妈突然来了个电话,伴随着麻将机洗牌的声音:「听你小姨说,你今天高考呀?」 我回道:「是呀。」 所以我妈没考试的时候应该是在打麻将啦~
@PPT之神 :我爸每天晚上为了省电关 WIFI ,然后流量用超了 200 多块。
先说明一点:沙僧打碎玻璃盏后,其实是死罪。
因为有赤脚大仙给沙僧求情,玉帝免了沙僧死罪,沙僧才得以活命。但死罪可免,活罪难饶。所以,玉帝又把沙僧贬到流沙河,每隔七日飞剑穿胸百余次。
这从沙僧自述中可以看出来。
只因王母降蟠桃,设宴瑶池邀众将。失手打破玉玻璃,天神个个魂飞丧。玉皇即便怒生嗔,却令掌朝左辅相:卸冠脱甲摘官衔,将身推在杀场上。多亏赤脚大天仙,越班启奏将吾放。 饶死回生不点刑,遭贬流沙东岸上。
“推在杀场上”“饶死回生”可以看出来,沙僧犯下的就是死罪。
而从“掌朝左辅相”又可以看出来,这是玉帝按照天规律法来处置沙僧,不是按照他自己的心意。
这也能说明,沙僧确实犯了死罪,不是玉帝故意整死他。
很多读者不懂古代礼仪的严苛残酷,非要说“沙僧打碎玻璃杯就是摔杯为号”“他可能准备造反,杀了玉帝”等,所以才被玉帝狠罚。
这就很扯了。
难道摔杯为号不看情况?沙僧为啥要摔杯为号?他是不是真的埋伏了刀斧手?他为何要杀玉帝?他有那个实力吗?
事实上,沙僧失手打碎玻璃盏,本就是死罪,这和当时礼仪有关。即便只看原著,也能找到类似的例子。
悟空第一次上天,面对玉帝问话,他只回答一句“老孙便是”,天上神仙都吓到了。
玉帝垂帘问曰:“那个是妖仙?”悟空却才躬身答应道:“老孙便是!”【仙卿们都大惊失色道:“这个野猴!怎么不拜伏参见,辄敢这等答应道:‘老孙便是!’却该死了!该死了!”】玉帝传旨道:“那孙悟空乃下界妖仙,初得人身,不知朝礼,且姑恕罪。”
你看,悟空还躬身(弯腰)回答呢,算有礼貌了吧?可是在神仙们看来,他却是该死了。
这里,总不是悟空摔杯为号,要杀玉帝吧?
为啥孙悟空该死?不就是因为他不懂礼仪,没按规定施礼吗?可见,失仪就是死罪。
当然,这里也能看出来,失仪罪可重可轻。
玉帝不介意的话,可以饶恕死罪。但沙僧的行为估计让玉帝确实很生气,所以玉帝虽然免了他死罪,却还要让他每隔七日飞剑穿胸百余次。
别说面对三界之主玉皇大帝了,哪怕就是一个野龙王(龙精),你在他面前失仪,也一样是死罪。
孙悟空第二次借芭蕉扇,跟着牛魔王到了碧波潭。他变成螃蟹,在龙王跟前走,就被抓了起来。
正在那里觥筹交错之际,孙大圣一直走将上去,被老龙看见,即命:“拿下那个野蟹来!”龙子龙孙一拥上前,把大圣拿住。大圣忽作人言,只叫:“饶命!饶命!”老龙道:“你是那里来的野蟹?【怎么敢上厅堂,在尊客之前横行乱走?快早供来,免汝死罪!”】
你看,孙悟空就是上了厅堂,在龙王面前走路,就是个死罪。
孙悟空不得已,只好求饶,说自己未学习礼仪,不懂王礼。
好大圣,假捏虚言,对众供道:“生自湖中为活,傍崖作窟权居。盖因日久得身舒,官受横行介士。【踏草拖泥落索,从来未习行仪。不知法度冒王威,伏望尊慈恕罪!】”
后来,众妖精也求情,龙王才饶了悟空。即便如此,他也说记打。
坐上众精闻言,都拱身对老龙作礼道:“蟹介士初入瑶宫,【不知王礼】,望尊公饶他去罢。”老龙称谢了。众精即教:“放了那厮,【且记打,外面伺候】。”
所以,在龙宫中王礼很重,未行礼仪或者错了礼仪,真就是死罪。
野龙宫中,礼仪尚且如此关系性命,天庭之中,礼仪岂不是更重?
都不要说古代了,就是今天,老板开会的时候,你在他跟前打碎茶杯试试看?私人企业的老板,脾气不好的话照样骂你个狗血淋头。
有些新人入职后,因为不认识老板,见到老板没打招呼,就被老板阴阳。网上还有这样的视频,看看就懂了。
这些“土皇帝”如果有生杀予夺大权,你以为他不杀在他面前失仪的人,以彰显自己威严?
西游记里还有个词,叫【演礼】。赤脚大仙说过,以前参加蟠桃会,都是瑶池演礼。被悟空骗了后,他还纳闷,怎么今年去通明殿演礼?
大仙是个光明正大之人,就以他的诳语作真。道:“常年就在瑶池演礼谢恩,如何先去通明殿演礼,方去瑶池赴会?”
何谓演礼?就是预习、演练礼仪。为啥需要预习、演练?因为礼仪太多,而且繁琐,不好好提前练习,容易出错。
所以,沙僧打碎玻璃盏,直接就是死罪,在古代是非常正常的。天庭本来就是作者照着人间朝廷写的,有这么重的礼仪也很正常。
如果还有兴趣,可以看看我这篇回答,也能很好地解答这个问题。
从文化与心理层面来看,鬣狗常常遭受误解和排斥。
更新:增加棕鬣狗的内容。
部分人出于自身的好恶,确实不喜欢甚至讨厌鬣狗。它的外貌、身体姿态、奇特的笑声,以及掏肛捕食等行为,都被许多人认为恶心,阴险。
加之流行文化中的再度塑造,如动画片《狮子王》中鬣狗群体被描绘成狡诈、残暴的反派角色,这些因素都在无形中加剧了公众对鬣狗的刻板印象。
然而真实的鬣狗却是生态系统中不可替代的一环,它们通过猎杀或食用病弱个体,有效清除了草食动物种群中的病源,减缓疾病扩散,保持种群健康;它们与秃鹫等食腐动物协作处理尸体,维护生态清洁度,这种生态服务并非任何人工手段所能等效替代。
目前鬣狗的全球数量估计不超过五万只,而且还在逐渐减少。
对它们的错误认知如果进一步演变为误导性的控制或清除措施,将可能给生态系统带来不可逆的后果。鬣狗根本不可能成为像鼠类或入侵物种那样的泛滥者,在生态系统中主动发动扩张,相反,其未来生存甚至仍然面临潜在危机。
如果鬣狗在某一生态系统中完全消失,其后果将是灾难性的。首先,最直接的影响是尸体处理危机。以东非草原为例,一个中等规模的生态系统每年自然死亡的大型草食动物可达数千头,如果没有鬣狗这样的高效清道夫,这些尸体将在高温下迅速腐败,成为病原体的温床。
炭疽、布鲁氏菌病、口蹄疫等人畜共患病将在腐尸周围爆发性繁殖,通过土壤、水源和其他动物快速传播。据估算,一具未经处理的大型动物尸体可污染周围至少 100 平方米的土壤,病原体可在土壤中存活数年甚至数十年。
其次,生态系统的养分循环将严重受阻。鬣狗独特的消化系统能够完全分解骨骼,将其中的钙、磷等关键矿物质释放回环境。在非洲和亚洲的半干旱地区,这些矿物质对维持土壤肥力至关重要。失去鬣狗后,大量骨骼将长期堆积,导致局部土壤养分失衡,植被生产力下降 10-15%,进而影响整个食物链的能量流动。
第三,种间竞争格局将发生剧变。鬣狗的消失意味着狮子、豹等其他大型食肉动物失去了重要的竞争对手,可能导致这些物种的过度扩张,打破原有的生态平衡。同时,野狗、豺等中型食肉动物将被迫承担更多的食腐任务,但它们的处理能力远不及鬣狗,且与人类接触更频繁,增加了疾病传播的风险。
从经济角度看,鬣狗消失将给人类社会带来巨大负担。仅以尸体处理成本计算,每吨动物尸体的人工处理费用在 300-2200 美元之间,全球范围内鬣狗每年处理的尸体总量保守估计超过 10 万吨,相当于为人类社会节省了 3000 万至 2.2 亿美元的处理费用。此外,疾病防控、生态修复、补充人工清理等间接成本更是难以估量。
下面我们来详细看看鬣狗在生态系统中的具体作用。
鬣狗(Hyaenidae)是非洲与亚洲多个生态系统中极具适应性的大型食肉动物,其在生态系统中扮演着清道夫、养分回收者与种群调节者的多重角色。现存鬣狗包括斑鬣狗(Crocuta crocuta)、条纹鬣狗(Hyaena hyaena)、棕鬣狗(Parahyaena brunnea)以及体型较小的土狼(Proteles cristata)。
其中斑点鬣狗分布最广,数量最多,估计全球总量约为 2.7 万至 4.7 万只,IUCN 评为"无危"(Least Concern),而条纹鬣狗全球成熟个体数量估计不足 1 万只,被列为"近危"(Near Threatened),面临栖息地破碎化、人类冲突和交通致死等多重威胁。
尽管整体数量尚未大规模崩溃,但其在多用途景观中生存的能力以及与人类的相互作用,已经成为衡量大型食肉动物能否适应人类扩张的重要案例。
根据 Panda 等人(2022)对印度拉贾斯坦邦 Sawai Mansingh 野生动物保护区的研究,条纹鬣狗在该农业景观中维持了异常高的密度,平均为每 100 平方公里 12 只,远高于亚洲其他地区的平均值(通常为每 100 平方公里 2-5 只)。
研究指出,这种高密度与当地村庄的空间分布密切相关,鬣狗活动的概率随着距人类定居点距离的减少而显著上升。这种分布模式背后的机制是鬣狗依赖人类生产系统衍生的食物资源,主要是死去的家畜尸体。由于鬣狗极少主动攻击家畜,且具夜行性,昼夜节律上避开了人类活动高峰,因此当地居民通常不将其视为威胁。这种生态与行为适应机制促成了一种被称为功能性共存的状态,在这种状态下,人类受益于鬣狗处理动物尸体所提供的生态服务,而鬣狗则获得了稳定的食物来源。
该研究通过现场相机监测、遥感图像分析和家庭问卷调查等方法,估算当地鬣狗每年处理的动物尸体总量达 22.98 吨,占该区域总死亡牲畜质量的 4.4%。基于地方政府的尸体处理成本(约每吨 308 至 2156 美元),鬣狗每年可为社区节省 7,095 至 49,665 美元的潜在支出。此外,由于牲畜尸体在开放环境中腐败可能引发细菌滋生与传染病爆发,如炭疽、口蹄疫等,鬣狗的清道夫角色在降低人畜共患病风险方面也具有重要意义。
除了清除尸体,鬣狗还通过骨骼消化行为对生态系统养分循环产生深远影响。鬣狗具备极强的咬合力(可达 1,100 磅 / 平方英寸)和强酸性胃液(pH 值接近 1),可以完全消化动物骨骼,将其中的钙、磷等矿物质重新释放回环境中。尤其是在干旱、营养贫乏的半干旱生态区,这种作用被认为对维持土壤微生物群落结构、促进植物生长具有间接但关键性的影响。鬣狗在栖息地边缘通过集聚处理尸体和骨骼,构建了"养分热点",对野生动物迁徙路径选择和土地生产力布局具有导向意义。
Wilkinson 等人(2023)在肯尼亚纳库鲁湖国家公园及 Soysambu 保护区开展的研究,通过高精度 GPS 项圈追踪与障碍行为分析(Barrier Behavior Analysis),进一步揭示斑鬣狗如何在"人类恐惧景观"中进行动态导航。
研究发现,鬣狗的空间使用不仅受到植被、季节等生态因子影响,还对线性基础设施(如道路与电围栏)、冲突热点(如牲畜死亡地)、以及人类容忍度做出显著行为调整。
在野外拍摄中记录到共有 234 只个体接近国家公园边界,其中约 30%频繁穿越围栏,表明鬣狗将电围栏视为高风险但必要时会冒险通过以获取食物的障碍。这些结果反映了鬣狗对障碍物具有高度的感知与行为灵活性。
研究指出,鬣狗在雨季活动范围扩大至旱季的 1.5 倍,且更倾向于接近有冲突历史的地点,如曾有牲畜被袭的区域,表明其行为受历史事件与资源密度共同调控。此外,来自完全保护区(如国家公园)与多用途保护区(如牧场保护结合体)的鬣狗个体在风险规避和活动半径上有显著差异,前者的平均活动范围为 65 平方公里,更回避人工结构,后者的活动范围可达 120 平方公里,展现出更强的冒险性与适应性。
另一项由 Watts 与 Holekamp 于 2009 年发表的长期研究基于肯尼亚马赛马拉保护区 15.5 年的连续数据,系统分析了斑鬣狗的种群动态与生态驱动因子。研究显示,繁殖成功率与单位个体可获取猎物密度呈正相关(r=0.73, p<0.001),而种间竞争(主要与狮子)则对幼体存活率构成显著负面影响,狮子密度每增加 10%,鬣狗幼体存活率下降约 8%。
在雨量偏高年份,鬣狗幼体死亡率上升 15-20%,研究认为这是因为雨季引发人类家畜损失增加,从而引发人类对鬣狗的报复性猎杀。
此外,研究期间未发现重大疾病流行对该种群造成严重冲击,说明鬣狗种群对常见病原体具有较强的免疫力。该研究强调,鬣狗的种群生存与繁殖同时受"上行"驱动(猎物资源密度)与"下行"干扰(狮子竞争、人类活动)影响,是理解大型掠食者动态调节机制的重要模型。
棕鬣狗是鬣狗科中最为罕见和神秘的物种,其学名为 Parahyaena brunnea,在非洲南部的干旱和半干旱地区维持着极其脆弱的生存状态。
作为鬣狗科四个现存物种中数量最少的一种,棕鬣狗的全球总数量估计仅在 5000 到 8000 只之间,这一数字使其被国际自然保护联盟列为近危物种。
棕鬣狗的分布范围主要集中在南非的北开普省、西北省和自由邦省的部分地区,以及博茨瓦纳的卡拉哈里沙漠地区,纳米比亚的部分干旱区域也有少量分布。在南非,研究人员通过 GPS 项圈追踪和相机陷阱调查发现,棕鬣狗的密度极低,平均每 100 平方公里仅有 0.5 到 2 只个体。博茨瓦纳中央卡拉哈里禁猎区的长期研究显示,该地区的棕鬣狗密度稍高,约为每 100 平方公里 3 到 5 只,但这已经是其分布范围内密度最高的区域之一。
在食性方面,棕鬣狗展现出了高度的机会主义特征和卓越的食腐能力。南非开普敦大学的研究团队在 2019 年至 2023 年期间对卡拉哈里地区的棕鬣狗进行了详细的食性分析,通过粪便样本检测和胃内容物分析发现,腐肉在其食谱中占据绝对主导地位,比例高达 78%。这一比例远超过其他鬣狗物种,斑鬣狗的腐肉摄取比例约为 35%,条纹鬣狗约为 55%。棕鬣狗的颚部肌肉发达程度和咬合力测试结果显示,其咬合力略低于斑鬣狗,足以咬碎大型哺乳动物的骨骼。
棕鬣狗独特的消化系统使其能够消化其他动物无法处理的腐败肉类。德国马克斯普朗克进化人类学研究所在 2022 年发表的研究表明,棕鬣狗的胃酸 pH 值可低至 1.5,接近秃鹫的胃酸酸度,这种强酸性环境能够有效杀死腐肉中的细菌和病原体。更为重要的是,研究人员发现棕鬣狗具有特殊的肠道微生物群落,其中包含多种能够分解腐败蛋白质的细菌,这些微生物在斑鬣狗和条纹鬣狗中的含量明显较低。
在与其他鬣狗物种的比较中,棕鬣狗表现出明显的适应性差异。斑鬣狗作为鬣狗科中最成功的物种,在非洲广泛分布,总数量估计在 27000 到 47000 只之间,其社会结构复杂,以母系氏族为基础,群体规模可达 80 只个体。斑鬣狗的食性更加多样化,主动狩猎占其食物来源的 60%,腐食仅占 35%,其余为植物性食物。条纹鬣狗的分布范围从北非延伸至印度,数量估计在 5000 到 14000 只之间,其社会结构相对简单,通常以小家庭群体形式生活,腐食比例约占 55%,但仍保持相当的狩猎能力。
相比之下,棕鬣狗的社会结构最为简单,通常以配对或小家庭群体形式生活,群体规模很少超过 6 只个体。这种简化的社会结构可能与其极端的食腐特化有关,因为腐肉资源的不可预测性和稀缺性使得维持大型群体变得困难。南非威特沃特斯兰德大学的长期野外研究显示,棕鬣狗的觅食半径可达 40 公里,远超过斑鬣狗的 20 公里和条纹鬣狗的 15 公里,这反映了其在干旱环境中寻找稀缺食物资源的巨大挑战。
近年来的最新研究揭示了棕鬣狗在生态系统中的重要作用。2023 年发表在《非洲生态学杂志》上的一项研究通过稳定同位素分析发现,棕鬣狗在干旱生态系统的营养循环中发挥着关键作用。研究人员追踪了碳和氮同位素在食物链中的流动,发现棕鬣狗通过消费腐肉并将营养物质通过粪便重新分配到环境中,有效促进了干旱地区植被的生长。这种生态功能在其他鬣狗物种中不如棕鬣狗显著。
基因研究方面的突破也为理解棕鬣狗的进化历史提供了新的视角。2022 年完成的全基因组测序项目显示,棕鬣狗与其他鬣狗物种的分离时间约为 300 万年前,其基因组中包含多个与消化腐肉相关的特殊基因变异。研究人员发现,棕鬣狗的免疫系统基因表现出独特的进化模式,特别是与抗菌肽产生相关的基因表达水平显著高于其他鬣狗物种,这可能是其适应腐食生活方式的重要机制。
气候变化对棕鬣狗的影响也成为近期研究的焦点。南非科学与工业研究委员会的气候模型预测显示,到 2050 年,卡拉哈里地区的降水量可能减少 15%到 25%,这将进一步压缩棕鬣狗的栖息地。研究人员通过分析过去 20 年的种群监测数据发现,在干旱年份,棕鬣狗的幼崽存活率下降了约 30%,这主要归因于食物资源的进一步稀缺。
保护生物学研究表明,棕鬣狗面临的主要威胁包括栖息地丧失、人类活动干扰和种群遗传多样性降低。博茨瓦纳大学的遗传学研究显示,现存棕鬣狗种群的遗传多样性相对较低,有效种群大小估计仅为 1500 到 2000 只,这表明该物种面临着潜在的遗传瓶颈风险。
最新的行为生态学研究还揭示了棕鬣狗独特的适应策略。红外相机监测显示,棕鬣狗主要在夜间活动,其活动模式与气温和月相密切相关。在月圆之夜,棕鬣狗的活动时间延长,可能是为了利用更好的视觉条件进行远距离觅食。此外,研究人员发现棕鬣狗具有惊人的记忆能力,能够记住腐肉资源的位置长达数周时间,这种认知能力对其在资源稀缺环境中的生存至关重要。
综合来看,棕鬣狗作为高度特化的食腐动物,在非洲南部干旱生态系统中占据着独特的生态位,其卓越的食腐能力和适应干旱环境的生理特征使其成为研究极端环境适应的理想模型,但同时也使其成为最脆弱的大型肉食动物之一。
赌你看不见我。
综合这些研究成果,我们可以看到鬣狗作为生态系统工程师的重要性远超过人们的传统认知。它们不仅是高效的清道夫和养分循环者,更是维持生态平衡的关键物种。
在面临栖息地丧失、人类冲突加剧的当下,理解并保护鬣狗,不仅是出于生物多样性保护的需要,更是为了维护人类自身的长远利益。
引用文献:
Panda, D., Mohanty, S., Suryan, T., Pandey, P., Lee, H., & Singh, R. (2022). High striped hyena density suggests coexistence with humans in an agricultural landscape, Rajasthan. PLOS ONE, 17(5), e0266832. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266832
Wilkinson, C. E., Xu, W., Solli, A. L., Brashares, J. S., Chepkisich, C., Osuka, G., & Kelly, M. (2024). Social–ecological predictors of spotted hyena navigation through a shared landscape. Ecology and Evolution, 14, e11293. https://doi.org/10.1002/ece3.11293
Watts, H. E., & Holekamp, K. E. (2009). Ecological determinants of survival and reproduction in the spotted hyena. Journal of Mammalogy, 90(2), 461–471.https://digitalcommons.lmu.edu/bio_fac/92
看了一下还没有人正面回答,我就来写一下吧。
小学自然老师教过我们,打雷是因为有的云带正电,有的云带负电,这些带正电和负电的云碰到一起,就打雷了。
可是冬天也有厚厚的云啊,为什么冬雷震震这么不常见呢?
冬天空气更干燥
坦白地说,打雷的机制很复杂,人类并没有完全理解它。但我们已经知道,有没有打雷和空气中的水分多不多有直接的关系:
冬天的空气通常比较干燥,不像夏天含有那么多水分,因此不利于雷暴。(这与我们对干燥天气里毛衣易起静电的常识相反)
冬天空气更稳定
从上面的描述也能看出,空气的对流对打雷的形成也很重要。
夏天阳光更强[2],地面更热,地表附近的空气就不断地被地面更快加热而变轻并迅速上升,较冷的空气就会不断去填补,从而有更多的机会形成更强烈的上升气流,将温暖潮湿的地表空气更迅速地抬升到对流层的较高处,其中的水蒸气遇冷凝结成更多的小水滴(如果足够冷的话就是冰)并与冰晶产生更多地相互摩擦,从而导致更多的闪电。温带地区的冬天地表温度较低,意味着受地表加热而产生的热空间少得可怜[3],对流的减少导致打雷机会的减少。
简单地说,就是快速的垂直对流产生了更多的静电荷,从而产生了更多的闪电。而冬天缺少有这样的大气条件。
综上,下雨时打雷之所以比下雪时更常见,是因为冬天的空气更干燥,更稳定,所以下雪时缺少打雷的必要大气条件:更多的水分 + 更强的对流。
孩子的每一个问题,都值得认真去回答。
这又是一个涉及普通话标准变迁的问题。根据初版《现代汉语词典》,「霰」字在「霰弹」这个词里,是要读 san3 的:
以及,《汉语大词典》的「霰弹」也特别读 san3 :
另外,台湾方面也有「散弹」的写法,如《重编国语辞典修订本》的「枪」字释义中,给出了「散弹枪」的例词:
并且,在一些政府文件里多次出现「散弹」:
后续,《普通话异读词审音表》将「霰」统读为 xian4,不再有 san3 音:
2022 年《咬文嚼字》公布「十大语文差错」,称「散弹」为错误:
综上,不论写「霰」或「散」,读 san3 确实是内地曾经的正音。
以上,是现代汉语官方规范的差异。
另外,在日语、韩语中,似乎也同时有「散彈銃」「霰彈銃」两种写法。
并且,「散」「霰」二字又是同音的:
有说中文的「散弹 / 霰弹」可能是近代借词的,研究尚不丰富:
查 BCC、CCL 两个语料库,古代汉语类别下,没有「霰弹」用例;而与音乐有关的「散弹」,「弹」当读 tan2;佛经中的「散弹」是人名,与本题无关;有「榴散弹」用例,出自清末文献《让台记》。
再查清末英华字典,「散弹」可以找到「成散彈子」to become little globules(此例虽早但尚未成词)、「散彈子」Grape-shot、「散彈子」Case-shot、「散彈」shot、「散彈」Burrel-shot、「散彈」small shot:
查「霰弹」,可以找到「榴霰彈」Shrapnel-shell、「霰彈」Ganister、「霰彈砲」Mitrailleuse、「榴霰彈」hail-shot:
查字音,在清末的方言中,似乎也有「霰」「散」同音读 san 的例子:
后续,民国初版《国语辞典》收「榴霰弹」,「霰」正音为 xian4;未收「散弹」。但是,如开头所述,大陆和台湾的官方此后依然有读 san3、用「散」的事实。
综上,可以发现,与枪炮有关的「散弹」这一词形在清末就已大量存在了,早于民国确立国语标准的时间,并且个别方言以及日韩汉字音有读「霰」为「散」的情况。
以上,是清末以来中方资料。
再查日本辞书:
综上,可以发现,1)日本也提到中文「散」和「霰」的两种音形;2)日语的「霰弾」也写作「散弾」;3)日语「散弾」除了音读さんだん,还有训读ばらだま,二者可以同义。这与中文用「霰」「散」意思都讲得通的状况是接近的。
鉴于日方辞书中给的较早用例,为 1881 年(明治十四年)《五国对照兵语字书》,猜想该书用字或更接近订名原貌。经检索,得「榴霰弹」两处,未见「散弹铳」:
这已经是完善的术语对译表了,推测还有更早的出处,待查。
我就说知乎还没打过老虎的要注意点吧,今天轮到风神翼龙,下一个说不定就是你了:
为什么我说是风神翼龙?
题主很巧妙地给题目限制了飞禽。
我猜题主出问题的时候脑子里面一定出现的是那些猛禽的样子:
金雕,体长一米左右,但是体重最重的也只有 6 公斤左右,一般是 3-6 公斤,它最猛的时候却可以捕猎小羊羔体型(20 斤左右)的猎物:
老虎体重是 200 公斤左右,按照等比例换算的话,一只 200 公斤的神雕可以抓 800 公斤的猎物,那打老虎岂不是一次可以抓三个?
但是现实中可不能直接这么算,生物长大的时候并不是等比例放大的。
先来个概念:
异速增长关系(Allometric scaling)*1
指的是生物体的某些属性与体重或体积之间的非线性比例关系,最初由 Otto Snell于 1892 年首次提出,达西·汤普森 (D'Arcy Thompson)于 1917 年发表在《论成长与形态》(On Growth and Form),朱利安 ·赫胥黎于 1932 年以公式发表。
这种关系通常以幂函数的形式表示,log y = α log x + log b
其中x是身体尺寸,y是器官尺寸,log b是直线在 y 轴上的截距,α 是直线的斜率,也称为异速生长系数。
举个简单的例子,当时赫胥黎发现雄性招潮蟹Uca pugnax 的第一对钳子(螯)真是超乎寻常的大:
于是他测量了不同发育阶段螃蟹的体型和螯尺寸,并将两者之间的关系绘制在图表上。结果是曲线关系,这条线的斜率比 1 要陡。这意味着,随着时间的推移,身体尺寸每增加一个单位,螯尺寸就会按比例增加。因此,赫胥黎推断,招潮蟹的螯之所以如此地大,是因为螯的生长速度比身体其他部分快。
这还是同一物种,小时候的招潮蟹钳子比例还相对正常,当它成长起来以后比例就不对了。
要是不同物种的话问题更大,简单来说,把猫等比例放大能变成老虎吗?
答案是否定的。
对于一般的物体来说等比例缩放受平方立方定律支配。
假如生物体是个无机的立方体的话,你会发现放大的时候其可用的表面积将增加四倍,而其体积和质量将增加八倍。
这可能会给有机的活体生物带来大麻烦。在上述情况下,动物现在需要支撑八倍身体的生物活性组织,但其呼吸和消化的表面积仅增加了四倍,导致缩放和物理需求之间的不匹配。
骨骼也是同样的道理,体重放大以后还能否支撑对应体重?
所以不能简单类推的,如果要把猫放大到老虎的样子,那么为了支撑体重,老虎的爪子应该跟河马的一样大,但是老虎的爪子看起来还挺正常?那是因为老虎的肉垫比猫的厚很多。
科学家 Chi 等对 47 种食肉动物的脚分析显示,它们的肉垫面积的增加速度与身体尺寸的增加速度不同。但脚垫的硬度和厚度确实会随着尺寸的增加而增加,这就是防止较大动物的脚变得笨重的原因。*2
所以对于鸟也是同样的道理,你不能说金雕放大 40 倍就变成了可以和老虎打的 250 公斤神雕。
尤其是你还要让它飞起来。
飞行,没你想的那么简单
现在我们又来思考一个问题,飞机为什么能飞?
可能你立马会想到一个简单的答案》》伯努利原理:机翼的特殊设计使得上方空气流速加快,压强降低,下方空气流速较慢,压强大,从而产生向上的升力。
要是事情真的这么简单,制造飞行器的时候就不会花那么多钱修风洞来测试了。
实际生活中,飞机为了能飞起来,还要考虑机翼的形状(翼型)、攻角(Angle of Attack)(飞机的机翼与相对风向的夹角,即攻角,也是产生升力的关键)、反作用力、环量理论(环量是流体力学中的概念,用于描述流体绕过物体时的旋涡生成,对于理解升力有重要作用。在机翼设计中,环量理论帮助工程师计算和优化升力与阻力的平衡。)纳维 - 斯托克斯方程(N-S 方程)(这些方程理论上可以完整描述流体流动,包括飞机周围的空气流动,是现代飞机设计中不可或缺的理论基础。)、襟翼的使用等等复杂的事情。
飞机考虑的事情太多了,鸟只要扑棱翅膀就可以飞起来了不是吗?
绝对不是!
首先,鸟是恐龙的后裔,继承并发扬了恐龙优秀的中空骨骼,但是饶是如此,还是需要超强大的呼吸系统(哺乳动物奔跑的时候会压迫胸腔,使呼吸受限,而鸟的呼吸系统不受此限制)以及超快速排便(直接窜稀,鸟类形成不了成型的粪便)的消化系统等等支撑,最大程度减轻体重,以便起飞。
所以飞禽体重是有一定上限的
以最大猛禽角雕为例:
诶,不是这个角雕,是这个:
角雕就算不是最大的鹰,也是最大的之一了。它的体重也才 8 公斤。离 200 公斤还差很多想象力。
那我们世界上能飞的最大的鸟是什么?
是科里鸨(Ardeotis kori)。
这些南非鸟类重达 19 公斤,翼展长达 2.75 米。虽然它们可以飞行,但这些巨大的鸟类大部分时间都在地面上寻找食物,如毛毛虫、屎壳郎以及各种草和种子。
这里顺带一提我们国家的一级保护动物大鸨,Otis tarda,也是一种大鸟。成年雄性的峰值体重约为 18 公斤。像其他鸨一样,大鸨飞行能力很强,会飞离危险——尽管反复尝试飞行会让它们筋疲力尽。
事情变得有趣了,这些能飞的大鸟,脖子和腿好像变长了诶。
再看看世界上最大的鸟,鸵鸟(100 公斤左右):
鸵鸟不会飞行,脖子变得更长了。
为什么鸵鸟的脖子这么长?
现有理论认为鸵鸟更长的脖子有助于它们的视野,能够发现猎物躲避危险,以及对头部的支撑等原因。
总而言之一句话,鸟类体重上去了以后,飞行就会减配,毕竟飞行是个非常累的事情(平时有观察小鸟的朋友可以发现,尤其是珠颈斑鸠啥的,不喜欢飞,一般都是在地上走,除非你靠的很近了,它们才飞走)
所以飞行减配以后,为了更适应陆地上的生活,脖子通常会变长。
因为要测试一个鸟能不能飞,跟飞机需要风洞测试一样复杂,与其去设想这个,我们直接拿现成的最好了。
那 200 公斤体重,能飞,它就是风神翼龙(Quetzalcoatlus)啊!
那我们就试试看风神翼龙对上老虎会出现怎样的场景吧。
话说那是白垩纪一个阳光明媚的下午,风神翼龙正在吃着火锅唱着歌,忽然天上掉下来一堆东西,风神翼龙吓了一跳,还以为是陨石,没想到是一些散装老鼠。
风神翼龙和老虎四目相对,还没决定好自己在哪个生态位,要不要吃老虎。
问题一:风神翼龙到底吃什么?
这个问题困扰了科学家很久,虽然这家伙看起来非常的大,跟长颈鹿差不多高,但是主要长的地方是脖子,如果没有强大的消化道,那么其实也吃不了太大的东西。
甚至一开始还有科学家推测风神翼龙是吃腐肉的,因为发现风神翼龙化石的附近有阿拉摩龙的头骨,这种恐龙体长 30 米,风神翼龙不可能正面刚,所以推测是腐食的。
但是 1996 年,雷曼和兰斯顿否定了食腐假说,他们指出专门食腐鸟类的钩状喙下颌向下弯曲得非常厉害,即使完全闭合,它和上颌之间仍然存在超过 5 厘米(2.0 英寸)的间隙,这使得它与上颌非常不同。
他们认为,风神翼龙拥有长长的颈椎和长长的无牙下颌,它们的进食方式就像现代的剪嘴鸥,用低空飞掠式捕鱼,在飞行时捕捉鱼,同时用喙劈开波浪,就像犁地一样。
虽然这种观点被广泛接受,但直到 2007 年又被一项研究推翻了,当时的一项研究表明,对于如此大型的翼龙来说,这并不是一种可行的方法,由于阻力过大,能量成本会太高 *3。
2008 年,翼龙研究人员马克·威顿(Mark Witton)和达伦·奈什(Darren Naish)发表了一份关于风神翼龙可能的进食习惯和生态学的研究 *4。
威顿和奈什指出,大多数神龙翼龙类都发现于远离海洋或其他大型水域的内陆沉积物中。
此外,其喙、下巴和颈部的解剖结构与任何已知的“飞掠式”捕鱼的鸟类都不同。相反,他们的结论是 神龙翼龙类更有可能是陆地追踪者,类似于现代的鹳,它们可能在陆地或小溪中捕食小型猎物。
比如秃鹳
脖子长,喙长,体态比较接近风神翼龙,主要栖息于热带和亚热带山地平原和低山多沼泽的森林地带,常在湖边、水塘、水淹平原、沼泽、干早河床、林中水塘与溪流以及水稻田中活动。
平时吃各种动物尸体,大型昆虫、鱼、鼠、鸟等为食。
虽然体重比角雕和金雕重很多(10 公斤左右),也能飞,但是它们可吃不了羊那么大的猎物。平时能解决的猎物也就一两公斤。
也就是说,风神翼龙可能没有楼上想的那么猛,毕竟它脖子和喙那么长,可能更偏向在陆地上找吃的。
估计最大能捕猎的猎物也就 20-40 公斤这样。很明显吃不了老虎。
不过据科学家推测,风神翼龙可能是靠四肢力量起飞的。那么它的四肢力量应该非常强大,那么能不能跟老虎对打呢?
终极挑战:风神翼龙 VS 老虎
不要小看猫科动物:
成年花豹雄性的体重最高也就在 70 公斤左右,鸵鸟体重在 63.5 至 145 公斤之间,最重的花豹和最轻的鸵鸟,体重相当。
但是在非洲大草原上,花豹是会捕食鸵鸟的。
并且被记录下来的次数还不少。所以鸵鸟也就能欺负一下体重比它小很多的鬣狗啥的猫型亚目动物。
所以我们可以认为,对于不会飞的鸟,同体重的猫科动物是完胜的。
不过风神翼龙会飞,那么四肢力量应该胜于鸵鸟。但是前面说过了,鸟的体型不能等比放大,攻击方式也不能等比例放大。
金雕游隼等猛禽靠高速俯冲的方式突袭猎物(游隼是飞行最快的鸟类)
游隼在攻击猎物时,其动量非常惊人,这主要归功于它俯冲时的极高速度。根据参考内容,游隼的俯冲速度可以达到每小时 322 公里至 389 公里。动量(p)是物体的质量(m)与其速度(v)的乘积,计算公式为
。
假设游隼的平均体重为 1000 克(1 千克),在俯冲速度为 322 公里 / 小时(约 89.44 米 / 秒)时,其动量大约为:
如果以最高速度 389 公里 / 小时(约 107.99 米 / 秒)计算,动量则为:
这个冲量,出门玩耍的小羊 be like:
所以猛禽能够迅速击晕或杀死小型猎物。
但是我再强调一次,风神翼龙这个体格和喙,决定了它不是猛禽啊。
所以它不会是游隼式俯冲攻击,但是鉴于体型碾压老虎,所以打应该是打得过,打得过也不吃老虎。
老虎目前还是安全的。
能打几只老虎?这个真不好说,虽然同体重的猛禽打猫跟闹着玩一样,但是风神翼龙不是猛禽,老虎也不是猫啊。体重一旦成倍增加,造物主需要考虑的事情就多了。
所以总体结论:
面对这种体型能飞的鸟,一对一老虎估计没有胜算,但是大鸟能不能一打多也是个问题。
毕竟这个体型决定它的生态位不可能是猛禽,它要受限的也很多,而且现在也不是白垩纪的含氧量了。它体型估计也到不了风神翼龙这么大。
以上!
ref:
1https://en.wikipedia.org/wiki/Allometry#Allometric_scaling
https://en.wikipedia.org/wiki/Quetzalcoatlus#cite_note-witton&naish2008-3
2Scaling and mechanics of carnivoran footpads reveal the principles of footpad design," Kai-Jung Chi and V. Louise Roth, Journal of the Royal Society Interface.
3Humphries, Stuart; Bonser, Richard H. C.; Witton, Mark P; Martill, David M (2007). Did pterosaurs feed by skimming? Physical modelling and anatomical evaluation of an unusual feeding method
4Witton, Mark P.; Naish, Darren (2008). A Reappraisal of azhdarchid pterosaur functional morphology and paleoecology
如果老师一道题反反复复讲了很多遍,孩子依然啥也不会,这背后最根本的原因是:老师只是在「呈现」知识,而孩子的大脑还没有准备好去「建构」这些知识。
你不能像给电脑安装软件一样,通过解释把一个概念直接「灌输」到孩子的大脑里。学习是一个主动的、内在的「建构」过程。孩子必须基于自己已有的知识和经验,找到一个切入点,一个能与新概念产生共鸣的「个人理解」,然后才能真正吸收它。
这种情况下,老师反复讲,孩子依然不会,往往是因为以下几点:
p=m/V
),然后期望孩子自己去建立对这些抽象符号的直觉理解。这就像把一个新手直接推到一堵概念的高墙前,然后让他自己使劲往上撞。这种做法只会筛选出那些特别执着或者特别有「受虐倾向」的孩子,而大多数孩子只会在反复的挫败中感到厌恶和无助。
以下内容摘自 @Thoughts Memo 汉化组的译文《你无法教授他们尚未准备好理解的知识》
有一句古老的英语谚语说牵马到河边(译注:完整版是「你可以牵马到河边,但你不能强迫它喝水」)——这句谚语自 12 世纪以来一直被人们使用。基于我们对人类学习方式的了解,我们大概可以将这句话改编为更符合现代语境的表述:「你可以引导学生接触认知模型,但无法强迫他们接受」。
自从我阅读并总结了 Greg Wilson 的 Teaching Tech Together 以来,我一直在思考 Seymour Papert 的理念——这本书表面上讲的是如何向初学者教授计算机编程,实际上却是对人类学习机制的全面概述。
在那篇总结中,我引用了 Amy Ko 对 Papert 研究的精彩总结,她写道:
Papert 进一步论证,那些依赖牛顿公式的科学家和工程师同样不是通过直接将公式灌输到大脑中来学习的,相反,他们必须基于自己的前置知识来构建对公式含义的个人理解,比如他们骑自行车或打台球的物理体验。你可能还记得坐在物理课上的情景,绞尽脑汁试图对数学产生直觉理解,但只有当你找到了与自己已有认知深度关联的、对该概念的恰当非数学表征时,才会有恍然大悟的时刻。只有在那时,你才能将前置知识与牛顿的正式表述联系起来。这就是 Papert 所说的知识「建构」过程的体现。
(…) Papert 对现代教育批判的一个关键推论是,通过学习学术上的形式化知识表征,学生开始厌恶学习。Papert 认为,学习记忆和计算 F=ma 而完全脱离其在现实世界和个人生活中的意义,本质上是要求教师对孩子们撒谎,声称这些知识具有相关性。他痛惜世界各地的教师必须经常声称「这个公式对你很重要很有价值」,而教师自己明知并非如此,甚至不相信这对他们个人有价值。Papert 认为这种欺骗侵蚀了师生关系,最终损害了人们对教育机构的信任和尊重。这源于 Papert 的核心理念——如果你只能引导一个准备好的心智,那么你就无法指望通过简单的解释来传达洞察或认知模型。
这个观点——你无法通过解释来传达洞察——从那时起就一直困扰着我。我能回想起过去几年中多次不耐烦地咂舌,认为某次教学尝试「毫无希望」,然后放弃了那个学习者。
但也许我错了?也许我所需要做的只是坐下来,引导他们梳理对问题领域的认知模型,带领他们回顾已知的知识,直到我们找到他们理解中的一个突破口——一个最接近我们想要掌握的概念的平台——然后从那里实现我们需要的概念跨越,抵达新的洞察。
但我认为这并不像我说的那么简单。
首先,每个人的知识基础都不相同。由于我们是通过将新知识与已有知识片段相联系来理解新事物的,教师很大程度上依赖于学生当前掌握的知识,以及这些知识在他们大脑中的组织方式。对一个学生有效的方法可能对另一个学生完全无效。
过去,当我在越南培训队友理解 Python 中的装饰器或 Ruby 中的代码块时,我经常遇到同样的、无法跨越的概念鸿沟。我习惯说「给它一些时间」或「再钻研一会儿」,持续地让某人的脑袋撞击概念墙,希望最终能带来理解上的突破。
Papert 提出了更好的建议。在他看来,由于所有知识都是建构的,最佳的教学方式应该是给学生设计一系列循序渐进的练习,用来修正他们现有的认知模型。解释和形式化应该在学生对概念产生直觉理解之后才出现;教师的职责仅仅是促进这种洞察的发展——然后再给学生提供表达这种洞察的工具,比如数学符号。
举个例子,考虑 Wilson 在 Teaching Tech Together 中提供的这个案例:
…想象你在浴缸里放了一块冰,然后把浴缸装满水直到边缘。当冰融化时,水位会上升(导致浴缸溢水)、下降,还是保持不变?
正确答案是水位保持不变:冰排开了与自身重量相等的水,所以当它融化时恰好填满了自己造成的「空洞」。弄清楚其中的原理有助于人们建立重量、体积和密度之间关系的模型。
知识建构式的教学方法会让学生经历一系列这样的问题,在慢慢建立起体积与重量、密度相关的直觉过程中进行猜测和犯错。然后,作为最后一步,教师引入能够捕捉这种关系的技术符号,让直觉得以外化并变得可操作。
注意这种方法与先教授 p=m/V,然后要求学生自己构建直觉理解有多么不同。(这就是我之前提到的「撞击概念墙」方法)。
Papert 断言这种教学模式完全是颠倒的,它创造了一个人为的筛选过程,只有那些足够抖 M (受虐狂)或足够执着的人才能自己获得那种直觉。Ko 继续写道:
因此,Papert 心目中的教师不是「呈现」知识并引导学生「获取」知识的人,而是理解儿童前置知识的人,能够直觉地把握在这些知识基础上进行建构的机会,从而帮助学生对概念产生更深层理解。
简而言之:每个人都有其特定的学习方式,Papert 反对所有不考虑这一点的教学方法。
Papert 这一重要理念还有其他值得思考的含义。
一个自然的推论是,存在一些我们的心智尚未准备好接受的书籍。与能够适应学习者现有认知模型的教师不同,一本书是以完整的形态呈现的——你要么具备理解它所需的心智架构,要么就没有。
你是否曾经读过某个你强烈反对的书评?「天哪,这个人完全没有理解要点」,你心想,然后就完全不予理会。我知道我有过这样的经历;《原则》系列中的第二篇文章为 Ray Dalio 的《原则》进行了辩护——我承认,这是为了回应我在 Goodreads 上看到的许多负面评论而写的。我觉得有必要为这本书提供背景,但现在很清楚,那些评论者之所以写出那样的评价,是因为《原则》未能与他们现有的心智架构产生共鸣。
另一方面,《原则》改变了我,因为我是在人生中一个极其脆弱的时期读到它的。我的大脑准备好接受 Dalio 的观点。
这里的另一个含义是,第二次或第三次阅读同一本书往往会产生不同的洞察。你的认知模型可能在这些年里发生了变化,提供了新的认知基点,让你能够跳跃到相邻的理解领域。你可能会发现重读比初读收获更多。知识建构理论解释了这种现象:在重读过程中,你已经准备好为自己构建不同的模型;你注意到了初读时错过的不同层次的细节。
这里令人不安的想法是,你实际上无法确定一本书是因为你还没有准备好而显得糟糕,还是因为它本身就是一本糟糕的书。例如,许多聪明人推崇 Derrida,但我无法让自己认真对待 Derrida 的观点。
也许错的是我;也许 Derrida 真的是大家所说的天才。
Papert 的重要理念解释了为什么苏格拉底教学法作为一种教学方法论是有效的。通过避免直接解释而依靠反复提问,教师可以快速了解学生现有理解的全貌,从而更好地引导他们获得作为对话目标的洞察。
但苏格拉底教学法也有很大的局限性。确实,这种方法对于结构清晰、范围明确的观点是有效的——比如学习编程概念,或者哲学世界观的关键要点。
借用认识论的几个术语,苏格拉底教学法(因此也包括 Papert 的方法)在处理「知其然」(事实)和「知其所以然」(科学原理)方面效果卓越。但当我们越来越远离这些显性知识形式,转向体验性或隐性知识时,这种方法就开始失效了。这就是我在 Commonplace 上经常提到的「technê」——即某些类型的知识无法通过语言轻易表达,只能通过实践或学徒制来学习。这些知识形式包括武术的运用、和面的技巧、骑自行车或演奏乐器等。
我的观点——在这个博客的文章中大量暗示——是隐性知识才是一个人职业生涯中真正有价值的东西。
显性知识
以编码形式存在的知识,可在文档、数据库等中找到。
隐性知识
直觉知识和诀窍,其特点是:
* 扎根于背景、经验、实践和价值观
* 难以交流——存在于从业者的头脑中
* 是长期竞争优势和创新的最佳来源
* 通过社会化、指导等方式传递——IT 无法很好地处理
如果说显性知识是理解编程概念的能力——比如 Python 装饰器或 Ruby 代码块;那么隐性知识就是软件工程的实践——专家在工作中做出的数百个细微决策。前者容易学习(看这个 Youtube 视频);后者则不然(看这个 InfoQ 视频)。
如果说显性知识是研究过程的产出,那么隐性知识就是运营研究项目的能力,以及判断应该追求哪些研究方向的能力。
如果说显性知识是运用复式记账系统的能力,那么隐性知识就是构建商业帝国的诀窍。
Papert 的知识建构理念告诉我们,人类是通过在已有知识基础上进行建构来学习的。这是一个普遍法则;Papert 认为它既适用于显性知识也适用于隐性知识。它告诉我们,你只能学习你已经准备好接受的东西。
但这意味着,当涉及到 technê——这种只能通过实践或学徒制学习的知识形式时——Papert 的理念就成了一个限制因素。如果你只能学习你已经准备好的东西,那么没有自己的实践,你就无法从专家那里学到东西。
我敢说,当你仍然处于各自技能领域的底层时,像 Dalio、Buffett 和 Munger 这样的人的言论用处有限。Technê 根据定义就是难以编码和解释的知识;因此他们的言论只对具有一定专业水平的人才有用。
这意味着你不应该浪费时间在二流博客作者(包括我自己)编写成文的认知模型中寻找洞察。这意味着你应该像巴菲特在 19 岁时直接去找本杰明·格雷厄姆那样:只从专家实践者那里阅读,将理论付诸实践,如果可能的话,直接找到那些实践者并向他们学习。
Thoughts Memo 汉化组译制
感谢主要译者 geimini-2.5-pro-exp,校对 Jarrett Ye
原文:You Can't Teach What They Aren't Ready to Know - Commoncog
作者:Cedric Chin
最初发表于 2018 年 11 月 10 日,最后更新于 2021 年 7 月 19 日。
为什么给学生讲了很多遍她都不会?互联网已经将绝大部分信息差抹除了,知识已经随处可以获得,为何大部分人依旧无法获得大幅突破?
鲨鱼只是长得不怀好意而已,它们对人的威胁其实不算大,而鳄鱼比它们的长相要更加可怕得多!
潜水时偶遇鲨鱼,您可以和它来个合照:
甚至可以让鲨鱼“笑一个”:
触摸鲨鱼也没问题:
水族馆里经过训练的鲨鱼还可以和训练师一起跳舞:
水族馆里鳄鱼只能这样:
这是澳大利亚一个景区的付费项目,消费者可以待在一个受保护的透明笼子里,近距离观察咸水鳄(这是现存最大的爬行动物)。
体型较大的鳄鱼都极具攻击性,没有人会在近距离遭遇这些大鳄鱼时依然想着拍照,在任何地方,想要近距离接触它们都必须做好绝对完全的防护。
而相比于体型较大的鲨鱼,如大白鲨,那些经验丰富的潜水员确实可以和它们互动,而且他们坚信鲨鱼不会攻击他们。
鲨鱼和鳄鱼都是地球上现存的、非常古老的生物类群,它们都是活化石,但是两者确实完全不同。
海洋的生存环境,没有明显的地理隔离,所以即便处在食物链顶端,鲨鱼也不像陆地动物那样具有领地意识,它们到处游动,寻找猎物和配偶。
正因为如此,当潜水员和鲨鱼相遇时,鲨鱼并不会觉得自己的领地受到侵犯而发起无效的攻击。
另一方面,同样出于没有地理隔离,鲨鱼可选的猎物很多,它们必须要识别出哪些才是自己真正的猎物,避免无效攻击,因此几乎所有鲨鱼都有特定的食物癖好,它们可以与非猎物很好的共存。
对于大白鲨这种危险的鲨鱼来说,它们喜欢高脂肪含量的猎物,其中海豹就是它们的典型猎物,根据一些专家的推测,鲨鱼攻击人类,大多都是因为人在海面上游泳、冲浪时,被鲨鱼误认为是海豹。
而当潜水员进入海底时,鲨鱼就可以清楚的知道,潜水员并不属于自己的猎物,所以实际上在海底与鲨鱼相遇比在水面上被鲨鱼看到更加安全。
值得一提的是,根据一些潜水员的描述,虽然鲨鱼并不排斥在水下与潜水员相遇,但是一定要让它们觉得你没有恶意才行。
至于鳄鱼,则完全不同!
鳄鱼是最典型的机会主义掠食者,它们是天生的猎手,身体的一切都是为了猎杀而设计,它们没有多少留给智慧,用来识别猎物类型是否值得攻击。
所以,鳄鱼会向任何靠近它们的动物发起攻击,甚至连大象这种明显不可能不是它们的猎物,甚至会让它们丢掉生命的动物,它们也会发起攻击。
另外,鳄鱼的脾气暴躁,没有好奇心可言,即便是接受过训练的鳄鱼,它们也是十分危险的,只要您看过鳄鱼的表演,您肯定可以感受到当表演者把手伸入鳄鱼嘴巴取东西时,他们有多紧张。
体型越大的鳄鱼越危险,越容易向人发起攻击,我们前面提到咸水鳄,就是世界上最危险动物之一,人只要一不小心进入它们的攻击范围,它们会毫不客气的发起攻击。
另外,从数据上也可以体现出鳄鱼比鲨鱼更危险。
根据我查询到的数据,鲨鱼每年攻击人的案例不到 100 次,而致死的几乎没有,偶尔有致死的都会成为大新闻。
而鳄鱼的袭击事件每年会有 1000 来起,而其中致命的袭击高达 1/3 到 1/2。
虽然这些数据并没有提到人类每年与鳄鱼、鲨鱼的相遇的次数分别是多少,但是也可以看出,鳄鱼比鲨鱼危险得多。
所以,不要怀疑,无论是大鳄鱼,还是小鳄鱼,它们都比鲨鱼更危险,更加可怕,这是它们在不同环境中,长期进化造成的!
陨石坑在这里,位置在墨西哥的尤卡坦半岛,这个陨石坑叫 Chicxulub crater(希克苏鲁伯陨石坑)。估计的直径大概 200 公里,地质测年的形成时间是 6600 万年。(不是墨西哥湾哈,只是图中红尖头为中心的 200 公里直径的范围)
证据的话,地球物理和地球化学都提供了不少。
这个地方的勘探工作可以追溯到 1951 年,那个时候墨西哥石油公司在这里打了几个钻井,虽然没有发现石油,但是在 1.3 公里,挖到了很厚的安山岩层。
安山岩这种岩石呢,是一种中性火成岩,介于玄武岩和流纹岩之间,它通常形成火山活动区域,比如岛弧和大陆边缘,但是墨西哥尤卡坦半岛这个地方很少有火山,怎么会有这么厚的安山岩呢?
当时,地球物理学家也没有太关注这个问题,毕竟当时研究的重点在石油勘探上,所以这个安山岩的发现就暂时搁置了。
后来,到了 1970 年代,地球物理学家在航空重力勘探的结果上,发现了该地区存在大面积的低值重力异常,如下图[1]。下左图是重力异常值,下右图是重力异常的空间二阶导数,更能凸显异常边界。可以看到,明显的一个圆形构造,如右图红圈处,右图右上角的红圈是附近另一个同期形成的陨石坑。
但是,这毕竟只是形态上类似陨石坑,并不能证实就是陨石坑,所以,当时缺乏进一步的证据,当时的地球物理学家也就没能说服其他科学家接受这个陨石坑的假说。
好了,时间到了 1980 年代,地球化学家给出了有力的助攻,他们在世界多地(包括意大利,丹麦,新西兰)发现了地层中含有高丰度铱元素的薄粘土层[2],这一发现迅速引起了广泛关注,为什么呢?因为铱元素在地壳中太太太稀少了,但是居然在地壳中存在如此高浓度的一个薄层。有多高浓度呢?比背景水平高出 160 倍!注意下图的薄层铱的丰度达到了 41.6ppb,背景值在 0.26ppb。
虽然地壳中铱含量少,但是在陨石中含量高啊,基于此,推测地球可能经历了一次大规模的陨石撞击,进一步通过对这个薄层的测年,表明这个陨石撞击的事件在白垩纪末期。
好了,那现在就看卡坦半岛的重力异常区域是不是陨石坑了,时间上是不是能吻合了,关注的重点就在这里白垩纪 - 古近纪之间的地层。
到了 1990 年代,地球物理学家在卡坦半岛的钻探取样中,在白垩纪 - 古近纪之间发现了冲击石英。冲击石英只有在极高压和高温下才能形成。地球上只有三个地方可以找到冲击石英:陨石撞击坑、核试验场所和实验室。
同时,在白垩纪 - 古近纪之间的地层中,还发现了大量玻陨石,如下图,这些玻璃状物质是由于陨石撞击时产生的高温熔融岩石冷却后形成的。
这样的证据,最终确认了希克苏鲁伯陨石坑的存在。
确定了之后,大量研究跟进,也有了更详细的地震反射数据和重力测量,进而产出了陨石坑的详细结构图,估计希克苏鲁伯陨石坑直径约为 200 公里,深度约为 20 公里。下图是一个陨石坑的示意图。
更详细的航空重力测量的结果如下图,白线是海岸线,同样,为了凸显边界,这里是重力异常的空间导数,这里绿色和黄色的波浪揭示了陨石坑的范围。
看到评论区 @以也 ,补充下这个回答,为什么这样一个相对地球尺寸不大的陨石坑,可以导致全球的非鸟类恐龙灭绝。
这个陨石坑的直径有 200 公里,直观对比的话,在尤卡坦半岛撞出了大小超过了一个夏威夷岛大小的坑。
首先,这个撞击会直接抹杀大概 1500 公里范围内的绝大多生命,估计当时撞击的能量大概是人类最强核武器沙皇氢弹的 200 万倍;紧接着就是北美洲和南美洲的海啸。
有的研究估计了撞击后,其他溅出物质的降落地点,如下图黄色地点。这样的二次撞击,会在多地引发大火。也就是,美洲大陆上,如果没有被海啸吞噬,那么就是在着火。
这样的撞击会在地球另一面产生多次波,也就是,地震波会反弹,像钟声一样响彻整个地球表面,所以就会有全球各地的频繁的火山和地震活动。
之后,撞击产生的大量碎石会在欧亚大陆降落,点燃这里的植被。所以,这时候全球基本都在燃烧,大量的尘埃和碳排放,导致几年之内地球的黑暗,所以,植被慢慢死去,进而导致非鸟类恐龙的灭绝。
评论区不少关心,比如 @giaogiaogiao@sheepherder 等,如果现在地球同样遭受了这样的陨石撞击,现代文明会何去何从。
其实,人类已经做过这样的“陨石撞击防御测试”。 2022 年,NASA 做了一个双小行星重定向测试,全名叫 Double Asteroid Redirection Test,简称 DART,测试的目的是避免近地天地对地球的撞击,任务从地球发射了一个无人探测器,故意使其撞向一个小行星 Dimorphos,如下图。
测试结果,正确撞击了目标,并且使得被撞后的小行星偏离了原来的轨道。所以,大可放心,如果真有陨石撞击,人类现在的航空航天技术是可以抵御的。
评论区 @梦或一生@xiaoxin 提到了“为什么陨石撞击导致重力异常”,这里进一步解释一下。
重力勘探是地球物理勘探中的常用手段,主要反映的是地下岩石的密度差异或者是该点一下岩石的整体引力。如下图,如果有低密度岩石侵入,如左图,就会现实低重力异常值,反之就如中间图所示。重力勘探的纵向分辨率很低,主要是横向分辨。
可想而知,如果都是横向均匀的介质,那么看不出重力异常的。
但陨石撞击后,会直接形成中央破碎区,这些破碎区因为孔隙大往往比周围没有被撞击的区域密度更低。进一步,在撞击中心极高的温度会使得岩石熔融,冷却后会形成跟周围岩石密度不同的火成岩。随着时间的推移,陨石坑会被泥沙等沉积物填充,这些沉积物的密度通常低于周围的基岩。
评论区 @无名 说“既然是陨石坑,那不应该是凹下去的吗,怎么会有岛”。
是这样,如果这个陨石坑是发生在月球上,你说没错,因为月球已“死”,或者说月球内部的地质活动和火山活动已经停止。但是,在地球就不一样了,原因是因为地球表面是动态的且不断变化的。有人类活动,不停的改造地表;也有植物不断生长覆盖陨石坑;更有板块的不断运动以及地表风化作用,重塑地表形态,还有沉积作用等等。
所以,很多时候地球上的陨石坑是很难被直接观察到的,或者通过遥感图像是不容易发现的。这就是为什么,这个希克苏鲁伯陨石坑最早是在航空重力测量中,通过重力异常的二阶偏导数发现的。
举个例子,下面这个陨石坑比希克苏鲁伯陨石坑要年轻三千多万年。但是如果直接看地形,是很难发现这样的陨石坑的。
这个陨石坑叫波皮盖陨石坑 (Popigai Crater),位于俄罗斯西伯利亚,形成于距今约 3500 万年前的晚始新世,直径约 100 公里,现在几乎已经很难识别出来。
评论区 @无边落木 提了一个有趣的问题,“计算多大的陨石可以把地壳击穿”。
虽然这个题目跟原题目有点距离,但是依然相关,考虑到比较有趣,且会涉及简单的物理公式的介绍,我这里就把这个问题的理解附在这个回答上了。
这个问题,其实比较复杂,因为要考虑到陨石的质量,陨石的撞击角度,还有被撞地壳的物性等等。这里为了起到示意性的解释目的,将问题简化成垂直入射。
我们先了解一个参数,抗压强度,它表征了材料抵抗突然高强度冲击的能力。在这个问题中,这个参数就代表地壳在陨石撞击时的抗破坏能力。
好了,那下面,我们来计算。假设陨石的质量是 m,是一个球形,密度是
千克 / 立方米,速度是 20km/s(这个速度是来自于 wiki 上对于希克苏鲁伯陨石坑撞击陨石的估计)。当然,如果质量不同,这个速度也有有差别,这里不做过多分析,就用 20km/s 来做速度分析。
这样的陨石对应的动能是:
然后,我们再看被撞击的地壳, 地壳的厚度差别很大,大陆地壳平均厚度在 35 公里,海洋地壳平均在 17 公里,青藏高原的话地壳可以达到 70 公里。我们这里就以大陆地壳为例还计算。
另外,我们假设大陆地壳的抗压强度是 200 MPa。
想要击穿 35 公里的地壳,就要满足陨石撞击地壳时所产生的冲击压力:
,A 是陨石的横截面积,d 是地壳厚度 35 公里。横截面皆 A 可以按照密度将其转换成关于质量 m 的表达式。
最终就可以求出质量 m,感兴趣的可以自己算一下哈~
@许一帆 提了一个有趣的问题,岛屿的形成是否是由于陨石撞击后岩石由于弹性效应反弹形成的。wiki 上做过一个模拟,引用如下[3]:
这种演示介质的迅速反弹是很快的,回弹的最高处会超过周边介质,但是稳定后陨石坑依然是明显低于周边介质的,岛屿的形成还是长期的地质作用的结果。跟撞击处的快速反弹关系不是很大哈~
评论区 @人间鬼才@TIGER KING 等不少人提到了“以为墨西哥湾是陨石撞击的结果”。我们可以讨论下,如果陨石撞击形成的陨石坑跟现在墨西哥湾的大小是一样的,那么这个陨石会有多大?对现在的地球又有啥影响呢?
墨西哥湾形成于大约两亿年前,北美洲和其他大陆开始分离,北美洲内部出现了裂谷;大约在 1.6 亿年前,随着裂谷作用的进行,这一区域持续扩展凹陷,海水间歇性地进入这一大陆区域,这一过程形成了大量的盐和蒸发岩沉积,这些沉积物今天在墨西哥湾的中北部和中南部仍然可以找到。从约 1.6 亿年前到 1.35 亿年前,伴随着大陆漂移,墨西哥湾的中央盆地形成了海洋地壳。所以,墨西哥湾的形成是板块构造的结果。
现在的墨西哥湾,面积约为 S= 160 万平方千米,平均深度 D=1615 米。
如果这样体积的墨西哥湾是由陨石撞击形成的,它需要多少能量呢?
抗压强度可以用来代表地壳在陨石撞击时的抗破坏能力,因为它表征了材料抵抗突然高强度冲击的能力。考虑到墨西哥湾主要是沉积岩,我们采用砂岩的抗压强度来做下面计算,假设此处大陆地壳的抗压强度是 150 MPa。
那么的能量是
假设陨石的质量是 m,是一个球形,密度是
千克 / 立方米,速度是 20km/s(这个速度是来自于 wiki 上对于希克苏鲁伯陨石坑撞击陨石的估计)。当然,如果质量不同,这个速度也有有差别,这里不做过多分析,就用 20km/s 来做速度分析。
这样的陨石对应的动能是:
另
,就能算出陨石的质量
如果陨石是一个球体,对应的直径是 10.7 公里。
这个尺寸的陨石其实跟之前讨论的希克苏鲁伯陨石坑的陨石大小十分相近。希克苏鲁伯陨石坑大概是一个直径为 10 公里的陨石以 20km/s 的速度撞击形成。
可能有人会说,墨西哥湾这么大,为什么对应的陨石跟希克苏鲁伯陨石坑的陨石差不多一样大。那是因为墨西哥湾浅,平均深度才 1.6 公里,撞出这样体积的坑体需要的能量就少了。与之对比,希克苏鲁伯陨石坑的深度在 20 公里,直径在 200 公里。
所以,如果在 1.6 亿年前墨西哥湾的形成初期,一个陨石撞击形成墨西哥湾目前的尺寸,那么陨石的能量跟 6600 万年前导致恐龙灭绝的那个陨石差不多,直径大概在 10.7 公里。
所以,这么看,如果墨西哥湾是被陨石撞击产生的,那么陨石会在 1.6 亿年前就致使恐龙灭绝,对应的哺乳动物也会早日崛起,今日的我们可能早已经走出太阳系,抑或出现了新的一轮文明吧~
当然,大家可能会说,墨西哥湾大而浅,陨石坑也不可能是这个样子的啊。其实这是有可能的,因为陨石坑的大小跟入射角度有很大关系,如果入射角度尽可能的平行于地表,也有可能出现像如今墨西哥湾一样大而浅的陨石坑。
来,进入你的故事:
你是一个生物学家。在未来,地球人发明了时空穿越技术,打开了通往异世界的通道,你作为科考队的一员来到一片陌生的大陆:
在这里,你们(用很人道的方式)观测到各种生物标本,其中一些有很明显的亲缘关系:
根据外观和基本结构,结合生物学家的经验,你给这些标本命名并且初步进行了分类,那个长得最像地球人的物种被称为“长身人”,其他稍有区别的物种命名为“精灵”和“矮人”,统称为“亚人”:
严正声明:考察活动完全在高维度进行,没有对研究对象造成任何影响。
随着研究的深入,你发现“矮人”其实不是一个单一物种,而是至少三个不同的物种。于是,你把他们分别命名为“矮人”、“地精”、“半身人”,统称为“小矮人”。你仍然认为“小矮人”之间的亲缘关系很近,而精灵和长身人亲缘关系更近:
你把一些样本寄到地球研究中心去检测。再次声明:样品采集没有对研究对象造成任何可观测到的影响。
检测结果出来了,让你大跌眼镜:分子生物学显示,半身人其实和长身人亲缘关系更近,而精灵和矮人、地精的亲缘关系更近,你重新画了系统发生图:
对遗传物质的分析甚至可以确定这些物种的最近共同祖先的生活年代。于是你在系统发生图上添加了时间坐标:
现在你知道,他们都是由生活在 50 万年前的共同祖先分化而来。30 万年前,精灵的祖先和矮人、地精的祖先分家。长身人和半身人在 20 万年前分化。矮人和地精直到 10 万年前才分化,他们的亲缘关系非常近。
根据这些证据,你按照支序分类学对这些物种进行分类:
是这样吗?好像不太对,于是你又稍微修改了一下:
后来,科考队的地质研究同事完成了地层扫描,把发现的化石资料转交给你。经过一段时间的研究,你又鉴定出三个已经灭绝的人类科物种,标注在系统发生图上:
至此,你基本完成了《关于异世界 MGF-9125 人类科生物学特征和支序分类学研究》,把它附在了发给科考项目部的报告里。
在上面的例子里,你的研究简单再现了生物分类学的发展历程。从根据形态学、解剖学、胚胎发育学进行分类,逐渐过渡到融合各学科(包括分子生物学、古生物学等等),以生物类群之间的亲缘关系为基准的系统发生学(或者叫支序分类学)分类。
系统发生学(或者叫支序分类学)的原则是所有的生物类群都只能是单系群。单系群就是由一个共同祖先的所有后代组成。你最终完成的系统发生图中的每个圈子都代表一个单系群:
只有单系群才是有效的系统发生学分类。
和单系群相对,还有并系群和多系群(也叫复系群)的概念。
还记得你曾经把长身人之外的人类科物种叫“亚人”吗?这就是一个并系群的例子:
并系群的定义是:有同一个共同祖先,但不包括这个共同祖先的所有后代。
并系群虽然不是有效的系统发生学类群,但有时候在一些表述上比较方便。比如:白垩纪末大灭绝造成了非鸟恐龙的灭绝。“非鸟恐龙”就是个典型的并系群——除了鸟类之外的那些恐龙。再比如“甲壳动物”,也是“泛甲壳动物”去掉“六足类”之后的并系群。
再给个多系群的例子。还记得你曾经把矮人、地精、半身人统称“小矮人”吗:
多系群的特点是找不到共同祖先。
现实中的多系群很多是形态分类时代留下的习惯叫法。比如“海兽”——鲸豚类、鳍脚类、海牛类是完全不同的祖先在不同的时间分别独立演化的。类似的还有“蛞蝓”,“海爬”,“冷血动物”等等。有时候用起来也很方便,但要明白,这都不是有效的类群。
回到问题,“哺乳动物”是有明确定义的单系群。“硬骨鱼”的定义就模糊了,究竟是指包括所有四足动物在内的单系群,还是排除了四足动物的并系群呢?至于“鱼”的概念就更模糊了,你完全可以说所有的脊椎动物都是“鱼”——无颌鱼或者有颌鱼罢了。
定义不同,会有不同的答案。哪个答案都没有什么错,错的是混用和乱用缺乏明确定义的概念。
【文中地图和人物图出自九井谅子漫画《迷宫饭》】
2025.2.26
你知道离太阳最近的恒星是哪颗么?
啥?三体那个比邻星?
尼安德特人表示不同意。
因为在大约 7 万年前,也就是早期智人决定走出非洲的那个时候,一颗叫舒尔茨之星(Scholz's Star)的恒星系统(一颗红矮星带着个褐矮星)真的闯进过太阳系,那时它们离地球只有 0.5~0.82 光年,比那个三体近多了。
这个距离是什么概念呢?太阳系外围的奥尔特云,离太阳也有 1 光年。当时舒尔茨之星就是直接从奥尔特云中穿过去的。我们知道,奥尔特云里都是太阳系形成后的残存物质,是彗星们的老家。虽然它的距离比冥王星远百倍,但奥尔特云天体与太阳系的结合非常松散,这意味着一个非常小的引力就足以显着改变它们的轨道。舒尔茨之星的引力完全足以“踢乱”彗星的轨道了,从而使得一部分彗星冲到太阳系内部来。
2018 年,天文学家研究了 339 颗轨道很特别的彗星(双曲线轨道,像是被甩进来的),发现有 36 个奥尔特云天体分布明显“过密”,往回推的话,都指向双子座那片天区——正好是 7 万年舒尔茨之星经过的地方,有过“亲密接触”,这些彗星受到的引力干扰偏移,就是那次相遇留下的“痕迹”。
每当一颗恒星经过奥尔特云时,在接下来的几百万年里,我们与来自奥尔特云的来袭物体发生碰撞的风险就会增加。
万一有颗恒星冲得更近呢?
舒尔茨之星那次毕竟离得还不算近,还在冥王星之外好远的地方,影响的主要还是奥尔特云,对行星轨道没啥大影响。如果再近一些,闯到了海王星轨道以内(约 30 天文单位),那太阳系会怎么样呢?
按照计算,大约每 30 万年,就会有一颗恒星距我们 1 光年以内;每十亿年,就会有一颗恒星出现在大约 1500 个天文单位的范围内[1]。 在这个距离内,即使是微小的引力变化,也会在宇宙时间尺度上导致灾难性的结果。
除了会搅动奥尔特云和柯伊伯带、无数冰块会像雨点一样砸向内太阳系、导致地球被撞的风险暴增以外,还有更加危险的事情在等着小蓝星。
如果它冲进内太阳系,那么大灾难将降临。
这时,水星将成为地球生死存亡的关键因素。
在新闯入的恒星的引力作用下,本来公转轨道就较扁的水星(偏心率 0.2),轨道会变得更扁[2],甚至会与金星相撞,金星受撞击后,又会影响火星和地球,也有一定的可能有较大的碎片撞击地球。如果恒星引力再大些,也会直接导致几大行星被带偏,将地球推向太阳或木星。如果推向木星的话,木星的引力将像弹弓一样,将地球从太阳系中射出去,流~~浪。
未来会再来一颗吗?
天文学家预测,大约在 129 万~140 万年后,一颗红矮星 Gliese 710 将有 86%的概率会闯入奥尔特云,最近可能离太阳只有 0.166 光年(10,520 天文单位)。虽然不足以改变行星们的轨道,但它的质量大约是太阳的 60%,比舒尔茨之星(约 9%)重多了,而且比舒尔茨之星那次近了差不多 5 倍,它对奥尔特云的搅动强度可能会高出几十倍,界时可能会引发彗星暴,增加后续百万年的彗星撞击地球的风险。
别慌,概率很低
地球在太阳系几十亿年历史中被恒星“踢飞”的概率小于十亿分之一。
因为太阳系的结构其实挺“安全”的。近处有月亮帮我们挡着,外层有木星等巨行星当“引力盾牌”,最外面还有广阔的奥尔特云当缓冲带保护内太阳系,大大降低了内太阳系被严重干扰的风险。真有一颗恒星近到闯入海王星轨道以内(足以威胁到地球)的概率,低到几乎不可能发生(小于十亿分之一)。
可以说,虽然恒星邻居偶尔“路过”太阳系外围是银河系的常态,但真正威胁到地球的可能性微乎其微。
今天的天文观测能力已经很强了。我们在夏威夷、智利山顶的大型望远镜,精度高到能测出恒星在天空中极其微小的移动(相当于从北京看清上海地面上的一枚硬币)。天文学家一边盯着未来的访客(如 Gliese 710),一边通过彗星轨迹“考古”过去的相遇(如舒尔茨之星),即使真的在亿万年后发现有恒星闯入了,如果那时人类文明还在,说不定我们已经有能力搬家或者保护自己了。
从长远来看,宇宙是一个危险的地方。但好消息是,我们都活不了那么久。