儿童必读的自然奇迹
1922年,计算机科学之父图灵得到了一本叫做《儿童必读的自然奇迹》,他后来告诉母亲,这本书让他大开眼界,让他知道了世界上还有一种东西叫做科学。这本书传递了一种思想——任何东西的存在都是有原因的,而这种原因来源于科学,而不是上帝。 图灵接触到的启蒙书《自然奇迹》促使他去思考很多自然界的问题,这是一本关于科学的书。这本书不仅使他对科学感兴趣(这从后来他迷恋化学并时常做实验可以看得出来),更为他的唯物主义世界观种下了种子,而这些直接影响到后来他的发明创造。
【书名】儿童必读的自然奇迹(Natural Wonders)
【作者】[美] 埃德温·坦尼·布鲁斯特(Edwin Tenney Brewster)
【译者】袁璐,陈容宽
【责任编辑】彭白羽
小男孩哪里来?哪里来?
小男孩们哪里来?
扣子、蜗牛加小狗尾巴做出来;
这样就有了小男孩。
小女孩哪里来?哪里来?
小女孩们哪里来?
糖果、香料加一切美好做出来;
这样就有了小女孩。
小男孩和小女孩的确非常不同,所以也没必要强将两者互换——上面这首古老的童谣正包含了这个道理。关于小男孩、小女孩以及其他一切生物到底是用什么“做”出来的,故事说起来就长了。
说来有点奇怪,但还是要从小海星、小海胆怎么来的讲起,这样会更便于大家理解。海星和海胆(虽然两者看上去很不一样,但其实非常类似)的卵跟鱼卵很相似,同样是圆形透明,又极其微小,因此看上去就像水里的红色细尘。所以,它们自然极少被人发现。
每个微小的卵都呈流体状态(fluid substance),裹在极薄的外皮中。它们产于水中,随水漂浮,实际上其内部装满了与油相混的稀薄胶状物,也许和大家玩过的橡皮气球有一丁点类似。
这时的卵非常幼小,内部还没有任何生物发育的迹象。有人可能以为这些油胶混合物将会逐渐变成一只海星,但事实不是如此。这个像气球似的微小物体会对半平分,变成正好相似的两个小气球,彼此左右相邻,且或紧挨或轻贴,就像一根管子吹出两个相连的泡泡。大约半小时后,每个“气球”或“泡泡”(其实已经可称之为“细胞”)再次分裂,于是此时就有了4个。很快,4个变成8个,8个变16个……短短几小时后,就产生几百个细胞,它们连在一块,全都极其微小,所以整个看上去就像在肥皂水里吹出来的一堆泡泡。
于是,新产下的卵从微小的单细胞开始,此时有了好几百个更加微小的细胞。然而,这还算不上海星,只是类海星物质(star-fish-stuff),像聚在一起的一小堆砖头,准备好了要“造”出一只海星。
现在,我们假设有人要用砖头建房子,他会把砖头码在房屋选址附近,然后每次搬一点,用水泥把砖头砌成墙。但海星可不是这样,它们是由一堆“活砖头”自己“造”出来的。打比方说,我们在空地上放一堆砖头,然后每个砖头自己便动起来,各就各位,房子就建好了。细胞所在的微小球体,也就是卵,开始或膨胀或合拢,活动了起来,于是,这一部分突出来,那一部分合起来。细胞在某一部位快速分裂,形成厚实的隆起物;在另一部位则平铺成薄薄的片状物。慢慢地,一个小生物就成形了。但这的确还算不上是海星,只不过刚发育出腹部和外皮,在这两者之间还有一些难于归类的细胞,它们将会发育成硬骨骼和肌肉。成形之后,细胞仍要继续分裂,不过这时它们不再越分越小,而是每一次都等长到原来大小才进行分裂。海星宝宝就这样成长着。有的部位长得快,有的长得慢,还有的根本不再长了,最后它终于变成一只真正的海星,尽管此时它只有一颗沙子那么大。
所有的卵都以这种方式发育成动物幼体。
鸡卵如同一个细胞,它的薄皮里装满了油和胶状物;青蛙卵属于另外一种,卵有一侧呈黑色;鱼卵和其他的卵无异,但其胶状物尤其清透可见。青蛙卵、海星卵、海胆卵等大多数此类别的卵,最开始分裂时总是平分为二,整个卵黄分开,而小动物自最初成形起,便一直和卵大小相当。但鸟蛋、大多数鱼卵等类似的卵不同,它们里头装满了脂肪,因此卵不会一分为二,而是如前所述:此时分裂只在胶状物最厚一侧的小点处进行。不过,对于这些微小的细胞(造出动物幼体的砖头堆)来说,不管它是大卵一侧的一个小点,还是小卵的全部,发育到最后,结果都一样。当时机来到,活的细胞砖头各就其位,新生命开始形成。
现在大家知道小男孩、小女孩是怎么来的了吧,他们和其他生物一样,是由许许多多被称为细胞的活砖头造出来的。一切生物,包括人类、动物、树木、灌木、小草,我们一开始都是圆圆的单细胞,它分裂、分裂再分裂,直到细胞的数量十分庞大。从这数量庞大的细胞群里,新生植物或动物把自己造了出来。
和我们人类相似,具体来说形似人体的动物,它们在真正成形之前都呈圆球状。之后,一条褶皱沿着颈背的发育部位叠起来,形成脊髓;一根细杆状物沿其下排列起来,形成脊骨;脊髓的前端比其他部分发育更快,逐渐变大就形成大脑;脑部由内向外形成眼睛;此时尚未发育出皮肤的胚胎外部则向内形成耳朵;随之而来有四处生长分支自前额向下发育出脸部;四肢刚开始只是不成形的球状突起,慢慢发育出手臂和腿,有时其尾端会有发育不良的状况,因此出现六指(趾)而不是正常的五指(趾)。如果这个小生命是人类婴儿的话,医生就会切除其中一指(趾),但如果是小猫,大家会说它的爪子格外大,正有利于抓老鼠——但恐怕抓起老鼠来和正常小猫并没有区别。
综上所述,我们大部分的生长发育都不过是一些小小活砖头的数量增加而来。我们每个手指甲的尾部都有一个点,其中有指甲细胞进行分裂,促使指甲生长。有些人说,指甲上的白点表示人说了“白色谎言”(即善意的谎言),这是胡话。出现白点是因为人碰巧擦到了指甲柔软的“根部”,这其中含有新的指甲细胞,就像婴儿的柔软肌肤一样很容易受伤。
大家在小时候是没有牙齿的。随着咀嚼阶段的到来,口腔上覆盖的薄皮细胞开始快速分裂繁殖,很快在牙龈相接处形成一条厚脊,包埋于颚内。不久,这条脊在20个分隔的点上继续发育,其他部位则暂无动静。这20个生长点很快萌发,变成20个“小口袋”;每个口袋底部将长出一颗牙。每颗牙的侧边又萌发新的“口袋”,等小朋友到了8岁左右,即形成第二幅牙齿。上下颚的每一侧都有三颗后槽牙,虽然它们出来较晚、体积最大,但其实属于第一幅牙齿,即乳牙;除此之外的其他乳牙在换牙期就掉光了。
头发也一样。如果拔下一根头发,将其放在白纸上观察,我们就能看见发根处有一个小球似的东西;这个球底部的细胞进行分裂,便促使头发生长。在头发和头皮之间,有一处既不属于头发又不是皮肤,而头发的所有生长过程就在这里完成。
所以,我们的发育过程不像建水泥或木头房,而像砖头房。我们是小小的活砖头建起来的,每个活砖头一分为二然后又各自生长到原来大小,正是通过这样我们才逐渐长大。但什么时候以及哪里长得快、长得慢或压根不长,对于弄清楚这些问题,目前恰恰还是“八字没有一撇”。