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保温杯泡茶有害健康?牵强附会的臆想而已

茶是中国最传统的饮料。所谓“茶为国饮”,绝对不会是日本茶道式的繁复,而是北京大碗茶成都麻将馆中的盖碗之类的存在。而对于整日奔波的人,那些“接地气”的喝茶方式也依然“奢侈”了一些。保温杯泡茶,居然成了“中年油腻男”的标志。

对于习惯了喝热茶的中国人,保温杯的确提供了一种便携的泡茶方式。不过,坊间又传出了“保温杯泡茶有害健康”的说法,甚至有人说“长期使用保温杯泡茶,可能致癌”。

李清晨说,人的生命是有限的,而怕死是无限的。但凡“可能致癌”的传说,都会汇入无限的“怕死可能”,在许多人的“有限生命”中占据一席之地。

保温杯泡茶,真的那么可怕么?

简单粗暴地说:“保温杯泡茶有害”的理由都是牵强附会的臆想

提到“保温杯泡茶有害”,人们提出了种种理由。下面来解析常见的两种:

高温破坏营养

有人说是保温杯中的高温破坏了茶中的茶多酚、维生素和咖啡因等“营养成分”,因而有害健康。首先说,“破坏营养”跟“危害健康”之间,隔着遥远的距离;其次,茶树鲜叶中有些维生素,不过制成干茶已经所剩无几。不信的人可以去查查营养数据库,里面有一些茶叶的营养成分含量。比如大家经常说的维生素C,每100克绿茶中只有十几毫克,而红茶中的含量甚至更低。一般人每天也就用几克到十几克茶叶,其中的维生素C少到可以忽略。其他的维生素情况也差不多。至于茶多酚,要发生的变化在制作过程中已经发生得差不多了,水温高低时间长短影响已经相当有限。

其实,茶多酚的“变化”是变成茶黄素和茶红素——从一种形式的抗氧化剂变成另一种而已。如果说这种氧化会“破坏营养”甚至“有害健康”,你让在加工过程中就已经彻底氧化的红茶和黑茶岂情何以堪?

至于高温破坏咖啡因就更是莫名其妙。且不说大家并不怎么把咖啡因当做“营养成分”,而且它很稳定,并不会被开水“破坏”。

实际上,茶只是一种“有风味的水”,所谓的“营养成分”微乎其微,根本不值得纠结。能对身体产生影响的成分,基本上只有咖啡因和茶多酚。它们在保温杯中存放的时间长点短点,对于健康其实也没啥明显影响。

茶垢腐蚀杯子,释放重金属

这种说法更是奇葩。“茶垢”是茶水中的成分沉积在茶杯壁上,并没有什么具有“腐蚀性”的成分。保温杯的内壁都是不锈钢等惰性材料,如果茶水中的成分能够“腐蚀”它,那喝到肚子里岂不是更加危险?

其实,保温杯泡茶,影响的主要是茶的风味

茶水的风味取决于茶叶的种类、茶叶与水的比例、水温与冲泡时间、水质等等。用保温杯泡茶,相当于保持了大大延长了冲泡时间并且保持了高温。这使得茶中可溶成分溶出得极为充分,咖啡因和茶多酚的充分溶出就使得苦涩味更为突出。

但这并非不能解决。不同的茶叶苦涩程度不同,比如白茶和普洱熟茶就不像绿茶和普洱生茶那么容易泡得苦涩。此外降低茶叶与水的比例,也能够降低苦涩而获得比较好的风味。

也就是说,用保温杯泡茶不要照搬通常泡茶的方式,要对茶叶种类和茶叶量进行适当调整, 也就可能避免长时间高温带来的风味欠缺。

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使用“保温”杯的其他方式

保温杯的作用是隔热,并不一定要保持开水。用保温杯泡茶,还可以用下面的变通方式:

泡好茶水再装进保温杯

按照正常的方式把冲泡出好喝的茶水,把茶水倒出来装进保温杯,也就相当于把茶水留在了“好喝”的状态。虽然此后茶水中的茶多酚还会发生氧化而对风味口感有一定影响,不过跟保温杯一直中有茶叶的方式相比,风味会好得多。

温水甚至冷水泡

如果不是非要喝高温的茶水,那么用温水和凉水都可以泡茶。虽然水温不高,但因为时间长,茶叶中的风味物质还是能够被充分浸取出来,获得好喝的茶水。

本文来自云无心的微信个人公众号,系今日头条签约稿件,媒体转载须经授权

Source: 科学松鼠会 | 20 Sep 2018 | 10:34 am(NZT)

麻烦的埃及人,以及他们的单位分数

本文删改版刊登于微信公众号“果壳少年”,未经许可不得进行商业转载

你还能想起小学时被分数加法支配的恐怖吗?对于整数,加法比乘法容易,到了分数却好像反过来了。两个分数相乘,分子分母各自乘一下就完事了。两个分数相加,却要先通个分,一共要做三次整数乘法,真是麻烦。

但世界上就偏偏有自找麻烦的人,连表达再简单的分数,都偏要写成几个分数的和,那就是古埃及人。他们创造了金字塔这样的世界奇观,由此见得他们的数学水平也相当不错。但在有理数的运算上,他们却另辟了一条麻烦的蹊径。

埃及人发明了“n分之一”的写法,但却没有发明“n分之m”的写法。取而代之的是,他们将所有的分数都写成好几个不同的“n分之一”的和,3/4可以写成1/2+1/4,而2/5可以写成1/4+1/10+1/20。类似“n分之一”的分数是最简单的分数,它们又叫做单位分数,这种简单也许就是古埃及人选择用它们表达其他分数的原因,但只能说这种选择是捡了芝麻丢了西瓜……要算一下这些分数到底是多少,还得掰弄半天。

也许是出于对古埃及人谜样坚持的敬佩,数学家常常将单位分数称为埃及分数,尤其是涉及将有理数写成单位分数的问题中更是如此。

单位分数够用吗?

那么,一个自然的问题就是:是不是任何正有理数都可以写成有限个不同的单位分数的和呢?

你可能会说:单位分数会越变越小,如果有理数很大的话,难道不会出现单位分数不够用的情况吗?这个问题相当于在问:1+1/2+1/3+……一项一项加起来的话,能达到要多大有多大的值吗?

答案是肯定的!

对于任意的正整数n,我们来考虑从1/(2^n+1)到1/2^(n+1)的所有单位分数,它们一共有2^n个,而且都大于1/2^(n+1),所以它们的和至少是1/2。然后,如果我们考虑n的不同的值的话,n=0就是从1/2加到1/4,n=1就是从1/5加到1/8,n=2就是从1/9加到1/16。对于每一个的n,我们得到的和都至少是1/2。如果我们将n=0到n=k的所有情况加起来,也就是从1/2加到1/2^(k+1),那么得到的和就至少是(k+1)/2。因为k可以要多大有多大,所以这些单位分数的和也可以要多大有多大,不需要担心单位分数不够用的事情。

实际上,如果用上一点高等数学的话,我们可以证明,从1加到1/n,当n越来越大,这个和也会越来越接近ln(n)+γ,这里ln(n)是n的自然对数,而γ被称为欧拉-马歇罗尼常数。因为对数ln(n)会随着n增长而越变越大没有界限,所以自然可以要多大有多大。这个和在数学中又叫调和级数,有着广泛的应用。

怎么把有理数写成单位分数的和?

既然知道单位分数够用,我们就可以重新回到原来的问题了:用埃及人的做法,能表达所有正有理数吗?

这个问题并不简单。虽然古埃及人广泛使用埃及分数来表示各种有理数,但他们似乎没有一套完整的方法,可以将任意的有理数都转化为埃及分数的和。对于一些特殊的有理数,古埃及人通常会以某种固定的形式书写它们,比如说,对于正整数k,有理数2/(2k+1)就可以写成1/k+1/k(2k+1)。这样的公式还有很多,但是远远没有包含所有有理数。

这时我们可以换个角度:如果给你一个有理数m/n,非要你把它写成单位分数的和,你会怎么做呢?

我们先来考虑m/n小于1的情况。最自然的办法,可能就是先找最大的但不超过m/n的单位分数,把它写下来,然后看看剩下了多少,如果是单位分数的话,那就完事了;如果还不是的话,那就重复之前的操作。这种方法又叫贪心算法,因为每一步我们写下的都是最大的可能性。

举个例子,如果我们要将5/22写成单位分数的和,那应该怎么写呢?

首先,我们看看最大的不超过5/22的单位分数是多少。假设分母是k,那么我们就有以下的不等式:

1/k 22/5=4.4,而符合这个条件的最小的k,也就是使单位分数最大的k,就是k=5。所以,我们写出的第一项就是1/5,也就是

5/22 = 1/5 + 3/110

3/110还不是单位分数,所以我们要对3/110进行相同的操作。假设最大的不超过3/110的单位分数是1/k,那么它满足

1/k 110/3=36.666666……符合这个条件最小的k是37,所以接下来的一项就是1/37,也就是

5/22 = 1/5 + 1/37 + 1/4070

这回凑巧的是,剩下的恰好是个单位分数1/4070,所以我们就成功将5/22写成了单位分数的和。

那么,是不是所有小于1的正有理数都能用这种贪心算法写成有限个单位分数的和呢?这个问题似乎很难回答,如果每次都取最大的单位分数的话,怎么知道会不会每一次都会剩下一点点,而这一点点都不凑巧不是单位分数呢?幸好,我们可以证明这个算法必定会结束,对于任何小于1的正有理数,都必定会在某一步剩下一个单位分数。

怎么证明呢?我们来看每一步的操作具体是怎么样的。从m/n开始,我们假设最大的不超过m/n的单位分数是1/k,那么我们有以下的不等式:1/k n/m。因为k是整数,为了使1/k最大,k应该是大于n/m的最小整数,记作\( \lceil n/m \rceil \)。将1/k写出来之后,剩下的就是

m/n = 1/k + (mk-n)/kn

但我们注意到,因为k是大于n/m的最小整数,所以我们有n/m ≤ k 构造性证明。

那么,对于大于1的有理数a又应该怎么办呢?我们之前提到,将正有理数写成不同的单位分数时,无论这个有理数有多大,单位分数都不会不够用。那么,我们只要将单位分数按照1+1/2+1/3……这样写出来,直到这个和延伸到小于a的最大值,然后再按照贪心算法来操作,就能将有理数a写成单位分数的和了。我们可以证明,这样写出来的单位分数各不相同,符合之前提到的要求。当然,如果a很大的话,需要的单位分数的个数也会很多,但毕竟总是有限个。

所以,埃及人的做法还是有一些道理的,既然所有有理数都可以写成不同的单位分数的和,那么用单位分数来表达有理数也没什么毛病,除了写起来可能复杂一点。

为什么贪心不是件好事情?

当然,贪心算法给出的结果不一定是最好的。如果我们要将有理数写成单位分数的和,我们自然希望这个和越简单越好。这个“简单”有两个条件:一是单位分数的分母越小越好,二是用到的单位分数越少越好。很遗憾的是,贪心算法对这两点都做不到。

首先是第一点,在之前的例子里,我们用贪心算法将5/22写成了这几个单位分数的和:

5/22 = 1/5 + 1/37 + 1/4070

但仔细观察中间步骤5/22 = 1/5 + 3/110的话,我们可以发现一个分母更小的写法:

5/22 = 1/5 + 1/55 + 1/110

分母一下子变成了原来的四十分之一!所以说,有时候太贪心也不是什么好事。

然后是第二点,虽然我们知道,如果将m/n用贪心算法写成单位分数的和,这个和最多用到m个单位分数,但有时候我们可以做得比贪心算法更好。举个例子,如果要将5/121写成单位分数的和,那么贪心算法给出的结果是

5/121 = 1/25 + 1/757 + 1/763309 + 1/873960180913 + 1/1527612795642093418846225

这里边包括了五个单位分数,外加大得吓人的分母。但其实如果思考一下的话,会发现5/121可以写成简单得多的形式:

5/121 = 1/33 + 1/121 + 1/363

如果举一个更加极端的例子,我们可以考虑31/311,它可以写成

31/311 = 1/12 + 1/63 + 1/2799 + 1/8708

这个写法的分母有点大,但不算特别吓人。大家可以试一下用贪心算法来处理31/311,体会一下为什么贪心是不好的。

最简单的写法,能有多简单?

那么,将有理数写成单位分数的和,这种写法可以有多简单呢?数学家为了这个问题煞费了苦心。他们证明了,对于任意在0和1之间的有理数m/n,都能写成分母不超过O(n ln n (ln ln n)^4 (ln ln ln n)^3)的单位分数的和,又或者是写成最多需要O((ln n)^(1/2))项单位分数的和。这些界限大概有多大呢?我们知道,对数函数ln的增长非常非常慢,十的对数ln(10)比2大一点点,一万的对数ln(10^4)也只比9大一点点,一百万亿的对数ln(10^15)也只是34.5多一点,即使到了10^100,它的对数也只是230。所以,n的对数在n面前基本上可以忽略。也就是说,任意在0和1之间的有理数,都能写成分母比原来大好几倍但远远小于原来分母平方的单位分数的和。它也有一种表达方法,最多需要对数开平方这个数量级那么多项,对于我们能想象的范围,大概就是个几十项的样子。数学家还猜想,其实项数不需要那么多,只需要O(ln ln n),也就是对数的对数这么多项就可以了,但到目前为止还没有人能证明这一点。

有些数学家甚至将“省事”推到了极致。大数学家埃尔德什和施特劳斯猜想,任意形如4/n的有理数,都能写成最多3个单位分数的和:

4/n = 1/a + 1/b + 1/c

对于所有小于10^14的数,这个猜想都成立,而且数学家也证明了这个猜想对几乎所有的n都成立。但是不是真的对所有n都成立呢?这还是个未解之谜。也许你可以试试找出一些公式,给出一部分n的解答。

Source: 科学松鼠会 | 19 Sep 2018 | 8:30 pm(NZT)


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奶茶正在毁掉中国人的健康?去年的陈饭今年又炒一遍

奶茶是年轻人非常喜欢的饮料。中国一家奶茶企业的年销售量高达几十亿,而许多“网红奶茶”更是门庭若市。不过,最近网上热传一篇《奶茶正在毁掉中国年轻人的健康》。光是这个标题就让人触目惊心,不知道要不要去“喝杯奶茶压压惊”。

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其实这事儿完全不新鲜。去年上海市消保委就发布过一个“奶茶比较试验”情况通报,总结出了奶茶成分的 “三大真相”,号称“令人大吃一惊”。当时也引起了巨大反响,许多人呼吁“有关部门出来管一管”的趋势。

去年写过对此通告的解读。简而言之:吃惊,是因为对奶茶这种饮料缺乏常识!

这个检测和通告的内容并没有什么新意,下面简要评析一下所谓的“真相”。

奶茶居然含有咖啡因?

奶茶含有咖啡因这事儿居然“让人大吃一惊”,才真是让人大吃一惊。

茶含有咖啡因,这跟米饭中含有淀粉一样,应该是个常识。茶叶中的咖啡因含量一般在2-4%,茶水中有多少咖啡因,取决于茶冲泡得浓还是淡。咖啡因是苦的,茶水的苦味就来源于它。在奶茶中,蛋白质和甜味的存在掩盖了一部分咖啡因的苦味,使得奶茶不像纯茶那么苦。

但是,只要有茶,它就含有咖啡因。

至于说一杯奶茶的咖啡因含量相当于几杯咖啡,其实相当无厘头。奶茶的“一杯”,跟咖啡的“一杯”,体积差了好几倍呢。

至于说 “含咖啡因却未做提醒”的指控,就更是“滥用知情权”了。奶茶是茶饮料,所有的茶中都含有咖啡因。没有咖啡因的奶茶,那就是“造假”“伪劣产品”了。奶茶提醒“含有咖啡因”,就像果汁提醒“含糖”,鸡鸭鱼肉提醒“含脂肪”了。

关于“无糖”和“无添加糖”的文字游戏

没有适当甜味的奶茶多数人是不喜欢的。即便是尝不出明显甜味的“无糖奶茶”,往往也需要有一定的糖来调味。

检测的网红奶茶们,多少有含有一些糖。

“无糖奶茶”的争议,其实是“无糖”的文字游戏。

国家标准对预包装饮料的“无糖”声称有要求:糖含量不超过0.5克/100毫升。按照这个标准,这些奶茶宣称“无糖”确实是违规的。不过,国家标准对现制饮料的“无糖”声称没有进行界定,而奶茶店其实是把“无添加糖”混同于“无糖”。也就是说,不“额外添加糖”,但是奶茶的原料(比如植脂末或者奶油)可能会“带入”。当然,也不排除有些奶茶店“偷偷加了不承认”。对于现制奶茶来说,这种操作是否算作“欺骗消费者”,需要食药监管部门的澄清。

关于反式脂肪和脂肪

目前没有奶茶的国家标准。在《饮料通则》和《固体饮料》的国家推荐标准中,都可以填入“辅料和食品添加剂”,所以在奶茶中使用植脂末是合法的。

除了少数“鲜奶奶茶”“原味奶茶”,大多数奶茶中的“奶”都是植脂末(俗称“奶精”)。不管是奶油还是植脂末,奶茶良好的口感都是来自于脂肪。

提醒消费者这一点,才是有意义的。尤其是“奶盖”,几乎就是脂肪集中营。

有一些植脂末会用部分氢化植物油作为原料,也就可能含有比较高的反式脂肪。在预包装食品中,用了氢化油的产品必须标注出反式脂肪含量。但是对于现制食品就没有这样的要求,这确实给公共健康带来了一定的风险,或许监管部门应该出台相应的管理要求。毕竟,“存在反式脂肪”并不是植脂末的必然,更不是奶茶的必然。因为“有的奶茶含有反式脂肪”,而让所有的奶茶都背上“含有反式脂肪”的锅,也是很不合理的事情。

最后总结一下:市场上的“网红奶茶”“现制奶茶”,确实含有咖啡因、相当量的糖和比较多的脂肪。它不能算是“健康的饮料”,但也并不比其他的饮料,比如碳酸饮料、果汁饮料、乳饮料、乳酸菌饮料,甚至某些“植物蛋白饮料”坏到那里去。媒体应该客观的介绍各种饮料的营养特点,给消费者真实准确的信息,而不是用耸人听闻的标题来“制造话题”。

本文来自云无心的微信个人公众号,系今日头条签约稿件,媒体转载须经授权

Source: 科学松鼠会 | 19 Sep 2018 | 10:30 am(NZT)

人类曾向数十万颗恒星广播过坐标,所幸那里应该无人接听

本文来自果壳网,地址在这里,未经许可不得进行商业转载

无知的人类曾有意向至少数十万颗恒星广播过我们的坐标。所幸,最近有研究显示,那里应该不会有外星人接收我们发出的信号。

向外星人发报

那是在1974年,世界上当时最大的单面射电望远镜刚刚完成改造。就在庆祝仪式上,人们打算用这面口径305米的阿雷西博天线,向宇宙发送一段无线电信号。这段信号经过精心设计,如果能够被正确接收和解码,就可以从中解读出关于人类的诸多信息,包括我们在太阳系里所在的位置。

在此之前,只有先驱者10号和11号,携带着刻有人类信息和坐标的铝板被发射升空。当时它们刚离开地球不久,正在“龟速”飞向太阳系外。算上后来旅行者号携带的镀金唱片,这些给外星人准备的小礼物,只能算是人类投向宇宙的漂流瓶,本身并没有明确的目的地,而且至少要上几万年才能真正意义上飞出我们的太阳系。

阿雷西博信号则不同,相当于一封无线电报,一经发出就会以光速飞离地球。用不了1天,它就能超过那些漂流瓶。不过,这封电报也同样需要上万年才能抵达目的地。人们给这封电报挑选的接收地点,是编号M13的武仙座星团,距离地球超过2.2万光年。

之所以选择M13,除了因为阿雷西博天线无法转动而它的方位又刚好合适以外,还有一个更重要的原因:M13是一个球状星团。

球状星团,是银河系里一类特别密集的星团,往往只有几十到上百光年宽,却密密麻麻聚集着数十万颗甚至上百万颗恒星。这些恒星有着共同的起源,通过彼此的引力结合在一起。

朝这样一个星团发报,一次性就能向数十万颗恒星广播我们的位置。在当时的人们看来,这意味着这封电报有更大的机会被外星人接收。既然如此,那何乐而不为呢?毕意在那个年代,霍金还没有警告说不要去主动招惹外星人,刘慈欣也还没有写出小说《三体》里的黑暗森林理论。

于是,有史以来第一次,人类以光速主动向宇宙宣告了自身的存在。

系外行星井喷

很多年过去了,地球上的人类对于外星文明的了解,仍然停留在主要靠猜的水平上。不过,关于要不要主动联络外星人,大多数人的观念已经从早年间的跃跃欲试,转变成了如今的谨小慎微。

倒也不能说在搜寻外星文明方面,人类一直毫无进展。至少,对于外星人可能的家园,或者说太阳系外的行星,人类的认识确实发生了天翻地覆的变化。

在1974年,人类还不知道太阳系外有没有行星,只能大胆猜测应该是有的。过了大约20年,第一颗太阳系外行星才被人类发现。而44年后的今天,被人类确认发现的系外行星数量达到了3823颗,散布在2860颗恒星周围。

更重要的是,这些发现让人类确定,行星在银河系里普遍存在,几乎每颗恒星都拥有自己的行星。就连地球这么大小和这么温暖的行星也并不罕见,平均每5颗恒星就拥有1颗。

这么多颗类地行星中,有多少诞生过生命,又有多少创造过文明?这些问题,今天的人类还给不出确切答案。反正,迄今为止,人类都还没有找到外星生命存在的迹象,更不用说接收到哪怕一例可以证明是外星文明发出的信号了。

不过,如果因此认为,宇宙中只存在人类这一个文明,恐怕就太过自大了一些。毕竟,像地球这样的行星,只在银河系中就有大约400亿颗呢

这也是越来越多的人如今反对主动向宇宙播报人类坐标的原因。毕竟,有这么多颗行星可能拥有生命甚至拥有文明,万一被不知道在哪里的外星人先发现了我们的踪迹,真招来星球大战可就不好玩了。

只可惜,开弓没有回头箭。1974年发送的阿雷西博信号,距离地球已经超过40光年,正以光速向M13球状星团里的数十万颗恒星飞奔。以现在人类的技术水平,肯定是没办法再追回来了。

好在,最近有一项研究暗示,球状星团里大概不会有类似地球的文明存在。

行星的地狱

M13并不是唯一的球状星团,像它一样绕着银河系转的还有大约150个。

天文学家其实一直都有尝试,想在这些球状星团中搜寻行星。就跟当年选择向M13发送信号一样,这么做的主要原因在于,有几十万甚至上百万颗恒星聚在一起,一次性就能观测大量恒星,搜寻行星的效率想必会大大提高。

然而,到目前为止,天文学家在球状星团里找到的行星,数量为零。

最近有一项新研究,可能揭露了背后的原因。天文学家分析了哈勃望远镜对半人马座ω星团的观测数据。那是银河系里最大的球状星团,很难确切数清楚其中有多少颗恒星,但估计总数应该超过1000万颗。哈勃望远镜对半人马座ω的中心部分进行了观测,就拍摄到了47万颗恒星之多。

剔除了看起来明显不健康的恒星后,天文学家对剩下的35万颗恒星进行了分析。他们发现,平均来说,这些恒星的质量大约是太阳的0.4倍。假设它们都拥有像地球这样的行星,那么这些行星到恒星的距离,最远能延伸到日地距离的大约一半,也就是7500万公里左右。

接下来,这些天文学家问了一个问题:在恒星分布如此密集的地方,相邻的恒星会不会破坏这些行星的轨道,甚至将这些行星系统彻底摧毁?

这个问题值得一问。在这个星团的核心附近,平均来说,恒星的间隔只有1/6光年!这已经很近了!要知道,离太阳最近的恒星,即半人马座比邻星,足足位于4光年之外。这也差不多是太阳附近恒星和恒星之间的平均距离。但在球状星团之中,恒星要紧凑得多。

而1/6光年,还只是平均值。天文学家对那些恒星作了数学计算,模拟了恒星之间发生近距离遭遇的频率。结果他们发现,对于那35万颗恒星中的任意一颗,平均来说每隔160万年,都会有另一颗恒星闯入离它不到7500万公里的区域之内。

这相当于,有另一颗恒星从地球和太阳之间穿过。可以设想,这样的场景如果真的发生,我们的太阳系会被破坏成什么模样。更何况,如此超近距离的遭遇,在一颗恒星漫长的一生里,还会反复发生成千上万次之多

于是,结论显而易见了。没有任何一个行星系统,能够在如此频繁的近距离遭遇中幸存下来!闯进来的恒星会透过引力,将行星从原本的系统中拽出去,把它们抛入星际空间。在经过几次这样的近距离遭遇之后,球状星团里不可能再有任何行星围绕着任何一颗恒星运行。

2万多年以后,当携带着人类信息的阿雷西博信号终于抵达目的地时,它将要传遍的那数十万颗恒星的周围,恐怕不会有任何生机勃勃的行星存在,更不用说会有类似地球的外星文明来接听和解读这封电报了。

如今看来,对于人类来说,这大概算是一个好消息吧。

Source: 科学松鼠会 | 18 Sep 2018 | 10:28 am(NZT)

只知道石蕊酚酞?大自然玩过的酸碱指示剂比你多多了

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在化学实验室里,有一类物质很容易吸引人的眼球,那就是会在不同条件下变色的酸碱指示剂。比方说石蕊分子在酸性或碱性状态下的结构不同,分别显现红色和蓝色,而在中性的时候,则呈现两种颜色的混合色彩,也就是紫色。

化学家是怎么制出这么神奇的物质的?

其实,人类只是发现了石蕊,而它的“发明权”要归给大自然。石蕊是一种存在于地衣类生物中的天然色素,近代化学之父波义耳发现了它的变色功能之后,便将其提取出来,请到了实验室里。

大自然玩过的酸碱指示剂可不只这一种。

葡萄、蓝莓、紫甘蓝,有着类似的颜色,这是因为它们都含有花青素,而花青素具有和石蕊类似的变色特性,在厨房就可以实操一下:炒紫甘蓝的时候,放一点点醋,菜是红色的;加一点碱面儿,结果就是蓝色;什么都不加的话,通常就是紫色了。

那为什么化学家选择了石蕊,而不是更常见的花青素呢?这是因为花青素除了变色的性质外,还有很好的还原性,容易被氧化。也正因如此,许多研究表明花青素可以延缓细胞衰老、抑制癌细胞生长。这些研究大多还停留在体外及动物实验,花青素对人体的作用还没有定论。不过,这些含有花青素的果蔬本身也是美味且富有营养的食物。

不只是植物,就连动物也能指示出酸碱,只不过并非变色那么简单。

在海面以下几千米的地方,暗无天日,这里的海鱼大都练就了一身寻找酸性海水的本领。酸,是海底火山喷发带来的副产物,含硫的灰烬会将周遭的海水染成强酸性。火山附近食物丰沛,找到并适应了酸性海水的动物们得到了丰厚的回报,能在食物紧缺的海底活下去。从某种程度上讲,它们也是“指示剂”。

到了浅海,以碳酸钙为主的珊瑚礁,成了另一种“酸碱指示剂”。当海水处于碱性或中性的时候,珊瑚礁可以稳定地存在,可要是遇到酸性环境,它们便会溶解乃至消失。受环境污染的影响,海水酸化正在成为一个全球性的问题,一些地区的珊瑚礁不仅不再生长,反而还在衰退,如果任由这样的生态灾难延续,或许我们就将见证一场海洋生物的大灭绝。

如果说珊瑚是海洋里的酸碱指示剂,提醒我们要保护环境,那么在陆地上,也不乏各种指示剂,让我们对大自然的鬼斧神工感到敬畏。例如,我国南方有大面积的红土地。有这样鲜明的红色指示,基本可以确定土壤是酸性的。

原来,土壤之所以呈现红色,是因为其中含有大量的铁元素。铁元素在自然界的风化之下,最终会以三价铁的形式稳定存在。三价铁也会和水发生化学反应,水解出一些氢离子,故而显酸性。在红土上种植作物时,可以施用石灰,降低土壤酸性。

自然界的酸碱指示剂,于时间的沧海桑田中见证了物种的进化、地质的演变,也给我们以无穷的科学启示。

Source: 科学松鼠会 | 17 Sep 2018 | 6:27 pm(NZT)

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租客死亡是否要自如甲醛房来背锅?科学判断和法律追责是两种逻辑

最近,某阿里员工患白血病离世的消息吸引了巨大关注。原因在于当事人入职前体检一切正常,租住了自如的公寓之后得白血病,而后家属检测发现“房内甲醛严重超标”。事件在网络上引起了巨大争论。甲醛是否导致白血病?逝者的白血病与房子什么关系?自如该承担什么样的责任?我们来分别解析。

甲醛是否导致白血病?

这个问题的争论很激烈,专业人士的观点也相差巨大。有的人认为“甲醛超标会导致白血病”,有人认为“甲醛导致白血病的证据不充分”,而这一科学表达被某些人演绎成“甲醛不会导致白血病”。

科学事实到底如何呢?

已经有很多专业机构收集整理过关于甲醛与白血病研究的科学证据,而美国癌症协会(ACS)又总结整理了他们的结论。这里直接引用ACS整理的要点:

1、 在大鼠实验中,吸入甲醛与鼻腔癌和白血病有关。

2、 有几项流行病学调查研究显示,长期接触甲醛大大增加了从业人员的白血病风险,但不是所有的研究都支持这一结论。

3、 有一项研究显示,长期接触甲醛的工作人员中,骨髓白细胞发生染色体改变的几率高于常人,这一结果支持甲醛增加白血病风险的结论。

4、 美国国家卫生研究院(NIH)下属的癌症研究所(NCI)认为:基于目前的研究证据,可以认为“接触甲醛可能导致人体白血病,尤其是髓系白血病”。(髓系白血病就是逝者所得的那种白血病。)

5、 世卫组织下属的国际癌症研究署(IRAC)基于甲醛增加鼻咽癌和白血病,把它列为“人类致癌物”。

6、 由NIH、CDC和FDA等机构建立的美国国家毒理部(NTP),把甲醛列为“已知对人类致癌”,没有针对白血病的做描述。

7、 美国环保署(EPA)把甲醛作为“可能对人类致癌”,没有针对白血病的描述。

从科学证据的确切性来说,“甲醛导致白血病”可以说是“证据不够充分”,但这里的“证据不够充分”不能理解为“甲醛不会导致白血病”。

自如的房子跟逝者的白血病什么关系?

在逻辑上,或者说“科学结论”上,现有证据并不足以证明白血病是房子的甲醛超标导致的。实际上,也无法建立二者之间的因果关系——需要注意的是,这里的“无法建立”跟“不存在”是两码事。换句话说,是“无法证实”也“不能否定”的意思。

实际上,不管是白血病还是其他癌症,都是多种因素导致的。科学研究能够找出各种“风险因素”,提出防范的措施,但当针对一个具体的病例,并不能确立“某个风险因素”和“得病后果”之间的因果关系。

自如该承担什么样的责任?

在通常的司法判决中,总是要根据“行为与后果”的因果关系来判决。而这个案件中,“事实“上的因果关系在“证据”层面上几乎无法建立。在科学上,我们可以“搁置争议,等待进一步的证据”。但在司法上,必须要做出判决:要么自如担责,要么不担责(象征性的赔偿其实不是担责,而是“抚慰”)。

在我国的司法体系中,以前很少有类似的判例案例。这个案子最终如何判,更重要的是取决于司法逻辑,现在不好推测。

在国外有许多类似的案例,比如著名的“爆米花肺”案例。如果采取国外的判决逻辑,那么:除非自如能够证明逝者还经历了“其他更可能原因”导致白血病,否则他们就得把这个锅背起来。这里有一个隐含的逻辑:作为企业,你把“问题产品”提供给了消费者,那么在判决中就要受到更“严苛”的对待。这就像在交通事故处理中,如果一方是酒驾,那么在责任判定中就会“偏袒”另一方。这种逻辑,是通过这种“不公平的判决”,来促使所有人(尤其是强势者比如大企业)遵纪守法,从而保护大多数人的利益。

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Source: 科学松鼠会 | 17 Sep 2018 | 10:27 am(NZT)










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