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马年里说“草泥马”
导语:2009年初,中国的网民除了欢度春节,还迎来了一堆欢乐的圣物,其中就有著名的“草泥马”。如今,马年到了,“草泥马”再度走红。嫣然要成为马年的象征。它们应该过马年么?
作者:百度知道网友 花落成蚀(科学编辑)
2009年初,中国的网民除了欢度春节,还迎来了一堆欢乐的圣物——百度十大神兽。其中,就有如今广为人知的“草泥马”。一开始,虚构的草泥马拥有斑马的外形,但在流传过程中,被换上了更为喜感的羊驼的图片,于是形象就这么固定了。
五年不到,草泥马便从陌生生物变成了中国人最喜闻乐见的动物。动物园中若是没有几头“神兽”,便在市民面前抬不起头。“百度十大神兽”事件,便是大多数中国人认识羊驼的开始。
如今,马年到了,“草泥马”再度走红。嫣然要成为马年的象征。它们应该过马年么?

大羊驼和羊驼
如果你仔细观察,至少能在动物园中观察到两种“草泥马”。一种各自比较高,身上的毛也比较短,看起来比较精瘦;另外一种个子较矮,身上的毛蓬得特别喜感,又是会被人修建成奇怪的发型。前者是大羊驼(Lama glama),后者是羊驼(Vicugna pacos)——在早期的“草泥马”流传形象当中,后者才是真正的神兽。
这两种动物来自南美洲,它们都是家畜,大羊驼主要被当作驼兽兼产毛,小羊驼的工作正好反了过来。在那儿,它们各自还有一种亲戚。大羊驼是从古代的原驼(Lama guanicoe)中驯化过来的,羊驼的祖先则是数千年前的小羊驼(Vicugna vicugna,也叫骆马)。这四种动物,隶属于骆驼科,它们和双峰驼、单峰一样,是这个并不算太繁盛的家族仅剩的成员。

原驼和小羊驼
那么,骆驼和马关系近么?相当的远。

注意看蹄子
让我们来仔细观察一下马和羊驼的蹄子。马蹄的样子大家肯定都知道,是个近似于圆形的一大块。而羊驼的蹄子,看起来分成两瓣儿。它们隶属于两个大类:马是奇蹄目的,羊驼隶属于鲸偶蹄目(没错鲸目和偶蹄目合并了)。奇蹄和偶蹄这两个名词,顾名思义也能看懂。马的蹄子是它中指上的脚趾,现生的马四足都只剩这一根指头,抬起来就是骂人。
相对马来说,“草泥马”们倒是和牛、羊、鹿关系近一些。但下面这个信息,可能会让你大跌眼镜:骆驼科隶属于胼足亚目,现代分子生物学证据显示,这个亚目与牛、羊、鹿隶属的反刍亚目之间的关系,可能还没有后者与鲸鱼之间的关系近。分子生物学发达之后,成为了分类学家的利器,但也常常“破坏式创新”了许多分类方式。
那么,羊驼这么萌,适合养来当宠物么?
非常适合。
经过南美洲亚马逊人几千年来的驯化,大羊驼和羊驼都成为了温顺的家畜。尤其是大羊驼,素有聪慧之命,教它们一些简单的动作,只要试几次就会。许多饲养大羊驼的人,认为这种动物的性格和狗类似,非常亲人。更为关键的是,不管是大羊驼还是羊驼,味儿不大,还不太需要照料,生气时也较少伤人。当然,被逼急了兔子还会咬人呢。骆驼们自卫时,首先会吐口水——当然不是单纯的口水,还包括没消化完的食物以及胃液,相当恶心——被逼急了它们的牙可不是闹着玩的。
但问题又来了:这两种动物,都是土豪的宠物。它们的身价很高,而且要养一只“草泥马”,还需要大块的土地来放养,这些动物不耐寂寞,因此要养的话最好不要只养一只。这样一来,花费就会呈几何级上升。
马年了,找个时间去你们城市的动物园看看“草泥马”吧,毕竟它们的名字中有个“马”字(不过请记得不要在动物园投喂动物)。当你和这些动物睫毛长长的眼睛对视上几秒,你会发现它们不只是网络神兽,它们拥有让人安静的魅力。你会彻底爱上这种动物。


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为什么有些单词见过很多次,却总没记住?
导语:只要你学过英语,一定会有这样的经历:有的单词一眼望去,就知道是以前见过的,可就是记不起来这个单词是什么意思。这是怎么回事呢?
作者:百度知道网友 草丝衫 (神经科学在读博士)
只要你学过英语,一定会有这样的经历:有的单词一眼望去,就知道是以前见过的,可就是记不起来这个单词是什么意思。这是怎么回事呢?或许你会认为:这是因为记得不牢呗,多记上几次,下次我和这个单词就“彼此认识”了。可是,我们和这个“似曾相识”的单词,那次匆匆一别之后,大脑究竟发生了什么呢?
让我们先情景重现一下。那一天,我的确是在背单词的过程中,看到了这个单词。不仅如此,我还读了几遍,写了几遍。然后,就接着去记忆其他的单词了。于是,“见过”的确是发生在我与这个单词之间的事实。问题是,当我们若干天后重逢时,我却不再认识它了。能够说出这个单词的含义,读出这个单词的发音,甚至能够将其拼写出来,才能算是真正“认识”吧。于是,我和这个单词之间的故事可以分成上下半集。上半集的关键词是“见过”,下半集的关键词是“认识”。
“见过”其实属于内隐记忆
先说说上集吧。“见过”这个过程其实有个洋气的专有名词,叫做内隐记忆(implicit memory)。既然是“内隐”,就说明这种记忆是比较低调的。但是,低调往往是需要资本的。没有资本,低调干啥用啊。让我们一起看看“内隐记忆”低调的资本。
首先,内隐记忆之所以号称“内隐”,是因为其属于另一类记忆任务,这类任务和我们通常所讲的记忆不同,不要求我们有意识地去回忆所学习的内容,但可以在操作某些与这些内容有关任务的过程中,将所学内容不自觉地反应出来。比如,我对单词的“似曾相识”就是这个反应过程。
其次,内隐记忆是通过间接测量和推理得出的,是一种假设的记忆系统的名称。这就意味着内隐记忆是比较抽象的,往往不能通过技术手段直接表现出来,而是需要通过一些测量来推理其客观存在。比如,我就解释不清是怎么对那个单词“似曾相识”的,因为那个过程太抽象了,太不“实在”了。 可是,有这么个简单的实验可以让我们发现它。比如,当我们看了很多遍的“江”这个字,现在让你写一个“氵”偏旁的汉字,我们就很有可能写“江”字。
目前,绝大部分的内隐记忆研究工作都是关于启动效应这一现象的。启动效应(priming effect)是指由于近期与某一刺激的接触而使对这一刺激的加工得到易化。说得简单点,那就是内隐记忆可以做个引子,这个引子可以把我们大脑子与这个引子相关的其他记忆内容启动起来。比如,我觉得那个单词我见过,紧接着,我的大脑开始去思考,那个单词怎么读,怎么写,是什么意思,而这些过程就是我和单词故事之间的下半集内容——“认识”。
“见过”和“认识”怎么就不一样?
和“见过”内隐记忆相对,“认识”的过程明显属于外显记忆。外显记忆也就是我们最常去讲,也最让我们头疼的记忆。我们正常人学习成绩的好坏,记忆受损患者的记忆力衰减情况都是通过这个“外显记忆”来评判的。所以 “外显记忆”往往让我们又爱又恨。和“内隐记忆”的低调不同,目前。研究者们普遍认为外显记忆和内隐记忆主要有这么几点不同:
首先是大脑对二者的加工不同。比如,单词都有其含义,我们能够通过通过理解单词的含义,用其造句,使用到具体的语言交流之中,这就属于“意义加工”。而这种意义加工对外显记忆作用很大,也就是说理解有助于“认识”。可其对内隐记忆却没有太大作用,也就是说理解对“见过”意义不大。
第二,你若仅仅“见过”,“听”到时可能就觉得陌生了。心理学上对这个过程的解释是:学习和测验呈现方式的变化,对两种记忆具有不同的影响。可以这么解释,如果你对某一单词的学习通过“见”来实现的,那么当对你进行测试时,采用“听”的方式,你的可能会觉得很陌生,也就是说你的内隐记忆成绩下降了。可是如果你已经形成了外显记忆,那么不论你测试时是“见”还是“听”,都能认识。也就是说学习和测试方式的不同,不会影响你的外显记忆。
当然,两种记忆在大脑中的活动也不相同。外显记忆就是传统意义上的记忆,其主要是由于大脑的海马结构和其周围的大脑皮质的活动导致的。而现在的脑科学发现,在基底神经节、小脑、右侧顶叶等脑结构中都可能涉及了不同的内隐记忆任务。所以,内隐记忆要比外显记忆还要复杂。而且,研究人员早就发现,失忆症患者虽然外显记忆能力丧失了,但其内隐记忆能力仍在,且能够应用内隐记忆实现一定的学习能力。
说了这么多,我想你还是和我一样,对这些抽样的概念稀里糊涂。好吧,先不管它,让我们做一个测试:来去的“来”加上“氵”念做“lai”,那么来去的“去”加上“氵”念什么呢?你可别告诉我念“qu”啊。明明是熟悉的“fa”,可为什么我们那么想去念“去”呢?这就是因为我们受到了内隐记忆的干扰。“涞”的构字方式的内隐记忆干扰了“法”的外显记忆,从而影响了我们的第一反应。
当然,我们也可以利用内隐记忆和外显记忆的关系。比如,网上曾经流传,要想记住自己究竟有没有锁门,就得在锁门后打上一套降龙十八掌。这也不无道理,毕竟降龙十八掌不好打,得调动我们的“外显记忆”,可这“外显记忆”却是和“锁门”这个再简单不过的动作紧密相连的。我们只要能够记得打过降龙十八掌,就自然而然记住了锁门这个“内隐记忆”了。久而久之,每当我们进行“锁门”这个内隐记忆时,也会启动打套降龙十八掌这个外显记忆。“外显记忆”与“内隐记忆”相互配合,妈妈再也不用担心我的“锁门”了~
现在,我终于知道为什么这个单词我见过,却不认识了。因为我记得不够认真,没有使用“外显记忆”。实在记不住,也打套降龙十八掌试试!


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酸奶里的益生菌值得买吗?
导语:酸奶中的益生菌是怎么回事?自己家里做酸奶的时候,是不是也要选含益生菌的菌种?是不是益生菌菌种越多越好?
作者:范志红(中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授,中国营养学会理事)
酸奶中的益生菌是怎么回事?自己家里做酸奶的时候,是不是也要选含益生菌的菌种?是不是益生菌菌种越多越好?
的确,现在酸奶中的菌种名目繁多,消费者常常看得眼花缭乱。因为有了益生菌,一些产品的宣传中往往会暗示到促进消化、改善免疫、通便、美容等等潜在功效。这些益生菌和普通菌有什么区别呢?这就要先说说,做酸奶需要哪些菌,益生菌和它们有什么关系。
一般来说,能分解乳糖产生乳酸的细菌通称为乳酸菌。乳酸菌包括很多类别,比如按大类分,有乳杆菌属、链球菌属、明珠串菌属、双歧杆菌属和片球菌属等若干属,其中每个属下面又分为好多个种,每一种细菌各有名字。非专业人员听起来会很晕,不过没关系,这些都不用记,大家只需要记住几个重要的菌就行了。
要做酸奶,有两种菌是必不可少的。这就是“嗜热链球菌”(英文代号为S)和“保加利亚乳杆菌”(英文代号为L)。嗜热链球菌是链球菌属的一种,而保加利亚乳杆菌是乳杆菌属的一种。这两种乳酸菌存在“共生作用”,它们相互帮忙,能够促进产酸速度,让酸奶能正常凝固,而且能产生比较好的风味。用这两种菌混合培养制成发酵剂,然后加到牛奶当中,在40-42度的温度下保温培养几个小时,就可以把液态的牛奶做成凝固的酸奶了。
可以这么说,几乎所有的市售酸奶里面都有这两种菌。这两类乳酸菌对人体也有好处,但作用比较弱,而且它们本身不能在大肠中定殖,而是“一过性”的保健菌,也就是说,这些菌只在通过胃肠道当时发挥点作用,却不能起到“调整肠道菌群”的作用。而且,它们实在太常见了,任何酸奶中都有,所以,它们不那么“值得”大做文章。
如果乳制品中添加了这两种菌之外的其他保健菌种,也就是一些作用比较强的“益生菌”,商家就会大做文章了。所谓益生菌,是通过改善宿主肠道菌群平衡对宿主发挥有益作用的活的微生物的总称。乳制品中常常加入的益生菌主要是嗜酸乳杆菌(代号为A)和双歧杆菌(代号为B,其中包括多个品种),还有一些乳酪乳杆菌的菌株,以及其他一些菌株如LGG等。这些菌种经过长期筛选,经过科学研究,证明保健作用比较强,而且有可能在体内定植。只要添加了这些菌种,生产商一定要想办法让你知道,突出它们可能具有的好处,比如改善消化吸收,比如减少肠道感染危险,比如调节肠道菌群,比如免疫调节作用,等等。
那么,为什么所有酸奶中都要加S和L这两个菌种,而不是全部用A和B这些益生菌来发酵做酸奶呢?这是因为,单独用这些益生菌发酵的乳制品口感不理想,风味也比较差,或者它们生存条件苛刻,很难保证用制作普通酸奶的方法发酵成功。比如说,双歧杆菌(B)是厌氧菌,它们非常娇气,只要一见氧气就会死亡,而一般发酵方法很难完全避免氧气。因此,为了保证做出来的酸奶味道和口感令人满意,通常都会将各种益生菌与S和L这两个“常规”菌种混合搭配使用。目前最常见的益生菌酸奶是在S和L之外再添加A菌和B菌中的某些菌株。
那么,是不是只有含益生菌的酸奶才值得喝呢?其实也不一定,要看你喝酸奶时究竟想要什么。传统酸奶不含有活性乳酸菌,但其营养价值也不能被忽视。这是因为,在乳酸菌发酵过程中,牛奶的营养成分并没有减少,而且这个过程分解了乳糖,维生素含量有增加,钙的利用效率上升,还产生了帮助分解乳糖和蛋白质的酶类等。所以,即便没有特殊的益生菌,喝酸奶也是有益处的。
益生菌酸奶除了具有乳酸菌发酵过程中产生的一系列有益人体的物质外,还含有的活性乳酸菌,有利于调节人体肠道微生态的平衡。理论上来说,它会比普通酸奶再增加一些好处。然而,益生菌并不是吃一两个菌就有用的。一定要达到足够的活菌数,才能起到足够的保健作用。从益生菌的研究报告来看,要达到10的8次方甚至10的10次方以上,才能有足够的保健活性。
可是,我国法规至今还没有对酸奶产品中任何一种益生菌的活菌含量做出硬性要求。也就是说,我们无法知道自己所购买的益生菌酸奶中到底有多大比例的益生菌,它们有多大比例还活着,是否能达到广告中所宣传的种种好处。所以说,至少目前还没有办法说,酸奶里含的保健菌种类越多,酸奶的保健价值就越高。只能说,相比而言,它可能比其他产品略多一点好处,但好处多大,尚无法评价。
最后还要说说,“活性乳酸菌饮料”和益生菌酸奶有什么不同。酸奶是用牛奶加菌种发酵液再加糖制成的,完全不加水,蛋白质含量通常在2.3-2.8%之间。它的主要功能是提供蛋白质、钙和多种维生素,比牛奶容易消化吸收,不会引起乳糖不耐所致的腹胀产气问题,但它并没有直接的疗效功能,通常也不保证有多少益生菌的活菌数。
市面上的乳饮料当中,只有“活性乳酸菌饮料”含有活乳酸菌。其他乳饮料,有的根本不是发酵制成,只是牛奶+水+糖+酸+香精+增稠剂做的,也有的是牛奶+乳酸菌发酵之后,把乳酸菌杀死,然后再+水+糖+香精+增稠剂做成,都不能提供活乳酸菌。
活性乳酸菌饮料和酸奶还是不一样,它是含有大量活益生菌的乳饮料。也就是说,其中主要成分是水,糖,酸,香精和益生菌培养液,牛奶的比例比较低。它的优点是是保证含有大量的活的益生菌,能起到这种特定菌的保健作用;缺点是糖分大,蛋白质、维生素和钙等矿物质含量比酸奶低得多。可以这么说,它只补“益生菌”,不补其他营养素。
不论是酸奶还是活性乳酸菌饮料,它们都需要放在低温下保存,而且保存时间越长,活菌数就会越低。如果在常温下放置,活菌数下降的速度会比低温快得多,所以如果一定想吃到活菌,那种在冷柜外面卖的产品是不值得买的。
最后说说家庭制酸奶的菌种,道理也是一样的。没有保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌这两种菌,酸奶就很难做成,或者风味很难令人接受。有这两种菌就足以做成酸奶。如果想增加其他保健菌,也一定要按照说明上建议的比例,和这两种菌混合使用才可以。
如果不买菌种也没关系,只要找到市场上自己比较喜欢的含益生菌酸奶,舀一勺用来当菌种,混在牛奶里,就可以做菌种了。为保证制作成功,用成品酸奶做菌种的合理比例是1份酸奶加入10-20份的牛奶当中。做成的酸奶,最多只能再做一次菌种。传代的次数多了,酸奶凝固会越来越慢,风味也会变差,还可能因为污染杂菌而影响安全性。
自己制作酸奶的好处是可以吃到最新鲜的酸奶,保证活菌数不因为长期冷藏而下降。但是,其中究竟有多大比例的菌是保健菌,还是不可能知道。所以也不必太过执着于保健菌的种类多少,更不能全用保健菌种来做酸奶。


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日本最新研究发现地表下1400公里处依然有水
作者:科学公园
日本一项最新研究称,地表下约1400公里的深处尽管有高温高压,但也存在着水分。这一发现将有助于弄清地球等有水行星的诞生之谜。
日本爱媛大学等机构的研究人员说,随着板块的下沉,海洋等处的水会作为矿物成分被“搬运”到地球深处的地幔。但是随着深度增加,温度和压力也会上升,水分可能被从矿物中挤出。此前研究人员一直认为约1250公里的地下深处是水分存在的极限,新发现颠覆了以前的认识。
此次,研究小组制作出成分等同于蛇纹石的矿物,然后放入高温高压的实验装置中,模拟相当于地表下约1400公里的环境。结果发现,这种矿物变成了含水的其他矿物。研究小组由此认为,在地表下1400公里的深处也存在水分,并将新矿物命名为“H相”。
蛇纹石存在于板块中,是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称,它们的颜色往往是青绿相间像蛇皮一样,故而得名。
研究人员向“H相”添加铝之后,发现在温度和压力更高的环境中,水分仍然不会散失。由于地幔中也存在铝,研究小组推测,“H相”能把水分搬运到地表以下2900公里的地幔与地核交界处。
从地表到地球中心的距离约为6400公里,研究小组指出,地球内部的水分量曾被认为相当于海水的数倍到数十倍,不过一直没有弄清详细构成,此次发现则显示地球内部的水量应该更多。
相关论文已经刊登在英国《自然—地学》杂志网络版上。研究员西真之指出:“希望这一发现有助于弄清地球深处的水量和地球为何会存在大量的水。”
-摘自 知道日报


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除了白糖之外,甜饮料里最喜欢加的甜味来源是果葡糖浆。它通常是用粮食淀粉来制作的。先把淀粉水解成葡萄糖,再用葡萄糖果糖异构酶转变成果糖和葡萄糖的混合糖浆。葡萄糖甜味清凉,但甜度只有白糖的60-70%;果糖低温变甜,而且甜度是白糖的1.6倍。这两者混合起来,对于生产清凉饮料和冷饮来说,那真是增甜绝配了——低温下有清凉爽口的纯正甜味,同时甜度也非常令人满意。但是很遗憾,这个产品营养价值也非常低,和白糖有的一拼。就目前研究证据看,果葡糖浆从健康角度来说比白糖没有任何优势。
葡萄糖
老百姓通常认为,葡萄糖是个好东西,因为病人在无法进食时都要静脉输入葡萄糖,就以为它是营养品,买给小孩子和身体虚弱者吃。其实对于可以正常消化吸收的人来说,吃葡萄糖还不如直接吃各种淀粉类主食,因为淀粉就是大量葡萄糖连接而成的大分子,人体又非常善于拆解这个分子,把它变成单个的葡萄糖。葡萄糖粉也非常纯,其中不含有其他的营养物质,所以买葡萄糖吃实在是没什么“滋补”好处,喝浓了还会因为渗透压过高而引起胃肠不适。
葡萄糖的甜度低于白糖,增甜效率低,防腐性也差,所以商家很少用它来做普通甜饮料或果脯蜜饯什么的,即便做,也要加其他甜味剂来增甜。但是它也有优点:它相对不容易吸潮,放在面食里烤制还会促进上色褐变,所以做饼干的时候常常喜欢加一点葡萄糖浆。
葡萄糖无需消化就可以被人体直接吸收,所以它是一种极高血糖反应的糖,血糖指数高于白糖。喝了葡萄糖水,在快速升高血糖,并造成一个巨大血糖峰之后,血糖水平又会迅速掉头下行。对于很多人(不是糖尿病人也不是低血糖患者的正常人)来说,血糖会跌破正常下限,带来一定程度的低血糖反应。所以,喝了葡萄糖之后,再觉得饥饿的时候,会饿得特别难受。平日血糖控制能力差的人还会发生心慌、急躁、手抖、腿软、虚汗、思维能力下降、甚至眼前发黑等明显的低血糖反应。所以,无论低血糖症患者还是糖尿病人,最好都不要用葡萄糖。
适合用葡萄糖的情况也不是没有,比如发生严重腹泻,无法进食,用葡萄糖和电解质配成渗透压适当的液体,可以用来补充身体的能量损耗和纠正电解质失调。这时也不能太浓,否则更会刺激胃肠道。另外,运动员和健身者为了消除疲劳并迅速恢复身体的糖原储备,也可以用葡萄糖,和电解质、维生素、氨基酸或蛋白质等成分配合,在训练后饮用。
果糖
果糖是个化合物,和“水果里的糖”概念不一样。水果里通常有果糖、葡萄糖、蔗糖三种类型的糖,只是不同水果中三者的比例略有不同。比如说,在葡萄当中,通常果糖和葡萄糖各占将近一半,只有不到10%是蔗糖;在草莓当中,也有一半是果糖,其余80%是葡萄糖,20%是蔗糖;在西瓜当中,超过一半是果糖,而葡萄糖和蔗糖各占一半;而桃子当中,蔗糖占了一多半,其余果糖和葡萄糖数量相当,还有微量的麦芽糖(美国农业部食物成分数据库)。
果糖和葡萄糖的性质有所不同。它不仅更甜,而且极端易溶于水,还喜欢吸潮。所以它适合做饮料,或者加入到那些希望保持柔软的甜食当中。果糖的特点是血糖上升慢,不需要胰岛素来调节。所以销售果糖的产品通常会以此大做文章,让人们误以为它适合糖尿病人食用。但这其实是个误区。因为现有研究已经证实富含果糖的饮料对预防糖尿病有害无益,而且促进肥胖和痛风。
有研究认为,与葡萄糖相比,果糖因为不能及时升高血糖,所以绕开了部分食欲控制机制,摄入后不能带来足够的饱感,高果糖食品很容易摄入过量。而过多的果糖会在肝脏中合成脂肪,并升高血中的甘油三酯。也有研究发现果糖会妨碍人体对铬元素的利用,这也不利于血糖的控制。
同时,果糖还有一些麻烦。那就是部分消化能力较弱的人对它有不耐受反应,他们不能很好地吸收果糖。不吸收的果糖会因其高渗透压对小肠产生刺激,还会促进小肠中细菌的增殖,从而带来腹泻之类的不适症状。
蜂蜜
除此之外,还有最古老的蜂蜜,它的主要成分是果糖、葡萄糖和蔗糖,其比例因品种而异。一般来说,冬天不容易结晶的天然蜂蜜,其中果糖比例大一些,因为果糖最难结晶。溶解度最低的是葡萄糖,所以葡萄糖高的蜂蜜比较容易结晶沉淀。在给蜂蜜掺假的时候,如果添加果葡糖浆,最难以鉴别出来,因为本来蜂蜜里就有这两种物质。
天然成熟蜂蜜中,总的糖含量超过85%,足以抑制各种微生物,所以蜂蜜是久存不坏无需顾忌保质期的食品。假如看到自己所买的蜂蜜发生了冒泡、有酒味、变酸之类的变化,几乎可以肯定,这蜂蜜不够纯,里面掺了水和甜味剂,或者不是成熟的蜜,糖含量不达标。这样的蜂蜜当中已经有大量微生物,如果实在舍不得扔掉,可以把它加热蒸过,杀死微生物,然后存在冰箱里(室温保存还会继续长菌),用来做菜熟吃。
高葡萄糖的蜂蜜常被说成“滋补”,就像葡萄糖粉被迷信一样;而高果糖的蜂蜜常被说成“润燥”,因为它容易吸水,也比较解渴,而且冰过之后有清凉感。不过,也正因为蜂蜜有那么高的糖含量,它也一样不适合多吃。如果要喝蜂蜜水,建议尽量冲得稀一点。天然蜂蜜中确实含有淀粉酶、蔗糖酶、蛋白酶等,但若把它的保健作用吹得太过神奇,就不必迷信了。
以上这些就是日常最常用的几种甜味糖的来源了。它们都是货真价实的糖,能被人体消化吸收,然后氧化变成二氧化碳和水;也能转变成人体脂肪。
总结
糖这类物质,极其容易在不知不觉中摄入过量。过量时它就是有害健康的。若把其摄入量控制在每日总能量的10%以下,限量约为50克;在20克以下就可以不担心了。
凡是常见的甜味食品,无论是用麦芽糖浆、白糖(蔗糖)、葡萄糖还是果糖增甜的,都不要多吃。这些糖的营养价值低,且多吃都有增肥的危险。
传统制作的麦芽糖中有点B族维生素,但它并不是补充B族维生素的主要来源,除了过年也不用吃。
红糖中有多种矿物质,但它也不是补充矿物质的主要来源。实在要增甜时,用它替代白糖是合算的,但也没有必要大量吃。市面上有姜汁红糖、益母红糖等很多产品,主要效果来自于配料中的姜和其他药材,糖只是缓和味道令人愉悦的配料。
葡萄糖说不上滋补,而且会造成血糖剧烈波动,能正常吃饭又不做体育训练的人一辈子无需吃它。低血糖患者如果要用葡萄糖,只能少量,更不能经常用葡萄糖当成保健食物,以避免造成过后再次血糖迅猛下降。
果糖对糖尿病人没什么好处,果葡糖浆对控制血脂和预防肥胖有负面影响。果糖和蔗糖都有人不耐受,吃了之后发生不良反应,如腹泻、湿疹、粘液增多、脸上起痘痘等。
蜂蜜容易被掺假,作为甜味来源少量用是可以的,无需当成保健品来期待。
所有含糖甜味食物,都不能任性多吃。
除了以上这几种,食物中还有很多其他的甜味来源,但它们都不是传统的糖。其中包括各种糖醇(木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、赤藓糖醇等),有甜菊糖甙,有各种人体不能消化的天然低聚糖和异构糖,有阿拉伯糖之类普及率还很低的新产品。它们多少有点“天然”色彩,因为不升血糖不引起龋齿,都被当成比较有技术含量的甜味剂来开发。但糖醇过多食用可能引起腹泻,低聚糖摄入过多可能发生胀气。天然糖甙类产品虽然用量很少不容易产生过量的问题,但它在加热烹调时不能替代传统糖的效果。细节内容,请在网上查阅相关资料。
还有就是合成类的甜味剂了,比如糖精钠(邻磺酰苯酰亚胺钠)、安赛蜜(乙酰磺胺酸钾)、甜蜜素(环己基氨基磺酸钠)、阿斯巴甜(L-天冬氨酰苯丙氨酸甲酯)、蔗糖素(三氯蔗糖)等。它们就谈不上营养价值和保健价值了。
-摘自 知道日报


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头晕了,应该去哪个科?
作者:百科名医网 余力生(北京大学人民医院耳鼻喉科主任医师)
头晕啦,到底该去哪个科室就诊呢?是去耳鼻喉科吗?还是神经内科?心内科?到底如何做一个简单的判断呢?
病例1:患者王先生,74岁,高血压病史数年,血压控制不是特别理想。有一天和家人生了一点气,情绪有些激动,马上感觉到有些头晕,一头栽倒,但是很快醒了过来,家人赶紧扶她休息,本以为休息一阵就会好转,可是头晕没有减轻,反而逐渐加重,而且逐渐感觉看东西有些不清楚,手脚也有些不/听使唤,家人非常紧张,赶紧120送到急救中心,经过检查,确诊为脑梗塞,幸好及时用药,又通过半年的康复,逐渐恢复了正常。
病例2:李小姐,30岁,是以为白领,平时工作比较忙。最近总是出现耳鸣,嗡嗡声,就像有个小马达一样,有时还感觉耳朵里象进了水一样堵堵的,每当特别劳累,休息不好,或者精神紧张时就会出现,睡一觉也就好了,所以她就当作太累了,“上火”了,也没当回事。可是突然一天,她早上一睁眼就发现房子家具都在剧烈的旋转,耳朵也是嗡嗡响的厉害,这种感觉持续了大概半天才逐渐好转,并且两个月内接连犯了几次,这次她不敢大意了,联想到自己的母亲年轻时曾有过“美尼尔”,她也首先来到了耳鼻喉科,经过认真的检查,最终确诊为早期梅尼埃,经过专业系统的治疗,获得了很好的效果。
病例3:尹阿姨,56岁,一天晚上,当她准备睡觉的时候,头刚挨到枕头,就感觉天旋地转,她当时就以为地震了,赶紧坐起来,并且大叫一声。家人很快跑了过来,她马上问大家:是不是刚才地震了?大家也没当回事,只是笑笑她最近地震太多,神经过敏了。她也笑了笑,准备继续休息。可是,当她再次躺下的时候,又一阵天旋地转袭来,巨大的恐惧马上笼罩了她,紧接着就是恶心,呕吐,心慌,脸色蜡黄,她一动也不敢动,很快这种感觉就消失了,可是每次躺下起来,以及翻身时她都会感到几秒钟的旋转,难道是自己的床出了什么问题吗?她先后来到心内科、脊柱外科、神经内科,最后到了耳鼻喉科,进行了一项检查,最终诊断竟然是耳朵里面的小石头出了问题,通过治疗,很快恢复了正常。通过这次生病,她一直感慨,原来耳鼻喉科还和头晕有关呐!
那么头晕到底该到哪个科看呢?头晕的病因十分复杂,包括一百多种,从短暂的良性自限性疾病到可能有生命危险的疾病都可能引起头晕,使得头晕的患者常常面临不知道该就诊什么科室的困惑,常常在多科室之间奔走检查,费时费力,有时最终得不到一个明确诊断。而由于执业范围的限制,专科医师对于其它学科领域的不十分了解,有时会导致误诊的发生,使患者不能及时得到最有效的治疗,增加了患者的痛苦。
如何判断应该就诊哪个科室呢?虽然都是头晕,但是头晕的性质表现差别很大,有的表现为天旋地转,有的表现为昏昏沉沉,走路不稳,头脑不清醒,还有的则是即将休克晕厥的感觉。其中天旋地转我们称为真性眩晕,患者常常突然感到剧烈的旋转感,可能伴有恶心、呕吐、心慌,有濒死的恐惧感,这种感觉也是促使病人急诊就诊的重要原因。遇到这种情况,不要着急,首先要分清楚是否有意识不清,也就是心里不明白,或者视物成双或者变形,手脚发麻,言语不利,如果出现这些表现,就要首先去神经内科就诊,首先除外可能有生命危险的中枢疾病;但是如果只是天旋地转,以上的那些症状都没有,有时有听力下降,有时没有,这些都应该首先到耳鼻喉科就诊,文献显示,对于单纯眩晕的患者,耳鼻喉疾病引起者能够占到90%。
对于神经内科,大部分患者不陌生,但是对于耳鼻喉科,通常人们只知道耳朵只管听力,其实耳朵还有一个重要功能,就是感受和调节人体平衡。人的内耳由耳蜗和前庭两部分组成,前者管听力,后者管平衡。当前庭功能受到影响时,就会出现眩晕、天旋地转,恶心、呕吐和平衡失调等症状,因为前庭系统在维持平衡中的重要作用,而又不被大家所知,被称谓维持平衡的“无名英雄”。
-摘自 知道日报


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为什么你的肌肉练不大?
导语:每次已经能做100下俯卧撑了(甚至还有200下的,我很佩服),为什么肌肉不见发达?其实,想长肌肉,没有那么简单。
作者:科学公园 陈博
总有没少锻炼的人问:我每次已经能做100下俯卧撑了(甚至还有200下的,我很佩服),为什么肌肉不见发达?
一般人都会认为,任何人做任何运动,被调动起来的肌肉都会生长、增大,这种想法从理论上说也没错。但是,当你开始健身练习的时候就会发现,如果不接受专业指导,而是自己苦练、瞎练,你的肌肉将仅在训练之初有所增加,然后就会一直保持这个体积。这样的现象常常可以在“每天能做100个俯卧撑”的人身上看到。比如魏书生本人天天和学生一起做俯卧撑,他就没有发达的肌肉。
为什么肌肉练不大呢?在回答这个问题之前,让我们先了解肌肉被练大的生理原理。
其一,在健身、健美训练中,我们所提到的肌肉通常指的是骨骼肌。覆盖我们全身的骨骼肌都是横纹肌,受躯体运动神经控制,我们可以主动操控(我们不能主动操控只受自主神经控制的平滑肌)。
其二,肌肉都是由大量比头发还细的肌纤维组成的。肌纤维的特点之一就是,每一次骨骼肌运动都会有极少量的肌纤维被拉扯断裂(注意,和肌肉拉伤时的肌纤维大规模撕裂不同,这只是极其微小的损伤),然后新生长出的肌纤维会比原来更粗壮。这是生物长期进化过程中获得的一种能力,在有肌肉组织的生物体内都能看到。有了这种能力,才能保证生物个体能够更好地随着环境改变自己的体型和体能,使之更善于跑步、游泳,或者爬树。
另外,我们的骨骼如果受到外力打击或者压迫,也会出现微小的损伤,新生长出的骨骼组织也会比以前更粗壮。这个现象被19世纪外科医师朱利叶斯•沃夫发现,被命名为沃夫法则。沃夫法则很好地解释了自古以来格斗家拥有远超一般人的坚硬骨骼的原因——挨打挨得多。
既然如此,为什么到了你的身上,肌肉就练不大了呢?这是因为肌肉不仅会增大,还会缩小。肌肉是生物生存的重要的工具,但它也是个极其奢侈的能量消耗器。即使在静止不动的时候,我们的肌肉也要消耗大量的能量,而不会像脂肪组织那样安安静静地呆着。肌纤维会不断地完成自己的新陈代谢——衰老的肌纤维被吸收,新的肌纤维不断长出;没有被充分使用的肌纤维由于不曾断裂,被吸收后新长出的会比原来纤细。这就是为什么在我们停止锻炼之后,肌肉会逐渐松弛、变小,瘫痪在床的人的肌肉还会萎缩。
现在我们知道,肌肉始终处于一种供需平衡当中,肌肉体积=身体运动的需求(这个粗略的等式没有把红肌、白肌以及营养等复杂因素考虑在内)。当一个人开始锻炼了,肌肉的平衡就被打破,以后的一段时间内肌肉会增大以重新建立新的平衡。而当这个锻炼被维持在一个固定的量(比如每天100个俯卧撑)的时候,新的平衡被建立起来,你的肌肉就不会进一步增大了,除非再一次打破这个平衡。
在健美运动发展的最初几十年,运动员和教练员只是在训练实践中逐步觉察到肌肉的这种特殊现象(还不是从微观的生理学角度),而乔•韦德则充分总结了前人的经验,得出肌肉训练最基本的铁律:你必须不断打破肌肉的供需平衡,才能让肌肉不断增长。这条铁律是支撑韦德法则三十二条军规的基础,剩下的事情就是不断打破平衡的技巧和方法了。
-摘自 知道日报


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负温度:颠倒了的物理世界
导语:2013年元旦刚过,德国物理学家乌尔里克·斯奈德便发布了一项新成就:实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体。其实,所谓的“负温度”并不是一项新发明,也不是不可思议的极低温。恰恰相反,那可以说是非常高的温度。
作者:科学公园 程鹗
小孩子玩的游戏中有一种“反了的世界”,那里一切都是反着来的:说左边指的是右边,说对意味着错,说好则表示坏等等。这样颠倒了的世界并不仅仅是人们的想象,它们在物理世界中也存在着。比如大家可能听说过的反物质,它与相应的寻常物质在很多性质和行为上都是反着来的。
2013年元旦刚过,德国物理学家乌尔里克·斯奈德便发布了一项新成就:实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体。这个结果通过新闻界报道引发了对温度的好奇。其实,所谓的“负温度”并不是一项新发明,也不是不可思议的极低温。恰恰相反,那可以说是非常高的温度,以至于无法用通常的温度概念描述。这也是一个与经验相反的颠倒世界。
人类对温度的认识起始于日常生活中的体验:夏天很热、冬天很冷。日晒、火烤等可以使物质由冷变热。热的物体又可以通过接触等方式使冷的物体变热,同时自己变冷。温度便是物体冷热程度的一个度量。
初始的温度也就以大家熟悉的状态来衡量。我们沿用至今的摄氏温标和华氏温标都是早在18世纪就已发明的。前者将水结冰的状态定为0度,水沸腾为100度;后者则用水的冰点和人的体温做标度参照。这两种温标所表示的温度都只是相对性的,其数值本身没有意义。摄氏零度以下的“负温度”只是说比水结冰的温度还要低,在冬天很常见,并没有什么不寻常的地方。
19世纪中期,物理学家通过热力学研究逐渐认识到所谓的热其实是物质中分子或原子的运动,热的传导便是这种热运动能量的传递,而温度便是对该能量的度量。温度越高,分子热运动越激烈,而温度越低,热运动便趋于缓慢。由此推论,温度不是没有下限的——可以想象,在某一个极其寒冷的低温,所有的热运动都会停止,所有的原子分子都静止,这便是最低温度的极限,不可能存在比那更低的温度。
1848年,英国物理学家开尔文爵士据此提出一个更为科学的温标。所谓的开尔文温标实际上就是摄氏温标,只是重新标度了0度。开尔文温标的0度便是上述的温度极限——也就是“绝对零度”,相当于摄氏-273.15度。因此,水的冰点在开尔文温标中便成为273.15度,而水沸腾的温度则是开氏373.15度。
热力学研究还发现,不仅仅不存在绝对零度以下(负温度)的状态,绝对零度本身也是无法达到的。此后发现的量子力学之测不准原理更说明原子是不可能绝对静止,因此不可能存在处于绝对零度的系统。目前所知的最接近绝对零度的物质是在实验室里人为创造出来的。科学家通过激光制冷手段可以将处于气体状态的原子冷却到极低温,并因此实现玻色-爱因斯坦凝聚。2003年,麻省理工学院的实验室将钠原子降到450pK(1pK是10的负12次方开尔文度),是现在的最低温记录。
温度也是热平衡的标志。不同温度的物体放到一起,热的会变冷,冷的会变热,直到它们都有着同样的温度为止。但温度不是平衡态的唯一标志。两杯温度相同,但一杯染了红色一杯染了黄色的水接触后也会互相混合,直到颜色达到一致(橙色)为止。不同颜色的融和过程是一种从有序走向无序的过程。混合前两种颜色泾渭分明,混合后则一片均匀,失去了按颜色“站队”的秩序。
这两种走向平衡的过程都是所谓的“不可逆过程”。不同温度物体放一起会自动地达到同样温度,却不可能自动地恢复一头热一头冷状态;两种颜色的液体会自动混合,却绝不会自己回到分离的颜色情形。同样地,一杯水打翻在桌面上,水会自然地流散开,却不会聚拢回到杯子里,这也就是常说的“覆水难收”。
为了描述这种不可逆过程,德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年提出了一个叫做“熵”的概念。这个生僻的词在希腊文中的原意是“转变的方向”。克劳修斯指出,一个孤立系统会自发地向熵值增加的方向演变,而相反方向的过程必须通过外力帮忙才能实现。
后来的统计物理学研究为熵作出了更为清楚的定义:熵值描述的是系统在可能占有的微观状态上的分布程度。如果一个系统只占有小部分的状态,比如固体中分子只在固定的晶格点附近振动或者按照颜色站好队的水,它的熵值便比较低。反之,流体中分子可以完全自由运动;不同颜色融合后的分子间的分布组合也大大增加,其熵值也就比较高。
熵还为温度本身提供了一个更为严格的定义。因为热运动并不是系统唯一的能量来源,把温度简单地看作热能的衡量并不准确。物理系学中的温度是改变一个系统的熵所需要的能量。在不同的状态下,将一个系统的熵改变一定量时所需要的能量是不同的,而这正是系统温度的不同。
在我们日常的世界中,能量和熵的变化总是步调一致的,系统在获得能量的同时熵会增加。物体获得能量(热量)后会膨胀,扩大状态空间,甚至从固体融化成液体、进而蒸发为气体,这都是趋向无序的过程。反之,能量减少时熵亦会减小。这样得出的温度数值随状态变化虽然不同,却永远是正数,也就是绝对零度以上。
然而,在量子世界里,我们却可以遇到甚至构造出一些奇异的体系,与日常经验不符乃至相反。在经典世界里,随着能量的增加,系统中粒子动能会越来越大,没有止境。它们能占据的态也因此越来越多,更加无序,所以系统的熵会随着能量增加。
而量子世界中的粒子只能占据量子化的能量态。随着能量的增加,越来越多的粒子会进入高能量态。绝大多数的量子系统有着无止境的高能量态,粒子占据越多的高能量态,系统的熵越高。这与经典系统没有区别。的确,量子系统在高温条件下通常可以用经典物理描述。
但在非常特殊的情况下,人们可以设计出只存在有限能级的量子系统。在这样的系统中,粒子所能占据的能量态有限。能量增加的结果使得越来越多的粒子集中在最高的能级上。这样集中的结果是系统趋于有序,熵反而减少了。如果所有的粒子都集中在最高能级上,系统会变得完全有序,熵因此变成零——与所有粒子都集中在最低能量态的经典意义上的绝对零度情形一样,只是完全颠倒了。因为能量增加导致熵减少,按照“改变系统的熵所需要的能量”的定义,该系统的温度是负数!
这个意义上的负温度虽然匪夷所思,它其实是很早就被科学家认识的。它之所以稀有,是因为它在经典物理世界中不可能存在,在量子世界中也需要非常特殊的条件才可能。这样的负温度系统早在1951年就被物理学家在核子自旋系统中证实了。差不多同时,科学家发明了激光。他们选择合适的材料和条件,使得其中原子只有少数几个能级可供电子跃迁,然后输入能量将大量原子激发到其中的高能激发态,使得处于高能量态的原子多于基态。这样的原子体系便处于负温度状态。而这些原子步调一致地从激发态跃迁回基态时所付出的光子便成为激光束。
核自旋和激光系统都不是“纯粹”的负温度系统。它们只是在特定的自由度(自旋和原子能级)上实现了负温度,而原子本身所处的还是平常的正温度环境。今年德国物理学家所实现的突破便在于他们把一些经过激光制冷的原子通过调制整体地进入了负温度状态,这些原子完全处于负温度,不再另有正温度环境。但这样实现的状态非常不稳定,只能存活非常短暂的时间。
如果负温度系统接触到正温度系统是会发生什么样的现象?处于负温度状态的系统是不稳定的,会自发的释放能量。激光束正是这种能量释放的表现。它们接触到正温度系统时会自发地将能量传递给对方。正温度系统接收热量后能量和熵都会增加,温度增高。同时负温度系统在损失能量时(如果没有外来能量补充的话)熵也会增加,直到失去负温度状态。因此整个系统正像热力学定律所要求的那样向熵增加的方向演变。因为这个过程中能量(热量)是从负温度一方传向正温度一方,负温度并不比正温度更“冷”,而是比任何正温度还要“热”——这正是一个颠倒了的物理世界。
-摘自 知道日报


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负温度:颠倒了的物理世界
导语:2013年元旦刚过,德国物理学家乌尔里克·斯奈德便发布了一项新成就:实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体。其实,所谓的“负温度”并不是一项新发明,也不是不可思议的极低温。恰恰相反,那可以说是非常高的温度。
作者:科学公园 程鹗
小孩子玩的游戏中有一种“反了的世界”,那里一切都是反着来的:说左边指的是右边,说对意味着错,说好则表示坏等等。这样颠倒了的世界并不仅仅是人们的想象,它们在物理世界中也存在着。比如大家可能听说过的反物质,它与相应的寻常物质在很多性质和行为上都是反着来的。
2013年元旦刚过,德国物理学家乌尔里克·斯奈德便发布了一项新成就:实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体。这个结果通过新闻界报道引发了对温度的好奇。其实,所谓的“负温度”并不是一项新发明,也不是不可思议的极低温。恰恰相反,那可以说是非常高的温度,以至于无法用通常的温度概念描述。这也是一个与经验相反的颠倒世界。
人类对温度的认识起始于日常生活中的体验:夏天很热、冬天很冷。日晒、火烤等可以使物质由冷变热。热的物体又可以通过接触等方式使冷的物体变热,同时自己变冷。温度便是物体冷热程度的一个度量。
初始的温度也就以大家熟悉的状态来衡量。我们沿用至今的摄氏温标和华氏温标都是早在18世纪就已发明的。前者将水结冰的状态定为0度,水沸腾为100度;后者则用水的冰点和人的体温做标度参照。这两种温标所表示的温度都只是相对性的,其数值本身没有意义。摄氏零度以下的“负温度”只是说比水结冰的温度还要低,在冬天很常见,并没有什么不寻常的地方。
19世纪中期,物理学家通过热力学研究逐渐认识到所谓的热其实是物质中分子或原子的运动,热的传导便是这种热运动能量的传递,而温度便是对该能量的度量。温度越高,分子热运动越激烈,而温度越低,热运动便趋于缓慢。由此推论,温度不是没有下限的——可以想象,在某一个极其寒冷的低温,所有的热运动都会停止,所有的原子分子都静止,这便是最低温度的极限,不可能存在比那更低的温度。
1848年,英国物理学家开尔文爵士据此提出一个更为科学的温标。所谓的开尔文温标实际上就是摄氏温标,只是重新标度了0度。开尔文温标的0度便是上述的温度极限——也就是“绝对零度”,相当于摄氏-273.15度。因此,水的冰点在开尔文温标中便成为273.15度,而水沸腾的温度则是开氏373.15度。
热力学研究还发现,不仅仅不存在绝对零度以下(负温度)的状态,绝对零度本身也是无法达到的。此后发现的量子力学之测不准原理更说明原子是不可能绝对静止,因此不可能存在处于绝对零度的系统。目前所知的最接近绝对零度的物质是在实验室里人为创造出来的。科学家通过激光制冷手段可以将处于气体状态的原子冷却到极低温,并因此实现玻色-爱因斯坦凝聚。2003年,麻省理工学院的实验室将钠原子降到450pK(1pK是10的负12次方开尔文度),是现在的最低温记录。
温度也是热平衡的标志。不同温度的物体放到一起,热的会变冷,冷的会变热,直到它们都有着同样的温度为止。但温度不是平衡态的唯一标志。两杯温度相同,但一杯染了红色一杯染了黄色的水接触后也会互相混合,直到颜色达到一致(橙色)为止。不同颜色的融和过程是一种从有序走向无序的过程。混合前两种颜色泾渭分明,混合后则一片均匀,失去了按颜色“站队”的秩序。
这两种走向平衡的过程都是所谓的“不可逆过程”。不同温度物体放一起会自动地达到同样温度,却不可能自动地恢复一头热一头冷状态;两种颜色的液体会自动混合,却绝不会自己回到分离的颜色情形。同样地,一杯水打翻在桌面上,水会自然地流散开,却不会聚拢回到杯子里,这也就是常说的“覆水难收”。
为了描述这种不可逆过程,德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年提出了一个叫做“熵”的概念。这个生僻的词在希腊文中的原意是“转变的方向”。克劳修斯指出,一个孤立系统会自发地向熵值增加的方向演变,而相反方向的过程必须通过外力帮忙才能实现。
后来的统计物理学研究为熵作出了更为清楚的定义:熵值描述的是系统在可能占有的微观状态上的分布程度。如果一个系统只占有小部分的状态,比如固体中分子只在固定的晶格点附近振动或者按照颜色站好队的水,它的熵值便比较低。反之,流体中分子可以完全自由运动;不同颜色融合后的分子间的分布组合也大大增加,其熵值也就比较高。
熵还为温度本身提供了一个更为严格的定义。因为热运动并不是系统唯一的能量来源,把温度简单地看作热能的衡量并不准确。物理系学中的温度是改变一个系统的熵所需要的能量。在不同的状态下,将一个系统的熵改变一定量时所需要的能量是不同的,而这正是系统温度的不同。
在我们日常的世界中,能量和熵的变化总是步调一致的,系统在获得能量的同时熵会增加。物体获得能量(热量)后会膨胀,扩大状态空间,甚至从固体融化成液体、进而蒸发为气体,这都是趋向无序的过程。反之,能量减少时熵亦会减小。这样得出的温度数值随状态变化虽然不同,却永远是正数,也就是绝对零度以上。
然而,在量子世界里,我们却可以遇到甚至构造出一些奇异的体系,与日常经验不符乃至相反。在经典世界里,随着能量的增加,系统中粒子动能会越来越大,没有止境。它们能占据的态也因此越来越多,更加无序,所以系统的熵会随着能量增加。
而量子世界中的粒子只能占据量子化的能量态。随着能量的增加,越来越多的粒子会进入高能量态。绝大多数的量子系统有着无止境的高能量态,粒子占据越多的高能量态,系统的熵越高。这与经典系统没有区别。的确,量子系统在高温条件下通常可以用经典物理描述。
但在非常特殊的情况下,人们可以设计出只存在有限能级的量子系统。在这样的系统中,粒子所能占据的能量态有限。能量增加的结果使得越来越多的粒子集中在最高的能级上。这样集中的结果是系统趋于有序,熵反而减少了。如果所有的粒子都集中在最高能级上,系统会变得完全有序,熵因此变成零——与所有粒子都集中在最低能量态的经典意义上的绝对零度情形一样,只是完全颠倒了。因为能量增加导致熵减少,按照“改变系统的熵所需要的能量”的定义,该系统的温度是负数!
这个意义上的负温度虽然匪夷所思,它其实是很早就被科学家认识的。它之所以稀有,是因为它在经典物理世界中不可能存在,在量子世界中也需要非常特殊的条件才可能。这样的负温度系统早在1951年就被物理学家在核子自旋系统中证实了。差不多同时,科学家发明了激光。他们选择合适的材料和条件,使得其中原子只有少数几个能级可供电子跃迁,然后输入能量将大量原子激发到其中的高能激发态,使得处于高能量态的原子多于基态。这样的原子体系便处于负温度状态。而这些原子步调一致地从激发态跃迁回基态时所付出的光子便成为激光束。
核自旋和激光系统都不是“纯粹”的负温度系统。它们只是在特定的自由度(自旋和原子能级)上实现了负温度,而原子本身所处的还是平常的正温度环境。今年德国物理学家所实现的突破便在于他们把一些经过激光制冷的原子通过调制整体地进入了负温度状态,这些原子完全处于负温度,不再另有正温度环境。但这样实现的状态非常不稳定,只能存活非常短暂的时间。
如果负温度系统接触到正温度系统是会发生什么样的现象?处于负温度状态的系统是不稳定的,会自发的释放能量。激光束正是这种能量释放的表现。它们接触到正温度系统时会自发地将能量传递给对方。正温度系统接收热量后能量和熵都会增加,温度增高。同时负温度系统在损失能量时(如果没有外来能量补充的话)熵也会增加,直到失去负温度状态。因此整个系统正像热力学定律所要求的那样向熵增加的方向演变。因为这个过程中能量(热量)是从负温度一方传向正温度一方,负温度并不比正温度更“冷”,而是比任何正温度还要“热”——这正是一个颠倒了的物理世界。
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关节为什么痛?
导语:对于骨关节炎的病因,目前尚不明确,认为与年龄、肥胖、炎症、创伤及遗传因素等有关。早期骨关节炎的治疗强调药物治疗和非药物治疗相结合。对于症状较重的患者,可以使用辅助工具(手杖或拐杖),暂时减少负重,保护患肢。
作者:百科名医网 钱文伟(北京协和医院骨科副主任医师)
一些中老年朋友平时身体不错,常常参加爬山、慢跑等体育锻炼,心、肺功能很好,可不知不觉中开始出现膝部或髋部疼痛的症状。起初只是偶尔隐隐作痛,后来疼痛加重,持续时间越来越长,影响活动和睡眠;有时候关节肿胀甚至出现“积水”,外形改变,严重时,关节突然被“卡住”不能活动。到医院检查后被诊断为“骨关节炎”。
随着医疗水平的提高,人类平均寿命的延长,骨骼与关节疾病的发病率正在逐年上升。世界卫生组织(WHO)于2000年1月23日在全球范围内启动一项旨在引起各国政府、医疗研究机构及民众等社会各界对骨骼与关节疾病重视的“骨与关节十年”活动,其中包括骨关节炎(osteoarthritis,OA)。我国政府积极响应号召,于2001年发起了中国“骨与关节十年”行动。2004年,中华医学会骨科分会在“卫生部关节炎防治教育计划基金”的支持下,组织国内骨科和风湿免疫科专家起草了骨关节炎诊治指南(草案),为全国医师针对OA诊治提供了规范化的指导。经过3年的临床试用后,于2007年又对该草案进行了更新与修订,正式出版了骨关节炎诊治指南(2007版)。相对于草案,指南强调综合诊断、综合治疗,强调对药物使用的安全性的重视。
OA好发于负重量大、活动较多的关节,如膝、脊柱(颈椎和腰椎)、髋、踝、手等关节。较为准确的定义是指由多种因素引起关节软骨纤维化、皲裂、溃疡、脱失等而导致的关节疾病,临床上常以关节疼痛、功能受限、畸形为主要表现。这种疾病的发病率很高, 在我国,60岁以上的人群中患病率可达50%,75岁以上的人群中则达80%。 该病的致残率高达53%。正确地认识骨关节炎,按照规范的治疗方案进行治疗能够有效地帮助患者减轻症状,回归正常的社会生活,提高患者的生活质量。
对于骨关节炎的病因,目前尚不明确,认为与年龄、肥胖、炎症、创伤及遗传因素等有关。对于没有明确的全身和局部病因的骨关节炎称为原发性骨关节炎,常因退行性病变引起,这一类最为常见,中老年患者居多。继发于炎症、创伤、先天性疾病等病变的骨关节炎叫做继发性骨关节炎,可以发生于中青年。
骨关节炎的病理改变是逐渐进展的,一开始只是关节面软骨发生轻微的变性,患者只是偶尔感觉不适。当软骨变性加重、纤维化剥脱、缺失,关节软骨下骨出现硬化、囊变,关节边缘出现骨质增生,生物、力学环境改变后的关节无法正常工作。关节腔内滑膜组织受到异常刺激,导致滑膜炎症反应,患者疼痛难忍。关节腔内产生大量积液,关节肿胀,关节囊出现挛缩,关节僵硬,不能正常活动。关节外形逐渐发生改变,最终导致残疾。所以,中老年人或是有继发性骨关节炎高危因素的人(例如有关节外伤、关节畸形、感染性关节炎或一些遗传疾病的患者),一旦出现关节不适,应该及早就医。医生可以通过患者的病史、临床症状、查体、实验室检查和影像学检查(X光检查),综合判断,诊断骨关节炎。X光片上可以表现为关节间隙非对称性变窄,软骨下骨硬化、囊性变,关节边缘增生和骨赘形成,部分关节内可见游离体或关节畸形。
早期骨关节炎的治疗强调药物治疗和非药物治疗相结合。非药物治疗十分重要,是药物治疗的基础。对于病变早期的患者,通过正确、系统的非药物治疗可以有效地缓解症状,延缓疾病的进展。一方面要帮助患者正确认识这一疾病,指导患者调整行为习惯、生活方式,比如减轻体重,参加非负重的有氧锻炼(游泳、自行车),避免长时间参加负重体育活动(长跑、爬山等),进行关节肌肉力量的锻炼(例如对于膝关节骨关节炎患者,可以进行大腿前方肌肉的非负重锻炼,比如直腿抬高练习)。另一方面,可以通过水疗、超声波、针灸、热疗等物理疗法减轻局部的炎症和疼痛。
对于症状较重的患者,可以使用辅助工具(手杖或拐杖),暂时减少负重,保护患肢。对于本身有关节畸形的患者可以穿戴矫形支具或矫形鞋来矫正受累关节的负重力线。如果非药物治疗无效,疾病进展,则需要采用药物治疗。药物治疗的主要目的是止痛、消炎、保护软骨。对于轻、中度疼痛的患者,局部使用药膏、乳剂镇痛效果较好,而且副作用较少。如果局部用药效果不佳,可加用口服药物、针剂或者栓剂进行全身镇痛,通常首选对乙酰氨基酚镇痛,效果不佳可以在医生的指导下服用NSAIDs类药物。由于这类药物有导致循环、消化等系统不良反应的风险,全身用药时需要高度重视用药的安全性,应在医生指导下用药、并定期监测心、脑、血管及消化系统的改变。
关节腔内注射糖皮质激素、玻璃酸钠也是治疗手段之一。对于轻、中度患者,这些关节腔内注射用药物可以起到减轻炎症反应的作用,可在一定程度上缓解疼痛,并润滑关节。口服双醋瑞因、氨基葡萄糖可以起到保护软骨、改善症状的效果。随着疾病的进展,药物治疗不能良好地控制病情时,为了协助诊断、减轻或消除疼痛、防止或矫正畸形、改善关节功能,可以进行手术治疗。
常见的手术方式包括关节镜手术、截骨手术、关节置换手术及关节融合术。对于中、重度疼痛的患者,可选择关节镜手术。通过微创手段清理关节腔内的病变,这种手术方式的优点是手术创伤较小,但是往往只能在一段时间内缓解症状,疼痛症状还会复发。关节矫形手术的对象是那些因为肢体畸形导致关节面几何和力学环境发生改变的继发性骨关节炎的年轻患者。对于这类患者,截骨矫形手术可以改善关节负重力线,达到延缓病程进展的作用。这种手术创伤较大,关节软骨及软骨下骨改变并不能得到根本性的恢复。对于终末期的患者,关节长期疼痛,活动严重受限,非药物治疗、药物治疗效果不佳。根据循证医学的证据,人工关节置换术是目前唯一有效的治疗方案。现代关节置换手术在世界范围内已经开展了50多年。成功的手术可以为患者提供一个无痛的、活动正常的关节。
根据病情的严重程度进行阶梯性综合治疗是骨关节炎的治疗原则。治疗方案应该根据病人的个体差异进行调整。对于早期的患者,非药物治疗和普通药物治疗就可以达到良好缓解症状的目的;对于病程中期的患者,常需要用非甾体类抗炎药才能控制疼痛,通常还要辅以软骨保护药,进行关节腔内药物注射、关节镜下关节腔清理可以短时间内控制症状;一旦当病程发展到终末期,则应该结合实际情况考虑进行关节置换手术。
正确认识骨关节炎,在医生的指导下进行正确有效的综合治疗,可以延缓骨关节炎的进展,使患者不再受疼痛的折磨,恢复关节的正常活动,回归正常的社会生活。
-摘自 知道日报


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