“海豚装置”让你成蛟龙

2008年北京奥运会游泳馆“水立方”里，最风光的莫过于美国游泳健将菲尔普斯，令世人艳羡的他一举打破了7项世界纪录，独揽8枚奧运金牌。不过，现在科学家发明的游泳装置，可以让你的游泳速度至少提高3倍，助你轻松打败世界冠军菲尔普斯。

神奇泳衣“鲨鱼皮”

在早期的几届奥运会上，运动员的泳衣都是用棉织平纹布和罗纹布制成，阻力很大。上世纪40年代中后期，丝绸泳装、尼龙泳装先后风靡世界。1972年慕尼黑奥运会，出现了有伸缩性的毛线泳装。1984年洛杉矶奥运会，泳衣的肩带和胯部的剪裁做了改进。1988年汉城奥运会，美国选手借助一种叫做“大力士”的泳衣勇夺金牌。但是，在2000年悉尼奥运会上，澳大利亚运动员索普和他的队友身披一袭形貌奇特的黑色连体紧身泳装，拿下了游泳比赛83％的奖牌，一时让人议论纷纷。这一横空出世的泳衣上斑纹突起，游起来仿佛一条条翻波腾浪的鲨鱼。此后，在雅典，“鲨鱼皮”推出第2代，22项奥运会纪录有16项被“鲨鱼皮2代”吞噬。2008年2月，第4代“鲨鱼皮”问世，于是，游泳比赛的世界纪录改朝换代又开始了。在2008年北京奥运会开幕前的半年内，世界泳坛各路高手29次打破世界纪录，绝大多数人就是身穿“鲨鱼皮4代”。“鲨鱼皮4代”让人坐不住了，它到底有多神奇?

其实“鲨鱼皮”泳衣是完全仿照鲨鱼皮肤的真实结构，在游泳服表面排列了百万个细小的棘齿。当水沿着这些棘齿流过时，会产生无数微型的涡流，将皮肤与水之间的摩擦变成水与水之间的摩擦。此后，不管是第几代，它的目标只有一个——减少水的阻力，这是“鲨鱼皮”的成功秘诀。2008年初，当运动学专家找到了游泳运动员身上造成最大阻力的部位(屁股、胸部和大腿)时，就在这些位置加入光滑的聚亚氨醋板材。由此“鲨鱼皮4代”泳衣比2007年研制的“鲨鱼皮3代”减小了4％的阻力，速度快了10％。另外还可以让运动员增加5％的吸氧量，瞬间提升游泳速度，选手只需耗较少的力量就能达到较高的速度。采用的材料经美国宇航局风洞测试，其比尼龙弹力泳衣施加在穿着者身上的压力高70倍，能将穿着者塑造得更加苗条和“圆滑”，从而大大减小水的阻力。

3000元助你水中飞

能否找到让我们游得更快的装置呢?我们知道海豚的最高时速可达40千米，而我们人类的最高记录也不过时速6千米，仅相当于快速步行。为什么人类游得这么慢?因为无论我们在水里多么努力，在我们消耗的能量中，只有不到3％用在推动我们前进上，其余的能量归根结底都用来提高水温了。如果使用橡皮蹼套，速度提高最多也不会超过10％。但是，海豚在游泳时，用于前进的能量竟占到总能耗的80％。既然海豚拥有明显的技术优势，那么我们模仿它吧。美国国防高级计划研究署研发了一种新的游泳装置，有了这种“海豚装置”，游速至少比使用橡皮蹼套快2倍。一位世界冠军戴上橡皮蹼套的时速可达12千米；但是如果借助新的“海豚装置”，游速就能达到24千米每小时。

人类想要成为“水中飞人”的梦想由来已久，不过还从未发明过比这个“海豚装置”更先进的无发动机助游装置。这一装置主要由2对人造鳍构成，1对固定在胫骨上，另1对借助铰接臂固定在骨盆附近的位置。随着游泳运动员伸缩双腿，两对鳍上下摆动，模仿海豚尾鳍的运动。由此不断产生向前的推动力。循环往复，游泳运动员好像在划桨一般。这一装置的另外一个好处是它能够让拥有强壮肌肉群的大腿和臀部发挥作用，而传统的游泳方式只是依靠腿部的几小块肌肉，而且这些肌肉很快就会疲劳。

当然，要把双腿绑在一起跳入水中，两腿还要有节奏地伸缩，并不是一件很容易的事情。美国海军中拥有丰富游泳经验的士兵花了2个小时就能够运用自如。对于习惯在水中乱扑腾的我们，掌握起来可能要费些周折。不过不久以后，我们在一般的游泳馆里就可以亲自体验了。美国国防高级计划研究署对这一装置信心百倍，他们将在未来的5年内进行商业开发，每套“海豚装置”的价格约合人民币3000元。届时，我们有了它的帮助，就可以将游泳冠军菲尔普斯现在的纪录遥遥抛在身后了。一。这篇论文使微耳和在医学界开始大放光彩，同时也显现了他的一个新的研究动向，即对细胞学说的研究。

“一切细胞均来自细胞”

17世纪，英国科学家罗伯特，胡克用显微镜观察软木薄片时，发现了形如蜂巢的小室，称之为“细胞”。然而，在细胞被发现之后的近200年的时间里，人们对细胞的结构及其在生命有机体当中的重要作用的认识还基本上是一片空白。直到19世纪，施莱登在《植物发生论》一文中才建立了细胞学说的理论框架。他认为，细胞是一切植物结构的基本生命单位，新细胞产生于老细胞的“芽基”处和呈黏液状的细胞形成质当中，这一过程就像结晶体浓缩生成的过程一样。他的理论，受到施旺等人的支持。

从现在观点来看，施莱登和施旺关于细胞产生过程的论述，在当时无疑代表着人类对自然界认识的一次深化，但其理论却存在重大缺陷。

微耳和对这一理论上的缺陷进行了弥补和修正。他与施莱登和施旺是同门师兄弟，因此，他非常了解细胞学说的整个形成经过和理论实质所在。在研究过程中，他早年形成的重视精细观测和小心试验的方法又一次显示了效能。为了使观测更加准确无误，微耳和访遍了德国最好的显微镜制造商，找到了清晰度、成像率高的无色差显微镜。他一边观测，一边详细地描摹细胞在显微镜中的微观世界。他在实验台前一坐就是几个小时，全程观测细胞的形成过程。经过准确细致的分析，1855年，微耳和提出了“一切细胞均来自干细胞”的著名论断。他指出，生物有机体的所有细胞并非产生于细胞的胞质当中，也不是从自然自由产生的，而是由原有的细胞分裂而来的。细胞的分裂通常包括细胞核分裂和细胞质分裂两个阶段，并且具有普遍性。在单细胞生物中，细胞分裂就是个体的繁殖，而在多细胞生物中，细胞分裂就是生物有机体的生长、发育和繁殖的基础。这就是细胞分裂学说。

细胞分裂学说的提出，极大地完善了新兴的细胞学说，标志了这一学说作为一个完整的、能自圆其说的理论体系的形成。细胞学说的建立，在科学和哲学思想上都具有重要的意义。一方面，它在科学史上第一次科学地揭示了生物有机体产生、发育生长和构成的共同规律，促进了生物学各个领域的开创和发展，促进了医学的完善和进步。另一方面，也是更为重要的，它从生物学的角度，科学地论证了整个生物界的结构、本质上的统一性，以及在进化过程当中的同源性，为辩证唯物主义科学理论的产生、丰富和发展提供了重要的自然科学依据。这是人类认识自然过程的一次巨大的飞跃。

细胞病理学说

在微耳和之前，已经有人开始把疾病的原因与人体的组织机制、结构状况联系起来研究。而微耳和所做的工作便是把这种联系推向了更深化、更系统化。从1849年11月赴德国维尔茨堡大学担任病理解剖学教授，到1858年，他逐步总结出关于细胞学说与疾病原因关系的详细见解。在《细胞病理学》一书中，微耳和很有把握地证实，细胞学说也适用于疾病原理的研究。他指出，细胞是生命的基本组成单位，疾病就是人体局部组织结构当中的细胞发生病变的结果，如发炎、癌变、肥大等病症就根源于细胞的病变发育。这些疾病有一种动态的平稳发展过程，并没有什么明显标志着疾病的突然发生或中断的现象，因此，只有找到能控制这些病变细胞活动的方法，才能够治疗疾病。

微耳和的这一思想就是细胞病理学说。这一学说使人们对疾病的研究深入到人体当中一个更深层次因而也更基础的细胞的水平之上。从今天来看，微耳和的学说尚存缺陷，然而，作为那一时代的先进思想，客观上已经为人类疾病的研究开辟了一个全新、有效而前途远大的方向。微耳和的《细胞病理学》一书也因而成为当时宣扬生物医学新