科学之谜是人类科学进步的钥匙，揭开它们，人类的文明将会迈上一个个更高更新的台阶。让我们随着这本书走进这所科学的迷宫，去探索科学未知领域的奥秘，为人类的科学进步献策献力！本书从天文地理、生物医学、人体科学、数理化等多个方面诠释了科学领域的种种神秘现象。

本书以简明的体例、精练的文字与新颖的版式、精美的图片等多种视觉要素相结合，从天文地理、生物医学、人体科学、数理化等多个方面诠释了科学领域的种种神秘现象，引导读者进入精彩玄妙的未知世界，更加立体、真实地感受奇妙的科学探索之旅，使读者在充分享受阅读的同时，获得更为广阔的文化视野、审美感受和想像空间。

生物医学领域

　生命是如何形成的？

　生物进化的驱动力是什么？

　是什么决定了物种的

　多样性？

　生物体的再生

　人体基因结构

　万能细胞

　人体有多大潜力？

数学未解之题

　歌德巴赫猜想

　“四色地图”猜想

　魅力无穷的梅森素数

　孪生素数猜想

　黎曼猜想

　世界上最神奇的数字142857

　关于“5”的猜想

　这件事发生的概率有多大？

　意义非凡的“0”

　最大数和最小数

　黄金分割点

　符合“优选法”的斐波那契数列

　不可思议的“倍增效益”

　“韩信点兵”之谜

　关于“7”的有趣现象

　遗嘱中的数学难题

　数学当中的哲学思维

　为数字“配偶”

　扑朔迷离的“回文数猜想”

物理学未解之题

　物理学定律能被统一起来吗？

　受控核聚变能成功

　宇宙射线从何而来？

　万有引力的产生

　神秘莫测的中微子

　伽玛射线强烈的穿透力

　地磁场如何影响人体？

　人造核元素的秘密

　“玩火者”的背后

　人造卫星为什么不会被大气层烧毁

　奇妙的“真空世界”

　金属也会疲劳吗？

　为什么4。C时水的密度最大？

　“反重力”的发现

　物质的无限可分性

　飞机如何实现隐身术？

化学未解之题

　元素周期表的终点

　光合作用是怎样产生的？

　水存在着一种新的形态吗？

　物质的另外四种形态

　放射性元素之谜

　“海水提铀”的设想

　水也能助燃吗？

　探索生物导弹之谜

　金属陶瓷的奥秘

　氢能够被制成金属吗？

　反复不定的“化学振荡”

　气与水的化合物——可燃冰

　超强酸的强烈腐蚀性从何而来？

　解决温室效应的尝试

心理学迷宫

　神奇的第六感

　人类的欲望从何而来？

　安慰剂效应

　心理预期之谜

　植物和人一样有情感吗

　人类的意识是如何产生的

　人类被催眠种种

生物休的再生

在自然界中，动物具有一种自动修复受损肢体和器官的办法，我们称之为“再生功能”。研究发现许多动物都有自我再生能力，特别是两栖动物和某些鱼，都能重新长出不同的部分身体。如蝾螈能长出断了的尾巴、脚、上下颚、眼球、视网膜、肠；斑马鱼能再长出它的鳍、鳞、脊髓和部分心脏；蜥蜴在受到攻击时，它可以弃掉部分或是整条尾巴，在三到四个月的时间内新的尾巴就可以再生出来；蝌蚪可以在几小时内再生出新的尾巴而不留下任何伤疤，不过，当蝌蚪长成青蛙时，这种功能就莫名其妙地消失了；切下海参的一点点肉就能长出一整个新海参；海星能长胳膊和大部分身体；蜘蛛能长出断了的腿；多肠目动物蛆被分割成许多部分后，每一部分都可以再生成为一个新的机体，而且一次可以再生出300个新的机体；真涡虫是一种扁形虫，被切成1／279后仍能让每一个切片再生，成为完整的新真涡虫。

其实，所有哺乳动物也能重新修复其身体的破损部位，它们都能再生出肝脏。有报告称，一个人的肝脏手术切除75％之后，两到三个星期就能长到原来差不多的大小。鹿能再长出鹿角，有一些鹿角的生长速度达到了一天2厘米，是动物器官再生速度最快的。还有人体指尖如果只砍掉了前端一点点，就有可能再生出来。更为神奇的是，母体内不超过六个月大的婴儿也有这种奇迹般的康复能力。科学家们发现，如果给母体内不超过6个月大的婴儿做手术，婴儿出生后，身上根本找不到手术留下的痕迹。但是，随着婴儿渐渐长大，这种完美无缺的康复功能也随之丧失。

这些动物的再生功能比任何精密的医学手术都神奇，令科学家们赞叹不已。但是为什么会出现这种神奇的再生，也令科学家们百思不得其解。多年来，人们一直在研究着生物界的这一神奇现象，但是至今也没有完全确切的结果。

通过多年的研究和分析，科学家终于发现，在再生的许多情况下，当成熟细胞在受伤处开始回归到不成熟状态时，再生就开始了。大量的不成熟细胞，如我们所知道的胚基，会再生出缺失的肢体，其过程就像动物开始孕育时胚胎的形成过程。

两栖类动物自我修复的“秘诀”是由于它们“未来器官”的细胞在初步成长时，并未完全发育，导致它们最终可以发育成肢体或者器官。也就是说，一种两栖动物的骨细胞、皮肤细胞和血液细胞的任何部位只要发生损坏，相应部位的细胞将转变为一些没有特征和区别的细胞，这些未完全发育的细胞将采取积极态度，自动快速转变成相应部位的完整细胞，最后，这些细胞将长成一只新的爪子或器官。

“尽管胚基的开始和胚胎的形成是两个明显独立的过程，但此两个过程会有某一点上交合。”伦敦大学的再生研究带头人杰里米·布鲁克斯表示。

如果胚基被移植到受伤部位，它就能从受伤部位的细胞中获得此部位是如何形成的指令，从而快速地治愈受伤部位，形成新的组织器官。如果胚基是由蝾螈的断爪子产生的，并被移植到了身体的其他地方，则就会在别处长出一个新爪子来。当然，人不能像蝾螈那样再长一个新的手脚，因为人没有形成胚基，因此，人体再生医学还很遥远。但再生研究人员相信，人类最终能够在未来的某一天具备再生能力。因为人类的细胞先天便已经具备了发育新肢体部位的能力。在胎儿发育过程中，人体内的细胞发展便证实了这一点。另外，细胞内的DNA也具备着新器官成长的“指示密码”。目前，人类的工作便是找到这些密码，像打开开关一样，将细胞的潜在功能挖掘出来。

科研人员发现，动物的再生机理基于动物的基因装备，只是这些基因因各种原因而在许多物种中废退了。他们觉得人体内一定潜藏着可以自愈创伤甚至再生组织的基因。眼下的首要任务就是确定令胎儿具有自愈功能的基因是什么，胎儿长大后，为什么会丧失这种宝贵的自愈功能。

印地安纳波利斯大学科学院的院长大卫·斯多康博士是一位生物学教授，他致力于研究能帮助蝌蚪再生肢体的msxl基因，发现这种基因在再生过程中显得非常重要，它能帮助细胞保存在胚胎里，使之不会过早成熟。令人欣喜的是，研究人员在人体指尖内找到了这种基因。

还有剑桥生物医学诺华研究院的研究斑马鱼再生的专家马克·凯厅确定了斑马鱼鳍再生所必备的两种基因fgf20和hsp60。他发现后者在人体内也存在。这表明人体确实存在有再生基因，但这些基因不再发挥作用了。

研究人员认为，或许可以开发一些药物，注入人体后就能激活它们的行动。一旦人体受伤处的胚基被触发，再生肢体或器官就不需要更多的干预了。到那时，医生只需给肢体残疾人打一针，他(她)们失去的身体部位就能慢慢地再生出来。

或许这一天还要等上几十年，因为有关这一方面的研究还相对较少，对再生动物的基因认识还不充分，科学家对此关注度还不够……

P26-29

科学是人类在长期的实践活动中对自然界和客观世界的认识和改造世界的理论，它是人类进化演变到一定阶段的产物。按照严格的定义，科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是人类意识形态之一。科学是人类永无止境地探索、实践，阶段性地趋于接近真理的活动，是一项成果的绝大部分有利于造福人类社会的高尚事业。

如今，科学广泛地被运用于各个领域当中，影响到人们生产和生活的方方面面。几乎人类社会的每个角落都离不开科学的影响，从我们日常的衣食住行到我们的精神消费，科学的运用可谓无处不在，无所不包。

但是科学也不是从来就有的，科学的诞生和人类的历史基本上一样久远。我们人类在地球上生活了数百万年，据考古发现，大约距今三十万年前，原始人就在制造石器的过程中，开始了认识自然、改造自然的实践活动。

在农业社会，从人们掌握的耕种技术，到各种农业器具的改进，再到后来纺车等等初步机械的使用，都是科学在生产实践中的表现。伴随着第一次工业革命的开始，科学的重要性才第一次展现在人们面前。火车、电灯、电话等等的发明，让人类体验到了科学产生的巨发生力量，对人类社会生活产生深刻的影响，从此科学就和人类的发展密切相关，不可分割了。

但是科学是一个永无止境的探索旅程。科学也是一个从无到有，从幼稚到成熟的过程，科学在发展的过程中，也同样产生了种种的和人类预想所不同的矛盾与困惑。世界就是一个不断变幻的物体，而科学的谜题像不断分裂的细胞一样，越来越多。旧的谜题解开了，新的谜题又产生了，而有些谜题会出现不同的分支，令人们应接不暇。

人类的知识是有限的，而科学的探索却是无限的。地球万物，大千世界，就像一个技艺高超的魔法师，总是在人们面前展现着不停地变异。我们所生活的世界，是一个不可思议的充满神秘的世界。这个世界不仅仅给我们提供了领略奥秘的机会，更为人们提供了一个广阔的探索空间。

科学最强调怀疑和创新，因为科学是以不存在先知先觉为前提的，而是以社会需要和人们的疑问为前提的。人们的需要和好奇心成就了科学，而科学也不断衍生出更多的疑问和困惑去让人们解答。世界变化不息，科学发展不止，科学总是在人类认识的基础上无限地在生长，关于科学的疑问也就越来越多。

这些在人类科学探索过程中出现的矛盾和问题，就成了困扰科学家们的科学谜题。虽然科学产生在人类意识领域范畴，但是它直接作用于客观和现实世界，并且产生影响，所以每一个谜题都和人类的现实世界有重要的联系和影响。

这些科学之谜是人类科学进步的钥匙，揭开了它们，人类的文明将会迈上一个个更高更新的台阶。让我们随着这本书走进这所科学的迷宫，去探索科学未知领域的奥秘，为人类的科学进步献策献力！

编 者

2009年4月于北京