“海豚裝置”讓你成蛟龍

2008年北京奧運會游泳館“水立方”里，最風光的莫過于美國游泳健將菲爾普斯，令世人艷羨的他一舉打破了7項世界紀錄，獨攬8枚奧運金牌。不過，現在科學家發明的游泳裝置，可以讓你的游泳速度至少提高3倍，助你輕松打敗世界冠軍菲爾普斯。

神奇泳衣“鯊魚皮”

在早期的幾屆奧運會上，運動員的泳衣都是用棉織平紋布和羅紋布制成，阻力很大。上世紀40年代中后期，絲綢泳裝、尼龍泳裝先后風靡世界。1972年慕尼黑奧運會，出現了有伸縮性的毛線泳裝。1984年洛杉磯奧運會，泳衣的肩帶和胯部的剪裁做了改進。1988年漢城奧運會，美國選手借助一種叫做“大力士”的泳衣勇奪金牌。但是，在2000年悉尼奧運會上，澳大利亞運動員索普和他的隊友身披一襲形貌奇特的黑色連體緊身泳裝，拿下了游泳比賽83％的獎牌，一時讓人議論紛紛。這一橫空出世的泳衣上斑紋突起，游起來仿佛一條條翻波騰浪的鯊魚。此后，在雅典，“鯊魚皮”推出第2代，22項奧運會紀錄有16項被“鯊魚皮2代”吞噬。2008年2月，第4代“鯊魚皮”問世，于是，游泳比賽的世界紀錄改朝換代又開始了。在2008年北京奧運會開幕前的半年內，世界泳壇各路高手29次打破世界紀錄，絕大多數人就是身穿“鯊魚皮4代”。“鯊魚皮4代”讓人坐不住了，它到底有多神奇?

其實“鯊魚皮”泳衣是完全仿照鯊魚皮膚的真實結構，在游泳服表面排列了百萬個細小的棘齒。當水沿著這些棘齒流過時，會產生無數微型的渦流，將皮膚與水之間的摩擦變成水與水之間的摩擦。此后，不管是第幾代，它的目標只有一個——減少水的阻力，這是“鯊魚皮”的成功秘訣。2008年初，當運動學專家找到了游泳運動員身上造成最大阻力的部位(屁股、胸部和大腿)時，就在這些位置加入光滑的聚亞氨醋板材。由此“鯊魚皮4代”泳衣比2007年研制的“鯊魚皮3代”減小了4％的阻力，速度快了10％。另外還可以讓運動員增加5％的吸氧量，瞬間提升游泳速度，選手只需耗較少的力量就能達到較高的速度。采用的材料經美國宇航局風洞測試，其比尼龍彈力泳衣施加在穿著者身上的壓力高70倍，能將穿著者塑造得更加苗條和“圓滑”，從而大大減小水的阻力。

3000元助你水中飛

能否找到讓我們游得更快的裝置呢?我們知道海豚的最高時速可達40千米，而我們人類的最高記錄也不過時速6千米，僅相當于快速步行。為什么人類游得這么慢?因為無論我們在水里多么努力，在我們消耗的能量中，只有不到3％用在推動我們前進上，其余的能量歸根結底都用來提高水溫了。如果使用橡皮蹼套，速度提高最多也不會超過10％。但是，海豚在游泳時，用于前進的能量竟占到總能耗的80％。既然海豚擁有明顯的技術優勢，那么我們模仿它吧。美國國防高級計劃研究署研發了一種新的游泳裝置，有了這種“海豚裝置”，游速至少比使用橡皮蹼套快2倍。一位世界冠軍戴上橡皮蹼套的時速可達12千米；但是如果借助新的“海豚裝置”，游速就能達到24千米每小時。

人類想要成為“水中飛人”的夢想由來已久，不過還從未發明過比這個“海豚裝置”更先進的無發動機助游裝置。這一裝置主要由2對人造鰭構成，1對固定在脛骨上，另1對借助鉸接臂固定在骨盆附近的位置。隨著游泳運動員伸縮雙腿，兩對鰭上下擺動，模仿海豚尾鰭的運動。由此不斷產生向前的推動力。循環往復，游泳運動員好像在劃槳一般。這一裝置的另外一個好處是它能夠讓擁有強壯肌肉群的大腿和臀部發揮作用，而傳統的游泳方式只是依靠腿部的幾小塊肌肉，而且這些肌肉很快就會疲勞。

當然，要把雙腿綁在一起跳入水中，兩腿還要有節奏地伸縮，并不是一件很容易的事情。美國海軍中擁有豐富游泳經驗的士兵花了2個小時就能夠運用自如。對于習慣在水中亂撲騰的我們，掌握起來可能要費些周折。不過不久以后，我們在一般的游泳館里就可以親自體驗了。美國國防高級計劃研究署對這一裝置信心百倍，他們將在未來的5年內進行商業開發，每套“海豚裝置”的價格約合人民幣3000元。屆時，我們有了它的幫助，就可以將游泳冠軍菲爾普斯現在的紀錄遙遙拋在身后了。一。這篇論文使微耳和在醫學界開始大放光彩，同時也顯現了他的一個新的研究動向，即對細胞學說的研究。

“一切細胞均來自細胞”

17世紀，英國科學家羅伯特，胡克用顯微鏡觀察軟木薄片時，發現了形如蜂巢的小室，稱之為“細胞”。然而，在細胞被發現之后的近200年的時間里，人們對細胞的結構及其在生命有機體當中的重要作用的認識還基本上是一片空白。直到19世紀，施萊登在《植物發生論》一文中才建立了細胞學說的理論框架。他認為，細胞是一切植物結構的基本生命單位，新細胞產生于老細胞的“芽基”處和呈黏液狀的細胞形成質當中，這一過程就像結晶體濃縮生成的過程一樣。他的理論，受到施旺等人的支持。

從現在觀點來看，施萊登和施旺關于細胞產生過程的論述，在當時無疑代表著人類對自然界認識的一次深化，但其理論卻存在重大缺陷。

微耳和對這一理論上的缺陷進行了彌補和修正。他與施萊登和施旺是同門師兄弟，因此，他非常了解細胞學說的整個形成經過和理論實質所在。在研究過程中，他早年形成的重視精細觀測和小心試驗的方法又一次顯示了效能。為了使觀測更加準確無誤，微耳和訪遍了德國最好的顯微鏡制造商，找到了清晰度、成像率高的無色差顯微鏡。他一邊觀測，一邊詳細地描摹細胞在顯微鏡中的微觀世界。他在實驗臺前一坐就是幾個小時，全程觀測細胞的形成過程。經過準確細致的分析，1855年，微耳和提出了“一切細胞均來自干細胞”的著名論斷。他指出，生物有機體的所有細胞并非產生于細胞的胞質當中，也不是從自然自由產生的，而是由原有的細胞分裂而來的。細胞的分裂通常包括細胞核分裂和細胞質分裂兩個階段，并且具有普遍性。在單細胞生物中，細胞分裂就是個體的繁殖，而在多細胞生物中，細胞分裂就是生物有機體的生長、發育和繁殖的基礎。這就是細胞分裂學說。

細胞分裂學說的提出，極大地完善了新興的細胞學說，標志了這一學說作為一個完整的、能自圓其說的理論體系的形成。細胞學說的建立，在科學和哲學思想上都具有重要的意義。一方面，它在科學史上第一次科學地揭示了生物有機體產生、發育生長和構成的共同規律，促進了生物學各個領域的開創和發展，促進了醫學的完善和進步。另一方面，也是更為重要的，它從生物學的角度，科學地論證了整個生物界的結構、本質上的統一性，以及在進化過程當中的同源性，為辯證唯物主義科學理論的產生、豐富和發展提供了重要的自然科學依據。這是人類認識自然過程的一次巨大的飛躍。

細胞病理學說

在微耳和之前，已經有人開始把疾病的原因與人體的組織機制、結構狀況聯系起來研究。而微耳和所做的工作便是把這種聯系推向了更深化、更系統化。從1849年11月赴德國維爾茨堡大學擔任病理解剖學教授，到1858年，他逐步總結出關于細胞學說與疾病原因關系的詳細見解。在《細胞病理學》一書中，微耳和很有把握地證實，細胞學說也適用于疾病原理的研究。他指出，細胞是生命的基本組成單位，疾病就是人體局部組織結構當中的細胞發生病變的結果，如發炎、癌變、肥大等病癥就根源于細胞的病變發育。這些疾病有一種動態的平穩發展過程，并沒有什么明顯標志著疾病的突然發生或中斷的現象，因此，只有找到能控制這些病變細胞活動的方法，才能夠治療疾病。

微耳和的這一思想就是細胞病理學說。這一學說使人們對疾病的研究深入到人體當中一個更深層次因而也更基礎的細胞的水平之上。從今天來看，微耳和的學說尚存缺陷，然而，作為那一時代的先進思想，客觀上已經為人類疾病的研究開辟了一個全新、有效而前途遠大的方向。微耳和的《細胞病理學》一書也因而成為當時宣揚生物醫學新