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专栏：论坛
让微生物造福人类
华文
近年来，世界各国都在积极地寻找用于医药、粮食和能源的微生物。
微生物很小，用肉眼看不见。十七世纪初，人类发明了显微镜以后，微生物的奥秘才被逐渐揭开。微生物分为细菌、霉和放线菌三大类。到目前为止，人类已经发现的微生物约有二万五千种。例如，作奶酪或酸乳酪的乳酸菌、作醋的醋酸菌和大肠杆菌等都是细菌；蘑菇菌、酿酒用的酵母菌、作青霉素的青霉等都是霉；而放线菌则位于细菌与霉之间，链霉素等抗生素就是利用放线菌制成的。
人们研究、利用的微生物，有许多是从土壤里找到的。如果你顺手取来一勺土壤化验一下就可知道，在仅有一克重的土壤中就有一千个甚至一亿个微生物。要知道，微生物不一定是病菌。据统计，从生活在地球上的所有微生物来看，病菌只占1％以下，其余大多数微生物对人是有益的。比如，动物或植物死后，微生物能在短时间内把它们分解掉。处理厨房的垃圾，把有毒物质变为无毒物质，都离不开微生物。大约三十亿年前就一直生活在土壤里的微生物，至今仍然起着净化地球的作用。
人类在很早的时候就知道利用土壤中的微生物为人类造福。例如葡萄酒、奶酪、大酱、酱油等发酵食品，都是利用从土壤里发现的微生物制出来的。青霉素、链霉素也都是用土壤里的微生物制造的。微生物治愈了人类的疾病，延长了人类的生命。
但是，从土壤里寻找有用的微生物，是一项非常艰巨的工作，因为土壤里的微生物并非取出来就可以用，能从一万个微生物中找到一个有用的微生物就很不错了。
从土壤中寻找微生物的技术，从本世纪四十年代以来得到了迅速发展。一些工业发达国家几乎采集完了本国所有种类的土壤。因此，这些国家的科学家们又把注意力集中到发展中国家。
近年来，日本开始同中国、泰国、菲律宾等许多亚洲国家合作，寻找有用的微生物。这些研究的目的，是为了共同寻找对医药、农药、工业品、发酵食品等有用的微生物，提高各国的科学技术水平，增进各国人民之间的了解与友谊。
据报道，这些研究已经发现了可做营养价值较高的发酵食品的微生物以及与以往不同的做面包的酵母等。
过去，用微生物制造的农药，主要是用于杀菌的农药。近年来，日本等国家的科学家又研究出了杀虫剂和除草剂。这就是说，杀菌、杀虫、除草，都用上了土壤里的微生物。
有的微生物还可以合成象牛奶、牛肉一样的营养价值较高的优质蛋白质。一头牛吃足了草，经过二十四小时，才能生产出五百克牛肉。可是，五百公斤微生物在二十四小时内，可以分裂得到十吨优质蛋白质，即使干燥后还会剩五吨。目前，有人还在进行另一项研究，即让微生物吃掉废塑料容器。
人类认识微生物的历史虽然十分悠久，但是对它进行科学研究，迄今不过一百多年。这门学科方兴未艾。
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专栏：
毕生保持科学研究的青春
——纪念伟大的科学家玻尔诞辰一百周年
钱三强
今年是伟大的丹麦物理学家尼·玻尔诞生一百周年，世界上许多国家都在隆重纪念他。
1885年10月7日，尼·玻尔出生于丹麦哥本哈根。1911年，玻尔获得哥本哈根大学的博士学位。第二年3月，他到英国曼彻斯特大学工作。那里的实验室领导人卢瑟福刚完成了一个开创原子时代的工作：证明原子的绝大部分质量集中在原子核中，它的尺度只有原子的万分之一。卢瑟福的发现使玻尔认识到，原子世界的奥秘和量子有密切关系，经典的牛顿力学和电动力学，不适用于原子现象。
为了证实这种想法，玻尔不分昼夜地工作。他提出，元素的化学性质和物理性质由原子核外的电子决定，而放射性元素放出的α粒子及电子，来自原子核；在决定原子的化学性质上，原子序数比原子量更根本。
1912年7月，玻尔回到丹麦。通过曼彻斯特的研究，使他从经典电动力学不适用于原子领域这个观念向前跨了关键的一步，形成了把普朗克和爱因斯坦的量子理论用于决定原子状态的想法。
1913年初，玻尔提出了他著名的原子理论。这个理论的基本假设有两个：1．原子系统只能处在一系列不同能量的稳态上；2．原子系统可以从一个稳态跃迁到另外一个稳态，这时伴随着光量子的发射或吸收。原子系统有一个能量最低的稳态。
玻尔的理论随即在卢瑟福的实验室里接受了氦原子光谱实验的考验。当时新发现了一系列谱线，发现者认为它们是氢原子发出的，但是和玻尔的理论不合。玻尔指出这是氦发出的，而不是氢原子发出的。实验证明正是如此。这个理论随即被用于分析各种谱线，获得了巨大的成功。他对原子结构模型的研究成果，使他获得了1922年的诺贝尔物理奖。
玻尔接着提出了著名的“对应原理”。按照这个原理，经典的辐射理论不但在具有很大量子数的稳态之间的量子跃迁这个极限情况下成立，而且在量子数不大的稳态之间的跃迁也应有所反映。但是如果同时接受原子模型和经典电动力学，必然导致能量—动量不守恒的结论。不过实验证明这个结论是不成立的。1925年7月玻尔预言：“经典电动力学所需的推广，要求人们探索到的对自然的描述来一次深刻的革命，对此必须有所准备。”
这次革命在几个月之内就发生了。这是由年轻的海森堡在玻尔的“对应原理”引导下掀起的，其后经过玻恩、约当、狄拉克、薛定谔等许多物理学家的努力，一门描述原子现象的新的力学——量子力学建立起来了。这是以玻尔为领袖的科学家集体作出的划时代的贡献。
三十年代是物理学变化急遽、新发现层出不穷的年代。1936年费米在罗马做的慢中子对原子核的反应实验，使玻尔发展了“复合原子核”的理论。玻尔指出，原子核可以设想为一只浅碗，碗里装有许多小球，它们是质子和中子。中子和原子核的反应，相当于用一个小球来撞这碗里的小球，使得碗里的小球都动起来。如果撞入的小球速度很低，碗里的小球的速度都不够大，不能逸出碗外，这时，碗里的小球就多了一个。这就是复合原子核的概念，不过这个复合原子核是处在很高的激发态上的，而原子核是不能长时间处在激发态上的，这些小球彼此撞来撞去，经过足够长的时间，便会有一个或几个小球集中了足够的能量，获得足够大的速度，离开浅碗。这图像与液体分子从液滴蒸发出相
仿。玻尔的研究取得了很大的成功。
1938年秋法国的约里奥—居里夫人和南斯拉夫的萨维奇证明铀和钍被中子轰击后产生放射性镧的同位素。德国的哈恩和斯特拉特曼用很精确的化学方法于1938年底证明铀受慢中子轰击后产生放射性钡的同位素，镧和钡都是元素周期表中靠中间的元素。这个新发现震动了科学界。在瑞典的梅特纳和弗里许经过详尽的分析后意识到，这很可能是铀原子核的裂变，就是铀在慢中子的轰击下裂成两片质量与电荷大致相等的碎片，而且在裂变过程中放出巨大的能量。其后弗里许在哥本哈根用实验证实了这个观点。玻尔马上认识到这个发现的极端重要性，很快地从复合原子核和原子核的液滴图像出发，结合统计物理的方法，建立起原子核裂变的理论。这又是一个开创性的工作，对后来原子能的应用所起的作用是极为重要的。
1943年，玻尔不得不逃离纳粹占领下的丹麦，经过瑞典转到英国和美国，马上参与了制造原子弹的工作。在原子弹尚未试验之前，玻尔就指出，如果原子能掌握在世界上爱好和平的人民手中，这种能量就会保障世界的持久和平；如果它被滥用，就会导致文明的毁灭。
玻尔对中国的文化和中国人民一直有着深厚的感情，他的徽章上用的就是中国阴阳太极的图案。1937年夏天，玻尔夫妇和儿子汉斯来中国，访问了上海、杭州、南京、北平等地。他在前中央研究院、浙大、北大等单位做了关于原子和原子核的演讲，深深地吸引了我们这些听众。他的关于复合核的概念对于我后来作有关裂变研究工作有很大启发。
玻尔的研究所，以促进国际学术交流，培养各国年轻的科研人才为己任。我国解放前，陆续有一些物理学者去访问过他的研究所，其中包括周培源、张宗燧、胡宁等。解放后，由于种种原因，他的研究所里一直没有来自新中国的物理学者，他对此深感遗憾。 1960年在英国皇家学会成立三百周年纪念会上，玻尔向吴有训提起这件事。他说：“有些人想封锁中国，对于一个幅员广阔、人口如此众多的国家，这怎么可能呢？”一年多以后，玻尔邀请了设在苏联的联合原子核研究所工作的我国青年物理学者冼鼎昌到他的研究所工作。
他的儿子奥·玻尔1962年底访华，我们与丹麦签订了两国的学术交流协议，这是解放后我国与西方学术交流的第一个协议。在奥·玻尔访华的日程结束即将启程离京的时候，我突然得到玻尔逝世的消息。1973年奥·玻尔再度访华讲学，其后陆续邀请我国青年物理学者杨福家、卓益忠、曾谨言等约二十人到他的研究所工作，对培养我国原子核物理理论与实验骨干作出了贡献。
在玻尔诞辰一百周年之际，我们纪念他对世界文明所作出的划时代的贡献，学习他在科学探索上一往无前、永不停顿的献身精神。不局限于已取得的成就而毕生保持科学研究的青春，不断取得科学上一个又一个创造性贡献的伟大人物，在科学史上是不多见的，玻尔就属于这种类型。他明确表明科学家对社会应负的责任和培养人才方面的国际主义精神，他对中国人民的深厚友谊，在我国处于困难的时候他所给予的支持和帮助，永久铭记在中国人民的心中。
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专栏：
解开植物病毒病的钥匙
北京农业大学 雷新云
病毒是以核酸和蛋白分子组成的原始生命物。它寄生于活体，并导致被寄生生物的病害。人、动物、植物，甚至一些有细胞的微生物，都有被病毒寄生的可能。因为病毒的核酸和生物细胞中的生命物质核酸非常近似，所以要研制一种能杀灭病毒核酸而又不伤害被寄生生物核酸的药物是非常困难的。国际上多年来曾试用过多种化学制品，以期治疗农作物的病毒，但由于在杀灭病毒的同时没有注意植物本身对病害的作用，都没有取得能在生产上广泛应用的制剂。
我国中医有一种理论，即：利用药物促进人体自身的抗病或耐病机制来抑制或消除病原物的为害。北京农业大学植物病毒组从1981年以来，在裘维蕃教授的指导下，对番茄病毒病进行了四年的探索和试验，以期获得一种物质，这种物质具有以下特性：（一）能被植株的细胞吸入体内，并在体内运转。（二）对植株无伤害作用，并有促进生长作用。（三）对病毒的活动有一定的抑制作用。（四）对人畜无毒，不引起环境污染。（五）价廉而易于使用。经过四年的温室及大田试验，现已选出一种被命名为NS—83的耐病毒诱导剂。
实验证明，NS—83在植物体外对一些重要的病毒，如烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒，有防止浸染的作用。它进入体内后，对人体内的病毒也能起到一定的抑制作用。NS—83提高了感病性植株对病毒的抗、耐性机制。大田示范试验中，使用NS—83的番茄发病株率减少25.6％至35％，病果重量的百分比下降27.3％至41.6％。
NS—83还有激素的作用。这是一个新的发现。在试验田与对照组比较，每十天植株生长高度增加12％—19％，茎秆粗度最多增加16％。在发病严重的处理区，十六天幼苗总生长高度增加2％，茎秆粗度增加7％。同时，番茄第一花序提早出现，果实排列紧密，座果数增加，早熟、增产，好果率增加。
NS—83是我国研制、使用的第一个抗病毒增产剂。试验证明，它对青椒病毒病同样有效。由于制备原料充足，工艺简单，易于使用，无毒，无公害，它具有广阔的应用前景，是解决植物病毒病的一个良好的开端。
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专栏：建议
重视蔬菜的营养和药效研究
浙江农业大学 吕家龙
中医素来认为“医食同源”，不同蔬菜含有不同的成分，这些成分有些是营养素，有些具有药物效果，例如生姜、大蒜、山药、萝卜、芫荽、大葱、马齿苋等都是人们最熟悉的药用蔬菜，人们常用这些蔬菜治疗感冒、痢疾、消化不良等常见病。李时珍在《本草纲目》中列举了一百余种药用蔬菜。陶弘景的《名医别录》、陈藏器的《本草拾遗》、苏恭的《新修本草》等历代药学名著中都有蔬菜部分，而在孙思邈的《千金食治》、孟诜的《食疗本草》、汪颖的《食物本草》等食疗专著中，蔬菜则占有更大的比例。
我国自古崇尚素食。从当代营养学的观点来看，单纯强调素食并不科学，这不仅因为蛋白质等大量营养素主要来源于动物性食品，还因为某些维生素必须由动物性食品供给。“素食”能形成营养学中的一个观点，除了宗教的原因外，也有长期生活经验的因素。近代科学研究表明，对维持人体正常生理代谢活动的维生素，如维生素C、B1、B2尼克酸等；矿物质如铁、钙、镁、钾等营养素，主要来自日常食用的蔬菜。姜中的姜烯、姜醇、姜酮，芹菜中的芹菜甙，大蒜中的蒜辣素，都是具有某种治疗效果的药效成分，一些瓜类蔬菜中所含的葫芦苦素具有抗癌作用。还有人发现蘑菇、大蒜、洋葱中含有较多硒的化合物，这些化合物进入人体后有利于谷胱甘肽的形成，多吃这些蔬菜可以大大降低癌症的发病率。最近还有报道说甘蓝、青花菜中有含硫的化合物，是一种高抗癌物质。纤维素虽然本身没有营养价值，但它有加速胆固醇降解为胆酸的功能，可以降低心血管病的发病率，还能增加肠的蠕动，降低结肠癌的发病率。甘蓝、青菜、韭菜、蒜苗、胡萝卜等蔬菜中都含有丰富的纤维素，而且是低糖的食品，多食蔬菜可减肥，是一种健美食品。
这些事实都说明，我国古代医药学家把蔬菜列入“食疗”的内容，是有充分根据的。遗憾的是，目前还没有系统地把祖国医学中食疗的方剂、原则、医案加以整理，也没有同现代蔬菜的药效成分、药用价值结合起来研究。
蔬菜中的营养成分因种类不同有很大差别，品种之间及不同栽培管理条件下的营养成分也有差异。粉红色的胡萝卜因含较多的番茄红素而胡萝卜素的含量较低，桔红色的胡萝卜则含较多的胡萝卜素。施用硝态氮肥可以提高叶菜及胡萝卜中维生素C的含量，施用钾肥可以增加洋葱中的维生素B1、B6的含量。另外，采收、贮藏和加工的时期、条件和方式，都能影响蔬菜中生化成分的变化。
因此，蔬菜生产也应该由单纯争取高产的研究转向高产和提高蔬菜品质相结合的研究。要通过品种选育、栽培管理措施的改善和采后处理，提高蔬菜的营养价值、食用价值和药用价值，并根据科学的蔬菜食谱来安排种植结构和生产计划。园艺工作者和医药工作者应当联合起来进行蔬菜保健食谱的研究，使祖国医学中“食疗”这颗明珠增添新的光彩。
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专栏：
高蛋白饲料——羽毛粉
羽毛粉是家禽羽毛经化学或物理方法处理生产出来的，目前一般采用水解和酸处理两种方法。
羽毛粉的粗蛋白含量为80％，胱氨酸含量为3.5％，比其它任何饲料都高，可代替蛋白质含量较高的鱼粉、豆饼等畜禽饲料，对家禽的啄羽、啄肛、啄趾等啄食癖还有一定的防治效果。
近年来，肉食禽生产迅速发展。但是，目前只有屠宰部门收集羽毛，而家庭屠宰家禽时，羽毛一般都被当作废物扔掉，既污染了环境，又是一种浪费。应该充分利用这一资源。
张家声
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专栏：争鸣
开发西北不可忽视生态平衡
孙士文
幅员辽阔的大西北并不是未被开垦的处女地，这里分布的城堡废墟、村落残迹、屯田遗址证明，古代的开发者早已涉足于此，只是由于他们不懂生态科学，才不得不在险恶的自然条件下，在生态环境遭到破坏以后，抛弃了自己辛勤开垦的土地，背井离乡，投奔他方。历史的教训和现代科学成果都告诉我们，开发生态环境极为脆弱的西北地区，必须谨慎地对待生态问题。
与经济发达地区不同，目前我国西北面临的生态问题主要不是由工业发展带来的环境污染，而是自然与人为因素造成的土地资源的破坏，以及由此引起的人们生产和生活环境的恶化，其中最严重的，一是沙漠化、二是土地盐碱化。
我国是世界沙漠面积最大、沙漠化最严重的国家之一，而西北又首当其冲。全国百分之九十八以上的沙漠分布在这一地区，约占这里土地面积的百分之三十。新疆塔克拉玛干沙漠南缘，历史上有过十分发达的农业；内蒙古毛乌素沙漠的一些地带曾经是水草丰茂的草原；乌兰布和沙漠曾经是黄河的冲积平原，著名的粮食产区。这些地方后来都被沙漠吞噬了。沙漠化毁灭生物生长的环境，夺去人们可资利用的土地资源。地球表面土地结构的变化使气候相应地趋于恶化，反过来又加剧了沙漠化的发展。如此恶性循环，严重威胁人们的生存。
土地盐碱化是西北地区又一生态问题。我国西北的宜农土地大多分布在封闭性和半封闭性的内陆盆地，如塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地。这里干旱少雨，基本是引地表水灌溉的灌溉型农业区。由于地质原因，以及灌区内渠道设置不当，引水灌溉使地下水位上升，又因忽视排盐工程而使农田大面积盐碱化。土地盐碱化的结果，不仅使农作物产量逐年下降，严重的还会使良田变得贫瘠，最后被迫弃荒。
我国西北土地辽阔，有大面积宜农宜牧荒地草原可望开发和利用，这是大西北经济发展的巨大资源优势，但如果不重视生态环境，不及早注意对土地、水利等资源的合理开发，这一优势就有丧失的可能，我们就会重蹈古人的覆辙。未来的大西北要以现代生产方式发展农业畜牧业，做好生态环境的保护和治理工作。因此，我们建议做好以下几方面工作：
一、把西北生态环境保护和治理工作列入国家的国土整治计划，选择一些对未来开发工作影响较大的地区予以优先治理。
二、对自然资源的开发利用进行综合研究、统筹安排。西北地区生态系统极为脆弱，对土地、水利、草原、林木等资源的开发利用必须互相兼顾，避免单项开发，破坏平衡。
三、把集约经营作为当前西北农牧业生产的基本方针。今后应努力提高单产水平，以小面积高产代替大面积低产，暂时不宜耕种的土地则还牧还林，坚持开发、治理、保护相结合。
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专栏：
我国第一例置换国产心脏瓣膜患者安度二十春秋
我国第一位接受置换国产心脏瓣膜的患者许淑宝（右）已安全度过二十个春秋。图为当年为她置换瓣膜的上海第二军医大学附属长海医院的蔡用之教授向她表示祝贺。
新华社记者 王子瑾摄