格物社·在线图书馆

作者：天狼王 校对：毫秒 生物顾问、审核：癸草   什么样的功绩算得上成功人士？有人说是亿万富翁，世界首富；有人说是闻名遐迩，无人不知。那，怎样才算不朽？有人说，青史留名自然不朽；有人说树碑立传就是不朽。而有一个人，他生前贫困、疾病、并未广受人知而且晚年才实现阶级跃升；如今，他被印在瑞典的钞票上，被立在大学校园里，被万千生物学者推崇备至，被国家纪念。他，就是瑞典博物学家、现代生物分类学之父、双名法开创者、“花之王子”卡尔▪冯▪林奈（Carl von Linnaeus）。 瑞典钞票 卡尔▪冯▪林奈（Carl von Linnaeus）画像 椴树林奈   林奈最初其实只叫卡尔▪林奈（Carl Linnaeus），姓氏前缀von意味着这个家族是或曾经是贵族。而事实上林奈祖上只有横过，但并没有阔过——林奈是瑞典斯莫兰人，瑞典人往上捋可说是维京后代。卡尔▪林奈的父亲尼尔斯▪林奈根据老家的椴树（瑞典语lind）创造了姓氏Linnaeus。或许是天意如此，尼尔斯虽然是牧师，但对植物颇感兴趣，他可以说是林奈博物学和植物学启蒙人和奠基人。小小的林奈在这样的家庭里从小便表现出对植物学的热爱。林奈的小学教师和校长也为他的爱好添砖加瓦。 西医林奈   只是，如天下所有父亲一样，尼尔斯十分期盼小林奈和自己一样做牧师，子承父业。可惜一个人的成长和他人对他的期望时常南辕北辙，并深受教育影响。在卡尔▪林奈19岁时，尼尔斯被卡尔的中学老师告知：卡尔永远不可能成为学者或牧师，不过或许他会成为医生——事实上，那时代的医生往往兼职植物学家，但那和尼尔斯的预期有天壤之别。尼尔斯▪林奈的医生，兼卡尔▪林奈的中学教师罗曼特答应教卡尔医学，并相信卡尔▪林奈在医学领域“拥有一份光鲜且有利可图的工作”。大号练废的尼尔斯堪称垂死病中惊坐起，好在小儿子塞缪尔最终成为了牧师，这才能让他谈笑风生又一年。大学时期的林奈先在 ...

作者：神州 审核：未名   蛋白质的双缩脲反应（实验原理简单、比较容易操作。）是一个反应原理较为简单，较为容易进行的实验。这里介绍一下这个反应的原理，实验过程十分安全，大家有实验条件的可以自行在家中尝试。   首先，当尿素加热到180℃时，2分子尿素缩合，放出1分子氨，形成双缩脲。反应方程如图所示：   双缩脲中含有-CO-NH-，在碱性条件下可以与Cu2+螯合形成螯合物，该螯合物为紫红色。其结构如图所示：   看到这里，大家应该能意识到该实验检测蛋白质的依据是什么了。因为蛋白质是由多个氨基酸以肽键链接而成的，所以二肽以上的多肽分子中含有多个与双缩脲结构相似的结构。固蛋白质或二肽以上的多肽也可以在碱性条件下与Cu2+反应生成紫红色物质，且颜色深浅与蛋白质含量成正相关。但是这同时说明，具有相似结构的物质都会影响到实验的结果，如含有-CS-NH2、-CH2-NH2、-CRH-NH2等基团的物质或含有过量铵盐的物质都会对此反应产生干扰。   从上述实验原理我们可以看出，氨基酸并不能进行此反应，所以该反应也可以用来检测蛋白质的水解程度。 详细的实验步骤如下：   ① 取1支试管，加入少许尿素，试管口放一片湿润的石蕊试纸，加热至试纸变为蓝色，且试管内物质蒸干后停止加热。冷却后用吸量管加入10%的NaOH试剂1ml摇匀，再加入2~4滴1%的CuSO4，摇匀观察溶液颜色变化。   ② 取1支试管，加入稀释后的鸡蛋清。用吸量管加入10%的NaOH试剂1ml摇匀，再加入2~4滴1%的CuSO4，摇匀观察溶液颜色变化。（需要准备：药匙、吸量管、洗耳球、试管夹、试管架、尿素、NaOH、CuSO4）   PS：自己在家中进行实验的话，可以用鸡蛋清的稀释液进行蛋白质的检测。在实验过程中需要注意的是，配制双缩脲试剂时，应避免CuSO4过量生成蓝色的Cu（OH）2，其颜色会对结果产生干扰。有条 ...

作者：訾博（ZiBo） 审核：未名   你好，我叫訾博（ZiBo）,今年刚毕业，我也不知道为什么，我正在写一篇文章给你看，我记得上次语文老师夸我作文写得不错还是在小学六年级，他给我的作文批语是：如果不是抄的，写得很不错！ 所以我的文章即使不能取悦你，但也不会浪费你时间。   我是一个性格内向的人，是一个经常抬头看天空的人，偶尔有同学遇到我会问：“你是不是又在思考人生！”我笑笑，没有说话。（之所以有同学遇见我跟我打招呼，是因为我从来都不是默默无闻的人，我虽然内向，但我不喜欢默默无闻。）我喜欢思考，我能感受到“朝闻道，夕死可矣”和“学习使我快乐”这两句话的含义。但我并非学富五车，我也不是学霸。我不喜欢肤浅，我喜欢有深度的灵魂。我并不牛逼，我只是喜欢装逼。   好，敲桌子，说重点！   “活着就是为了改变世界”，这是我唯一记住的乔布斯的一句话，这句话很重要！因为当我步入人生低谷感到迷茫的时候，它告诉我为什么活着，告诉我生命的意义是什么。作为一个自认为喜欢思考的人，我恰好思考过这个问题——“如何改变世界，实现人生价值”。    我再强调一下我们的问题是什么——“如何改变世界，实现人生价值”。首先，清空大脑，按照如下情景将自己代入：   假如世界上有五个人：你、小黑、小红、小蓝和小白。你是一个想要改变世界的人，小黑是一名医生，小红、小蓝和小白是大街上的普通人，五个人以及周围的环境就是你想要改变的世界。我们了解到的信息是：小红非常饿，小蓝生病了，小黑的医术很高明，你正在迷茫你未来的路在哪里。   这个时候我们发现有一个问题没有被解决，那就是小红非常饿，但是并没有一个会做饭的厨师，这是我们对世界的认识，我们知道了这个世界需要什么，但你肯定不是马上励志做一个厨师，因为你还没认清自己的现状，万一你没有双手那可怎么办？所以第一步你必须认识自己，认知自己的目的是明确自己有什么。   认知自己 ...

作者：时光 审核：白烟   在一切开始之前有个问题要问大家：为什么要对一个文件进行压缩呢？茫然的你决定暂时不管这个问题去下载点东西，打开了“网抑云”之后你在每日推荐里找到了几首喜欢的歌，心潮澎湃的你觉得遇到了真爱，于是立刻点击了下载想把这几首歌占为己有。在下载选项里你发现有最高音质、极高音质、一般音质几种选项。你觉得听歌肯定要照顾自己的耳朵，于是选了最高音质，结果“网抑云”喊你冲会员，于是你一气之下…选了极高音质。   回想刚刚的问题，你突然觉得极高音质是不是就是最高音质进行了一些压缩呢？因为极高音质的文件大小比最高音质要小一些。答案当然是肯定的。虽然极高音质的音质不如最高音质来的nice，但是更小的文件占用的磁盘空间更小，也更方便数据的传输，因此压缩技术对音频十分重要。当然，压缩技术也可以诱使人氪金…   扯远了，那现在我们来了解一下音频中的压缩思路吧。首先，我们看一看文件大小的公式：   文件大小（file size） = 时长（duration）  采样率（sampling rate）  位深度（bit depth） * 通道数（number of channels）   由于一个音频的时长是无法改变的，所以我们只能从降低采样率/降低位深度/减少通道数入手。   先来看看采样率（sampling rate）。采样率越高，一段音频的品质就越好。常用的采样率如图所示：   可以看到最低的采样率是11025Hz，用于语音和调幅（AM）广播。可以看到，调频（FM）广播的采样率是调幅（AM）的两倍，这也是为什么我们平常在私家车上收听广播一般选择FM xxx而不是AM xxx的原因，因为FM的音质更好。感兴趣的话可以下次坐车时听听两种广播，进行一下对比。   音频压缩的另一种思路是降低位深度（bit-depth）。常用的位深度有8位和16位，将一个大小为10MB左右的16位 ...

作者：自控力 审核：观复·钧天   上期《【金融危机】荷兰——郁金香的诱惑》我们讲述了资本主义襁褓时期尼德兰的郁金香泡沫，在那场金融泡沫的孕育、膨胀到最后的崩解中，我们看到了深藏于人性中的疯狂和贪婪。那场危机直接一波带走了曾经的海上马车夫荷兰。本以为因此人们会对金融这种魔幻性的事务有更多的警惕。但正如黑格尔所说——人类从历史中学到的唯一的教训，就是没有从历史中吸取到任何教训。   1671年苏格兰首府爱丁堡的一户富裕人家中约翰劳出生了，他的父亲是一个银行家，作为家中长子的他，在十四岁就在父亲的会计事务所做了三年学徒，也在此期间约翰劳惊人的数学天赋也得到了觉醒，也许这也是能在几十年后引领那场疯狂和一辈子沉迷于赌博埋下了种子。   在约翰劳十七岁的时候，他的父亲去世了。但这并没给他带来多少悲伤，反而带着父亲留给他的巨额遗产来到了伦敦，很快年轻的约翰劳边沉迷于了伦敦的各家赌场。按一般故事情节来说，他往往会很快就耗尽自己的资产。但是约翰劳惊人的数学天赋缺让他在赌场中大杀四方，据说他还曾经与牛顿、笛福、孟德斯鸠都玩儿过纸牌，并轻松赢走了他们的钱。   除了在赌场无限风光外，在情场上约翰劳也是十分得意，但是在场情敌间的决斗却失手杀了人，为了逃脱法律的追责，约翰劳只能逃往了欧洲大陆。   让逃往的约翰劳在广袤的欧洲大陆上先好好历练一下吧，因为属于他的时刻还未到来。接下来让我们走进当时的法国看看是怎样的光景，正处于十七十八世纪的法国，正是启蒙运动兴盛的时代，各种思想的火花相互碰撞，理性的光芒被启蒙运动的思想家们奉上神坛。但是思想上的丰足还是无法掩盖当时法国现实的窘境。前任法国国王是被称为“太阳王”的路易十四，他极其热衷于战争；并且在位时期极其漫长，足足达到了72年114天，虽然他在位时期法国成为了当时欧洲大陆上最强的国家，但是常年的战争和路易十四奢侈的生活，使得法国的财政严重的负债。 ...

作者：N 审核：白烟   交流电和直流电是人们日常生活中电力使用的两种基本方式，然而交流电和直流电各有千秋，各自具有对方不可替代的优势，因此很多时候我们对交流电如何转换成直流电或是直流电如何转换成交流电倍感兴趣。通过查阅资料，了解到交流电转直流电是以整流电路作为重要模块实现的，而整流电路的重要组成元件是——二极管。对此，本文以交流电如何转换成直流电为思想来源，以二极管为所调研的电子元件，着手于调研二极管在整流电路中起到的作用，以此深入了解整流电路的原理、理想电路模型与实际电路元器件与模块之间的联系与区别。借此加强对电路理论的以及Multisim仿真工具的深度学习。 1. 引言   众所周知，交流电和直流电是人们在日产生活中两种基本的用电方式。然而交流电与直流电凭借着自身的优势，各有千秋，应用于不同的场景。如照明、动力用电大部分属于交流电，而电脑与手机等又大多采用直流电。因此很多时候我们需要针对交流电与直流电的优缺点，将他们相互转化来达到用户对电力特性的需求。   为此，本文从交流电如何转化为直流电的角度进行分析调研，从中了解到了一种名叫整流电路的模块在交流电转直流电电路中起到的至关重要的作用。随后调研了以此为出发点，逐步了解到整流电路是利用电子元件二极管的特性所制造。结合Multisim仿真工具，在此过程中加深了理想电路模型与实际电路元器件与模块之间的联系与区别。   本文的调研思路为：从二极管的基本特性开始——整流电路是如何利用二极管的特性组成——整流电路如何使用于交流电转直流电电路——深入拓展之稳压二极管与直流稳压电源。 2. 二极管的基本特性 A． 二极管的基本构成与伏安特性曲线   二极管是用半导体材料（硅、硒、锗等）制成的一种电子元件。它具有单向导电性能，即给二极管阳极和阴极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极 ...

作者：@cheeze molecule（翻译） Credit: Mark Schiefelbein/AP/Shutterstock   贺建奎教授与其他基因编辑研究者不得不面临的现实问题。   十一月末，一对基因编辑免疫艾滋婴儿的出生引起轩然大波，伴随其横空出世的，还有关于CRISPR技术实验与法律规范、伦理道德的激烈争论。在整个争议中，我们听到了许多不同的反对或中立或赞同的声音。几天前召开的第二届人类基因编辑技术峰会上，组委会的发言对这一事件描述为“前所未料且令人困扰”；众多生物科学方面的研究者对于此事的态度十分复杂，但大多认为其操之过急，并对其合法与安全性存疑。近日，著名国际性科技期刊《Nature》也在其头条文章上对于贺建奎及基因编辑婴儿提出了六个问题结局尚未明朗的问题，让我们来看一看，想一想。 一、贺建奎会有麻烦吗？   目前的状况是，11月27日即贺建奎在第二届人类基因编辑技术峰会上发言的前一天，国家卫生局敦促其所属大学——南方科技大学的所在地广东省人民政府对其展开调查。两天后，中国科技部勒令其停止一切科学研究。他的行为虽已经违反卫生部2003年提出的指导方针，但未触及明文的具体法律法规。南方科技大学的某位负责人在接受采访电话时表示要“等待学校官方声明”，没有具体回应，也反映出此事件的复杂性。学校官网上，贺建奎的个人网页被撤销，部门网站与个人简介中一些关于他信息的链接已失效。   贺建奎的回应是：“我将留在中国，我的祖国，并配合所有的工作。”   注：原文撰写于2018年12月初，2019年12月30日，深圳市南山区人民法院一审公开宣判贺建奎等三名被告人因共同非法实施以生殖为目的的人类胚胎基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪，分别被依法追究刑事责任。 二、贺建奎言论结果的准确与真实性如何确定？   许多科学家表示，要证实贺建奎的说法需对婴儿及父母的基因 ...

作者：phy东西   (文字科普向，多文字预警)   相信大家小时候都玩过弹簧，比如说弹簧笔、魔方(啊这个人真是三句话不离魔方)，什么地方都有这种像螺纹管一样的弹簧：   当你把这个弹簧在桌面滚动的时候，就会看到一列波似乎从弹簧的一侧传递向另一侧；再比如钻头或者理发店门口的红蓝白三色柱，在转动的时候，也会感觉螺纹从一端源源不断地“冒出”，最后消失在另一端，这看起来确实类似于波在“行进”。   我们可以简单计算一下这个波的波速。假设螺线管半径为r，旋转频率为f，螺距为h。我们所观测到的“波”是螺线管在某一平行其中心轴的平面上的投影，如下图：   在一个周期1/f中，这个波“前进”了一个螺距h，波速为hf。而螺线管上绕中心轴做圆周运动的质点的运动速度为2πrf。对比不难发现，只要h>2πr的时候，总可以在螺线管各点速度均不超过光速的情况下，让这个波的“波速”超过光速。   好！物理学的大厦轰然倒塌……了吗？   没有的，因为这个波根本没有携带任何信息，可以说，这个波上每一个点的轨迹，就像人浪一样约定好了，只是和波看起来有一样的形状。   那么我们能换一个复杂点的螺线管吗？可以的，如下两张图：   蓝线是红线的投影。等相位点，就是每个极值点在不断向右推进，这就是相速度。但其实螺线管只是原地旋转，波的“复包络”，或者说螺线管的“外轮廓”没有前进。而整体包络前进的速度可以认为是“群速度”，就是大家一起“共同”的速度。   形象的示意见下图：   此处举一例，对于极其接近的ω1，ω2≈ω，有两个波cos(ω1t-k1x)+cos(ω2t-k2x)=2cos(ωt-kx)cos[(ω1-ω2)t/2-(k1-k2)x/2]，其中第一项高频项就是载波整体向前传递，而后一项，变化极慢的项则是波的形状向前传递。   关于其详细的推导可以看《费恩曼物理学讲义(第一卷)》48节 ...

作者：APC编辑部科普组   PS：以下文章的硬核内容，大部分由某不愿意透露姓名的julao答疑，小部分综合自dalao们的聊天记录。   9月19日和20日两天，各个小群开始疯狂流传了一个卡片：   没错，就是这两个蓝字“点我”，引发了一场科普大作战……   首先说太长不看版：此卡片对大家没有什么危险，点了也无妨，不会泄露自己的信息，之后大家不要转发，更不要作死去随意改各种东西就行了。   那么回过头来，科普大作战又是啥回事？让我们梳理一下时间线~   2020年9月19日晚，某些群第一次出现了这张卡片，并引发群友一阵狂点！   引起骚动的背后，各位群友也觉得：WTF？这么好玩？要不转发给其他人也点点康？（顺势疯狂截一波图，日后好“威胁”）   于是，第二天，也就是9月20号，仅自己看到的就有好几个群“沦陷”。这款卡片已经开始在各个小群广泛传开了（而且内容也开始多样化了嘿）。   但到那时为止，其实并没有什么很大的不妥，这玩意大家也只是当消遣枯燥的时间罢了。   然鹅到了中午，这款软件的风评急转直下，各个小群突然开始禁止这种小卡片的转发，有人因此被禁言30天甚至“您已被移除群聊”。   原因就是某个时间，某群内突然说这个卡片是最新型的病毒，并称可以截取手机的ip地址，情况十分严重：   还爬出了所谓的“被盗取的信息”：   事情到这里性质就发生了变化，这张卡片从一个消遣工具摇身一变，成为了人们口中的“病毒”卡片（卡片表示承受了生命不能承受之重）。而这个谣言甚至比卡片最初的传播速度还要快，发过的、没发过这种卡片的群，都开始广泛传播这个卡片的危害：   当然这种谣言传播到懂计算机的大佬手中，那自然就看出来这是个谣言了： 那么，这个卡片是如何做到自动回复的呢？有没有危险呢？   我们找到了某julao的答疑，以及聊天记录，为大家带来科普向的简答： j ...

作者：自控力 审核：毫秒   金融危机，一个徘徊在所有市场经济国家头上的幽灵。自人类建立起金融体系后，金融危机事件便成为了最为恐怖的事件之一。它的每一次登场，都可让无数人一夜之间从家财万贯到一贫如洗。   1929～1932年的金融危机引发的大萧条，更是间接引发了第二次世界大战。细看人类金融史的金融危机，让我们得以了解到——以前的金融大鳄手段有多么多，人们在红利面前又能变得多么疯狂。   按照时间线，我们慢慢梳理这个恐怖的存在。今天我们就来看看，近代金融系统的第一场金融危机——郁金香泡沫。   17世纪的荷兰凭借着高超的造船技术，优良的信誉，不怕死的精神（在当时遍布海盗的情况下，荷兰商船为了多载货不安装任何武器∑(￣□￣;)），以及国内强大的金融系统支持。赢得了海上马车夫的名号。又因为国内良好的金融系统，一方面使得出海航行的资金可以从全民哪里募集，另一方面也使得全体人民都能共享航海带来的巨大红利。总而言之，“航海”让荷兰人民富起来了。   而人吧，有钱了他就容易去作，而且又是在17世纪那个资本主义还不是特别发达，消费主义盛行的时候。人们挣了钱不会主要想再投入生产而赚更多钱，反而要去购买奢侈品和豪华品彰显自己的财富。正是这种背景下，郁金香泡沫悄然展开了。   郁金香是种原产于小亚细亚地区，主要产地在土耳其附近。16世纪中叶郁金香开始进入欧洲各国，也正值欧洲各国贵族处于相互炫富的时候，郁金香很快受到了热宠。被作为贵族间相互展示和交流的物品。   而郁金香在荷兰开始流行主要在十七世纪。1593年一位来自维也纳的植物学教授，克劳修斯受到荷兰的一所大学邀请，便带着几份郁金香来到了荷兰。迅速郁金香凭借着优美的外形赢得了荷兰上层人群的喜爱，而且由于郁金香的栽培难度大，开花周期长。很快郁金香便被推升到了高价，但这还远远不足以让郁金香成为一款让荷兰全民疯狂的物品。   此时凭借着荷 ...