图灵能成为计算机之父,都是因为这本书
1922年,计算机科学之父图灵得到了一本叫做《儿童必读的自然奇迹》,他后来告诉母亲,这本书让他大开眼界,让他知道了世界上还有一种东西叫做科学。这本书传递了一种思想——任何东西的存在都是有原因的,而这种原因来源于科学,而不是上帝。
图灵接触到的启蒙书《自然奇迹》促使他去思考很多自然界的问题,这是一本关于科学的书。这本书不仅使他对科学感兴趣(这从后来他迷恋化学并时常做实验可以看得出来),更为他的唯物主义世界观种下了种子,而这些直接影响到后来他的发明创造。
书中介绍了动物、植物和人体出现的自然现象,用科学的角度解释了这些现象产生的原因,从小鸡的孵化到人类的成长,在当时的年代打开了很多人的脑洞。
小鸡在蛋壳里是怎样长大的
装满鸡蛋的孵化器里,小鸡即将破壳而出,没有比这更令人着迷的景象了。透过小小的玻璃窗悄悄看过去,你先看到的是一排排洁净的鸡蛋。那一打打鸡蛋好像已经整装待发,要么进入家用冰箱,要么被做成早餐煎蛋饼。
但是,它们哪儿都不去。首先,你会听到轻微的刮擦声。不久,一个个鸡蛋的宽头部分裂开小洞,小小的鸡喙试探着伸出来。此时的小鸡被紧紧地包裹在鸡蛋壳里,只能移动头部,所以,它只能这样一点点地啄,稍微休息一会儿,再接着啄,直到蛋壳上的洞越来越大,鸡蛋慢慢破裂。这时,小鸡破壳而出,深吸一口气,探头看向外面的世界。
接下来,小鸡总是要休息很长时间,因为它太累了。感觉好点时,它就开始挪动腿脚,抖动翅膀。半个小时或更长时间以后,它脱离蛋壳,摇摇晃晃地站起来,身上湿漉漉、脏兮兮的,感觉很疲倦。你完全能够想象出那小东西郁郁不乐的样子。然而,转眼间,原来紧贴小鸡皮肤的羽毛晾干了,抖开了,它的腿也站稳了。不久,黄绒球似的小鸡仔就到处奔跑了,看上去至少比一个小时前还装着它的鸡蛋大两倍。这真是一个奇妙的景象:像玉米粒在爆玉米花机里变成玉米花似的,500只鸡蛋在孵化器里变成了小鸡。
小鸡破壳而出的过程如此奇妙,它们进入鸡蛋的过程更加神奇。新生的鸡蛋里并没有小鸡,但是,为它保温三周之后,小鸡就做好出壳的准备了。问题是,小鸡是如何形成的呢?
许多人都研究过这个课题。他们大都先准备一打或更多鸡蛋,然后每隔两三个小时取出一个,小心地打开,看看里面有什么。还有的鸡蛋研究者小心地剥去一侧蛋壳,剥出十美分硬币大小的洞,再在洞上粘上纸一样薄的玻璃,方便他透过小窗口看见鸡蛋内部,观察小鸡的成长过程。
其实这样做比听起来简单的多。正如大家从煮鸡蛋中看到的那样,蛋黄并非一直在鸡蛋的中央,而总是浮在上方。小鸡也总是在蛋黄的上方成形。当鸡蛋翻过来的时候,蛋黄会像水里的水桶似地翻滚,把小鸡带回上方。因此,长大到足以塞满蛋壳之前,小鸡始终横卧在鸡蛋里,就在蛋壳里的蛋黄上方。
当然了,起先根本没有小鸡,只有蛋黄一侧的白色圆斑点,大不过大头针头,它逐渐发育成小鸡。鸡蛋产下的第一天结束前,这个小斑点的轮廓略呈椭圆形,直径约3毫米。贯穿其中的是一条白线,犹如浸透油脂的粗棉线,长约1.5毫米。
这是小鸡发育的起点,只是还没有开始变成小鸡,因为它还没有头、尾、翅、腿、眼睛、鼻子、嘴、心脏、胃、大脑,也没有任何其他部位。简言之,此刻属于鸡的物质只是一条细线,正开始转变为小鸡。
孵卵的第二天早上,那条白线的一端开始变得越来越粗,那里将变成小鸡的头部。最先出现的是大脑和脊髓。当天晚些时候,眼睛和耳朵的雏形显现。几乎同时,心脏开始形成。也是在此刻,血管像植物的根似地长出来,侵入这个词用的略显别扭蛋黄。第二天结束前,心脏开始跳动,血管开始吸收蛋黄,供养发育中的小鸡。接着,轮到蛋黄以蛋白为食。如大家所知,蛋黄和蛋白是储存的食物,小鸡以此为食,才得以生长发育,直到长大后破壳而出,自己活动。
小鸡一直正面朝下(只是它还没有脸部)躺在蛋黄上,直到第三天开始的时候,或者在此前几个小时,它翻向左侧。现在,它渐渐长大,长约6毫米,像大号大头针一样粗。接下来,它的大脑快速生长,眼睛也开始快速生长,不过,它们还没有最细的针眼大。此时,它的神经、肺、胃、肝,以及其他消化器官也开始形成;尾巴也开始生长,只是还没有羽毛。
第四天,嘴的影子开始出现,看上去相似的腿和翅膀也开始从身体中萌发。再过一天,你就能分辨出哪部分是腿,哪部分是翅了。现在,颅骨和脊椎的雏形显现。同时,小鸡身长已超过12毫米,却还没有一点鸡的样子,更像一个大大的问号。小鸡身体的前部还没有形成,心脏欢快地跳动着,在蛋黄里晃动。
第二周,小鸡开始有点像真正的鸡了。骨头开始变硬,正常情况下的鼻子尖部位出现一个斑点。它将逐渐转变为鸡的喙。鸡爪开始发育,羽毛也开始露头,但仍然封闭在各自成形的透明小囊里。两周之后,蛋白全部耗尽,横卧蛋壳的小鸡转身将头部挪向鸡蛋的宽头部分,蛋黄也变小了。到第十九天,小鸡把最后一点蛋黄吞进肚子,开始封闭洞口。几乎与此同时,它又将其啄穿,进入较大的空心部分——吃煮鸡蛋时,你可以看到的鸡蛋宽头部分。在一周或更长时间内,它像鱼一样以鳃的方式呼吸,只不过它的鳃不像鱼那样在头的侧边,而是在胃中央一个长柄处发育而成,并且遍布壳体。所以,小鸡通过布满蛋壳、小得看不见的细孔呼吸。最后一点蛋黄被吸收后,鳃会萎缩、脱落,小鸡就像我们一样用肺呼吸了。
三周后,鸡蛋只剩下蛋壳和一茶匙水了。小鸡从针头那么大开始生长发育,此时,已经塞满蛋壳,只留足够的空间,让它能啄洞而出。在被禁锢的第21天,小鸡终于破壳而出。
五觉之外有五感
传统说来,我们都有五觉——视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。然而,我们有时也会提到“七觉”(译者注:包括传统五觉和前庭觉、本体觉),似乎人体不只有五觉。事实上,人体的感觉方式既不止五种也不是七种,至于到底有多少种,接下来我们一起来数数。
至少我们明确知晓传统的五觉。不需任何人提醒,我们自然清楚眼、耳、鼻的用途;知道用嘴品味、说话、吃饭;用任意一处皮肤感受触摸。至于最后一点,我认为,我们似乎一直没有意识到,几乎所有的触感都依靠皮肤感知。例如头痛,我们只是感觉得到外部的疼痛;而大脑本身可能受到挤压、损坏、烧伤、伤残严重,但是,这种疼痛还不及针刺指尖般强烈。
还记不记得,几年前,日子过得还算清闲,通常你们自娱自乐的方式就是朝同方向连续快速地转圈,直到转晕,站都站不稳。此时,或再换个方向继续转圈之前,你会失去方向感,分不清天和地;如果之前转得特别快、特别久,你可能会直接倒地,站不起来。跳舞也会出现这种情况,如果总朝着同一个方向旋转,慢慢地你就会头晕眼花,地板的边缘在你眼里开始卷曲起来,最终导致上下不分。
问题不出自眼睛,因为闭上眼睛,头也会晕。其实,我们具备一种区分上下的感觉,和传统五觉无关,称为第六感。这种感官隶属人体内耳的一部分,即所谓的内耳迷路。这种感觉主要负责方位辨识,而非辨别事物的外观、声音、味道、气味或触觉。过度旋转会打破这种平衡感,比如太强的光线会刺眼,太大的声音震耳欲聋。鲨鱼即使没有头也能正常游动;但耳朵没了,它很可能会上下颠倒地游动。
现在,我们有了六种感觉,再来看看是否能找到第七种。夜里熟睡时,人们多少都会翻几次身,结果,早上睡卧的位置和晚上睡前姿势会很不一样。即使你对于这些辗转反侧毫不知情,早上醒来后,不用睁眼,也能准确感知自己每只手、每条腿、每根手指的位置。你十分清楚自己每个关节的弯曲程度。简而言之,你能感知身体几个部位的方位,这种感觉和我们之前发现的六种都不一样。
如果你闭上眼,让别人移动某物的位置,你会感觉到它的移动,也始终清楚它的位置。再假设你担当棒球游击手,正防守一个惊险的地滚球。你眼睛盯着球,心里念着游戏规则,而你的手下垂,背部弓起,膝盖弯曲,一切动作都精确到位,手精准触到球所在位置。我们能够精准支配手的动作,不需要再动用五官。依靠这种肌觉,钢琴家不看琴键也能准确无误地弹出每个音符,不会拖拍也不会抢拍。其实,肌觉是所有人体内中最精确的一种感觉。我们能看见一粒微小的灰尘,而惯于使用显微镜或从事其他精细工作的人,其手指的动作幅度十分细微,其精细程度相当于头发宽度的二十分之一,远非肉眼可见。
顾名思义,这种肌觉部分来自肌肉,而更多时候,它们源自关节部位。我们感觉不到骨头间的摩擦,那只是单纯的接触;但是,我们能够准确地感知关节移动的距离,并且随时清楚它所处的位置。
以上我们说了七种感觉,下面来说第八种。拿某种不太锋利的东西,比如牙签或铅笔尖,轻触手背、额头或手肘附近的皮肤。你肯定能感觉到这种触碰。然后稍微移动约一根细针针头的距离,再次碰触。此时你的感觉可能没什么变化。但是,连续碰触不到20次,你就会突然感觉某处发冷。简单来说,触碰过程中,皮肤上有些部位感觉到压力,属于一般的触觉;而其他部位感觉冷,这是一种不同的感觉,即第八种感觉,已经不再隶属为触觉的范畴。
还有第九种感觉,即热感。如果足够认真,仔细感受,你能找得到这些热点(heat spot),就像之前找到冷点一样。不过,热点比冷点更难定位,所以你不太可能一一将其辨别出来。
除上述三种感觉外,还有一种感觉也位于皮肤,我们称之为痛感。不过,身体其他部位也可产生痛感,比如风湿患者的肌肉和关节;口腔里的坏牙。痛感不是触觉,一来,二者感觉截然不同。二来,有可能失去其一,另外一种感觉依旧存在。患有某种神经疾病时,普通的触觉尚存,但是痛感会完全丧失。即使患者受到最残暴的伤害,比如掐、割、烫,他也只会感到来自手指、小刀或带电电线的触碰,但是丝毫感觉不到疼痛。同样,在服用适量乙醚或三氯甲烷之后,清醒的服用者会有触觉,但却没有痛感——这的确可以算是一种福音。
儿童必读的自然奇迹
[美] 埃德温·坦尼·布鲁斯特|著
袁璐,陈容宽|译
彭白羽|责编