這有關係嗎?(麥煒和醫生)

[2012-03-06]

麥煒和,小學作文「我的志願」是要做科學家,結果科學家做不成,神推鬼哄當上腦神經科醫生。面對中年危機,開始投入科普寫作,希望一圓兒時夢想。(mpwmontages@omghk.com)

在PubMed(醫學及生物科學的網上資料庫)搜尋醫學期刊,偶然發現英屬哥倫比亞大學布雷克教授(Robert Blake)的著作,他的團隊隔年才發表一篇論文,即是每項研究也需要兩年來完成,科研態度絕對認真。

以下是他兩篇近作。

首篇論文是關於一種叫Synodontis nigriventris的魚類(俗稱Upside-down catfish),這生物源自非洲剛果河,屬鯰形目,體長約三英吋,筆者小時也飼養過,本地水族店叫牠們做「翻天鼠」(有點《七俠五義》feel)。鯰魚通常在河牀生活,但翻天鼠卻習慣在水面表層游曳,翻天鼠的泳姿也有別於其他魚類,牠們是肚部朝天反轉來游水的,就像人類背泳那樣。布雷克團隊便是研究翻天鼠的泳姿。

當一個流線型物體(例如一條魚)在水中推進,磨擦與水壓會產生波動阻力,愈接近水面波動阻力便愈強,所以魚兒在淺水游曳其實要花上很大力氣,這正是翻天鼠與其他表層魚類要面對的問題。經過反覆實驗及複雜的流體動力學運算,布雷克的團隊終於破解了翻天鼠泳姿之謎:原來倒轉的泳姿比正常泳姿來得更有效率,前者能降低波動阻力達百分之十五,抗衡阻力的能量耗損亦得以減半──翻天鼠反傳統的泳姿其實是一種適應機制,有助牠們在水面表層生活。

第二篇論文是講一種叫Carassius auratus的生物,筆者從小到大都有飼養牠們;Carassius auratus即是金魚。

該項研究選了四種形態的金魚:草種(外形像鯽魚)、燕尾(身形近似草種,但有很大的尾鰭)、文種(尾鰭成雙片)和蛋種(雙片尾鰭,但沒有背鰭)。研究人員比較各種金魚在固定速度前進時尾鰭擺動的頻率及可持續游動的耐力,他們發現草種和燕尾雖然尾鰭大小各異,但動力功率沒有明顯分別;蛋種由於缺乏背鰭,所以要消耗額外能量來避免滾動和偏航,亦是各種金魚中功率最差的。草種和燕尾金魚保留着流線的體型,牠們游動時仍會遵循慣常的流體動力學定理;文種和蛋種金魚經過人工改良,形態跟自然界的祖先大相逕庭,常規的物理及生物定理已不再適用於牠們身上,故此,布雷克團隊開發了一條全新的方程式,以概括這些魚種的流體動力學特質。

大家怎樣看這類研究?是否覺得它們對改善人類生活完全沒有作用──但這有關係嗎?科學是求知的藝術,誰說科研一定是為了「改善人類生活」的?

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