& 现代科学七大未解之谜（彻底颠覆你的世界观）
发布成功！
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子淳&&7岁3个月小男生
&现代科学七大未解之谜（彻底颠覆你的世界观）&&&当我们不看它时，月亮是不存在的&。 ============================================== &1.存在&最小粒子&吗？&
&&&&& 在历史上很长的一段时间里，人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子&天下》中这样说：&一尺之棰，日取其半，万世不竭。&用数学的语言来解释这段话，意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割，第一次对半分割得数是0.5尺，第二次是0.25尺，第三次是0.125尺&&这个过程可以无限地进行下去。公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为，物质是连续的，人们可以将它无限地分割下去，我们永远也得不到一个不可再分割的&最小颗粒&。& &&&&& 但很早就有人怀疑&物质可以无限分割&的观念，希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的，他把这种粒子叫做&原子&。德谟克利特认为所有的物质都是由原子组成的，原子是一种不可穿透、不可分割的实体，一切原子都有着相同的性质，只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子却不会跟着毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。& &&&&& 后来科学家们的确发现了原子的存在，但它却不是最小的粒子，它由质子、中子和电子构成，质子和中子又由被胶子束缚着的夸克组成从目前的情况看，电子和夸克似乎都是最小的&基本粒子&。之所以说它们是基本粒子，是因为任何与这些粒子的结构相关的现象，在实验中都没有观察到，它们像是一个不可再分的点，而不像质子、中子、原子核和原子那样，有可测量的大小。&。& &&&&&&粒子物理学家们建立了一个标准模型，来解释目前已发现的所有粒子和它们之间的作用力。但并不像德谟克利特说的那样，只存在&原子&这样一种最小粒子，标准模型中包括了62种基本粒子，被称为&上帝粒子&的希格斯玻色子刚刚被找到，这样标准模型中所有粒子的存在都已得到了证明。 然而这些今天被称为基本粒子的东西，就一定是不可再分的&最小粒子&吗？人们以前曾经认为原子是最小粒子，但后来发现它其实是个复合体。随着科技水平的提高，今天不可再分的东西，明天有没有可能发现它又只是个复合体呢？ &&&&& 这样的过程，有没有尽头呢？假如从量子论的角度来看，世界不是光滑的，在粒子世界中，物质、能量、时间、空间都表现出不连续的特征来，因而世界必定不可能无限分割下去，最小粒子必定存在。 但这种分割，到什么时候才是尽头，最小粒子究竟是多小呢？ 现代科学无法回答。
2.&&超光速&存在吗？
&&&&& 在经典物理中，判断任何物体的运动状态，都需要选定一个参照物。对于同样的运动物体，假如选取的参照物不同，得到的结果就不一样。按照这个思路，我们可以推测光速并没有绝对值。假如一束光向你照过来，初始速度为C，当你以速度V向着光源的方向运动时，那么以你为参照物，光速就会变成C+V；而当你朝背着光源的方向运动时，你眼中的光速就应该是C-V。如果情况是这样的话，那么就不存在&超光速&的问题了。然而1886年，美国物理学家阿尔伯特&麦克尔逊和爱德华&莫雷进行了物理学史上赫赫有名的&MM实验&，有了一个惊人的发现：在地球朝着不同方向运动时，检测到的光速竟然没有丝毫变化。这意味着，经典物理学的推测完全错误，不管你是在朝着光源运动，还是在向垂直于光源的方向运动，或者在背着光源运动，你看到的光速丝毫不会发生变化，都保持着恒定的速度C。 &&&&& 后来爱因斯坦用&狭义相对论&解释了这一现象。爱因斯坦说，高速运动物体的时间流速会变慢，自身的长度会缩小，正是因为时间和空间存在这样的弹性，才导致不管你在哪里、从哪个方向见到的光，它在真空中的传播速度都是大约每秒30万公里，从来不会发生变化。 &&&&& 但相对论有这样一个前提：真空中的光速C是一个绝对量，是一切物体运动速度的极限，也是一切实在的物理作用传递速度的极限。爱因斯坦说，世界上不存在&超光速&的运动物体和信息传输，这是相对论的基石。 然而&超光速& 真的不存在吗？相对论的这个前提，现在已经被量子论中的&EPR实验&推翻了。&EPR实验&是1935年爱因斯坦与两位同事发表的一个旨在推翻量子论&哥本哈根解释&的思维实验。爱因斯坦指出，假如哥本哈根解释是对的，那么分裂的两个小粒子之间即使相隔几十亿光年，也必定会存在某种即时联动，但相对论规定了任何信息的传输都不可能超过光速，宇宙中不存在超距作用的因果关系，所以小粒子之间超越光速的即时联动是根本不可能的，哥本哈根解释肯定有问题。 &&&&& 1982年，法国物理学家阿莱恩&阿斯派克特带领一个小组做了这个实验。它的结果意义是如此的重大，以至于被一些人称为&上帝的裁决&。实验结果竟然是爱因斯坦输了，事实证明分开的小粒子之间确实保持着一种微妙而神奇的联系，类似于超越时空的&心灵感应&，这种关联有一个拗口的专业名词叫&量子纠缠&。&EPR实验&表明，确实存在超光速的信息传输。爱因斯坦搬起石头砸了自己的脚，他想用来否定量子论的思维实验，最后反倒成了否定相对论的武器，这真是一个天大的幽默。除了存在超光速的信息传输之外，事实上超光速的运动速度也是存在的，例如电子表面的旋转速度就要高于光速。 &&&&& 超光速确实存在，相对论还能成立吗？ 现代科学无法回答。&
3.&暗物质&、&暗能量&存在吗？
&&&& 按照现有的科学理论，宇宙的构成可以分为三个部分：空间、物质和能量，爱因斯坦的引力理论&&广义相对论，把这三者紧密联系在了一起。引力是卫星、行星、恒星运动的主要原因，一个物体施加给其它物体的引力大小，只取决于它们的质量和距离，因而只要观察物体在空间的运动，就可以计算出引发这一运动的质量大小。比如在太阳系中，太阳质量所产生的引力，拖拽着各大行星绕着它转动。离太阳越近的行星受到的引力越大，保持轨道所需要的运动速度就越快。根据引力方程，只要知道了行星围绕太阳旋转的速度，以及它们之间的距离，就可以计算出太阳的质量；或者也可以根据后两者的数据，反过来计算行星的轨道。 &&&&& 广义相对论在计算太阳系各星体的质量和它们的轨道方面取得了成功。从理论上说，广义相对论的运用应该不仅仅适用于太阳系，同样可以扩大到星系层面，能用来解释星系质量与星系内恒星的运动速度之间的关系。因为一个星系中的大部分恒星都处在星系盘上，在不断地围绕着星系中心运动，这和行星在围绕着太阳转动没有什么两样。 &&&&& 然而问题出现了。在所有的观测中都发现了同样的情况，那就是星系的质量与星系内恒星的运动速度不匹配，根据引力方程计算的结果，星系必须拥有比现在大得多的质量，才有可能将这些恒星保持在它们现有的轨道上。这些质量到哪里去了呢？科学家们猜测，星系中应该存在着一类我们看不见的物质，那就是&暗物质&。这些暗物质自身不发射电磁辐射，也不与电磁波产生相互作用，这样我们就无法感知到它，只能通过引力产生的效应猜测它可能存在。 &&&&& &暗能量&的发现照样跟引力有关。人们想，从引力的角度来看，既然宇宙中的每一个部分都被其它部分吸引着，那么它应该能够遏制宇宙的扩张。然而我们观测到的事实却是，宇宙正在加速膨胀。这一事实暗示着，必定存在一种东西，在推动着宇宙的膨胀，它是不同于已知的物质、能量和暗物质的东西，人们把它称为&暗能量&。 对于暗物质是否真的存在，人们其实没有绝对的把握。因为还存在另外一种可能，那就是也许爱因斯坦的广义相对论，仅仅只是在太阳系内适用，一旦扩展到星系、星团甚至整个宇宙的层面，那就完全失效了。这种情况完全有可能出现，万有引力定律只是相对论这个更普适理论的一个特殊情况，说不定相对论本身也是如此，只是一个更大理论的组成部分？ &&&&& 同样地，对于暗能量是否真的存在，我们目前更是无法确认。 &&&&& 假如爱因斯坦的引力方程在整个宇宙中都适用，那么根据最近的测量，宇宙中仅有5%的物质和能量是常规物质，其余是23%的暗物质和72%的暗能量。也就是说，我们目前所能了解的只是宇宙5%的部分，对于其余绝大部分我们还一无所知。 &&&&& 暗物质与暗能量时刻都在提醒我们，我们对于世界的认知过分依赖于我们的感官和思维。假如有一种事物，既不为我们的感官所感知，又不与我们能感知到的事物之间产生相互作用，那么我们根本就不可能断定它是否存在。 暗物质、暗能量是否真的存在？世界上会不会有这样的事物，它虽然存在，我们却永远也无法感知？比如鬼魂、科技高度发达的外星人，还有上帝？ 现代科学无法回答。
4.&为什么会出现&寒武纪生命大爆发&？
&&&&&寒武纪生命大爆发&通常被用来当作否定进化论的证据。 &&&&& 在《物种起源》一书里达尔文提到，自己的理论中存在几个很难解释的疑点： &&&&& 第一个疑点是，如果物种是经过细微的渐变演化而来，那么为什么见不到大量的过渡类型呢？为什么自然界的物种之间的区别是那样的明显，而不是彼此混淆不清的呢？假如说那些过渡类型已经灭绝了，那么就应该要有大量化石证据，但为什么没有呢？根据达尔文的说法，物种的进化，是随机变异通过自然选择作用后累积下来的结果，这种变化是渐进的、连续的，这样一来，就必定会存在大量的中间过渡物种。比如，目前多数人认为鸟类是由恐龙进化而来的，由于进化是连续的，在漫长的演变过程中，必定会出现无数介于恐龙和鸟之间的物种，而且这样的生物应该很多很常见，然而事实上却根本没有。 &&&&& 第二个疑点是，像眼睛这样的复杂器官的生成，也能用自然选择来解释吗？ &&&&& 一个简单的例子就可以从逻辑上推翻复杂器官自然生成的结论。&放屁虫&的防卫系统由以下部件构成的：过氧化氢和对苯二酚、由外胚层腺体产生的酶触催化剂、储囊、括约肌、膨胀器、外排导管。其工作原理是，储囊中储存着过氧化氢和对苯二酚的混合物，当发现威胁时，括约肌就会像控制阀一样打开，把混合物送入膨胀器中，然后再注入酶触催化剂，引发剧烈的爆炸后从尾部的外排导管精确喷出，喷到倒霉的敌人脸上。如果这种防御系统是进化而来的，那么从实用的角度出发，应该先进化出能够攻击敌人的化学物来。但过氧化氢、对苯二酚和酶触催化剂只有三种混合在一起，才有可能发生爆炸，仅仅进化出其中一种来，就毫无作用，它们中的哪一种最先出现呢？而且即便三种化学物质能够同时出现，如果没有括约肌这个控制阀门的阻隔，放屁虫就会把自己炸成碎片，这显然是不现实的。但是在还没有化学武器之前，放屁虫会先进化出一个控制开关来吗？不管放屁虫先进化出防御系统中的哪一个部件来，都完全发挥不了作用，不会对它的生存有任何帮助，反而会成为累赘。按照进化论的观点，这种变异只会被淘汰，而不可能在此基础上增加更多的累赘，直到最后所有的累赘叠加在一起，形成一个完整而有效的防御系统。仅仅是这样一个简单的器官，从逻辑上来说都不可能通过自然选择作用生成，那么这一选择作用，又如何能够自然生成像眼睛这样要更复杂得多的器官呢？& &&&&& 第三个疑点是，像蜜蜂筑巢这样极其复杂的本能，怎么可能由自然选择作用而获得和改变？ &&&&& 人在一生中会学习很多的本领，这种本领是无法代代相传的，即便你的英语学得再好，你的孩子也不可能天生就懂英语。蜜蜂筑巢也是一种复杂的本领，这种本领为什么能代代相传，蜜蜂们不用学习天生就会呢？自然选择作用能对此作出解释吗？ 进化论已经发表了150多年，然而达尔文最初的疑惑，却至今仍然不能得到解决。假如进化论是对的，那么会出现这样的事情，就显得很不可思议了。其实除了上面几个问题之外，还有一件事情对于进化论的打击更大，那就是&寒武纪生命大爆发&。 &&&& &达尔文认为是持续不断发生的随机变异逐渐积累，最后形成了新物种，那么可以想象，物种是渐变式进化的，生命由低级到高级依次出现，这个过程发生的时间应该拉得很长。然而情况并非如此。地球诞生于约46亿年前，但物种却不是在几十亿年的时间跨度内逐渐出现的。化石证据表明，几乎所有重大生物类群，都是在距今约5亿年前的寒武纪，在短短几百万年时间内一下子突然间冒出来的，这就是&寒武纪生命大爆发&。 &&&&& 这是一次生命的壮丽绽放，其规模之大绝对超乎想象，甚至那时候生物的种类，比现在还要多得多。我们现在能够看到的生物门类，在寒武纪几乎都能找到；而那时有的生物，有多达20个门现在已经消失了！&如此众多的生物种类在短暂的时间内集体亮相，这种现象怎么用进化论来解释呢？它更像是大自然一次狂放的实验，是造物主对于物种的集中投放，其中大部分都是不成功的试验品，不久后就灭绝了，只有少数存活下来，成为后来所有物种的祖先。 &&&&& 进化论错了吗？生命演化的过程究竟是怎样的呢？&寒武纪生命大爆发&是造物主在集中制造生命吗？
现代科学无法回答。
5.为什么会发生&宇宙大爆炸&？
&&&&& 总体来说，当前在学术界还是&唯物论&的天下。唯物论者们最希望看到世界是无限的、永恒的，因为他们坚持认为物质是世界的本原，但却没办法合理解释，作为世界本原的物质它自己又是从何而来的。所以假如我们是生活在一个无边无际、无始无终的宇宙中，那么物质就是永恒的存在，也就不需要回答物质如何起源的问题了。 &&&&& 然而唯物论者们的美梦，被&宇宙大爆炸理论&打破了，我们来看看这一理论是怎么回事。 1666年，牛顿发现白光其实是一种复合光，它在通过三角形棱镜时，能分解成彩虹一样的多种颜色，这种现象叫做&色散&，分开的单色光依次排列而成的光带叫做&光谱&。后来人们将望远镜聚焦在一个单独的恒星或星系上，观察从那里射来的光线的光谱，根据&多普勒效应&，通过分析这些光谱，可以确定这些星体相对于我们是静止的还是运动的，是在朝着我们而来，还是在离我们而去。假如它们在离去，那么我们接收到的光，波长将较长，光谱会向红端移动，这叫&红移&；反之则会向蓝端移动，叫&蓝移&。20世纪20年代，当人们利用这一原理来观察那些遥远星系时，原本预料会发现同样多的红移和蓝移光谱，因为那时以为星系是随机运动的。然而事实出人意料，在对银河系外的其它星系进行观测时人们发现，除了少数离我们最近的星系外，几乎所有河外星系都表现出红移来，它们都在离我们而去，而且离得越远的星系，离开我们的速度越快。 &&&&& 这一现象应该如何解释？为什么几乎所有的星系都在远离我们？人们想到了一种可能：宇宙不仅是有限的，而且正处在不断的膨胀之中，所以宇宙空间的任何两点都在相互远离。这一想法促成了&宇宙大爆炸理论&的诞生。大爆炸理论认为，我们的宇宙诞生于137亿年前的一个&奇点&，然后出现了爆炸式的膨胀，生成了眼前这个广袤的宇宙。宇宙膨胀的趋势一直延续至今，它就像是一个从那时一直被吹到现在的气球。这一理论令人匪夷所思，然而科学家们拿出了有力的证据。大爆炸理论预言，宇宙诞生时大爆炸的余波，至今应仍在宇宙中回荡。结果1964年美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊，在偶然中发现了宇宙背景微波辐射，证实了这一说法。这个发现为大爆炸理论提供了强有力的支持。后来越来越多的证据支持了大爆炸理论，越来越多的人接受了这个奇怪的理论。这一理论表明，宇宙有起始，极可能也有终结，并不是永恒的存在。 &&&&& 在大爆炸理论中，存在一些很容易让人误会的问题。 &&&&&& 第一个是&奇点&。说到奇点，许多人很自然地就会认为，奇点是一个密度无限大、温度无限高、体积无限小的点。但现在也有很多人认为，所谓的奇点其实只是一个起始的时点，一个界限，而不是具体的实物，它指的是宇宙诞生的那一个瞬间。 &&&&&& 英国物理学家保罗&戴维斯这样说：&整个宇宙完全是从无中生出来的，其创生过程符合量子物理的定律。这样的宇宙在其成长过程中创造了一切物质、一切能量，从而建成了我们现在所看到的宇宙。这样，这种理论说明了一切物理性的东西（包括时间和空间）的创生。这种量子时空模型并不规定一个不可知的奇点来给宇宙开头。& 第二个是&爆炸&。有人说，宇宙诞生之前并没有物质，既然没有物质，那么怎么可能发生爆炸呢？其实他们是误解了这个名词。之所以用&大爆炸&这个词来命名这种理论，主要是用来形容宇宙膨胀的突兀和迅速，并不是真的有什么东西在宇宙诞生时被点爆了。美国天体物理学家艾弗琳&盖茨这样说：&尽管名字听起来很吓人，但大爆炸并不是空间中发生的爆炸，而是时间和空间的起点&&或者更准确地说，是当前人类对物理学的领悟能把我们带到最接近起点的地方。&大爆炸理论是否正确，目前存在一定的争议。但即便它是对的，也还会有一个疑问在等着我们：为什么会发生宇宙大爆炸？它是出于什么样的缘由？难道是造物主按下了创世的按钮？ 现代科学无法回答& &
6.时光能倒流吗？
&&&&& 2000多年前，孔老夫子在岸边看到河水没日没夜流个不停，感慨时光如流水，奔腾不息，一去不返，《论语》中留下了这样的记载：&子在川上日：&逝者如斯夫！不舍昼夜&。& 最陌生的是最近的你。有时候你最熟悉的人在关键时候做出的事情，会让你感觉到根本就不认识他。在日常生活中一些你十分熟悉的概念也是如此，比如&时间&。 &&&&& &时间&是什么？这个概念似乎每个人都清楚得很，但实际上却未必如此。 &&&&&& 很久以前古人就已经意识到，有些事物的存在很短暂，如天上的白云苍狗，有些事物的存在长得不可思议，比如天上的那轮明月，从古到今都是同一个模样。也许就是因为观察到了事物运动变化的长短差异，才让古人们产生了&时间&的概念。古人们发现，计量时间的最好办法，是找到一些以固定的周期循环变化的事物来做参照。于是不管在地球上的哪一个角落，人们都不约而同地采用了同样的解决方案，那就是把一个春、夏、秋、冬四季轮回称作一年，把一个朔望月的循环称作一月，把一个昼夜交替称作一日，现在我们知道那分别代表着地球绕太阳公转一周、月亮绕地球公转一周和地球自转一周。为了准确计量时间，古人发明了&日晷&、&漏壶&等计时工具。后来随着技术的进步，出现了更精密的仪器&&钟表，现在最精确的原子钟，2000万年内误差不超过1秒，可见人类对于时间的把握，已经达到了何等精准的地步。 &&&&&& 到了这一步，人们对于时间的认识似乎已经是毫无悬念了。 &&&&& 然而事实果真是这样吗？不，对于时间，人们其实还存在着一大堆的疑问。 &&&&&&&从常识上看，事物总是有开端的，那么时间是从什么时候开始的呢？大爆炸理论说宇宙诞生于137亿年前，那么时间就是从&奇点&开始的。但在奇点之前呢？奇点之前的时间是怎样的？物理学家们往往以&宇宙诞生之前的时间没有意义&的含糊其词来搪塞，其实是回答不出来。时间起始之前还有时间吗？难道真像那些被问到&创世之前上帝在做什么&的教徒们回答的那样：&那时上帝正在为问这类问题的人准备地狱&？在以往人们的印象中，时间是在均匀流动着的。假如把宇宙演化比作是一场规模宏大的电影，那么它的播放速度是恒定的，而且停不下来。但爱因斯坦的相对论打破了这一观念。相对论表明，物体的运动速度越快，或者引力场越强，它的时间流速会变慢。你能想象吗？宇宙飞船上的时钟&滴答&一下，和地面上的时钟&滴答&一下，它的时间长度是不同的！假如你乘坐接近光速的飞船去茫茫宇宙中探险，10年后回到地球时，地球上有可能已经过去几千年了！&运动速度越快，时间流速就越慢，当运动速度达到光速后，时间就完全停止了。古往今来，不知有多少的帝王将相奢求永葆青春，长生不老，希望时间这把杀猪刀对他们刀下留情，看来这并非完全是不切实际的幻想。 &&&&& 宇宙演化的这场电影原来不一定是匀速播放的，它可以慢播、快播，甚至还可以按暂停。这一事实大大出乎人们原先的意料之外，也就不由地会想到一个更深层次的问题：它能不能倒播呢？既然能够永葆青春，那可不可以返老还童呢？ &&&&&& 时间的控制按键掌握在谁手里？时光能够倒流吗？
现代科学无法回答。
7.&世界是意识决定的吗？
&&&&& 要说哪一种现代科学理论最神秘莫测，&量子论&假如排第二的话，没人敢排第一。
&&&&& 量子论研究的是微观粒子世界中的现象。这一理论的核心内容，主要包括海森堡的&不确定性原理&、波恩的&概率解释&以及玻尔的&互补原理&。它们都是如此的诡异，能彻底颠覆你对世界的认知。
&&&&& 在学习中学物理时，一般会碰到这样的题目，告诉你炮弹的初始位置在A点，初始速度是V，初始射角是&（这些统称为炮弹的初始状态），让你计算在时间T之后，炮弹会在哪个位置，速度是多少。
&&&&& 这个题目充分反映了经典力学对于世界的认识。它认为任何事件都有前因后果，这种因果关系可以用科学定律来描述。我们只要知道了&初始状态&，根据科学定律和方程，就可以预测事情的经过和结果。
&&&&&& 然而这个题目在量子论中却根本不成立。经典力学眼中的世界是确定的，任何事物都有确定的状态，比如一个篮球，在每一时刻都有确定的位置和速度。但在量子力学中，海森堡的&不确定性原理&说，粒子不可能同时具有确定的位置和速度（通常说动量），最多只能确定其中之一。它表明，粒子根本就不像篮球那样，有确定的初始状态，粒子世界完全是一个不确定的世界。& &&&&&&& 波恩的&概率解释&同样令人吃惊。波恩说，在粒子世界中，我们没办法像预测篮球的运动轨迹那样，根据物理定律来预测粒子接下来的行踪。粒子最终会出现在哪里，这完全是随机的，我们能够确定的只有概率。想通过计算来确定粒子的踪迹，并不比用掷骰子确定来得更准确。
&&&&&&& 爱坦斯坦对此十分反感，他说：&量子力学令人印象深刻，但是一种内在的声音告诉我它不是真的&&我毫无保留地相信，上帝是不掷骰子的&。但现实又跟他开了个玩笑，后来的事实一再证明他完全错了，上帝确实在掷骰子。
&&&&&&& 假如前面这些说法已经让你难以接受，那么还有比它们更恐怖的，就是玻尔的&互补原理&，它居然认为世界是由意识决定的。
&&&&&&& 玻尔说，粒子的状态非常奇特。它有时候是粒子，有时候会变成波，这叫&波&粒二重性&。转换的关键在于意识，当你观察它时，它就变成粒子呈现在你面前；当没人观察它时，它就变成波弥漫于整个空间。
&&&&&&& 这段话要怎么理解呢？波是虚无飘渺的东西，不是实体，而粒子却是实在的点状物体。&互补原理&的意思是说，当没有人看粒子的时候，它就不是实在的东西，而是幽灵般的波；但当你一睁开眼睛，所有的幻影立刻消失，它马上变成一个实在的粒子，让你能够看到它。
&&&&&&& 这像不像是《倩女幽魂》中的画面？当你定睛看时，小倩站在你的面前，笑吟吟地看着你；但当你转过身去，她却立刻化作一道轻烟，消失得无影无踪。
&&&&&&& 这还能算是科学理论吗？它简直就是《聊斋》中的鬼故事！ &&&&&&&& 量子论过于惊世骇俗，不可避免地引来了无数的攻击，然而那些设计来否定它的实验，却无不更加证明了它的正确性。现在许多物理学家们，已经只顾埋头享受量子论带来的现实好处，再不去管它背后那令人毛骨悚然的哲学意义。
&&&&&&&& 我们眼中的宏观世界是由粒子组成的。如果每一种粒子都是有人观察时才是实在的，没人观察时就只是一种虚幻的波，那么由它组成的整个世界应该也是如此。这意味着什么？难道真像乔治&贝克莱主教说的那样，&存在就是被感知&，世界是因为我们的存在才变得真实的
&&&&&&&& 有人用调侃的语气很好地描述了这一问题：&当我们不看它时，月亮是不存在的&。
&&&&&&&& 难道世界真的只是个幻境，是意识决定的，世界就存在于我们的意识之中？
现代科学无法回答。科学家发现导致自闭症的潜在原因-拓朴异构酶
拓扑异构酶与“泛自闭症”的化学和基因联系
Nature 501 (7465)
发表日期：2013年9月5日
拓扑异构酶（DNA卷绕中所涉及的酶）在整个大脑中都有表达，同时相关突变已在一些“泛自闭症”(ASD)患者中被发现。
Zylka及同事发现，选择性降低拓扑异构酶活性，会通过影响“转录伸长”降低“长基因”在小鼠和人类神经元中的表达。作者指出，很多ASD候选基因（包
括Cntnap2、Nrxn1
和Cntn4）特别长，并且证实几种ASD候选基因的表达被拓扑异构酶的抑制降低。这些发现表明，影响拓扑异构酶的化学物质和基因突变（也包括转录机构的
其他部分）可能有助于ASD和其他神经发育疾病的发生。
Article p.58
10.1038/nature12504&&
科学家发现导致自闭症的潜在原因
发表于《自然》杂志的研究称，一组被称为拓扑异构酶的酶系出现问题会对大脑发育的遗传机制产生重大影响，并可能导致自闭症谱系障碍（ASD）。北卡罗莱纳州医学院的科学家们阐释了他们在寻求自闭症的环境因素过程中一项重大突破，从而为该病的遗传因素开启了新思路。
北卡罗来纳大学神经科学中心高级研究员兼细胞生物学系和生理学系副教授Mark
Zylka博士说：“当拓扑异构酶受损时会产生一系列变化。我们的研究表明了变化的程度。抑制这些酶有可能严重影响神经系统发育，其产生的效应甚至大于那些与自闭症直接相关基因所发生的的突变。”&
该研究或许对ASD的检测和预防有重要意义。
“这可能是导致自闭症的又一环境因素。”Zylka说，“将拓扑异构酶抑制剂临时注入子宫将对大脑发育的关键阶段产生潜在的持久影响。”
这项研究还可以解释为何一些拓扑异构酶突变的人罹患自闭症以及其他精神发育障碍。
拓扑异构酶是一种见于所有人体细胞中的酶。其主要功能是当DNA发生严重损伤时解链DNA。该过程在体内十分常见。拓扑异构酶通过这样一种方式干预关键的生物过程。
大多数已知的拓扑异构酶抑制剂被用作化疗药物。Zylka表示其团队试图发现更多对神经细胞产生类似效果的其他化合物。“如果环境中尚存其他这样的化合物，发现它们就变得至关重要。”Zylka说。“这着实激励我们迅速采取行动，以明确其他类似药物或环境化合物，从而保护孕妇免受其沾染。
Zylka及其同事在研究一种称作拓扑替康的拓扑异构酶抑制剂类化疗药物时，机缘巧合之下有了该项新发现。在研究这些药物对鼠源性和人源性神经细胞产生的效果时，他们观察到这些药物易对DNA碱基对所组成的超长基因的正常功能造成干扰。该团队根据这种巧合提出假设
自闭症相关基因通常极长。
“当时的确是灵光一现，”Zylka说，“我们意识到很多被抑制的基因都是超长的自闭症基因。”
300多个自闭症相关基因中有将近50个受拓扑替康抑制。对许多基因的全面抑制
甚至轻度抑制 --
意味着处于大脑发育时期的人如果接触了拓扑异构酶抑制剂会遭遇类似ASD患者由于单一基因缺陷而产生的神经系统影响。
该研究成果还可以为自闭症相关基因的作用机制提供统一的理论。大约20％这样的基因与连接脑细胞之间的神经突触相关。另有20%参与基因转录
一种将遗传信息转化成生物功能的过程。Zylka表示该研究为这两种机制提供了桥梁，因为其表明突触基因的错误转录将削弱人体构建突触的能力。
“我们的研究为突触基因和转录调控因子这两类基因提供了潜在的联系，”Zylka称，“这或许能够最终解释大量的自闭症病例背后的生物学机制。”
拓扑异构酶
拓扑异构酶（topoisomerase）
是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶
DNA拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶，他们能
够催化DNA链的断裂和结
合，从而控制DNA的拓扑状态，拓扑异构酶参与了超螺旋结构模板的调节。主要存在两种哺乳动物拓扑异构酶。DNA拓扑异构酶I通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的
拓扑异构状态的变化；相反，拓扑异构酶II通过引起瞬间双链酶桥的断裂，然后打通和再封闭，以改变DNA的拓扑状态。哺乳动物拓扑异构酶II又可以分为
αII型和βII型。拓扑异构酶毒素类药物的抗肿瘤活性与其对酶-DNA可分裂复合物的稳定性相关。这类药物通过稳定酶-DNA可分裂复合物，有效地将酶
转换成纤维毒素。
些药物包括阿霉素（adriamycin）、放线霉素D（actinomycinD）、道诺梅素（daunomycin）、VP-16、VM-26（替尼
泊苷teniposide或者表鬼臼毒素（epipodophyllotoxin）。相对来说，无论是临床，还是处在试验阶段的，作为哺乳动物异构酶II
型毒素的药物较多
双-和四苯咪唑（Chen等，CancerRes.2-1335;Sun
等,J.Med.Chem.8-3644；Kim等,J.Med.Chem.-998），某些白屈菜生物碱
（benzo[c]phenanthridine）和原小檗碱类生物碱（protoberberine）与合成的类似体（Makhey
等，Med.Chem.Res.-12；
Janin等，J.Med.Chem.1975，18，708-713；Makhey
等，Bioorg.&Med.Chem.-791），以及bulgerain（Fujii
等,J.Biol.Chem.1993，268，），saintopin（Yamashita
等，Biochemistry1991，30，）和indolocarbazoles(Yamashita
等，Biochemistry1992，31，)。
其他被确定的拓扑异构酶毒素则包括某些白屈菜生物碱（benzophenanthridine）和
cinnoline化合物（见LaVoie等，美国专利6140328，以及WO01/32631）。尽管这些化合物大有用途，但是由于其较低的溶解性使
得他们的应用受到限制。
2006年1月下旬，美国专利局连续授予了美国新泽西大学关于以拓扑异构酶（topoisomerase）为作用靶位的氨基和硝基替代类药物的合成及应用的四个专利。
可分为两类一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。E.coliDNA拓扑异构酶I又称ω蛋白，大白鼠肝DNA拓扑异构酶I又称切刻-封闭酶(nicking-closing
)。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链．它们通常需要能量辅因子ATP。在拓扑异构酶II中又可以分为两个亚类：一个亚类是DNA旋转酶(DNA
)，其主要功能为引入负超螺旋，在DNA复制中起十分重要的作用。迄今为止，只有在原核生物中才发现DNA旋转酶．另一个亚类是转变超螺旋DNA(包括正超螺旋和负超螺旋)成为没有超螺旋的松弛形式(relaxed
)。这一反应虽然是热力学上有利的方向，但不知道为什么它们仍然像DNA旋转酶一样需要ATP，这可能与恢复酶的构象有关。这一类酶在原核生物和真核生物中都有发现。
DNA拓扑异构酶能催化的反应很多，这里只能作简单叙述。DNA拓扑异构酶I对单链DNA的亲和力要比双链高得多，这正是它识别负超螺旋DNA的
分子基础，因为负超螺旋DNA常常会有一定程度的单链区。负超螺旋越高，DNA拓扑异构酶I作用越快。现已知道，生物体内负超螺旋稳定在5%左右，低了不
行，高了也不行。生物体通过拓扑异构酶1和II的相反作用而使负超螺旋达到一个稳定状态。现已发现，编码E．coli拓扑异构酶I的基因topA发生突
变，则会引起旋转酶基因的代偿性突变；否则，负超螺旋增高，细胞生活能力降低。拓扑异构酶I作用的碱基序列特异性不高，但切点一定在C的下游方向4个碱基
(包括C本身)的位置。在将DNA单链切断后，拓扑异构酶I连接于切口的5端，并贮藏了水解磷酸二脂键的能量用以连接切口，因而拓扑异构酶I的作用不需能
量供应。此外．拓扑异构酶I还能促进两个单链环的复性，其作用是解除复性过程所产生的链环数的负值压力，以使复性过程进行到底。如果在一个单链环上一个部
位切断，而使另一部位绕过切口．则可产生三叶结结 构分子
knot)。如果有两个双链环，其中一个有一个切刻，拓扑异构酶1则可以将切刻对面的一条链切断，伎完整的双链环套进去，再连接起来而成为环连体分子
(catenane)，以上这三种反应示于右图。拓扑异构酶I还能催化其他反应，这将在复制和重组的机制中再讲述。
肠杆菌的拓扑异构酶II(gyrase)除了引入负超螺旋以外．还具有形成或拆开双链DNA环连体和成结分子的能力。II类拓扑异构酶没有碱基序列特异
性，它们可以和任何相交的两对双链DNA结合。DNA旋转酶有两个α亚基和两个β亚基。α亚基约105KDa，为gyrA基因所编码，具有磷酸二脂酶活
性，可为萘啶酮酸(nalidixic acid
)所抑制。A亚基约95KD，为graB基因所编码，具有ATP酶活性，可为新生霉素(novobiocin
)所抑制。这两种药物均可抑制野生型大肠杆菌的DNA复制。可见DNA旋转酶为E．coli的复制所不可缺少的。在切断一条DNA双链后，两个a亚基各结
合于切口的一个5'端，并贮藏了水解磷酸二酯键而获得的能量，由于该酶的整体性，因而DNA链的四个断头并无任意旋转的可能性。由于酶的别构效应，使完整的双链穿过切口，然后再重新形成磷酸二酯键。
β亚基的功能在于水解ATP以使酶分子恢复原来的构象，以便进行下一轮反应。这一点可以用ATP的同系物β,γ-亚氨基ATP代替ATP而得到证实。因为
这一同系物不能被DNA旋转酶所水解，但它确能促进第一轮拓扑异构反应，使负超螺旋增加，而妨碍以后进一步的拓扑异构反应。
DNA拓扑异构酶催化反应
很多，其反应本质是先切断DNA的磷酸二脂键，改变DNA的链环数之后再连接之，兼具DNA内切酶和DNA连接酶的功能．然而它们并不能连接事先已经存在的断裂DNA，也就是说，其断裂反应与连接反应是相互耦联的。拓扑异构酶（包括Ⅰ型和II型）都可以用符号转化模型进行解释（下图左中）
除了DNA拓扑异构酶可以产生异构变化以外，很多能够嵌入相邻碱基之间影响碱基堆集作用的试剂，特别是片状的染料分子．也能改变DNA的拓扑状态，最明显的例子就是溴化乙锭(ethidium
bromide)。例如以SV40的CCC分子与溴化乙锭的结合试验为例，当没有染料时，此DNA为负超螺旋，具有较高的沉降常数(21S)；当加入染料分子与核苷酸之比为0.05时，沉降数降至l6S，此时DNA为没有超螺旋的松弛形式；当染料分子和核苷酸的比值增加到0.09时，沉降常数又上升到大约21S，此时DNA分子为正超螺旋。这种关系如上图右所示，不过要注意的是，溴化乙锭并没有改变Lk值，只不过是由溴化乙锭分子的嵌入，增加了局部DNA二级结构的紧缠状态。因而，随着嵌入染料分子数的增多，起初表现为负超螺旋的减少与消失，随后便是正超螺旋的增加。这与单链DNA结合蛋白促进负超螺旋转变为泡状结构的情况是类似的。
拓扑异构酶（topoisomerase）:通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变DNA连环数的酶。DNA促旋酶。
DNA拓扑异构酶
DNA topoisomerase
为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化
的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top-
oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白
（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing
enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5&-OH末端扣3&-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3&-OH末端5&-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA（图
2），使单链DNA打结（topological
knot）或解结（图3）。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。　DNA
拓扑异构酶 I （DNA Topoisomerase
I）催化4种反应：①超螺旋的松弛；②绳结(knot)的形成；③环状双链分子的形成；④环状双链分子的连接。本酶由于来源于小牛胸腺，与来源于原核生物的酶性质不同，即使在Mg2+不存在的条件下也显示活性。而且，原核生物由来的DNA
Topoisomerase I 只作用负链的超螺旋分子，而本酶则能使正负两方的超螺旋分子均形成松散型。
DNA的结构转换和解析
Ⅱ型拓扑异构酶
Ⅱ型拓扑异构酶巧妙地执行了打开DNA双螺旋的过程。它将DNA的一个双螺旋结构切开，并让另一个螺旋从缺口处穿过，在此之后一个双螺旋便被打开。这里显示的图片是由两个蛋白构建的：这个编号为1bgw的蛋白具有拓扑异构酶的下半部分结构，另外一个编号为1eil的蛋白来自于一个旋转酶的结构域，它与拓扑异构酶的上部很相似。拓扑异构酶具有很高的催化活性，它具有一些类似于“门”的结构，控制着DNA进入到其上面的两个裂口内。
此处用红色显示的两个酪氨酸与DNA链相结合并形成共价键，并且这种紧密的结合方式直到DNA重新恢复为止。
具体的讲解可以到这几个URL查看 　DNA复制
拓扑异构酶的视频文件URL
是使超级螺旋松弛。所谓超级螺旋是DNA中张力积
聚的形式。拓扑异构酶抑制成分是重要抗肿瘤药物，被认为通过稳定拓扑异构酶与DNA之间所形成的一种共价复合物来发挥作用，后者又为DNA复制机制设置了
一障碍。科学家对以拓扑异构酶为作用目标的药物的药效起源仍不是很了解。本期封面图片所示为由于该药物的作用而造成的正向DNA超级螺旋的积累。DNA的
这种超级缠绕会妨碍一种DNA聚合酶的前行，并且在阻止或破坏复制叉，从而导致细胞死亡过程中也可能扮演一个角色。
DNA螺旋与拓扑异构酶相互作用的新发现
一个荷兰人领导的国际性研究组在分子水平上破解了自然释放DNA中积累起来的扭曲张力的机制。来自Delft理工大学、Ecole
Superieure和Sloan-Kettering研究所的研究人员将他们的发现公布在3月31日的《自然》杂志上，并成为这一期杂志的封面。
IB型拓扑异构酶能够释放DNA链中积累的扭力。研究过程中，研究人员能够在分子水平上跟踪一个单个的拓扑异构酶分子一段时间内在单个DNA分子上的活动。拓扑异构酶能够夹着DNA、切开两个DNA链中的一个并使DNA在与粘性末端重新结合在一起前变得舒展。在灵敏的检测仪器的帮助下，研究人员能够测量不同参数，如在酶空腔中的旋转的DNA的摩擦力。这项研究对DNA和这种酶之间的相互作用有了新的了解。
DNA的两个单链纽在一起并形成双螺旋结构，而双链的碱基对序列储存着遗传信息。在细胞分裂过程中，遗传物质被复制并且负责复制的酶必须能够将这些碱基序列转录。但是要实现这个过程就必须将需要转录的DNA部分变直。这种缠绕和舒展共存的DNA分子中产生了扭力，其扭力的大小随着细胞分裂过程的发展而增加。这种力能够延迟细胞分裂过程并且在一些情况下甚至终止分裂，而IB型拓扑异构酶则能减少这些扭力。
这种酶释放DNA扭力的步骤如下：拓扑异构酶先像夹子一样夹住双链DNA，然后瞬时穿过两条DNA链中的其中一条。
DNA分子中积累的这种扭力然后在完整链附近被消磨掉。在旋转之后，这种酶再次紧紧抓住旋转的DNA并将断裂的链重新粘连起来。研究人员能够测定出这种拓
扑异构酶在剪切和粘连过程之间卸掉的超螺旋的确切数目。
IB型拓扑异构酶工作的精确机制还对癌症研究有重要意义。能够抑制IB拓扑异构酶功能的药物已在临床上有所使用，但它们的使用可能在获得这些发现后得到改善
词性及解释 Part of speech and definition
【医】DNA topoisomerase
例句 Sentences
One of a group of enzymes that catalyzes the conversion of one
isomer into another.
异构酶一种能对一种异构体转化为另一种异构体进行催化物的一组酶
To become changed into an isomeric form.
异构变成了一种异构形式
isomerization of petroleum hydrocarbons
石油烃异构化
Any of various mixtures of xylidine isomers.
一种二甲基苯胺同分异构体的混合物
isomerism of coordination compounds
配合物的异构现象
癌症中的拓扑异构酶II：
失手的魔术师，还是披着羊皮的狼?
危险的游戏,
惊险刺激；可一旦失手，往往酿成悲剧。网上流传
“英国魔术师师表演锯活人成悲剧”这件事，不知真假，但是中国魔术师秦鸣晓在玩这项魔术时伤了自己却是真的。
细胞里也在时时上演这样危险的游戏，那爱冒险的魔术师就是拓扑异构酶II；它玩的可是“锯”断细胞内的DNA，再给接上，那可是真锯！
DNA就像两股拧在一起的绳。细胞每次分裂前，DNA双链都要解开，分别作为模板去指导合成新链；还有，DNA局部要应转录的需要时不时地被解开。
你可以想象一下，要想打开拧好的绳子，那可要克服绳子的“拧劲”；如果绳子很长，你打开了其中局部的小部分，那“拧劲”其实分布到旁边了，旁边的绳子会由于“拧劲”太大而形成缠结，绳子的结构就被破坏，很难再恢复回去。
DNA复制过程中，或在指导转录过程中，都会遇到上述的“绳子”的问题。还有，DNA复制后合成的新链和旧链“纠缠”在一起，怎么分开？为了解决这个问题，进化过程中，拓扑异构酶就应运而生了。
拓扑异构酶的基本工作方式（简单地讲）就是把DNA先临时剪断，松松劲，然后再连上。按照剪切DNA的方式可以分为I型(Topo
I)和II型(Topo
II)。I型拓扑异构酶只是把双链DNA中的一条切断，相对比较温和；而II型却要把两条都切断，那可是比较冒险的。
您大概不太清楚DNA两条链被同时切断究竟严重到什么程度。这么说吧，细胞内一个DNA双链断裂（如果不能修复）都可以要了细胞的命；而单链断裂，一个正常细胞每天大概有4000多个，只要在下一次DNA复制前修好就行，不那么急着要命。所以拓扑异构酶II抑制剂就成为临床重要抗癌药物。
(略额外介绍一下拓扑异构酶抑制剂。根据针对的酶类型，可以分为Topo
I 抑制剂和和Topo
II抑制剂两类，代表药物分别为喜树碱和足叶乙甙，其实基本上都是抑制拓扑异构酶的ATP酶部分，让酶只能切DNA，不能接DNA，这样给DNA制造损伤，从而杀死细胞。复制频繁，因此对拓扑异构酶抑制剂相对敏感；副作用是体内正常的增生活跃细胞也会受到伤害，这就是这类细胞毒性化疗药物的毒副作用。
一些植物中富含多酚类物质，如槲皮素、染料木黄酮、白藜芦醇等(quercetin, genistein,
resveratrol)，都是很强的Topo
II抑制剂。另外，茶叶中也富含多酚类，孕妇尽量减少饮茶，因为胎儿肝脏还没有发挥解毒功能，对这类成分比较敏感，这是有流行病学调查证据的。）
俗话说，常在河边走，怎能不湿鞋；老玩冒险的游戏，总有失手的时候吧？
本来，复制这么重要的过程需要拓扑异构酶来冒点险也就罢了，毕竟细胞一生（分裂一次算一生）只有一次，可是后来发现，在基因转录这个
“日常生活中”频繁发生的过程（如雄激素受体激活的基因转录）细胞竟然也用拓扑异构酶这种来解决问题【】，那不是“引狼入室”吗？
染色体转位（chromosome
translocation）
是癌症细胞的一个特征。简单地讲，就是两条不同的染色体接到一块去了；打个比方，胳膊和腿都断了，粗心的医生把胳膊接到腿的位置，断腿接到肩膀上。染色体
转位的后果之一是本来不挨的两个基因结成一家了，成了一个新的“融合基因”。这两个基因原本良善，可是这一结合就不是好东西了，成癌基因了。比如导致白血
病的癌基因Bcr-Abl,
还比如前列腺癌中的TMPRSS2-ERG，就是这么来的。（除了转位，还有其它后果，大家可以发挥想象力推测一下）。
关于染色体转位的可能机制，主要有两种假说。一种是DNA双链断裂假说。这听起来好像有点像废话，DNA双链断裂是染色体转位发生的前提，就像胳膊腿不断，怎么会有接错这种事情发生？不错，但是这里说的是断裂次数太多，难免偶尔出错。可是，在正常情况下，在一个应以条件和管理都十分到位的医院，医生能那么粗心接错的可能性会有多大？因此还有第二种假说，认为细胞内DNA断裂修复的调控机制功能异常是重要原因；就像是：断裂经常有，接错不常有，蒙古医生多（或医生不尽职，或管理混乱），接错就“常有”了（怎么有点像医患纠纷？）。细胞内确实存在引导DNA断裂正确修复机制的存在，这也是这几年DNA修复研究的一个小热点。我前老板的实验室08年就在这方面发了一篇Nature,作者之一（复旦本科毕业学生）博士毕业后到Sloan
Kettering 新实验室换个系统，最近又发了一篇（Nature structure Mol
当然，这时你可能会很高明地说，把两种假说综合应该更合理。说的不错，但在实际研究中，尤其是做机制性探索，我们往往喜欢把变量因素控制得越少越好，最好能集中在一种变量上。如果变量太多，结果往往是一笔糊涂账。我们实验设置那么多对照，就是为了排除其它变量因素的影响。
不过，不论是上述哪种假说，都还没有得到直接证据，也就是说还没有把染色体转位的发生和融合癌基因形成的过程真实地还原出来。为什么？因为染色体转位是个小概率事件，我们很难通过细胞学手段去实时（real
time）观察。
似乎扯远了。在回到拓扑异构酶II.
我们几天其实要讨论的主要是DNA双链断裂和染色体转位、融合癌基因形成。
临床观察发现用拓扑异构酶抑制剂抗癌反而引起继发性癌症，如白血病，而且发现有染色体转位。年，范德比尔大学的教授以“）为题写了一篇综述，详细介绍了型拓扑异构酶的催化原理。把拓扑异构酶催化的反应比成“披着羊皮的狼”（拓扑异构酶催化的切割反应：披着羊皮的狼”）
可话又说回来了，“披着羊皮的狼”这一指控其实是缺少直接证据（实验学证据）；
“作案”细节也是完全缺乏的，怎么办？这时候就需要发挥想象力，做出各种推测，然后通过实验进行人工模拟还原可能的作案细节。
这里我为大家介绍一项新证据。这是一篇发表上的一篇，典型的
研究【】。假设之大胆、数据之多（正文幅图，补充数据中幅图，个表）都不多见。一般说来，非同寻常的主张就要非同寻常的证据，数据多是必须的。
这篇的题目：很勾人，正如王守业老师描述的“两性”。
雄激素在前列腺癌发生起重要作用；以上前列腺癌存在由于染色体转位形成的融合癌基因；
和都是受雄激素受体调控的靶基因；由于雄激素受体激活靶基因表达过程中需要来解决拓扑结构问题，加上以往大家对形成的“狼”印象，作者提出下面这个假设：
在帮助解决基因雄激素靶基因转录中拓扑问题的同时，这种冒险行为（反复切割形成双链断裂）直接导致染色体转位以及融合癌基因（如）的形成。
这项研究通过实验还原了 如何与雄激素“狼狈为奸”，引起特定基因部位双链断裂，其中包括
和，然后这些断裂如何接错，形成新的癌基因。研究通过选择合适的细胞系统，通过巧妙的设计，从细胞学水平捕捉到那个鲜见的染色体转位和融合癌基因形成的事件，
实验设计逻辑线路十分清晰，特向感兴趣又有余力的朋友推荐。
细节我就不叙述了，太具体，专业口味太重。
[2] Haffner MC, et al.& Androgen-induced
TOP2B-mediated double-strand breaks and prostate cancer gene
rearrangements.published
online 4 July ):668-676
Androgen-induced TOP2B-mediated double-strand breaks and
prostate cancer gene re.pdf
我觉得你的文章很有意思。我想提醒你，氟喹诺酮类抗生素组，这是用于对待每一位泌尿道感染，呼吸道感染和突兀的行为，通过抑制DNA拓扑异构酶类酶，DNA旋转酶和拓扑异构酶IV的2名成员的的enzymnatic活动。当然，他们这样做对细菌，但如果他们在恰到好处的时间穿越胎盘，影响胚胎在子宫内。时机永远是出生缺陷的关键，只是蒙上你的头脑沙利度胺。有这样一个小的机会之窗，影响胎儿的药物，但它没有什么损害。氟喹诺酮类药物是妊娠C类，所以他们将不得不在4个星期前，母亲知道她怀孕了。
氟喹诺酮分子式
喹诺酮类，又称吡啶酮酸类，属化学合成抗菌药。临床用于治疗尿路、肠道、呼吸道以及皮肤软组织、腹腔、骨关节等感染，取得良好疗效，不良反应轻微。
由于该类药物中均具有喹诺酮的基本结构，故由此而命名。本类药物按其发明先后、结构及抗菌谱的不同，分为一、二、三代。
自1962年合成第一个喹诺酮类药物萘啶酸(Nalidixic
Acid)为第一代，只对大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷白杆菌等少数G-杆菌有效，口服吸收差，副作用多，仅用于敏感菌所致的尿路感染。
&&氟喹诺酮
1974年合成第二代喹诺酮类代表药吡哌酸(pipemidic
Acid)，对G-杆菌的作用也包括了部分绿脓杆菌，抗菌活性较前者提高，口服少量吸收，但可达到有效尿药浓度，不良反应明显减少，因此用于尿路和肠道感染。
1979年合成第三代喹诺酮药：诺氟沙星(Norfloxacin氟哌酸)。它是4-Quinolone结构改造衍生物，在6位上加上一个氟(F)后，增加了脂溶性，增强了对组织细胞的穿透力，因而吸收好，组织浓度高，半衰期长，更大大增加了抗菌谱和杀菌效果。构效关系的研究进一步展开，新的氟喹诺酮类药物如雨后春笋，成为一个十分活跃的研究领域。氟喹诺酮类对G-杆菌，包括绿脓杆菌均有良好抗菌作用，对G+球菌也具一定抗菌活性，尤其对耐药G-杆菌，仍可呈现敏感。
临床用于治疗
临床上常用氟喹诺酮类药物主要有诺氟沙星、培氟沙星(Peflo
&&临床上常用氟喹诺酮类药物——氟罗沙星
甲氟哌酸)、依诺沙星(Enoxacin氟啶酸)、氧氟沙星(Ofloxacin氟嗪酸)和环丙沙星(Ciprofloxacin环丙氟哌酸)。近几年，
又不断研制并上市多氟化喹诺酮类新品种。如洛美沙星(Lomefloxacin)、氟罗沙星(Fleroxacin多氟哌酸)和二氟沙星
(Difloxacin双氟哌酸)等。其主要特点是长效，如以上三个药物其消除半衰期分别达8
h，抗菌谱进一步扩大，增强了对G+球菌和厌氧菌以及衣原体支原体的抗菌作用，以及吸收更好，组织浓度更高，不良反应更少等优点。
喹诺酮类药物的作用机制为抑制细菌的DNA旋转酶(desoxyribonucleic
acid gyrase)，从而影响DNA的正常形态与功能，阻碍DNA的正常复制、转录、转运与重组，从而产生快速杀菌作用。
抗菌谱广，抗菌活性强，尤其对G-杆菌的抗菌活性
&&氟喹诺酮类药物浓度和发光强度回归曲线
高，包括对许多耐药菌株如MRSA(耐甲氧西林金葡菌)具有良好抗菌作用；
耐药发生率低，无质粒介导的耐药性发生；
体内分布广，组织浓度高，可达有效抑菌或杀菌浓度；
大多数系口服制剂，亦有注射剂，半衰期较长，用药次数少，使用方便；
为全化学合成药，价格比疗效相当的抗生素低廉，性能稳定，不良反应较少。因而本类药成为化学合成抗感染药物中发展最为迅速，已成为临床治疗细菌感染性疾病的主要化疗药物。
6喹诺酮类和其他抗菌药的作用点不同，它们以细菌的脱氧核糖核酸（DNA）为靶。细菌的双股DNA扭曲成为袢状或螺旋状（称为超螺旋），使DNA形成超螺旋的酶称为DNA回旋酶，喹诺酮类妨碍此种酶，进一步造成染色体的不可逆损害，而使细菌细胞不再分裂。它们对细菌显示选择性毒性。当前，一些细菌对许多抗生素的耐药性可因质粒传导而广泛传布。本类药物则不受质粒传导耐药性的影响，因此，本类药物与许多抗菌药物间无交叉耐药性。
氟喹诺酮类较广泛使用的品种中，对绿脓杆菌作用较强的为环丙氟哌酸，MIC90为1
mg.L-1，其次为氟嗪酸MIC90为2
mg.L-1。氟哌酸抗绿脓杆菌MIC90虽为2
mg.L-1，但其吸收差，血药浓度低，不能有效控制感染，故环丙氟派酸为应用较好品种。氟嗪酸对一般阴性杆菌的作用与环丙氟哌酸相仿或稍弱，90年代后
开发的新品种多氟哌酸类某些品种，不仅抗G-杆菌活性与环丙氟哌酸相似，而且抗G+球菌作用加强，对MRSA有效，对衣原体、支原体、厌氧菌亦有一定作
用，明显优于环丙沙星。另据国外报导，此类药已突破抗菌概念，在抗病毒、抗肿瘤方面亦有新进展，取得了令人注目的成就。预计本世纪末到下世纪初，本类药物
会有更多有希望的新品种问世。
随着氟喹诺酮类药物的广泛应用，细菌耐药和不良反应也相继发生。新上市氟喹诺酮类如替马沙星(Temafloxacin)1992年在英国上市仅15周后，因发现有过敏、溢血、肾衰等不良反应而停用。故亦不是脂溶性越高，半衰期越长就越好，还应从药动学及临床利弊综合考虑。本类药物主要不良反应为：
1　中枢神经系统　因能较好透过血脑屏障，进入脑组织而引起，发生率1%～5%，轻者失眠、头晕、头痛，重者可诱发惊厥。故精神病及癫痫患者禁用。
关节病变　动物实验中，所有喹诺酮类都可以引起未成年动物关节组织中软骨损伤，狗最为敏感，在人类尚未发现，但为确保用药安全，孕妇、哺乳期妇女及儿童禁用，十八岁以下青少年慎用为宜。
3　皮肤及光毒性　我国皮疹报道较多，发生率0%～2%，均属可逆性。光毒性国外报道多，发生率可达28%，与药物剂量有关，可通过穿衣防晒预防。
4　消化道反应　恶心、呕吐、胃部不适、腹泻、腹痛等，发生率3%～5%。
5　肝肾毒性　有0.8%～4.3%患者可出现肝肾功能异常，故肝肾功能不良患者慎用。
6　血液系统毒性　可有血细胞及血小板减少，溶血性贫血，也有再障报道。
除以上不良反应外，还应注意配伍用药，如与抗酸药合用可减少喹诺酮类药的吸收；与非甾体抗炎药合用可增加神经系统毒性；与咖啡及茶碱合用可减少后者代谢及消除而出现茶碱毒性反应等。
作者单位：武汉市第二医院　武汉430014
&&氟喹诺酮
1　戴自英主编.实用抗菌药物学.第一版.上海：科学技术出版社，1992，268～276
2　陈新谦，金有豫主编.新编药物学.第十三版.北京：人民卫生出版社，1994，101～103
3　张致平.中国抗生素杂志，1992，17(2)：87
4　陈华庭，张　玉，陈　伟等.武汉地区1995年度喹诺酮类药物评估.中国药房，1997，8(3)：116
5　范　勇，杨国勤.南京地区1996年度喹诺酮类药物用药分析.中国药房，1997，8(6)：268
6　李家泰主编.临床药理学.第一版.北京：人民卫生出版社，1991，511～518
7　孙曼琴.喹诺酮类抗菌药的安全性评价.全国抗感染药物临床评价学术研讨会论文集.中华医学会临床药物评价专家委员会.北京，1996，67
省药监局转发国家药监局通告，提醒公众：
喹诺酮类药品副作用不小
报综合消息根据国家药品不良反应监测中心2009年的统计结果，喹诺酮类药品严重病例报告数量居各类抗感染药的第三位，仅次于头孢菌素类和青霉素类，占所
有抗感染药严重病例报告的14.1%。1月23日，省药监局转发国家药监局通告，提醒公众留神喹诺酮类药品临床副作用。
据了解，喹
诺酮类药品是临床使用广泛的抗感染药。自2004年至2009年10月，国家药品不良反应监测中心共收到13个喹诺酮类药品的病例报告8万余份，其中严重
病例报告3500余份。严重病例的不良反应，以全身性损害、神经和精神系统损害、皮肤及其附件损害为主，此外，消化系统、泌尿系统、呼吸系统的不良反应也
相对较多。如司帕沙星的光敏反应、莫西沙星的肝损害、帕珠沙星的肾损害等。
鉴于此，国家药监局对于喹诺酮类药物的安全使用提出建议，医生应严格掌握适应症，详细了解药品的用法用量、禁忌症等相关信息，合理使用喹诺酮类药品。
对于特殊体质（如过敏体质，未成年患者、妊娠及哺乳期妇女等）的患者，应谨慎或避免使用本类药品。肾功能障碍患者、老年患者应注意调整用药剂量。
常见喹诺酮类药品:氧氟沙星、环丙沙星、氟罗沙星、洛美沙星、诺氟沙星、培氟沙星、依诺沙星、莫西沙星、妥舒沙星、司帕沙星、芦氟沙星、帕珠沙星、吡哌酸。
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