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问答之八十五领会
眼睛是感觉器官中的主要器官,识神的辨知活动主要是通过眼睛而发挥的。修道之初就往往借助于眼神的内视静观而达到平伏识神活动的目的。当然有时也借助于听觉器官的返听以平伏心神,所以又称收视返听。之所以要这样作,是为了暂时按人们习惯于执著某种具体概念的心理而使人有法可依,然后再从这有法可依的借助中摆脱出来,进入无法之法的无为心态中去。这也就是说,人的一生就生活在充满各种事物的社会中,自己无时无刻不在以感觉器官接受着各种事物的概念,而且心中也已经储存了数不尽的事物概念,自己的心神就似海洋一样充满了各种概念的波浪,即使在梦境中也未曾平息过。因此,人们想让自己从概念的海洋中一下子挣脱出来是不可能的事,谁也难以立即让自己的心中什么事也不想。所以人们就只好暂时借用专一看或听的概念,使人心依附于看或听。但这看与听又与平时的看与听有所不同,即其听也听静,其看也看静,使听与看不再留恋任何具体的事物概念,心神的动态就会由纷动而逐渐的转入单纯的视或听,然后再将视或听的意向放松,逐渐地过渡到不再有视听概念的无为心态。这种心态就是一种混沌的状态,也就是无极态。这就达到了坐忘的境界。但这坐忘的境界不是睡眠态,而是醒觉中的坐忘。初入坐忘的境界,往往就介于睡与醒之间的那种中间态,这时就有可能产生一些类似于梦幻的幻觉,但这幻觉又是能被自己所觉察的幻觉,而不像梦境那样自己并不知道是在作梦。所以这幻觉是醒觉状态下的幻觉。这个阶段就是幻觉关。至于这幻觉产生的原因和以不同的心态对待幻觉所能导致的不同后果,这在其它部分已作过分析,此不赘述。只有始终把握无为准则,才能顺利渡过幻象关而继续深造。修道者自始至终所要把握的准则都是无为,那样内境才能产生无所不能作为的变化而层层更新。如果对内境的某些变化去贪恋执著,那就会使正常的自然变化进程被打乱,这不仅不能继续升华,反而还会产生弊端。所以修功者对任何境界都不能贪著留恋,而只能将其当作一些必然的过程而无为相待。来者不拒,去者不留,一切顺任自然。当眼睛和耳朵不再去分辨什么具体事物时,实际上是心神不再纷动分辨了,心神也就由动态的识神状态逐渐的平伏为静态的元神状态。但这其中仍然有神的存在,而不是无神的死寂。这神就是无极场势,它就能发挥出直觉和统御的功用。这就像宇宙的无极场并不是没有场,而是没有极化的场,是无所不在的统一场,所以它才能统御宇宙。天道因其永恒无极场的静态,才有了宇宙日新月异生生不息的更新变化。人修道而效法天道,使心神常葆无为而无极之静态,所以才能使自体宇宙呈现为生生不息的和谐顺序。不要寻找妙诀,也不要追求神奇,无为即是真妙诀,不动神时显神奇。所以《阴符经》说:“人知其神之神,不知其不神之所以神也。”这里所说的不神就是指不动神,而不是指没有神。不动神时就能显元神,元神就比识神更为神奇。天道何曾动其神?它就以永恒的不动神主宰着永远的宇宙。修道者就是效法天道的不动神,“观天之道,执天之行,尽矣”。尽管天道能发挥出无所不能作为的无尽效用,但它的永恒无为静态却是无尽效用的根本。守其本则显其用,执其用则失其本。故《易》曰:“正其本,万物理。失之毫厘,谬以千里。故君子贵建本而重立始。”
宇宙现象中蕴涵着无限神奇奥秘,但那无限奥秘却源于唯一的无极场势。“一娘生九子,九子各不同”。但母亲却是唯一的,任何一个儿子都不是母亲,所有的儿子也不是母亲。虽然唯一的母亲能产生出各具特性的许多儿子、孙子……但所有的儿孙却不能共同产生出原始的母亲。这就是说因与果虽然是一个系统的整体,但所有无限结果的特性都不是唯一总原因的本性,因此人们也就不要试图从各种结果的特性中去联想出一个唯一的本性,而只能从对本性的直觉中去亲自验证本性。这种验证就需要超越时空而进入无时无空,无时无空的永恒混一无极就是它的本性。这种境界不可思议吗?当你去思议时就会感到它不可思议,当你不予思议时它就自然的呈现于你不思议的无为元神里,故曰“不可思议”。这“不可思议”既是方法又是原因的本来面貌,是自己以不分辨时空的无为法,让自己的心神同一于时空绝对同一而无时无空的永恒混一无极的本体里。这本体的境界当然是人的思维能力所不能涉及的,所以后天的思维就会感到它不可思议。这层不可思议则是无可奈何的无法理解了。没有亲自验证的状态又怎能猜想得出它的真貌呢?既然不知真貌又如何能够理解它呢?所以祖国先圣们对天道的论述决非出于猜想,而是出于对天道的直接验证。这直接验证就是直觉,即我参同于自然而达到了“我自然”的境界,故又称“玄同”或“同于大通”。这种直觉对一般思维方式的人来说就显得是那样的神秘而不可思议。从实质上来说,直觉也是一种经验,但它却是一种特殊的经验,它就像所有的物理学或化学实验那样,需要一种特定的设备环境,而直觉产生的特殊环境就是无为的清净心境。只要能成就这种特殊心境,就能产生直觉的经验。在这层意义上讲,修道同样也是科学实验,而且是对所有科学总原因的实验与验证,所以又是超前的科学或称本原的科学。因此,我们就不能因为自己不能成就自己的清净心境而对天道无所直觉,就去否定天道的存在,也否定修道是一种科学。否则的话,我们也许真的会成为科学道路上的挡道者。虽然这种挡道的行为并非为了否定科学,但却是囿于陈规的习惯而不能有所突破。这种行为看似维护科学的尊严,而实际上却是在阻碍科学的发展。不要以为物理学的已有成就及理论就能真实的解释世界,要知道过去认为似乎能解释整个世界奥秘的物理理论并未能真的解释世界,而是随着科学的发展又显示出了它们的局限性。物理学理论毕竟都是现象界的经验总结,但现象的发展是无穷的,对现象理论的总结也是无止境的。然而,再深奥的现象理论也涉及不到本原的真貌。现象界的理论只能从不同角度去近似的烘托描模本原世界,但却不能最终真实的解释世界的本原,更无法用于指导人生及社会的正确征程。只有道学才是唯一的本体科学。如果说现象科学对它的近似烘托中使更多的人能借助于烘托而相信它的存在,而道学理论就填补了被烘托的本体之空白,从而使那本体呈现出了它的真实消息来。这真实消息就是宇宙的核心真理,它就能正确的指导人生及社会的征程,使人类在该干什么的指令下有效发挥才干奔福路, 避免在盲目中无效发挥才干趋祸渊。
编者按:虚静先生的文章发表到此,告一段落。本栏目今后将连续推出一些不同凡响的新人新作,以继续满足读者的需求。
【关键词】初中科学实验教学和技术创新
由于其自然科学特点,科学学科十分注重实验操作和观察分析,只有通过实验观察,才能从现象中分析得出科学原理和规律。所以,科学老师不仅要提高学生的科学知识水平,更应该提供学生更多亲身实验观察的机会,积极引导学生参与科学实验,这有利于培养学生学习兴趣,提高学生运用知识解决问题的能力。下面结合本人多年初中科学教学经验,对初中科学实验教学和技术创新谈几点认识。
一、创新教学意识,科学引导学生观察和实验
创新的前提条件是学会观察。教师应让学生先要明确一点:观察指的是直接通过人的感官体验,包括味觉、嗅觉、视觉、听觉等,抑或依靠一些工具,在一定目标指导下反复持续感知科学现象的过程。换句话说,在明确目标前提下去观察分析客观事物的特点变化,关注思考发生变化的影响因素;另外,要让学生知道:科学观察是需要坚持努力的,只有做到迎难而上,才能发现事物的本质和规律,才能深入分析问题,获得有效科学知识。
(1)教师在实验示范过程中提高学生观察水平。科学教学活动中往往有很多实验,虽然大部分学生都很有兴致,但很多时候都是“看热闹”,掌握不了主要学习内容。因此,教师在实验示范过程中就要积极引导学生认真观察,配合分析讲解,这能够有效提高学生实验观察水平。一般来说,科学实验示范过程中教师应在每个环节给学生设置观察思考问题,让学生有目的地进行观察。例如,在磁铁吸引绑着细线的回形针实验中,教师把纸、玻璃、铜、铝这些不同材料的隔片穿过细线,观察到磁铁上的回形针并没有掉落,然后用钢片、铁片穿过细线,观察到回形针脱离磁铁掉了下来,教师可以让学生思考这是为什么?
(2)开展丰富多彩的科学课外学习活动,调动学生观察积极性。例如,带领学生参观工厂,布置学生课外亲身实验作业等,培养学生科学观察能力。像在平面镜一课学习中,教师可以要求学生做“平面镜成像”的课外调查研究报告,让他们自觉探究平面镜的科学现象,同时在课堂上让学生自由发表观察研究成果,激发学生创新思维能力,创造轻松愉快的课堂气氛。这有利于培养学生科学观察能力,提高基本科学素养,同时积极引导学生参与社会实践,让他们感受日常生活中的科学知识。
二、创新教学关系,注重学生学习的主体地位
科学实验很多时候必须要亲身实践体验后,才能观察掌握知识,所以教师必须注重学生实践能力的提高,多给学生自己动手操作的时间,从而促进科学实验教学顺利有效进行。比如在摩擦起电这一课中,本人要求学生自己操作了以下这个实验:在教学中,我让同学们首先将一张纸撕成极小的碎片摆在课桌上,然后,让他们将把塑料尺在自己的衣服上不断摩擦,当到一定程度后让他们将塑料尺靠近已经准备好的碎纸片。这个时候学生们会很惊奇的发现这样一个现象:桌上的碎纸片纷纷黏上塑料尺,学生们既好奇,又觉得不可思议。从而调动了他们求知的欲望和学习的积极性。如学生在学习“液化现象”这一课程的过程中,我让同学们对着玻璃哈气,然后用手去触摸玻璃,然后观察玻璃会出现什么现象,并与没有哈气的玻璃进行仔细的对比,学生们惊奇的发现哈过气的玻璃产生了细小的水珠,然后给他们讲解就是他们呼吸出的气息遇冷液化而形成的。上述是一些非常简单的课堂小实验,但是能达到非常显著的教学效果,使学生产生了浓厚的学习兴趣,对相关知识的印象也非常深刻。
三、创新教学技术,巧用生活物品做实验
如果教师将一些关系到学生自己的生活用品、学习用品在科学实验中加以运用,相对于正规的实验而言,它更能引起学生的共鸣,更能引起学生求知的欲望、求知的兴趣,从而达到预期的教学效果。
如,充分利用篮球来讲解力的作用这一课程,探究压力效果的过程中充分利用每个学生都有的铅笔与橡皮等等,甚至某些实验充分利用学生的身体来完成。如用手感受哈气与吹气的不同,从而来探究相关的哈气:液化放热,吹气:蒸发吸热的相关科学知识;用学生自己的手掌在自己的课桌上来回摩擦,并不断的改变力量,从而可以让学生更加形象的了解摩擦与压力之间的关系等等,开展这些贴近学生生活的一些简单的实验,让学生明白生活中处处有物力知识。而且,在正规的教学器材与课本上是没有这样方便的“器材”的,从而对学生充分发挥其主观能动性、自主创新能力等方面也是一种有力的培养。利用这些方式,对科学课程创新实验来说也有着极大的意义。
四、创新教学方式,开展探索性实验教学
在科学教学的过程中,除了必要的传统实验课程之外也要有探究性科学实验活动的开展。如学习“有哪些因素影响了声音的响度”有关知识的时候,可以根据实际情况开展探究性实验活动,我没有向学生讲解应该怎样开展这次实验,也没有向他们演示实验步骤,而是让学生充分发挥主观能动性,让他们自己设计有关步骤与过程,并在这次实验课程结束以后就得出的相应结果进行探讨和思索等等。这样科学的学习方式,不仅仅能够调动学生学习的积极性,培养他们自主创新能力、实践能力,而且学生在这个过程中其综合素质也能得到一定程度的提升。
结论
我国正在不断深化教育改革,在此基础上,也在不断的创新科学教学实验,充分发挥实验课程在教学中应有的效果。这样不仅能促进学生深刻的掌握相关的科学知识,对学生的全面发展也有着非常重大的意义。
参考文献
[1]李淑燕.浅谈实验创新在初中科学教学中的作用[J].中小学实验与装备,2012年4期.
科普书物读后感 我最喜欢看传记,因为它可以让我汲取伟人、英雄的经验,来开辟自己的人生道路,或者沿着传主的足迹为自己设定高远的奋斗目标。
牛顿:英国数学家、物理学家。
牛顿是一个早产儿,生下来的时候非常小,体重只有三磅多重,许多人认为他活不了多久。他的父亲在他还没出生时就去世了,母亲也在他四岁的时候改嫁了,他只好和外婆住在一起,家里非常穷。
牛顿从小就展现出了他的创造才华。他在小学的时候就成功地制造出了马车和日晷仪,在上中学的时候又成功地制造出了风车和水钟,别人都认为牛顿是个聪明的孩子。不久,牛顿考上了剑桥大学,他废寝忘食的学习,可是斯托丽出嫁、母亲去世、学术的争论以及恶毒的攻击,让牛顿几乎崩溃。这时候,巴罗教授、波义耳教授以及家人都给与牛顿情感上的支持,才是牛顿全身心地投入到科学中去。
读到这里,我不由得陷入了深思中……
牛顿学习生活条件这么差,还非常努力地去学习,再想想我们,学习条件这么好,父母每天给我们准备着好吃的、好喝的,有的父母甚至拿高价让我们去读好学校。就这样,有的学生还不好好学习,跟牛顿相比,我们实在差得太远。
我们不要辜负家长对我们的期望,好好努力吧!
科普书物读后感
作为一名小学生,平时多阅读一些科普书对于我们的思维成长是很有帮助的。今天,我就看了一本科普读物《学生探索百科全书》。
《学生探索百科全书》是一本很厚的书,其中包含了三大内容:自然探索、科学研究、历史回顾。我们知道人类是生活在自然界的,而自然界是很神秘多彩的,其中蕴含着很多深奥的道理。人类目前的科学进步仅仅只是解开了大自然奥秘的冰山一角,因此人类必须不断探索自然,从自然当中了解奥秘,才能增进人类的智慧。
其次《学生探索百科全书》还告诉我们应该科学研究,其中也举例了很多科学实验的步骤,并且阐明科学实验是验证理论的最好方式。正所谓“实践是检验真理的唯一标准”,科学实验也是检验科学理论的唯一途径。
再有就历史回顾了,《学生探索百科全书》向读者指明了人类就是应该不断回顾历史,从历史当中吸取经验教训,如此人类才能向前发展。
总的来说,我们小学生平时应该多抽出时间来阅读有益的课外读物,增进我们的学识,促成我们的发展。
科普书物读后感
20xx年9月25日是一个值得骄傲的日子,我国自行研制的“神舟七号”终于揭开了神秘的面纱,出征遨游太空,在漫无边际的太空上演伟大和神奇,这是中华民族实力的展示,也是中国人民向世界的又一个宣告……兴奋之余,总有许多疑惑萦绕心头。例如:为什么不能在设备齐全的实验室完成科学实验,非要带到遥远的太空上去进行,我在《十万个为什么》里找到了答案。
原来,在茫茫的太空里有四项特别优良的天然条件:绝对没有空气,绝对没有污染,零下270度的低温条件以及不受任何地球引力的干扰。尤其是第四项条件,它在地面上的任何实验室里都是绝不可能做到的。航天飞机是在太空里飞行,是一个动态过程。把实验带到航天飞机上去做或者带到遥远的太空上去进行,其目的是为了让实验在与地面上完全不同的环境条件下进行,就有可能创造出全新的科学奇迹。最吸引人的要数在太空科学试验全新的生产加工方法:冶炼新的合金材料、各种新材料的焊接、制造质地绝对纯净的玻璃、提炼合成新的化学药物等……看完整篇科普文章资料,我情不自禁地赞叹道:“太神奇了,太不可思议了!”
我想:我们今天努力学习科学文化知识,就是为将来去揭开一道道深邃、神秘的科学难题,去开辟一个新的科学领域,去引领一个新的科学时代!
科普书物读后感
《情感读本》中的文学是一种鸡尾酒,是一种情趣,是别有洞天的生活,是情与物的交融,是理想与现实的统一。喜欢她并不是为了卖弄,追求她并不等于谋利,她只是我们生活中必备的佐料。
这是一种集智慧、思维品质乃至人格道义于一体,阅读她,教会我们如何做人,如何求知。应当抛弃抹煞个性的模式化,弘扬个性,努力走出一条创新之路。
当再次打开《情感读本》之门,前面就是一片风景美丽、令人陶醉的园林,一颗满怀激情的心,漫步其中,我们定会如痴如醉,思绪也就活跃了,心也会飞起来,情感也会得以释放。
《情感读本》的魅力在于的许多文章让去深思,让人感动,让人突然间顿悟某种观念,让人读后久久消不散淡淡的温情和回味。
这样的杂志让我充实。那些在我生活里喧嚣一时的东西只满足我一时间的阅读欲望,打发某段寂寞的时间。过后除了疲惫,没有留下任何东西。有时,甚至在看过之后,只是一种更深的空虚。《情感读本》总是能带给我安定,平和和丰富。感激它曾给我带来的启发,感谢它曾为我解开的人生路上的某些困惑!
是你给予我一双翅膀,让我在浩瀚的书海中尽情翱翔;是你净化了我的心灵,让我心中充满了爱;是你嘱咐,你慰你,你的鼓励,让我从人生的低谷走了出来。
你一次次触动我那情感的末梢神经,一次次被你的话语模糊了我的眼睛。是你陪我走过了春、夏、秋、冬,品尝了酸甜苦辣。是你把落入黑暗中的我引导了出来,让我看到了无限的光明和美好。
这个暑假我读了《宇宙空间里的十万个为什么》这本书,我从中学到了很多科学知识。比如太阳系中最大的天体是彗星,俗称扫泏星,它由慧头和慧尾组成,其中慧头又由慧核和慧发组成。彗核的直径约有10千米,他周围庞大的气团为慧发,慧发的直径有几万到几十万千米。慧尾则更长,可达数亿千米。
我还知道太阳为什么能发光发热?这是因为太阳是一颗恒星,是太阳系中最大的天体,这个大气体球时时刻刻都在释放者大量的光和热。地球正是因为有了太阳的照耀,才有了温暖和光明,才有了生命。太阳表面的温度大约有6000摄氏度,中心温度也为1500万摄氏度。这是由于太阳内部进行着剧烈的原子反应。太阳由70多种元素组成,主要成分是氢。太阳内部温度高、压力大,这就是那里的情原子核相互作用,从而释放出大量的光和热。
嗨,同学们好!也许你已经听说了,2016年9月15日我从酒泉卫星发射中心成功飞向太空。我是一个真正意义上的空间实验室,而且我这次到太空将要开展10余项空间科学与应用项目,应用项目是我国载人航天历次任务中最多的一次哦。其中,涉及微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究以及新技术试验等多个领域。今天我想为大家介绍的就是其中一项―液桥热毛细对流实验项目。一听这个名字好像很复杂,别急,让我带你慢慢看个究竟!
说到桥,大家首先想到的应该是交通道路的桥梁结构,比如独木桥、石拱桥、钢筋混凝土桥、斜拉桥等等,这些桥都是由质地坚硬的固体结构材料搭建而成的。
那么,你是否见过一种桥是由水或者液体做成的呢?答案是肯定的!当你在洗手的时候,指间的小液柱就是液桥。
什么是液桥?
液桥其实并不是我们常见的交通运输的桥梁,而是在固体间的小液柱。之所以被称为液桥,是因为“桥”字有连接两地的含义,液桥就是连接着两个固体表面之间的一段液体。所以,你若想站在液桥上看风景,那是不可以的哦!
液桥如何形成?
气液界面之间存在着表面张力,使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜一样。正是这样一层“虚拟”的薄膜,使得液桥的表面形貌得以维持,而不会垮塌。由于表面张力很弱,所以在正常重力环境下形成的液桥尺寸很小(通常只有几毫米),超过这个尺寸,液桥将无法平衡其重力而垮塌。
你能把液桥拉多长?
液桥的尺寸虽小,可是却不能小看它的作用哦!我们一定有这样的体会:在沙滩上,如果用手捏一把干燥的细沙,松手还是散沙;但是如果在沙子中掺一点水,就可以捏出各种形状的沙团。
这是因为干燥的散沙加入水后,水在细微的沙子颗粒之间形成了液桥,使得散沙能聚集起来。我们用写字的毛笔,蘸了墨水后能形成一个笔锋,也是因为在笔毫间形成了液桥。仔细观察,生活中液桥的例子还有很多。
神秘的空间实验装置
也许你觉得这些生活中的小例子不足为奇,但其实,液桥是“太空微重力流体力学研究”的一个重要课题。
你知道吗?在“天宫二号”上就搭载着这样一个神秘的科学实验装置―液桥热毛细对流实验箱,专门用来开展液桥热毛细对流实验。
这套液桥热毛细对流实验箱重13千克,大小比普通台式电脑还要小。红色电接口完成装置的供电和通信。科学家在地面安排实验动作并上传指令,实验箱收到指令后,内部机构将相互配合完成一系列的实验操作。
太空中的液桥和地面上的液桥有何不同?
特点1:可以建立大尺寸液桥
在微重力环境下,重力几近消失,物体处于漂浮的状态。地面上只能形成的小液滴,到了空间站便可以形成大的液球。这是因为重力消失后,表面张力大显神威。
于是,利用太空的微重力环境,可以建立起很大尺寸的液桥,而这在地面上将是不可能的事情。
目前,国际空间站上已经做出了直径50毫米的液桥。想让液桥保持稳定是有前提的,理论上讲,需要保证液桥的高度和直径的比例小于一定值。否则,液桥过于细长,即使是在太空还是会“断桥”。
特点2:可以产生热毛细流动
当液桥两端的温度不一样的时候,一端热一端冷,在液体表面张力的作用下,会产生热毛细流动。热毛细流动是空间微重力环境下的主要自然对流形式。
表面张力会随着温度变化,温度高的地方表面张力低,温度低的地方表面张力高,表面张力不均匀成为驱动微重力流动的因素。由于表面张力又称毛细力,所以这种表面张力温度效应驱动流动,又称为热毛细流动。
微重力环境下的对流和地面自然对流有很大的不同:
在地面上,浮力对流是自然对流的主要形式,流体受热膨胀后,就会往上浮;而流体冷却缩小后,就会下沉,自然对流就形成了。
要知道,从开水壶里的流动到大气环流都是浮力对流机制。产生浮力对流的根本原因是重力作用,所以在空间微重力环境下,浮力对流消失,热毛细流动开始主导自然对流。
令科学家头疼的热毛细流动
由于地面浮力效应的掩盖,热毛细效应曾经一度被忽视。科学家们曾经以为,只要没有重力,对流就会消失。那么,太空将是理想的无对流环境,如果在这种环境中制造高纯度晶体,将会得到高纯度的单晶。
但是,现实永远是残酷的。很多科学家专门在国际空间站和探空火箭上(微重力环境)开展了晶体生长实验。结果呢?与地面类似,晶体还是有条纹缺陷。
最后,科学家发现,在微重力环境下自然对流并没有消失。虽然浮力对流消失了,但是在地面上名不见经传的热毛细对流却起作用了,变成了拦路虎,这大约就是俗话常说的“按了葫芦起了瓢”吧。
更不可思议的是,当温差超过临界条件时,这种热毛细流动还会进入一种振荡流的状态,可以表现为温度的振荡。想想晶体在生长的过程中,忽冷忽热的,不出现条纹才怪!通过太空和地面的对比实验,人们才知道,即使在地面热毛细流动也会导致这种条带缺陷微观结构。所以说,热毛细流动震荡就是晶体生长中一个专搞破坏的“熊孩子”。
第一次太空液桥实验
我国科学家一直以来期待着能在空间微重力环境进行实验,揭开热毛细对流的神秘面纱。经过多年努力,“液桥热毛细对流”研究项目终于拿到了一张“天宫二号”的“船票”,这也是我国第一次在微重力条件下开展液桥热毛细对流实验。
这种去头的蟾蜍,在科学实验中有一个专门的名字“脊蟾蜍”。由于蟾蜍的躯体,在不受大脑控制的情况下,仍然可以保持生物活性,因此,即便没有了头,它们一样可以“活”上几个小时以上。没有了脑神经的支配,脊蟾蜍如果不受到外界的刺激,就不会做出动作。这样,无需麻醉的脊蟾蜍,成为了理想的实验动物“模特儿”。
在南京的实验小组要将面前这只脊蟾蜍的神经信号传递到1000公里之外的北京,让趴在中国康复研究中心实验台上的另一只脊蟾蜍乖乖地接受信号,按照来自第一只蟾蜍的“指令”做出相应的动作。
这个实验是“植入式中枢神经功能再生SOC与生物实验”“微电子芯片嵌入式神经信道桥接与信号再生研究”两个科研项目中的重要内容。所谓的“SOC”,是一个高度集成的系统,它可以是一张微小的电子芯片,里面包含着CPU、存储器等众多的复杂“器官”。
用一张两毫米见方的芯片在病人体内神经传导出现问题的地方搭起一座桥梁,使得传递到中断神经两端的信号可以跨过断点,重新传递给应该通向的另一端神经。这座芯片搭建的桥梁被专家称为“微电子神经桥”。此前的实验中,曾把“桥”搭建在同一只蟾蜍左右腿的坐骨神经之间、同一张实验台上的两只蟾蜍之间。这一次,把“桥”架设了1000公里的距离。
实验开始了。研究人员用一只自制的钩状电极接上了第一只蟾蜍左腿的坐骨神经。然后,在它的左脚脚趾上滴了一滴浓度为5%的醋酸。由于条件反射,这只蟾蜍的左腿本能地缩了一下。这时,电极捕捉到了坐骨神经发出的“缩腿”这一信号。通过示波器,可以显示出表现这一信号的一簇簇脉冲波形。同时,这一信号经过“微电子神经桥”电路的放大和处理,被变换成了数字信号。
载着“缩腿”指令的数字信号,通过3G无线网络,一直传到了位于北京的中国康复研究中心的实验室。这里的实验台上,蟾蜍的坐骨神经同样连接着电极。电极将信号进行“翻译”处理,恢复成了初始的神经信号后,“命令”蟾蜍做出了同样的“缩腿”动作。
北京的脊蟾蜍做出了“缩腿”动作。远隔千里的两只蟾蜍之间,居然实现了神经信号的交流。这种不可思议的互感互动,引来了科学家们的关注,也引发了人们极大的兴趣。
“在电影《阿凡达》中,美军上校是站在机器人里面来操纵机器人做出各种动作。有媒体把这个实验称作现实版的‘阿凡达’。但是,我们的实验远比电影里的复杂,将来有可能做到人无论在哪里,只要无线连通,就可以让机器人复制动作。”实验负责人王志功笑着说。因为根据实验设想的方案,如果用“微电子神经桥”和无线传输系统,将一个机器人的信息系统与一个人的神经系统连接起来,那么,如果这个人发出与动作相关的神经信号,机器人即便在千里之外,也可以完成类似的高难度动作。
外周神经与中枢神经(大脑、脊髓)一起,组成了完整的神经系统。之前,研究人员已经找到了让受损的外周神经康复的医学方法。例如,把一只狗的坐骨神经剪断后,通过手术可以让它再跳起来。不过,中枢神经损伤后的再生与功能重建,还属于世界生命科学领域中尚未攻克的难题。
目前,美国有近百万的脊髓神经损伤病人。在我国7000多万的残疾人中,脊髓神经损伤病人估计超过了500万。脊髓神经损伤已经成为人类所遭受的最严重的外伤之一。国际上的研究已经证明,如果脊神经出现了损伤,用外周神经元去进行桥接,是行不通的。因为外周神经元的轴突无法长入脊髓与其中的中枢神经元形成接触。有一些科学家试图通过干细胞技术,诱导干细胞分裂成中枢神经细胞,以便进行修复。不过,这项技术虽然取得了一些进展,但要走出实验室,到真正的临床应用,还有很长的路。