可怕得让人睡不着的科学(日本中小学生经典科普课外读物,系列累计畅销60万册)

1. 本书为原版引进日本中小学生经典科普课外读物，系列累计畅销60万册。

2. 日本超人气科普作家竹内薫带你解开人类、疾病、宇宙、地球、武器开发等尖端科学背面的谜题。本书引领你换个角度看科学，打破常识思维，脑洞大开。像逛鬼屋，读恐怖小说一样，去体验“可怕”的科学世界吧！

3. 本书为“有趣得让人睡不着”的科普系列读物之一，为提升中小学生科学兴趣和知识储备专业打造。全套图书案例生动，图文结合，向学生展示出科学知识的无穷魅力，原来难懂的理科知识是这么有趣！

4.本书亦适合家长阅读，为孩子的科学疑问进行妙趣横生的解答，引发孩子的科学兴趣。

是从什么时候开始觉得，科学变得可怕了呢？

飞机让人的出行变得很方便，但如果它一旦坠毁，那将是一场灾难。个人电脑和智能手机的存在对信息社会来说是至关重要的，但同时带给你的还有高额的费用，眼睛的疲劳，以及失眠。还有核能发电的安全问题……

我们都知道科学技术会给生活带来巨大的便利，但同时也不要停地告诫自己，科学技术本身是一把“双刃剑”。

本书旨在引导读者在了解科学背后的知识基础上，再进一步深度思考科学。现在，请跳过那些令人头痛的科学理论，就像逛鬼屋，读恐怖小说一样，去体验“可怕”的科学世界吧！

竹内薫

日本科普作家，生于1960年，毕业于日本东京大学理学部物理系，获加拿大麦吉尔大学博士学位。以“科学支援团”身份常年活跃于科学评论、随笔及演讲等领域，曾在NHK《科学ZERO》节目中担任主持人，在富士电视台《北野武的驹大数学科》节目中担任特别顾问。著有《假设的世界：一切不能想当然》《2035年火星地球化计划》《天才的时间》《一本书治好你讨厌数学的病》等。

前言：其实重要的是名为恐惧的这种感情 004

Part 1关于人类的可怕科学

记忆会撒谎 003

不存在所谓的自由意志？ 016

那些让人感到恐怖的实验 020

Part 2关于疾病的可怕话题

切除脑部的脑叶白质切除术 027

食人细菌的恐怖 031

断头台科学化 033

希特勒所推崇的优生学 041

强毒性流感的恐怖 049

小儿麻痹活疫苗的悲剧 059

Part 3 关于宇宙的可怕故事

穿着便服进入宇宙空间会如何？ 067

去时美好，归来可怕—黑洞 071

如果外星人真的存在的话 088

无限宇宙和有限宇宙 094

Part 4关于地球的可怕科学

人类灭忙的可能性？！磁极反转 陨石撞击 全球冻结 103

地震 海啸 核电 117

活火山有108个？！火山群岛日本 132

原因在棕榈树？不断减少的热带雨林 136

事实上不够吗？日本的水 140

超巨型海啸的可能性 146

Part 5关于科学家的“可怕”故事

恐怖科学家的系谱 151

伽利略审判的真相 162

番外 武器、模拟科学等

天上掉下铁锤 169

在《天使与恶魔》中出现的反物质炸弹 173

血型性格判断的谎言 175

相信伪科学是很危险的 179

后 记 183

参考文献 185

人类灭绝的可能性：磁极反转，陨石撞击，全球冻结

北极是S极？南极是N极？

地球有北极和南极，而在罗盘磁铁中，有N极和S极，N指向的方向是北极。换句话说，北极，即地球的“磁铁”（地磁）的S极。

什么？这是什么意思？

乍一听虽然可能有点不可理解，但稍微细想一下便会很自然地明白，磁铁是N和S相互吸引。因此，罗盘磁石N所吸引的方向是S极。那么如果把地磁和地球整体作为一个磁铁来考虑，则北极是S极，南极即N极（这个知识很有可能在初中的入学考试题中出现）。

平均而言，磁极大概在数十万年左右会发生一次反转，这种现象被称为“磁极反转”。由于是“平均”数

十万年，这意味着并不一定是每隔几十万年就会发生一次磁极反转，由于目前地磁处于持续减少的状态，如果按目前这种状态继续减少下去，估算大概再有1000年地磁将会归零。然后一旦归零之后地磁将会发生磁极反转。

什么？我怎么从来没有听过还有这样的事情？这么重大的事情，政府为什么没有公布过？

诚然，即使环境省大做文章也没有什么不可思议的，但对于人类来说，用千年为单位的时间尺度算是一个较遥远的未来，类似政府和企业之类活在“现在”的忙碌的人们来说，磁极反转基本是一个毫无关系的话题。然而，从科学角度来看，“地磁归零并且逆转”是一件大事。

地磁在地球周围产生磁场，以防止宇宙射线从太空飞来。所谓宇宙射线指的是各种粒子。比如光的伙伴伽马射线、X射线，以及电子和它的朋友μ子之类的粒子。因为它从外太空飞来，我们称它为“宇宙射线”，但基本上你可以认为它与“辐射”是相同的东西。

从太阳也会飞来很多粒子。太阳风也是粒子的集合。太阳表面发生大规模爆炸（太阳耀斑）之后，太阳风或“太阳风暴”将袭击地球。

有害的粒子也会从遥远的宇宙中飞过来。例如，极强的γ射线在射束状态下飞过来的γ射线暴现象。可以说，地球一直处于被外部粒子攻击的状态。

人类被地磁保护着

当宇航员长时间待在空间站时，宇航员的身体会受到很多粒子的辐射。这是一项非常危险的工作。这就是为什么必须达到一定的年龄才可以成为宇航员的原因（虽然一般情况下不怎么公开说明），但是对于儿童和孕妇来说，空间站的粒子辐射对他们来说是十分危险的。

对于地球上的我们来说，宇宙射线会在与大气中的空气分子发生碰撞时产生形态变化甚至会消失，同时磁场也会将它们阻隔在外。这样一来，我们受到的是双重屏障的保护。虽然我们不用担心空气会消失，但是磁场会消失的事实会让我们裸露在辐射当中，紫外线也会变强，罹患皮肤癌的概率也会增加。

从现在起的1000年以后磁场消失时，双重屏障保护将会消失一个，存储在细胞核中的DNA突变将比以前更频繁地发生，我们对于来自宇宙中的有害放射线将处于无防备状态，那个时候人类应该怎么做？比如外出时，可能我们必须要穿防护服才可以出门。然而，由于生物物种也会通过变异而产生“进化”，如果我们考虑地球的整个生态系统，这也可能是新的进化产生的触发器。尽管如此，如果由于整个地球规模的“进化”演变而造成人类灭绝，这仍然是非常可怕的。

地磁逆转现象最近一次发生在80万年以前。因为日本人松山菅野先生是进行地磁学研究的先驱，所以被称为“松山逆磁极期”。

在这里，我们来总结下过去生物大灭绝的几个时期。首先是白垩纪末，距离现在约6500万年。再之前是三叠纪末，距离现在约2.1亿年。再早期是二叠纪末，距今2.48亿年。生物的大规模灭绝时期正好与地磁的逆转时期相重叠，但并非“地磁反转”就等于“大灭绝”。因为在约8亿年前发生地磁反转时并没有出现大规模灭绝。所以我们推测，生物的大量灭绝可能是由于全球气候出现大的变化，并与地磁反转相重叠，这样多重因素共同作用而产生的结果。

大规模生物灭绝过去发生过11次

附带说明一下，生物的大规模灭绝曾经发生过11次，包括前面提到的3次。在过去的5.4亿年中，生物大规模灭绝出现过11次。好吧，我不知道这个数字算多还是算少。

这11次中有5次规模很大，大致70%～80%的生物物种出现灭绝。距离现在最近的一次大规模灭绝是刚刚提到的白垩纪末。恐龙的灭绝就发生在那个时期。同时，事实上76%的海洋生物也在那个时期灭绝。据说原因是巨大陨石的撞击。从外太空飞来的陨石袭击了墨西哥尤卡坦半岛的北部。到现在那里仍然有一个直径约180千米的陨石坑。从宇宙中都可以看出该陨石坑是圆形的形状，由此可以推测当时巨大陨石的撞击造成的爆炸威力有多大，整个地球尘埃激荡，海啸肆虐。

整个地球由于被烟尘覆盖而变得寒冷，气候开始变得异常。这被认为是发生大规模灭绝的原因。但是，这11次的大规模生物灭绝是否原因都来自于陨石，似乎并非如此。

还有一种理论认为大规模生物灭绝是由于来自地球内部的物质“甲烷水合物”的泄漏而引起的。那就像是一次全球规模的火山爆发，据说甲烷水合物从海底的每一个地方都“咕嘟咕嘟咕嘟”冒出来，但事实是否如此仍然是个谜。

濒临灭绝的命运在1亿年前就已成定局

实际上，巨型陨石的故事还有一些补充的话题。让我来详细说一下。

1978年，在墨西哥尤卡坦半岛的石油开采过程中发现了一个直径180千米的陨石坑。这是前面提到过的白垩纪时期的陨石。由于太大，当时并没有人知道它其实是一个圆形的陨石坑，以为就是一片洼地或者说是地形地貌的一种。

陨石的直径是10千米。那是一个极其巨大的尺寸，这么大的巨型陨石从天而降。说到10千米，从我居住的横滨到川崎一带的整个区域都会被压碎。如果你抬头仰望天空，发现两个大型规模城市大小的黑色大块，以时速1万千米的超乎想象的速度“降落”下来。（因为同时在燃烧，估计实际上看起来应该是红色的）。最先进的波音787的巡航速度大概是每小时约900千米，那么陨石

的下落速度将是该种飞机飞行速度的10倍以上。

“杞人忧天”一词来源于中国，是一个担心天空会掉下来的愚蠢人类的讽刺故事，但从现代科学观点来看，天空会掉下来这一说法，事实上是存在的。……

自序

是从什么时候开始觉得，科学变得可怕了呢？

我记得大概在小学的时候，一个人躺在自己房间的被窝里，一边抬头看着头上的天花板，一边想象着“宇宙中是否有和地球完全一样的星球，那里是否有和自己完全相同的人”的时候，突然感觉到非常害怕。

上中学的时候，当我看到卓别林演的《摩登时代》（Modern Times），在已经完全机械化的世界里，人类没能追上传送带而引起的混乱以及被强行要求刷牙的场景，在感到非常好笑的同时，也莫名地担心，如果人类真的追不上科学技术的发展脚步，那会是多么可怕的一件事情。

这种对科学恐惧的根源，或许能从科学的发展史中找到答案。和伽利略出生在同一时代的乔尔丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno），因为反对“地心说”，并主张“在宇宙中有无数个像地球一样的天体”的宇宙观，被宗教裁判所判为“异端”，最终被活活烧死。

在工业革命之后，一场抵制工厂恶劣劳动条件并摧毁机器的“卢德运动”爆发了。这场抵抗运动发生的背景或许很复杂，但可以肯定的是，当时人们对科学技术的“单纯的恐惧”或者“厌恶感”是起因之一。

虽然在日常的工作中，我一直致力于传达科学技术所带来的便利以及那种令人兴奋的感觉，但同时也不停地告诫自己，科学技术本身是一把“双刃剑”。例如，飞机让人的出行变得很方便，但如果它一旦坠毁，那将是一场灾难。个人电脑和智能手机的存在对信息社会来说是至关重要的，但同时带给你的还有高额的费用，眼睛的疲劳，以及晚上的睡眠不良。日本以前一直通过核能发电来获取廉价的电力，但自从福岛第一核电站发生事故以来，核能发电的安全问题遭到质疑，核能发电的政策和方针开始逐渐被修改。

在本书中，将重点关注这种科学的“背面”， 并通过各种科学相关的主题，来进一步思考，科学的什么地方是可怕的，以及为什么科学会令人感到恐惧。当然，恐惧的程度本身存在个体差异，因此可能会有一些读者觉得“这并不可怕呀”或者“还有更可怕的东西啊”。本书收集到的一些与可怕的科学相关的内容，都是按我个人的恐惧程度为基准的，所以读者可以根据自己的喜好，跳过那些不感兴趣的主题。

在了解科学背后的面孔的基础上，再进一步深度思考科学。这种想法，支撑我写完了这本书。

哎呀，一不小心变成一个复杂的话题了。一定要反省，再反省。首先，请跳过那些令人头痛的理论，就像逛鬼屋，读恐怖小说一样，去体验科学的恐怖吧。

那么，请随我一起进入“可怕”的科学世界！

竹内薰