奇葩的科学研究

沈羡云

屁的研究

屁是一种易燃气体，屁中所含的甲烷约7%，氢气高达20%多。在特定的空间内，屁达到一定浓度时，一丁点儿火花都可能引起爆炸。在某些特定的场所，比如在密闭的太空舱里，航天员放屁就可能引起火花，后果不堪设想。为此，美国国家航空航天局在20世纪60年代执行“阿波罗”登月计划时，曾专门组织专家对“屁”进行研究，研究屁的组成成分及航天员吃何种食物才能在飞行过程中少放屁，以防患于未然。研究结果发现，屁里含有400多种成分，其中包括无臭气体（氮、氢、二氧化碳、甲烷、氧等）及恶臭的气体（氨、硫化氢、吲哚、粪臭素、挥发性胺、挥发性脂肪酸等），尽管这些恶臭成分不到屁总量的1%，但人的嗅觉非常灵敏。后来，科学家对屁的一些成分进行了进一步的研究。例如，屁的主要恶臭成分之一―硫化氢引起了科学家的兴趣。科学家发现硫化氢与血压调节之间有关系―放屁能使老鼠血管扩张，有助于老鼠的血压保持在较低水平，可以预防高血压。同时，老鼠血管壁上的细胞可以自己合成硫化氢，并起到降血压的作用。被认为是废气的一氧化氮和一氧化碳，在体内也发挥着重要的生物学效应。过去人们认为人体的复杂调节任务只能是像激素这样的大分子来完成，直到20世纪80年代末，科学家首次发现，如一氧化氮一般的小分子也具有舒张血管、抑制细胞增殖、抑制血小板聚集等多种生物学效应。科学家又发现一氧化碳能调节血管张力，能够有效减轻心脏冠状动脉搭桥术后的血管内膜增生，防止管腔变窄，为解决术后血管狭窄这一棘手问题提供了新思路。这项发现使弗里德·穆拉德等3位美国科学家获得了1998年诺贝尔生理学或医学奖。

“石头剪刀布”的制胜攻略

如果说有一种解决问题的方法能跨越文化、种族和地域，那么除了抽签这种纯靠运气的方式，恐怕只剩下猜拳了。人们普遍认可“石头、剪刀、布”三者之间的克制关系。“公平+随机” 的特性使其不仅是活跃气氛的小游戏，更能作为一种相对公平的解决问题的手段，广泛应用在解决分歧、决定顺序，或者确定归属的关键时刻。

这项研究的正式名称是“可控实验社会博弈系统中一些非平衡统计物理问题”，翻译过来就是：观察游戏参与者在玩“石头剪刀布”中，为了获胜都采用了什么样的策略？这些策略有没有规律？能否看出人们共通的行为模式？这项研究是对人们玩“石头剪刀布”方法的第一次大规模测量，测量揭示了隐藏的行为模式，聪明的人可以利用这个模式来提高自己的胜算。该课题在2012年申报成功，由中国科学院、浙江大学、浙江工商大学组成的跨学科团队开始基于“石头剪刀布”模型的实证研究。研究发现，人们在玩“石头剪刀布”时有这样的规律：赢家习惯于保持现状、输家倾向于做出改变，简称“胜留输变”。掌握了这个规律，就可以有针对性地出招。

这项研究实际上是探讨“纳什均衡”在真实博弈中是否成立。按照纳什均衡理论，整个系统中，石头、剪刀、布出现的行为次数应该是完全平等的，各占1/3。所谓纳什均衡理论，是1950年由美国数学家约翰·纳什提出的非合作博弈模型―如果某种情况下无一参与者可以通过独自行动而增加收益，则此策略组合被称为纳什均衡点。

研究的初始数据结果显示，石头、剪刀、布的次数基本相同，符合纳什均衡理论。但随着研究人员的进一步分析，他们发现，其实每经过35轮游戏，在从“石头”到“剪刀”到“布”的顺序上，整体的行为选择会有弱的定向偏转现象，这是纳什理论无法解释的。

這项研究旨在揭示“石头剪刀布”中的宏观周期现象与微观行为基础。研究发现，在宏观尺度下，对于不同激励参数，社会系统普遍存在持续的周期循环现象；而在微观层面，个体行为则存在一种隐藏的模式：在一定情况下，赢了会更多选择保留刚刚获胜的策略，输则更多按照“石头剪刀布”的名称顺序变动。

数钱可以镇痛

一说到金钱，人们就会想到它是商品交换的工具。但是中山大学心理学系周欣悦教授在发表于国际著名心理学刊物《心理科学》的一篇名为《金钱的符号作用：启动金钱概念改变社会痛苦和生理性疼痛》的论文中，却证明它有减轻疼痛的作用。周欣悦教授通过6个实验证明了金钱对生理性疼痛与社会性疼痛（即社会排斥）的抵御作用。这6项实验全部在中山大学心理学系的实验室里完成，实验参加者为548名学生。其中的重点实验分为“金钱概念启动”和“疼痛感测试”两部分。金钱概念的启动可以采取不同的形式，下面介绍其中的两种：“数钱法”和“造句法”。

“数钱法”：实验者在测试前假意告诉被测试者要对他们的手指灵活度进行测试（目的是为了保证接下来正式测试的准确性，避免被测试者出现心理变化，影响正式测试结果）。之后随机分配其中一半的被测试者数80张百元人民币，另一半则数80张纸。在数钱（纸）结束之后，紧接着进行下面的疼痛感测试。

“造句法”：实验者在测试前假意告诉被测试者，接下来要对他们的语言能力进行考察，请他们将打乱顺序的句子进行重新排序。其中一组被测者的句子中包含了“金钱”类词语，另外一组的句子中则无。在排序完成之后，接下来进行疼痛感测试。

疼痛感的测试则分为两种，一种是引发生理性疼痛，另一种是引发社会性疼痛。生理痛感的测试是将手伸到温水和热水中（水温保证不会烫伤被测试者）。结果显示，数过钱的或者是造句中带“钱”字的被测试者感觉到的疼痛程度更低。社会性疼痛是通过玩一种电脑游戏来进行。结果显示，数钱的或者是造句中带“钱”字的被测试者，相对来说更加不会因遭受排斥而感觉受伤。

论文引起了一些争议。随着研究成果在海内外的传播，人们对其研究的初衷和意义也有不同的意见和争论。针对“这项研究是否鼓励人们拜金”的质疑，周教授表示，她并不认为金钱是万能的，相反，金钱的效应虽然被证明可以减缓疼痛感，但是金钱的效应十分短暂，而且有各种副作用。她的建议是，寻求社会关爱比起寻求金钱来说，减缓疼痛的效用更加持久。针对每天都要在工作中数钱的银行职员是否具有超强耐痛和耐打击能力的疑问，周教授表示，由于人们普遍有“适应心理”，因此金钱的“镇痛”作用是十分短暂的，银行职员在反复数钱之后，已经产生适应，效果也不明显了。

八角茴香对卤鸡肉的作用机制

陕西师范大学的一篇博士学位论文《八角茴香对卤鸡肉挥发性风味的影响及其作用机制》突然走红网络，引起网民热议。八角、卤鸡肉……看似跟学术完全不搭界，又毫无理论感可言，可就是如此不起眼的一些东西，却成为重要的学术研究对象。

这篇文章的作者孙灵霞是一名高校老师，当时在陕西师范大学读在职博士研究生，研究方向是动物资源开发和利用。关于这篇8万字的博士学位论文，虽然题目中有八角和卤鸡肉，但这既不是美食文，也不是厨艺介绍文，而是严肃的科学研究。这场答辩的答辩委员会由6位教授组成，其中有5位是博导。这场让人眼前一亮的答辩，被陕西师范大学官博称为“最美味的博士论文答辩”。

孙灵霞研究的是八角这种大料里的一些化学成分对卤鸡肉风味的影响，这只是一个非常基础的研究，出发点和目的就是要走上应用。传统工艺生产的肉制品，尤其是很多手工作坊的生产，质量稳定性和风味的一致性很难得到保证，这是目前传统肉制品在工业化过程中遇到的一个难题，也是需要攻克的重点问题。这个课题主要研究的正是香料对肉类制品风味的影响，让风味实现可控，产品质量达到一致性和稳定性，以便让传统肉制品走上规模化工业生产。