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精子 vs. 抹香鲸 - Aatish Bhatia

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    1977年，物理学家爱德华·珀塞尔
    (Edward Purcell)
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    计算出，如果你推动一个细菌
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    然后任它而去，
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    它将在大概一百万分之一秒内停止运动。
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    在这样短的时间内，它运动的距离
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    小于一个原子的宽度。
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    这种情况适用于精子
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    和其它很多微生物。
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    它们都必须非常小。
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    微生物栖生在一个完全不同于我们的世界，
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    对它们来说，渡过一英尺水
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    都将极其困难。
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    不过为何大小对于“游泳者”如此重要呢？
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    是什么使得精子的世界
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    与抹香鲸的世界
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    有着完全不同呢？
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    为了找到答案，我们需要潜入
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    流体的物理世界。
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    试着从这个角度来想一下
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    想象你在一个游泳池里游泳
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    有你和一大堆的水分子
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    水分子的数量级是你的
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    千万亿万亿倍
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    所以，你庞大的身躯很容易
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    在它们中间前行
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    但是如果你非常小的话
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    小到和水分子差不多的话，
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    突然之间，就变成你在一游泳池的人
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    中间游泳。
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    不同于轻松地在一堆
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    小小的分子中挥动游弋，
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    现在每个水分子
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    都像另一个人，你必须推动划过他们
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    才能到达别的地方
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    1883年，物理学家奥斯本·雷诺
    (Osborne Reynolds)
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    计算出一个简易的常数，
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    可以预知流体的表现能力。
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    这个常数叫做“雷诺数”，
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    它适用于简单的个体，
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    比如“游泳者”的大小、
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    游的速度、
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    流体的密度、
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    以及流体的
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    黏度或稠度。
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    这意味着
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    大小不同的生物
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    生活在完全不同的世界。
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    比如，由于极其巨大
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    抹香鲸生活在
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    大雷诺数世界。
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    它拍打一下尾巴，
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    可以向前游很远。
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    同时，精子生活在
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    低雷诺数世界。
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    如果精子停止摇动尾巴，
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    它向前的距离不会超过一个原子。
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    想象一下变成精子是什么样的
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    你需要把自己放到
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    它所在的雷诺数中。
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    想象自己在一罐蜜糖中，
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    你挥动手臂的速度
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    和分针一样慢，
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    你就能明白
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    精子对抗的是什么
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    那么，微生物是如何移动的呢？
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    许多根本不考虑游泳。
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    它们让食物带着前行。
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    就像一头懒牛
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    等着它嘴下的那块草长回来。
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    但有些微生物会游泳，
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    它们有惊人的适应性。
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    其中一个方式就是
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    改变纤毛的形状。
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    灵巧地弯曲纤毛
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    可以使动力
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    大于阻力。
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    单细胞生物，比如草履虫
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    就可以在
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    水分子中前行。
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    还有更绝的，
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    就是细菌和精子的方法。
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    它们并不把前后摆动纤毛，
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    而是旋转着，就像螺旋拔塞。
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    同酒瓶中的螺旋拔塞
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    将旋转运动转化成向前运动一样，
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    这些微小的生物旋转着螺旋状的尾巴
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    使自己向前，它们世界中的水
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    它们世界中的水同瓶塞一样硬。
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    另一种办法更加奇怪。
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    一些病毒选择了蝙蝠侠的方法。
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    它们用抓钩将自己拉起。
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    甚至还能
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    像弹弓一样将自己弹过去。
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    另一些用化学方法。
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    幽门螺旋杆菌只在胃中的
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    酸性粘液中生活。
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    它们释放一种化学物质
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    使周围的粘液变薄，
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    从而划过粘液。
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    并不奇怪，
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    这些家伙也要对
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    胃溃疡负责。
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    所以，当你近距离观察
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    我们的身体和这个世界，
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    你可以看到各种各样的小生物
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    用聪明的方法
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    应对棘手的情况。
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    如果不去适应，
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    细菌找不到寄主，
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    精子也遇不到卵子，
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    这意味着你也不会得胃溃疡，
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    但你最初也不会出生。
Title:
精子 vs. 抹香鲸 - Aatish Bhatia
Speaker:
Aatish Bhatia
Description:

完整课程: http://ed.ted.com/lessons/human-sperm-vs-the-sperm-whale-aatish-bhatia

对显微镜下的精子来说，旅行实在太难了。试想一个人在人满为患的游泳池中游泳。通过计算雷诺数，我们可以将精子的旅程同抹香鲸的相比，雷诺数能预测液体的流向，经常根据游泳者的大小而改变。Aatish Bhatia讲解了伟大（虽然很小）的精子的旅程。

课程：Aatish Bhatia, 动画：Brad Purnell.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:18

Chinese, Simplified subtitles

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