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这些科学大师们的共同品质是什么？
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大师们的成长过程各不相同，难以相比，但是确确实实他们都有一些共同点。
我在2004年退休之后，为写科普读了不少脑科学大师的传记和回忆录。对照大师们的成功，反思自己一生在科研上碌碌无为，不由想探究一下他们的成才之路。虽然这对我本人来讲为时已晚，但若能把我的感悟讲给年轻一代听——虽然我的感悟未必都对——至少能引起他们的思考，让他们按照自己的具体情况，在实践中找到合适的成才之路，这或许是一件很有意义的事。
3i品质
但是，这些大师的成才之路却找不到一个共同的模式。这是因为他们每个人的天赋、机遇、家庭和社会环境各异，他们的成长过程可谓千姿百态，其中既不乏神童和学霸，但也有文艺青年、邻家少女甚至问题少年。从他们的出身来说，既有医学世家，也有父母都是艺术家，甚至家中找不到任何一本书的贫困移民家庭。既有在学生期间就在《自然》杂志（Nature）上发表论文者，可谓是未出茅庐就已星光闪耀，也有在三十几岁时才开始读研的大器晚成者。我国脑科学的奠基人张香桐院士，由于家贫直到14岁才进小学一年级，如果真相信现在流行的“别让孩子输在起跑线上”的话，那么张先生是连一点希望都没有的。所以要想从中找出一条可供人复制的通用成才道路模式是不可能的。
如此，我只能作罢。不过这个问题一直萦绕脑际。好在，我在撰写《发现大脑：谁开启了心智之旅》[2]一书后，对这些大师的成长过程已经非常熟悉了，突然灵光一闪，想到虽然经历各异，但是他们确实都具有一些共同的品质。总结起来主要就是“好奇”“质疑”和“坚毅”。这三个词的汉语拼音的最后一个字母恰巧都是i，所以我就称之为“3i品质”。再想想，不仅是脑科学大师，其他学科的大师，甚至各行各业的杰出人物可能都具有这3i品质。所以如果说要让孩子不输在起跑线上，那不是尽早去读这样那样的班，满脑袋灌输各种知识，而是要从小培养3i品质。为此，家长和老师应该身体力行，以自己的3i品质潜移默化培养孩子的3i品质。
如果一位神童或学霸具有3i品质，大家不会感到奇怪。但是一个后成大器的“问题少年”，其实某些“顽劣”行为就表现出3i品质，只是其父母既没有发现，而又引导不得法，这就引人深思了。世所公认的“神经科学之父”卡哈尔（Santiago Ramóny Cajal）小时候就是这样一位问题少年，甚至可以说是顽劣不堪，令父母和师长头疼不已。
1852年，卡哈尔出生于西班牙边陲小镇的一个医生家庭里。他从小就不是一个循规蹈矩的孩子，个性很强，对喜欢的东西似痴如狂，不喜欢的东西则很难强加于他。例如，他很喜欢观察鸟的行为，有一次彻夜未归，让许多人找了一夜，直到早上才发现他被困在悬崖半山腰的鸟巢旁边，上不得下不得，只能在那里等天亮。在学校里，卡哈尔成绩很差，还因为逃学而被责打。1863年，哈卡尔还只有十一岁，就因为用一门自制的火炮轰垮了邻居院子的大门而被监禁了些日子。
卡哈尔的另一个爱好是画素描，只要给他一张纸，他就手发痒，总想画点什么东西：扬蹄的骡子、孵蛋的母鸡、高处的城堡等等，都是他素描的对象。然而，他的父亲不但没有对他的绘画才能因势利导，加以培养（卡哈尔的出色艺术才能对他日后的成功起了很大作用），反而大加反对——他担心这样下去儿子会荒废学业。
父亲把他送到了一所他所讨厌的神学院学习，这自然得不到什么好结果。他的父亲在绝望中，让他先给理发师当学徒，理发师让他干活而自己取乐，他对此非常不满，成了一群小混混的头领，家长们不许自己的孩子与他为伴，他很苦闷。这时有个好心的鞋匠却看好他的本质而愿意收他为徒，这使他的心情好了一些。过了段时间父亲让他再次入学，这次他表现不错，不过还是发生了一次事故：在月光下，一堵刚刷白的墙对他的诱惑力实在太大了，他用一根烧焦的棍子在墙上画了许多老师的漫画，这当然让这些老师非常生气。
1868年夏，他的父亲带他去墓地寻找人体遗骸进行解剖学研究，希望能引起他对医学的兴趣，子承父业。谁知这下倒是歪打正着，卡哈尔喜欢绘画的天性被触发了，他对描绘骨架着了迷，这成了他人生的转折点，从此走上医学研究之路。
如果你有一个卡哈尔这样的儿子，你对他会怎么看，你能从他的“顽劣”行为中看出他的好奇心和对喜爱事物的执着（坚毅）吗？你能对他进行正确的引导吗？
好奇
近代记忆研究的先驱米尔纳（Brenda Milner）曾说：“我也得益于我的好奇心，正是好奇心使我总想深入到吸引我眼球的表面现象的深处，一直到现在依然如此。” “从我的本性来说，我是一个很好的观察者。我会在某个病人身上发现某种怪事，并且会想：‘这非常有意思，病人为什么会这个样子呢？’然后我就力图进一步找出其原因，并用科学的方法加以检验。”在一次答记者 “您要求您的研究生有些什么品质”的问题时，她的答复是：“他们必须要有很强的好奇心。”而近代记忆研究的奠基人，诺奖得主坎德尔则声称：“思考记忆如何工作，提出如何保持记忆的具体设想，通过和学生以及同事讨论完善这些设想，然后观察如何通过实验纠正这些设想，我由此取得巨大的乐趣。我不断地对科学进行探索，在这样做时我几乎就像一个孩子，总是怀着纯朴的乐趣、好奇心和惊喜。”[注释1]
和卡哈尔不一样，印度裔美国神经科学家拉马钱德兰（V. S. Ramachandran）从小就是一位神童，他对化学和生物学充满了好奇。他后来回忆说：“驱动我研究的是好奇心和不断地提问：‘如果这样又会怎样？’”“记得在十二岁时我读到有关美西螈的记事，这种动物从本质上来说是一种蝾螈，但是进化使得它始终停留在水生的幼体阶段。通过停止变态和在水中性成熟，它们一直保留着鳃（而不是像蝾螈或者蛙类那样换成了肺）。当我读到只要给它施以变态激素（甲状腺的提取物），就可以把它们变回到由之进化而来的、早已灭绝了的、没有鳃的陆生成体祖先的样子，我真是大吃一惊。你居然可以使时光倒流，复活一种早已灭绝了的史前动物，这种动物你在地球上已经哪儿也找不到了。我也知道由于某种不明的原因，蝾螈成体在失去腿后不能再生，但是蝌蚪却有这种能力。我的好奇心又使我进一步提出下面的问题：美西螈（它其实就是某种“成熟的蝌蚪”）在失去腿以后，能否就像现在的蛙类蝌蚪那样依然保留再生断腿的能力？地球上还有哪些像美西螈一样的生物呢？这些动物只要对它们施以激素就可以恢复到它们祖先的形态。如果用适当的激素混合物，我们能不能把人也恢复到其祖先的形态，或许有点像直立人那样。人毕竟是由猿猴进化而来的，并保留有某些早期的特性。我的脑中涌现出许许多多问题和猜测，从此我就永远地迷上了生物学。”[4]你看！关于美西螈的一篇简单报道，引起了拉马钱德兰那么多的联想和问题！
正是这种好奇心和丰富的想象力使拉马钱德兰日后在神经学上作出了令人瞩目的成就。他最著名的工作之一就是揭开了“幻肢”之谜。所谓幻肢就是当病人的肢体在手术或事故中丧失以后，他们依然能感到这个已经失去了的肢体。
拉玛钱德兰从第一次见到这种病人开始，就被深深地吸引住了。他觉得自己就像柯南道尔笔下的福尔摩斯，要根据搜集到的蛛丝马迹和科学推理去解开这个令人不解的谜题。他想起多年以前加拿大著名的神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）的工作。在上世纪的四、五十年代，彭菲尔德在治疗药石无效的癫痫病人时，不得不打开病人的颅骨去寻找癫痫病灶，并予以切除。为此他必须非常小心地提前搞清楚他要切除的部分是不是有十分重要的功能，切除它是不是会造成严重的后遗症。因此他要在手术前先用电极去探测大脑的各个部位。由于病人在手术过程中保持着清醒，彭菲尔德在用电极刺激病人大脑皮层的不同部位时可以问病人感觉如何。他发现刺激沿中央沟后侧的一长条脑区可以引起病人感受到似乎刺激了他身体的不同的部位，从大脑的顶部向下依次为生殖器、腿、臀部、……如果把这些部位画在旁边就像一个倒立的小人（图1）。
彭菲尔德的这一观察也为以后的动物实验所证实。刺激猴子身体上的不同部位，可以在类似脑区记录到有神经脉冲发放。所以身体表面的每一个部分都在对侧的大脑半球中央沟后缘有一个代表区。后来，动物实验表明，身体表面在大脑上的这种代表区不是一成不变的。将猴子从它的一个胳臂传向脊髓的所有感觉纤维切断，11年以后，可以再次记录到这条胳膊在大脑体感皮层的代表区。当刺激这条胳臂时，在正常猴脑上相应于这条胳臂的感觉代表区上的神经细胞没有反应——这是容易理解的，但令人惊讶不已的是，当触摸到猴子脸部的时候，对应于这条早已失去了感觉的胳臂的脑区上的细胞猛烈地发放起电信号。这意味着来自脸部的触觉信息不仅传到了原来就对应于脸部触觉的脑区，而且还“侵入”到了原来对应于胳臂的脑区。1991年拉马钱德兰在读到相关资料时，惊喜交集。他想道：“天哪！也许可以用这一点来解释幻肢现象！”他很想知道当触摸猴子脸部的时候，它的感觉究竟如何？它是不是也感觉到触摸到了它早已麻痹了的手臂？还是只感觉到触摸脸部？可惜猴子不会说话。
拉马钱德兰突然想到，虽然猴子不会说话，但人是会说话的。触摸一下幻肢病人的脸部，病人是不是也会感觉到触摸到了他的幻肢呢？他找到了一位刚失去胳臂的病人汤姆。
当汤姆在实验室里坐下来以后，拉马钱德兰用眼罩把他的双眼蒙上，不让他看到和听到拉马钱德兰在做什么。拉马钱德兰用一根棉签的头触碰他的身体各处，问他感到棉签触碰的是他身体的哪个地方。拉马钱德兰碰了碰他的面颊，问他：“你感到碰到了哪里？”汤姆回答说：“你碰到了我的面颊。” 拉马钱德兰又问他：“还有什么感觉吗？”他回答说：“真有点滑稽，你碰到了我失去了的大拇指了。” 拉马钱德兰把签棉移到了他的上唇，问他：“现在碰到哪儿了？”“你碰到了我的食指，也碰到了我的上嘴唇。”“真是这样吗？你敢肯定吗？”“没错，两处我都感到了。”
就这样，拉马钱德兰在汤姆的脸部找到了对应于他的幻肢的地图。其中的奥秘就在于，失去手臂以后大脑触觉皮层的代表区进行了重组，而在正常情况下，脸部的代表区正好就在手的代表区的边上（再看看图1）。在汤姆丢掉了他的手以后，正常情况下来自脸部的感觉纤维就侵入到了现在空无所用的、原来对应于手的代表区，并且驱使那儿的细胞活动起来。这就是为什么当他碰到汤姆的脸时，汤姆感到他的早已没有了的手也被碰到了。这里既没有鬼，也没有幽灵！[5]
拉马钱德兰的这种无穷的好奇心，使他的工作涉及到许多过去无人敢于涉及的“神秘”领域，例如联觉、病觉缺失 、美学以至宗教信仰，而被同行称为“神经科学界的马可波罗”。
质疑
图2 以费曼的照片为图的美国邮票（引自http://www.phschool.com/science/science_news/articles/dr_feynman.html）
文艺复兴是科学质疑精神的摇篮。这方面一个很好的例子是近代解剖学之父维萨里（Andreas Vesalius）质疑西方“医圣”盖伦（Galen of Pergamon）的故事（参见：夜半掘坟偷尸的年轻人：我是来埋葬凯撒的 | 展卷）。盖伦是古罗马的一位角斗士医生，他解剖了许多动物（当时不允许解剖人体），认为人体也是这样。在以后的14个世纪中，没人敢怀疑盖伦的论断。盖伦的书就好像是《黄帝内经》一样不容怀疑。当时的医学教育是：教授高坐堂上，照本宣科，朗读盖伦的“经文”；一位身兼理发匠和外科医生的操作者在堂下的解剖台上进行解剖；边上一位助手则当教授提到某处或是操作者解剖到某处时指点给学生看（图3）。维萨里对这种教学方法进行了改革，集三者于一身。正因为亲自进行了人体解剖，这才使他能看出盖伦教导的谬误之处。他由此也培养起了一个强烈的信念：如果不是通过他自己的解剖实践或是亲眼观察，他宁肯干脆不提，也不愿轻信他人的结论。他对学生的劝告是要注意尸体解剖，仔细观察，“将来不要过于相信解剖书上所说的一切。”维萨后来根据自己的解剖和观察结果出版了一本传世巨著《人体结构》，书中引用得最多的前人是盖伦，不过其中绝大多数都是指出盖伦的错误。他写道：“我对自己的愚蠢和盲目相信盖伦感到无比惊奇，这让我之前没能看到事实真相。”
图3 文艺复兴时期一本医学书上的插图。图中一群学生围着解剖台。讲师高坐堂上，解剖者操刀解剖，助手正在用小棍指点。（引自http://www.kunstkopie.de/kunst/italian_school_15th_century/the_dissection_illustration_fr_hi.jpg）
质疑就是不能盲目相信书上说的一切和社会的传言，万事都要问个为什么？是否真有道理？不仅是对书本上的知识和其它铺天盖地而来的传媒宣传是如此，即使对自己的成见也是如此。不盲目迷信他人，并不等于要固执己见，当自己喜爱的观点不符合实际情况时，就要进行反思。只有实践才是检验真理的唯一标准。DNA双螺旋结构的发现者之一英国生物学家克里克（Francis Crick）在总结自己的成功经验时说：“那么我和沃森（克里克的合作者，和克里克同时荣获诺贝尔奖）又有什么值得称道之处呢？如果有的话，也许是当某些设想站不住脚时，我们总是乐于并坚决地抛弃它们。一位评论家认为我们肯定不怎么聪明，因为我们犯了这么多错误。但这正是科学发现的必经之路。许多尝试的失败不是因为研究者不够聪明，而是因为他们钻进了死胡同或稍遇困难就很快放弃了。”[7]
到了见面的时候，玻耳一下子就提出了一个大问题：如何增强原子弹的威力？他提出一个看法，要费曼提意见。而费曼只要一讲到他心爱的物理话题，就把其它一切都忘了个一干二净，也根本忘了是在和谁说话。所以他的回答是：“不！这行不通，这没有效，……如此等等。”波耳又提出了第二个方案。费曼的回答是：“这听起来比较像样，但这里面包含了这么个笨主意……”就这样，一个主意又一个主意，一老一少不断地争论。最后，玻耳才说：“好吧，现在可以把那些大人物请进来了。”于是才大家一起讨论。费曼后来是从小玻耳那儿才知道，就在那次报告会以后，玻耳对他儿子说：“记得坐在后排的那个小伙子的名字吗？他是唯一不怕我的人，只有他会指出我的荒谬想法，单找那些只会说：‘是，玻耳博士’的人是不行的，让我们先找那个小子谈谈。”这才有了上面的一幕。
坚毅
下面再回到卡哈尔身上。1887年，卡哈尔在一位朋友家第一次看到了用高尔基染色法染色的神经组织标本，他深深地为标本的清晰和美丽所震撼，当晚一宵未眠。第二天，他又去拜访，只是为了想再看一次标本。他事后形容当时的感受是“我目瞪口呆，无法把目光从显微镜上移开。”回去之后，他就照着高尔基的方法进行实验，尽管这种方法不大稳定，有时行，有时不行；但卡哈尔一点都不气馁。在短短几个星期里，他实际上重复出了高尔基描述过的几乎所有一切。他“理解到是发现了一个丰富的领域，我立刻利用这一方法，投身工作，这并非只是急切，而是拼命。”[8]
在高尔基（Camillo Golgi）发明染色法时，只能看到细胞体和少量近端突起以及某些染色不良的孤立的神经纤维。因此人们错误地认为神经细胞彼此融合在一起，构成了像心血管系统那样的一张大网。这一看法被称为“网状学说”。高尔基本人也坚信如此。
卡哈尔对高尔基染色法做了改进，迫不及待地用改进的方法对许多不同物种的神经系统的不同部位做了染色，后来当他回忆这一段时间时说道：“在我的标本中发现了许多新现象，脑中的想法纷至沓来，发表的狂热充满了我的心灵。”[8]
图4 卡哈尔描绘的听觉皮层中形态各异的各种神经元。图中可以清楚地看到一个个细胞体和从它上面发出的树突和轴突。（引自Santiago Ramón y Cajal：“Texture of the Nervous System of Man and the Vertebrates”）
正是在这样大量的研究之下，卡哈尔认为神经细胞并不是当时已经建立起来了的细胞学说的一个例外，神经系统也是由一个个独立的神经细胞构成的。不过高尔基固执己见，在他和卡哈尔分享诺贝尔奖的获奖演讲中对卡哈尔的神经元学说大加抨击，卡哈尔不得不作了针锋相对的回应。并在此以后坚持寻找更多支持神经元学说的证据。
卡哈尔曾强调说：“我真的并不是一个天才，我是……不知疲倦的工作者。”有一次他到伦敦访问，应邀住在谢灵顿（Charles Scott Sherrington）家中，卡哈尔请他们不要为他打扫卫生。后来谢灵顿的家人偶然进房间，发现里面摆了台显微镜和许多切片，原来他在旅途中还在继续工作！在卡哈尔给后人的忠告中，最后一个就是：“对待失败的态度只有简单四个字：继续尝试。”
为了传播和捍卫自己的神经元学说，卡哈尔可以说是工作到了他生命的最后一刻。他的学生彭菲尔德记得最后一次访问他的情景：“我们发现他在床上正襟危坐，正在写手稿，床边堆满了书，靠他右手边的墙上洒满了墨汁 。最近出现的耳聋和虚弱，正在关上通向世界的大门，但他的眼睛从毛茸茸的眉毛下闪闪发光，显示出未熄灭的火焰。”[9]他在生命的最后时刻还在写作《神经元学说还是网状学说》（Neuronismo ó Reticularismo），把他的遗产留给世人。
无独有偶，克里克为了解开意识之谜也工作到最后一息，直到他临终以前的几个小时，他还在写论文。对来访的朋友，他从来不谈自己的疾病，谈的依然是意识研究中的种种问题。他以一种极度理性的态度对待他的疾病，别人看不出他对此有何不安，他更是从来不因此让他的朋友感到不安。他的好友拉马钱德兰回忆道：“在他去世前三星期，我到他拉霍亚（La Jolla）的家中去探望他。……在我在那儿的两个多小时里，我们一点都没有提到他的病，只是讨论有关意识的神经基础的种种想法。……当我离开时，他说：‘拉玛，我认为意识的秘密就在于屏状核，你说呢？要不的话，它为什么要和大脑中那么多的区域有联系？’然后他意味深长地朝我眨了眨眼。这是我最后一次见到他。”
虽然并非所有人能从小就认定自己的目标，人会在尝试中寻找真正适合自己的目标，但是这些大师在一旦认准了自己的目标之后就会异常执着和百折不挠。
2014年的诺奖得主爱德华·莫泽（Edvard I. Moser）和梅-布丽特·莫泽（May-Britt Moser）（参见：两名孤岛少年如何成长为诺奖伉俪？）出生在挪威小岛上的两个工人家庭，在大学里攻读的是心理学，不过他们像坎德尔一样对心理现象的神经机制充满了好奇。幸运的是他们学校里有一位研究记忆的脑科学大师安德森（Per Andersen），他们想做他的硕士生。不幸的是，安德森不大喜欢心理学家，而且他的研究组也满员了。要是换了别人，可能就会知难而退，但是他们两人下定决心去找他一谈，只要他不答应收他们就赖着不走。安德森实在缠他们不过，最后说道：“好吧，如果你们真的要在我这里做硕士研究，那么你们就读一下这篇文章（莫里斯有关水迷宫的一篇文章），让我看看你们是否能读懂，然后照样建造一个水迷宫实验室。要是你们做到了，那么我就收你们在我实验室里攻读硕士学位。”这样的要求本来可能使许多人望而却步，想不到爱德华应声说道：“太好了，因为我们还想跟着您攻博呢。”最后他们白天忙于正常学业，晚上建立水迷宫，最后如愿以偿成了安德森的硕士生。
在完成硕士学位之后，他们都想继续在安德森那里攻博，但是只有一个资助名额。梅-布丽特把这个名额让给了爱德华。不过，安德森告诉她，如果她愿意研究研究喝酒对动物海马突触的影响，那么他可以通过毒理系的同事为她申请另一个名额。但是梅-布丽特一点也不喜欢这个和神经机制无关的题目，她深感兴趣的是用激光扫描共聚焦显微镜观察，研究学习后突触数量是否会增加。安德森完全不看好她的计划，认为这个计划是做不到的，也申请不到奖学金。不过梅-布丽特可不是一位轻言放弃的姑娘，她一次又一次地去他办公室，结果他拗她不过，最后只得同意一试，令他惊异的是，梅-布丽特和爱德华的申请都被批准了。梅-布丽特后来回顾说：“大约就在这个时候，我意识到自己有多么坚持不懈。我一直都对人友善和有礼貌，但是如果我真的想要一些东西，没有人能阻止得了我。”爱德华也回忆说：“……也许我的性格也多少起了作用。我有坚强的意志，我会专注于某个特定目标，即使要达到目标需要花几十年的时间也依然坚持不懈。”
科学之路并非总是充满阳光和鲜花，只有耐得住寂寞、不畏艰险、一往无前的勇士才能攀登到科学的顶峰。坎德尔说道：“虽然我对科学生涯深为满意，但是这种生涯也绝非轻松容易。……就像任何探索未知的人那样，我也有时感到孤独、没有把握、没有现成的路可走。每当我踏上一条新路，总有些好心的朋友和同事加以劝阻（包括诺奖得主埃克尔斯和美国神经科学泰斗库夫勒——引者注）。我不得不及早学会对这种不安全感安之若素，并在一些关键问题上相信自己的判断。”
米尔纳也是这样说的：“回顾过去50年，我好像一直运气很好，我总在恰当的时候出现在恰当的地方，另一方面，我又对目标非常执着，而不为面临的艰难困苦所吓倒……”
由于篇幅的限制，本文只举了几个我印象最深的例子，如果要明白这29位大师都具有这3i品质，那么最好读一读我的拙作《发现大脑：谁开启了心智之旅》。[2]本文只能算是一个导读。希望读者在对这3i品质有些认识之后再去读他们的传记，也许会有更深的感悟，并且愿意以适合自己的方式培养自己的3i品质。
参考文献
[1] 顾凡及（2022）脑科学大师们的10个治学之道。返朴2022年3月20日。3月22日《风云之声》和《神经现实》分别转载。[2] 顾凡及（2021）发现大脑：谁开启了心智之旅，上海科技教育出版社[3] 贝弗里奇著，陈捷译 （1979）科学研究的艺术。科学出版社。[4] Ramachandran, VS (2011). The Tell-Tale Brain: A Neuroscientist's Quest for What Makes Us Human. New York: W. W. Norton & Company.[5] Ramachandran, VS, & Blakeslee, S (1998). Phantoms in the Brain. William Morrow, N.Y.中译本：拉马钱德兰著，顾凡及译（2018）脑中魅影。长沙，湖南科学技术出版社。[6] 费曼著，吴程远译（1997）别闹了，费曼先生。三联书店。[7] 克里克著，吕向东、唐孝威译 （1994）狂热的追求，中国科学技术大学出版社。[8] Cajal, S. Ramón y (1917) Recuerdos de mi vida, Vol. 2, Historia de mi labor científica[M]. Madrid: Moya.英译本: Recollections of my life (trans. E. H. Craigie with the assistance of J. Cano), Philadelphia: American Philosophical Society, 1937. Reprinted Cambridge, MA: MIT Press, 1989.[9] Sherrington, C. S. (1935). "Santiago Ramón y Cajal. 1852-1934". Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 1 (4): 424–441. doi:10.1098/rsbm.1935.0007 (https://doi.org/10.1098%2Frsbm.1935.0007).注释
[1] 由于篇幅所限，凡是从拙作[2]中转引的，由于在其中已注明出处，在本文这就不一一注明出处了。
出品：科普中国
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