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【关键词】 自然疗养因子;煤矿工人;自主神经;平衡状态
【Abstract】 Objective To observe the effect of natural convalescent factors of Xingcheng on balanced state of autonomic nerves of coal miners.MethodsThe balanced state of autonomic nerves of 88 coal miners was detected by liang comprehensive assay.The change of balance indexes of autonomic nerves was observed before and after rehabilitation.ResultsAfter convalescence, the index of balance of autonomic nerve of coal miners in the observe group was obviously reduced, together with significantly increased saliva,prolonged interval interval and descending systolic and diastolic pressure.ConclusionThe natural convalescent factors of Xingcheng has an apparent effect on the balanced state of autonomic nerves of coal miners from front line.
【Key words】Natural convalescent factors;Coal miner;Autonomic nerve;Balanced state
兴城拥有多种自然疗养因子,其广泛的医疗保健作用对机体多个方面具有调节功能。为了观察其对机体自主神经平衡状态方面的影响,我们以健康疗养的一线煤矿工人为对象进行了研究。
1资料和方法
1.1一般资料自2008年5月15日起,按入院的顺序连续选取来我院健康疗养的一线煤矿工人88位,年龄21~52岁,平均36.6岁;工龄1~29年,平均16.5年;均为男性,且经入院体检结论均为健康。
1.2疗养方法受观察者疗养期为3周;在疗养期间,除矿泉浴、海水-沙滩-日光浴、山林空气浴等自然疗养因子治疗外,不接受其他任何治疗。以上各种自然疗养因子的治疗方式遵照健康疗养治疗常规,其时间和频度可以根据受试者的自身情况而异。
1.3测试与评定方法于疗养开始前和结束后分别测定每位受试者的自主神经平衡指数,并进行比较。应用梁氏综合测定法,分别测定X1(唾液量)、X2(收缩压)、X3(舒张压)、X4(脉搏间隔)、X5(呼吸间隔)、X6(舌下温度)等6项生理指标,按Y=-28-0.194X1+0.232X2+0.187X3-0.792X4-0.131X5+0.649X6的Y值回归标准,来判定受试者的自主神经平衡状态。
2结果
本组测试的88位一线煤矿工人,疗养前的平均自主神经平衡指数是0.216,疗养后下降为-0.533,变化非常显著(P
3讨论
兴城地处辽西渤海湾,拥有大海、温泉、山林等多种自然疗养因子。气候温和,空气清新,山林中负离子含量多;另外,大海、矿泉中的多种微量元素,对降低血压、改善微循环、调节自主神经系统等都有显著的疗效。本组疗养的88位健康一线煤矿工人,自主神经平衡状态正常人数所占比例由疗养前的66.5%上升到疗养后的93.7%,足以证明兴城自然疗养因子具有明显的调节自主神经平衡的功能。
人类正常的自主神经平衡指数为0±0.56,正值增大为交感神经机能活动增强,负值增大为负交感神经机能活动增强。人年轻的时候负交感神经机能活动稍强而交感神经机能活动稍弱,随着年龄的增长,交感神经机能活动逐渐增强而负交感神经机能活动逐渐减弱。本组疗养前后的自主神经平衡指数由0.216降为-0.533,表明兴城自然疗养因子调节自主神经平衡的功能是使自主神经系统功能逐渐年轻化。
【关键词】抑郁症;脑源性神经营养因子;无抽搐电休克治疗;单核苷酸多态性;病例对照研究
中图分类号:R749.054, R749.41 文献标识码:A 文章编号:1000-6729(2011)002-0093-05
doi:10.3969/j.issn.1000-6729.2011.02.省略
【Abstract】 Objective:To explore the relation of brain-derived neurotrophic factor(BDNF)polymorphisms with the response to modified electroconvulsive therapy(MECT)in patients with major depressive disorder(MDD).Methods:In this study,110 patients with major depression were selected according to the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,Fourth Edition criteria,and 100 healthy person were used as controls.The patients received MECT 8 times consecutively and were assessed with the Hamilton Depression Rating Scale for Depression(HRSD).Using direct sequencing after polymerase chain reaction(PCR),the single nucleotide polymorphism(SNP)of the BDNF gene rs6265,rs7103411 were identified.And the BDNF gene rs6265,rs7103411 genotype and allele frequency were counted.Results:Neither of these BDNF polymorphisms had significant differences between the healthy controls and depressive patients.And the two single nucleotide polymorphism sites were not associated with the response to MECT.In addition,no significant differences were found in the genotypes concerning the MECT response and allele of rs7103411.However,the significant differences in the A allele frequency of rs6265 were found,and the frequencies of A and G allele were respectively 47.9% and 52.1% in reducing rates≥50% group,27.5% and 72.5% in reducing rates<25% group(P
【Key words】 major depression;brain-derived neurotrophic factor(BDNF);modified electroconvulsive therapy(MECT);single nucleotide polymorphism(SNP);case-controlled studies
(Chin Ment Health J,2011,25(2):93-97.)
抑郁症是一种多基因复杂遗传疾病,患病率、复发率、自杀率高,给患者、家庭及社会带来严重的负担,其发病机制涉及神经、内分泌、免疫等多个方面的变化,但确切机制仍不明确。抗抑郁剂一般用药2周后起效,而这段时间内患者症状重,不少患者自杀。无抽搐电休克治疗(Modified electroconvulsive therapy,MECT)起效快,尤其对有强烈自伤、自杀行为者,症状改善明显,成为治疗严重抑郁症的首选,但是MECT的机理并不清楚。
BDNF的表达增加有利于神经元的形成、生存,能上调海马突触可塑性,被认为是抗抑郁剂治疗的共同作用机制[1]。动物实验发现抑郁模型大鼠脑中BDNF基因蛋白质水平和mRNA水平降低,而长期电抽搐治疗使海马及额叶皮质BDNF基因蛋白质表达增加[2]并且也使包括海马及额叶皮质在内的许多脑区BDNF基因mRNA水平增加[3-4]。 国外研究发现[5-6],重度抑郁症患者血清BDNF水平较对照组有明显的降低,接受MECT后显著增加,且伴随的抑郁症状有显著的减少;国内研究也证实重度抑郁症患者MECT急性期治疗的疗效与血清BDNF水平呈正相关[7]。以上资料表明BDNF与MECT关系密切。
本研究将从基因水平探讨病情严重的抑郁症患者BDNF基因两个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点对MECT的反应。
1 对象与方法
1.1 对象
患者组:来自重庆医科大学附属第一医院心理卫生中心门诊及住院部的患者。入组标准:符合美国精神障碍诊断统计手册第4版(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,Fourth Edition,DSM-IV )抑郁症诊断标准[8],汉密顿抑郁量表(Hamilton Depression Rating Scale for Depression,HRSD)[9]24项评分总分≥35分;均为首次发病尚未接受抗抑郁药物治疗,总体病程6~58 周,临床上符合MECT适应症。无躯体疾病或脑器质性疾病,排除伴发于其他精神障碍的抑郁状态,排除物质滥用或依赖者,排除有双相情感障碍家族史者,且本人知情。本研究将2007年9月-2009年3月符合入组标准自愿参加研究的110例患者纳入研究组。患者均为汉族,其中男40人,年龄18~70岁,平均(43±15)岁;女70人,年龄17~68岁,平均(37±14)岁。
正常对照组:为2007年9月-2009年3月重庆医科大学附属第一医院体检中心来检者及本院实习医生、学生,男性50人,平均年龄(45±11)岁;女性50人,平均年龄(38±11)岁。入组标准:年龄20~80岁;汉密顿抑郁HRSD24项总分<8分;无严重躯体疾病或脑器质性疾病;无精神疾病及病史:无物质滥用或依赖者;家族中无精神疾病患者;与患者无血缘关系,本人知情同意 。
1.2 工具与方法
1.2.1 汉密顿抑郁量表(HRSD)[9]
采用0~4级评分,总分≥35分者为抑郁症病情严重者。以HRSD减分率评估抗抑郁疗效,HRSD减分率≥75%为痊愈,50%~74%为显效,25%~49%为好转,
1.2.2 无抽搐电休克治疗
患者组的全部患者每周一、三、五接受双侧恒量短暂的无抽搐电休克治,正常对照组不接受治疗。目前认为抑郁症患者接受MECT治疗6~10次为一个疗程,本研究选取8次治疗为观测点。连续接受8次MECT治疗期间不合并抗抑郁药物及抗精神病药物,8次治疗后患者可根据病情需要继续MECT合并药物或单用药物治疗,以防止早期复发且可获得协同治疗的效果[8]。
1.3实验方法
1.3.1 血液标本采集
患者组与对照组人员均在入组时采集肘静脉血5 mL。
1.3.2 脱氧核糖核酸(DNA)抽取
血液标本用0.2%EDTA抗凝剂抗凝,使用EZ-10Spin Column Genomic DNA Isolation Kit抽提基因组DNA,并用0.7%Agarose 电泳检测所提基因组DNA的完整性。
1.3.3 聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)条件
生工生物公司设计合成BDNF基因rs6265位点PCR引物:正向5′-TTTCTCCCTACAGTTCCACCAG -3′;反向5′- CTCCAAAGGCACTTGACTACTG -3′。BDNF基因rs7103411位点PCR引物:正向5′- AGGACCCAGTCTCAAAAGCAT -3′;反向5′- ATTTGGGGGTAAAAGGTCCTC G -3′。PCR反应体系共50 μL,基因组DNA 1 uL,1 uL引物约6 nmol,0.25 uL(5U/uL)pfu DNA聚合酶,5 uL 10×Buffer:200 mM TrisHCl,pH 8.8;100 mM KCl;20 mM MgSO4;160 mM(NH4)2HSO4;1%Triton,1 mg/mL BSA;1 uL(10 mM)dNTPs。PCR反应条件:98 ℃ 3 min预变性,继以95 ℃变性1 min,60 ℃退火45 s,72 ℃延伸1 min,共35个循环;72 ℃再延伸8 min。将PCR产物于1.5%琼脂糖凝胶中电泳分离,通过凝胶成像系统确定扩增结果。
1.3.4基因型分析
对PCR扩增产物进行纯化测序,直接对两位点基因型进行统计。
1.4 统计方法
使用SPSS13.0统计软件包进行数据分析。用χ2检验比较不同病例组间基因型及等位基因频率,并以OR值及可信区间来表示BDNF基因rs6265等位基因频率与MECT疗效的相关性,HRSD评分用(x±s)表示,进行t检验。
2 结 果
2.1患者组与对照组BDNF基因两位点多态性分布频率比较
患者组与对照组基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。患者组rs6265的基因型及等位基因频率与对照组间的差异无统计学意义;rs7103411的基因型频率及等位基因频率在患者组与对照组间的差异亦无统计学意义(表1)。
2.2患者组疗效评分
病情严重的抑郁症患者(n=110)接受无抽搐电休克治疗8次后HRSD评分低于治疗前[(19.18±6.28)vs.(39.36±3.37),t=28.55,P
2.3抑郁患者BDNF基因多态性对MECT的反应
对HRSD评分的减分率≥50%(n=70)和减分率
3 讨 论
本研究发现BDNF基因的SNP位点rs6265、rs7103411的基因型及等位基因在病情严重的抑郁患者组与正常对照组之间的频率差异无统计学意义,至少说明在重庆汉族人群中BDNF 基因rs6265、rs7103411位点多态性与抑郁症的发生没有关系;Hong等 和Tsai等[10-11]的研究也发现SNP rs6265与中国汉族抑郁症患者无关联,认为BDNF可能不是抑郁症的易感基因;Schumacher等[12]对德国人群进行研究也未发现rs6265位点与抑郁症之间存在关联;然而,Hwang等[13]对老年汉族抑郁症患者进行Val66Met(rs6265)多态性关联研究,发现其基因型分布在患者与对照组之间存在显著差异,且患者Met等位基因频率显著高于对照组,从而认为该多态性可能参与了抑郁症的发生,是中国老年抑郁症患者的危险因子;另外,Strauss[14] 认为rs7103411的T等位基因与儿童期发病的抑郁症有显著关联。首先,研究结果的不同可能与种族因素有关,不同种族DNA标记上的基因型及等位基因频率都可能存在差异;其次,本文对抽样混杂因素,如年龄、病程等因素未作调整也可能对结果产生影响。目前认为BDNF是抑郁症的候选基因,但并不是该基因上的DNA标记都参与抑郁症的发生,可能是BDNF基因或其附近的基因多态性调控BDNF基因的转录,从而导致抑郁症的发生,也可能是基因座周围区域存在一些功能的变异体,对抑郁症发病产生了一定的影响。
本研究的患者组接受MECT后减分率≥50%和减分率<25%两组之间2个SNP的基因型频率差异无统计学意义,与Huuhka等的研究部分一致[15] ,但在本研究中rs6265各基因型在不同疗效组间的分布有统计学趋势。这一结果可能受到样本量的影响,其中还可能受到抑郁症的表型异质性的影响。另外,疗效分组所依据的量表评分存在主观性影响。我们选择两名经过一致性操作培训的精神科医师评定,严格控制测评差异,但量表测评的方式与生化指标等相比本身就存在一定的主观性。为了减少这一因素的影响,排除掉了减分率介于25%~49%之间接受治疗后好转的病例,以获得效果更分明的两个研究组。结果发现BDNF基因rs6265位点的等位基因频率在不同疗效组间的差异有统计学意义,通过相关性分析发现A等位基因携带者对MECT更敏感。该位点是BDNF多个基因多态性标志中功能性编码区内的单核苷酸多态性(G196A),研究报道A等位基因携带者抑郁症状较重[16],接受治疗后改善较明显,这可能是A等位基因对MECT较敏感的原因,这与药物治疗研究的结果相似[17]。本研究也未发现 rs7103411位点的两个等位基因频率与MECT疗效有关,在国内外尚未见该位点与MECT疗效的相关性报道。
4 未来研究方向
目前对BDNF与抑郁症的发病机制是否有关联,说法不一致,但多数认为BDNF是抑郁症的候选基因。对BDNF基因多态性与MECT疗效的相关性研究国外较多,在不同的亚群中呈现出不同的结果。本研究尚存在不足之处,未对研究对象的年龄、病程等混杂因素进行调整。为得到更有意义的结果,将在下一阶段的研究中扩大样本量、对混杂因素进行调整,对研究对象的精神病性症状、自杀行为等症状与基因型的相关性进行分析讨论,进一步探讨基因型与抗抑郁治疗的关系。
参考文献
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1.初步了解太阳的特点,激发学生学习自然科学的兴趣。
2.学习本课生字词。
3.背诵课文最后一个自然段。
【教学重点与难点】
1.学习课文,理解课文内容,了解太阳的特点。
2.了解课文在说明太阳特点时所用的方法。
【教学准备】
课前查找太阳的相关资料,预习课文。
【教学过程】
一、故事导入
师:古时候,天上有十个太阳,人们热得受不了了,就找了一个名叫后羿的人射掉了九个,只留下一个,地面上才不那么热了。
老师讲的故事真实吗?相信大家通过自己的预习,已经知道了答案。今天就让我们一起走进课文《太阳》。(板书课题)
二、学习课文
(一)自由读1~3自然段,找出答案
师:作者在写这一部分的时候,运用的是什么说明方法把这“远”这一特点写具体的?(学生发言:列数字举例子)
那么你能读出太阳的远吗?指导学生朗读。
(二)交流“大”“热”的特点
1.学生在学习小组内交流
师:同学们看一看,作者是怎样说明太阳“大”这一特点的呢?
学生自由读后,班内交流。
引领学生抓句子:一百三十万个地球才能抵得上一个太阳。 (配合学生所答,出示课件)
师:文中用了什么说明方法?
生:用数字说明。
师:你觉得有了这些数字对你认识太阳有什么帮助?体会一下,在介绍“大”这一特点时还使用了什么说明方法?
生:作比较,用地球和太阳作比较。(板书:作比较)
师:你真善于思考,你觉得这样作比较有什么好处?
生:很具体、生动。
师:是的,用我们熟知的地球与遥远的太阳相比较,就能给人们留下深刻的印象。
指名学生读读关于“大”的自然段,加深体会。
2.仿照第二自然段的学习方法,学生自学第三自然段,自学后班内交流。
师课件出示重点句子:
A.太阳会发光,会发热,是个大火球。(打比方)
B.太阳的温度很高,表面温度有六千摄氏度,就是钢铁碰到它,也会变成汽;中心温度估计是表面温度的三千倍。(列数字)
作者运用了作比较、列数字等说明方法,把太阳“远、大、热”三个方面的知识说得很具体、通俗,我们今后在说明事物时要注意学习运用这些方法。太阳离我们那么远,它与我们的关系是不是也很远呢?
(三)学习第4~7自然段
课文是从哪些方面说明太阳和我们关系密切的?(根据学生的意愿分组学习后,班内讨论,交流)
请分别用一句话概括,然后再用一个词或一个短语概括。
教师结合学生发言板书。(略)
(四)学习第8自然段
1.师指名读
思考:哪句话概括了太阳与人类的关系?
板书:没有太阳就没有美丽可爱的世界。
2.学习假设句的不同写法,练习说假设句
如果没有太阳,地球上就不会有植物,也不会有动物。
如果没有太阳,地球上将到处是黑暗,到处是寒冷。
没有太阳,就没有我们这个美丽可爱的世界。
这三句虽然都是假设句,但写法不同。
3.齐读第8自然。
【布置作业】
这天早上,印度西海岸的小镇Somnath 将不会看到日出。取代了太阳的是一个黯淡的光晕。这就是带食日出,一场世纪最壮观的日全食从这里开始了。6 分钟内,月球的影子会迅速划过印度人口最稠密的区域。7 月是印度的雨季,而且日食发生在印度的清晨,所以并不适合观测。
中国最早看到日全食的地方是亚东县。这个位于喜马拉雅山峡谷中的小城,在上午9 点钟还看不到太阳,因为太阳高度角只有20 度,被四周高耸的山峰挡住了,人们只能发现天空突然变黑。会有不少人驱车前往海拔4300 米中印交界的乃堆拉山口,这里能看到群山中壮观的日食。
2 分钟后,日食带开始沿着川藏公路318 国道东行,在洁净的高原大气中甚至能看到全食的黑影如何一步步推进,从三江并流到康巴草原,牦牛、山羊和鼠兔因为突然到来的黑夜不知所措,盘山公路上的司机也会纷纷把车停到路边。7 月份是高原的雨季,天空中平均云量高达70% 以上,但是强烈对流产生的风雨一般是在午后形成,所以早上大多天气晴朗。
10 分钟后,全食带的中心越过峨眉山金顶,进入四川盆地。太阳已经升到了半空中。平时多阴雨的四川盆地,在炎热的7 月却是晴天居多。成都与重庆之间,会有超过1 亿人观赏这次日食。此后全食带沿着长江延伸,因此这次日全食也被称作“长江日全食”。日食经过三峡时,已经成为水库的瞿塘峡仍然位于群山的阴影中,而迁到高处的各个县城则是良好的观察地点。
武汉也正好位于日食带中央,太阳将被遮挡5分钟以上。接下来黑暗区将到达中国最大的沪宁杭城市群,金山和舟山都是良好的观测地点。繁忙的城市和公路网在几分钟内暂停了,在天空的亮度减弱了100 万倍时,人们纷纷涌向户外。这时对观测最大的威胁是梅雨和台风。梅雨季节闷热而少有晴天,台风会带来雨水和清凉,但是在日食期间这不怎么受欢迎。
此后月亮的阴影进入太平洋,掠过冲绳岛,在硫磺岛附近持续时间最长,食分(太阳被遮蔽的程度)最大,最后这场日食将经过马绍尔群岛、塔拉瓦岛,在南半球的库克群岛附近随着日落而结束。
观看地点:
不用刻意去所谓的“最佳观测地点”。全食带中央200 千米的范围内,都能看到3~5 分钟的日全食。如果要去日全食旅行,尽量选择不知名的小城市甚至乡镇作为观测地点,并且提前一两天到达那里。一方面是乡村和小城市的空气比较洁净,另外也有经验表明,日食将会使游客大量涌入全食带,造成交通拥堵。这种情况非常难得发生,自从1961 年在欧洲的日全食之后,还没有日食发生在人口如此稠密的工业化国家。
摄影器材:
除了必须使用专业滤镜或者巴德膜制成的滤镜,还需要选好恰当的焦距。地球上看太阳的大小是1/2 度,要拍摄日食时的太阳的特写,如果是数码相机,推荐使用400~700mm 焦段的镜头,胶卷相机则是500~1000mm 镜头。如果有望远镜的话,也可以用卡口转接。如果要同时拍摄地面的景色,则需要使用短于35mm 的广角镜头才能同时包含太阳和地面。
安全的观测器材:
这一次日食将会有超过10 亿人观看,也可能是造成伤害最多的一次! 2008 年8 月的日全食就造成了大量的视网膜烧伤事件,甚至有人因此造成终身残疾。必须了解如何安全地看日全食。
在太阳被完全遮住的几分钟里,可以而且应当直接用肉眼观看,不需要任何防护措施!但是在从初亏到复圆长达2 个小时的观测中,即使是太阳已经被遮挡成一个月牙,也会对眼睛造成伤害,造成“日食盲”或者视网膜灼伤。因为视网膜上没有痛觉神经,你的眼睛可能会在不知不觉中烤熟!
推荐
以下为NASA 科学家B. Ralph Chow 和中国太阳物理学家方成的推荐:
1. 焊工眼镜或面罩。它使用遮光号为14 的焊工防护玻璃,可以在电焊器材市场买到。
2. 专门的“日食观测镜”。在户外商店和网店上都能买到,一般10 ~ 30 元一副。它是采用双层或多层铝膜覆盖的聚酯塑料高密复合膜,能有效降低太阳辐射对人眼的伤害。
3. 巴德膜。它有5.0 和3.8 两种透光密度,分别适合目视和摄影。可以在天文器材店买到,使用前需要确认膜上没有瑕疵。
4. 小孔成像。用一个厚纸板上的针孔在白纸上形成太阳的投影。建议10 岁以下儿童采用这种方法,避免未发育成熟的视网膜受伤。
不推荐
虽然过去一些资料上推荐这些“土方法”,但是它们不安全:
1. 墨水水面的反光。在中国大部分地区,日食发生时太阳高度在30~55 度之间,在这个角度上水面会反射6% 到3% 的光能,长时间观看仍然会对眼睛造成伤害。
2. 蜡烛熏黑的玻璃。你很难控制好熏黑的程度。如上面所说,即使你眼睛没有感觉不舒服,也可能被灼伤。
3. 太阳眼镜。这玩意不是给你直接看太阳的!它最多只能吸收90% 的阳光,即使把两三片眼镜片叠在一起光线仍然太强。
做一个用太阳的影子表示时间的钟表。
科学知识:
1、了解太阳钟的计时原理。
2、认识古代计时工具——日晷及其他计时工具。
情感、态度与价值观:
1、意识到可以利用自然规律为人类和社会的发展服务。
2、体会到科学技术是不断发展进步的。
教学重点、难点:
知道太阳钟的计时原理
教学方法
目标教学法
教学准备:
1、日晷资料及碟片。
2、制作日晷材料
课时安排:二课时
教学过程: 第一课时 一、汇报课后研究太阳与影子的变化规律研究成果:
1 、每个小组汇报测量数据及研究成果;
2 、小结;
二、自主学习:
1、了解有关日晷的知识:
( 1 )谈话:现在几点?你是怎么知道的?古代有时钟吗?他们怎么知道时间?
( 2 )学生谈谈自己了解的知识;
( 3 )讲述:同学们的课外知识真丰富呀。确实,在很久以前,人们就注意到太阳的运动和投影的变化是有规律的,人们就根据这个规律推算时间,并制作了计时工具——日晷。
( 4 )看书,认识各种日晷;
( 5 )讨论:日晷为什么能反映时间?(教师适当讲解)
( 6 )介绍:日晷;
2 、制作简易太阳钟:
( 1 )谈话:古代的劳动人民,通过自己的长期观察制作了各种形状的日晷,你们想做一个属于自己的日晷吗?
( 2 )看书、讨论本小组的制作方案。
( 3 )动手制作;
( 4 )展示、评比。
3 、玩手掌日晷:
( 1 )讲述:在古代除了借助物品制作日晷外,埃及人还发现可以借助手掌做日晷。
( 2 )看书,了解具体情况;
( 3 )教师讲解、演示;
Abstract: This paper dialectically understands the Newton's First Law , uses the scientific method of comprehensive Newton's Gravity, integrates "magnetic field" of moving objects by the long-term movement characteristics of public planet.
关键词:惯性定律;牛顿的科学方法;行星运动;运动物体“磁场”
Key words: inertia law;Newton’s method;planet motion;moving object's "Magnetic Field"
中图分类号:P1 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)22-0102-02
1辩证理解牛顿第一定律
哥白尼采用理性观察方法[1]提出日心说。伽利略在1632年出版的《关于两大世界体系的对话》通过“斜面的理想实验”,“乘船的理想实验”[2]支持日心说,成为“惯性定律”的重要实验依据,又称伽利略坐标变换。
牛顿在前人的基础上,建立运动学的三个基本定律。牛顿在《原理》中写到“我的这部著作论述哲学的数学原理,因为哲学的全部困难在于:由运动现象去研究自然力,再由这些力去推演其他现象。”[3]
行星绕太阳作公转运动,除了遵守万有引力定律外,还具有同向性,轨道共面性,公转周期都大于太阳的自转周期。牛顿对此无法解释,最后归结为上帝的安排[3]。利用该模型的其它的演化说,归为不能验证的、无法重复的初始条件或偶然事件[4]。
从逻辑推理上看,牛顿的惯性定律更是一个公共假设!
“一个物体,如果不受力的话,它将保持原来静止或匀速运动的状态;”(惯性定律)
一杯热水,如果不散热的话,它将保持原来的温度状态;(与热力学熵增原理相矛盾)
一个带电体,如果匀速运动与静止一样的话,电流将不产生磁场;(实际观察相矛盾)……
上面语句的逻辑推理是一样的,牛顿的话就是“第一定律”,别的话大多是与客观事实相反的假设。这显然是不公平的。
2惯性定律实验观察的片面性
牛顿在《原理》中,并没有给出惯性定律的实验证明,仅解释“抛射体如果没有空气的阻力或重力向下牵引,将维持射出时的运动。伽利略的实验通过“小球在斜面上滚落到水平板上,(如果不考虑阻力或者没有阻力)小球在水平板上将永远运动下去”。另一个实验乘船实验:“船在静止不动时,我们看到这些有翅膀的小昆虫如何以同样的速度飞向房间各处;看到鱼如何毫无差别的向各个方向游动;又看到滴水如何全部落到下面所放的瓶子中,而当你把什么东西扔向你的朋友时,只要你和你的朋友距离保持一定,你向某个方向扔时,…[2].”
伽利略早已发现观察中的悖论:一方面应当相信观察,因为正是应当由观察来证实或反驳理论原理;另一方面,观察又往往欺骗我们。站在地球上,看见太阳绕地球运动是错误的,我们观察到运动的假象;雷同道理:凭什么保证伽利略乘船观察一定合理?
3由行星/卫星长期运动特征,综合运动物体的“磁场”
3.1 行星/卫星长期运动公共特征从太阳系主要特征中,寻找与速度有关的场(称为U-场)长期作用的特征。太阳系主要特征:同向性:九大行星公转运动的方向都与太阳的自转方向相同;共面性:九大行星公转运动的轨道面几乎都在一个平面上(该平面与太阳自转的赤道面夹角很小);九大行星的公转周期都大于太阳的自转周期;太阳的自转运动:赤道处最快,自转周期:25天,两极慢,自转周期约35天(太阳系主要特征详见表一)。
牛顿把太阳系主要特征归结为上帝的安排,其他人归结为不能重复的初始条件或偶然事故。相对论也没有给出更合理的解释。我们认为它是与运动有关的U-场,长期作用于行星运动的结果,该场自始至终在起作用,只是很弱,对天体的运动轨道的改变,只有长期效果。所作的多项推理与天文现象吻合。
3.2 综合运动物体的“磁场”相对静止的定义:具有相同速度和加速度的多个物体,互为相对静止;以相同角速度和角加速度,绕共同轴转动的多个物体,互为转动相对静止.:地面上许多物体以相同自转速度和公转速度随地球一起自转、绕太阳公转运动,处于与地球相对静止的状态;月球总是一面朝着地球,绕地球做公转运动,站在月球上看地球,地球的位置没有变化,这种静止称为转动相对静止。天文观测结果:几乎所有自然卫星总是一面朝着其行星,做公转运动,都处于转动相对静止状态。
相对静止的定律:物体的自然状态是相对静止,处在自然状态的要保持,未处在自然状态的要恢复之。即:如果物体未在相对静止状态,不论与周围物体是否接触,都要受其阻碍作用,损失动能,趋向于相对静止状态,又称为万有阻力定理[5]。
运动物体“磁场”的定义:运动物体产生与速度有关,恢复相对静止,符合洛伦兹变换的场,称为U―场。
运动物体产生与速度成正比的U―场:“场强与运动物体动量成正比,与距离的平方成反比,U―场作用力的方向与场源的运动方向相同”。U―场作用力:运动物体通过U―场对周围物体施加作用力。该力的大小与U―场强成正比,与受力物体的质量成正比。球形物体自转产生的U―场:U=K(J/R2)COSα,(式中J―球形物体自转的角动量)每点U场的方向与自转方向相同,并且是赤道面上最强,两极方向减小到零。天体通过U-场与周围物体作用,体现与周围环境保持和恢复相对静止的属性。
3.3 太阳系主要特征的演化解释
3.3.1 行星绕太阳运动的同向性,共面性太阳自转产生的U―场:U=K(J/R2)COSα,(式中J―太阳自转的角动量)每点U场的方向与太阳自转方向相同,并且是赤道面上最强,两极方向减小到零。九大行星在太阳自转产生的U―场中运动,受到与太阳自转同方向上的U场力作用,所以行星在绕太阳公转运动中,必然表现为同向性。又因为太阳自转产生的U―场赤道面上最强,两极方向减小到零,所以九大行星在绕太阳公转运动中,九大行星的轨道面必然向场强的平面移动,经过几十亿年的长期作用,使九大行星的轨道面几乎演化到太阳赤道面,表现为共面性。这一点在木星,土星,天王星,海王星的卫星轨道上表现的更突出。
3.3.2 行星公转周期大于太阳自转周期太阳系质量主要集中在太阳自身,它占太阳系总质量的99.865%。如果行星在绕太阳的公转周期大于太阳自转周期,太阳自转产生的U―场对行星施加一个与太阳自转同方向上的力,克服行星公转与周围天体相互作用的间接阻力。如果行星在绕太阳的公转周期小于太阳自转周期,即行星公转比太阳的自转快,行星公转运动产生的U―场主要对太阳施加作用力,使太阳自转加快,行星损失动能,所以公转周期小于太阳自转周期的行星不会长期存在。
行星绕太阳做公转运动,太阳有自转运动。如果行星相对静止在太阳系中,则其受到太阳自转产生的U-场力为零。但实际情况:太阳自转周期:25天/周,而水星公转周期:88天/周,如果水星的公转周期也是25天,成为太阳的同步行星。这时候,站在太阳上看,水星静止在空中不动,处于相对与太阳的转动静止状态。因此,受到太阳U-场力为零。所有行星的公转周期都大于太阳的自转周期。轨道半径小于同步卫星的天体,其公转周期小于其主行星的自转周期,也就是公转角速度大于行星的自转角速度,得不到中心行星的U-场作用,必然向下落!逆向卫星也得不到中心天体的能量资助,长期演化的总趋势:必然向下落。只有轨道半径大于同步卫星的卫星才能长期存在。
九大行星自转产生U场力,是卫星长期存在的先决条件。我们不难发现,质量相近的行星,U-场力大的拥有卫星多,反之卫星少甚至没有卫星。木星U-场力最大,拥有九大行星中最多卫星;土星U-场力排第二,卫星数也排第二;金星虽然比火星大,由于自旋力不及火星的百分之一,所以不仅无天然卫星,且获得人造卫星也比火星更难。
3.4 行星自转速度的演化
3.4.1 行星自转速度的现状①地球自转长期减慢成因,目前的理论认为是潮汐作用。但是潮汐理论又很难解释:在类地行星中,地球自转又是最快的。②内六大行星的自转速度(行星日长),六大行星(水星,金星,地球,火星,木星和土星)自转现状看,自转速度与轨道半径没什么关系。由于它们的密度不一样,自转速度没有比较的标准。将行星的密度转换成统一值,计算行星的自转速度及行星日长(详见表3)。
从表3得六大行星的日长在考虑密度因素后有:离太阳近的行星,行星的日长就长,相对自转速度就慢;离太阳远的行星,相对自转速度就快。
3.4.2 行星自转速度的演化①地球自转也要受万有阻力作用,损耗能量,表现其自转速度长期减慢。考古观测事实:考古学家发现,地球自转在地质时期内,自转速度长期减慢证据。六亿年前,地球自转每年420天,现在仅有每年365天。
②内六大行星的相对自转速度的演化
行星自转运动产生的U―场:U=K(J/R2)COSα,(式中J―行星自转的角动量)对周围物体施加作用力。又因为太阳系质量主要集中在太阳自身,它占太阳系总质量的99.865%,行星自转运动产生的U―场力,主要是对太阳施加作用力,同时受到的反作用力也主要来自太阳。太阳受到行星自转U―场的作用力:
F=UM=KM(J/r2)COSα
太阳受到行星自转U―场的作用力距:
F×R=KM(J/r)COSα
式中:R――行星到太阳的距离;J―行星自转角动量;M―太阳质量;α―行星的轨道面与赤道面的夹角。
太阳受到行星自转U―场的作用力距后,对U场源产生反作用,使行星损失自转角动量。由动量守恒可知:太阳受到行星自转U―场的作用力距等于行星损失自转角动量随时间的变化率,则有:
Idω/dt=-FR=-KM(J/r)COSα
dω/dt+KM(J/r)COSα=0
解得:ω=ω0e-(k/r)tcosα 或 T=T0e(k/r)tcosα
以太阳系形成时,行星的日长的平均值定式中的常数:K=0.085
上式得:T=T0e(0.085/r)tcosα
用上式进行模拟计算,计算结果见表4。
由表4行星日长,t=46亿年前,内六大行星自转周期在相同的数量级。推测,目前的内六大行星自转状况是长期受太阳的作用演化形成的。外三大行星(天王星,海王星,冥王星)的自转运动受卫星的影响很大,受太阳的作用已很弱。
3.5 卫星公转运动的长期变化
①大部分(约占总数的80%)卫星的公转运动特征:与其行星自转同方向,轨道面在其行星自转赤道面,绕行星的公转角速度小于行星的自转角速度。它们公转运动的演化解释类似规则行星,这里不在赘述。
②公转角速度大于或等于其绕转行星自转角速度的卫星,如火卫一,木卫十六,木卫十五,天卫六到天卫十四,海卫三至海卫七,它们受万有阻力作用,损耗能量,轨道半径减小,公转周期缩短。
③逆向卫星:如木卫十二,木卫十一,木卫八,木卫九,土卫九,海卫一,它们受万有阻力作用,损耗能量,轨道半径减小,公转周期缩短;我们估算:海卫一公转周期每周毫秒量级的缩短。
4结束语
实验证明详见参考资料[10],球形物体沿自转轴转动,产生自转运动产生的U―场:U=K(J/R2)COSα,在U-场的小球要受到U-场力的作用:F=UM=KM(J/r2)COSα;该力方向沿自转球体与小球距离为半径的切线方向。
参考文献:
[1]哥白尼著,叶式辉译.天体运行论[M].武汉出版社,1992:15-16.
[2][薏]伽利略.关于托勒枚和哥白尼两大世界体系的对话[M].上海人们出版社.1974.242-24.
[3]牛顿箸,王克迪译.自然哲学之数学原理和宇宙体系[M].武汉,武汉出版社.1990:550.
[4]戴文赛.太阳系演化学[M].科学出版社,1980.
[5]陈寿元,万有阻力定律的几点天文观测验证,山东师范大学,2000,(4).
[6]陈寿元.太阳系主要特征演化成因[J].山东工业大学,1997:87-90.
[7]胡中为等.行星科学导论[M].南京:南京大学出版社,1992:244.
[8]胡中为等.行星科学导论[M].南京:南京大学出版社,1992:99.
神奇的礼物
前几天,我从电视上得知七月二十二日在我国长江流域有日全食 ,我们河北省有日偏食,我特别兴奋。为了更好地了解日食的情况,我在网上查阅了相关的资料。我知道了日全食发生在农历初一,月球跑到了太阳和地球之间,挡住了太阳射向地球的光芒,就形成日全食。我还知道上一次在长江流域一带发生的日全食是在1575年,距现在 日全食有434年了,这是多么难得的机会呀!我可不能错过。
七月二十二日终于来到了,我怀着兴奋的心情早早地起了床,期待着百年一遇的天文奇观。可天公不作美,今天是个阴天,都七点了,还不见太阳的影子。我急得如同热锅上的蚂蚁——团团转,难道十一岁的我真的没有缘分亲眼见到日偏食吗?我怀着焦虑的心情一会儿走到屋里看看表,一会儿又走出去看看天……妈妈见把我急成这样,就说:“打开电视吧,看电视直播别的地方的日全食不更好吗?”我无可奈何地打开了电视。就在这时,我发现外面的天有点亮了。我飞一般得冲了出去,仰头一看,太阳居然现身了,在浅灰色的天空中挂着一轮发着浅黄色光芒的太阳,带着眼镜看上去此时的太阳更像月亮,有六寸的盘子那么大。这时的我真是高兴到了极点,望着久违的太阳心里一阵阵感激,感谢太阳冲出云层的勇气;感谢太阳没有让我们留下遗憾。突然,在一旁观看的姐姐喊了起来:“看!太阳的右边开始有缺口了!”我睁大眼睛一看:真的!缺口渐渐变大,就像一块儿圆圆的月饼被人咬了一小口,真是太奇妙了!对了,这就是初亏吧。我目不转睛地望着这神奇的变化:我仿佛看到了月球在浩瀚的宇宙中悠闲的自西向东旋转,渐渐地挡住了太阳射向地球的光芒。随着时间的变化太阳被挡住的面积越来越大,竟成了一弯新月。能在白天看到太阳变“月亮”,我长这么大还是头一回呢!这时,妈妈问:“你们没有感觉到现在越来越凉爽吗?”姐姐和我异口同声地说:“感觉到了。”“我还觉得周围像是在树林里那么幽深。”姐姐补充到。我摘下眼镜,向四周环视,发现光线比以前暗多了。树上的鸟儿和地上的小狗可不知道发生日食了,还以为又变天了呢!这样持续了一段时间后,太阳渐渐复圆了,又和往常一样无私地向大地奉献着耀眼的光芒。
日偏食结束了,可我的心却久久不能平静。我永远会珍藏着宇宙在七月二十二日送给我们的这份神奇的礼物——日偏食。
指导教师:王宝红
??常言说:“种瓜得瓜,种豆得豆。”可你听说过“种瓜得豆”吗?先别稀奇,读了下文你就明白了。
??19世纪中叶,英国疟疾流行,治疗疟疾的天然奎宁不够用。德国化学家霍夫曼让学生柏琴试着从焦油中提炼奎宁。柏琴用了各种办法都没能把奎宁提炼出来,但却发现了一种紫红色的鲜艳的东西——氯化苯胺。这种东西作染料特别好。于是合成染料“阿尼林紫”便在柏琴手里诞生了。柏琴为此申请了专利,并办起了历史上第一家合成染料厂。
??在未能解决原定问题的情况下,有心的人却能用来解决另一种问题。看来“种瓜有时也能得豆”。
??其实,“想种瓜,却得了豆”的事例很多。19世纪中期,德国人亨利·施瓦德为了寻找水星和太阳之间的行星,他用望远镜对着太阳连续观察了5年,一直没有找到他所要找的行星,但却第一个发现了太阳的表面有太阳黑子存在。他继续观察、记录,后来通过对多年积累资料的分析研究,又发现了太阳黑子活动的周期。这一发现使他获得了英国皇家天文学会授予的金质奖章。20世纪50年代,美国一个农业科研小组原打算研究一种能促使植物生长的物质,未能如愿,然而却发现了一种能阻碍某些农作物和杂草生长的物质,于是除草剂就这样诞生了。这真是母鸡下了鸭蛋、种豆得了瓜。
??凡种“瓜”能得到“豆”的人都善于细心观察、分析。有时种“瓜”得了“豆”,由于表面现象的掩盖,即使留心你也难一下子看出“豆”在哪里。例如1932年,德国的杜马克发现了一种染剂,它对链球菌病具有特殊疗效。但他没有细心分析原因。后来法国化学家特雷夫对这种染剂细心分析,才知道有特殊疗效的原因不是因为它是染剂,而是因为它包含了一种叫磺胺的物质。如果杜马克也能做到细心分析,那么,磺胺也就可以更早的为人类服务了。
??朋友们,你从中学到东西了吗?只要你留心观察、细心分析,说不定哪一天你也能从“瓜地里”收获一大堆圆滚滚的“豆子”呢。
??19世纪中叶,英国疟疾流行,治疗疟疾的天然奎宁不够用。德国化学家霍夫曼让学生柏琴试着从焦油中提炼奎宁。柏琴用了各种办法都没能把奎宁提炼出来,但却发现了一种紫红色的鲜艳的东西——氯化苯胺。这种东西作染料特别好。于是合成染料“阿尼林紫”便在柏琴手里诞生了。柏琴为此申请了专利,并办起了历史上第一家合成染料厂。
??在未能解决原定问题的情况下,有心的人却能用来解决另一种问题。看来“种瓜有时也能得豆”。
??其实,“想种瓜,却得了豆”的事例很多。19世纪中期,德国人亨利·施瓦德为了寻找水星和太阳之间的行星,他用望远镜对着太阳连续观察了5年,一直没有找到他所要找的行星,但却第一个发现了太阳的表面有太阳黑子存在。他继续观察、记录,后来通过对多年积累资料的分析研究,又发现了太阳黑子活动的周期。这一发现使他获得了英国皇家天文学会授予的金质奖章。20世纪50年代,美国一个农业科研小组原打算研究一种能促使植物生长的物质,未能如愿,然而却发现了一种能阻碍某些农作物和杂草生长的物质,于是除草剂就这样诞生了。这真是母鸡下了鸭蛋、种豆得了瓜。
1.1方法
对105名中老年人进行为期1年的干预,包括每周在居委会坐诊,免费进行健康咨询,每月1次骨质疏松健康讲座,针对个体人群进行电话咨询,在我中心发放骨质疏松宣传资料。健康教育内容包括:①鼓励患者多进食含钙丰富的食品,如鱼虾、骨头汤,木耳,尽量保证每天一瓶牛奶、一个鸡蛋;②每天适当补充维生素D400~800U,如鱼肝油、动物内脏、蛋黄等;③保证磷的摄入,维持食物正常的钙磷比值;④戒除吸烟,避免嗜酒、酗酒,少饮咖啡,少喝碳酸饮料,多晒太阳;⑤选择户外有氧运动,如慢跑、骑车、打太极拳等;⑥防止跌倒。
1.2主要观察指标
干预前及干预后1年通过问卷调查了解中老年人日常生活方式情况及骨质疏松相关知识知晓情况。1.4统计学方法计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1干预前后日常生活方式比较通过社区行为指导及骨质疏松症的健康教育后,坚持运动、喝牛奶、晒太阳的人数明显增多,差异有统计学意义(P<0.01)。
2.2干预前后骨质疏松相关知识知晓情况比较通过社区干预后,骨质疏松相关知识知晓率较干预前明显提高,差异有统计学意义(P<0.01)。
3讨论
骨质疏松症的发生发展与许多因素有关,如长期缺乏运动,年龄增长,女性绝经,不良生活习惯,维生素D不足,缺钙,环境等。而随着人口的老龄化,骨质疏松症的发病率逐渐增加,其已成为严重影响中老年人生活质量,且造成社会和经济负担的重要疾病。
骨质疏松症是不可逆的,但在早期可以预防,可通过改变不良生活方式,延缓骨质疏松症的发生,降低骨折等并发症的发生。本组结果表明,通过1年的社区干预,中老年人的日常生活方式得到了明显的改善,运动、喝牛奶及晒太阳的人数较干预前明显提高,骨质疏松相关知识知晓率也明显增高。