Ηοω χανχερσ δεφεατ δρυγ τηεραπψ. Ρε χρεατινγ τηε οριγιν οφ λιφε. Χαν σχιενχε στυδψ χονσχιουσνεσσ?

Transcript

1 ϑυλψ Ηοω χανχερσ δεφεατ δρυγ τηεραπψ. Ρε χρεατινγ τηε οριγιν οφ λιφε. Χαν σχιενχε στυδψ χονσχιουσνεσσ? Τηε µοον ωασ βορν ωηεν α Μαρσ σιζε πλανετοιδ χολλιδεδ ωιτη τηε ψουνγ εαρτη.

2 ϑυλψ 1994 ςολυµε 271 Νυµβερ 1 30 Αγριχυλτυρε φορ εϖελοπινγ Νατιονσ Φρανχεσχα Βραψ Ασ τηε ωορλδ σ ποπυλατιον χλιµβεδ το 5.7 βιλλιον, ιτ φεδ ον ηιγη ψιελδ χροπσ ραισεδ τηρουγη τηε λαϖιση υσε οφ ιρριγατιον ανδ φερτιλιζερσ. Α σοχιαλλψ ανδ ενϖιρονµενταλλψ κινδερ ρεχιπε εξιστσ. εϖελοπινγ νατιονσ σηουλδ χονσιδερ εξπανδινγ χυρρεντ αγριχυλ τυραλ πραχτιχεσ, ωηιλε πρεσερϖινγ τηειρ εσταβλισηεδ χυλτυραλ ανδ εχονοµιχ παττερνσ. Ασιαν ριχε εχονοµιεσ σερϖε ασ α στρονγ µοδελ φορ τηε στρατεγψ. 40 Τηε Σχιεντι χ Λεγαχψ οφ Απολλο Γ. ϑε ρεψ Ταψλορ Α θυαρτερ οφ α χεντυρψ αγο τηε φιρστ ηυµαν σετ φοοτ ον τηε µοον. Τηε γεολογιχ εϖ ιδενχε τηε Απολλο µισσιονσ βρουγητ βαχκ ορ χαπτυρεδ τηρουγη σεισµογραπησ ανδ οτηερ ινστρυµεντσ ηασ πρεχιπιτατεδ α χοµπλετε ρεχονστρυχτιον οφ ουρ ϖιεω οφ λυναρ ηιστορψ ανδ τηε εαρτη σ εϖολυτιον ασ ωελλ. Τηε µοστ σταρτλινγ δεϖελοπµεντ: τηε µοον ωασ προβαβλψ βορν ιν α χολλισιον βετωεεν τηε εαρτη ανδ α Μαρσ σιζε βοδψ Σψντηετιχ Σελφ Ρεπλιχατινγ Μολεχυλεσ ϑυλιυσ Ρεβεκ, ϑρ. + Ηοω διδ λιφε βεγιν? Ονε τηεορψ ηολδσ τηατ ιτ αροσε φροµ χηεµιστριεσ ωηοσε µολε χυλεσ χουλδ σψντηεσιζε χοπιεσ οφ τηεµσελϖεσ, βυτ νοτ περφεχτ χοπιεσ. (Σοµε µαργιν οφ χρεατιϖε ερρορ ισ νεεδεδ το προδυχε ϖαριαντ τψπεσ.) Το τεστ τηεσε ιδεασ, οργανιχ µολεχυλεσ τηατ εξηιβιτ συχη προπερτιεσ ηαϖε βεεν ινϖεντεδ ανδ ασσεµβλεδ, πιεχε βψ πιεχε. ι ερεντ κινδσ εϖεν ϖιε ωιτη ονε ανοτηερ φορ µατεριαλ. 58 Βαρριερσ το ρυγ ελιϖερψ ιν Σολιδ Τυµορσ Ρακεση Κ. ϑαιν Ωηψ δο µανψ σολιδ χανχερσ ρεσιστ δρυγ τηεραπψ? Μυχη οφ τηε ανσωερ λιεσ ιν τηε χρανκψ ανατοµψ οφ τηε τυµορσ. Βλοοδ ϖεσσελσ τηατ βρινγ τηεραπευτιχ αγεντσ ιντο τυ µορσ δο νοτ περµεατε αλλ παρτσ οφ τηε γροωτησ, ανδ αβνορµαλλψ φορµεδ ϖεσσελσ χαν ιµπεδε δρυγ πασσαγε. Ελεϖατεδ πρεσσυρε ιν τηε τυµορ ιντεριορ χαν αλσο πρεϖεντ αγεντσ φροµ λεαϖινγ τηε χιρχυλατιον ανδ σπρεαδινγ το µαλιγναντ χελλσ. 66 Μανατεεσ Τηοµασ ϑ. Ο Σηεα Τηεσε γιαντ, γεντλε αθυατιχ µαµµαλσ εϖολϖεδ φροµ τηε σαµε στοχκ τηατ γαϖε ρισε το ελεπηαντσ ανδ ααρδϖαρκσ. Χλοακεδ ιν µψτηολογιχαλ ανδ ρελιγιουσ βελιεφ, τηεψ ηαϖε σερϖεδ ηυµανσ ασ α σουρχε οφ ποετιχ ινσπιρατιον, φοοδ ανδ µατεριαλ. Νοω ηυντινγ, δεστρυχτιον οφ τηε µανατεε σ σεµιτροπιχαλ ηαβιτατ, ανδ δεχιµατιον βψ ενχουντερσ ωιτη σπεεδβοατσ ηαϖε πυτ τηεσε λανγυιδ µαµµοτησ ιν δανγερ οφ εξτινχτιον. 4

3 Scientific American (ISS ), published monthly by Scientific American, Inc., 415 Madison Avenue, ew York,.Y Copyright 1994 by Scientific American, Inc. All rights reserved. o part of this issue may be reproduced by any mechanical, photographic or electronic process, or in the form of a phonographic recording, nor may it be stored in a retrieval system, transmitted or otherwise copied for public or private use without written permission of the publisher. Second-class postage paid at ew York,.Y., and at additional mailing offices. Canada Post International Publications Mail (Canadian Distribution) Sales Agreement o Canadian GST o. R Subscription rates: one year $36 (outside U.S. and possessions add $11 per year for postage). Subscription inquiries: U.S. and Canada (800) ; other (515) Postmaster: Send address changes to Scientific American, Box 3187, Harlan, Iowa Reprints available: Write Reprint Department, Scientific American, Inc., 415 Madison Avenue, ew York,.Y , or fax: (212) ϑεαν Ηενρι Φαβρε Γεοργεσ Παστευρ υρινγ τηε 19τη χεντυρψ, ηισ µετιχυλουσ οβσερϖατιονσ οφ ινσεχτ λιφε ηελπεδ το τυρν τηε στυδψ οφ ανιµαλ βεηαϖιορ ιντο αν εξπεριµενταλ σχιενχε. Ονε Φαβρε δισχοϖερψ µαψ εϖεν ηαϖε τρυµπεδ χοντεµποραρψ ρεσεαρχηερσ. Ψετ τηε νατυραλιστ, ωηο χορρε σπονδεδ ωιτη Χηαρλεσ αρωιν, διδ νοτ αχχεπτ τηε Ενγλισηµαν σ τηεορψ οφ εϖολυτιον. 82 Λατε Ιχε Αγε Ηυντινγ Τεχηνολογψ Ηειδι Κνεχητ Τηε σπεαρποιντσ φασηιονεδ βψ τηε ρστ µεµβερσ οφ ουρ σπεχιεσ σηοω α σοπηιστιχατ εδ γρασπ οφ µατεριαλσ σχιενχε. Τηε χραφτσµεν κνεω τηε στρενγτησ ανδ ωεακνεσσεσ οφ τηε βονψ στυ τηεψ ωορκεδ. Ανδ τηεψ διδ νοτ λεαϖε ωελλ ενουγη αλονε. Τηε Χρο Μαγνον αρτισανσ χοντινυαλλψ σουγητ γρεατερ ε χιενχψ ανδ δυραβιλιτψ. 88 ΤΡΕΝ Σ ΙΝ ΝΕΥΡΟΣΧΙΕΝΧΕ Χαν Σχιενχε Εξπλαιν Χονσχιουσνεσσ? ϑοην Ηοργαν, σενιορ ωριτερ Ασ νευροβιολογιστσ λεαρν ηοω τηε µινδ αρισεσ φροµ τηε βραιν, τηε υλτιµατε πριζε ηασ χοµε ιντο ϖιεω: τηε ποσσιβιλιτψ οφ α χοµπλετε βιολογιχαλ υνδερστανδινγ οφ χον σχιουσνεσσ ιτσελφ. Ινεϖιταβλψ, σοµε τηεοριστσ, µοστλψ φροµ οτηερ δισχιπλινεσ, ηαϖε νοτ βοτηερεδ το ωαιτ φορ τηε εϖιδενχε βεφορε προπουνδινγ σοµε ϖερψ οδδ ιδεασ. Οτηερ πλαψερσ αρε ασσερτινγ τηατ τηε µινδ λιεσ βεψονδ βιολογψ σ ρεαχη. ΕΠΑΡΤΜΕΝΤΣ Σχιενχε ανδ τηε Χιτιζεν Τοππινγ ουτ τηε Στανδαρδ Μοδελ.... Χανχερ σ ιµµορταλιτψ ενζψµε... Μαν αγεδ χαρε, 14τη χεντυρψ στψλε... Χηερ νοβψλ ηεατσ υπ... Ινστιτυτιοναλιζινγ ϖιολενχε... Ηοτ χοδε... Μισσιον το Εαρτη... ΠΡΟΦΙΛΕ: Ελλεν Φυττερ σ σπελλ φορ ολδ βονεσ. Σχιενχε ανδ Βυσινεσσ Ηασ ελεχτρονιχσ ηιτ τηε ωαλλ?... Φροµ Μ.Ι.Τ. το τηε Σοξ: α τεχηιε βατ... ΑΙ Σ τεστ φορ τηε ηοµε... Βιγ Γρεεν... Ροαχη ωαρσ... Βλυε λασερ συχχεσσ... ΤΗΕ ΑΝΑΛΨΤΙΧΑΛ ΕΧΟΝΟΜΙΣΤ: Ρετιρε µεντ ρισκσ αρε σηιφτινγ φροµ εµπλοψερ το ωορκερ Λεττερσ το τηε Εδιτορσ Νονλετηαλ ιννυενδο... Πατεντινγ πριϖαχψ... Ρατιοναλ αλτρυισµ. 50 ανδ 100 Ψεαρσ Αγο 1944: Τ ιν ωαρ ανδ πεαχε. 1894: Ινσταντανεουσ ιρριγατιον. Ματηεµατιχαλ Ρεχρεατιονσ Ισ τηε Τηεορψ οφ Εϖερψτηινγ αντψ ιντυιτιϖε? Βοοκ Ρεϖιεωσ Τηε σχιεντι χ τραϖελερ... Ταλεσ οφ χηανχε... ςενυσ υνροβεδ. Εσσαψ: Ροβερτ ΜχΧ. Αδαµσ Ηιστορψ ασ φραχταλσ: τηε χοµπλεξιτιεσ οφ χιϖιλιζατιον. 5

4 ΤΗΕ ΙΛΛΥΣΤΡΑΤΙΟΝΣ Χοϖερ παιντινγ βψ Αλφρεδ Τ. Καµαϕιαν 31 Φρανχεσχα Βραψ 32 Παυλ ϑ. Βυκλαρεωιχζ 33 ϑοανιε Ποπεο ϑοανιε Ποπεο (δραωινγσ) 36 ϑοηννψ ϑοηνσον 37 Ηιροϕι Μοτοωακα/ Νατυρε Προδυχτιον Νατιοναλ Αεροναυτιχσ ανδ Σπαχε Αδµινιστρατιον Τοµο Ναρασηιµα 44 ΝΑΣΑ (λεφτ), Γ. ϑε ρεψ Ταψλορ (ριγητ) ΝΑΣΑ 47 Τοµο Ναρασηιµα (δραωινγσ) ϑαχκ Ηαρρισ/ςισυαλ Λογιχ ϑαρεδ Σχηνειδµαν/ϑΣ 55 ϑαρεδ Σχηνειδµαν/ϑΣ (τοπ), Μ. Χ. Εσχηερ, χουρτεσψ οφ Χορδον Αρτ Β.ς. (βοττοµ) 59 ανα Βυρνσ Πιζερ 60 ϑαρεδ Σχηνειδµαν/ϑΣ (δραωινγσ), Μαρχοσ Ινταγλιεττα (πηοτογραπησ) 61 ϑοαννε Ρ. Λεσσ ανδ Μιτχηελλ Χ. Ποσνερ (τοπ ανδ βοττοµ) 62 Λαωρενχε ϑ. Νυγεντ 63 ϑαρεδ Σχηνειδµαν/ϑΣ 64 ανα Βυρνσ Πιζερ 65 Φαν Ψυαν 67 Ροβερτο Οστι 68 Φροµ Ηιστορψ οφ τηε Ινδιεσ, βψ Φερν νδεζ δε Οϖιεδο ( Σεϖιλλε, 1535) ΤΗΕ ΧΟςΕΡ παιντινγ δεπιχτσ τηε προχεσσ τηατ προβαβλψ χρεατεδ τηε µοον: α µονυµενταλ ιµπαχτ. Α µασσιϖε προϕεχτιλε, περηαπσ ασ λαργε ασ Μαρσ, χρασηεδ ιντο α ψουνγ εαρτη 4.5 βιλ λιον ψεαρσ αγο. Τηε δυστ ανδ µολτεν δεβρισ σπεωεδ ιντο ορβιτ εϖεντυαλλψ αχχρετεδ το φορµ τηε µοον. Τηε βλοω ισ αλσο τηουγητ το ηαϖε σπεδ υπ τηε εαρτη σ ροτατιον το ιτσ χυρρεντ περιοδ. Τηε γιαντ ιµπαχτ ηψποτηεσισ ισ ϕυστ ονε οφ σεϖεραλ ιδεασ αβουτ τηε µοον ανδ τηε εαρτη τηατ εµεργεδ αφτερ τηε ρστ λυναρ λανδ ινγ 25 ψεαρσ αγο (σεε Τηε Σχιεντι χ Λεγαχψ οφ Απολλο, βψ Γ. ϑε ρεψ Ταψλορ, παγε 40). Παγε Σουρχε Παγε Σουρχε 70 Ιαν Ωορπολε 71 ϑε Φοοττ (τοπ), Ροβερτο Οστι (βοττοµ) 72 Τηοµασ ϑ. Ο Σηεα (λεφτ), Ιαν Ωορπολε (ριγητ) 74 Χουρτεσψ οφ Λ Ηαρµασ δε Φαβρε, Νατιοναλ Μυσευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ, Φρανχε 75 Χουρτεσψ οφ Γεοργεσ Παστευρ 76 Χατηψ Τρυχ, ΧΝΡΣ, Μαρσειλλεσ (πηοτογραπησ), Πατριχια ϑ. Ωψννε (δραωινγσ) 77 Ρ. Χουτιν (πηοτογραπη), Ρεν Αντοινε Φ. δε Ρ αυµυρ, χουρτεσψ οφ Μιχηελ Εµεριτ (δραωινγσ) 78 Πατριχια ϑ. Ωψννε 79 ϑαρεδ Σχηνειδµαν/ϑΣ 80 Ε. Ρ. εγγινγερ/ Βρυχε Χολεµαν, Ινχ Πηιλιππε Μορελ 84 Πατριχια ϑ. Ωψννε (δραωινγ), Ηειδι Κνεχητ (πηοτογραπησ) Ηειδι Κνεχητ 87 Μυσ ε δε λ Ηοµµε, Παρισ ϑαµεσ Αρονοϖσκψ 90 ϑασον Γολτζ 91 ϑεσσιχα Βοψαττ 92 Ωαλτερ ϑ. Φρεεµαν, Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια, Βερκελεψ 93 Ν. Ηιροκαωα, Ωιλεψ Λισσ, ϑονατηαν Ρ. Ρεηγ Εσταβλισηεδ 1845 Ε ΙΤΟΡ: ϑονατηαν Πιελ ΒΟΑΡ ΟΦ Ε ΙΤΟΡΣ: Μιχηελλε Πρεσσ, Μαναγινγ Εδιτορ ; ϑοην Ρεννιε, Ασσοχιατε Εδιτορ; Τιµοτηψ Μ. Βεαρδσλεψ; Ω. Ωαψτ Γιββσ; Μαργυεριτε Ηολλο ωαψ ; ϑοην Ηοργαν, Σενιορ Ωριτερ ; Κριστιν Λευτ ωψλερ; Πηιλιπ Μορρισον, Βοοκ Εδιτορ; Μαδηυσρεε Μυκερϕεε; Χορεψ Σ. Ποωελλ; Ριχκι Λ. Ρυστινγ; Γαρψ Στιξ ; Παυλ Ωαλλιχη; Πηιλιπ Μ. Ψαµ ΑΡΤ: ϑοαν Σταρωοοδ, Αρτ ιρεχτορ ; Εδωαρδ Βελλ, Αρτ ιρεχτορ, Γραπηιχσ Σψστεµσ; ϑεσσιε Νατηανσ, Ασσοχιατε Αρτ ιρεχτορ; ϑοηννψ ϑοηνσον, Ασσισταντ Αρτ ιρεχτορ, Γραπηιχσ Σψστεµσ; Νισα Γελλερ, Πηο τογραπηψ Εδιτορ; Λισα Βυρνεττ, Προδυχτιον Εδιτορ ΧΟΠΨ: Μαρια Χηριστινα Κελλερ, Χοπψ Χηιεφ; Νανχψ Λ. Φρειρειχη; Μολλψ Κ. Φρανχεσ; ανιελ Χ. Σχηλενο ΠΡΟ ΥΧΤΙΟΝ: Ριχηαρδ Σασσο, ςιχε Πρεσιδεντ, Προδυχτιον; Ωιλλιαµ Σηερµαν, Προδυχτιον Μαν αγερ ; Μαναγερσ: Χαρολ Αλβερτ, Πριντ Προδυχτιον; ϑανετ Χερµακ, Μακευπ & Θυαλιτψ Χοντρολ; Τανψα εσιλϖα, Πρεπρεσσ; Χαρολ Ηανσεν, Χοµπο σιτιον; Μαδελψν Κεψεσ, Σψστεµσ; Εριχ Μαρθυαρδ, Σπεχιαλ Προϕεχτσ; Αδ Τρα χ: Χαρλ Χηερεβιν; Κελλψ Ανν Μερχαδο ΧΙΡΧΥΛΑΤΙΟΝ: Λορραινε Λειβ Τερλεχκι, Ασσοχιατε Πυβλισηερ/Χιρχυλατιον ιρεχτορ; Κατηερινε Ροβολδ, Χιρχυλατιον Μαναγερ; ϑοαννε Γυραλνιχκ, Χιρχυλα τιον Προµοτιον Μαναγερ ; Ροσα αϖισ, Φυλ λλµεντ Μαναγερ Α ςερτισινγ: Κατε οβσον, Ασσοχιατε Πυβλιση ερ/αδϖερτισινγ ιρεχτορ. ΟΦΦΙΧΕΣ: ΝΕΩ ΨΟΡΚ: Μερψλε Λοωεντηαλ, Νεω Ψορκ Αδϖερτισινγ Μαν αγερ ; Ρανδψ ϑαµεσ, Ελιζαβετη Ρψαν. ΧΗΙΧΑΓΟ: 333 Ν. Μιχηιγαν Αϖε., Χηιχαγο, ΙΛ 60601; Πατ ριχκ Βαχηλερ, Αδϖερτισινγ Μαναγερ. ΕΤΡΟΙΤ: 3000 Τοων Χεντερ, Συιτε 1435, Σουτη ελδ, ΜΙ 48075; Εδωαρδ Α. Βαρτλεψ, ετροιτ Μαναγερ. ΩΕΣΤ ΧΟΑΣΤ: 1554 Σ. Σεπυλϖεδα Βλϖδ., Συιτε 212, Λοσ Ανγελεσ, ΧΑ 90025; Λισα Κ. Χαρδεν, Αδϖερτισινγ Μαναγερ ; Τονια Ωενδτ. 235 Μοντ γοµερψ Στ., Συιτε 724, Σαν Φρανχισχο, ΧΑ 94104; Λιαννε Βλοοµερ. ΧΑΝΑ Α: Φενν Χοµπανψ, Ινχ. ΑΛΛΑΣ: Γρι τη Γρουπ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓ ΣΕΡςΙΧΕΣ: Λαυρα Σαλαντ, Μαρκετινγ ιρεχτορ; ιανε Σχηυβε, Προµοτιον Μαναγερ; Νανχψ Μονγελλι, Ασσισταντ Μαρκετινγ Μαναγερ; Ετηελ. Λιττλε, Αδϖερτισινγ Χοορδινατορ ΙΝΤΕΡΝΑΤΙΟΝΑΛ: ΕΥΡΟΠΕ: Ροψ Εδωαρδσ, Ιντερ νατιοναλ Αδϖερτισινγ Μαναγερ, Λονδον; ςιϖιεννε αϖιδσον, Λινδα Καυφµαν, Ιντερµεδια Λτδ., Παρ ισ; Καριν Οη, Γρουπε Εξπανσιον, Φρανκφυρτ; Βαρτη αϖιδ Σχηωαρτζ, ιρεχτορ, Σπεχιαλ Προϕ εχτσ, Αµστερδαµ. ΣΕΟΥΛ: Βισχοµ, Ινχ. ΤΟΚΨΟ: Νικκει Ιντερνατιοναλ Λτδ.; ΣΙΝΓΑΠΟΡΕ: Ηοο Σιεω Σαι, Μαϕορ Μεδια Σινγαπορε Πτε. Λτδ. Α ΜΙΝΙΣΤΡΑΤΙΟΝ: ϑοην ϑ. Μοελινγ, ϑρ., Πυβλισηερ; Μαριε Μ. Βεαυµοντε, Γενεραλ Μαναγερ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, ΙΝΧ. 415 Μαδισον Αϖενυε, Νεω Ψορκ, ΝΨ (212) ΧΗΑΙΡΜΑΝ ΑΝ ΧΗΙΕΦ ΕΞΕΧΥΤΙςΕ ΟΦΦΙΧΕΡ: ϑοην ϑ. Ηανλεψ ΧΟ ΧΗΑΙΡΜΑΝ: ρ. Πιερρε Γερχκενσ ΧΟΡΠΟΡΑΤΕ ΟΦΦΙΧΕΡΣ: Πρεσιδεντ, ϑοην ϑ. Μοελινγ, ϑρ.; Χηιεφ Φινανχιαλ Ο χερ, Ρ. ςινχεντ Βαργερ ; ςιχε Πρεσιδεντσ, Ροβερτ Λ. Βιεωεν, ϑονατηαν Πιελ 69 Ροβερτο Οστι Πατριχια ϑ. Ωψννε ΙΡΕΧΤΟΡ, ΕΛΕΧΤΡΟΝΙΧ ΠΥΒΛΙΣΗΙΝΓ: Μαρτιν Παυλ ΧΗΑΙΡΜΑΝ ΕΜΕΡΙΤΥΣ: Γεραρδ Πιελ 8 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ΠΡΙΝΤΕ ΙΝ Υ.Σ.Α.

5 ΛΕΤΤΕΡΣ ΤΟ ΤΗΕ Ε ΙΤΟΡΣ Πσψχηιχσ ανδ Ωεαπονσ Ιν Βανγ! Ψου ρε Αλιϖε [ Σχιενχε ανδ τηε Χιτιζεν, ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Απριλ], ον ρεσεαρχη ιντο νονλετηαλ ωεαπ ονρψ, ωριτερ ϑοην Ηοργαν αδδρεσσεδ µψ ιντερεστ ιν τηε παρανορµαλ. Ι αµ α µεµβερ οφ τηε Σοχιετψ φορ Σχιεντι χ Εξ πλορατιον ανδ δο ενδορσε τηε ριγορουσ σχιεντι χ στυδψ οφ ϖαριουσ ανοµαλουσ πηενοµενα. Μψ περσοναλ ανδ προφεσ σιοναλ ιντερεστσ ιν συχη τοπιχσ ηαϖε ιν χλυδεδ ινϖολϖεµεντ ιν στυδιεσ βψ τηε Νατιοναλ Ρεσεαρχη Χουνχιλ ανδ οτηερ γοϖερνµενταλ σχιεντι χ βοδιεσ. Τηοσε ιντερεστσ, ηοωεϖερ, ηαϖε νοτη ινγ το δο ωιτη µψ δεϖελοπµεντ οφ νον λετηαλ τεχηνολογιεσ ανδ χονχεπτσ. Τηεψ δο νοτ ιν ανψ ωαψ χονστιτυτε παρτ οφ µψ ωορκ ατ Λοσ Αλαµοσ Νατιοναλ Λαβορατο ρψ. Βελιεφ σψστεµσ, ωηετηερ ρελιγιουσ, πολιτιχαλ ορ οτηερωισε, σηουλδ νοτ βε ρε πορτεδ ιν αρτιχλεσ ον σχιεντι χ τοπιχσ. Σιµιλαρλψ, τηεψ ηαϖε νο βεαρινγ ον τηε ϖαλιδιτψ οφ νονλετηαλ ωεαπονσ. Τηε υρ γεντ νεεδ το προϖιδε νεω οπτιονσ το µιλιταρψ ανδ λαω ενφορχεµεντ αγενχιεσ σηουλδ βε σελφ εϖιδεντ. Ψουρ αρτιχλε ηασ δονε α δισσερϖιχε το ουρ νατιον. Ιννυενδο ανδ οβφυσχατιον δον τ βελονγ ιν σχιενχε. ϑοην Β. ΑΛΕΞΑΝ ΕΡ Λοσ Αλαµοσ Νατιοναλ Λαβορατορψ Λοσ Αλαµοσ, Ν.Μ. Ηοργαν ρεπλιεσ: Τηε γοϖερνµεντ παψσ Αλεξανδερ το οϖερσεε α µυλτιµιλλιον δολλαρ ρεσεαρχη προγραµ. Ηισ ιντερεστ ιν αλιεν αβδυχ τιονσ ανδ παρανορµαλ πηενοµενα, αβουτ ωηιχη µοστ σχιεντιστσ αρε δεεπλψ σκεπτιχαλ, ραισεσ θυεστιονσ αβουτ ηισ ϕυδγµεντ ανδ ισ τηερεφορε α λεγιτιµατε παρτ οφ τηε στορψ. Πριϖιλεγεδ Χοµµυνιχατιονσ Ιν Ωιρε Πιρατεσ [ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙ ΧΑΝ, Μαρχη], Παυλ Ωαλλιχη ωριτεσ: Ωιτη ιν τηε Υ.Σ., πατεντ ριγητσ το πυβλιχ κεψ ενχρψπτιον αρε ϕεαλουσλψ γυαρδεδ βψ ΡΣΑ ατα Σεχυριτψ... Αλτηουγη σοφτ ωαρε εµπλοψινγ πυβλιχ κεψ αλγοριτηµσ ηασ βεεν ωιδελψ πυβλισηεδ, µοστ πεο πλε ουτσιδε τηε γοϖερνµεντ χαννοτ υσε ιτ ωιτηουτ ρισκινγ αν ινφρινγεµεντ συιτ. Τηισ ισ ωρονγ ανδ ισ α µψτη περπετυ ατεδ βψ τηοσε ωηο δον τ βοτηερ το χηεχκ τηειρ φαχτσ. ΡΣΑ ατα Σεχυριτψ προϖιδεσ 10 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 νεχεσσαρψ πατεντ λιχενσεσ φορ πυβλιχ κεψ τεχηνολογψ ατ ρεασοναβλε ρατεσ ανδ αχτιϖελψ προµοτεσ τηε ωιδεσπρεαδ υσε οφ πυβλιχ κεψ τεχηνολογψ. Λιχενσεεσ ιν χλυδε ΙΒΜ, ΑΤ&Τ, Μοτορολα, Μιχροσοφτ ανδ οτηερ χοµπανιεσ, λαργε ανδ σµαλλ. Μορεοϖερ, τηε τεχηνολογψ ισ αϖαιλαβλε ροψαλτψ φρεε φορ νονχοµµερχιαλ ανδ εδ υχατιοναλ υσε. Μορε τηαν τηρεε µιλλιον ινσταλλεδ σοφτωαρε παχκαγεσ υτιλιζε ΡΣΑ; ιτ ισ φαρ ανδ αωαψ τηε µοστ ωιδελψ υσεδ πυβλιχ κεψ χρψπτογραπηιχ τεχηνιθυε. Τηυσ, αλτηουγη ΡΣΑ ισ πατεντεδ, ιτ ισ γενεραλλψ αν εασψ µαττερ το οβταιν α ρελεϖαντ πατεντ λιχενσε. Ονλψ τηοσε ωηο αρε ιγνοραντ οφ τηε πατεντ ορ δισρεγαρδ ιτ ρυν ανψ αχτυαλ ρισκ. ϑιμ ΒΙ ΖΟΣ Πρεσιδεντ ΡΣΑ ατα Σεχυριτψ, Ινχ. Ρεδωοοδ Χιτψ, Χαλιφ. Ωαλλιχη ρεπλιεσ: Ασ Βιδζοσ κνοωσ, τηε ωιδελψ πυβ λισηεδ πυβλιχ κεψ σοφτωαρε το ωηιχη τηατ πασσαγε ρεφερσ ισ ΠΓΠ, α φρεε προγραµ αϖαιλαβλε ωορλδωιδε το τενσ οφ µιλλιονσ οφ χοµπυτερ υσερσ. ΠΓΠ µακεσ υνλι χενσεδ υσε οφ αλγοριτηµσ φορ ωηιχη ΡΣΑ ηολδσ Υ.Σ. πατεντσ. ( ςιαχρψπτ, α σµαλλ χοµπανψ τηατ ηαδ πρεϖιουσλψ πυρχηασεδ α γενεραλ λιχενσε φροµ ΡΣΑ, διστριβυτεσ α χοµµερχιαλ ϖερσιον οφ ΠΓΠ.) Αλτηουγη ΡΣΑ µακεσ σοµε οφ ιτσ σοφτωαρε αϖαιλ αβλε ροψαλτψ φρεε φορ νονχοµµερχιαλ υσε ωιτηιν τηε Υ.Σ., υντιλ ρεχεντλψ τηε χοµπανψ βλοχκεδ ε ορτσ το ινχορπο ρατε τηατ σοφτωαρε ιντο τηε φρεε ϖερσιον οφ ΠΓΠ. Ον Μαψ 9 τηε Μασσαχηυσεττσ Ιν στιτυτε οφ Τεχηνολογψ αννουνχεδ α Υ.Σ. ονλψ, νονχοµµερχιαλ ϖερσιον οφ ΠΓΠ τηατ υσεσ ΡΣΑ λιχενσεδ σοφτωαρε. Χονγρεσσ ανδ Αλτρυισµ Ιν τηε µιδδλε οφ Ναταλιε Σ. Γλανχε ανδ Βερναρδο Α. Ηυβερµαν σ Τηε ψ ναµιχσ οφ Σοχιαλ ιλεµµασ [ΣΧΙΕΝΤΙΦ ΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Μαρχη], Ι σταρτεδ τηινκινγ αβουτ τερµ λιµιτσ ανδ τηε ε εχτ τηεψ ωουλδ ηαϖε ον παρλιαµενταρψ χοµπρο µισε. Ιφ χοοπερατιον ισ µοστ λικελψ ιν σµαλλ γρουπσ ωιτη λενγτηψ ιντεραχτιονσ, τηεν τερµ λιµιτσ ον Χονγρεσσ ανδ οτηερ λεγισλατυρεσ ωουλδ µακε ουρ αλρεαδψ φραχτιουσ πολιτιχσ εϖεν µορε ϖιτριολιχ. ΑςΙ ΟΛΣΟΝ Πρινχετον, Ν.ϑ. Ι βελιεϖε τηε αυτηορσ χονχλυσιονσ αρε σεριουσλψ αωεδ, ιν παρτ βεχαυσε τηεψ δο νοτ φυλλψ τακε ιντο αχχουντ τηε εφ φεχτσ οφ ιρρατιοναλ βεηαϖιορ ανδ αλτρυ ισµ. Μανψ ηυµαν δεχισιονσ αρε βασεδ νοτ ον περχειϖεδ γοοδ το τηε ινδιϖιδυαλ βυτ ον περχειϖεδ γοοδ το οτηερσ, εϖεν ατ τηε εξπενσε οφ τηε ινδιϖιδυαλ δεχι σιον µακερ. Μοστ ρελιγιονσ αχτιϖελψ εσ πουσε συχη βεηαϖιορ, ανδ µοστ ινδιϖιδ υαλσ ινχορπορατε σοµε δεγρεε οφ αλτρυ ισµ ιντο τηειρ δεχισιονσ. Φαιλυρε το ινχορπορατε ιρρατιοναλιτψ, αλτρυισµ ανδ οτηερ ρελεϖαντ χυλτυραλ βι ασεσ ιντο τηεσε σορτσ οφ χοµπυτερ µοδ ελσ οφ ηυµαν βεηαϖιορ ρενδερσ τηοσε µοδελσ γροσσλψ ιναχχυρατε ανδ ηιγηλψ µισλεαδινγ. ΣΤΕΠΗΕΝ Χ. ΦΟΞ Νεω Ψορκ Χιτψ Γλανχε ανδ Ηυβερµαν ρεπλψ: Ωηεν αλτρυισµ ισ περϖασιϖε, χοοπερα τιον ισ εασιλψ αχηιεϖεδ. Ωηεν ιρρατιοναλ ιτψ ρειγνσ, ανψτηινγ χαν ηαππεν. Βυτ ουρ ρεσυλτσ ωιλλ στιλλ ηολδ ωηεν τηε ιν υενχε οφ αλτρυισµ ισ νοτ δοµιναντ ιν α σοχιαλ γρουπ. Τηε νεεδ αλλ οϖερ τηε ωορλδ το ενφορχε ταξατιον ισ αν εξαµπλε οφ ηοω διλεµµασ περσιστ ιν αλλ χουντριεσ. Αλτρυισµ ανδ πιετψ χονφερ βενε τσ ον ινδιϖιδυαλσ τηατ αρε νοτ θυαντι αβλε ανδ περηαπσ νοτ εϖεν αχκνοωλεδγεδ ατ α χονσχιουσ λεϖελ βυτ αρε βενε τσ νονε τηελεσσ. Ρελιγιουσ βελιεφσ αλλοω α περσον το ηαϖε αν ιν νιτε ηοριζον φορ φυτυρε ιντεραχτιονσ, βεχαυσε ηε ορ σηε εξπεχτσ βενε τσ το χοντινυε ετερναλλψ. Ωιτηιν τηισ φραµεωορκ, α ρελιγιουσ ινδιϖιδυαλ ισ βεηαϖινγ ρατιοναλλψ. Λεττερσ σελεχτεδ φορ πυβλιχατιον µαψ βε εδιτεδ φορ λενγτη ανδ χλαριτψ. Υνσο λιχιτεδ µανυσχριπτσ ανδ χορρεσπονδενχε ωιλλ νοτ βε ρετυρνεδ ορ αχκνοωλεδγεδ υνλεσσ αχχοµπανιεδ βψ α σταµπεδ, σελφ αδδρεσσεδ ενϖελοπε. ΕΡΡΑΤΥΜ Τηε σπεχιαλ ισσυε οφ Σχιεντι χ Αµερι χαν εντιτλεδ Ανχιεντ Χιτιεσ, πυβλισηεδ ιν Απριλ, µισστατεδ τηε χηρονολογψ οφ τηε πρε Χολυµβιαν χιτψ οφ Τεοτιηυαχ ν, ιν ωηατ ισ νοω Μεξιχο. Τηε χιτψ ωασ φουνδεδ ιν τηε ρστ χεντυρψ Β.Χ. ανδ δεχλινεδ το ινσιγνι χανχε αφτερ Α.. 750, χεντυριεσ βεφορε τηε περιοδ οφ Αζτεχ δοµινανχε ιν τηε 14τη τηρουγη 16τη χεντυριεσ Α..

6 50 ΑΝ 100 ΨΕΑΡΣ ΑΓΟ ϑυλψ 1944 Τηε µοστ δισχυσσεδ οφ τηε νεω ιν σεχτιχιδεσ ισ διχηλορο διπηενψλ τριχηλο ροετηανε, σηορτενεδ το Τ βυτ αλσο χαλλεδ Γεσαρολ. Τηισ χοµπουνδ ηασ ρε µαρκαβλε ποωερ το κιλλ ινσεχτσ, παρτιχυ λαρλψ βοδψ λιχε τηε χοοτιεσ οφ Ωορλδ Ωαρ Ι. Πρεϖαλενχε οφ τψπηυσ, χαρριεδ βψ βοδψ λιχε, ιν τηε Μεδιτερρανεαν τηεατερ οφ τηισ ωαρ ηασ εµπηασιζεδ ιτσ ϖαλυε. Τ σ ε εχτιϖενεσσ ιν ωαρ µαψ ωελλ βε οϖερσηαδοωεδ βψ ιτσ ϖαλυε ιν πεαχε. Παινστακινγ ινϖεστιγατιονσ ηαϖε σηοων ιτ το βε σιγναλλψ ε εχτιϖε αγαινστ µανψ οφ τηε µοστ δεστρυχτιϖε ινσεχτσ τηατ φεεδ υπον χροπσ. Ιν µανψ ωαρ πλαντσ, ωορκερσ µαψ βε σεεν ταππινγ οβϕεχτσ, ονε αφτερ ανοτηερ, ιν φροντ οφ α µιχροπηονε. Λιττλε ορ νο σουνδ χαν βε ηεαρδ βψ ηυµαν εαρσ, ψετ εϖερψ νοω ανδ τηεν α λιγητ ασηεσ ανδ τηε οπερατορ τοσσεσ α πιεχε ασιδε ασ δε φεχτιϖε. Τηισ ισ ϕυστ ονε οφ σεϖεραλ νεω τεχηνιθυεσ ωηιχη υτιλιζεσ συπερσονιχ φρεθυενχιεσ φορ ινσπεχτιον πυρποσεσ ιν ινδυστρψ. Χραχκσ, δι ερενχεσ ιν ηαρδ νεσσ, χηανγεσ ιν διµενσιονσ, ανδ ϖαρια τιονσ ιν τηε χοµποσιτιον οφ µανψ µατε ριαλσ χαν βε θυιχκλψ δετεχτεδ βψ τηισ µετηοδ. Συχχεσσ ιν ονε οφ τηε λονγεστ ανδ µοστ περσιστεντ σεαρχηεσ οφ χηεµιστσ ωασ ρεαλιζεδ ρεχεντλψ ωιτη τηε αννουνχε µεντ οφ τηε σψντηεσισ οφ θυινινε βψ τωο Αµεριχαν χηεµιστσ, Ροβερτ Β. Ωοοδ ωαρδ, οφ Ηαρϖαρδ Υνιϖερσιτψ, ανδ Ωιλλιαµ Ε. οερινγ, νοω οφ Χολυµβια Υνιϖερσιτψ, χονσυλταντσ φορ τηε Πολαροιδ Χοµπανψ. Ονε οφ τηε εαρλψ αττεµπτσ το προδυχε τηισ ιµπορταντ αλκαλοιδ λεδ Σιρ Ωιλλιαµ Περκιν το προδυχε τηε ρστ σψντηετιχ δψε ιν 1856 ανδ τηυσ λαιδ τηε φουνδατιον οφ τηε µοδερν δψε ινδυστρψ. τηε Υνιτεδ Στατεσ, ανδ α βοψχοττ αιµεδ ατ τηε Πυλλµαν Χαρ Χοµπανψ τοοκ τηε φορµ οφ α ρεφυσαλ ον τηε παρτ οφ τηε Αµεριχαν Ραιλωαψ Υνιον το περµιτ ιτσ µεµβερσ το τακε α παρτ ιν ρυννινγ ανψ τραινσ τηατ ωερε µαδε υπ ιν ωηολε ορ ιν παρτ οφ Πυλλµαν µαδε χαρσ. Ιν τηισ ωαψ, φροµ α χαυσε ινϖολϖινγ α φεω ηυνδρεδ ωορκµεν, τηε στρικε ηασ ασσυµεδ λαργε προπορτιονσ ανδ ηασ ναλλψ βεχοµε α χοντεστ βετωεεν τηε Υνιτεδ Στατεσ γοϖ ερνµεντ ανδ τηε Αµεριχαν Ραιλωαψ Υνιον. Α Φρενχηµαν, Μ. Βερσιερ, ηασ δεϖισεδ α πλαν βψ ωηιχη τηε χοµπασσ περφορµσ τηε παρτ οφ τηε ηελµσµαν. Αν ελεχτριχ χυρρεντ ισ πλαχεδ το ωορκ ον τηε δεσιρεδ χουρσε, ανδ ωηεν τηε ϖεσσελ γετσ ο τηε χουρσε φορ ωηιχη τηε ελεχτριχαλ ινστρυ µεντ ισ σετ, τηε χυρρεντ σταρτσ α µοτορ ιν ειτηερ διρεχτιον ανδ µοϖεσ τηε ρυδ δερ υντιλ τηε ϖεσσελ ρετυρνσ το ηερ προπ ερ χουρσε. ρ. Τροιτζκι, ωριτινγ ιν τηε Ρυσσιαν µεδιχαλ περιοδιχαλ ςρατχη, στατεσ ηε ηασ φουνδ τηατ νεω ανδ υνχυτ βρεαδ χον ταινσ νο µιχρο οργανισµσ. Ασ σοον, ηοω εϖερ, ασ βρεαδ ισ χυτ ανδ ισ αλλοωεδ το λιε αβουτ υνχοϖερεδ, ηαρµλεσσ ανδ αλσο πατηογενιχ µιχροβεσ νδ ιτ αν εξχελλεντ νυτριεντ µεδιυµ. Στρεπτοχοχχυσ πψο γενεσ αυρευσ ρεταινσ ιτσ ϖιταλιτψ ον τηε χρυµβ οφ ωηεατµεαλ βρεαδ φορ τωεντψ ειγητ το τηιρτψ ονε δαψσ; τηε τψπηοιδ βαχιλλυσ ρεµαινσ αχτιϖε τωεντψ ϖε το τηιρτψ δαψσ; ωηιλε τηε βαχιλλυσ οφ χηολερα λιϖεσ τωεντψ τηρεε το τωεντψ ϖε δαψσ. Ιν ηισ αδδρεσσ το τηε Χηαµβρε Σψν διχαλε δεσ Προδυιτσ Χηιµιθυεσ, Μρ. Βερ τηελον, τηε ιλλυστριουσ χηεµιστ, συγγεστ εδ ασ α συβϕεχτ φορ τηε αττεντιον οφ τηε νεξτ γενερατιον οφ ενγινεερσ τηε συβ στιτυτιον οφ τηε ηεατ οφ τηε συν ασ α σουρχε οφ ενεργψ φορ τηατ δεριϖεδ φροµ χοαλ. Τηε σινκινγ οφ α σηαφτ τηρεε ορ φουρ κιλοµετερσ δεεπ ισ νοτ βεψονδ τηε ποωερ οφ µοδερν ανδ εσπεχιαλλψ οφ φυ τυρε ενγινεερινγ. Ατ συχη α δεπτη, ωατερ ωουλδ βε φουνδ ωιτη α τεµπερατυρε οφ 160 δεγρεεσ το 200 δεγρεεσ Χεντιγραδε, ωηιχη ωουλδ δεϖελοπ ενουγη ποωερ φορ ανψ νυµβερ οφ µαχηινεσ. Ιν ορδερ το πρεσερϖε α λαων ιν φρεση νεσσ δυρινγ τηε παρχηινγ δαψσ οφ συµ µερ τηε γρασσ µυστ βε ρεπεατεδλψ ωα τερεδ. Α χοµµον µετηοδ ισ το ηαϖε α ηολλοω στανδαρδ προϖιδεδ ατ ιτσ τοπ ωιτη α ροταρψ περφορατεδ ηεαδ. Τηισ, ωηεν χοννεχτεδ ωιτη τηε ωατερ συππλψ οφ α ηοσε, τηροωσ α γεντλε ραιν οϖερ α χονσιδεραβλε σπαχε. Τηεν τηε στανδαρδ ισ µοϖεδ ιντο α νεω ποσιτιον, ανδ σο ον. Τηε οβϕεχτ οφ τηε πρεσεντ ινϖεντιον [σεε ιλλυστρατιον βελοω] ισ το ε εχτ τηε ινσταντανεουσ ιρριγατιον οφ εϖερψ παρτ οφ τηε λαων ωιτηουτ τηε ιντερποσιτιον οφ α σπεχιαλ αττενδαντ, συχη ιρριγατιον βε ινγ ε εχτεδ βψ σιµπλψ τυρνινγ τηε ωα τερ φαυχετ, ωηιχη ανψ µεµβερ οφ α ηουσεηολδ µαψ δο. ϑυλψ 1894 Τηε παπερσ οφ τηε εντιρε χουντρψ ηαϖε βεεν φυλλ οφ αχχουντσ οφ α γρεατ ραιλροαδ στρικε νοω ιν προγρεσσ. Ιτ σταρτ εδ ιν χονσεθυενχε οφ αν αννουνχεµεντ µαδε βψ τηε Πυλλµαν Χαρ Χοµπανψ τηατ τηεψ χουλδ νοτ χοντινυε το ρυν τηειρ ωορκσ ωιτηουτ α ρεδυχτιον οφ ωαγεσ. Πυλλµαν χαρσ αρε ρυν ον ροαδσ αλλ οϖερ 12 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Φουνταιν πιπεσ φορ λαων ιρριγατιον

7 ΣΧΙΕΝΧΕ ΑΝ ΤΗΕ ΧΙΤΙΖΕΝ Ιµµορταλ σ Ενζψµε Βψ ρεβυιλδινγ τηειρ εροδινγ ΝΑ, χανχερ χελλσ σταψ ψουνγ Χανχερ χελλσ αρε λικε οριαν Γραψ: ιντερναλλψ χορρυπτ ανδ δεστρυχ τιϖε βυτ µιραχυλουσλψ βλεσσεδ ωιτη ετερναλ ϖιγορ. Ρεσεαρχηερσ ιν Χαλι φορνια ανδ Ονταριο νοω βελιεϖε τηεψ ηαϖε ιδεντι εδ τηε σεχρετ οφ τηατ µαλιγ ναντ ιµµορταλιτψ. Ιτ αππεαρσ το βε αν ιµµορταλιζινγ ενζψµε αβσεντ φροµ µοστ νορµαλ τισσυεσ τηατ αλλοωσ τυµορ χελλσ το διϖιδε αδ ιν νιτυµ. Χουντερ αχτινγ τηατ ενζψµε µιγητ βε τηε κεψ το δεϖελοπινγ χοµπλετελψ νοϖελ τηεραπιεσ τηατ, υνλικε τηοσε αϖαιλαβλε τοδαψ, ωουλδ λεαϖε πατιεντσ λαργελψ υνσχατηεδ. Ι µ οπτιµιστιχ τηατ τηισ ρεπρεσεντσ α υνιθυε οππορτυνιτψ φορ ινηιβιτινγ χαν χερ χελλσ, ρε εχτσ Ηυβερ Ωαρνερ, α δεπ υτψ ασσοχιατε διρεχτορ ατ τηε Νατιοναλ Ινστιτυτε ον Αγινγ. Ιµµορταλιτψ ισ τηε νορµ αµονγ τυ µορ χελλσ ανδ σινγλε χελλ οργανισµσ χονδιτιονσ περµιττινγ, τηεψ ρεπροδυχε τηεµσελϖεσ φορεϖερ. Νορµαλ ηυµαν χελλσ, ηοωεϖερ, γενεραλλψ ηαϖε α νιτε λιφε εξπεχτανχψ. Τηεψ µαψ διϖιδε φορ α φεω δοζεν γενερατιονσ, βυτ τηεψ εϖεν τυαλλψ στοπ ανδ διε. Μανψ χελλ βιολογιστσ συσπεχτ τηατ τηε εροσιον οφ στρυχτυρεσ χαλλεδ τελοµερεσ ισ το βλαµε. Τελοµερεσ αρε σπεχιαλιζεδ σεγµεντσ οφ ηιγηλψ ρεπετιτιϖε ΝΑ φουνδ ατ τηε τιπσ οφ χηροµοσοµεσ. Τηεψ σεεµ το σταβιλιζε τηε ενδσ οφ τηε χηροµοσοµεσ ανδ πρεϖεντ τηεµ φροµ στιχκινγ τογετη ερ ορ δεγενερατινγ. (Μολεχυλαρ βιολογιστσ αρε φονδ οφ χοµπαρινγ τελοµερεσ το τηε προτεχτιϖε πλαστιχ χαπσ ον σηοελαχεσ.) Βεχαυσε οφ α θυιρκ ιν τηε ρεπλιχατιϖε µαχηινερψ, ωηεν α στρανδ οφ ΝΑ ισ δυπλιχατεδ δυρινγ µιτοσισ, α φεω συβ υνιτσ ατ ονε ενδ αρε αλωαψσ λοστ. Ωιτη εαχη τιχκ οφ τηε µιτοτιχ χλοχκ, ανοτηερ πιεχε οφ τελοµερε ισ ωηιττλεδ αωαψ. Α περσον σ τελοµερεσ τηυσ σηρινκ ασ ηε ορ σηε αγεσ. Ινϖεστιγατορσ ηαϖε ηψποτηε σιζεδ τηατ χελλσ λοσε τηειρ αβιλιτψ το δι ϖιδε ωηεν τηε τελοµερεσ φαλλ βελοω σοµε χριτιχαλ λενγτη. Τυµορ χελλσ ανδ σινγλε χελλ οργανισµσ αρε ιµµορταλ αππαρεντλψ βεχαυσε τηεψ χαν σταβιλιζε τηειρ τελοµερεσ. Ιν τηε µιδ 1980σ ρεσεαρχηερσ σηοωεδ τηατ προτο ζοανσ µακε αν ενζψµε, τελοµερασε, τηατ αδδσ νεω σεθυενχεσ το τηε τελοµερεσ ανδ πρεσερϖεσ τηειρ λενγτη. Ηυµαν χελλσ, RBERT K. MYZIS ΤΕΛΟΜΕΡΕΣ (ψελλοω) ατ τηε ενδσ οφ χηροµοσοµεσ σηρινκ ασ ηυµαν χελλσ αγε ανδ δι ϖιδε. Αν ενζψµε τηατ µαινταινσ τηε τελοµερεσ µαψ µακε τυµορ χελλσ ιµµορταλ. τοο, χαρρψ τηε γενε φορ τελοµερασε, βυτ µοστ οφ τηεµ δο νοτ εξπρεσσ ιτ αφτερ βιρτη. Τηε ονε χλεαρ εξχεπτιον ιν ηυ µανσ ισ ιν τηε τεστισ, ωηιχη σεεµσ το υσε τελοµερασε το ρεβυιλδ τηε τελοµερεσ οφ σπερµ χελλσ. Εξπεριµεντσ ον ηυµαν χελλσ τρανσ φορµεδ ιν χυλτυρε βψ τυµοριγενιχ ϖιρυσ εσ συγγεστεδ τηατ τυµορσ αλσο ρελιεδ ον τελοµερασε. Τωο ψεαρσ αγο Χαλϖιν Β. Ηαρλεψ, νοω ατ Γερον Χορπορατιον ιν Μενλο Παρκ, Χαλιφ., ανδ Χαρολ Ω. Γρειδερ οφ Χολδ Σπρινγ Ηαρβορ Λαβορατορψ οβ σερϖεδ τηατ τηε τρανσφορµεδ χελλσ γρεω υνχοντρολλαβλψ ανδ δισπλαψεδ οτηερ ηαλλ µαρκσ οφ τυµορ χελλσ. Ονλψ α φεω οφ τηεσε αβνορµαλ χελλσ, ηοωεϖερ, εξηιβιτ εδ τελοµερασε αχτιϖιτψ ανδ τηοσε ωερε τηε ονλψ χελλσ τηατ βεχαµε ιµµορταλ. Ηαρλεψ ανδ Σιλϖια Βαχχηεττι οφ ΜχΜασ τερ Υνιϖερσιτψ ανδ τηειρ χολλεαγυεσ ηαϖε νοω ϖερι εδ τηατ τηε χελλσ οφ ατ λεαστ ονε κινδ οφ χανχερ, οϖαριαν χαρχινοµα, δο εξπρεσσ α τελοµερασε. Εξτραχτσ οφ αβ νορµαλ χελλσ τακεν φροµ χανχερ πατιεντσ σηοωεδ τελοµερασε αχτιϖιτψ, ωηερεασ εξτραχτσ φροµ νορµαλ χελλσ διδ νοτ. Τηε τελοµερεσ οφ τηε χανχερ χελλσ ωερε σηορτ ερ τηαν τηοσε οφ νορµαλ χελλσ, βυτ τηεψ ωερε σταβλε α φαχτ χονσιστεντ ωιτη τηε ιδεα τηατ τηε µυτατιον αχτιϖατινγ τηε τελοµερασε οχχυρρεδ σοµετιµε αφτερ τηε µυτατιονσ τηατ ινιτιατεδ τηε τυµορι γενιχ χηανγεσ. Αλλ τηε τραδιτιοναλ ονχογενεσ ανδ τυ µορ συππρεσσορ γενεσ αρε ινϖολϖεδ ιν ασπεχτσ οφ γροωτη χοντρολ, βυτ τηεψ δον τ βψ τηεµσελϖεσ µακε χελλσ ιµµορ ταλ, Ηαρλεψ σαψσ. Ωε ρε προποσινγ τηατ τηερε σ α νεω χατεγορψ οφ ιµµορταλιζ ινγ ονχογενεσ ανδ τηατ τηε τελοµερασε γενε ισ ιτσ ονλψ µεµβερ. Βψ εξτενσιον, ηε αδδσ, τηε υνιδεντι εδ γενε τηατ ρε πρεσσεσ τελοµερασε αχτιϖιτψ ιν νορµαλ χελλσ ωουλδ θυαλιφψ ασ α νεω κινδ οφ τυ µορ συππρεσσορ γενε. Ηαρλεψ σ ρεπορτ, πυβλισηεδ ιν τηε Προ χεεδινγσ οφ τηε Νατιοναλ Αχαδεµψ οφ Σχιενχεσ, χονχερνσ ονλψ οϖαριαν χανχερ. Ηε σαψσ ηισ γρουπ ηασ λοοκεδ φορ τελο µερασε αχτιϖιτψ ιν α λαργε νυµβερ οφ οτηερ τυµορσ, ανδ ηε εξπεχτσ το ρεπορτ ον τηοσε νδινγσ σοον ασ ωελλ. Ιφ τελοµερασε ισ τηε ιµµορταλιζινγ ενζψµε ιν τυµορσ ανδ ψετ ισ µισσινγ φροµ µοστ νορµαλ χελλσ, ιτ ρεπρεσεντσ α 14 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

8 ριπε ταργετ φορ α νεω κινδ οφ αντιχανχερ τρεατµεντ. Ηαρλεψ ανδ Γρειδερ τηινκ δρυγσ ινηιβιτινγ τηε αχτιϖιτψ οφ τελο µερασε σηουλδ ροβ τυµορ χελλσ οφ τηειρ ιµµορταλιτψ. Τελοµερασε ινηιβιτορσ ωουλδ νοτ κιλλ τυµορ χελλσ, βυτ τηεψ ωουλδ αρρεστ τηε χελλσ προλιφερατιον, ωηιχη µιγητ βοοστ τηε ε εχτιϖενεσσ οφ οτηερ αντιχανχερ αγεντσ. Υνλικε χονϖεντιοναλ χηεµοτηεραπψ ανδ ραδιατιον τρεατµεντσ, ωηιχη δαµ αγε αλλ τηε διϖιδινγ χελλσ ιν α πατιεντ σ βοδψ, ινηιβιτορσ σηουλδ ηαϖε φεω βαδ σιδε ε εχτσ. Τηατ συπποσιτιον, ηοωεϖερ, στιλλ νεεδσ το βε εξαµινεδ χλοσελψ, Ωαρ νερ ανδ οτηερσ νοτε. Τηε αβιλιτψ το προ δυχε ηεαλτηψ σπερµ ωουλδ προβαβλψ βε ιµπαιρεδ, αλτηουγη τηατ ρισκ ισ αλρεαδψ χοµµον το χονϖεντιοναλ τηεραπιεσ. Ανοτηερ χονχερν ισ τηε ραρε βυτ ιµ πορταντ στεµ χελλσ ιν τηε ιντεστιναλ λιν ινγ, τηε βονε µαρροω ανδ οτηερ τισσυεσ τηατ µυστ φρεθυεντλψ ρεπλαχε τηεµ σελϖεσ. Ιτ ισ ποσσιβλε τηατ τηε στεµ χελλσ, ωηιχη προδυχε τηε ρεπλαχεµεντ χελλσ βψ διϖιδινγ τηρουγηουτ α περσον σ λιφε τιµε, µαψ αλσο νεεδ τελοµερασε. Τηε νεγατιϖε ασσαψσ φορ τελοµερασε αχτιϖιτψ ιν νορµαλ τισσυεσ µαψ ηαϖε µισσεδ τραχεσ ιν τηε στεµ χελλσ. Ιφ 99 περχεντ οφ τηε χελλσ δον τ ηαϖε τελοµερασε, ψου µιγητ νοτ σεε τηε 1 περχεντ τηατ δοεσ, Γρειδερ ρεµαρκσ. Μορε πρεχισε ασσαψσ ωιλλ βε ποσσιβλε ωηεν τηε τελοµερασε ενζψµε ισ ισολατ εδ ανδ ιτσ γενε ισ χλονεδ ε ορτσ ιν ωηιχη βοτη Γρειδερ ανδ Ηαρλεψ αρε νοω ενγαγεδ. Φορτυνατελψ, Ηαρλεψ σαψσ, τηε χυρρεντ βιοχηεµιχαλ ασσαψσ αρε γοοδ ενουγη φορ τεστινγ ποσσιβλε τελοµερασε ινηιβιτορσ. Γερον ισ νοω σχρεενινγ τηου σανδσ οφ χοµπουνδσ φορ αντιτελοµερ ασε αχτιϖιτψ. Ωιτη λυχκ, Ηαρλεψ τηινκσ, σοµε οφ τηε δρυγσ µιγητ βε ρεαδψ φορ χλινιχαλ τεστινγ ιν τωο ορ τηρεε ψεαρσ. Θυιτε απαρτ φροµ τηειρ ρελεϖανχε το χανχερ, στυδιεσ οφ τελοµερασε µιγητ αλσο χαρρψ α πρεµιυµ φορ πεοπλε ωορριεδ αβουτ ολδ αγε. Ιφ ψου τακε ηυµαν χελλσ ανδ πυτ τελοµερασε βαχκ ιντο τηεµ, χαν ψου λενγτηεν τελοµερεσ αγαιν? Γρειδερ ασκσ. Ιφ σο, χελλσ ιν τηε βοδψ χουλδ χον χειϖαβλψ βε ρεϕυϖενατεδ, ωηιχη µιγητ φορεσταλλ αγινγ ορ σοµε οφ ιτσ ε εχτσ. Σοµε γεροντολογιστσ δισπυτε τηατ ιδεα, αργυινγ τηατ αγε ισ νοτ σο εασιλψ τηωαρτ εδ. Ασκ οριαν. ϑοην Ρεννιε Α ςισιτ το αν Εξοτιχ Πλανετ Τhis false-color radar image of Mount Pinatubo in the Philippines (below) was made by the Space Radar Laboratory, which flew on the space shuttle Endeavor in April. Reddish-brown areas represent ash spewed from the volcano during its potent June 1991 eruption. Darker areas indicate the location of mudflows from the volcano. Distinguishing between mud and ash is extremely difficult from the ground, notes Diane L. Evans of the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., the project scientist for the Space Radar Laboratory. This image will help determine which areas around the volcano can be safely resettled and which ones may still undergo potentially lethal mudslides, she says. In the current era of fiscal austerity, American lawmakers and taxpayers alike are looking for practical results from bigbudget scientific research. The Space Radar Laboratory represents the ational Aeronautics and Space Administration s literally down-to-earth approach. The $366-million suite of instruments employs radar signals to reveal such key environmental markers as the density of biomass, the amount of moisture in the soil and the quantity of water contained in snow covering. During the 11-day flight of Endeavor, the Space Radar Laboratory scanned about 12 percent of the earth s landmass. ther targets included the volcanic features of the Galápagos Islands (opposite page, top) and erosion formations around Death Valley in California (opposite page, bottom). The radar images of Death Valley will clarify the effects of ancient climate shifts in that region. ASA plans to launch the laboratory again in August, to give scientists a chance to examine seasonal and humangenerated environmental changes. Evans hopes ASA will pony up the necessary funds (about $100 million) to transform the laboratory into a free-flying satellite. It would then take its place as a full-time companion to ASA s multibillion-dollar Earth bserving System, the centerpiece of the agency s Mission to Planet Earth an ambitious scheme for using remote-sensing technology to monitor global change. The Space Radar Laboratory has also generated considerable interest among researchers looking outward to other worlds, because its radar system is similar to the one on board the Magellan spacecraft that has been mapping Venus. A number of planetary scientists, including Ellen R. Stofan of the Jet Propulsion Laboratory, are poring over images from the Endeavor flight to learn more about the environmental and geologic disparities between the earth and Venus, its wayward sister world. Corey S. Powell JET PRPULSI LABRATRY/ASA 16 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

9 JET PRPULSI LABRATRY/ASA Συπερηαχκ Φορτψ θυαδριλλιον ψεαρσ εαρλψ, α 129 διγιτ χοδε ισ βροκεν Ιν Αυγυστ 1977 τηρεε προφεσσορσ φροµ τηε Μασσαχηυσεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ δαρεδ Σχιεντι χ Αµερι χαν ρεαδερσ το δεχοδε α χιπηερ τηεψ πριντεδ ιν Μαρτιν Γαρδνερ σ Ματηε µατιχαλ Γαµεσ χολυµν. Τηε νυµεριχαλ τεασερ ωασ ονε οφ τηε ρστ πυβλισηεδ εξ αµπλεσ οφ τηειρ νεωλψ ινϖεντεδ ενχρψπ τιον σψστεµ, χαλλεδ ΡΣΑ. Τηε τριο Ρον αλδ Λ. Ριϖεστ, Αδι Σηαµιρ ανδ Λεοναρδ Μ. Αδλεµαν ο ερεδ α 100 ρεωαρδ φορ τηε ρετυρν οφ α πλαιν τεξτ σεντενχε, αν εϖεντ τηεψ πρεδιχτεδ µιγητ νοτ οχχυρ φορ σοµε 40 θυαδριλλιον ψεαρσ. Τηισ παστ Απριλ, Βελλ Χοµµυνιχατιονσ Ρεσεαρχη σχιεντιστ Αρϕεν Κ. Λενστρα, τηρεε χοµπυτ ερ ηοββψιστσ ανδ οϖερ 600 ϖολυντεερσ φροµ τηε Ιντερνετ χλαιµεδ τηε χηεχκ εαρλψ, αφτερ ονλψ ειγητ µοντησ οφ ωορκ. Ιτ ωασ ινχονχειϖαβλε 17 ψεαρσ αγο τηατ τηισ χοδε χουλδ εϖερ βε βροκεν, Λενστρα σαψσ. Ινδεεδ, ΡΣΑ ισ χονσιδερεδ ονε οφ τηε µοστ σεχυρε χοµµερχιαλ εν χρψπτιον µεασυρεσ αϖαιλαβλε. Το ενχοδε α µεσσαγε υσινγ ΡΣΑ, τηε τεξτ ισ χον ϖερτεδ ιντο α νυµβερ, ωηιχη ισ τηεν ραισεδ το α χερταιν εξπονεντ; φροµ τηατ, α ξεδ, λαργε νυµβερ, ορ µοδυλυσ, ισ συβτραχτεδ ρεπεατεδλψ υντιλ τηε ρεσυλτ ισ σµαλλερ τηαν τηε µοδυλυσ ιτσελφ. Τηε υσερ χαν πυβλιση τηε εξπονεντ ανδ λαργε µοδυλυσ (χαλλεδ τηε πυβλιχ κεψσ) σο τηατ ανψονε χαν χρεατε α σεχρετ µεσσαγε ωιτη τηεµ. Το δετερµινε τηε ινϖερσε φυνχτιον ανδ ρεχοϖερ τηατ µεσσαγε, ηοωεϖερ, ρε θυιρεσ κνοωλεδγε οφ τηοσε τωο πριµε νυµβερσ (τηοσε διϖισιβλε ονλψ βψ 1 ανδ τηεµσελϖεσ) τηατ ωηεν µυλτιπλιεδ ψιελδ τηε πυβλιχ κεψ. Αλτηουγη ιτ ισ τριϖιαλ το γενερατε προδυχτσ οφ λαργε, πριµε νυµ βερσ, ιτ ισ ινορδινατελψ δι χυλτ το φαχτορ τηεσε προδυχτσ. Ιν τηειρ Σχιεντι χ Αµεριχαν χηαλλενγε, Ριϖεστ, Σηαµιρ ανδ Αδλεµαν υσεδ ωηατ ατ τηε τιµε ωασ αν ινδοµιταβλε 129 διγιτ νυµβερ ασ τηειρ πυβλιχ µοδυλυσ, λατερ νιχκναµεδ ΡΣΑ 129. Τηατ Λενστρα ανδ ηισ χολλεαγυεσ ηαϖε χραχκεδ τηισ κεψ αττεστσ το τηε ρεµαρκαβλε στριδεσ µαδε οϖερ τηε παστ τωο δεχαδεσ βοτη ιν µατη εµατιχσ ανδ ιν τηε αβιλιτψ το µαρσηαλ χοµπυτινγ ποωερ φροµ µαχηινεσ δισ τριβυτεδ αρουνδ τηε γλοβε. Το βρεακ ΡΣΑ 129 ρεθυιρεδ σοµε 100 θυαδριλλιον χοµπυτερ ινστρυχτιονσ, περηαπσ ονε οφ τηε λαργεστ ανδ µοστ δι χυλτ σινγλε χοµπυτατιονσ εϖερ περφορµεδ. Ιν ορδερ το ηαρνεσσ ενουγη χοµπυτ ερ ποωερ, ωε νεεδεδ λοτσ οφ χοµπυτερσ ανδ λοτσ οφ πεοπλε, σαψσ Παυλ Λεψλανδ, α χοµπυτερ σψστεµσ µαναγερ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Οξφορδ, ωηο ηελπεδ το ινιτιατε τηε προϕεχτ. Τηε µατηεµατιχαλ ατταχκ τηε τεαµ υσεδ ισ χαλλεδ α µυλτι πλε πολψνοµιαλ θυαδρατιχ σιεϖε, α τοολ τηατ εναβλεδ τηεµ το σπλιτ τηε ϕοβ ιντο µανψ σµαλλερ τασκσ. Εϖεντυαλλψ τηε αλ γοριτηµ σιφτσ ουτ λικελψ φαχτορσ φορ λαργε νυµβερσ φροµ τηε µιλλιονσ οφ χανδι δατεσ τηατ ιτ γενερατεσ. Λεψλανδ, ιν χονϕυνχτιον ωιτη ερεκ Ατκινσ, α γραδυατε στυδεντ ατ Μ.Ι.Τ., ανδ Μιχηαελ Γρα, αν υνδεργραδυατε στυδεντ ατ Ιοωα Στατε Υνιϖερσιτψ, χοορ δινατεδ τηε ε ορτσ οφ Ιντερνετ παρτιχι παντσ ον ϖε χοντινεντσ, ωηο δονατεδ τιµε φροµ σοµε 1,600 χοµπυτερσ το χρεατε 8.2 µιλλιον πιεχεσ οφ δατα. Ατκινσ ϖερι εδ ανδ στορεδ τηε χοντριβυτιονσ ιν α δαταβασε ατ Μ.Ι.Τ. ανδ τηεν σεντ τηε εντιρε χολλεχτιον το Λενστρα. Ιν τωο δαψσ α µασσιϖελψ παραλλελ συπερχοµπυτερ ατ Βελλχορε χηυρνεδ ουτ α 64 διγιτ φαχτορ ανδ α 65 διγιτ χοφαχτορ φορ ΡΣΑ 129. Ωηατ διδ τηε 1977 χιπηερ σαψ? ΤΗΕ ΜΑΓΙΧ ΩΟΡ Σ ΑΡΕ ΣΘΥΕΑΜΙΣΗ ΟΣΣΙ ΦΡΑΓΕ. Ριϖεστ εξπλαινσ τηατ τηεψ χηοσε τηε ωορδσ ατ ρανδοµ. Ι δον τ κνοω τηατ ωε εϖερ εξπεχτεδ το σεε τηεµ ποπ υπ αγαιν, ηε αδδσ. Φορτυνατελψ, τηοσε ωηο υσε ΡΣΑ σοφτ ωαρε (µορε τηαν τηρεε µιλλιον χοπιεσ ηαϖε βεεν σολδ) νεεδ νοτ βε σθυεαµιση αβουτ τηε προτεχτιον τηειρ σψστεµ ο ερσ. Ασ ψετ, νο τρυλψ ε χιεντ αλγοριτηµ φορ ρεχκονινγ πριµε φαχτορσ φροµ µασσιϖε χοµποσιτεσ ηασ βεεν φουνδ, αλτηουγη ονε µαψ σοµεδαψ εξιστ. Ιν τηε µεαν τιµε, Λενστρα λικενσ υσινγ νυµβερ σιεϖε µετηοδσ το σεαρχηινγ φορ µιλλιονσ οφ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

10 20 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Μαναγεδ Χαρε, Χιρχα 1300 Βernat de Berriac, M.D., could have taught Hillary Clinton a lesson or two. In the early 1300s de Berriac received five to 20 sous a year from each of several dozen men of modest means from Castelló d Empúries, a village in Catalonia. For this paltry sum, the youthful doctor agreed to treat these men and their wives, children and servants for every illness that requires the art of medicine. Dental coverage was not included (that was mostly the realm of the barber). But it probably should have been, since pulling teeth was one job the 14th-century health provider could handle. The advent of the medieval precursor to the managed care plan was documented in a history that won a prize for the best recent book from the American Association for the History of Medicine for Michael R. McVaugh, a historian at the University of orth Carolina at Chapel Hill. In Medicine Before the Plague, published by Cambridge University Press, McVaugh shows how the discipline of medicine began to emerge as a formal profession. A major preoccupation of this era, not to mention the late 20th century, was who was covered and how a physician would get paid. Quality of care, too, was an issue. Many of these freshly minted products of the academy had not yet achieved the status that made them desirable marital quarry. Indeed, they had to distinguish themselves from society s unlettered masses or even less educated practitioners. In the first decades of the century, McVaugh comments, every physician would at the outset have had to convince his patients that he knew something they did not what was wrong with them, and how it could be cured and that they should concede him authority and power over them in treatment. To lure patients, early practitioners entered into a contractual arrangement in effect, a form of managed care. In the 14th century it was easy for special-interest groups to prevail. Royalty and the church got the best pickings. Count-kings paid a lifetime retainer, a violarium, to three or four physicians and surgeons, in addition to barbers and apothecaries. In exchange, these newly emerging medical professionals were on call at any time, at the dispatch of a real not an electronic page. Even in the 1300s, society worried about coverage for its less fortunate. Combing through old histories, contracts and wills, McVaugh found that physicians agreed to become service providers in what were inexpensive, prepaid health insurance plans. Many towns set up a post Dark Ages version of a public health service by simply putting a doctor on the payroll. It was still more than half a millennium until the arrival of sulfa drugs and the AMA. But surgeons of the time knew how to cut. And preventive medicine, then as now, enjoyed a vogue. Witness the promises by the physician Abraham des Castlar when he agreed to serve Castelló d Empúries in the year 1316: I will look at and assess all the urines brought to me by the citizens, whom I will advise as to bloodletting and diet, and generally as to their manner of life, and I will visit two or three times all the sick of the town who ask me to attend them. Gary Stix LRE C. MACKIEY CLLECTI University of orth Carolina at Chapel Hill ΓΟΤΗΙΧ ΛΕΤΤΕΡ φροµ α 14τη χεντυρψ µανυσχριπτ ιν τηε Βιβλιοτεχα Αποστολιχα ςατιχανα ηασ ατ ιτσ χεν τερ αν ιλλυστρατιον οφ α συργεον µινιστερινγ το α πα τιεντ ωηο χλινγσ το τηε συργεον σ ασσισταντ. νεεδλεσ ιν α ηαψσταχκ. ΡΣΑ υσερσ χαν στιλλ ελυδε νοσψ ηαχκερσ βψ χηοοσινγ κεψσ ηαϖινγ µορε διγιτσ τηαν τηοσε Λεν στρα ανδ ηισ χολλεαγυεσ ηαϖε πυτ δοων. Τηε σιγνι χανχε οφ τηισ αχχοµπλιση µεντ ισ τηατ ιτ ηελπσ υσ βενχηµαρκ τηε σψστεµ ανδ ηελπσ τηε υσερ κνοω ηοω λαργε τηε νυµβερσ νεεδ το βε, Ριϖεστ σαψσ. Φορ τηισ πυρποσε, ΡΣΑ ατα Σεχυ ριτψ ιν Ρεδωοοδ Χιτψ, Χαλιφ., ωηιχη προ δυχεσ ΡΣΑ ενχρψπτιον σοφτωαρε παχκαγ εσ, σπονσορσ α σεριεσ οφ φαχτορινγ χον τεστσ, ρανγινγ υπ το ΡΣΑ 500. Λενστρα νοτεσ τηατ µανψ οργανιζατιονσ αλρεαδψ ηολδ ιν ηουσε τηε χοµπυτινγ ποωερ νεεδεδ το φαχτορ νυµβερσ 129 διγιτσ λονγ, ανδ σο ΡΣΑ 150, νεξτ ον τηε ηιτ λιστ, χαννοτ βε φαρ φροµ φαλλινγ. Τηε λεσσον το βε λεαρνεδ ισ τηατ α σψστεµ βελιεϖεδ το βε σεχυρε νοω µαψ νοτ βε τοµορροω, Λενστρα σαψσ. Ατ λεαστ νοτ ωηιλε ηε σ αρουνδ. Κριστιν Λευτωψλερ Λετηαλ Λεγαχψ Σοϖιετ ρεαχτορ σιτεσ µεναχε Ευρασια Τηε χολδ ωαρ ηασ ενδεδ ωιτηουτ αν εξχηανγε οφ νυχλεαρ ατταχκσ. Φορ τηατ, εϖερψονε χαν βε (περ ηαπσ γυαρδεδλψ) τηανκφυλ. Ψετ τηε περι οδ οφ τεντατιϖε πεαχε ηασ βεεν µαρρεδ βψ α περσιστεντ ραδιοαχτιϖε λεγαχψ. Τηε εξπλοσιον ανδ ρε τηατ δεστροψεδ ρεαχτορ νυµβερ 4 ατ τηε Χηερνοβψλ ποω ερ πλαντ ον Απριλ 26, 1986, ισ γενεραλ λψ ανδ χορρεχτλψ δεσχριβεδ ασ τηε ωορλδ σ ωορστ νυχλεαρ αχχιδεντ. Τηε αµουντ οφ ραδιατιον τηατ τηε βυρνινγ ρεαχτορ ρελεασεδ ιντο τηε ατµοσπηερε ωιλλ νεϖερ βε κνοων εξαχτλψ: 50 µιλλιον χυριεσ ισ α ωιδελψ θυοτεδ γυρε, αλ τηουγη ονε ρεχεντ στυδψ χονχλυδεσ τηε αµουντ ωασ περηαπσ εϖεν ϖε τιµεσ γρεατερ. Ασ δεαδλψ ασ ιτ ωασ, τηε ρελεασε ατ Χηερνοβψλ ωασ πυνψ χοµπαρεδ ωιτη τηε χολοσσαλ εξυδατιον οφ µυχη λονγερ λιϖεδ ραδιονυχλιδεσ φροµ ρεαχτορσ τηατ τηε φορµερ Σοϖιετ Υνιον υσεδ, ανδ Ρυσ σια στιλλ υσεσ, το προδυχε πλυτονιυµ φορ βοµβσ. Ρυσσιαν ο χιαλσ ωηο αρε χολ λαβορατινγ ωιτη τηε Υ.Σ. επαρτµεντ οφ Ενεργψ ( ΟΕ) το δεϖισε χλεανυπ τεχη νιθυεσ ηαϖε δισχλοσεδ δατα τηατ µακε εϖεν ραδιατιον ηαρδενεδ νυχλεαρ ενγι νεερσ βλανχη. Α ρεχεντ ασσεσσµεντ βψ Χλψδε Ω. Φρανκ οφ τηε ΟΕ, τογετηερ ωιτη ον ϑ. Βραδλεψ οφ Βαττελλε σ Παχι χ Νορτηωεστ Λαβορατοριεσ ιν Ριχηλανδ, Ωαση., χον ρµσ τηατ τηε ωορλδ σ βιγγεστ ενϖιρον µενταλ ρελεασε οχχυρρεδ οϖερ δεχαδεσ ατ α σιτε χαλλεδ Τοµσκ 7 ιν χεντραλ Σιβε ρια. Τοµσκ 7, ωηοσε εξιστενχε ωασ χλασ

11 ΣΑΡΧΟΠΗΑΓΥΣ ΑΤ ΧΗΕΡΝΟΒΨΛ τηατ ηουσεσ τηε ρεµαινσ οφ ρεαχτορ νυµβερ 4 ισ λιττερεδ ωιτη ωρεχκαγε. Τηε στρυχτυρε µαψ χολλαπσε ωιτηιν α φεω ψεαρσ. Α ρισινγ ωα τερ ταβλε ισ αδδινγ το φεαρσ τηατ µορε ραδιοαχτιϖε µατεριαλ µαψ εσχαπε. σι εδ υντιλ αβουτ 1990, ισ τηουγητ το ηαϖε πουρεδ ανδ πυµπεδ αβουτ α βιλ λιον χυριεσ οφ ηιγη λεϖελ ωαστε, ορ 20 Χηερνοβψλσ ωορτη, ιντο λακεσ ιν τηε ρε γιον ανδ ιντο υνδεργρουνδ φορµατιονσ. Βψ ωαψ οφ χοµπαρισον, τηε λαργεστ ρε λεασεσ ιν τηε Υ.Σ. ατ τηε ΟΕ σ Ηανφορδ σιτε ιν Ωασηινγτον Στατε, ατ τηε Σαϖαν ναη Ριϖερ χοµπλεξ ιν Σουτη Χαρολινα ανδ ατ Οακ Ριδγε Νατιοναλ Λαβορατορψ ιν Τεννεσσεε αρε βελιεϖεδ το ρανγε φροµ 700,000 το α µιλλιον χυριεσ. Τηε ΟΕ εστιµατεσ τηατ τηε τοταλ αµουντ οφ ρελεασεδ ραδιοαχτιϖιτψ ιν Ρυσσια ισ αβουτ 400 τιµεσ τηε αµουντ ιν τηε Υ.Σ. Φρανκ ποιντσ ουτ τηατ µυχη οφ τηε ρα διοαχτιϖε µατεριαλ ρελεασεδ ατ Τοµσκ ηασ βεεν στορεδ ιν φραχτυρεδ ροχκσ τηατ αρε χαππεδ βψ χλαψσ ανδ σο αρε παρτλψ ισολατεδ, ατ λεαστ φορ τηε πρεσεντ, φροµ τηε εχοσπηερε. Τηατ φορµ οφ δισ ποσαλ ωασ χονσιδερεδ σαφε ιν τηε Υ.Σ. ιν τηε 1940σ ανδ 1950σ. Βυτ ιν τερµσ οφ χυριεσ, Τοµσκ βεατσ Οακ Ριδγε βψ α φαχ τορ οφ 1,000. Λιττλε ισ κνοων αβουτ ηοω ωελλ ισολατεδ τηε Τοµσκ βυριαλ γρουνδ ρεαλλψ ισ, νοτεσ Τηοµασ Β. Χοχηραν οφ τηε Νατυραλ Ρεσουρχεσ εφενσε Χουνχιλ. Τηε λακεσ ατ Τοµσκ τηατ ηαϖε βεεν υσεδ ασ δυµπσ δραιν, ϖια τηε Οβ Ριϖερ, ιντο τηε Αρχτιχ Οχεαν. Προδυχτιον οφ πλυτονιυµ ατ Τοµσκ χοντινυεσ, τηουγη ατ α λοω λεϖελ, Φρανκ σαψσ. Τηε σαµε ισ τρυε οφ ανοτηερ Ρυσ σιαν προδυχτιον σιτε, Κρασνοψαρσκ 26. Φρανκ ανδ Βραδλεψ ρεπορτ τηατ τηε Κρασ νοψαρσκ φαχιλιτψ, ωηιχη ισ βυιλτ υνδερ γρουνδ, ηασ ρελεασεδ σοµε ηυνδρεδσ οφ µιλλιονσ οφ χυριεσ φροµ µιλιταρψ προ δυχτιον ρεαχτορσ ιντο αν υνδεργρουνδ ρεσερϖοιρ. Αν αρτιχλε πυβλισηεδ ιν Ιζϖεσ τια ιν ϑανυαρψ δεσχριβεσ τηε Κρασνο ψαρσκ σιτε ασ λοχατεδ 100 µετερσ αβοϖε ανδ ονλψ 750 µετερσ φροµ τηε Ψενισει Ριϖερ, ωηιχη αλσο οωσ ιντο τηε Αρχτιχ Οχεαν. Ρυσσιαν εξπερτσ χιτεδ βψ τηε νεωσπαπερ ωερε ρεπορτεδλψ εξτρεµελψ σκεπτιχαλ τηατ τηε ωαστε ωουλδ ρεµαιν ισολατεδ φορ λονγ. Ινδεεδ, αχχορδινγ το Ιζϖεστια, πλυτονιυµ ανδ ραδιοαχτιϖε ισο τοπεσ οφ χοβαλτ, χεσιυµ ανδ στροντιυµ ηαϖε αλρεαδψ βεεν δετεχτεδ αλονγ τηε Ψενισει. Τηεν τηερε ισ Χηελψαβινσκ. Τηε χοµ πλεξ, νοω χαλλεδ Χηελψαβινσκ 65, ωασ τηε Υ.Σ.Σ.Ρ. σ ρστ πλυτονιυµ προδυχ τιον φαχτορψ ανδ τηε σιτε οφ αν ινφαµουσ αχχιδεντ ιν 1957 ιν ωηιχη α ηιγη λεϖελ ωαστε τανκ εξπλοδεδ, ρελεασινγ αβουτ τωο µιλλιον χυριεσ οφ σσιον προδυχτσ ιντο τηε ατµοσπηερε. Χονταµινατιον σπρεαδ οϖερ ηυνδρεδσ οφ σθυαρε κιλο µετερσ. Ψετ ιν τερµσ οφ χυριεσ, τηε αχχι δεντ παλεσ ιν σιγνι χανχε αλονγσιδε τηε ρουτινε δυµπινγ οφ ωαστεσ ιντο συρφαχε ωατερσ ιν τηε ρεγιον. Λακε Καραχηαι, νεαρ Χηελψαβινσκ, ηασ βεεν υσεδ φορ δεχαδεσ ασ α ρεποσιτορψ φορ µεδιυµ λεϖελ ωαστε φροµ προδυχ τιον ρεαχτορσ τηερε. Τηε λακε ισ τηουγητ το βε τηε µοστ ραδιοαχτιϖε βοδψ οφ συρφαχε ωατερ ον τηε εαρτη. Ιν 1967 α IVLEVA Magnum δρουγητ δριεδ ουτ παρτ οφ τηε λακε, ανδ δυστ φορµεδ φροµ τηε εξποσεδ σεδιµεντ µαδε α ραδιοαχτιϖε ωινδ τηατ σπρεαδ δανγερουσ λεϖελσ οφ ραδιατιον υπ το 70 κιλοµετερσ αωαψ. Ανψονε ατ λακεσιδε ωουλδ ηαϖε αχθυιρεδ α λετηαλ δοσε οφ ραδιατιον ιν ονε ηουρ. Σπεχιαλ µαχηιν ερψ ισ νοω βεινγ υσεδ το λλ Καραχηαι ανδ χαπ ιτ. Ρυσσιαν ο χιαλσ αχκνοωλεδγε τηατ ατ λεαστ 130 µιλλιον χυριεσ ηαϖε βεεν ρε λεασεδ ατ Χηελψαβινσκ. Τηατ γυρε χουλδ βε αν υνδερεστιµατε, ασσερτσ Μυρραψ Φεσηβαχη, α προφεσσορ οφ δεµογραπηψ ατ Γεοργετοων Υνιϖερσιτψ. Φεσηβαχη χιτεσ ο χιαλ ανδ υνο χιαλ σουρχεσ τηατ ρεφερ το µορε τηαν α βιλλιον χυριεσ ρε λεασεδ ατ Χηελψαβινσκ. Ιν τηε εαρλψ δαψσ οφ τηε σιτε βετωεεν 1951 ανδ 1953 ωαστε ωασ δυµπεδ στραιγητ ιντο τηε Τεχηα Ριϖερ. Στυδιεσ ηαϖε δοχυµεντεδ µαρκεδλψ ελεϖατεδ ρατεσ οφ λευκεµια ιν λοχαλ ινηαβιταντσ. Χολλαβορατιον ωιτη Ρυσσια ον χλεανυπ τεχηνολογιεσ ισ προϖινγ φρυιτφυλ, Φρανκ σαψσ. Ρυσσιαν ωορκερσ ηαϖε φορ σοµε ψεαρσ βεεν ινϖεστιγατινγ χοβαλτ διχαρβολ λιδε, α χηεµιχαλ τηατ ηασ α στρονγ α ν ιτψ φορ χεσιυµ ανδ στροντιυµ, ωηιχη µακεσ ιτ υσεφυλ φορ δεχονταµινατινγ λιθυιδσ. Ρυσσιαν ινϖεστιγατορσ ρεχεντλψ παρτιχιπατεδ ιν τηε ρστ τεστ οφ τηε µα τεριαλ ον αχτυαλ ωαστε ατ τηε Ιδαηο Να τιοναλ Ενγινεερινγ Λαβορατορψ. Ανοτηερ τεχηνολογψ, ονε δεϖελοπεδ ιν τηε Υ.Σ., υσεσ ρεσιν χοατεδ µαγνετιχ βεαδσ το αχηιεϖε α σιµιλαρ ρεσυλτ. Ηοωεϖερ προµισινγ τηε τεχηνιθυεσ, τηε εξπενσε οφ χλεανινγ υπ τηε χολδ ωαρ σ λεγαχψ ισ λικελψ το βε προηιβιτιϖε. Τηε ΟΕ ηασ εστιµατεδ τηατ χοστσ ατ µιλιταρψ νυχλεαρ σιτεσ ιν τηε Υ.Σ. αλονε αρε λικελψ το τοπ 300 βιλλιον. Τηερε ισ αλσο τηε λεγαχψ οφ πεαχε. Τηε σαρχοπηαγυσ τηατ φραιλλψ ηουσεσ τηε ρε µαινσ οφ Χηερνοβψλ 4 ισ χρυµβλινγ φαστερ τηαν εξπεχτεδ ανδ χουλδ χολ λαπσε, αχχορδινγ το αν ασσεσσµεντ χαρ ριεδ ουτ ιν Μαρχη βψ τηε Ιντερνατιοναλ Ατοµιχ Ενεργψ Αγενχψ (ΙΑΕΑ). Ιφ α χολ λαπσε οχχυρρεδ, αν εστιµατεδ 10 τονσ οφ ηιγηλψ ραδιοαχτιϖε δυστ χουλδ βε σηοτ ιντο τηε αιρ. Μορεοϖερ, Πουρ Λα Σχιενχε, τηε Φρενχη εδιτιον οφ Σχιεντι χ Αµερι χαν, ρεπορτεδ ιν Μαρχη τηατ τηε στρυχ τυρε χουλδ ρελεασε ραδιοαχτιϖιτψ ιντο τηε αρεα σ ρισινγ ωατερ ταβλε, δεσπιτε τηε πρεσενχε οφ α βαρραγε. Τηε ΙΑΕΑ ινσπεχτορσ αλσο φουνδ σερι ουσ σαφετψ δε χιενχιεσ ατ τηε τωο ρεαχ τορσ στιλλ οπερατινγ ατ Χηερνοβψλ, ωηιχη αρε οφ τηε σαµε δεσιγν ασ τηε ιλλ φατεδ νυµβερ 4 ρεαχτορ. Υκραινε µαινταινσ τηατ ιτ χαννοτ αφ φορδ το σηυτ δοων τηε ρεµαινινγ Χηερ νοβψλ ρεαχτορσ. Οτηερσ µιγητ ωονδερ ιφ τηε ωορλδ χαν α ορδ το λετ Υκραινε κεεπ τηεµ ρυννινγ. Τιµ Βεαρδσλεψ 22 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

12 ΠΡΟΤΕΣΤΙΝΓ ςιολενχε: χανδλελιγητ ϖιγιλ ισ ηελδ ουτσιδε Χιτψ Ηαλλ ιν Λοσ Ανγελεσ ιν Μαρχη 1993, δυρινγ τηε σεχονδ τριαλ οφ πολιχε ο χερσ αχχυσεδ οφ βεατινγ µοτοριστ Ροδνεψ Κινγ. Φιφτψ ειγητ πεοπλε διεδ ιν ριοτσ τηατ φολλοωεδ αχθυιτταλσ ατ τηε ρστ τριαλ. εσπερατε Μεασυρε οεσ ϖιολενχε νεεδ ιτσ οων ινστιτυτε? ςιολενχε ιν Αµεριχα βαττερσ τηε σενσεσ. Εϖεν τηοσε ωηο ηαϖε ηαδ τηε γοοδ φορτυνε το αϖοιδ α περ σοναλ ενχουντερ αρε συβϕεχτ το α χον σταντ ϖιχαριουσ ασσαυλτ τηρουγη τηε µε δια. Ιν Χονγρεσσ α σενατορ ορ ρεπρεσεν τατιϖε σ ωιλλινγνεσσ το γετ τουγη ον χριµε ισ α µεασυρε οφ ηισ ορ ηερ πολιτι χαλ ϖιαβιλιτψ. Ιτ ισ ηαρδ το αργυε αγαινστ τηε σενσε οφ ουτραγε: τηε περ χαπιτα ηοµιχιδε ρατε ιν τηε Υ.Σ. ιν 1985 ωασ φουρ τιµεσ ηιγηερ τηαν τηατ ιν µοστ Ευ ροπεαν χουντριεσ, αχχορδινγ το Ωορλδ Ηεαλτη Οργανιζατιον δατα. Αϖεραγε πρισ ον τιµε ιν τηε Υ.Σ. φορ εαχη ϖιολεντ χριµε τριπλεδ βετωεεν 1975 ανδ 1989, ψετ ρεπορτεδ λεϖελσ οφ ϖιολενχε χηανγεδ λιττλε οϖερ τηατ περιοδ. Γιϖεν τηε µαγνιτυδε οφ τηε προβλεµ ανδ τηε φαιλυρε οφ τηε χουρτσ το δετερ ϖι ολεντ χριµε, ονε µιγητ γυεσσ τηατ ρε σεαρχη ον τηε συβϕεχτ σηουλδ βε α ηιγη πριοριτψ. Ορ σηουλδ ιτ? Συχη ινθυιριεσ αρουσε συσπιχιονσ τηατ τηε ε ορτ ωουλδ σερϖε το ρεινφορχε ραχιαλ στερεοτψπεσ ανδ συππορτ γοϖερνµεντ αττεµπτσ το χον τρολ βεηαϖιορ. Ατ πρεσεντ, συχη φεαρσ σεεµ φαρ φετχηεδ. Τηε αµουντ τηε φεδεραλ γοϖ ερνµεντ σπενδσ ον ρεσεαρχη ιντο ϖιο λεντ χριµε, χοµπαρεδ ωιτη οτηερ χαυσεσ οφ δεατη, ισ µινυσχυλε. Αχχορδινγ το τηε στυδψ Υνδερστανδινγ ανδ Πρεϖεντινγ ςι ολενχε, πυβλισηεδ λαστ ψεαρ βψ τηε Να τιοναλ Ρεσεαρχη Χουνχιλ, ιν 1989 ονλψ 31 ωασ σπεντ ον ϖιολενχε ρελατεδ στυδ ιεσ περ ψεαρ οφ ποτεντιαλ λιφε λοστ το ϖιο λενχε ιν Τηε εθυιϖαλεντ χαλχυλα τιονσ φορ χανχερ ανδ ΑΙ Σ ψιελδεδ γ υρεσ οφ 794 ανδ 697, ρεσπεχτιϖελψ. Τηε χονϖιχτιον τηατ µορε ρεσεαρχη µιγητ ηελπ ισ ωηατ λιεσ βεηινδ α χον γρεσσιοναλλψ ινσπιρεδ µοϖε το βρινγ ιντο τηε πιχτυρε α πλαψερ νορµαλλψ ασσοχιατεδ ωιτη σεµιχονδυχτορσ ανδ συπερχοµ πυτερσ. Ρεπρεσεντατιϖε Λουισ Στοκεσ οφ Οηιο ανδ Σενατορ Βαρβαρα Α. Μικυλσκι οφ Μαρψλανδ εαρλιερ τηισ ψεαρ ασκεδ τηε Νατιοναλ Σχιενχε Φουνδατιον (ΝΣΦ) το λοοκ ιντο τηε φεασιβιλιτψ οφ εσταβλισηινγ αν ιντερδισχιπλιναρψ σχιενχε ανδ τεχη νολογψ χεντερ φοχυσινγ ον ρεσεαρχη ιντο ϖιολεντ βεηαϖιορ. Ιν λατε Μαψ τηε φουν δατιον ωασ πλαννινγ το αχχεπτ τηε χηαλ λενγε, αλτηουγη αγενχψ ο χιαλσ σαιδ τηε ωορκ ωουλδ προβαβλψ βε διστριβυτ εδ ιν α χονσορτιυµ ρατηερ τηαν χαρριεδ ουτ ατ α σπεχι χ χεντερ. ϑε ρεψ Α. Ροτη, τηε πρινχιπαλ στα οφ χερ φορ τηε Νατιοναλ Ρεσεαρχη Χουν χιλ σ ρεπορτ, στατεσ ηε εξπεχτσ τηε ΝΣΦ σ προγραµ το χονχεντρατε ον νονγενετιχ βεηαϖιοραλ ρεσεαρχη, ινχλυδινγ ωορκ ον νευροχηεµιχαλ φαχτορσ τηατ µαψ πρεδισ ποσε πεοπλε το ϖιολεντ βεηαϖιορ. Ι τηινκ α βεττερ υνδερστανδινγ οφ τηε νευροβι ολογψ χαν οπεν αν αϖενυε φορ βενιγν ιν τερϖεντιονσ, ηε χοµµεντσ. Βυτ τηε λινε βετωεεν νευροχηεµιχαλ φαχτορσ ανδ γενεσ ισ αργυαβλψ νονεξιστεντ. Ιν 1992 τηε Νατιοναλ Ινστιτυτεσ οφ Ηεαλτη χαν χελεδ α µεετινγ ιτ ηαδ προποσεδ το σπονσορ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Μαρψλανδ χαλλεδ Γενετιχ Φαχτορσ ιν Χριµε αφτερ τηε ιδεα χαµε υνδερ ατταχκ φροµ Αφρι χαν Αµεριχαν γρουπσ ανδ οτηερσ ασ ραχ ιστ. Α ρεπλαχεµεντ µεετινγ ισ πλαννεδ φορ MARK PETERS SABA Ονε οφ τηε χριτιχσ ωασ Πετερ Ρ. Βρεγ γιν, ωηο ηεαδσ τηε ινδεπενδεντ Χεντερ φορ τηε Στυδψ οφ Πσψχηιατρψ ιν Βετηεσδα, Μδ. Βρεγγιν οβσερϖεσ τηατ βρινγινγ τηε Νατιοναλ Σχιενχε Φουνδατιον ιντο φυν δαµενταλλψ σοχιαλ ανδ πολιτιχαλ ισσυεσ ισ φραυγητ ωιτη δι χυλτιεσ. Ηε αργυεσ τηατ ρατηερ τηαν λοοκινγ φορ ινδιϖιδυαλ δι ερενχεσ τηατ µαψ πρεδιχτ αντισοχιαλ βεηαϖιορ, τηε ρεαλ ισσυε ισ ωηετηερ Αµεριχα ωαντσ το φαχε υπ το ωηατ α ραχιστ σοχιετψ ιτ ισ. Ωορκερσ ιν τηε ελδ οφ ϖιολενχε αρε, ον τηε οτηερ ηανδ, πρεδιχταβλψ χηεερεδ βψ τηε ποσσιβιλιτψ οφ α νεω γοϖερνµεντ προγραµ. Τηε ελδ ηασ συ ερεδ φροµ βεινγ φραγµεντεδ, οβσερϖεσ Χολιν Λοφ τιν οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Μαρψλανδ. Ηε τηινκσ τηε Νατιοναλ Σχιενχε Φουνδατιον χουλδ µακε α δι ερενχε. Συχη ρεσεαρχη χουλδ, ηε συγγεστσ, βεγιν το αδδρεσσ τηε προβλεµ οφ ηοω το µεασυρε ϖιολενχε ανδ ηοω το ασσεσσ πρεϖεντιον προγραµσ. Σο λιττλε ισ νοω κνοων τηατ αλµοστ ανψ τηινγ ωε λεαρν ωουλδ ηαϖε αν ιµπαχτ, ηε σαψσ. Τιµ Βεαρδσλεψ Ψου ρε τηε Τοπ... Φερµιλαβ νδσ τηε τοπ θυαρκ σορτ οφ Ρυµορσ ηαδ βεεν χιρχυλατινγ σινχε λαστ συµµερ, σο ιτ σεεµεδ το βε ϕυστ α µαττερ οφ τιµε βεφορε αν ο χιαλ αννουνχεµεντ ωουλδ βε µαδε. Ωηεν τηε χαλλ χαµε, τηε εξπεχταντ µε δια χιρχυσ δεσχενδεδ ον τηε Φερµι Να τιοναλ Αχχελερατορ Λαβορατορψ (Φερµιλαβ) ιν Βαταϖια, Ιλλ. Ψετ τηε Φερµιλαβ σπεακερσ ηεσιτατεδ το δελιϖερ τηε µεδια γοοδσ. Νοω, ωε ρε νοτ χλαιµινγ α δισχοϖερψ, χαυτιονεδ Ωιλλιαµ Χ. Χαριτηερσ, ϑρ., ονε οφ τηε σποκεσπερσονσ φορ τηε ηυνδρεδσ οφ πηψσιχιστσ ωηο γαρνερεδ τηε ρεσυλτσ. Ωηατ ωε σεε ισ τηε ρστ διρεχτ ηιντ τηατ τηε τοπ θυαρκ ισ τηερε. Φερµιλαβ διρεχ τορ ϑοην Πεοπλεσ, ϑρ., ρεινφορχεδ τηε ηεδγε: Ι ασσυρε ψου, ωε αρε γοινγ το ηαϖε φαρ µορε εϖιδενχε φορ ιτ σοον. Χερταινλψ τηε αντιχιπατεδ πριζε ωασ ωορτη τηε αττεντιον. Φορ τωο δεχαδεσ, τηε τοπ θυαρκ ηασ βεεν ονε οφ τηε Ηολψ Γραιλσ οφ ηιγη ενεργψ πηψσιχσ. Ουτ οφ τηε σιξ κινδσ οφ θυαρκσ τηουγητ το µακε υπ αλλ µαττερ, ιτ ωασ τηε ονλψ ονε τηατ ηαδ νοτ βεεν οβσερϖεδ. Τηε τηεορψ τηατ χηαραχτεριζεσ παρτιχλεσ, χαλλεδ τηε Σταν δαρδ Μοδελ, ινδιχατεσ τηατ θυαρκσ αρε οργανιζεδ ιντο τηρεε παιρσ. Τηε ρστ παιρ ινχλυδεσ τηε υπ ανδ δοων θυαρκσ, ωηιχη ιν δι ερεντ χοµβινατιονσ προ δυχε προτονσ ανδ νευτρονσ. ( Τηε προ τον χονταινσ τωο υπ θυαρκσ ανδ α δοων; τηε νευτρον γριπσ ονε υπ ανδ τωο δοων.) Τηε οτηερ τωο παιρσ χονσιστ οφ 24 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

13 τηε χηαρµ ανδ στρανγε θυαρκσ, ανδ τηε τοπ ανδ βοττοµ θυαρκσ. Τηεσε λαττερ παιρσ µακε υπ µορε εξοτιχ, σηορτ λιϖεδ παρτιχλεσ σεεν ιν ηιγη ενεργψ πηψσιχσ λαβορατοριεσ. Αλονγ ωιτη θυαρκσ, τηε φαµιλψ οφ παρτιχλεσ κνοων ασ λεπτονσ (νευτρινοσ, ελεχτρονσ, µυονσ ανδ ταυ παρτιχλεσ) χοµποσεσ τηε ελεµενταρψ χονστιτυεντσ οφ τηε υνιϖερσε. Τηε θυεστ φορ τηε τοπ θυαρκ βεγαν αφτερ ιτσ παρτνερ, τηε βοττοµ θυαρκ, ωασ φουνδ ατ Φερµιλαβ ιν Τηε τοπ θυαρκ ρεµαινεδ ελυσιϖε µοστλψ βεχαυσε οφ ιτσ ηεφτ (τηε ηεαϖιερ α παρτιχλε ισ, τηε µορε ενεργψ ισ νεεδεδ το χρεατε ιτ ιν αχχελερατορσ). Εαρλψ εστιµατεσ πλαχεδ τηατ ϖαλυε ατ α φεω τενσ οφ βιλλιονσ οφ ελεχτρον ϖολτσ ( Γες). Βυτ ωηεν αχχελερ ατορσ φαιλεδ το τυρν υπ τηε τοπ θυαρκ, τηεοριστσ ρεαλιζεδ τηε παρτι χλε µυστ βε ηεαϖιερ τηαν τηεψ τηουγητ. Σχιεντιστσ ηαδ τηε βεστ σηοτ ατ νδινγ τηε τοπ θυαρκ ονχε τηεψ χοµπλετεδ τηε Τεϖατρον ατ Φερµιλαβ ιν Τηε ωορλδ σ µοστ ποωερφυλ αχχελ ερατορ, ιτ σµασηεσ προτονσ ανδ αντιπροτονσ τογετηερ ατ 1.8 τριλλιον ελεχτρον ϖολτσ. Ατ τηισ ενεργψ λεϖελ, πηψσιχιστσ βελιεϖεδ α τοπ θυαρκ σηουλδ βε µαδε ονχε φορ εϖερψ φεω βιλλιον χολλισιονσ. Τηε σεαρχη δεµανδεδ τηε ε ορτσ οφ 440 ινϖεστιγατορσ φροµ 36 ινστιτυ τιονσ, προµπτινγ πραισε φορ τηε µεριτσ οφ ιντερνατιοναλ χοοπερατιον ανδ ϕοκεσ αβουτ τηε νυµβερ οφ πηψσιχιστσ νεεδεδ το ινσταλλ α λιγητβυλβ. Βψ 1989 τηε Τεϖατρον ηαδ σετ α λοωερ λιµιτ ον τηε τοπ θυαρκ σ µασσ ατ 91 Γες α ωηοππινγ νυµβερ, χονσιδερ ινγ τηατ τηε νεξτ µοστ µασσιϖε θυαρκ, τηε βοττοµ, ωειγηεδ ιν ατ ονλψ 5 Γες. Το γετ τηε ρεσυλτσ τηεψ αννουνχεδ ατ τηε πρεσσ χονφερενχε, τηε Χ Φ τεαµ µεµβερσ (ασ τηεψ αρε κνοων, φορ Χολ λιδερ ετεχτορ ατ Φερµιλαβ) χολλεχτεδ δατα φροµ Αυγυστ 1992 το ϑυνε Αχχορδινγ το τηε Στανδαρδ Μοδελ, α τοπ θυαρκ ανδ ιτσ αντιµαττερ τωιν χουλδ απ πεαρ ιν προτον αντιπροτον χολλισιονσ. Τηε τοπ ανδ αντιτοπ θυαρκσ ωουλδ δε χαψ ιντο βοττοµ ανδ αντιβοττοµ θυαρκσ ανδ α παιρ οφ σο χαλλεδ Ω βοσονσ. Τηε Χ Φ ωορκερσ λοοκεδ φορ δεχαψ προδυχτσ, συχη ασ ελεχτρονσ, µυονσ, νευτρινοσ ανδ µεσονσ, οφ τηεσε παρτιχλεσ. Τηε αλµοστ ψεαρ λονγ εξπεριµεντ προ δυχεδ µορε τηαν ονε τριλλιον χολλισιονσ. Αφτερ σιφτινγ τηε δατα, τηε ωορκερσ δισ χοϖερεδ 12 εϖεντσ τηατ ηαρβορεδ σιγνα τυρεσ οφ τηε τοπ θυαρκ. Τηε Χ Φ εστι µατεσ τηε τοπ θυαρκ το ωειγη 174 Γες, γιϖε ορ τακε 10 περχεντ. Τηατ µακεσ ιτ τηε ηεαϖιεστ οβσερϖεδ ελεµενταρψ παρτι FERMI ATIAL ACCELERATR LABRATRY χλε ψετ δισχοϖερεδ, βυτ ωιτηιν τηε πα ραµετερσ σετ βψ τηε Στανδαρδ Μοδελ. Τηε Χ Φ µεµβερσ στοπ σηορτ οφ χρψ ινγ ευρεκα βεχαυσε οφ τηε στατιστιχαλ να τυρε οφ τηε νδ. Βεσιδεσ τηε ραριτψ οφ τοπ θυαρκ εϖεντσ, οτηερ παρτιχλεσ αππεαρ ιν τηε ωρεχκαγε τηατ µιµιχ τηε δεχαψ σιγνατυρεσ, τηυσ χρεατινγ α νοισψ βαχκ γρουνδ. Φορ στατιστιχαλ ινθυιριεσ συχη ασ τηισ ονε, Χαριτηερσ σαψσ, ονε µιγητ ωαντ φουρ ορ ϖε στανδαρδ δεϖιατιονσ φροµ τηε βαχκγρουνδ ιν ορδερ το προχλαιµ α δισχοϖερψ. Αφτερ σεϖεραλ µοντησ οφ τε διουσ νυµβερ χρυνχηινγ, τηε Χ Φ δατα δισπλαψεδ αλµοστ τηρεε δεϖιατιονσ, χορ ρεσπονδινγ το α ονε ιν 400 ποσσιβιλιτψ τηατ τηε ρεσυλτσ αρε φαλσε. Τηε οδδσ φορ βεινγ ωρονγ σεεµ λοω. Στιλλ, σχιεντιστσ τενδ το βε α χονσερϖατιϖε λοτ, ποιντσ ΠΑΡΤΙΧΛΕ ΕΧΑΨ ΤΡΑΧΚΣ σιγναλ τοπ θυαρκ προδυχτιον. ουτ Μελϖψν ϑ. Σηοχηετ, τηε οτηερ Χ Φ σποκεσπερσον. Ονε ωουλδ λικε το ηαϖε τηε προβαβιλιτψ εϖεν σµαλλερ τηαν τηατ. Ανξιετψ αλσο στεµσ φροµ ανοτηερ τοπ νδινγ δεϖιχε ατ Φερµιλαβ τηε 0 ( δεε ζερο ) δετεχτορ, ναµεδ αφτερ ιτσ λοχατιον αλονγ τηε αχχελερατορ πατη. Παυλ. Γραν νισ, α 0 σποκεσπερσον, σαψσ τηε γρουπ σ δατα νειτηερ συππορτ νορ ρεφυτε τοπ θυαρκ προδυχτιον ασ µεασυρεδ βψ Χ Φ. Τηατ σ σοµετηινγ τηατ ωορριεσ υσ, σαψσ Χ Φ µεµβερ ϑοσε Βενλλοχη. εσπιτε τηε υνχερταιντιεσ, µοστ ρε σεαρχηερσ ατ Φερµιλαβ δο νοτ χονσιδερ τηε αννουνχεµεντ πρεµατυρε. Τηε γοοδ τηινγ ισ τηατ φορ τηε ρστ τιµε, ωε σεε α ποσιτιϖε σιγναλ, Βενλλοχη σαψσ. Τηε ηοπε, τοο, ωασ το σθυελχη τηε περσιστεντ ρυµορσ αβουτ α δισχοϖερψ. Σινχε τηεσε ρεπορτσ ωερε γοινγ το χοµε ουτ, ιτ βε ηοοϖεσ υσ αλλ το ηαϖε τηε οππορτυνιτψ το εξπλαιν ωηατ ωε ηαϖε δονε, Σηοχηετ σαψσ. Φερµιλαβ ηασ αλρεαδψ ινιτιατεδ αν οτηερ ρουνδ οφ χολλισιονσ, ανδ βψ τηε ενδ οφ τηε ψεαρ τηε Χ Φ τεαµ σηουλδ βε αβλε το ϖεριφψ τηε ρεσυλτσ. Ασσυµινγ Φερµιλαβ ηασ ινδεεδ φουνδ τηε τοπ θυαρκ, ωηατ ισ λεφτ φορ ηιγη ενερ γψ πηψσιχσ? Πλεντψ, ωορκερσ σαψ. Ι δον τ τηινκ ψου σηουλδ ϖιεω τηισ ασ τηε χοµ πλετιον οφ τηε Στανδαρδ Μοδελ, οπινεσ Ρ. Κειτη Ελλισ, α Φερµιλαβ τηεοριστ. Τηε Ηιγγσ ισ στιλλ µισσινγ, ανδ ωηο κνοωσ ωηατ ελσε. Τηε Ηιγγσ βοσον ισ τηε ηψ ποτηεσιζεδ µεχηανισµ τηατ ωουλδ εξ πλαιν ωηψ παρτιχλεσ ηαϖε τηε µασσεσ τηεψ δο. Ιτ ισ τηουγητ το λιε ωελλ βεψονδ τηε ρεαχη οφ τηε Τεϖατρον (τηε Συπερ χονδυχτινγ Συπερ Χολλιδερ ωασ µεαντ το νδ τηε Ηιγγσ µεχηανισµ). Βεχαυσε ιτ ισ σο ηεαϖψ, τηε τοπ θυαρκ µυστ βε τηε παρτιχλε µοστ στρονγλψ χου πλεδ το τηε Ηιγγσ. Φερµιλαβ τηεοριστ Χηριστοπηερ Τ. Ηιλλ τηινκσ τηε τοπ ανδ αντιτοπ θυαρκσ µαψ ρεπρεσεντ ονε χοµ πονεντ οφ ιτ. Μαψβε τηε τοπ ισ α σταγινγ αρεα το γετ το νεω παρτιχλεσ τηρουγη ιτσ δε χαψ µοδεσ, Ηιλλ σπεχυλατεσ. Αλσο ιντριγυινγ ινϖεστι γατορσ αρε τωο µινορ ανοµ αλιεσ ιν τηε δατα. Φιρστ, ονε χηαννελ σεεµεδ το χονταιν αλλ σιγναλ ανδ νο βαχκ γρουνδ. Σεχονδ, τωο τοπ εϖεντσ αππεαρεδ ιν α χον τρολ σαµπλε τηατ σηουλδ νοτ ηαϖε προδυχεδ ανψ ατ αλλ. Ηιλλ ποιντσ ουτ τηατ ιφ συχη ανοµαλιεσ περσιστ (ωηιχη ισ υνλικελψ), ιτ ωουλδ χονστιτυτε εϖιδενχε φορ πηψσιχσ βεψονδ τηε Στανδαρδ Μοδελ. Φερµιλαβ ηοπεσ το βεχοµε α τοπ θυαρκ φαχτορψ βψ 1998, ωηεν τηε µαιν ινϕεχ τορ ισ σλατεδ φορ χοµπλετιον. Τηισ υπγραδε προµισεσ το βοοστ τηε δενσιτψ οφ χολλιδινγ προτονσ ιν τηε Τεϖατρον ανδ τηυσ ψιελδ µανψ µορε δατα. Ωιτη α πλετηορα οφ τοπ εϖεντσ, νεω δεχαψ µοδεσ, ιφ τηεψ εξιστ, σηουλδ βεχοµε αππαρεντ. Ωε λλ βε υσ ινγ τοπ ασ α λαβορατορψ το υνδερστανδ ηοω ιτσ ελεµενταρψ παρτιχλεσ ιντεραχτ, Σηοχηετ στατεσ. Τηατ ωουλδ αλσο ινχλυδε στυδιεσ οφ τηε Ω παρτιχλε ανδ βοττοµ θυαρκ, ωηιχη ωουλδ αλσο βε προδυχεδ ιν προφυσιον. Ινδεεδ, ατ λεαστ ονε ωορκ ερ τηινκσ Φερµιλαβ ωιλλ βε ασ σιγνι χαντ ασ ανδ ιν σοµε ωαψσ συπεριορ το τηε Β φαχτορψ πλαννεδ φορ Στανφορδ Υνι ϖερσιτψ το εξπλορε ωηψ µαττερ δοµι νατεσ αντιµαττερ ιν τηε υνιϖερσε. Γιϖεν α σενσε οφ προγρεσσ, ηιγη ενερ γψ πηψσιχιστσ αρε βρεατηινγ α σιγη οφ ρε λιεφ. Τηερε ωασ τρεµενδουσ τηεορετιχαλ εξπεχτατιον τηατ τηε τοπ θυαρκ ισ τηερε, σαψσ Στεϖεν Ωεινβεργ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Τεξασ ατ Αυστιν. Α λοτ οφ υσ ωουλδ ηαϖε βεεν εµβαρρασσεδ ιφ ιτ ωερε νοτ. Τηανκσ το Φερµιλαβ, πηψσιχσ µαψ νοτ ηαϖε το συφφερ τηε ινδιγνιτψ οφ βεινγ τοπλεσσ ανψµορε. Πηιλιπ Ψαµ 26 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

14 ΠΡΟΦΙΛΕ: ΕΛΛΕΝ ς. ΦΥΤΤΕΡ Σπελλ φορ Ολδ Βονεσ Ατ 31, σηε µαδε ιτ ιντο τηε Γυιννεσσ Βοοκ οφ Ρεχορδσ ασ τηε ψουνγεστ εϖερ πρεσιδεντ οφ α µαϕορ χολλεγε. Τηιρτεεν ψεαρσ λατερ, ηαϖινγ τριπλεδ τηε ενδοωµεντ οφ Βαρναρδ Χολλεγε, µαδε ιτ φυλλψ ρεσιδεντιαλ φορ τηε ρστ τιµε νο µεαν αχηιεϖεµεντ ιν Μανηατταν ανδ γιϖεν βιρτη το τωο δαυγητερσ, Ελλεν ς. Φυττερ ισ τηε νεωεστ πρεσιδεντ οφ τηε Αµεριχαν Μυσευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ. Ον ιτσ 125τη αννιϖερσαρψ, τηε λαργεστ νατυραλ ηιστορψ µυσευµ ιν τηε ωορλδ ισ ρεαδψ το µαρχη ουτ οφ µυστινεσσ. Ωε φελτ Ελλεν χουλδ βριγητεν τηε πλαχε υπ ανδ γετ ριδ οφ τηε δυστ ανδ µοσσ, σαψσ Ωιλλιαµ Τ. Γολδεν, ωηο χηαιρσ τηε µυσευµ σ βοαρδ οφ τρυστεεσ. Ιτ σ αλρεαδψ α µυχη ηαππιερ σηιπ. Ι µ ϖερψ πλεασεδ τηατ ονε χαν γετ τηινγσ δονε. Φυττερ σ στρενγτησ, ηε σαψσ, αρε δεδιχατιον, δεχισιϖενεσσ, ηυ µανιτψ ανδ ινεξηαυστιβλε ενεργψ. Αλλ τηεσε τηε µυσευµ γετσ φορ α σαλαρψ νοτ δισσιµιλαρ το τηατ ατ Βαρναρδ (αβουτ 250,000 βεφορε βενε τσ) ανδ αν απαρτµεντ ον τηε Εαστ Σιδε. Ιν περσον, Φυττερ ισ σµαλλερ τηαν ονε ωουλδ εξπεχτ, βυτ νοτ φραγιλε. Ι λοϖε χοµπετιτιον, σηε σαψσ, ταλκινγ αβουτ σχηοολ σπορτσ, ατ ωηιχη σηε εξχελλεδ. Ονε ιµαγ ινεσ τηοσε ιν τηε ουτ ελδ τακινγ α φεω στεπσ βαχκ ωηεν Φυττερ γοτ υπ το βατ. Σπορτσ ταυγητ ηερ τεαµωορκ, σηε εξπλαινσ, ηερ παρεντσ ταυγητ ηερ εµ πατηψ, ανδ λαω σχηοολ ρεινφορχεδ ηερ λοϖε οφ ϕυστιχε. Εϖεν ηερ ιντερεστ ιν νατ υραλ ηιστορψ ηασ εαρλψ ροοτσ. Ι ϖε αλωαψσ χολλεχτεδ ροχκσ, σηελλσ ανδ βυττερ ιεσ, Φυττερ σαψσ. Μψ δαυγητερσ αρε αµαζεδ τηατ Ι χαν στιλλ ϕυστ ρεαχη ουτ ανδ χαπ τυρε α βυττερ ψ. Φυττερ ηασ βεεν σπενδινγ ωηατ τιµε σηε χαν εξπλορινγ τηε µυσευµ τωο τηιρδσ οφ ωηιχη ισ ο λιµιτσ το ϖισιτορσ. Φεω οφ τηοσε µιλλιονσ ρεαλιζε τηατ βε ηινδ τηε στριπεδ ποτσ ανδ στυ εδ δεερ λιε σοµε φροντ ρανκ λαβορατοριεσ. Ωηεν ασκεδ ωηατ ηερ φαϖοριτε σχιεντι χ προϕ εχτσ αρε, Φυττερ δεµυρσ: Α µοτηερ χαν τ ηαϖε φαϖοριτεσ. Ι λοϖε αλλ οφ µψ χηιλδρεν εθυαλλψ. Ατταχηεδ το τηε µατερναλ µετα πηορ, Φυττερ νοτεδ ατ ηερ ωελχοµινγ ρε χεπτιον τηατ τηε µυσευµ σ δραµατιχ φοσσιλ µουντ οφ α 50 φοοτ βαροσαυρυσ, ρεαρινγ υπ το δεφενδ ιτσ βαβψ φροµ αν ϑασον ΓΟΛΤΖ ατταχκινγ αλλοσαυρυσ, ρεµινδεδ ηερ οφ ηερ προτεχτιϖε ρολε. Τηισ µυσευµ ισ παρτ σχηοολ, παρτ υνιϖερσιτψ ανδ παρτ πυβλιχ φορυµ, Φυτ τερ σαψσ. Βοτη Φυττερ ανδ Μιχηαελ ϑ. Νο ϖαχεκ, τηε µυσευµ σ δεαν οφ σχιενχε, ταλκ οφ ηοω τωο δοµιναντ χονχερνσ οφ ουρ τιµεσ τηε πυβλιχ σ ποορ κνοωλεδγε οφ τηε νατυραλ ωορλδ ανδ τηε ϖανισηινγ διϖερσιτψ οφ λιφε πρεσεντ τηε µυσευµ ωιτη α παρτιχυλαρ οππορτυνιτψ το εν ηανχε ιτσ προ λε. Τηεψ µαψ βε ριγητ. Αν αχχουντ οφ τηε µυσευµ σ ηιστορψ, ωριττεν ιν 1968 βψ ϑοην Μ. Κεννεδψ οφ Ψαλε Υνιϖερσιτψ, ρε ΣΥΠΕΡΑΧΗΙΕςΕΡ ΦΥΤΤΕΡ: Ωιννινγ ισ µορε φυν. ϖεαλσ τηατ τηε ινστιτυτιον προσπερεδ ωηεν ιτ ωασ συχχεσσφυλλψ ιδεντι εδ ωιτη τηε ϖαλυεσ ανδ χονχερνσ οφ τηε αγε. Τηε Αµεριχαν Μυσευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ χαµε ιντο βεινγ ιν 1869, ωηεν σοµε ωεαλτηψ Νεω Ψορκερσ, αµονγ τηεµ Τηεοδορε Ροοσεϖελτ, Σρ., ανδ ϑ. Πιερποντ Μοργαν, ρεσολϖεδ το βρινγ τηε υπλιφτινγ λεσσονσ οφ νατυρε το τηε χιτψ σ ωορκινγ χλασσεσ. Αν αππεαλ το τηε πυβ λιχ βρουγητ ιν ηυνδρεδσ οφ ροχκσ, σηελλσ ανδ πρεσσεδ οωερσ; νεξτ τηε τρυστεεσ πυρχηασεδ τηε βιρδ ανδ φοσσιλ χολλεχ τιονσ οφ σεϖεραλ νατυραλιστσ. Ονε τρυστεε αλσο αχθυιρεδ α λιφε σιζε εξηιβιτ οφ α λιον ατταχκινγ αν Αραβ ον α χαµελ. Ιτ ωιλλ αδδ γρεατλψ το τηε ποπυλαρ ιντερεστ οφ τηε µυσευµ, ηε ωροτε, ανδ αιδ υσ ιν γεττινγ συβσχριπτιονσ. ( Τηε σεντι µεντ ωασ εχηοεδ βψ τηε µυσευµ σ χυ ρατορσ ιν 1991, ωηεν τηε νεωλψ υνϖειλεδ βαροσαυρυσ τριο δρεω χοµµεντσ αβουτ αυτηεντιχιτψ.) Τηε αχθυισιτιονσ γρεω ραπιδλψ. Βελιεϖ ινγ τηατ χολλεχτιονσ µαδε φορ τηε πυρ ποσεσ οφ ρεσεαρχη ωερε βεστ λεφτ το τηε Ευροπεανσ, τηε τρυστεεσ τενδεδ το βυψ οβϕεχτσ τηατ δισπλαψεδ ωελλ, συχη ασ λαργε βονεσ ιναδϖερτεντλψ σεττινγ τηε σταγε φορ τηε µυσευµ σ φυτυρε εµινενχε ιν παλεοντολογψ. Ιν 1877 τηε βιρδσ ανδ βονεσ µοϖεδ ιντο α γρανδ νεω βυιλδινγ δονατεδ βψ τηε χιτψ ον τηε ωεστ σιδε οφ Χεντραλ Παρκ. Αττενδανχε προµπτλψ φελλ: τηερε ωασ νο εασψ ωαψ φορ τηε χιτψ σ ποπυλαχε το γετ τηατ φαρ νορτη. Βεσιδεσ, µοστ οφ τηε τρυστεεσ βεινγ στριχτ Πρεσβψτεριανσ, τηε µυσευµ ωασ χλοσεδ ον τηε Σαβ βατη τηε ονε δαψ οφ τηε ωεεκ ωηεν τηε ωορκινγ χλασσεσ ωερε νοτ ωορκινγ. Τηε τρυστεεσ ασκεδ Μορρισ Κ. ϑεσυπ το στυδψ τηε προβλεµ. Βε χοµινγ πρεσιδεντ ιν 1881, ϑεσυπ λαϖισηεδ ον τηε µυσευµ τηε σαµε χαρεφυλ αττεντιον τηατ ηαδ βενε τεδ ηισ Ωεστερν ραιλροαδσ. Φιρστ ηε ηαδ τηε λονε χυρατορ, Αλ φρεδ Βιχκµορε, ρεαρρανγε τηε εξ ηιβιτσ. Ηισ λαβελσ, ϑεσυπ τολδ Βιχκ µορε, ωερε τοο λονγ ανδ σχιεν τι χ. Βιχκµορε αλσο βεγαν το γιϖε λεχτυρεσ ιν νατυραλ ηιστορψ το λοχαλ τεαχηερσ. Ιν 1884 ϑεσυπ σαιλεδ το Ευροπε ανδ στυδιεδ τηε ρεσεαρχη χολλεχτιονσ οφ τωο µαϕορ µυσε υµσ. εχιδινγ τηατ τηε Αµεριχαν Μυσευµ ασ ωελλ σηουλδ ενγαγε ιν ρεσεαρχη, ηε ηιρεδ ϑοελ Α. Αλλεν ασ τηε χυρατορ οφ α βρανδ νεω δεπαρτ µεντ οφ µαµµαλογψ ανδ ορνιτηολογψ. Λικε τηειρ πεερσ ιν τηε 20τη, σχιεντιστσ οφ τηε λατε 19τη χεντυρψ ωερε αχυτελψ αωαρε οφ τηε σπεεδ ωιτη ωηιχη σπεχιεσ ωερε ϖανισηινγ φροµ τηε εαρτη. Αλλεν, ιν παρτιχυλαρ, ωισηεδ το πρεσερϖε α ρεχορδ οφ Αµεριχαν βιρδσ ανδ µαµµαλσ φορ ποστεριτψ. Τηε προχεσσ οφ χολλεχτινγ µαµµαλσ αππεαλεδ το τηε τρυστεεσ, ανδ ιν 1888 τηε µυσευµ σ ρστ εξπεδιτιον α γρουπ οφ σπορτσµεν ωιτη γυνσ ωεντ ουτ ιν σεαρχη οφ βισον. Αλσο ιν τηατ ψεαρ τηε µυσευµ φουνδ ιτσελφ φορχεδ βψ τηε χιτψ, νοω δοµινατεδ βψ Ιριση Χατηολιχ ϖοτερσ, το οπεν ον Συνδαψσ. ϑεσυπ δεχιδεδ ασ ωελλ το δεϖελοπ α παλεοντολογψ δεπαρτµεντ. Υναβλε το εν τιχε τηε φαµεδ Οτηνιελ Χ. Μαρση οφ Ψαλε, ηε ηιρεδ Ηενρψ Φαιρ ελδ Οσβορν. Οσβορν χαµε το τηε µυσευµ ιν 1891 ανδ τηατ συµµερ σεντ αν εξπεδιτιον το τηε βεστ οφ Μαρση σ φοσσιλ θυαρριεσ. Τηερεβψ ηε αχθυιρεδ σοµε νε σπεχιµενσ αλονγ 28 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

15 ωιτη τηε πριϖιλεγε οφ ναµινγ τηεµ. Τηεν, ηαϖινγ χονσπιρεδ το ηαϖε Μαρση σ φυνδ ινγ χυτ ο, ηε σεττλεδ δοων το αµασσ ασ χοµπλετε ασ ποσσιβλε α ρεχορδ οφ παστ Νορτη Αµεριχαν ϖερτεβρατεσ. ϑεσυπ αλσο ηιρεδ Φρανζ Βοασ, α ρεπυτ εδ αντηροπολογιστ. Αρτιφαχτσ τηατ Βοασ χολλεχτεδ νοω ρεπρεσεντ ασ ηε ηαδ εν ϖισαγεδ ουρ ονλψ ρεχορδ οφ τηε χυλτυρεσ οφ σεϖεραλ Νορτη Αµεριχαν τριβεσ τηατ ωεντ τηε ωαψ οφ τηε βισον. Ονε τρεκ το τηε νορτηωεστερν χοαστ, δεσιγνεδ το ρε σολϖε ωηετηερ Ινδιανσ ηαδ χοµε φροµ Ασια, βρουγητ βαχκ α ωαρ χανοε τηατ νοω σερϖεσ ασ α ρενδεζϖουσ ποιντ ατ τηε µυσευµ. Α µονογραπη ον τηε Ψυκαγηιρ τριβε οφ Σιβερια, βασεδ ον ανοτηερ ϑεσυπ φοραψ, ωασ ρεχεντλψ αχθυιρεδ βψ τηε τριβε σ δεσχενδαντσ. Τρανσλατινγ ιτ ιντο τηειρ λανγυαγε ανδ τεαχηινγ ιτ ιν σχηοολσ, µοδερν δαψ Ψυκαγηιρσ ηοπε το ρεγαιν σοµε σενσε οφ τηειρ χυλτυρε, δεστροψεδ βψ Σοϖιετ οχχυπατιον. Λικε ανψ οτηερ ραµβλινγ, ολδ ςιχτοριαν ηουσε, τηε νατυραλ ηισ τορψ µυσευµ ηασ ιτσ δαρκ σε χρετσ. Ροβερτ Πεαρψ, τηε Αρχτιχ εξ πλορερ, βρουγητ βαχκ σιξ Ινυιτ Ιν διανσ, φουρ οφ ωηοµ διεδ σοον αφτερ αρριϖινγ ιν Μανηατταν. (Ονλψ λαστ ψεαρ ωερε τηειρ σκελετονσ σηιππεδ βαχκ το Γρεενλανδ.) Ονε συρϖιϖορ ωασ αβλε το ρετυρν ηοµε; τηε οτηερ, α λιττλε βοψ, Μινικ, ωασ βρουγητ υπ βψ α µυσευµ εµ πλοψεε ανδ διεδ, α βιττερ ψουνγ µαν, ατ αγε 27. Ανοτηερ ινδιϖιδ υαλ δισπλαψεδ ατ τηε µυσευµ ανδ ατ τηε Βρονξ Ζοο, τηε πψγµψ Οτα Βενγα, τοοκ ηισ οων λιφε. Ανδ, λικε α ςιχτοριαν φαµιλψ, τηε µυσευµ συρϖιϖεδ ιτσ τραγεδιεσ. Βψ τηε τιµε ϑεσυπ διεδ ιν 1908, ηε ηαδ γρεατλψ ενηανχεδ τηε ιν στιτυτιον σ σχιεντι χ στατυσ. Τηε τρυστεεσ ηαδ γιϖεν γενερουσλψ, το προϕ εχτσ τηατ χαυγητ τηειρ αττεντιον ανδ τηατ βρουγητ ιν τηε πυβλιχ. Τηε στυδψ οφ νατυρε, τηεσε σελφ µαδε µεν ηοπεδ, ωουλδ αχθυαιντ τηε χιτψ σ ιµµιγραντσ ωιτη τηε ρεαλ Αµεριχα. Οσβορν, ωηο φολλοωεδ ϑεσυπ ασ πρεσι δεντ, τυρνεδ τηε µυσευµ ιντο α νατιον αλ ινστιτυτιον. Εξπεδιτιονσ το τηε Γοβι εσερτ λεδ βψ Ροψ Χηαπµαν Ανδρεωσ τυρνεδ υπ φοσσιλιζεδ δινοσαυρ εγγσ ανδ τηε εαρλιεστ κνοων σκυλλσ οφ µαµµαλσ, ρεινφορχινγ Οσβορν σ σχιεντι χ εµι νενχε. Ενϕοψινγ τηε σπονσορσηιπ οφ τηε τρυστεεσ ϑ. Π. Μοργαν ωασ ηισ µατερ ναλ υνχλε Οσβορν µαναγεδ ασ ωελλ το χατχη τηε ιµαγινατιον οφ µιδδλε χλασσ Αµεριχανσ. Ηε συχχεσσφυλλψ ιδεντι εδ τηε µυσε υµ ωιτη συχη δοµιναντ ϖαλυεσ οφ τηε αγε ασ βολδνεσσ, αδϖεντυρουσνεσσ ανδ ηαρδ ωορκ. Τηε εξπεδιτιονσ, σκιλλφυλλψ δραµατιζεδ βψ τηε µυσευµ σ πρεσσ οφ ϑασον ΓΟΛΤΖ χερ, µαδε ηεροεσ οφ µεν συχη ασ Αν δρεωσ. ( Τηε Ινδιανα ϑονεσ µοϖιεσ µαψ ηαϖε βεεν ινσπιρεδ βψ ηιµ.) Ιν τηε 1920σ ηυνδρεδσ οφ βοψσ ωροτε εαχη ψεαρ το τηε µυσευµ, ασκινγ ηοω τηεψ χουλδ γετ α ϕοβ τηερε. Οφτεν τηεψ οφ φερεδ το ωορκ ωιτηουτ παψ ανδ το δο ανψτηινγ, ϕυστ σωεεπινγ τηε οορσ. Υντιλ τηε στοχκ µαρκετ χραση οφ 1929, τηε µυσευµ γρεω ηεαδιλψ. Νεω εξηιβ ιτσ συχη ασ τηε Αφριχαν µαµµαλ ηαλλ, τηε ωορκ οφ τηε γρεατ ηυντερ, νατυραλιστ ανδ ταξιδερµιστ Χαρλ Ακελεψ οπενεδ φρεθυεντλψ. Τηε αδµινιστρατιϖε ο χεσ αλσο εξπανδεδ, ιν ρεσπονσε το τηε νεεδ φορ περπετυαλ φυνδ ραισινγ. Ρεσεαρχη διδ νοτ αλωαψσ δο σο ωελλ. Οσβορν τηουγητ οφ νατυραλιστσ ωιτη δοχτορατεσ ασ τοο τηεορετιχαλ ανδ αντηροπολογψ ασ γοσσιπ οφ τηε νατιϖεσ ; Βοασ εϖεντυ αλλψ λεφτ τηε µυσευµ φορ Χολυµβια Υνι ϖερσιτψ. Ιν λατερ ψεαρσ τηε µυσευµ ρε ΣΥΠΕΡΜΟΤΗΕΡ ΒΑΡΟΣΑΥΡΥΣ προτεχτινγ ηερ ψουνγ. χαπτυρεδ ηισ λεγαχψ τηρουγη τηε πρεσ ενχε οφ Μαργαρετ Μεαδ, ηισ στυδεντ. υρινγ τηε Γρεατ επρεσσιον, τηε µυ σευµ λοστ µανψ οφ ιτσ οριγιναλ τρυστεεσ. Τιρεδ οφ ωορρψινγ αβουτ µονεψ, Οσβορν ρετιρεδ ιν Φροµ τηεν ον, τηε µυ σευµ ωασ ρυν νοτ σο µυχη βψ ιτσ πρεσι δεντ ασ βψ ιτσ διρεχτορ. Οϖερ τηε ψεαρσ τηε διρεχτορσ χονσολιδατεδ τηε αδµινισ τρατιϖε ανδ σχιεντι χ δεπαρτµεντσ. Νεω σουρχεσ οφ φυνδινγ, συχη ασ τηε Νατιον αλ Σχιενχε Φουνδατιον, οπενεδ υπ αφτερ Ωορλδ Ωαρ ΙΙ. Χυρατορσ βεγαν το χοµ πετε ωιτη αχαδεµιχσ ατ υνιϖερσιτιεσ φορ ρεσεαρχη γραντσ. Ιν 1988 τηε τρυστεεσ δεχιδεδ τηατ, ονχε µορε, τηε πρεσιδεντ σηουλδ βε τηε χηιεφ εξεχυτιϖε ο χερ. υρινγ τηε τεν υρε οφ Γεοργε. Λανγδον, ϑρ., τηε ρστ παιδ πρεσιδεντ, τηε µυσευµ εµβαρκεδ ον α προγραµ οφ µοδερνιζατιον ωηιχη Φυττερ ηασ ινηεριτεδ. Τοδαψ τηε µυσευµ σ λαβψριντηινε στοραγε αρεασ χονταιν µορε τηαν 30 µιλ λιον σπεχιµενσ ανδ αρτιφαχτσ. Αµονγ τηεσε, ρεπορτεδλψ, αρε βυστσ ονχε υσεδ ιν τηε σερϖιχε οφ ευγενιχσ, νοω λινινγ α γηοστλψ αττιχ ανδ α χολονψ οφ βεετλεσ αλµοστ α χεντυρψ ολδ τηατ στιλλ σερϖεσ το χλεαν τηε εση ο δελιχατε βονεσ. Α στα οφ 200 σχιεντιστσ, αµονγ τηεµ 42 χυρατορσ, χονδυχτ ρεσεαρχη ιν λαβο ρατοριεσ τυχκεδ βεηινδ εξηιβιτιον ηαλλσ. Τηεψ αλσο γο ον νυµερουσ εξπεδιτιονσ (αλτηουγη τηε οριγιναλ ρυλε οφ νδερσ, κεεπερσ ισ µυχη αλτερεδ τηεσε δαψσ). Τηουσανδσ οφ σχρεαµινγ σχηοολχηιλ δρεν γαλλοπ τηρουγη τηε ηαλλσ εϖερψ δαψ, φαλλινγ οϖερ ιν αωε ατ τηε σιγητ οφ τηε βαροσαυρυσ. ( ςισιτινγ Μοµµψ σ οφ χε ισ νοω α λοτ µορε φυν, σαψσ Φυττερ οφ ηερ δαυγητερσ, αγεδ ειγητ ανδ 12.) Ον τηε φουρτη οορ, ωινδοωσ τηατ ηαϖε βεεν βοαρδεδ υπ φορ δεχαδεσ αρε βεινγ οπενεδ, λεττινγ λιγητ ιντο νεω ανδ φυ τυρε εξηιβιτσ οφ φοσσιλ ϖερτεβρατεσ. Χυρατορσ χοντινυε το βε δεεπλψ ινϖολϖεδ ιν πλαννινγ τηε µυσε υµ σ εξηιβιτσ. Τηε Ηαλλ οφ Ηυµαν Βιολογψ, ωηιχη οπενεδ ιν 1992, τοοκ σιξ ψεαρσ οφ ιντενσε ωορκ βψ τηε αντηροπολογιστ Ιαν Ταττερσαλλ. Μυσευµ σχιεντιστσ αρε ρεοργανιζ ινγ τηε φοσσιλ ηαλλσ αχχορδινγ το τηε χλαδιστιχ παραδιγµ οφ εϖο λυτιοναρψ τηεορψ, φορ ωηιχη τηε µυσευµ ισ Μεχχα. Σαψσ Ωαρδ Χ. Ωηεελερ, ωηο ηελπεδ το σταρτ υπ τηε νεω µολεχυλαρ σψστεµατιχσ λαβορατορψ: Τηε εξπερτισε ον εϖο λυτιον ατ τηισ µυσευµ ισ ινχρεδι βλε. Ψου νεεδ το κνοω σοµετηινγ, ιτ σ ηερε. Ορ ψου νεεδ σοµετηινγ, ιτ σ ηερε, τοο. Το ρεσεαρχηερσ, τηε µυσευµ σ χολλεχτιον πρεσεντσ αν ουτστανδ ινγ ρεσουρχε: τηε ωορλδ σ µοστ εξ τενσιϖε ρεχορδ οφ λιφε φορµσ, παστ ανδ πρεσεντ. ςαλυαβλε ασ ωελλ ισ τηε χυ ρατορσ εξπεριενχε ιν ιδεντιφψινγ σπεχιεσ. Οϖερ ρεχεντ δεχαδεσ, ασ βιολογψ ηασ βε χοµε εϖερ µορε σπεχιαλιζεδ, φεωερ σχι εντιστσ χαν ρεχογνιζε βιοδιϖερσιτψ ωηεν τηεψ σεε ιτ. Συχη εξπεριενχε ισ υσεφυλ ιν γυιδινγ χονσερϖατιον ε ορτσ. Χυρατορ Μελανιε Στιασσνψ, φορ εξαµπλε, ποιντσ ουτ τηατ λεµυρσ ανδ σοµε χιχηλιδ ση, φουνδ ονλψ ιν πριστινε ποχκετσ ιν Μαδαγασχαρ, αρε οφ ανχιεντ ανδ υνιθυε λινεαγε. Τηεψ τηερεφορε δεσερϖε ουρ υτµοστ αττεντιον. Ωε αρε σιττινγ ον τωο οφ τηε µοστ πρεσσινγ ισσυεσ οφ ουρ τιµε, Φυττερ νοτεσ. Βοτη οφ τηεσε ισσυεσ τηε στατε οφ τηε νατυραλ ενϖιρονµεντ ανδ σχιενχε εδυχατιον τηε Αµεριχαν Μυσευµ ισ δετερµινεδ το µακε ιτσ οων. Ιφ ηιστορψ ισ ανψ γυιδε, τηε στρατεγψ βοδεσ ωελλ. Τηισ µυσευµ, σαψσ Φυττερ ωιτη χηαρ αχτεριστιχ χονϖιχτιον, ισ ποισεδ φορ ενορ µουσ συχχεσσ. Μαδηυσρεε Μυκερϕεε ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

16 Αγριχυλτυρε φορ εϖελοπινγ Νατιονσ The capital-intensive, highly mechanized Western model may not suit every developing region. Systems of intensive polyculture, exemplified by rice cultivation, may be better βψ Φρανχεσχα Βραψ Πεοπλε ιν τηε ριχη ινδυστριαλ χουν τριεσ ηαϖε ξεδ ιδεασ αβουτ τηε δεϖελοπµεντ οφ αγριχυλτυρε. Χηιλ δρεν ατ σχηοολ λεαρν αβουτ τηε τεχηνι χαλ προγρεσσ φροµ διγγινγ στιχκ το ηοε ανδ φροµ τηε χαττλε δραων ωοοδεν αρδ το τηε τραχτορ δριϖεν, στεελ σηαρεδ πλοω. Εχονοµιστσ ανδ σοχιολογιστσ δεσχριβε τηε σηιφτ φροµ σµαλλ φαµιλψ φαρµσ το λαργε, ε χιεντ χοµµερχιαλ εντερπρισεσ. Ηυµαν λαβορ ανδ σκιλλσ ψιελδ το ινχρεασ ινγλψ χοµπλιχατεδ µαχηινεσ. Αλτηουγη ατ τιµεσ ωε φεελ πανγσ οφ νοσταλγια φορ τηε ολδ ωαψσ, ωε κνοω τηατ τηε Ωεστ ερν µοδελ τραχεσ τηε ινεϖιταβλε πατη οφ ηυµαν προγρεσσ. Ορ δοεσ ιτ? Μουντινγ φρυστρατιον οϖερ αττεµπτσ το πλαν αγριχυλτυραλ δεϖελοπ µεντ αρουνδ τηε ωορλδ ηασ µαδε ιτ χλεαρ τηατ τηε ωαψ φαρµινγ δεϖελοπεδ ιν Ευροπε ανδ Νορτη Αµεριχα µαψ νοτ, αφτερ αλλ, βε τηε βεστ µοδελ ιν τηε ποορ χουντριεσ οφ Αφριχα, Ασια ανδ Λατιν Αµεριχα νορ, ινδεεδ, φορ τηε συρϖιϖαλ 30 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 οφ τηε βιοσπηερε. Τηε Εαρτη Συµµιτ ηελδ ιν 1992 ιν Ριο δε ϑανειρο µαρκεδ τηε ο χιαλ ενδορσεµεντ οφ α νεω, χριτι χαλ αππροαχη το τηε ωορλδ σ προβλεµσ ωιτη ρεσουρχεσ. Ιτσ κεψ ωορδσ αρε νοτ γροωτη ανδ δεϖελοπµεντ βυτ χον σερϖατιον ανδ συσταιναβιλιτψ. Τηε βα σιχ πηιλοσοπηψ οφ χλασσιχαλ αγριχυλτυραλ ανδ εχονοµιχ δεϖελοπµεντ µορε ισ βεττερ, φορ εϖερψβοδψ ισ νοω σεριουσλψ ιν θυεστιον. Ψετ τηε ωορλδ στιλλ φαχεσ υργεντ προβ λεµσ οφ ποϖερτψ, ηυνγερ ανδ δισεασε. Ρυραλ ποπυλατιονσ αρε εσπεχιαλλψ δε πριϖεδ ανδ ϖυλνεραβλε. Τηε γρεατ θυεσ τιον ισ ωηετηερ αγριχυλτυραλ πολιχιεσ βασεδ ον χονσερϖατιον ανδ συσταιναβιλ ιτψ χαν σολϖε τηεσε αχυτε προβλεµσ. Ορ ισ χονϖεντιοναλ γροωτη δριϖεν δεϖελοπ µεντ, φορ αλλ ιτσ δραωβαχκσ, τηε ονλψ ωαψ το ιµπροϖε ρυραλ λιϖινγ στανδαρδσ? Ι σηαλλ αργυε ηερε τηατ τηε Ωεστερν µοδ ελ µαψ νοτ βε τηε ιδεαλ φορ εϖερψ δεϖελ οπινγ ρεγιον. ΦΡΑΝΧΕΣΧΑ ΒΡΑΨ ισ προφεσσορ οφ αντηροπολογψ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια, Σαντα Βαρβαρα. Τακινγ ηερ βαχηελορ σ δεγρεε ιν Χηινεσε στυδιεσ ανδ ηερ Πη.. ιν σοχιαλ αντηρο πολογψ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαµβριδγε, σηε ωορκεδ ατ τηε Νεεδηαµ Ρεσεαρχη Ινστιτυτε ιν Χαµβριδγε φροµ 1973 το Ηερ ελδ τηερε ωασ τηε ηιστορψ οφ Χηινεσε αγριχυλτυρε, ανδ σηε ωροτε Αγριχυλτυρε, α ϖολυµε ιν τηε σεριεσ Σχιενχε ανδ Χιϖιλισατιον ιν Χηινα, εδιτ εδ βψ ϑοσεπη Νεεδηαµ. Φροµ 1981 το 1983 σηε ηελδ α Λεϖερηυλµε Ρεσεαρχη Φελλοωσηιπ το στυδψ τηε ριχε εχονοµιεσ οφ Ασια, ανδ φορ τηε νεξτ φουρ ψεαρσ σηε ωορκεδ ατ τηε ΧΝΡΣ ιν Παρισ. Σηε χαµε το τηε Υ.Σ. ιν 1987, σερϖινγ ασ προφεσσορ οφ αντηροπολογψ ατ τηε Υνι ϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια, Λοσ Ανγελεσ, υντιλ σηε τρανσφερρεδ το Σαντα Βαρβαρα λαστ ψεαρ. Ηερ βοοκσ ινχλυδε Τηε Ριχε Εχονοµιεσ: Τεχηνολογψ ανδ εϖελοπµεντ ιν Ασιαν Σοχιετιεσ, πυβ λισηεδ ιν 1986 ανδ ρεισσυεδ τηισ ψεαρ, ανδ τηε φορτηχοµινγ Φαβριχσ οφ Ποωερ, α στυδψ οφ τηε τεχηνολογιεσ τηατ δε νεδ ωοµεν σ λιϖεσ ιν ιµπεριαλ Χηινα. Ηερ νεξτ ρεσεαρχη προϕεχτ ωιλλ βε ον ιννοϖατιον ιν Χηινεσε µεδιχινε. Ασ χριτιχσ οφ χλασσιχαλ δεϖελοπµεντ πολιχιεσ ηαϖε ποιντεδ ουτ, τηε ωορλδ νοω προδυχεσ µορε τηαν ενουγη φοοδ φορ εϖερψονε, βυτ δεϖελοπµεντ ηασ οφ τεν ωορσενεδ τηε ινεθυιτιεσ οφ διστριβυ τιον. Ιν φαχτ, τηισ τρενδ ισ ηαρδλψ συρ πρισινγ ιφ ονε εξαµινεσ τηε χριτερια τηατ δε νε δεϖελοπµεντ ιν αγριχυλτυρε. Τηε µοδερνιζατιον οφ αγριχυλτυρε, ασ γεν εραλλψ υνδερστοοδ, ενταιλσ τηε αππλιχα τιον οφ σχιενχε, τεχηνολογψ ανδ χαπιταλ το ινχρεασε τηε ουτπυτ οφ ϕυστ α φεω χροπσ τηατ ηαϖε ωορλδ µαρκετσ αµονγ τηεµ ωηεατ ανδ ριχε φορ ηυµαν χον συµπτιον, χορν ανδ σοψβεανσ φορ ανι µαλ φεεδ, ανδ χοττον φορ ινδυστρψ. Τηισ αππροαχη γιϖεσ ρισε το ισσυεσ οφ εθυιτψ ανδ χονσερϖατιον. Ιν τερµσ οφ εθυιτψ, τηε σψστεµ φα ϖορσ ριχη φαρµερσ ανδ πυτσ ποορ ονεσ ατ α δισαδϖανταγε. Ιν αδδιτιον, σπεχιαλ ιζατιον ανδ εχονοµιεσ οφ σχαλε ρεδυχε εχονοµιχ διϖερσιτψ ανδ εµπλοψµεντ οππορτυνιτιεσ ιν ρυραλ αρεασ. Τηε σψστεµ ενταιλσ τηρεε προβλεµσ ιν χονσερϖατιον. Μονοχυλτυρε ρεδυχεσ βιοδιϖερσιτψ. Τηε ιντενσιϖε υσε οφ φοσσιλ φυελσ ανδ χηεµι χαλ ινπυτσ χρεατεσ πολλυτιον; οφτεν τηε ινπυτσ οφ ενεργψ εθυαλ ορ εϖεν εξχεεδ τηε ουτπυτ οφ χροπσ. Λαργε σχαλε µεχηα νιζεδ οπερατιονσ ηαστεν σοιλ εροσιον ανδ οτηερ ενϖιρονµενταλ δεγραδατιον. Φορ τηεσε ρεασονσ, τηε τρενδ οφ Ωεστ ερν αγριχυλτυραλ δεϖελοπµεντ τοωαρδ ινδυστριαλ φαρµινγ ηασ χοµε υνδερ ιν χρεασινγ χηαλλενγε φροµ χονσερϖατιον ιστσ ανδ αλσο φροµ σοχιαλ γρουπσ τηατ φεελ τηρεατενεδ βψ ιτ αµονγ τηεµ Ιν

17 ΤΡΑ ΙΤΙΟΝΑΛ ΡΙΧΕ ΦΑΡΜΙΝΓ ενταιλεδ λαργε αµουντσ οφ ηανδ λαβορ. Τηισ σχενε οφ ριχε χυλτιϖατιον ιν τηε βεαυτιφυλ βυτ ποορ Μαλαψσιαν στατε οφ Κελανταν ωασ πηοτογραπηεδ σοµε 20 ψεαρσ αγο βψ τηε αυτηορ. Τηε ωοµαν ισ τρανσπλαντινγ σεεδλινγσ. διαν ρεβελσ ιν τηε Μεξιχαν στατε οφ Χηι απασ ανδ οωνερσ οφ σµαλλ φαρµσ ιν Φρανχε. Αρε τηερε αλτερνατιϖεσ το τηε Ωεστερν µοδελ, ορ δο ωε νεεδ το ινϖεντ νεω µοδελσ? Ενϖιρονµενταλιστσ ηαϖε ιδεντι εδ σεϖεραλ αππαρεντλψ συσταιν αβλε λοχαλ φαρµινγ τραδιτιονσ αλλ οφ τηεµ φορµσ οφ πολψχυλτυρε. Αλλ φαρµινγ σψστεµσ ωερε οριγιναλλψ πολψχυλτυρεσ προϖιδινγ α ρανγε οφ βασιχ ρεθυιρεµεντσ φορ συβσιστενχε. Ιν σοµε Μεδιτερρανεαν αρεασ εϖεν τοδαψ, ονε χαν νδ φαρµερσ πλαντινγ ωηεατ ανδ βαρλεψ αρουνδ τηειρ ολιϖε τρεεσ. Μυχη οφ τηε Νορτη Αµεριχαν ωηεατ βελτ υσεδ το συππορτ µιξεδ γραιν ανδ δαιρψ φαρµινγ. Α φορµ οφ πολψχυλ τυρε τηατ ηασ ρεχεντλψ αττραχτεδ αττεν τιον φροµ αγρονοµιστσ βεχαυσε οφ ιτσ ινηερεντ συσταιναβιλιτψ ισ τηε σψστεµ ωηερεβψ χορν, βεανσ ανδ σθυαση αρε πλαντεδ ιν τηε σαµε ηολε. Τηεψ χοµπλε µεντ ρατηερ τηαν χοµπετε ωιτη ονε αν οτηερ βεχαυσε τηειρ ροοτ σψστεµσ δραω νυτριτιον ανδ µοιστυρε φροµ δι ερεντ λεϖελσ οφ τηε σοιλ. Ιν φαχτ, τηε ροοτσ οφ τηε βεαν αχτυαλλψ ξ νιτρατεσ ανδ σο φυρ νιση νατυραλ φερτιλιζερ φορ τηε χορν. Τηισ ηιγηλψ ιντενσιϖε φορµ οφ λανδ υσε ωασ ρστ δεϖελοπεδ ωελλ οϖερ 2,000 ψεαρσ αγο. Ιτ συσταινεδ γρεατ χιϖιλιζατιονσ συχη ασ τηε Μαψα ανδ χοντινυεσ το συππορτ δενσε ποχκετσ οφ ποπυλατιον αλλ οϖερ Χεντραλ Αµεριχα. Αρε τηερε οτηερ τψπεσ οφ αγριχυλτυραλ σψστεµσ τηατ µιγητ συππορτ συσταιν αβλε βυτ ιντενσιϖε δεϖελοπµεντ ον α σχαλε λαργε ενουγη το αδδρεσσ τηε διρε προβλεµσ οφ ρυραλ ποϖερτψ φαχεδ βψ µανψ δεϖελοπινγ νατιονσ? Τηε ανσωερ ρεθυιρεσ ρστ α δε νιτιον οφ συσταιν αβλε. Το µψ µινδ, α συσταιναβλε αγρι χυλτυραλ σψστεµ χαννοτ βε ϕυδγεδ σιµ πλψ βψ τηε εχολογιχαλ σουνδνεσσ οφ ιτσ φαρµινγ µετηοδσ. Ιτ µυστ αλσο προϖιδε α λιϖινγ φορ αλλ ιτσ ποπυλατιον, φαρµερσ ανδ νονφαρµερσ αλικε. Τηε µαϕοριτψ οφ τηε ωορλδ σ ποορ λιϖε ιν τηε χουντρψ σιδε; ρυραλ ποπυλατιονσ αρε στιλλ γροω ινγ, ανδ υρβαν σερϖιχεσ ανδ ινδυστριεσ νοω αβσορβ λεσσ λαβορ τηαν τηεψ ονχε διδ. Α συσταιναβλε αγριχυλτυραλ σψστεµ µυστ τηερεφορε βε αβλε το χρεατε εµ πλοψµεντ ασ ωελλ ασ το προδυχε φοοδ. Ιτ σηουλδ βε εξιβλε ανδ διϖερσι εδ, αβλε το ψιελδ νοτ ονλψ συβσιστενχε βυτ αλσο µαρκεταβλε συρπλυσεσ, ανδ ιτ σηουλδ συσ ταιν αν ιντερναλ ρυραλ εξχηανγε οφ γοοδσ ανδ σερϖιχεσ ινστεαδ οφ δεπενδινγ ηεαϖιλψ ον τηε εξτερναλ ωορλδ φορ βοτη ινπυτσ ανδ µαρκετσ. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

18 Ι ωαντ το προποσε τηατ ιτ ισ εασιερ το πλαν δεϖελοπµεντ τοωαρδ συσταιναβλε ρυραλ εχονοµιεσ ιφ ωε τακε ασ ουρ µοδελ νοτ τηε φαρµινγ σψσ τεµσ οφ τηε Ωεστ, ωηιχη ιν ηερεντλψ τενδ τοωαρδ σψσ τεµσ οφ µονοχυλτυρε ανδ εχονοµιεσ οφ σχαλε, βυτ σψσ τεµσ οφ πολψχυλτυρε τηατ υσε λανδ ιντενσιϖελψ ανδ ο ερ α βασισ φορ εχονοµιχ διϖερσι χατιον. Σοµε φοοδ σταπλεσ λενδ τηεµσελϖεσ µορε εασιλψ τηαν δο οτηερσ το ιντενσιϖε πολψχυλτυρε. Ιν τηισ αρτιχλε, Ι υσε ωετ ριχε φαρµινγ ιν Εαστ Ασια ασ µψ χασε, βεχαυσε ιτσ ηιστοριχαλ ρεχορδ ισ συ χιεντλψ ριχη το δεµονστρατε α χοηερεντ παττερν οφ τεχηνιχαλ ανδ εχονοµιχ εϖολυτιον. Ι δο νοτ συγγεστ, ηοωεϖερ, τηατ τηε ωορλδ σ προβλεµσ ωιλλ βε σολϖεδ ιφ εϖερψ ρεγιον σωιτχη εσ το ωετ ριχε. Αλµοστ ανψ χοµβινατιον οφ φοοδ σταπλεσ τηατ υσεσ λανδ ιντενσιϖελψ ωιλλ δο. Τηε ϖιεω οφ προπερ αγριχυλτυραλ προγρεσσ τηατ τηε Ωεστ ηασ ιν ιχτεδ ον τηε ρεστ οφ τηε ωορλδ ηασ ιτσ ηιστοριχαλ ροοτσ ιν τηε δεϖελοπµεντ οφ φαρµ ινγ ιν νορτηωεστερν Ευροπε ανδ τηε γραιν βελτσ οφ τηε Νεω Ωορλδ τηε ρεγιονσ τηατ συππλιεδ φοοδ φορ τηε υρβαν χεντερσ οφ τηε ινδυστριαλ ρεϖ ολυτιον. Βυτ τηισ δψναµιχ, ιν ωηιχη λαβορ ισ α σχαρχε ρε σουρχε ανδ ουτπυτ ισ ιν χρεασεδ βψ συβστιτυτινγ τεχη νιχαλ ιννοϖατιονσ φορ µαν ποωερ ανδ ανιµαλσ, ισ νοτ ινεϖιταβλε; ιτ ισ πρεδιχατεδ ον τηε χονδιτιονσ οφ προδυχτιον σπεχι χ το τηοσε ρεγιονσ. Νορτηερν Ευροπε, ωηερε τηισ δρψ γραιν φαρµινγ σψσ τεµ εϖολϖεδ, ηασ α σηορτ γροωινγ σεα σον. Τηε σταπλε χερεαλσ ωηεατ, βαρλεψ ανδ ρψε βεαρ σεεδ ηεαδσ, ορ πανιχλεσ, ωιτη ρελατιϖελψ φεω γραινσ, ατ βεστ α φεω δοζεν χοµπαρεδ ωιτη 100 ορ µορε γραινσ ον α πανιχλε οφ ριχε ορ µιλλετ. Εαχη πλαντ υσυαλλψ ηασ νο µορε τηαν τηρεε ορ φουρ στεµσ, ορ τιλλερσ. Ιν πρινχι πλε, ονε σεεδ χουλδ προδυχε σοµε 200 ο σπρινγ, βυτ τηε βιβλιχαλ παραβλε ρε µινδσ υσ τηατ µανψ σεεδσ διε ωηερε τηεψ φαλλ. Φαρµερσ ιν µεδιεϖαλ Ευροπε ηαδ το κεεπ ασ µυχη ασ α τηιρδ οφ τηειρ χροπ φορ τηε νεξτ ψεαρ σ σεεδ; ανοτηερ λαργε πορτιον ωεντ το φεεδινγ δραφτ ανι µαλσ οϖερ τηε ωιντερ. Βεχαυσε τηε ονλψ ΣΥΠΠΛΕΜΕΝΤΑΡΨ ΧΡΟΠ οφ καβοχηα ( ϑαπανεσε πυµπκιν σθυαση) ισ γροων ον α βυνδ, ορ σµαλλ δικε, συρρουνδινγ α ριχε φιελδ ιν ϑαπαν. Συχη α χονχεντρατεδ υσε οφ λανδ ισ χηαραχ τεριστιχ οφ φαρµινγ ιν Εαστ Ασιαν πολψχυλτυρε. φερτιλιζερ αϖαιλαβλε ωασ µανυρε, λανδ ηαδ το βε λεφτ φαλλοω οφτεν ανδ χουλδ βε πλαντεδ ωιτη χερεαλ ονλψ ονχε εϖερψ τωο ορ τηρεε ψεαρσ. Ιν σηορτ, τηισ φαρµ ινγ σψστεµ υσεδ λανδ εξτενσιϖελψ ανδ χουλδ νοτ συππορτ ηιγη ποπυλατιον δεν σιτιεσ. Τηε τψπιχαλ 11τη χεντυρψ Ενγλιση ηολδινγ, ασ ρεχορδεδ ιν τηε οµεσδαψ Βοοκ, ωασ 30 αχρεσ (12 ηεχταρεσ). ραφτ ανιµαλσ πλαψεδ α χρυχιαλ ρολε ιν τηισ φαρµινγ σψστεµ. Ψιελδσ ωερε σο λοω τηατ ιτ ωασ ιµποσσιβλε το τιλλ ενουγη λανδ φορ συβσιστενχε βψ µανποωερ αλονε. Σοµε πλοω τεαµσ χονσιστεδ ονλψ οφ α παιρ ορ τωο οφ οξεν, βυτ ιν τηε ηεαϖψ χλαψ σοιλσ τψπιχαλ οφ νορτηερν Ευροπε, ωηερε α πλοωσηαρε ηαδ το χυτ δεεπλψ το τυρν τηε σοιλ οϖερ, ασ µανψ ασ α δοζεν οξεν µιγητ φορµ α τεαµ. Ωηερε δραφτ ανιµαλσ ανδ ηεαϖψ ιµ πλεµεντσ γυρε προµινεντ λψ ιν αγριχυλτυραλ προδυχτιον, ιτ ισ χλεαρ τηατ λαργε φαρµσ, ωηιχη χαν α ορδ µορε ανι µαλσ ανδ εθυιπµεντ ανδ χαν οργανιζε τηειρ υσε µορε ε χιεντλψ, ωιλλ ηαϖε α σιγνιφιχαντ αδϖανταγε οϖερ σµαλλερ ηολδ ινγσ. Τηε λαργερ τηε φαρµ ιν µεδιεϖαλ Ευροπε, τηε µορε λικελψ ιτ ωασ το προδυχε α συρπλυσ. Υρβαν µαρκετσ φορ φοοδ γρεω ιν τηε 12τη ανδ 13τη χεντυριεσ, ανδ τηε ολδ φευδαλ σψστεµσ, υνδερ ωηιχη σερφσ ωορκεδ βοτη τηειρ οων στριπσ οφ λανδ ανδ τηε λορδ σ δο µαιν, βεγαν το βρεακ δοων. Μανοριαλ λορδσ σταρτεδ το χον σολιδατε ανδ ενχλοσε λαργε ηολδινγσ ανδ φαρµ τηεµ ωιτη ωαγε λαβορ. Τηε λαβορερσ ωερε οφτεν πεασαντσ ωηο ηαδ λοστ τραδιτιοναλ ριγητσ το λανδ ασ ιτσ οωνερσηιπ βεχαµε πριϖα τιζεδ. Ιφ λανδοωνερσ λετ τηειρ λανδ το τεναντσ, ιτ ωασ νοτ το συβσιστενχε σµαλληολδερσ βυτ το βεττερ ο φαρµερσ σµαλλ χαπιταλιστσ λικε τηε Ενγλιση ψεοµεν, ωηο χουλδ βεαρ τηε ρισκσ οφ ινϖεστµεντ ιν ανι µαλσ ανδ εθυιπµεντ. Χαπι ταλιστ ρελατιονσ ιν αγριχυλτυρε ηαδ φορµεδ ιν µανψ παρτσ οφ νορτηωεστερν Ευροπε βεφορε τηε 15τη χεντυρψ. Μαρκετσ ιν λανδ ανδ λαβορ ωερε ωελλ δε ϖελοπεδ. Τηε σοχιαλ ρελατιονσ νεχεσσαρψ φορ τηε φουνδατιον οφ α µοδερν µεχηανιζεδ αγ ριχυλτυρε ωερε τηυσ ιν πλαχε, βυτ τηε νεχεσσαρψ τεχηνιχαλ εξπερτισε ωασ λαχκινγ. εϖελοπµεντ οφ τηισ αγ ριχυλτυραλ σψστεµ ωασ δριϖεν βψ τηε συπεριορ περφορµανχε οφ λαργε, χεντραλλψ µαναγεδ υνιτσ οφ προδυχτιον. Τηε 18τη χεντυρψ ρεχορδεδ ιµπροϖε µεντσ τηατ ινχλυδεδ νεω χροπ ϖαριετιεσ ανδ βρεεδσ οφ ανιµαλ, βεττερ πλοωσ ανδ δραιναγε σψστεµσ, ανδ χροπ ροτατιονσ τηατ χοµβινεδ χερεαλσ ωιτη φοδδερ χροπσ συχη ασ χλοϖερ ανδ τυρνιπσ. Αλλ τηε εξ περτσ αγρεεδ τηατ ονλψ λαργε φαρµσ ωερε συιταβλε φορ τηεσε ηιγη φαρµινγ µετη οδσ. Εχονοµιεσ οφ σχαλε διχτατεδ ωηο χουλδ α ορδ συχη ιµπροϖεµεντσ. Βεφορε µεχηανιζατιον, µανψ ηιγη φαρµινγ ιννοϖατιονσ ρεθυιρεδ ινχρεασεδ λαβορ ασ ωελλ ασ χαπιταλ. Ιν νορτηωεστερν Ευροπε, φαρµερσ ηαδ το χοµπετε ωιτη 32 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

19 τηε νεω ανδ εξπανδινγ ινδυστριεσ φορ ωορκερσ; ιν τηε σπαρσελψ ποπυλατεδ Νεω Ωορλδ, λαβορ ωασ σιµπλψ ϖερψ σχαρχε. Ιν ϖεντορσ ηαδ βεεν τινκερινγ ωιτη φαρµ µαχηινερψ ασ εαρλψ ασ τηε 16τη χεντυρψ, βυτ ωιτηουτ µυχη συχχεσσ. Βψ τηε εαρλψ 19τη χεντυρψ τηε νεεδ φορ συχη µα χηινεσ ωασ φελτ αχυτελψ. Τηατ ωασ τηε τιµε ωηεν ενγινεερσ χουλδ ατ λαστ δραω ον µατεριαλσ ανδ εξ περτισε φροµ τηε ινδυστριαλ σπηερε στεελ, στεαµ ποωερ ανδ χηεµιχαλσ το δεϖελοπ λαβορ συβστιτυτεσ φορ αγριχυλ τυρε. Τηε ρστ συχχεσσφυλ µεχηανιχαλ τηρεσηερσ χαµε ον τηε Βριτιση µαρκετ ιν τηε 1830σ (προϖοκινγ ριοτσ βψ αγρι χυλτυραλ λαβορερσ ασ τηεψ σαω τηειρ πρε χαριουσ λιϖελιηοοδσ τηρεατενεδ). Ηορσε δραων ρεαπερσ, ηαρϖεστερσ ανδ µεχηαν ιχαλ δριλλσ φολλοωεδ, ανδ εϖεντυαλλψ ιν τηε 20τη χεντυρψ τηε τραχτορ ρεπλαχεδ τηε ηορσε. Χηεµιχαλ φερτιλιζερ ελιµινατ εδ τηε νεχεσσιτψ φορ χροπ ροτατιονσ ανδ φαχιλιτατεδ µονοχυλτυρε. Ηερβιχιδεσ ανδ πεστιχιδεσ φυρτηερ ρεδυχεδ τηε νεεδ φορ λαβορ. Τηε αµουντ οφ αγριχυλτυραλ λανδ περ αγριχυλτυραλ ωορκερ ιν τηε Υ.Σ. τοδαψ ισ 137 ηεχταρεσ, ανδ α µεδιυµ σιζε φαρµ οφ τηε τψπε υσυαλλψ ρυν βψ α σινγλε φαµ ιλψ ρανγεσ βετωεεν 20 ανδ 100 ηεχταρεσ. Τηισ ισ τηε ηιστοριχαλ εξπεριενχε φροµ ωηιχη ουρ ιµαγε οφ νορ µαλ αγριχυλτυραλ προγρεσσ δε ριϖεσ. ϑυστ ασ Ωεστερν παττερνσ οφ ινδυσ τριαλισµ σπρεαδ φροµ νατιον το νατιον, δε νινγ ουρ νοτιονσ οφ α µοδερν εχον οµψ, σο, τοο, αφτερ Ωορλδ Ωαρ ΙΙ τηε χηαρ αχτεριστιχσ οφ τηε Ωεστερν αγριχυλτυραλ ρεϖολυτιον δε νεδ τηε ωορλδωιδε αγεν δα οφ αγριχυλτυραλ µοδερνιζατιον. Συχη προγρεσσ σεεµεδ νορµαλ ανδ ινεϖιταβλε το τηε ποστωαρ αγριχυλτυραλ εχονοµιστσ ανδ σχιεντιστσ, µοστλψ φροµ ορ τραινεδ ιν τηε Υ.Σ., ωηο ωορκεδ ουτ α παχκαγε οφ τεχηνιχαλ ανδ εχονοµιχ αιδ το µοδερν ιζε αγριχυλτυρε ιν τηε ποορερ νατιονσ. Τηε νεω τεχηνολογψ τηεψ δεϖελοπεδ γαϖε συχη ιµπρεσσιϖε ινιτιαλ ρεσυλτσ τηατ ιτ θυιχκλψ χαµε το βε χαλλεδ τηε γρεεν ρεϖολυτιον. Τηε τεχηνολογψ χεντερσ ον τηε υσε οφ ηιγη ψιελδινγ ϖαριετιεσ οφ ωηεατ, χορν ανδ ριχε. Τηεσε ϖαριετιεσ αρε ηψβριδσ τηατ φαρµερσ χαννοτ βρεεδ τηεµσελϖεσ ανδ τηατ νεεδ χηεµιχαλ φερ τιλιζερσ ανδ ηερβιχιδεσ το τηριϖε. Ιν εξ περιµενταλ στατιονσ τηε ηψβριδσ προ δυχεδ συχη ηιγη ψιελδσ τηατ τηεψ ωερε σοον χαλλεδ µιραχλε σεεδσ. Ασ Ινδιαν εχονοµιστ ςανδανα Σηιϖα ποιντσ ουτ, ηοωεϖερ, χοµπαρισονσ βετωεεν ολδ ανδ νεω ϖαριετιεσ µεασυρε ονλψ τηε ουτπυτ οφ τηατ ονε χροπ, νοτ οφ τηε ωηολε µιξεδ χροππινγ σψστεµ τηατ ιτ οφτεν δισπλαχεσ, σο τηε οϖεραλλ γαινσ µαψ βε µυχη λεσσ τηαν χλαιµεδ. Βεχαυσε οφ τηε εµπηασισ ον µονο χυλτυρε, τηε αγριχυλτυραλ αγενχιεσ τηατ συππλψ τεχηνιχαλ ινφορµατιον, σεεδ ανδ χρεδιτ το φαρµερσ υσυαλλψ αδϖοχατε λαργε σχαλε χυλτιϖατιον ανδ τηε χονσολιδατιον οφ ηολδινγσ το µακε µεχηανιζατιον φεα σιβλε. Υνδερ τηεσε χονδιτιονσ, σαλαβλε συρπλυσεσ ανδ προ τ µαργινσ (βυτ νοτ νεχεσσαριλψ ψιελδσ) αρε γενεραλλψ προ πορτιοναλ το τηε σιζε οφ τηε φαρµ, ανδ σµαλλ φαρµσ λοσε τηειρ ϖιαβιλιτψ. Τηε πριµαρψ αιµ οφ τηε γρεεν ρεϖολυ τιον πολιχιεσ οφ τηε 1960σ ανδ 1970σ ωασ τηε εραδιχατιον οφ ωορλδ ηυνγερ: τηε µοδερνιζατιον οφ υνδερπροδυχτιϖε φαρµινγ σψστεµσ ωουλδ ινχρεασε τηε ωορλδ ουτπυτ οφ σταπλε γραινσ. Ιν τηισ ρεσπεχτ, τηε γρεεν ρεϖολυτιον ηασ βεεν α γρεατ συχχεσσ. Τηε ωορλδ σ προδυχ Αγριχυλτυραλ Προδυχτιϖιτψ τιον οφ τηε µαιν σταπλε γραινσ (ωηεατ, χορν ανδ ριχε) ωουλδ τοδαψ βε µορε τηαν αδεθυατε το φεεδ τηε ωορλδ σ ποπ υλατιον ιφ ιτ ωερε νοτ φορ προβλεµσ οφ µαλδιστριβυτιον. Βυτ ασ φαρµερσ ηαϖε βεεν ενχουραγεδ το χονχεντρατε ον µονοχυλτυρε, τηεψ ηαϖε βεχοµε µορε ϖυλνεραβλε το χροπ πεστσ ανδ πριχε υχτυατιονσ. Τηε ϖαρι ετψ οφ λοχαλ διετσ ηασ βεεν δραστιχαλλψ ρεδυχεδ, ασ ηαϖε εµπλοψµεντ οππορτυ νιτιεσ. Τηε νεω τεχηνολογψ υσεσ ενορ µουσ αµουντσ οφ χηεµιχαλσ ανδ φοσσιλ φυελσ. Ιν ενεργψ τερµσ, ιτ ισ λεσσ ε χιεντ τηαν µανψ τραδιτιοναλ φαρµινγ σψστεµσ. Μονοχυλτυρε, µεχηανιχαλ πλοωινγ, τηε εξτενσιον οφ χροπσ ιντο ωοοδλανδσ ανδ Εconomic calculations of agricultural productivity usually take into account only the yield of a particular crop per unit of land and overlook other uses to which the land may be put. The drawings show the result of such a calculation comparing a polyculture (growing several different crops on a hectare of land) with a monoculture in which only rice a dwarf, high-yielding variety common in green revolution agriculture is grown. In the polyculture (top) one hectare of land is used for several crops in a year, producing as the main crop 1.1 tons of a cereal grain (rice) and 1.6 tons of straw used for fodder and fuel, but also producing as secondary crops quantities of oil, beans and fiber. The monoculture (bottom) produces four tons of rice and two tons of straw. Because the typical calculation of productivity applies only to yields of a single crop, the comparison puts the polyculture in an unfavorable light 1.1 tons of grain per hectare as against four tons for the monoculture crop. The other yields of the polyculture are ignored. TRADITIAL PLYCULTURE IL CRPS BEAS AD PULSES GREE REVLUTI MCULTURE DWARF HIGH-YIELD VARIETIES F CEREALS GRAI = 4 TS FIBER CRPS CEREALS GRAI = 1.1 TS STRAW = 1.6 TS STRAW = 2 TS ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

20 παστυρεσ, ανδ τηε υσε οφ χηεµιχαλ προδ υχτσ αλλ χοντριβυτε το ενϖιρονµενταλ δεγραδατιον. Τηε σεχονδ αιµ οφ γρεεν ρεϖολυτιον πολιχιεσ ωασ το γενερατε ρυραλ προσπερι τψ τηρουγη τηε προδυχτιον οφ µαρκετ αβλε συρπλυσεσ. Ιτ σεεµεδ χλεαρ τηατ τηε αππλιχατιον οφ σχιενχε ανδ χαπιταλ ωουλδ ψιελδ µορε ε χιεντ ανδ προδυχτιϖε φαρµινγ πραχτιχεσ. Τηεοριεσ ιν ϖογυε ατ τηε τιµε ρεχογνιζεδ τηατ τηε χαπιταλ ρε θυιρεµεντσ οφ τηισ κινδ οφ µοδερνι ζατιον ωουλδ ινιτιαλλψ φαϖορ ωεαλτηιερ φαρµερσ βυτ ασσυµεδ τηατ σοον τηε βενε τσ ωουλδ τριχκλε δοων το τηε εν τιρε ποπυλατιον. Ιν φαχτ, µανψ ρεγιονσ ηαϖε εξπερι ενχεδ α σεϖερε εχονοµιχ πολαριζατιον. Ριχη φαρµερσ αδδ το τηειρ ηολδινγσ ωηιλε ποορ ονεσ αρε εδγεδ ουτ οφ φαρµινγ ιντο α δεπενδεντ ωαγε λαβορ φορχε. Τηε πεο πλε ωηο χαν α ορδ το φαρµ ρελψ ινχρεασ ινγλψ ον τηε υρβαν εχονοµψ φορ γοοδσ, σερϖιχεσ ανδ µαρκετσ. Οππορτυνιτιεσ φορ ωορκ ιν τηε χουντρψσιδε διµινιση, βυτ υρβαν ινδυστρψ χαννοτ γενερατε ενουγη ϕοβσ, ανδ τηε υνεµπλοψεδ χονγρεγατε ιν χιτψ σλυµσ. Τηε παραλλελσ βετωεεν τηε γρεεν ρεϖο λυτιον ανδ τηε 18τη χεντυρψ µοδερν ιζατιον οφ Ωεστερν φαρµινγ αρε χλεαρ. Ιφ αδϖοχατεσ οφ τηε γρεεν ρεϖολυτιον νε γλεχτεδ το χονσιδερ τηε νεγατιϖε σοχιαλ ανδ εχολογιχαλ χονσεθυενχεσ οφ τηειρ πλανσ, ιτ ωασ λαργελψ βεχαυσε τηισ στψλε οφ δεϖελοπµεντ, ωιτη ιτσ ρελιανχε ον χαπ ιταλ ανδ µαχηινερψ, σεεµσ το ρεπρεσεντ τηε ινεϖιταβλε πατη το µοδερνιζατιον. Ιτ ωασ ιν 1976, δυρινγ α ψεαρ σπεντ στυδψινγ φαρµερσ ρεαχτιονσ το τηε γρεεν ρεϖολυτιον ιν τηε βεαυτιφυλ βυτ ποορ Μαλαψσιαν στατε οφ Κελανταν, τηατ Ι βεγαν το τηινκ αβουτ αλτερνατιϖε µοδελσ οφ αγριχυλτυραλ δεϖελοπµεντ. Βεφορε Ι ωεντ το Κελανταν, Ι ηαδ σπεντ σεϖεραλ ψεαρσ ρεσεαρχηινγ τηε ηιστορψ οφ ριχε χυλτιϖατιον ιν Χηινα. Ασ Ι ρεαδ µορε αβουτ αγριχυλτυραλ δεϖελοπµεντ, Ι ρεαλ ιζεδ τηατ µανψ ϑαπανεσε εξπερτσ ηαδ ρεαχηεδ χονχλυσιονσ σιµιλαρ το µινε βασεδ ον τηειρ ηιστοριχαλ εξπεριενχε. Τηεψ, τοο, σαω α λογιχ ιν τηε ηιστοριχαλ ιντενσι χατιον οφ Ασιαν ριχε χυλτιϖατιον τηατ ωασ θυιτε δι ερεντ φροµ ωηατ ηαδ ηαππενεδ ιν τηε Ωεστ. Τηεψ αλσο φελτ τηατ τηε ιντροδυχτιον οφ γρεεν ρεϖολυ τιον τεχηνολογψ οφτεν ρεπρεσεντεδ α δισαστρουσ βρεακ ωιτη τηε παστ, ανδ τηεψ συγγεστεδ τηατ τηερε ωουλδ βε µανψ αδϖανταγεσ το αδοπτινγ τηε ϑαπανεσε µοδελ. Λοοκινγ ατ τηε χονδιτιονσ οφ προδυχ τιον ανδ τηε χονσεθυενχεσ οφ δεϖελοπ µεντ, ονε νδσ τηατ τηε ϑαπανεσε (ορ, βεττερ, Εαστ Ασιαν) µοδελ, ωηιχη χεντερσ ον τηε προδυχτιον οφ ωετ ριχε, δι ερσ ραδιχαλλψ φροµ τηε δρψ ωηεατ µοδελ οφ νορτηερν Ευροπε. Ιν Χηινα, ϑαπαν, ςιετ ναµ ανδ Κορεα, τηε υσε οφ λανδ ωασ ιν τενσι εδ οϖερ τηε χεντυριεσ βεχαυσε οφ τηε ινχρεασινγ αϖαιλαβιλιτψ οφ σκιλλεδ λα βορ. Τηερε ωερε φεω εχονοµιεσ οφ σχαλε, σµαλληολδινγσ πρεδοµινατεδ ανδ ιν τενσιϖε χροππινγ παττερνσ συσταινεδ α µιξεδ φαρµινγ σψστεµ ανδ α ηιγηλψ δι ϖερσι εδ ρυραλ εχονοµψ τηατ χουλδ προ ϖιδε α λιϖινγ φορ λαργε ποπυλατιονσ. Ωατερ ισ α χρυχιαλ φαχτορ ιν σηαπινγ τηε δεϖελοπµεντ οφ ριχε χυλτιϖατιον. Ριχε ισ α µονσοον χροπ; ιτ χαν βε γροων ιν δρψ ελδσ, βυτ ωατερ ισ ιτσ νατυραλ ηαβι τατ. Τηε εαρλιεστ νδ οφ δοµεστιχατεδ ριχε σο φαρ ισ ιν α Νεολιτηιχ Χηινεσε ϖιλ λαγε νεαρ Σηανγηαι, σιτυατεδ ατ τηε εδγε οφ α σηαλλοω µαρση ανδ δατεδ το απ προξιµατελψ 5000 Β.Χ. Οτηερ εαρλψ σιτεσ δοττεδ αρουνδ σουτηεαστερν χοντινεν ταλ Ασια αρε αλσο χλοσε το µαρσηεσ ορ οτηερ νατυραλ ωατερ συππλιεσ. Α γοοδ ριχε ελδ ορ παδδψ ισ ονε ιν ωηιχη τηε ωατερ συππλψ χαν βε αχχυρατε λψ ρεγυλατεδ ανδ δραινεδ. Ασ α ρεσυλτ, παδδιεσ αρε υσυαλλψ θυιτε σµαλλ βψ Ωεστ ερν στανδαρδσ: α ελδ 20 ψαρδσ σθυαρε ωουλδ βε χονσιδερεδ λαργε ιν Χηινα. Ψουνγ ριχε σεεδλινγσ νεεδ δαµπ σοιλ βυτ ροτ ιν στανδινγ ωατερ; ονχε τηεψ αρε αβουτ α φοοτ ταλλ, τηεψ λικε το ηαϖε σεϖ εραλ ινχηεσ οφ στανδινγ ωατερ τηρουγη τηε περιοδ οφ οωερινγ ανδ ριπενινγ, αφτερ ωηιχη τηε ελδ σηουλδ βε δραινεδ φορ σεϖεραλ δαψσ βεφορε ηαρϖεστινγ. Ραινωατερ χαν εασιλψ βε ιµπουνδεδ ιν α ελδ συρρουνδεδ βψ βυνδσ (σµαλλ TRADITIAL RICE-BASED PLYCULTURE (16TH-CETURY SUTHEASTER CHIA) UTPUT = 100 HUSEHLD ECMIC ACTIVITIES TRASPLATIG IRRIGATI HARVEST WEAVIG IPUT = 5 (EXCLUDIG LABR) SEED FRM FARM CAPITAL GDS (SIMPLE EQUIPMET) MAURE FRM FARM CMMERCIAL FERTILIZERS (BEA FIBER, IGHT SIL) FDDER FR LIVESTCK SEED GRAI FD FUEL RAW MATERIALS FR CMMDITY PRDUCTI SPRIG SUMMER FALL WITER RICE THER CRPS HADICRAFTS, ETC. SILKWRM SEASS FAMILY LABR ΙΝΠΥΤΣ ΑΝ ΟΥΤΠΥΤΣ αρε χοµπαρεδ φορ α τραδιτιοναλ ριχε βασεδ πολψχυλτυρε ιν 16τη χεντυρψ σουτηεαστερν Χηινα ανδ α µοδερν γρεεν ρεϖολυτιον ριχε µονο 34 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

21 δικεσ), βυτ ιτ µαψ εϖαπορατε βεφορε τηε ριχε ισ φυλλψ γροων. Ριχε φαρµερσ ιν σοµε ρεγιονσ τηερεφορε αδοπτεδ ραιν φεδ τανκ ιρριγατιον σψστεµσ ϖερψ εαρλψ. Οτηερ φορµσ οφ ιρριγατιον ινχλυδε τηε χηαννελ ινγ οφ σµαλλ στρεαµσ ιντο ηιλλσιδε τερ ραχεσ ανδ τηε χονστρυχτιον οφ διϖερσιον χηαννελσ φροµ λαργερ ριϖερσ ιν ωηιχη χασε τηε ωατερ υσυαλλψ ηασ το βε πυµπεδ υπ ιντο τηε ελδσ. Αλλ τηεσε φορµσ ωερε χοµµον ιν Χηινα ανδ ϑαπαν βψ µε διεϖαλ τιµεσ ανδ αλλοωεδ ριχε φαρµινγ το σπρεαδ φροµ σµαλλ ριϖερ ϖαλλεψσ υπ µουνταινσιδεσ ανδ δοων ιντο τηε δελ ταιχ οοδπλαινσ. Χονστρυχτινγ βυνδσ, ιρριγατιον νετωορκσ, τανκσ ορ τερραχεδ ελδσ ρεθυιρεσ λαργε ινιτιαλ ινϖεστµεντσ οφ λαβορ, βυτ τηερεαφτερ µαιντενανχε ισ ρελατιϖελψ χηεαπ ανδ εασψ. Σο ιτ ισ νοτ συρπρισινγ τηατ ριχε φαρµερσ ηαϖε οφτεν πρεφερρεδ ιντενσιφψινγ προδυχτιον ιν τηειρ εξιστινγ ελδσ το εξτενδινγ τηε χυλτιϖατεδ αρεα. Ωατερ ενηανχεσ τηε συσταιναβιλιτψ οφ ριχε σψστεµσ. Υνλικε δρψ ελδσ, ριχε παδ διεσ γαιν ρατηερ τηαν λοσε φερτιλιτψ οϖερ τηε ψεαρσ. Ωηατεϖερ τηε οριγιναλ στρυχ τυρε ανδ φερτιλιτψ οφ τηε σοιλ, οϖερ σεϖερ αλ ψεαρσ οφ χοντινυουσ ωετ ριχε χυλτιϖα τιον τηε τοπ φεω ινχηεσ οφ σοιλ τυρν το α νε, γραψ, λοω αχιδιτψ µυδ ωιτη α λαψερ οφ ηαρδπαν βελοω τηατ ρεταινσ τηε ωα τερ. Νιτρογεν ξινγ οργανισµσ τηατ οχ χυρ νατυραλλψ ιν τηε ωατερ σερϖε ασ α µα νυρε. Τραδιτιοναλ ριχε ϖαριετιεσ υσυαλλψ GREE REVLUTI HIGH-TECH RICE MCULTURE (CTEMPRARY JAPA) ρεσπονδ ωελλ το οργανιχ φερτιλιζερσ; λιµε ανδ σοψβεαν ωαστε ωερε ωιδελψ υσεδ ιν βοτη Χηινα ανδ ϑαπαν βψ τηε 17τη χεν τυρψ, γιϖινγ αννυαλ ψιελδσ οφ υπ το σιξ τονσ περ ηεχταρε ιν σοµε δουβλε χροπ πινγ αρεασ. Ριχε πλαντσ ηαϖε σεϖεραλ σεεδ βεαρινγ στεµσ, ανδ εαχη σεεδ ηεαδ χονταινσ ον αϖεραγε αβουτ 100 γραινσ. Τηε τεχη νιθυε οφ τρανσπλαντινγ ριχε σεεδλινγσ αυγµεντσ τηεσε τραιτσ. Α σµαλλ πατχη οφ φερτιλε λανδ ισ µετιχυλουσλψ τιλλεδ, µα νυρεδ ανδ σοωεδ ωιτη χαρεφυλλψ σελεχτ εδ πρεγερµινατεδ σεεδ. Μεανωηιλε τηε µαιν ελδ ισ σοακεδ, πλοωεδ ανδ ηαρ IPUT = 300 (EXCLUDIG LABR) PURCHASED HYBRID SEEDS IRRIGATI FEES CHEMICAL FERTILIZERS HERBICIDES ροωεδ το χρεατε α νε σιλκψ µυδ. Αφτερ α µοντη ορ σο, τηε σεεδλινγσ αρε πυλλεδ υπ, τηε σιχκλψ ονεσ αρε δισχαρδεδ ανδ τηε τοπσ οφ τηε λεαϖεσ οφ τηε ηεαλτηψ ονεσ αρε χηοππεδ ο. Τηεν τηε σεεδ λινγσ αρε ρεπλαντεδ ιν σηαλλοω ωατερ ιν τηε µαιν ελδ. Τηισ προχεδυρε ισ λαβορ ιντενσιϖε, βυτ ιτ περµιτσ τηε χαρεφυλ σελεχτιον οφ ηεαλτηψ πλαντσ ανδ τηε ε χιεντ υσε οφ σµαλλ αµουντσ οφ µανυρε. Μορεοϖερ, τηε πλαντ ρεσπονδσ το τηε τρανσπλαντινγ προχεσσ βψ γροωινγ µορε τιλλερσ. Βψ τηε τιµε τηε σεεδλινγσ αρε τρανσπλαντεδ, τηεψ νεεδ ονλψ α φεω ωεεκσ ιν τηε µαιν ελδ. Ηενχε, τηε λανδ χαν βε υσεδ φορ οτηερ χροπσ ιν τηε ο σεασον. Ωετ ριχε χυλτιϖατιον ηασ ενορ µουσ ποτεντιαλ φορ εξπανδινγ τηε υσεσ οφ λανδ. Τανκσ, χηαν νελσ ανδ βυνδσ µαψ οχχυπψ ασ µυχη ασ α φτη οφ τηε λανδ, βυτ νο σπαχε νεεδ βε ωαστεδ. Φιση νιββλε τηε ωεεδσ ιν τηε τανκσ ορ εατ σναιλσ ιν τηε παδδψ, ανδ δυχκσ φεεδ ον τηε ση. Ναρροω βυνδσ σερϖε φορ γροωινγ ϖεγεταβλεσ, ανδ βροαδ βυνδσ µαψ βε πλαντεδ ωιτη µυλβερριεσ το φεεδ σιλκωορµσ, ωηοσε δροππινγσ αρε υσεδ ασ µανυρε. Αφτερ τηε ριχε ισ ηαρ ϖεστεδ, τηε ελδ χαν βε δραινεδ το γροω βαρλεψ, ϖεγεταβλεσ, συγαρχανε ορ τοβαχχο. Τηε αλτερνατιον οφ ωιντερ ριχε ωιτη συµµερ ωηεατ βεχαµε χοµµον ιν τηε λοωερ Ψανγτζε ρεγιον οφ Χηινα 1,000 FSSIL FUELS UTPUT = 100 HUSEHLD ECMIC ACTIVITIES TRASPLATIG HARVEST FF-FARM WAGE WRK RICE CAPITAL EQUIPMET (FARM MACHIERY) FD GRAI SPRIG SUMMER FALL WITER FAMILY LABR χυλτυρε ιν ϑαπαν. Τηε ηειγητ οφ τηε λαβελεδ βαρσ ρε εχτσ τηε ρελατιϖε αµουντ οφ τηατ ινπυτ ορ ουτπυτ. Τηε χυρϖεσ ατ τηε βοτ τοµ λεφτ οφ εαχη διαγραµ ινδιχατε ηοω τηε πεοπλε οφ τηε φαρµ ηουσεηολδ αππορτιον τηειρ προδυχτιϖε τιµε. Ιν τηε πολψχυλτυρε εχονοµψ τηε ωοµεν δο λιττλε ωορκ ιν τηε ελδσ βυτ αρε ηεαϖ ιλψ ινϖολϖεδ ιν ηανδιχραφτσ συχη ασ σιλκ προδυχτιον. Ιν τηε µονοχυλτυρε εχονοµψ, ωοµεν δο µορε οφ τηε ελδωορκ βε χαυσε µανψ οφ τηε µεν ηαϖε οφφ σιτε ϕοβσ. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

22 ψεαρσ αγο. Α ϕυδιχιουσ χηοιχε οφ φαστ µατυρινγ ϖαριετιεσ ανδ τηε αβυνδανχε οφ ωατερ α ορδεδ 17τη χεντυρψ φαρµερσ ιν τηε Χαντον ρεγιον τωο ορ εϖεν τηρεε χροπσ περ ψεαρ πλυσ α φεω σιδε χροπσ οφ ϖεγεταβλεσ; ψεαρλψ ψιελδσ τοταλεδ ασ µυχη ασ σεϖεν τονσ περ ηεχταρε. Βε χαυσε ελδσ ωερε σµαλλ, φαρµ ιµπλε µεντσ ωερε σµαλλ, λιγητ ανδ χηεαπ. Α σινγλε ωατερ βυ αλο σερϖεδ τηε νεεδσ οφ α τψπιχαλ φαρµ; ιφ προδυχτιον ωασ ρε αλλψ ιντενσιϖε, τηε φαρµερ µιγητ γιϖε υπ πλοωινγ αλτογετηερ ιν φαϖορ οφ ηοεινγ. Ιν γενεραλ, ριχε φαρµινγ διδ νοτ ρε θυιρε µυχη χαπιταλ ουτλαψ χοµπαρεδ ωιτη δρψ ωηεατ φαρµινγ, ανδ τηερε ωερε φεω εχονοµιεσ οφ σχαλε το βε πραχτιχεδ. Αλτηουγη α λανδλορδ ιν σουτη Χηινα µιγητ οων ασ µυχη λανδ ασ ηισ Ενγλιση χουντερπαρτ, ηισ ηοµε φαρµ ωουλδ βε οφ µοδεστ σιζε, ανδ τηε ρεστ ωουλδ βε λετ ουτ ιν σµαλλ παρχελσ το µανψ τεν αντσ, χηοσεν νοτ φορ τηειρ χαπιταλ ασσετσ βυτ φορ τηειρ σκιλλσ ανδ εξπεριενχε. Τηε σψστεµ διδ νοτ πολαριζε ρυραλ σοχιετψ ανδ δριϖε ποορ πεοπλε ουτ. Τηε ρελατιϖε αδϖανταγε οφ σµαλληολδινγσ γυαραντεεδ αχχεσσ το λανδ φορ λαργε νυµβερσ οφ πεασαντσ, εϖεν ιφ ιτ ωασ τηρουγη τηε εξ πλοιτατιϖε ρελατιον οφ τενανχψ. Τηε λαβορ ρεθυιρεµεντσ οφ ωετ ριχε φαρµινγ αρε ηιγη βυτ ιντερµιττεντ. Πεασ αντσ ιν µεδιεϖαλ Χηινα ανδ ϑαπαν χουλδ 36 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 τηερεφορε υσε ριχε φαρµινγ ασ τηε βασισ φορ τηε χοµµερχιαλ προδυχτιον οφ ϖεγε ταβλεσ, συγαρ, σιλκ ορ τεα ορ φορ τηε ηουσε ηολδ µανυφαχτυρε οφ τεξτιλεσ, λιθυορ, βεαν χυρδ ορ ηανδιχραφτσ. Ριχε σερϖεδ ασ τηε φουνδατιον οφ α ρυραλ εχονοµψ τηατ βοτη ρεθυιρεδ ανδ αβσορβεδ τηε λα βορ οφ α δενσε ποπυλατιον. Εχονοµιχ ηιστοριανσ ηαϖε οφτεν εθυατ εδ τηισ σψστεµ ωιτη αγριχυλτυραλ ινϖο λυτιον, βψ ωηιχη ινδιϖιδυαλσ ωορκ ηαρδ ερ ανδ ηαρδερ φορ εϖερ δεχρεασινγ ρε τυρνσ. Τηε ασσερτιον µιγητ βε τρυε ιφ χαλχυλατιονσ ωερε βασεδ ονλψ ον ριχε ψιελδσ, ασ ιφ ονε ωερε δεαλινγ ωιτη α µονοχυλτυρε. Βυτ ωηεν αλλ τηε οτηερ γοοδσ προδυχεδ ιν συχη αν εχονοµψ αρε τακεν ιντο αχχουντ, τηε σψστεµ απ πεαρσ ιν α µυχη µορε φαϖοραβλε λιγητ. Αλτηουγη ιτσ χαπαχιτιεσ φορ εξπανσιον αρε νοτ ιν νιτε, τηεψ αρε χονσιδεραβλε. υρινγ σεϖεραλ χεντυριεσ οφ ποπυλατιον γροωτη, Χηινα σ ριχε ρεγιονσ εσταβλισηεδ τηε φουνδατιον φορ α ρυραλ εχονοµψ ιν ωηιχη µανψ οφ τηε πεοπλε µαδε σαλαβλε γοοδσ ατ ηοµε. Ονλψ αφτερ 1800 διδ ρυ ραλ λιϖινγ στανδαρδσ βεγιν σηαρπλψ δε χλινινγ α τρενδ τηατ ωασ εξαχερβατεδ βψ τηε ε εχτσ οφ µυλτιπλε ωαρσ. Α σιµιλαρ προχεσσ οφ ρυραλ δεϖελοπ µεντ τοοκ πλαχε ιν ϑαπαν, χρεατινγ τηε βασισ φορ τηε βυιλδινγ οφ τηε µοδερν στατε. Τηισ αχηιεϖεµεντ ισ ονε ρεασον Χοµπαρισον βετωεεν τηε Υ.Σ. ανδ ϑαπαν AVERAGE FARM SIZE (HECTARES) AGRICULTURAL LAD PER AGRICULTURAL WRKER (HECTARES) AGRICULTURAL LAD PER CAPITA (HECTARES) AGRICULTURAL LABR AS PERCET F TTAL WRKFRCE RICE YIELDS (KILGRAMS PER HECTARE) 6,246 6,112 PRICE AS RICE LEAVES FARM (U.S. = 100) RICE PRDUCTI CSTS (U.S. = 100) 100 1,150 LABR PRDUCTIVITY (KILGRAMS F BRW RICE PRDUCED BY E WRKER I 10 HURS) 2, JAPA U.S. ϑαπανεσε αγρονοµιστσ σεε τηειρ σψστεµ ασ αν εξπορταβλε µοδελ. Ψετ ιν ϑαπαν ασ ιν τηε Ωεστ, ινδυστριαλιζατιον ωασ αχηιεϖεδ τηρουγη ρυτηλεσσ παττερνσ οφ εξπλοιτατιον. Βετωεεν 1600 ανδ 1800 τηε ρυραλ εχονοµψ εξπανδεδ ιν χον ϕυνχτιον ωιτη τηε γροωτη οφ τραδε ανδ χιτιεσ. Τεχηνιθυεσ φορ γροωινγ ριχε ωερε ιµπροϖεδ, ανδ λανδ βεχαµε σο προδυχ τιϖε τηατ τηε Μειϕι γοϖερνµεντ οφ ωασ αβλε το φυνδ τηε χονστρυχτιον οφ α µοδερν ινδυστριαλ στατε µοστλψ τηρουγη ραισινγ αγριχυλτυραλ ταξεσ. Βυτ τηισ λεϖελ οφ εξτραχτιον λεφτ τεναντ φαρµ ερσ ιν α στατε οφ νεαρ δεστιτυτιον τηατ τηε στατε διδ νοτ φεελ οβλιγεδ το αδδρεσσ υντιλ τηε ιντροδυχτιον οφ υνιϖερσαλ συφ φραγε ιν Τηε νεω ρεγιµε σετ ουτ το γυαραντεε ριχε σελφ συ χιενχψ ανδ το ελιµινατε ρυ ραλ ποϖερτψ. Λανδ ρεφορµσ ωερε εναχτεδ το δο αωαψ ωιτη τενανχψ ανδ σετ στριν γεντ λιµιτσ ον τηε πυρχηασε οφ λανδ. Τηισ πολιχψ ινστιτυτιοναλιζεδ τηε τινψ βυτ ινδεπενδεντ φαµιλψ ριχε φαρµ, συπ πλψινγ α φραµεωορκ φορ τηε συχχεσσφυλ λονγ τερµ βαλανχινγ ανδ ιντεγρατιον οφ ρυραλ ανδ υρβαν δεϖελοπµεντ. Ψετ ϑαπανεσε αγριχυλτυρε τοδαψ ισ ιν α στατε οφ χρισισ. Εξχεπτ φορ τηε αβερραντ ποορ ηαρϖεστ οφ 1993, χαυσεδ βψ βαδ ωεατηερ, ριχε ισ οϖερπρο δυχεδ ανδ ωαστεφυλλψ προδυχεδ, ιν λαργε παρτ βεχαυσε οφ ηεαϖψ συβσιδιεσ ανδ πριχε συππορτ παιδ βψ τηε γοϖερν µεντ σινχε τηε 1950σ. Τηε στρατεγψ οφ ινχρεασινγ ρυραλ ινχοµεσ βψ ραισινγ ριχε πριχεσ ηασ βαχκ ρεδ. Υντιλ τηε 1960σ, ϑαπανεσε φαρµερσ υσεδ µοδερατε ιν πυτσ ανδ σιµπλε µαχηινερψ. Σινχε τηε 1960σ, µεχηανιζατιον ηασ τακεν οϖερ ιν ριχε προδυχτιον ωιτη σµαλλ σχαλε τραχ τορσ, τρανσπλαντερσ ανδ ηαρϖεστερσ. Αλ µοστ αλλ φαρµερσ οων α φυλλ ρανγε οφ εξ πενσιϖε µαχηινερψ, ανδ τηε αϖεραγε υσε οφ φερτιλιζερ περ ηεχταρε ισ 1,110 κιλο γραµσ (χοµπαρεδ ωιτη 160 ιν τηε Υ.Σ. ανδ 48 ιν Τηαιλανδ). Ασ λονγ αγο ασ 1977, τηε ϑαπανεσε εχονοµιστ Τακετο σηι Υδαγαωα χαλχυλατεδ τηατ ενεργψ ιν πυτσ αµουντεδ το τηρεε τιµεσ τηε φοοδ ενεργψ οφ τηε ριχε. Ιτ χοστσ 15 τιµεσ ασ µυχη το προδυχε α κιλογραµ οφ ριχε ιν ϑαπαν ασ ιν Τηαιλανδ ανδ 11 τιµεσ ασ µυχη ασ ιν τηε Υ.Σ. Νο ονε ιν ϑαπαν τοδαψ ωουλδ χαλλ τηισ πολιχψ εχονοµιχαλλψ συσταιναβλε. Νορ ισ ιτ ανψ λονγερ χονσερϖατιοναλλψ σουνδ. Αλτηουγη τηε ιρριγατεδ ελδσ ανδ χηαν νελσ στιλλ προτεχτ ϑαπαν σ ναρροω ριϖερ ϖαλλεψσ φροµ οοδσ, τηε χηαννελσ ανδ σοιλ αρε σατυρατεδ ωιτη χηεµιχαλσ. Νο ση ορ φρογσ σωιµ ιν τηε παδδιεσ νοω. ϑαπαν σ χυρρεντ χρισισ µακεσ ιτ χλεαρ τηατ τηε Εαστ Ασιαν µοδελ οφ αγριχυλ τυρε, τοο, χαν γο αωρψ. Ψετ ιτ ωουλδ βε τραγιχ ιφ τηε ϑαπανεσε γαϖε ιν ταµελψ το

23 τηε αδϖιχε τηεψ αρε ηεαρινγ το αδοπτ τηε Ωεστερν στψλε ρατηερ τηαν σεεκινγ χρεατιϖε ενδογενουσ σολυτιονσ τηατ µιγητ βε εχολογιχαλλψ ανδ σοχιαλλψ µορε ρεωαρδινγ. Συχη σολυτιονσ µαψ βε αλρεαδψ ατ ωορκ. Τηρουγη ρεχεντ εχονοµιχ ρε φορµσ ιν ϑαπαν, Ταιωαν ανδ Χηινα, τηε παττερνσ οφ λανδ υσε ανδ εχονοµιχ δι ϖερσι χατιον βασεδ ον ριχε χυλτιϖατιον ηαϖε βρουγητ αβουτ α µοδερνιζατιον χηαραχτεριζεδ βψ αν υνυσυαλ δεγρεε οφ βαλανχε βετωεεν ρυραλ ανδ υρβαν δεϖελ οπµεντ. Τηε ρισινγ ρατιο οφ φαρµ ηουσε ηολδ ινχοµε το τηε ηουσεηολδ ινχοµε οφ ινδυστριαλ ωορκερσ ιν ϑαπαν σηοωσ τηε τρενδ: 69 περχεντ ιν 1960, 92 ιν 1970, 115 ιν 1980 ανδ 113 ιν Ωηατ αρε τηε ιµπλιχατιονσ φορ συσταιναβλε ρυραλ δεϖελοπµεντ ελσεωηερε? Τηισ ισ α προβλεµ φαχεδ νοτ ονλψ βψ νατιονσ ωιτη λαργε ανδ ιµποϖερισηεδ ρυραλ ποπυλατιονσ, συχη ασ Μεξιχο ανδ Ινδια, βυτ αλσο βψ ωεαλτηψ νατιονσ, συχη ασ Φρανχε, τηατ ωαντ το αϖοιδ φυρτηερ ρυραλ δεποπυλατιον. Μονο χυλτυρε ισ νοτ αν ιρρεϖερσιβλε τρενδ, βυτ ιν τοδαψ σ γλοβαλ εχονοµψ, ρυραλ διϖερ σι χατιον δοεσ ρεθυιρε στρυχτυρεδ συπ πορτ ανδ φαιρ πριχεσ φορ αγριχυλτυραλ προδυχτσ. Ιν ϑαπαν, ωηερε χονσυµερσ ωιλλ παψ ηιγη πριχεσ φορ φρυιτσ ανδ ϖεγ εταβλεσ, λαργε νυµβερσ οφ ριχε φαρµερσ ηαϖε βεεν περσυαδεδ το σωιτχη παρτ οφ τηειρ λανδ το ορχηαρδσ ανδ τρυχκ φαρµσ. Ιν Χηινα, τηε στατε αβανδονεδ τηε Μαο ιστ πολιχψ οφ πυττινγ γραιν ρστ ιν τηε λατε 1970σ. Ιτ αλλοωεδ φαρµερσ το χοµ βινε α βασιχ λεϖελ οφ γραιν φαρµινγ ωιτη αλλ κινδσ οφ οτηερ χροπσ ανδ λιϖεστοχκ. Ατ τηε σαµε τιµε, φαρµ πριχεσ ωερε ιν χρεασεδ το α ρεαλιστιχ λεϖελ. Αγριχυλτυραλ προδυχτιον σηοτ υπ οϖερνιγητ. Φαρµερσ προδυχεδ νοτ ϕυστ φοοδ βυτ αλσο τηε ραω µατεριαλσ φορ τηε δεϖελοπµεντ οφ ρυραλ ινδυστρψ. Μορεοϖερ, τηεψ βεχαµε ωεαλτηψ ενουγη το χονσυµε α ωιδε ρανγε οφ ινδυστριαλ γοοδσ. Χηινα σ χυρ ρεντ σπεχταχυλαρ γροωτη ρατεσ χαν βε υνδερστοοδ ονλψ αγαινστ τηισ βαχκ γρουνδ οφ ρυραλ ρεϖιταλιζατιον. Τηε εξαµπλεσ οφ πρεµοδερν Χηινα ανδ ϑαπαν σηοω τηατ ιντενσιϖε πολψχυλ τυρε, πρεχισελψ βεχαυσε ιτ δοεσ νοτ δε πενδ ον εξπενσιϖε ινπυτσ, χαν ψιελδ α λιϖελιηοοδ φορ ποορερ φαρµερσ, ο ερ ωιδεσπρεαδ αχχεσσ το λανδ ανδ γενερατε οτηερ εµπλοψµεντ οππορτυνιτιεσ. Ιδεαλ λψ, πολψχυλτυρε σηουλδ νοτ ονλψ συππορτ ρυραλ διϖερσι χατιον βυτ αλσο λεσσεν δε πενδενχε ον ινδυστριαλ ινπυτσ. Μαψαν πεασαντσ χαν γροω χορν ωιτηουτ βυψινγ χηεµιχαλσ βεχαυσε βεανσ νατυραλλψ µαν υφαχτυρε νιτρατεσ. Βυτ α φαρµερ δοεσ νοτ ηαϖε το οπερατε ατ τηε σχαλε οφ πεασαντ συβσιστενχε το δο ωιτηουτ χηεµιχαλσ. Ιν Χαλιφορνια, οργανιχ ϖεγεταβλε γροωερσ ΜΟ ΕΡΝ ΡΙΧΕ ΦΑΡΜΙΝΓ ισ ινχρεασινγλψ δονε ωιτη µαχηινεσ δεσιγνεδ φορ τηε σµαλλ σχαλε οφ ριχε ελδσ. Ηερε α φαρµερ ιν ϑαπαν οπερατεσ α µαχηινε τηατ τρανσπλαντσ ριχε σεεδλινγσ ιν α ωετ παδδψ αφτερ τηεψ ηαϖε γροων το α λενγτη οφ αβουτ α φοοτ. ανδ ωινε προδυχερσ αρε δεϖελοπινγ ιν τερπλαντινγ τεχηνιθυεσ (ανοτηερ φορµ οφ πολψχυλτυρε) το συβστιτυτε φορ χηεµι χαλ πεστιχιδεσ. Τηεψ γροω µορε κινδσ οφ πλαντσ, ηιρε µορε ωορκερσ ανδ βυψ φεω ερ χηεµιχαλσ ανδ τηεψ αρε δοινγ α βιγ βυσινεσσ. ϑαπανεσε ΑΓΡΙΧΥΛΤΥΡΕ: ΠΑΤΤΕΡΝΣ ΟΦ ΡΥΡΑΛ ΕςΕΛΟΠΜΕΝΤ. Ριχηαρδ Η. Μοορε. Ωεστϖιεω Πρεσσ, ΤΗΕ ςιολενχε ΟΦ ΤΗΕ ΓΡΕΕΝ ΡΕςΟΛΥ ΤΙΟΝ: ΤΗΙΡ ΩΟΡΛ ΑΓΡΙΧΥΛΤΥΡΕ, ΕΧΟΛ ΟΓΨ ΑΝ ΠΟΛΙΤΙΧΣ. ςανδανα Σηιϖα. Ζεδ Βοοκσ ανδ Τηιρδ Ωορλδ Νετωορκ, ϑαπανεσε ΑΝ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ΑΓΡΙΧΥΛΤΥΡΕ: ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ Τηε εξαµπλεσ Ι ηαϖε χιτεδ σηουλδ βε α στιµυλυσ το λοοκ χλοσελψ ατ οτηερ νον Ωεστερν αγριχυλτυραλ σψστεµσ. Ιφ ωε αρε το νδ λονγ τερµ σολυτιονσ το τηε τρυλψ µοδερν προβλεµ οφ φεεδινγ τηε ωορλδ ωιτηουτ δεστροψινγ ιτ, ωε ηαϖε µυχη το λεαρν φροµ συχη σψστεµσ. ΤΡΑ ΙΤΙΟΝ ΑΝ ΠΡΟΓΡΕΣΣ ΙΝ ΧΟΝΦΛΙΧΤ. Λυτηερ Τωεετεν, Χψντηια Λ. ισηον, Ωεν Σ. Χηερν, Ναραοµι Ιµαµυρα ανδ Μασαρυ Μορισηιµα. Ωεστϖιεω Πρεσσ, ΤΗΕ ΡΙΧΕ ΕΧΟΝΟΜΙΕΣ: ΤΕΧΗΝΟΛΟΓΨ ΑΝ ΕςΕΛΟΠΜΕΝΤ ΙΝ ΑΣΙΑΝ ΣΟΧΙΕΤΙΕΣ. Φραν χεσχα Βραψ. Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια Πρεσσ, ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

24 Τηε Σχιεντι χ Λεγαχψ οφ Απολλο The retrieved lunar rocks have helped settle questions about the moon s origin, its composition and even the early conditions that a ected life on the earth βψ Γ. ϑε ρεψ Ταψλορ Ωηεν Νειλ Α. Αρµστρονγ ανδ Εδ ωιν Βυζζ Αλδριν, ϑρ., δυγ ιντο τηε µοον σ συρφαχε 25 ψεαρσ αγο, τηεψ ωερε δοινγ µορε τηαν χολλεχτ ινγ δρψ, δαρκ διρτ. Τηεψ ωερε τιµε τραϖ ελινγ. Τηειρ ϕουρνεψ ιν Απολλο 11 αχροσσ 380,000 κιλοµετερσ οφ σπαχε σεντ τηεµ βαχκ βιλλιονσ οφ ψεαρσ. Αρµστρονγ, Αλ δριν ανδ τηε 10 αστροναυτσ ωηο φολ λοωεδ ρετυρνεδ ωιτη σαµπλεσ τηατ χον ταιν α φασχινατινγ ηιστορψ οφ τηε µοον ανδ τηε εαρτη. Τηε ροχκσ ηαϖε ινδιχατεδ τηε µοον σ ϖιολεντ ανδ συρπρισινγ ορι γιν, ιτσ χοµποσιτιον ανδ ιτσ αγε. Ινστρυ 40 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 µεντσ πλαχεδ ον τηε συρφαχε εναβλεδ γεοπηψσιχιστσ το ρεχονστρυχτ τηε σατελ λιτε σ ιντερναλ στρυχτυρε ανδ αχτιϖιτψ. Ωιτηουτ τηε Απολλο προγραµ, νονε οφ τηεσε δισχοϖεριεσ χουλδ ηαϖε βεεν µαδε. Βψ τραϖελινγ το τηε µοον, ωε αλσο λεαρνεδ αβουτ τηε εαρτη. ςολχανισµ, φολδινγ, φαυλτινγ, µουνταιν βυιλδινγ, ωεατηερινγ ανδ γλαχιατιον ηαϖε ερασεδ ορ µοδι εδ µοστ οφ τηε εαρτη σ ανχιεντ ηιστορψ. Φορτυνατελψ, τηε µοον ωασ νοτ σο ενεργετιχ α γεολογιχ ενγινε. Ιτ ωασ αχτιϖε ενουγη ιν ιτσ ρστ βιλλιον ψεαρσ το προδυχε αν ιντριγυινγ ανδ χοµπλεξ αρ Γ. ϑεφφρεψ ΤΑΨΛΟΡ, ωηο ρεχειϖεδ ηισ Πη.. ιν γεολογψ φροµ Ριχε Υνιϖερσιτψ ιν 1970, ισ α προφεσσορ ατ τηε Ηαωαιι Ινστιτυτε οφ Γεοπηψσιχσ ανδ Πλανετολογψ, Σχηοολ οφ Οχεαν ανδ Εαρτη Σχιενχεσ ανδ Τεχηνολογψ, Υνιϖερσιτψ οφ Ηαωαιι ατ Μανοα ιν Ηονολυλυ. Ηε χηαιρσ τηε λυναρ εξπλορατιον σχιενχε ωορκινγ γρουπ, α χοµµιττεε τηατ αδϖισεσ τηε Να τιοναλ Αεροναυτιχσ ανδ Σπαχε Αδµινιστρατιον ον φυτυρε λυναρ µισσιονσ. Ηε ηασ ρεχεντλψ βεχοµε αχτιϖε ιν στυδιεσ οφ τηε δψναµιχσ οφ λαϖα οωσ ον τηε εαρτη, τηε µοον, Μαρσ ανδ ςενυσ. Ηισ βελιεφ τηατ εδυχατιον ισ α πριµε ϕυστι χατιον φορ α ϖιγορουσ σπαχε προγραµ ηασ λεδ ηιµ το δεϖελοπ ινστρυχτιοναλ µατεριαλσ φορ υσε ιν γραδεσ 4 τηρουγη 12. ραψ οφ προδυχτσ, βυτ νοτ σο ϖιγορουσ τηατ ιτ χοµπλετελψ εραδιχατεδ τηε χηρον ιχλε οφ ωηατ ηαδ ηαππενεδ. Βψ χοµπαρ ινγ τηε µοον σ χρατερσ, λαϖα οωσ ανδ ϖολχανιχ δεβρισ ωιτη χορρεσπονδινγ φορ µατιονσ ον τηε εαρτη, ωορκερσ χαν τεστ τηεορετιχαλ µοδελσ οφ τηε µεχηανισµσ τηατ χρεατεδ συχη φεατυρεσ ηερε. Τηε Απολλο µισσιονσ, οφ χουρσε, διδ νοτ ινσταντλψ µοδιφψ τηε τηινκινγ αβουτ ουρ νεαρεστ χελεστιαλ νειγηβορ. Ιτ τοοκ σεϖεραλ ψεαρσ το αναλψζε τηε σαµπλεσ ανδ το φορµ ρεασοναβλε τηεοριεσ βασεδ ον τηοσε εµπιριχαλ νδινγσ. Τηε λανδ ινγσ ρεχοϖερεδ 382 κιλογραµσ οφ µοον µατεριαλ φροµ σιξ σιτεσ. Τηε ροχκσ θυιχκ λψ οξιδιζε ωηεν εξποσεδ το αιρ, σο τηεψ αρε πρεσερϖεδ ιν α δρψ, νιτρογεν λλεδ χηαµβερ ατ τηε Νατιοναλ Αεροναυτιχσ ανδ Σπαχε Αδµινιστρατιον Λψνδον Β. ϑοηνσον Σπαχε Χεντερ ιν Ηουστον. Αµονγ τηε ρστ θυεστιονσ τηε σαµ πλεσ ρεσολϖεδ ωασ τηε µοον σ αγε. Ισο τοπιχ δατινγ σηοωεδ τηατ τηε µοον φορµεδ ατ τηε σαµε τιµε ασ διδ τηε

25 εαρτη, 4.5 βιλλιον ψεαρσ αγο. Τηε ροχκσ αλσο ινδιχατεδ τηατ τηε µοον ωασ γεο λογιχαλλψ αχτιϖε υντιλ αβουτ τωο βιλλιον ψεαρσ αγο. Οτηερ µαϕορ θυεστιονσ τοοκ λονγερ το ανσωερ. Ιν φαχτ, ινϖεστιγατορσ διδ νοτ αχηιεϖε α χονσενσυσ ον α τηεορψ οφ τηε µοον σ οριγιν υντιλ 1984, 12 ψεαρσ αφτερ τηε λαστ Απολλο µισσιον εω. Τηε αγρεεµεντ εµεργεδ φροµ α χονφερενχε Ι οργανιζεδ ωιτη Ωιλλιαµ Κ. Ηαρτµανν οφ τηε Πλανε ταρψ Σχιενχεσ Ινστιτυτε ιν Τυχσον ανδ Ρογερ ϑ. Πηιλλιπσ, νοω ατ Ωασηινγτον Υνιϖερσιτψ. Τηε µεετινγ ωασ ηελδ ιν Κονα, ον τηε βιγ ισλανδ οφ Ηαωαιι. Γιϖ εν τηε τεναχιτψ ωιτη ωηιχη σχιεντιστσ χλινγ το τηειρ ϖιεωσ, νονε οφ υσ συσπεχτ εδ τηατ ονε οφ τηε ηψποτηεσεσ οφ λυναρ οριγιν ωουλδ σπρινγ φορτη ασ α λεαδινγ χανδιδατε αβοϖε τηε οτηερσ. Χερταινλψ νονε οφ υσ τηουγητ τηε ποστχονφερενχε φαϖοριτε ωουλδ νοτ βε ονε οφ τηε τηρεε χλασσιχ ηψποτηεσεσ. Εαχη οφ τηεσε ηψ ποτηεσεσ ηαδ ωηατ σοµε χονσιδερεδ το βε φαταλ αωσ. Εαχη αλσο ηαδ αρδεντ συππορτερσ. Ιτ ισ α τεσταµεντ το ηυµαν περσιστενχε ανδ ιµαγινατιον τηατ σο µανψ σχιεντιστσ τριεδ σο ηαρδ το αδαπτ τηειρ πρεφερρεδ ιδεα το α γροωινγ λιστ οφ φαχτσ. Μανψ ηουσεσ οφ χαρδσ χαµε τυµ βλινγ δοων ιν Κονα. Τηε λεαστ φαϖοριτε χλασσιχ ιδεα γοινγ ιντο τηε χονφερενχε ωασ τηε χαπτυρε ηψ ποτηεσισ. Ιν ιτσ οριγιναλ φορµ τηε χαπτυρε ηψποτηεσισ ηελδ τηατ τηε εαρτη σειζεδ α φυλλψ φορµεδ µοον τηατ χαµε ωηιζζινγ ιν φροµ ελσεωηερε ιν τηε σολαρ σψστεµ. Ιν πρινχιπλε, συχη χαπτυρε ισ ποσσιβλε βυτ υνλικελψ. Α βοδψ πασσινγ νεαρ τηε εαρτη ωουλδ προβαβλψ χολλιδε ωιτη ιτ ορ γετ α γραϖιτατιοναλ βοοστ τηατ ωουλδ αλ ΕΑΡΤΗΡΙΣΕ οϖερ τηε Μαρε Σµψτηιι ρεγιον, λοχατεδ ον τηε εαστερν λιµβ οφ τηε µοον, ωασ τακεν 25 ψεαρσ αγο βψ Απολλο 11. Ιτ επιτοµιζεσ τηε ιδεα τηατ ωε χαν λεαρν αβουτ τηε εαρτη βψ στυδψινγ τηε µοον. τερ ιτσ ορβιτ σο µυχη τηατ ιτ χουλδ νεϖ ερ µεετ υπ ωιτη τηε εαρτη αγαιν. Τηε χηανχεσ οφ τηε ορβιτσ οφ τηε µοον ανδ τηε εαρτη βεινγ εξθυισιτελψ ριγητ φορ α χαπτυρε ισ σο µινυσχυλε τηατ αλλ βυτ α φεω σχιεντιστσ ηαδ ρεϕεχτεδ τηε ιδεα. Τηε Απολλο µισσιον ηελπεδ το πυτ τηατ τηεορψ το ρεστ. Λυναρ σαµπλεσ σηοωεδ τηατ τηε µοον ανδ τηε εαρτη ηαϖε σιµι λαρ θυαντιτιεσ οφ οξψγεν ισοτοπεσ, συγ γεστινγ α χλοσε κινσηιπ. Ιφ τηε µοον ηαδ φορµεδ ελσεωηερε ιν τηε σολαρ σψστεµ, ιτ ωουλδ προβαβλψ ηαϖε ηαδ α δι ερεντ ισοτοπιχ οξψγεν χοµποσιτιον φροµ τηατ οφ τηε εαρτη. Τηε σεχονδ χλασσιχ λυναρ γενεσισ ιδεα πρεσεντεδ ωασ τηε σσιον ηψποτηεσισ. Τηισ τηεορψ ηασ α λονγ ανδ ηονοραβλε ηιστορψ. Γεοργε αρωιν, τηε σεχονδ σον οφ Χηαρλεσ σ 10 χηιλδρεν, ρστ προποσεδ ιτ. Ηε ποστυλατεδ τηατ τηε εαρτη, δυρινγ α περιοδ αφτερ ιτ φορµεδ α χορε, ωασ ατ ονε τιµε σπιννινγ εξτρεµελψ φαστ. Ιτ βυλγεδ σο µυχη ατ τηε εθυατορ τηατ εϖεντυαλλψ α σµαλλ βλοβ σπυν ο, βε χοµινγ τηε µοον. Τηε σχεναριο ωουλδ αχχουντ νιχελψ φορ α χρυχιαλ φεατυρε οφ τηε µοον δεδυχεδ βψ αστρονοµερσ µορε τηαν 100 ψεαρσ αγο. Βασεδ ον τηε σατελλιτε σ ορβιταλ χηαραχτεριστιχσ ανδ σιζε, τηε ινϖεστιγατορσ χαλχυλατεδ τηατ τηε µοον µυστ βε λεσσ δενσε τηαν τηε εαρτη. Τηε λοω δενσιτψ ιµπλιεσ τηατ τηε µοον µυστ ηαϖε ονλψ α σµαλλ µεταλλιχ χορε, ιφ ιτ ηαρβορσ ονε ατ αλλ. Τηε σσιον ιδεα ωουλδ εξπλαιν τηισ φαχτ: α σσιονεδ µοον ισ χοµποσεδ µοστλψ οφ τηε εαρτη σ µαντλε (τηε λαψερσ βετωεεν τηε χρυστ ανδ τηε χορε). Συβσεθυεντ χαλχυλατιονσ σηοωεδ τηατ τηε εαρτη ωουλδ ηαϖε το ηαϖε βεεν ροτατινγ ονχε εϖερψ 2.5 ηουρσ ιν ορδερ το ηαϖε σπυν ο τηε µατεριαλ τηατ βεχαµε τηε µοον. Τηισ σηορτ δαψ ισ αµονγ τηε χηιεφ προβλεµσ ωιτη τηε ηψποτηεσισ: νο ονε χαν γυρε ουτ ηοω τηε εαρτη ωουλδ ηαϖε βεεν σπιννινγ σο φαστ ιν τηε ρστ πλαχε. Τηε µοδελσ τηατ δεσχριβεδ πλανεταρψ φορµατιον ασ αν αχχυµυλατιον οφ δυστ γραινσ ινδιχατεδ τηατ τηε εαρτη ωουλδ ενδ υπ σπιννινγ ρατηερ σλοωλψ, ιφ ατ αλλ. Ινχορπορατινγ εϖεντσ τηατ αδδ ανγυλαρ µοµεντυµ µοστ νοταβλψ, ιµπαχτσ οφ πλανετεσιµαλσ υπ το α φεω ηυνδρεδ κιλοµετερσ αχροσσ διδ νοτ ηελπ. Χοµπυτερ σιµυλατιονσ σηοωεδ τηατ φορ εϖερψ οβϕεχτ τηατ στρυχκ τηε εαρτη το αδδ χλοχκωισε σπιν, ανοτηερ ιµπαχτ ωουλδ χαυσε τηε πλανετ το σπιν χουντερχλοχκωισε. Εϖεν ιφ τηερε ωερε α µεχηανισµ φορ ιµπαρτινγ ενουγη ανγυ λαρ µοµεντυµ ιντο τηε εαρτη, αδϖοχατεσ οφ τηε σσιον ηψποτηεσισ ηαδ το νδ α ωαψ το ελιµινατε µυχη οφ τηε ροτατιοναλ ενεργψ. Τηε εαρτη µοον σψστεµ οφ τοδαψ δοεσ νοτ ηαϖε νεαρλψ τηε αµουντ οφ µοµεντυµ νεεδεδ το ινιτιατε σεπαρα τιον οφ τηε τωο βοδιεσ φροµ ονε ανοτη ερ. Νεϖερτηελεσσ, τηε χαλχυλατιονσ λεφτ ενουγη ροοµ φορ ιντελλεχτυαλ µανευ ϖερινγ το κεεπ τηε σσιον ηψποτηεσισ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

26 a b ΣΧΕΝΑΡΙΟΣ ΟΦ ΛΥΝΑΡ ΦΟΡΜΑΤΙΟΝ ϖαριεδ ωιδελψ βεφορε τηε Απολλο µισσιονσ. Τηε χαπτυρε ηψποτηεσισ (α) δεπιχτσ τηε µοον ασ α βοδψ χαυγητ βψ τηε εαρτη σ γραϖιτψ. Ιν τηε φισσιον ιδεα (β), ραπιδ ροτατιον χαυσεδ α πιεχε οφ τηε εαρλψ εαρτη το φροµ βεινγ δισχουντεδ ον δψναµιχαλ γρουνδσ αλονε. Τηε Απολλο προγραµ προϖιδεδ α νεω τεστ. Ιφ τηε µοον σπλιτ φροµ τηε εαρτη ιν τηισ µαννερ, ιτ ουγητ το ηαϖε εξαχτλψ τηε σαµε χοµποσιτιον ασ τηε εαρτη σ ροχκψ µατεριαλ νεαρ τηε συρφαχε (σπεχι χαλλψ, τηε χρυστ ανδ µαντλε). Τηε µοον ανδ τηε εαρτη δο ηαϖε ιδεντιχαλ αµουντσ οφ οξψγεν ισοτοπεσ, ωηιχη ινδιχατεσ τηατ τηε τωο βοδιεσ αρε ρελατεδ ιν σοµε ωαψ. Βυτ τηε χοµποσιτιοναλ σιµιλαριτψ ενδσ τηερε. Χρυχιαλ δατα χαµε φροµ λυναρ σαµπλεσ, α νετωορκ οφ σεισµοµετερσ λεφτ βεηινδ ανδ σπεχτροσχοπιχ στυδιεσ βψ τηε Απολλο 15 ανδ 16 µισσιονσ. Τηεψ εναβλεδ ρεσεαρχηερσ το χονχλυδε τηατ τηε µοον ανδ τηε εαρτη ηαϖε δι ερεντ χηεµιχαλ χοµποσιτιονσ. Φορ εξαµπλε, τηε µοον ηασ µυχη λεσσ ϖολατιλε µατεριαλ συβστανχεσ τηατ βοιλ αωαψ εασιλψ τηαν δοεσ τηε εαρτη σ µαν τλε. Τηε σατελλιτε χοµπλετελψ λαχκσ ανψ ωατερ βεαρινγ µινεραλσ: ιτ ισ βονε δρψ. Ιτ αλσο λαχκσ οτηερ κινδσ οφ ϖολατιλε ελε µεντσ, φροµ χοµµον ονεσ συχη ασ πο τασσιυµ ανδ σοδιυµ το µορε εξοτιχ χηεµιχαλσ συχη ασ βισµυτη ανδ τηαλλι υµ. Σχιεντιστσ αλσο δισχοϖερεδ τηατ τηε µοον ισ ενριχηεδ ιν νονϖολατιλε συβ στανχεσ ρελατιϖε το τηε εαρτη. Χαλλεδ ρε φραχτοριεσ, τηεσε ελεµεντσ αρε τηε οππο σιτε οφ ϖολατιλεσ: τηεψ βοιλ ατ ηιγη τεµ περατυρεσ. Ιτ αππεαρσ τηατ ρεφραχτοριεσ συχη ασ αλυµινυµ, χαλχιυµ, τηοριυµ ανδ τηε ραρε εαρτη ελεµεντσ αρε πρεσεντ ιν τηε µοον ατ χονχεντρατιονσ τηατ αρε αβουτ 50 περχεντ ηιγηερ τηαν τηοσε ιν τηε εαρτη. Ανοτηερ βιτ οφ δαµαγινγ εϖι δενχε αγαινστ τηε χασε φορ σσιον χοµεσ φροµ τηε ρατιο οφ ιρον οξιδε το µαγνε σιυµ οξιδε. Τηε ρατιο οφ τηεσε χοµµον χοµπουνδσ σεεµσ το βε αβουτ 10 περ 42 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 χεντ ηιγηερ ιν τηε µοον τηαν ιτ ισ ιν τηε χρυστ ανδ µαντλε οφ τηε εαρτη. εσπιτε τηε εϖιδενχε, σσιον προπο νεντσ διδ νοτ ψιελδ. Τηεψ δεϖελοπεδ σχηεµεσ το δριϖε ο ϖολατιλεσ ανδ εν ριχη ρεφραχτοριεσ; τηεψ ωιδενεδ τηε ερ ρορ βαρσ ιν τηε ιρον οξιδε το µαγνεσιυµ οξιδε ρατιοσ συ χιεντλψ το χλαιµ τηατ τηε τωο βοδιεσ αρε ινδιστινγυισηαβλε. Βυτ ιν τηε λονγ ρυν τηε Απολλο προγραµ νδινγσ ηαϖε χονϖινχεδ µοστ ινϖεστι γατορσ τηατ τηε σσιον µοδελ φαιλσ τηε χοµποσιτιοναλ τεστ. Τηε τηιρδ χλασσιχ ιδεα ισ τηε δουβλε πλανετ ηψποτηεσισ, βψ ωηιχη τηε µοον ανδ τηε εαρτη φορµεδ χονχυρρεντλψ φροµ α χλουδ οφ γασ ανδ δυστ. Τηυσ, τηε ραω µατεριαλσ φορ τηε µοον χαµε φροµ α ρινγ οφ µατεριαλ ιν ορβιτ αρουνδ τηε εαρτη. Ασ τηε εαρτη γρεω, σο διδ τηε ρινγ ανδ τηε εµβρψονιχ µοον ωιτηιν. Τηισ ηψποτηεσισ αλωαψσ ηαδ τρουβλε εξπλαιν ινγ ωηψ τηε µοον ηασ συχη α σµαλλ µε ταλλιχ χορε χοµπαρεδ ωιτη τηατ οφ τηε εαρτη. Ριχηαρδ ϑ. Γρεενβεργ ανδ Στυαρτ ϑ. Ωειδενσχηιλλινγ ανδ σοµε οφ τηειρ χολ λεαγυεσ ατ τηε Πλανεταρψ Σχιενχεσ Ιν στιτυτε ανδ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα ταχκλεδ τηε θυεστιον δυρινγ τηε ψεαρ βεφορε τηε Κονα χονφερενχε. Τηεψ συγ γεστεδ τηατ τηε ορβιτινγ ρινγ οφ µατεριαλ αχτσ ασ α χοµποσιτιοναλ λτερ. Τηε ροχκψ παρτσ οφ ινχοµινγ βοδιεσ βρεακ υπ εασ ιλψ ανδ αρε ινχορπορατεδ ιντο τηε ρινγ; µεταλλιχ παρτσ πασσ τηρουγη το βεχοµε παρτ οφ τηε εαρτη. Μυχη δεβατε χεντερεδ ον τηε ε χαχψ οφ τηε προχεσσ, ανδ µανψ ρεσεαρχηερσ ραισεδ δουβτσ αβουτ ωηετηερ τηε ινχοµ ινγ βοδιεσ ωουλδ ηαϖε βεεν σεπαρατεδ ιντο χορεσ ανδ µαντλεσ. Αλτηουγη τηε βιναρψ πλανετ ηψποτηεσισ εξπλαινσ τηε σιµιλαριτψ οφ τηε χοµποσιτιον οφ τηε εαρτη ανδ τηε µοον ωιτη ρεσπεχτ το οξψγεν ισοτοπεσ, ιτ δοεσ νοτ αχχουντ φορ τηε δι ερενχεσ ιν ϖολατιλεσ ανδ ρε φραχτοριεσ. Μοστ ιµπορταντ, ιτ ρυνσ ιντο τηε ανγυλαρ µοµεντυµ προβλεµ. Τηατ ισ, ιτ δοεσ νοτ εξπλαιν ηοω τηε εαρτη σ ροτατιον χαµε το βε 24 ηουρσ, ωηιχη ισ φαστερ τηαν πρεδιχτεδ βψ σιµπλε αχχρε τιον µοδελσ, ανδ ηοω τηε ρινγ χουλδ ηαϖε αχθυιρεδ ενουγη χιρχυλαρ µοτιον το σταψ ιν ορβιτ. Ασ ωε ωερε οργανιζινγ τηε Κονα µεετινγ, Ι ωονδερεδ ωηατ νεω τωιστσ τηε προπονεντσ φορ τηεσε φαταλλψ αωεδ ιδεασ ωουλδ δεϖισε. Αλ τηουγη µοδι χατιονσ ωερε ινδεεδ πρε σεντεδ, ωε ωερε αλλ συρπρισεδ βψ τηε εν τηυσιαστιχ ρεχεπτιον γιϖεν το α λονγ ιγνορεδ ιδεα: τηε γιαντ ιµπαχτ τηεορψ. Αµονγ τηε µοστ συρπρισεδ ωασ χονφερ ενχε χο οργανιζερ Ηαρτµανν, ανδ ηε ωασ ονε οφ τηε ινϖεντορσ οφ τηε νοτιον. Βψ τηε ενδ οφ τηε δελιβερατιονσ, α χλεαρ χονσενσυσ φορµεδ ιν συππορτ οφ τηε ιδεα τηατ τηε ιµπαχτ οφ α λαργε προϕεχ τιλε ωιτη τηε γροωινγ εαρτη δισλοδγεδ τηε µατεριαλ τηατ ωουλδ φορµ τηε µοον. Οφ χουρσε, σκεπτιχαλ διεηαρδσ ανδ οτη ερσ δεσπερατελψ χλινγινγ το ονε οφ τηε ολδ ιδεασ ρεµαινεδ, βυτ τηε γιαντ ιµ παχτ τηεορψ οφ λυναρ οριγιν ενχηαντεδ µοστ παρτιχιπαντσ. Τηε ιδεα ωασ νοτ ρεαλλψ βρανδ νεω. Λικε αν αχτορ ωηο αχηιεϖεσ οϖερνιγητ συχχεσσ αφτερ ψεαρσ οφ σµαλλ ρολεσ, τηε γιαντ ιµπαχτ τηεορψ ωασ α βιτ πλαψερ φορ α λονγ τιµε. Ηαρτµανν ανδ ηισ χολλεαγυε οναλδ Ρ. αϖισ προποσεδ τηε ιµπαχτ τηεορψ ιν Τηεψ ηαδ βεεν ινϖεστι γατινγ τηε αχχυµυλατιον οφ πλανετσ φροµ σµαλλερ οβϕεχτσ ανδ νοτιχεδ τηατ νυ µερουσ λαργε βοδιεσ ωουλδ ηαϖε ωαν

27 c d βρεακ ο ανδ βεχοµε τηε µοον. Ιν τηε δουβλε πλανετ ηψποτη εσισ (χ), δυστ γραινσ αχχυµυλατεδ το φορµ τηε εαρτη ανδ µοον. Τηε νοω δοµιναντ γιαντ ιµπαχτ τηεορψ (δ) στατεσ τηατ α ηυγε χολλισιον υνγ ιντο ορβιτ δεβρισ τηατ βεχαµε τηε µοον. δερεδ νεαρ τηε εαρτη. Α φεω χουλδ ηαϖε βεεν ασ λαργε ασ Μαρσ. Ηαρτµανν ανδ αϖισ ηψποτηεσιζεδ τηατ τηε εαρτη χολ λιδεδ ωιτη συχη αν οβϕεχτ. Ασ α ρεσυλτ, σοµε οφ τηε δεβρισ ωασ λαυνχηεδ ιντο ορβιτ, προϖιδινγ ραω µατεριαλ φορ τηε µοον. Αλασταιρ Γ. Ω. Χαµερον οφ τηε Ηαρϖαρδ Σµιτησονιαν Χεντερ φορ Αστρο πηψσιχσ ανδ Ωιλλιαµ Ρ. Ωαρδ οφ τηε ϑετ Προπυλσιον Λαβορατορψ ιν Πασαδενα, Χαλ ιφ., ινδεπενδεντλψ συγγεστεδ τηε σαµε ιδεα ονε ψεαρ λατερ ασ τηεψ τριεδ το ρε σολϖε τηε ανγυλαρ µοµεντυµ προβλεµ. Τηεψ αλσο αδδρεσσεδ τηε δεταιλσ οφ τηε µεχηανισµ βψ ωηιχη τηε µατεριαλ χουλδ αχηιεϖε ορβιτ ανδ νοτ φαλλ βαχκ το τηε εαρτη. Τηε ωορκ οφ Ηαρτµανν ανδ αϖισ ηαδ βεεν αντιχιπατεδ αλµοστ 30 ψεαρσ βεφορε βψ τηε λατε γεολογιστ Ρεγιναλδ Α. αλψ οφ Ηαρϖαρδ Υνιϖερσιτψ. Τωο διστινγυισηεδ πιονεερσ οφ λυναρ σχιενχε, Ραλπη Β. Βαλδ ωιν οφ τηε Ολιϖερ Μαχηινερψ Χοµπανψ ιν Γρανδ Ραπιδσ, Μιχη., ανδ ον Ε. Ωιλ ηελµσ οφ τηε Υ.Σ. Γεολογιχαλ Συρϖεψ ιν Μενλο Παρκ, Χαλιφ., φουνδ τηατ αλψ ηαδ συγγεστεδ ιν 1946 τηατ τηε µοον φορµεδ φροµ τηε εαρτη βψ τηε γλανχινγ ιµπαχτ οφ α πλανετ σιζε οβϕεχτ. Αλτηουγη αλψ σ αναλψσισ χονταινσ ερρορσ, τηε γι αντ ιµπαχτ ιδεα ισ χλεαρλψ στατεδ ιν τηισ ινσιγητφυλ βυτ χοµπλετελψ ιγνορεδ πα ΟΧΕΑΝ ΟΦ ΜΑΓΜΑ ισ τηουγητ το ηαϖε ονχε ενχιρχλεδ τηε µοον οϖερ ιτσ σολιδ ιντεριορ. Οϖερ 100 µιλλιον ψεαρσ, τηε µαγµα σλοωλψ χρψσταλλιζεδ. Λιγητερ µα τεριαλ, µοστλψ πλαγιοχλασε φελδσπαρ, ροσε το τηε συρφαχε ανδ εϖεντυαλλψ φορµεδ τηε λυναρ χρυστ. Ηεαϖιερ χοµπουνδσ, χηιε ψ ολιϖινε ανδ πψροξενε, σανκ ανδ βεχαµε τηε µοον σ µαντλε. περ. Εϖεν ιφ αλψ σ ωορκ ηαδ βεεν ωιδε λψ ρεαδ, ιτ µιγητ ηαϖε βεεν δισχουντεδ: τηε παπερ ωασ πυβλισηεδ βεφορε σχιεν τιστσ ρεαλιζεδ τηατ ιµπαχτσ ωερε αν ιµ πορταντ πλανεταρψ προχεσσ [σεε Πρεµα τυριτψ ανδ Υνιθυενεσσ ιν Σχιεντι χ ισ χοϖερψ, βψ Γυντηερ Σ. Στεντ; ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, εχεµβερ 1972]. Αλτηουγη τηε γιαντ ιµπαχτ ηψποτηε σισ λαψ ιν οβσχυριτψ υντιλ τηε αννουνχε µεντ ατ Κονα, νοτηινγ σινχε τηατ 1984 χονφερενχε ηασ σηακεν ιτσ ρµ ποσιτιον ασ τηε λεαδινγ τηεορψ. Ιτ σιµπλψ εξπλαινσ τοο µανψ οβσερϖατιονσ. Τηε µοον λαχκσ µεταλλιχ ιρον ατ ιτσ χεντερ βεχαυσε τηε χορε οφ τηε ιµπαχτορ στυχκ το τηε εαρτη, σο τηε µοον φορµεδ φροµ τηε σιλιχατε παρτσ οφ βοτη οβϕεχτσ. Τηε δι ερενχε ιν τηε ρατιο οφ ιρον οξιδε το µαγνεσιυµ οξιδε βετωεεν τηε εαρτη ανδ τηε µοον εξιστσ βεχαυσε τηε µοον φορµεδ µοστ λψ φροµ τηε ιµπαχτορ. (Ονε ασσυµεσ τηατ τηε προϕεχτιλε ηαρβορεδ λεσσ ιρον οξιδε τηαν δοεσ τηε εαρτη.) MAGMA CEA SLID ITERIR PLAGICLASE FELDSPAR Τηε µοον ισ δρψ βεχαυσε οφ τηε ιν χαλχυλαβλε αµουντ οφ ηεατινγ τηατ τοοκ πλαχε δυρινγ τηε χολλισιον: τηε ηιγη τεµ περατυρεσ εϖαπορατεδ αλλ ωατερ ανδ οτη ερ ϖολατιλεσ. Τηε ρεφραχτοριεσ ενριχηεδ τηε µοον σ χοµποσιτιον βεχαυσε τηεψ ρεχονδενσεδ θυιχκλψ αφτερ ηεατινγ ανδ σο ωερε ινχορπορατεδ. Τηε ιδεντιχαλ οξψ γεν ισοτοπιχ χοµποσιτιον οφ τηε εαρτη ανδ τηε µοον αρισεσ βεχαυσε τηε ιµ παχτορ ανδ τηε εαρτη φορµεδ ιν τηε σαµε ρεγιον οφ τηε εϖολϖινγ σολαρ σψστεµ. Φι ναλλψ, τηε ηψποτηεσισ εξπλαινσ τηε µοστ δι χυλτ προβλεµ: τηε ανγυλαρ µοµεν τυµ οφ τηε εαρτη µοον σψστεµ. Τηε προ ϕεχτιλε µυστ ηαϖε στρυχκ τηε εαρτη ο χεντερ, αωαψ φροµ τηε χεντραλ αξισ. Τηισ τψπε οφ βλοω ωουλδ ηαϖε σπεδ υπ τηε εαρτη σ ροτατιον το ιτσ χυρρεντ ϖαλυε. Τηε µοστ εντιχινγ ασπεχτ οφ τηε γιαντ ιµπαχτ τηεορψ ισ τηατ συχη α χολλισιον ισ α νατυραλ χονσεθυενχε οφ πλανετ φορµα τιον. Νο υνυσυαλ ορ αδ ηοχ χιρχυµστανχ εσ νεεδ το βε ινϖοκεδ. Συχη χαταστρο PYRXEE AD LIVIE ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

28 πηεσ, ωηιλε ενορµουσ, αρε νοτ υνλικελψ. Ινδεεδ, πλανεταρψ σχιεντιστσ νοω αππεαλ το γιαντ ιµπαχτσ το εξπλαιν τηε χοµπο σιτιον οφ Μερχυρψ ανδ τηε λαργε τιλτ οφ Υρανυσ. Ωιτηουτ τηισ χολοσσαλ εϖεντ εαρλψ ιν τηε ηιστορψ οφ τηε σολαρ σψστεµ, τηερε ωουλδ βε νο µοον ιν τηε σκψ. Τηε εαρτη ωουλδ νοτ βε ροτατινγ ασ φαστ ασ ιτ δοεσ, νορ ωουλδ ιτ ηαϖε συχη στρονγ τιδεσ. αψσ µιγητ εϖεν λαστ α ψεαρ, ασ τηεψ δο ον ςενυσ. Βυτ τηεν, ωε προβα βλψ ωουλδ νοτ βε ηερε το νοτιχε. Ιν αδδιτιον το σεττλινγ τηε θυεστιον οφ τηε µοον σ οριγιν, τηε Απολλο σαµπλεσ εναβλεδ ρεσεαρχηερσ το δε δυχε τηε σατελλιτε σ στρυχτυρε ανδ εϖολυ τιον. Τηε µοον σ φεατυρεσ αππεαρ το ηαϖε βεεν ρεωορκεδ θυιτε α βιτ βψ ιν τερναλ προχεσσεσ, τηουγη το α µυχη λεσσ ερ εξτεντ τηαν τηοσε οφ τηε εαρτη. Α γι γαντιχ βοδψ οφ µαγµα ηυνδρεδσ οφ κιλοµετερσ δεεπ, ωηιχη αππαρεντλψ συρ ρουνδεδ τηε µοον ανδ ηελπεδ το φορµ τηε λυναρ χρυστ ανδ µαντλε, πρεχιπιτατεδ τηε εϖεντσ. Ινδεεδ, τηισ µαγµα οχεαν τηεορψ ηασ ρειγνεδ ασ α χεντραλ τενετ οφ λυναρ σχιενχε σινχε Απολλο 11 ρετυρνεδ τηε ρστ σαµπλεσ. Τηε Εαγλε λανδεδ ον τηε συρφαχε οφ α µαρε ιν τηε Σεα οφ Τρανθυιλλιτψ, ονε οφ τηε δαρκ γραψ αρεασ τηατ παιντ τηε φεα τυρεσ οφ τηε µαν ιν τηε µοον. Τηεψ αρε τηε ρεµναντσ οφ ϖαστ λαϖα οωσ τηατ λεακεδ ουτ οντο τηε συρφαχε βιλλιονσ οφ ψεαρσ αγο. Αρµστρονγ ανδ Αλδριν ρε τυρνεδ µοστλψ σαµπλεσ φροµ υνδερ φοοτ βασαλτιχ βεδροχκ ριχη ιν τιτανιυµ. Τηεψ αλσο ρετυρνεδ σαµπλεσ οφ τηε λυ ναρ ρεγολιτη. Τηε ρεγολιτη ισ τηε λοοσε δεβρισ τηατ φαλλσ βαχκ το τηε µοον αφτερ µετεοροιδ ιµπαχτσ ηαϖε κιχκεδ τηεµ υπ. Ιτ ισ τηε µοον σ ϖερσιον οφ σοιλ, χοϖ ερινγ µοστ οφ τηε συρφαχε το δεπτησ ασ γρεατ ασ 20 µετερσ. Τηε σαµπλεσ οφ ρεγολιτη χονταιν α σµαλλ περχενταγε οφ ωηιτε στονεσ ανδ πεββλεσ χοµποσεδ χηιε ψ οφ χαλχιυµ ανδ αλυµινυµ σιλιχατεσ κνοων ασ πλα γιοχλασε φελδσπαρ. Σοµε ροχκσ, χαλλεδ ανορτηοσιτεσ, ωερε χοµποσεδ οφ νοτη ινγ βυτ συχη φελδσπαρ. ϑοην Α. Ωοοδ οφ τηε Ηαρϖαρδ Σµιτησονιαν Χεντερ φορ Αστροπηψσιχσ ανδ ϑοσεπη ς. Σµιτη οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χηιχαγο ινδεπενδεντ λψ συγγεστεδ τηατ τηεσε ανοµαλουσ παρ τιχλεσ δεχορατινγ τηε Απολλο 11 ρεγολιτη ωερε τοσσεδ τηερε βψ ιµπαχτσ ον δισ ταντ ηιγηλανδ τερραιν (τηε λιγητ χολορεδ αρεασ οφ τηε µοον). Τηυσ, τηεψ αργυεδ, τηε ηιγηλανδσ µυστ βε δοµινατεδ βψ φελδσπαρ ριχη ροχκσ. Τηισ βολδ εξτραπο λατιον ωασ χον ρµεδ βψ Απολλο 16 ανδ οτηερ χραφτ τηατ ηαδ τουχηεδ δοων ον τηε ηιγηλανδσ. Ρεµοτε χηεµιχαλ µεα συρεµεντσ χονδυχτεδ βψ τηε ορβιτινγ Απολλο 15 ανδ Απολλο 16 χοµµανδ µοδ υλεσ, αλονγ ωιτη τελεσχοπιχ οβσερϖατιονσ οφ τηε ηιγηλανδσ βψ µψ χολλεαγυε Β. Ραψµονδ Ηαωκε οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Ηαωαιι ανδ ηισ χο ωορκερσ, αλσο προϖιδ εδ χριτιχαλ εϖιδενχε. Βυτ τηατ εξτραπολατιον ωασ νοτ ενουγη φορ Ωοοδ ανδ Σµιτη. Τηεψ ωονδερεδ ωηψ τηε ηιγηλανδσ ωερε σο ριχη ιν πλα γιοχλασε φελδσπαρ. Τηε µατεριαλ µιγητ ηαϖε αχχυµυλατεδ ον τοπ οφ µαγµα, λικε ιχε χυβεσ οατινγ ιν α γλασσ οφ ωα τερ. Συχη εϖεντσ ηαππεν ον τηε εαρτη ιν λαργε µαγµα βοδιεσ χαλλεδ λαψερεδ ιν τρυσιονσ. Τηε στρυχτυρεσ φορµ ωηεν δενσε µινεραλσ σινκ ανδ λιγητερ ονεσ ρισε. Ωοοδ ανδ Σµιτη προποσεδ τηατ φελδσπαρ οατεδ ιν α µαγµα σεα, εϖεντυαλλψ χρεατινγ τηε λυναρ χρυστ. Τηε ηεαϖψ µινεραλσ χοµποσεδ οφ ιρον ανδ µαγνεσιυµ σιλιχατεσ ολιϖινε ανδ πψ ροξενε σανκ το χρεατε τηε µαντλε. Μορεοϖερ, τηε ωορκερσ αργυεδ, ιφ αλλ τηε ηιγηλανδσ αρε ριχη ιν φελδσπαρ, τηεν τηε µαγµα µυστ ηαϖε βεεν εϖερψωηερε, ενχιρχλινγ τηε µοον. Τηυσ ωασ βορν τηε µαγµα οχεαν, αν ιδεα νοτ εϖεν χον χειϖεδ οφ βεφορε τηε Απολλο µισσιονσ. Φυρτηερ συππορτ φορ τηε µαγµα οχεαν χονχεπτ χοµεσ φροµ α σεεµινγλψ υν χοννεχτεδ γρουπ οφ ροχκσ, τηε µαρε βα σαλτσ. Τηεσε ροχκσ αρε ριχη ιν ολιϖινε ανδ πψροξενε τηε ηεαϖψ µατεριαλ τηατ σανκ ιν τηε µαγµα οχεαν. Τηεψ ερυπτ εδ οντο τηε συρφαχε ιν τηε φορµ οφ λαϖα τηρεε βιλλιον ψεαρσ αγο. Μοστ ιµπορταντ, τηεσε βασαλτσ λαχκ α τραχε ελεµεντ χαλλεδ ευροπιυµ. Τηε πλαγιοχλασε φελδσπαρ φροµ τηε ηιγηλανδσ, ηοωεϖερ, ισ εν ριχηεδ ιν τηισ ελεµεντ. Ιν φαχτ, τηε εν ριχηµεντ ιν τηε ηιγηλανδσ ισ αβουτ εθυαλ το τηε δεπλετιον ιν τηε µαρε βασαλτσ. Τηε νδινγσ βολστερ τηε πρεσυµπτιον τηατ βοτη τηε µαρια ανδ τηε ηιγηλανδσ εµεργεδ φροµ τηε µαγµα οχεαν. υρ ινγ τηειρ φορµατιον, τηε φελδσπαρ ριχη ηιγηλανδσ σιµπλψ γραββεδ µορε οφ τηε ευροπιυµ τηαν διδ τηε µαρε βασαλτσ. Τηε πρεσενχε οφ α µαγµα οχεαν προµπτσ α θυεστιον. Ηοω ωασ ιτ χρεατ εδ ιν τηε ρστ πλαχε? Σπεχι χαλλψ, φροµ ωηερε διδ τηε ενεργψ νεχεσσαρψ το λιθ υεφψ πλανεταρψ µατεριαλ χοµε? Τηε προ χεσσ οφ χορε φορµατιον µαψ ηαϖε συπ πλιεδ σοµε ενεργψ: τηε σινκινγ οφ µε ταλλιχ ιρον ρελεασεσ ηεατ. Τηε ιµµενσε ιµπαχτ τηατ λεδ το τηε φορµατιον οφ τηε µοον χοντριβυτεδ α φυρτηερ βοοστ οφ ενεργψ. Γεοπηψσιχιστσ ηαϖε εξαµινεδ τηε προβλεµ ιν δεταιλ ανδ χονχλυδεδ ΑΝΟΡΤΗΟΣΙΤΕ ισ α τψπε οφ ροχκ φροµ τηε λυναρ ηιγηλανδσ (λεφτ). Α σλιχε οφ συχη α ροχκ, πηοτογραπηεδ τηρουγη πολαριζεδ λιγητ, ρεϖεαλσ ιτσ χοµποσιτιον (ριγητ). ι ερεντ χοµπουνδσ 44 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 πολαριζε λιγητ ιν ϖαριουσ ωαψσ ανδ, ωιτη λτερσ, χαν βε ιδεν τι εδ βψ χολορ. Αλλ γραψιση το ωηιτε µινεραλσ αρε φελδσπαρ. Τινψ ορανγε γραινσ αρε ιρον µαγνεσιυµ µινεραλσ.

29 τηατ τηε γιαντ ιµπαχτ λεδ το τηε φορµα τιον οφ α λαργε αµουντ οφ µολτεν µατε ριαλ. Σο γρεατ ωασ τηε µελτινγ τηατ υπ το 65 περχεντ οφ τηε προϕεχτιλε ανδ τηε εαρτη βεχαµε µαγµα. Τηε χονχεπτ οφ τηε µαγµα οχεαν ισ νοω βεινγ αππλιεδ το οτηερ πλανετσ ασ ωελλ. Ιτ ισ χηανγινγ τηε ωαψ σχιεντιστσ λοοκ ατ τηε εϖολυτιον ανδ εαρλψ ηιστορψ οφ τηε σολαρ σψστεµ. Ιν τηε λαβορατορψ, εξπεριµεντερσ τρψ το δετερµινε ηοω µινεραλσ φορµ ιν µαγµα ανδ ηοω τραχε ελεµεντσ αρε παρτιτιονεδ βετωεεν τηε µαγµα ανδ χρψσταλλιζεδ µατεριαλσ. Αν οτηερ χοµµυνιτψ οφ ρεσεαρχηερσ ινϖεσ τιγατεσ προχεσσεσ τηατ χουλδ ηαϖε οπερ ατεδ ιν α µαγµα οχεαν ον τηε εαρτη 4.5 βιλλιον ψεαρσ αγο (τηε αχτιϖε γεολογψ οφ τηε πλανετ σινχε τηεν ηασ ρεµοϖεδ αλλ εϖιδενχε οφ α µαγµα οχεαν). Ι ηαϖε βεεν µαρσηαλινγ εϖιδενχε τηατ σοµε αστεροιδσ, εσπεχιαλλψ τηοσε τηατ φορµεδ ιρον χορεσ, αλσο βορε µαγµα οχεανσ εαρλψ ιν τηειρ ηιστοριεσ. Αλλ τηισ ρεσεαρχη ωασ σπαωνεδ βεχαυσε χρεατιϖε ανδ βολδ σχιεντιστσ ατταχηεδ σπεχιαλ ιµπορτανχε το α φεω δοζεν λιττλε χηυνκσ οφ ωηιτε ροχκ ιν α χηαρχοαλ γραψ πιλε οφ διρτ φροµ τηε µοον. Αλτηουγη τηε εϖιδενχε ισ χοµπελλινγ, σοµε ινϖεστιγατορσ αρε στιλλ σκεπτιχαλ αβουτ τηε µαγµα οχεαν τηεορψ: τηεψ χιτε τηε εξιστενχε οφ λυναρ ηιγηλανδσ τηατ λαχκ φελδσπαρ. Τηε ναλ προοφ ρε θυιρεσ α γλοβαλ συρϖεψ φροµ α λυναρ ορ βιτ οφ τηε ηιγηλανδσ χρυστ. Τηε Χλεµεν τινε προβε, α επαρτµεντ οφ εφενσε µισσιον το τεστ αδϖανχεδ σενσορσ, ηασ ρεχεντλψ χοµπλετεδ ιτσ µισσιον το µαπ τηε µοον σπεχτροσχοπιχαλλψ. (ΝΑΣΑ ηασ νο πλαννεδ µισσιονσ το εξπλορε τηε µοον.) Ινφορµατιον φροµ Χλεµεντινε σ σενσορσ µαψ προϖιδε τηε χρυχιαλ δατα το εσταβλιση τηε αµουντ οφ πλαγιοχλασε φελδσπαρ ιν τηε χρυστ. Αφτερ τηε γιαντ ιµπαχτ ανδ τηε στρυχτυραλ φορµατιον ινδυχεδ βψ τηε µαγµα οχεαν, τηε µοον εξ περιενχεδ ανοτηερ στεπ ιν ιτσ εϖολυτιον: ιµπαχτ χρατερινγ. Τηισ µαϕορ γεολογιχ προχεσσ ιν φαχτ στιλλ α εχτσ τηε πλανετσ. Ιτσ ιµπορτανχε ωασ νοτ αλωαψσ αππρεχι ατεδ. Βεφορε τηε σπαχε αγε, µανψ σχιεν τιστσ χλαιµεδ τηατ ϖολχανισµ φορµεδ λυ ναρ χρατερσ ανδ χαϖιτιεσ. Βυτ ασ τηε Απολ λο µισσιονσ αππροαχηεδ, υνδερστανδινγ οφ ιµπαχτ προχεσσεσ ανδ προδυχτσ ιν χρεασεδ τρεµενδουσλψ. Γεολογιστσ προϖεδ τηατ µανψ χιρχυλαρ στρυχτυρεσ ον τηε εαρτη ωερε φορµεδ βψ χολλισιον ωιτη αν εξτρατερρεστριαλ οβϕεχτ. Τηεψ στυδιεδ τηεµ ιν ορδερ το εσταβλιση τηε κεψ χηαρ αχτεριστιχσ οφ συχη φεατυρεσ. Οτηερσ µαδε χρατερσ ιν λαβορατοριεσ, υσινγ ηιγη σπεεδ γυνσ τηατ προπελλεδ προϕεχτιλεσ ατ ϖε λοχιτιεσ οφ σεϖεραλ κιλοµετερσ α σεχονδ, ωηιχη σµασηεδ ιντο ταργετσ. ΑΠΟΛΛΟ 17 ΑΣΤΡΟΝΑΥΤ Ηαρρισον Η. Σχηµιττ στανδσ νεξτ το α ροχκ τηατ χονταινσ µατεριαλσ τηατ ηαδ βεεν µελτεδ αφτερ α ηυγε προϕεχτιλε στρυχκ τηε µοον 3.86 βιλλιον ψεαρσ αγο. Τηε ιµπαχτ χρεατεδ τηε Σερενιτατισ βασιν, α 920 κιλοµετερ ωιδε δεπρεσ σιον. Τηε σελεχτιον οφ σπεχιφιχ τψπεσ οφ σαµπλεσ ηασ ηελπεδ δεταιλ τηε ιµπορτανχε οφ ιµπαχτ χρατερινγ ιν πλανεταρψ φορµατιον. Τηε ρστ περσον το ασσεµβλε στρονγ εϖιδενχε φορ αν ιµπαχτ οριγιν φορ λυναρ χρατερσ ωασ τηε ρενοωνεδ γεολογιστ Γροϖε Κ. Γιλβερτ, ωηοσε χοντριβυτιονσ ρανγεδ φροµ βασιχ µαππινγ το ηψδρο γεολογψ. Ιν 1893 ηε πυβλισηεδ α χλασσιχ παπερ χαλλεδ Τηε Φαχε οφ τηε Μοον, τηε ρστ γεολογιχ στυδψ οφ τηε εαρτη σ σατελ λιτε. Γιλβερτ χορρεχτλψ ιδεντι εσ τηε µα ρια ασ ϖαστ λαϖα πλαινσ. Ηε αλσο δεσχριβεσ τηε χρατερσ ανδ εξπλαινσ ωηψ τηεψ χουλδ νοτ βε ϖολχανιχ. Λικε αλψ σ παπερ αβουτ τηε οριγιν οφ τηε µοον, τηισ ονε ωασ αλσο φοργοττεν φορ δεχαδεσ. Ιν φαχτ, τηε ιµπαχτ χρατερινγ ιδεα διδ νοτ ρετυρν υντιλ τηε εαρλψ 1940σ, ωηεν Βαλδωιν βε γαν στυδψινγ τηε µοον. Ιρονιχαλλψ, Βαλδ ωιν βεχαµε αωαρε οφ Γιλβερτ σ ιµπορ ταντ ωορκ ιν α λεττερ φροµ αλψ ιν Τηε ηιγηλανδσ αρε εσπεχιαλλψ βαττερεδ, ανδ τηε ροχκσ σηοω ιτ. Μοστ σαµπλεσ ηαϖε βεεν µελτεδ, µιξεδ, χρυσηεδ ανδ χοµπρεσσεδ βψ σηοχκ ωαϖεσ. Τηεσε ροχκσ, χαλλεδ βρεχχιασ, αρε ασ χοµπλιχατ εδ ασ αν Μ. Χ. Εσχηερ πριντ. Τηε αγεσ οφ ηιγηλανδ βρεχχιασ αρε συρπρισινγ. Ιν 1974 Φουαδ Τερα, ιµιτρι Α. Παπαναστασσιου ανδ Γεραλδ ϑ. Ωασσερβυργ οφ τηε Χαλιφορ νια Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ ποιντεδ ουτ τηατ τηερε αρε τωο σηαρπ δελινεατιονσ οφ αγεσ οφ ηιγηλανδ ροχκσ. Τηε ρστ ισ ατ αρουνδ 4.4 βιλλιον ψεαρσ, ωηιχη Τερα ανδ ηισ χολλεαγυεσ τοοκ το βε τηε ενδ οφ πριµαρψ λυναρ δι ερεντιατιον (βασιχαλλψ, ωηεν τηε µαγµα οχεαν στοππεδ χρψσταλ λιζινγ). Τηε οτηερ τακεσ πλαχε ατ αβουτ 3.9 βιλλιον ψεαρσ. Τηισ σεχονδ αγε, τηεψ ρεασονεδ, ρεπρεσεντσ α τιµε οφ ιντενσε βοµβαρδµεντ τηατ χοµπλετελψ ωιπεδ ουτ ανψ εϖιδενχε οφ πρεϖιουσ βοµβαρδ µεντσ; τηε ιµπαχτσ ρεσετ τηε αγεσ οφ τηε συρφαχε ροχκσ. Τηεψ δυββεδ τηισ πε ριοδ οφ ερχε ιµπαχτ βοµβαρδµεντ τηε λυναρ χαταχλψσµ. Τηε ιδεα στατεσ τηατ µοστ οφ τηε βασινσ ανδ λαργε χρατερσ ον τηε µοον φορµεδ ιν α ναρροω τιµε ιν τερϖαλ, ρουγηλψ 3.85 το φουρ βιλλιον ψεαρσ αγο. Ινδεεδ, οφ τηε σαµπλεσ δατεδ, τηε αγεσ οφ ϖιρτυαλλψ αλλ τηε ροχκσ φροµ τηε Απολλο προγραµ ιγητσ ανδ τηε Ρυσσιαν αυτοµατεδ Λυνα 20 µισσιον αρε ιν τηε 3.85 το 3.95 βιλλιον ψεαρ ρανγε. Σοµε πεοπλε διδ νοτ λικε τηε χατα χλψσµ ιδεα. Βαλδωιν αργυεδ τηατ τηε απ παρεντ χλυστερινγ οφ αγεσ ωασ αν ιλλυ σιον. Τηε δατα ιν ε εχτ ωερε χονταµι νατεδ βψ τηε ωιδεσπρεαδ διστριβυτιον οφ εϕεχτεδ δεβρισ. Σπεχι χαλλψ, τηε δεβρισ οριγινατεδ φροµ τηε ιµµενσε εϖεντ ρε σπονσιβλε φορ τηε φορµατιον οφ τηε Ιµβρι υµ βασιν, α 1,300 κιλοµετερ ωιδε δεντ τηατ χορρεσπονδσ το τηε µαν ιν τηε µοον σ ριγητ εψε. Βαλδωιν αλσο αργυεδ τηατ τηε ελεϖατεδ παρτσ οφ λαργε βασινσ ηαϖε γραδυαλλψ συνκ δοων, ινδιχατινγ τηεψ φορµεδ βεφορε 3.95 βιλλιον ψεαρσ αγο, περηαπσ ασ µυχη ασ 4.3 βιλλιον ψεαρσ αγο. Ηαρτµανν βελιεϖεσ τηε χλυστερ οφ αγεσ αρουνδ 3.9 βιλλιον ψεαρσ ρεπρε σεντεδ τηε λαστ οφ α δεχλινινγ υξ οφ προϕεχτιλεσ λεφτ οϖερ φροµ πλανεταρψ αχ χρετιον. Τηε παυχιτψ οφ σαµπλεσ φροµ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

30 ΧΡΑΤΕΡΕ ΗΙΓΗΛΑΝ Σ ον τηε φαρ σιδε εαστ οφ Μαρε Σµψτηιι µαψ ηαϖε βεεν φορµεδ δυρινγ α γεολογιχαλλψ βριεφ επι σοδε τηε λυναρ χαταχλψσµ. Τηισ ηψποτηε σισ συπποσεσ τηατ τηε µοον ωασ εξποσεδ το αν ιντενσε βοµβαρδµεντ βετωεεν 3.85 βιλλιον ανδ φουρ βιλλιον ψεαρσ αγο. βεφορε τηατ περιοδ ωασ τηε ρεσυλτ οφ ωηατ ηε χαλλεδ α στονε ωαλλ. Ασ ολδερ ροχκσ ωερε ρεηεατεδ βψ ιµπαχτσ, τηειρ αγεσ ωερε χοντινυουσλψ ρεσετ το 3.9 βιλ λιον ψεαρσ. Τηερεφορε, ονλψ τηε λαστ ιµ παχτ εϖεντσ αρε ρεχορδεδ. Ηαρτµανν σ ανδ Βαλδωιν σ αργυµεντσ περσυαδεδ µοστ ινϖεστιγατορσ. Σο τηε ποσσιβιλιτψ τηατ α χαταχλψσµ τηε δραµατιχ πιχκυπ ιν τηε ιµπαχτ ρατε βετωεεν 3.85 ανδ φουρ βιλλιον ψεαρσ αγο ωασ χαστ ασιδε ορ ατ λεαστ ιγνορεδ. Τηε χαταχλψσµ σ εξιλε λαστεδ µορε τηαν α δεχαδε, υντιλ Γραηαµ Ρψδερ οφ τηε Λυναρ ανδ Πλανεταρψ Ινστιτυτε ιν Ηουστον ϖιγορουσλψ ρεϖιϖεδ τηε ιδεα ιν Ρψδερ µακεσ τηρεε ποιντσ. Ονε ισ τηατ αγεσ οφ ροχκσ αρε νοτ σο εασιλψ ρε σετ. Ρεχεντ ωορκ ον τηε ε εχτσ οφ ιµ παχτσ ον αγεσ δεµονστρατεσ τηατ τηε ονλψ µατεριαλσ ωηοσε αγεσ αρε α εχτεδ αρε τηοσε τηατ µελτ δυρινγ τηε ιµπαχτ ανδ, περηαπσ, α σµαλλ περχενταγε οφ οτη ερ ροχκσ ιν τηε ταργετ. Μοστ ροχκσ αρε χρυσηεδ υπ ανδ τοσσεδ αρουνδ βυτ νοτ ηεατεδ συβσταντιαλλψ. Ρψδερ αλσο αργυεσ αγαινστ Ηαρτµανν σ στονε ωαλλ ιδεα. Ηε δραωσ αττεντιον το σαµπλεσ οφ λαϖα οωσ φουνδ αµονγ τηε Απολλο 14 σπεχιµενσ. Τηεσε ροχκσ ρανγε 46 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ιν αγε φροµ 3.9 το 4.3 βιλλιον ψεαρσ. Τηεψ ινδιχατε τηατ τηε αγεσ οφ σαµπλεσ χαν βε πρεσερϖεδ εϖεν τηουγη τηεψ ωουλδ ηαϖε βεεν τηε µοστ προνε το δεµολι τιον βεχαυσε οφ τηειρ ποσιτιον ον τηε λυ ναρ συρφαχε. Ρψδερ σ τηιρδ µαιν χοντεντιον χηαλ λενγεσ τηε νοτιον τηατ αλλ τηε σαµπλεσ ρε εχτ τηε αγε οφ τηε ηυγε Ιµβριυµ βασιν. Ινδεεδ, µοστ ωορκερσ νοω φεελ τηε ιδεα ισ προβαβλψ τοο σιµπλιστιχ. Τηε ηιγηλανδσ ηαρβορ µανψ χηεµιχαλλψ δισ τινχτ γρουπσ οφ ροχκσ µελτεδ βψ ιµπαχτ, α φαχτ τηατ συγγεστσ σεϖεραλ χολλισιονσ. Τηε αγεσ οφ τηε ροχκσ χλυστερ βετωεεν 3.85 ανδ 3.95 βιλλιον ψεαρσ. Στιλλ, τηε θυεστιον οφ τηε εξαχτ νυµ βερ οφ προπερλψ δατεδ εϖεντσ ρεµαινσ. Σο δοεσ τηε ισσυε οφ ωηατ νυµβερ οφ ιµπαχτσ χονστιτυτεσ α χαταχλψσµ. Τηε δι ερινγ ϖιεωποιντσ εξπρεσσεδ ιν τηε χαταχλψσµ ηψποτηεσισ ανδ τηε στονε ωαλλ ιδεα στεµ ιν παρτ φροµ τωο ωαψσ οφ λοοκινγ ατ τηε µοον. Ρψδερ αδϖο χατεσ χαταχλψσµ βεχαυσε ηε ηασ σοµε χον δενχε ιν ωηατ λυναρ σαµπλεσ αρε τελλινγ υσ. Ηαρτµανν ισ µορε χονχερνεδ ωιτη ηοω πλανετσ αχχρετε ανδ τηυσ πρε φερσ τηε στονε ωαλλ τηεορψ. Ρεχονχιλινγ τηε τωο περσπεχτιϖεσ ρεθυιρεσ µορε σαµπλεσ φροµ τηε µοον. Εσπεχιαλλψ υσε φυλ ωουλδ βε σπεχιµενσ φροµ δεποσιτσ οφ ιµπαχτ µελτ ινσιδε λαργε βασινσ. ατ ινγ τηεµ ωουλδ ψιελδ διρεχτ, υναµβιγυ ουσ αγεσ οφ εαχη βασιν φροµ ωηιχη τηε σαµπλεσ ωερε χολλεχτεδ. Ιν αλλ λικελιηοοδ, τηε βοµβαρδµεντ τηατ χρατερεδ τηε µοον ωασ νοτ υνιθυε. Ιτ αππεαρσ το ηαϖε οχχυρρεδ τηρουγηουτ τηε ιννερ σολαρ σψστεµ. Αν χιεντ χρατερεδ τερραινσ εξιστ ον Μαρσ ανδ Μερχυρψ ινδεεδ, Μερχυρψ λοοκσ µυχη λικε τηε µοον. (ςενυσ ισ σο αχ τιϖε τηατ ιτσ εαρλιεστ φεατυρεσ χουλδ νοτ ηαϖε συρϖιϖεδ.) Νυµερουσ προϕεχτιλεσ προβαβλψ ηιτ τηε εαρλψ εαρτη ασ ωελλ. Τηε λυναρ χρατερσ χαν προϖιδε σοµε εσ τιµατε οφ τηε σιζε οφ σοµε οφ τηε οβ ϕεχτσ τηατ χρασηεδ ιντο τηε εαρτη. Τηε µοον ηασ 35 βασινσ λαργερ τηαν 300 κιλοµετερσ ωιδε. Εϖεν ιφ ονλψ ηαλφ οφ τηεσε βασινσ φορµεδ βετωεεν 3.85 ανδ φουρ βιλλιον ψεαρσ αγο, τηε χονχλυσιον ισ ινεσχαπαβλε τηατ δυρινγ τηε σαµε περι οδ τηε εαρτη ωουλδ ηαϖε εξπεριενχεδ µορε τηαν 300 χοµπαραβλε ιµπαχτσ. (Τηε εαρτη ισ α βιγγερ ταργετ, βοτη ιν τερµσ οφ χροσσ σεχτιοναλ αρεα ανδ µασσ, σο ιτ τενδσ το βε ηιτ βψ αβουτ 20 τιµεσ ασ µανψ προϕεχτιλεσ.) Οφ τηεσε, βετωεεν 15 ανδ 20 ωουλδ ηαϖε βεεν µονυµεν ταλ, φορµινγ βασινσ λαργερ τηαν 2,500 κιλοµετερσ ιν διαµετερ. Τηισ σιζε, εθυαλ το τηατ οφ τηε λαργεστ λυναρ βασιν, ισ αβουτ ηαλφ τηε διστανχε αχροσσ τηε χον τινενταλ Υ.Σ. Συχη ιµπαχτσ ωουλδ ηαϖε ηαδ δρα µατιχ χονσεθυενχεσ. Ονε α εχτεδ χηαρ αχτεριστιχ ωουλδ ηαϖε βεεν τηε εαρτη σ γεολογψ. Λαργε ιµπαχτσ ωουλδ ηαϖε αλ τερεδ ανψ χονϖεχτιον παττερνσ ιν τηε µαντλε τηατ µαψ ηαϖε δριϖεν εαρλψ πλατε τεχτονιχσ. Τηεψ ωουλδ αλσο ηαϖε ραπιδλψ εξχαϖατεδ ηοτ µατεριαλ φροµ τηε µαν τλε. Βρουγητ το τηε συρφαχε, τηε ηοτ ροχκσ ωουλδ ηαϖε µελτεδ ινσταντλψ, προδυχ ινγ ϖαστ αµουντσ οφ µαγµα. Τηε ρεσιδ υαλ χρατερσ µαψ ηαϖε χολλεχτεδ σεδι µεντσ. Συχη µατεριαλ µαψ ηαϖε εροδεδ φροµ τηε ηιγηερ αρεασ ον τηε ριµσ οφ τηε χρατερσ ορ φροµ τηε χεντραλ πεακσ. Τηε σεδιµεντατιον χουλδ ηαϖε λεδ το τηε φορµατιον οφ τηε ρστ χοντινεντσ. Λιφε ωουλδ ηαϖε ηαδ α δι χυλτ τιµε τηριϖινγ δυρινγ τηισ τιµε. Τηε µοστ δρα µατιχ εϖεντσ ωουλδ ηαϖε βεεν χαπαβλε οφ ϖαποριζινγ αλλ λιθυιδ ωατερ ον τηε πλανετ. Ιτ σεεµσ υνλικελψ τηατ λιφε ωουλδ

31 ηαϖε συρϖιϖεδ ανψωηερε. Ιτ ωουλδ τηυσ ηαϖε βεεν φορχεδ το σταρτ οϖερ. Ιν φαχτ, Χηριστοπηερ Φ. Χηψβα οφ τηε ΝΑΣΑ Αµεσ Ρεσεαρχη Χεντερ ατ Μο εττ Φιελδ, Χαλιφ., συγγεστσ τηατ σεϖεραλ στεριλιζατιον εϖεντσ οχχυρρεδ βεφορε τηε ιµπαχτ ρατε σεττλεδ δοων αβουτ 3.8 βιλλιον ψεαρσ αγο. Ονλψ σινχε τηεν ωουλδ λιφε ηαϖε βεεν αβλε το τακε α περµανεντ ηολδ ον τηε εαρτη. Ιν δεεδ, στρονγ εϖιδενχε εξιστσ τηατ οργαν ισµσ αροσε βψ 3.6 βιλλιον ψεαρσ αγο, ονλψ αβουτ 200 µιλλιον ψεαρσ αφτερ τηε βοµ βαρδµεντ συβσιδεδ. Ρεχεντ ωορκ ινδι χατεσ τηατ σελφ ρεπλιχατινγ µολεχυλεσ χαν δεϖελοπ θυιχκλψ, σο τηε 200 µιλλιον ψεαρ περιοδ ισ α ρεασοναβλε τιµε φραµε φορ οργανισµσ το εµεργε. Λαργε ιµπαχτσ ηαϖε αλσο βεεν ινϖοκεδ το εξπλαιν µαϕορ εξτινχτιονσ ον τηε εαρτη. Τηε ιµπαχτ ηψποτηεσισ ισ εσπεχιαλ λψ ωελλ δοχυµεντεδ ατ τηε Χρεταχεουσ Τερτιαρψ βουνδαρψ, ωηιχη ρεσυλτεδ ιν τηε ενδ οφ ηαλφ οφ τηε λιϖινγ σπεχιεσ, ιν χλυδινγ τηε δινοσαυρσ, 65 µιλλιον ψεαρσ αγο. Τηε µαιν λινεσ οφ εϖιδενχε στεµ φροµ α γλοβαλ ενριχηµεντ οφ ιριδιυµ ατ τηε βουνδαρψ ανδ τηε πρεσενχε οφ σηοχκεδ φορµσ οφ θυαρτζ ανδ φελδσπαρ. Τεαµσ σπεαρηεαδεδ βψ Αλαν Ρ. Ηιλδε βρανδ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα ανδ ςιργιλ Λ. Βυχκ Σηαρπτον οφ τηε Λυναρ ανδ Πλανεταρψ Ινστιτυτε ηαϖε ιδεντι εδ τηε σιτε οφ τηε προβαβλε ιµπαχτ. Τηε χρατερ, χαλλεδ Χηιχξυλυβ, ισ χοµπλετελψ ηιδδεν βψ σεδιµεντσ φορµινγ τηε Ψυ χατ ν Πενινσυλα. Ιτ ωασ οριγιναλλψ δισ χοϖερεδ ιν 1981 τηρουγη γραϖιτψ συρ ϖεψσ ανδ τηρουγη δριλλινγ αχτιϖιτιεσ βψ Πεµεξ, Μεξιχο σ νατιοναλ οιλ χοµπανψ. Τηε στρυχτυρε ισ 300 κιλοµετερσ ιν δι αµετερ ανδ 65 µιλλιον ψεαρσ ολδ. Σοµε σχιεντιστσ ηαϖε προποσεδ τηατ συχη µασσ εξτινχτιονσ αρε νοτ ηαππεν στανχε εϖεντσ βυτ ιν φαχτ ρεχυρ περιοδι χαλλψ. Προϖινγ τηισ ηψποτηεσισ βψ λοοκ ινγ ατ φεατυρεσ ον τηε εαρτη ισ νοτ ποσ σιβλε. Βεσιδεσ υνχερταιντιεσ ιν τηε φοσσιλ ρεχορδ, τοο φεω τερρεστριαλ χρατερσ ηαϖε βεεν δατεδ αχχυρατελψ. Ωιτηουτ α χορ ρεχτ ηιστοριχαλ ρεχορδ, α σεαρχη φορ περι οδιχιτψ ισ φυτιλε. Τηε µοον σ συρφαχε µαψ ηολδ τηε εϖιδενχε: ιτ ισ τεεµινγ ωιτη χρατερσ φορµεδ δυρινγ τηε παστ 600 µιλλιον ψεαρσ. Φριεδριχη Η ρζ οφ τηε ΝΑΣΑ ϑοην σον Σπαχε Χεντερ εστιµατεσ τηατ 5,000 οφ τηεµ αρε λαργερ τηαν ϖε κιλοµετερσ ιν διαµετερ. Εϖεν ιν α λοχαλ ρεγιον, σαψ, ωιτηιν α 100 κιλοµετερ ραδιυσ, τηερε αρε 500 χρατερσ ωιδερ τηαν ονε κιλοµετερ. Βυτ αν αχχυρατε δετερµινατιον οφ αγε ρεθυιρεσ σαµπλεσ. Ινδεεδ, το λλ ιν µισσινγ δατα αβουτ τηε εαρτη σ οριγιν ανδ εαρλψ ηιστορψ, ωε µυστ ρετυρν το τηε µοον. Τηε οριγιν προβλεµ σεεµσ το βε σολϖεδ, βυτ τηε δε ταιλσ ρεµαιν σκετχηψ. Τηε εξιστενχε οφ τηε µαγµα οχεαν ισ νοτ προϖεδ το εϖ rigin Craters TPIC PRE-APLL VIEW CURRET VIEW Presence of volatiles (such as water) Rock ages Magma ocean Composition of maria Composition of highlands Composition of mantle Απολλο σ Ινφλυενχε ον Λυναρ Σχιενχε Captured, derived from the earth or formed with the earth as a dual planet Most impact, some volcanic Unknown, although some scientists thought water had flowed on the moon s surface Uncertain, but probably ancient (more than a few billion years) ot conceived of Unknown Unknown Unknown ερψονε σ σατισφαχτιον. Ωε νεεδ το δετερ µινε τηε οϖεραλλ χοµποσιτιον οφ τηε µοον, ωηιχη χαν βε δονε ωιτη σπεχτρο σχοπιχ συρϖεψσ φροµ ορβιτ ανδ σεισµο γραπηιχ στυδιεσ ον τηε συρφαχε. Μορε σαµπλεσ φροµ κεψ λοχαλιτιεσ ιν τηε λυναρ ηιγηλανδσ ωουλδ αλλοω υσ το υνραϖελ τηε προχεσσεσ τηατ οπερατεδ ινσιδε α χοµπλιχατεδ µαγµα οχεαν βοδψ. Τηε βοµβαρδµεντ ηιστορψ οφ τηε µοον ωιλλ νεϖερ βε ωορκεδ ουτ ωιτηουτ σαµπλεσ φροµ ιδεντι αβλε ιµπαχτ δεποσιτσ ιν σιδε χρατερσ. Μορεοϖερ, νεω µισσιονσ δο νοτ ηαϖε το βε ασ εξπενσιϖε ορ χοµπλεξ ασ ωασ Απολλο. Αυτοµατεδ προβεσ χαν δο τηε ϕοβ φορ υσ. Οφ χουρσε, τηε νατιον ανδ τηε ωορλδ µαψ δεχιδε τηεψ χαννοτ α ορδ το σενδ α εετ οφ ορβιταλ ανδ συρφαχε µισσιονσ Giant impact on the earth, followed by formation of the moon from debris Almost all impact; dynamics of ejected debris determined Mostly dry, but water brought in by impacting comets may be trapped in very cold places at the poles Highlands: most rocks older than 4.1 billion years, with anorthosites 4.4 billion years. Maria: some as young as about two billion years, others as old as 4.3 billion years Anorthosites formed from magma ocean; other highland rocks formed after that Wide variety of basalt types Wide variety of rock types, but all containing more aluminum than do mare basalts Varying amounts of mostly olivine and pyroxene το τηε µοον. Ιν τηατ χασε, ωε ωιλλ νεϖερ κνοω τηε δεταιλσ οφ τηε φορµατιον, εαρ λψ µελτινγ ανδ βοµβαρδµεντ ηιστορψ οφ τηε µοον ανδ τηε εαρτη. Ονλψ βψ χοντινυινγ τηε λεγαχψ οφ Απολλο χαν ωε ηοπε το χοµπλετε ουρ υνδερστανδινγ οφ ουρ πλαχε ιν τηε σολαρ σψστεµ. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΛΥΝΑΡ ΣΟΥΡΧΕ ΒΟΟΚ: Α ΥΣΕΡ Σ ΓΥΙ Ε ΤΟ ΤΗΕ ΜΟΟΝ. Εδιτεδ βψ Γραντ Ηεικεν, αϖιδ ςανιµαν ανδ Βεϖαν Μ. Φρενχη. Χαµβριδγε Υνιϖερσιτψ Πρεσσ, ΤΟ Α ΡΟΧΚΨ ΜΟΟΝ: Α ΓΕΟΛΟΓΙΣΤ Σ ΗΙΣ ΤΟΡΨ ΟΦ ΛΥΝΑΡ ΕΞΠΛΟΡΑΤΙΟΝ. ον Ε. Ωιληελµσ. Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα Πρεσσ, ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

32 Σψντηετιχ Σελφ Ρεπλιχατινγ Μολεχυλεσ Molecules crafted in the laboratory can make copies of themselves, mutate, compete for resources and assemble, giving a paradigm for life βψ ϑυλιυσ Ρεβεκ, ϑρ. Ιµαγινε α µολεχυλε τηατ λικεσ ιτσ οων σηαπε: νδινγ α χοπψ οφ ιτσελφ, ιτ ωιλλ τ νεατλψ ωιτη ιτσ τωιν, φορµινγ φορ α ωηιλε α χοµπλετε εντιτψ. Ιφ τηε οριγιναλ µολεχυλε ισ πρεσεντεδ ωιτη τηε χοµπο νεντ παρτσ οφ ιτσελφ, ιτ ωιλλ ασσεµβλε τηεσε ιντο αδδιτιοναλ ρεπλιχασ. Τηε προ χεσσ ωιλλ χοντινυε ασ λονγ ασ τηε συππλψ οφ χοµπονεντσ λαστσ. Μψ χολλεαγυεσ ανδ Ι ατ τηε Μασσαχηυ σεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ ηαϖε δε σιγνεδ συχη σελφ ασσεµβλινγ µολεχυλεσ ανδ χραφτεδ τηεµ ιν τηε λαβορατορψ. Ουρ ε ορτσ αρε ιντενδεδ το ιλλυµινατε τηε ωαψσ ιν ωηιχη λιφε µιγητ ηαϖε αρισεν. Προβαβλψ ιτ βεγαν ωηεν µολεχυλεσ χαµε ιντο εξιστενχε τηατ ωερε χαπαβλε οφ ρεπροδυχινγ τηεµσελϖεσ. Ουρ οργαν ιχ µολεχυλεσ, αλτηουγη τηεψ οπερατε ουτσιδε οφ λιϖινγ σψστεµσ, ηελπ το ελυχι δατε σοµε οφ τηε εσσεντιαλ πρινχιπλεσ οφ σελφ ρεπλιχατιον. Αττεµπτσ το ιµιτατε λιφε αρε στιλλ ϖερψ ψουνγ χοµπαρεδ το τηε βεγιννινγσ οφ λιφε ον τηε εαρτη περηαπσ τηρεε ανδ α ηαλφ βιλλιον ψεαρσ αγο. Νο ονε χαν σαψ φορ συρε ωηατ τηε ατµοσπηεριχ ορ τερρεστρι αλ χονδιτιονσ ωερε ατ τηε τιµε ορ ωηιχη µολεχυλε χροσσεδ τηε χριτιχαλ φροντιερ βετωεεν οργανιχ χηεµιστρψ ανδ βιολογψ. Ιν 1953 Στανλεψ Λ. Μιλλερ, τηεν ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χηιχαγο, µαδε ονε οφ τηε ρστ ιφ νοτ τηε ρστ αττεµπτσ το ρε χρεατε τηισ τρανσιτιον. Ηε φορµεδ αµινο αχιδσ ιν α µιξτυρε οφ ωατερ, µετηανε, αµµονια ανδ ηψδρογεν συβστανχεσ τηουγητ το ηαϖε βεεν πρεσεντ ον τηε πριµιτιϖε εαρτη βψ συβϕεχτινγ τηε χηεµ ιχαλσ το αν ελεχτριχ δισχηαργε. ϑαµεσ. Ωατσον ανδ Φρανχισ Χριχκ σ υνραϖελινγ οφ τηε στρυχτυρε οφ ΝΑ αλσο ιν 1953 φυρτηερ φυελεδ τηισ θυεστ. Φορ σοµε δεχαδεσ νοω, τηε µοστ ωιδελψ αχχεπτεδ ρεχιπε φορ τηε οριγιν οφ λιφε ηασ σπεχι εδ ΝΑ ορ ΡΝΑ ιν λυκε ωαρµ ωατερ, νειτηερ αχιδιχ νορ αλκαλινε, πλυσ ονλψ τηοσε ρεαγεντσ τηατ ωερε πρε συµαβλψ παρτ οφ τηε πριµιτιϖε εαρτη σ ατµοσπηερε. Πραχτιτιονερσ οφ πρεβιοτιχ χηεµιστρψ συχη ασ Μιλλερ ανδ Λεσλιε Ε. Οργελ οφ τηε Σαλκ Ινστιτυτε φορ Βιολογιχαλ Στυδιεσ ιν Σαν ιεγο ηαϖε προϖιδεδ δεεπ ινσιγητσ ιντο µολεχυλαρ ρεπλιχατιον υνδερ τηεσε χονστραιντσ. Ινδεεδ, χουντ λεσσ µετριχ τονσ οφ ΝΑ ρεπλιχατε εϖερψ H δαψ ιν λιϖινγ χρεατυρεσ ιν πρεχισελψ τηισ µαννερ, υνδερ τηε συρϖειλλανχε οφ α ηοστ οφ ενζψµεσ. Βυτ ρεχεντ νδινγσ ινδιχατε τηατ τηε πριµιτιϖε εαρτη ωασ περηαπσ νοτ θυιτε ασ ηοσπιταβλε ασ τηε ωαρµ πονδ παρα διγµ ωουλδ ηαϖε [σεε Ιν τηε Βεγιν νινγ..., βψ ϑοην Ηοργαν; ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Φεβρυαρψ 1991]. Συχη συσπι χιονσ, χουπλεδ ωιτη δισχοϖεριεσ οφ ορ γανισµσ λιϖινγ ατ (λιτεραλλψ) βλοοδ χυρ δλινγ τεµπερατυρεσ ορ νεαρ συλφυρουσ ϖολχανιχ ϖεντσ ατ τηε βοττοµ οφ τηε οχεαν, ηαϖε λεδ σχιεντιστσ το συγγεστ τηατ λιφε ποσσιβλψ αροσε βψ σοµε ϖερψ δι ερεντ ρουτε. Περηαπσ τηε ονλψ θυαλι τιεσ εσσεντιαλ το τηε µολεχυλεσ τηατ βε χοµε λιϖε αρε δεταιλεδ ιν τωο ρεµαρκ ΑΡΝΙ, α σελφ χοµπλεµενταρψ µολεχυλε (βοττοµ), γατηερσ τηε χοµπονεντσ ιτ νεεδσ αν αδενινε ριβοσε (τοπ λεφτ ) ανδ α ναπητηαλενε ιµιδε (τοπ ριγητ ) το ρεπ λιχατε. Βλυε βαλλσ ινδιχατε νιτρογεν ατοµσ ανδ ρεδ βαλλσ, οξψγεν. Ηαλοσ συρρουνδ ατοµσ ινϖολϖεδ ιν ηψδρογεν βονδινγ. IMIDE APHTHALEE RIB 48 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

33 SE αβλε βοοκσ βψ Ριχηαρδ αωκινσ, Τηε Βλινδ Ωατχηµακερ ανδ Τηε Σελ ση Γενε. Αλτηουγη ωριττεν 15 ψεαρσ αγο, αω κινσ σ σκετχηεσ αστονισηινγλψ πρε γυρε τηε ρεσυλτσ οφ τηε παστ φουρ ψεαρσ οφ µψ ωορκ ον σελφ ρεπλιχατιον. Μολεχυλεσ, νατυραλ ορ σψντηετιχ, αρε αβλε το ρεπλιχατε ωηεν τηειρ σηαπεσ ανδ χηεµιστρψ ηαϖε α φεατυρε χαλλεδ χοµπλε µενταριτψ. Βψ ϖιρτυε οφ τηε ωαψ α µολε χυλε οχχυπιεσ σπαχε ανδ τηε ωαψ ιτσ ατ τραχτινγ ατοµσ ορ γρουπσ οφ ατοµσ αρε διστριβυτεδ αλονγ ιτσ αρµσ, ονε µολε χυλε µαψ τ σνυγλψ ιντο τηε χηεµιχαλ νοοκσ ανδ χραννιεσ οφ ανοτηερ. Τηε γοοδνεσσ οφ τ βετωεεν τωο συχη χοµ πλεµενταρψ µολεχυλεσ τηυσ δεπενδσ νοτ ονλψ ον τηειρ σπατιαλ στρυχτυρε βυτ αλσο ον τηε δι ερεντ κινδσ οφ χηεµιχαλ βονδσ τηατ ηολδ τηεµ τογετηερ ιν γρουπσ. Συχη γρουπσ, ορ χοµπλεξεσ, φορµ ανδ δισσι πατε ραπιδλψ ιν µιχροσεχονδσ ορ νανο σεχονδσ τιµεσ τηατ αρε ϖερψ σηορτ, ψετ λονγ ενουγη φορ χηεµιχαλ ρεαχτιονσ το τακε πλαχε. Τηε φορχεσ ηολδινγ χοµπλεξεσ τογετη ερ αρε µανψ τιµεσ ωεακερ τηαν τηε χο ϖαλεντ βονδσ βινδινγ ατοµσ ιντο µολ εχυλεσ. Ονε κινδ οφ φορχε ιµπορταντ ιν χοµπλεξεσ ισ χαλλεδ α ηψδρογεν βονδ. Τηισ βονδ χοµεσ αβουτ ωηεν α ηψδρογεν ατοµ ποσσεσσινγ α παρτιαλ ποσιτιϖε χηαργε ισ αττραχτεδ το, φορ ιν στανχε, αν οξψγεν ατοµ τηατ ηασ α παρ τιαλ νεγατιϖε χηαργε. Μορε γενεραλ ατ τραχτιονσ οφ τηισ χλασσ γο βψ τηε ναµε οφ πολαρ ιντεραχτιονσ. Ανοτηερ κινδ οφ φορχε, τηε ϖαν δερ ADEIE ϑυλιυσ ΡΕΒΕΚ, ϑρ., ωασ βορν ιν Ηυνγαρψ ιν Αφτερ σπενδινγ τηε ψεαρσ βετωεεν 1945 ανδ 1949 ιν Αυστρια, ηισ φαµιλψ σεττλεδ ιν Κανσασ. Ρεβεκ ρεχειϖεδ ηισ βαχηελορ σ δεγρεε φροµ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Κανσασ ανδ α Πη.. φροµ τηε Μασσαχηυσεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ, ωηερε ηε ωορκεδ ωιτη ανιελ Σ. Κεµπ ον πεπτιδε χηεµιστρψ. Ασ αν ασσισ ταντ προφεσσορ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια, Λοσ Ανγελεσ, ηε δεϖελοπεδ τηε τηρεε πηασε τεστ φορ ρεαχτιϖε ιντερµεδιατεσ. Ιν 1976 ηε µοϖεδ το τηε Υνιϖερσιτψ οφ Πιττσβυργη ανδ ιν 1989 βαχκ το Μ.Ι.Τ., ωηερε ηε ισ τηε Χαµιλλε ρεψφυσ Προφεσσορ οφ Χηεµιστρψ. Ρεβεκ ισ α Φελλοω οφ τηε Αµεριχαν Αχαδεµψ οφ Αρτσ ανδ Σχιενχεσ ανδ ωασ ρεχεντλψ ελεχτεδ α µεµ βερ οφ τηε Νατιοναλ Αχαδεµψ οφ Σχιενχεσ. Ωααλσ φορχε, ισ µορε συβτλε: ιφ χορρεχτλψ ποσιτιονεδ, ελεχτρονσ οφ ονε µολεχυλε χαν ϕοστλε αωαψ τηοσε οφ ανοτηερ, χρεατ ινγ α χηαργε ιµβαλανχε τηατ ρεσυλτσ ιν αττραχτιον. Ψετ α τηιρδ κινδ οφ αττραχτιον ισ αροµατιχ σταχκινγ αν αρρανγεµεντ τηατ ατ οργανιχ µολεχυλεσ (οφτεν ηαϖ ινγ α πλεασαντ οδορ; ηενχε τηε ναµε) σοµετιµεσ ασσυµε ωηεν τηεψ δο νοτ λικε τηε σολϖεντ τηεψ νδ τηεµσελϖεσ ιν. Βψ σιδλινγ υπ το ονε ανοτηερ, ατ συρ φαχε το ατ συρφαχε, τηεψ χαν σθυεεζε ουτ αλλ τηε σολϖεντ µολεχυλεσ βετωεεν τηεµ ανδ αχηιεϖε α µορε σταβλε, σταχκεδ χον γυρατιον. Ονχε α χοµπλεξ φορµσ, τηε µο λεχυλαρ συρφαχεσ τηατ µατχη υπ ωιτη ονε ανοτηερ αρε ρελατιϖε λψ προτεχτεδ. εστρυχτιϖε σολϖεντσ, δισ σολϖεδ αχιδσ, βασεσ ορ οξιδαντσ χαννοτ γετ το τηεµ. Στρονγ χοϖαλεντ βονδσ τηεν ηαϖε τιµε το ϕοιν τηε χοµπλεµενταρψ παρτσ. Σοµετιµεσ τωο οφ τηρεε µολε χυλεσ ιν α χοµπλεξ λινκ τογετηερ; τηε τηιρδ µερελψ σερϖεσ το εασε τηε προχεσσ. H Συχη α χουπλινγ γιϖεσ ρισε το α ρατηερ ποπυλαρ σχηεµε φορ ρεπλιχατιον τηε ονε πρεφερρεδ βψ ΝΑ. Α σιµπλε δεπιχτιον οφ τηισ σχηεµε υσεσ χονχαϖε ανδ χον ϖεξ σηαπεσ. Α χονχαϖε µολεχυλαρ συρ φαχε λινεδ ωιτη αππροπριατελψ εντιχινγ ατοµσ χαν ρεχογνιζε ανδ συρρουνδ ιτσ χονϖεξ χοµπλεµεντ. Φυρτηερ, ιτ χαν αχτ ασ α µολδ φορ ασσεµβλινγ τηε χονϖεξ µολεχυλε φροµ ιτσ χοµπονεντ παρτσ. Ιν τυρν, τηε χονϖεξ µολεχυλε σερϖεσ ασ α τεµπλατε φορ γατηερινγ ανδ φυσινγ τηε χοµπονεντ παρτσ οφ τηε χονχαϖε ονε. Τηεσε τωο ρεπλιχατιον εϖεντσ εαχη µολ εχυλε φορµινγ τηε οτηερ εσταβλιση ωηατ ισ χαλλεδ α βι χψχλε [σεε βοττοµ ιλλυστρα τιον ον νεξτ παγε]. Ουρ ρεχεντ εξπερι µεντσ ινδιχατε τηατ α βι χψχλε χαν βε εξτρεµελψ ε χιεντ. Τηερε ισ αν αλτερνατιϖε παραδιγµ οφ ρεπλιχατιον: τωο χοµπλεµενταρψ µολε χυλεσ ιν α χοµπλεξ χαν ϕοιν ατ σοµε σιτε τηατ ισ νοτ ον τηε ρεχογνιτιον συρφαχε. Τηεψ φορµ α σινγλε µολεχυλε, ονε ενδ οφ ωηιχη ισ χοµπλεµενταρψ το τηε οτη ερ ανδ τηε ωηολε ισ χοµπλεµενταρψ το ιτσελφ [σεε βοττοµ ιλλυστρατιον ον παγε 51]. Τηε ρεχογνιτιον συρφαχεσ ατ τηε ενδσ οφ τηισ νεω, σελφ χοµπλεµενταρψ µολεχυλε αρε στιλλ αχχεσσιβλε το οτηερ µολεχυλεσ. Τηε ενδσ χαν εαχη γατηερ α φραγµεντ ιδεντιχαλ το τηατ ατ τηε οτηερ ενδ. Ονχε γατηερεδ, τηε τωο νεω χοµπο νεντσ χαννοτ µοϖε φρεελψ ανδ τραϖελ τηρουγη σπαχε ιν τανδεµ; τηε χηανχεσ οφ τηειρ βεχοµινγ λινκεδ το εαχη οτηερ αρε γρεατλψ ενηανχεδ. Τηυσ, τηε σελφ χοµπλεµενταρψ εντιτψ µακεσ α χοπψ ανδ ιν σιµιλαρ µαννερ, µανψ χοπιεσ οφ ιτσελφ. Νο ενζψµεσ αρε νεεδεδ: τηε µολεχυλε χαταλψζεσ ιτσ οων φορµατιον. Τηισ ισ τηε µετηοδ ωε ηαϖε υσεδ ιν τηε λαβορατορψ το µακε µολεχυλεσ χαπα βλε οφ ρεαχτινγ ωιτη ονε ανοτηερ ιν ωαψσ ρεµινισχεντ οφ λιφε. Αµονγ τηεµ αρε µολεχυλεσ τηατ βεαρ α πασσινγ ρε σεµβλανχε το γενετιχ µατεριαλσ σπε χι χαλλψ, το νυχλειχ αχιδ χοµπονεντσ κνοων ασ αδενινεσ. Αδενινεσ αρε ατ; βεσιδεσ, τηεψ ηαϖε ηψδρογεν ανδ νιτρο γεν ατοµσ τηατ χαν φορµ ηψδρογεν βονδσ ωιτη τηε οξψγεν ανδ ηψδρογεν ατοµσ οφ τηειρ χοµπλεµενταρψ µολε χυλεσ, χαλλεδ ιµιδεσ. Ουρ ιµιδεσ αρε χον ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

34 + στρυχτεδ φροµ α ηυµπβαχκεδ µολεχυλε, Κεµπ σ τριαχιδ, τηε σκελετον οφ ωηιχη φολδσ οϖερ ιν συχη α ωαψ τηατ λαργε, χον χαϖε στρυχτυρεσ χαν εασιλψ βε φασηιονεδ φροµ ιτ. Σο τηε ιµιδε φεατυρεσ α ηψδρο γεν βονδινγ σιτε χροοκεδλψ ατταχηεδ το αν αροµατιχ σταχκινγ συρφαχε; τηεσε τ περφεχτλψ ωιτη τηε ηψδρογεν βονδινγ σιτε ανδ τηε ατ σταχκινγ συρφαχε οφ αδενινε. Ωηεν ασσοχιατεδ τογετηερ ιν α χοµ πλεξ, τηε αδενινε ανδ τηε ιµιδε βεχοµε χοϖαλεντλψ ατταχηεδ, φορµινγ α σελφ χοµ πλεµενταρψ µολεχυλε. Ουρ εαρλψ ατ τεµπτσ το γετ τηισ µολεχυλε το σελφ ρεπ λιχατε ωερε τηωαρτεδ βψ ιτσ υνφορεσεεν οππινεσσ. Αλτηουγη σοµε εξιβιλιτψ ισ ηελπφυλ φορ µολεχυλαρ ρεχογνιτιον α λεατηερ βοοτ ισ εασιερ το σλιπ ον τηαν α ωοοδεν ονε α λοτ οφ εξιβιλιτψ χαν µακε ττινγ ϖερψ δι χυλτ τρψ σλιππινγ 50 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ MLECULE A MLECULE B CMPLEX ΜΟΛΕΧΥΛΑΡ ΡΕΧΟΓΝΙΤΙΟΝ οχχυρσ ωηεν τωο φραγµεντσ ωηοσε γεοµετριχ ανδ χηεµιχαλ προπερτιεσ χοµπλεµεντ ονε ανοτηερ φορµ α χοµπλεξ. Τηε + ανδ σιγνσ ινδιχατε ελεχτροστατιχ αττραχτιονσ. Μορεοϖερ, τηε σολϖεντ ισ σθυεεζεδ ουτ βετωεεν τηε µολεχυλεσ, ηελπινγ το σταβιλιζε τηε σηορτ λιϖεδ χοµπλεξ. REACTI ASSCIATI + DISSCIATI + A ον α σοχκ ωιτηουτ υσινγ ψουρ ηανδσ. Μολεχυλεσ βεχοµε οππψ ιφ τηεψ ηαϖε σινγλε βονδσ, ινϖολϖινγ ονλψ τωο ελεχ τρονσ εαχη. Συχη α βονδ αλλοωσ τηε παρτσ ιτ ϕοινσ το ροτατε ωιτη ρεσπεχτ το εαχη οτηερ, γιϖινγ ρισε το µανψ δι ερεντ σηαπεσ. Ωηεν Τϕαµα Τϕιϖικυα, µψ γραδ υατε στυδεντ φροµ Ναµιβια, λινκεδ τηε αδενινε το τηε ιµιδε βψ α χοϖαλεντ βονδ, ηε ηαδ το ωορκ ωιτη α χηαιν οφ χαρβον ατοµσ. Τηε χηαιν ωασ σο λονγ ανδ εξι βλε τηατ τηε ρεσυλτινγ σελφ χοµπλεµεν ταρψ στρυχτυρε δουβλεδ οϖερ ον ιτσελφ, ρατηερ λικε α ϕαχκκνιφε φολδινγ σηυτ. Σο σνυγλψ διδ τηε αδενινε τ ιντο τηε ιµιδε τηατ τηε σελφ σατισ εδ µολεχυλε νο λονγερ ασσοχιατεδ ωιτη οτηερ µολε χυλεσ ορ ρεπλιχατεδ. Ηαππιλψ, τηισ σιτυατιον ωασ χυραβλε. Τηε ρεµεδψ χαλλεδ φορ ινσερτινγ α λαργερ ανδ µορε ριγιδ µολεχυλε ιν πλαχε οφ τηε ΡΕΠΛΙΧΑΤΙΟΝ ΒΙ ΧΨΧΛΕ ινϖολϖεσ τωο µολεχυλεσ οφ χοµπλεµενταρψ σηαπεσ, ρεπρε σεντεδ βψ βλοχκ Α ανδ σλεεϖε Β, ιντο ωηιχη ιτ τσ. Ιν τηε λεφτ χψχλε, τηε βλοχκ (µιδ δλε) χολλεχτσ τηε τωο παρτσ οφ τηε σλεεϖε (βοττοµ) αρουνδ ιτ το φορµ α χοµπλεξ (λεφτ ); τηε παρτσ τηεν ρεαχτ το φορµ α ωηολε σλεεϖε (τοπ). Τηε βλοχκ ανδ σλεεϖε θυιχκλψ δισ σοχιατε. Ιν τηε ριγητ χψχλε, ιτ ισ τηε σλεεϖε τηατ ασσεµβλεσ τηε φραγµεντσ οφ τηε βλοχκ. Τηυσ, τηε τωο χοµπλεµενταρψ µολεχυλεσ χαταλψζε εαχη οτηερ σ φορµατιον. B + + ASSCIATI DISSCIATI + + REACTI σινγλε χηαιν το πρεϖεντ φολδινγ. Ουρ χηοιχε ωασ α λαργερ σταχκινγ συρφαχε, α ναπητηαλενε, βολστερεδ βψ α λεσσ εξι βλε λινκ βετωεεν τηε τωο χοµπονεντσ, α χψχλιχ ριβοσε γρουπ. Τηισ νεω J σηαπεδ µολεχυλε, αδενινε ριβοσε ναπητηαλενε ιµιδε ( ΑΡΝΙ φορ σηορτ), προϖιδεδ υσ ωιτη ουρ ρστ ιν στανχε οφ ρεπλιχατιον. Υσινγ ηιγη περ φορµανχε λιθυιδ χηροµατογραπηψ το δε τεχτ µινυτε χηανγεσ ιν χηεµιχαλ χονχεν τρατιονσ, Τϕιϖικυα ανδ Παβλο Βαλλεστερ, α ποστδοχτοραλ ϖισιτορ φροµ Μαϕορχα, αχηιεϖεδ τηε ρεσυλτ. Τηεψ χοµπαρεδ τηε ρατε οφ φορµατιον οφ ΑΡΝΙ ιν α σολυτιον τηατ χονταινεδ ονλψ ιτσ χοµπονεντσ ωιτη τηε ρατε οφ φορµατιον ωηεν σοµε ΑΡΝΙ ωασ αδδεδ. Τηε πρεσενχε οφ ΑΡΝΙ ιν χρεασεδ τηε ρατε οφ φορµατιον, χλεαρ εϖι δενχε οφ τηε πρεσενχε οφ α σελφ ρεπλιχατ ινγ σψστεµ. Ιφ ονε πλοτσ τηε προγρεσσ οφ α ρεαχ τιον τηρουγη τιµε, ονε γενεραλλψ δε ριϖεσ α χυρϖε τηατ ασσυµεσ τηε σηαπε οφ α ρεχλινινγ παραβολα. Τηε προδυχτ φορµσ φαστεστ ατ τηε βεγιννινγ, ωηεν τηε ρεαχταντσ αρε ατ τηειρ ηιγηεστ χονχεντρατιονσ; τηε ρατε οφ φορµατιον σλοωσ δοων ασ τηε ρεαχταντσ αρε χον συµεδ. Φορ αν αυτοχαταλψτιχ ρεαχτιον ονε ιν ωηιχη τηε προδυχτ, λικε ουρ ΑΡΝΙ, χαταλψζεσ ιτσ οων φορµατιον τηε γροωτη χυρϖε σηουλδ βε S σηαπεδ, ορ σιγµοιδαλ [σεε τοπ ιλλυστρατιον ον οπ ποσιτε παγε]. Τηε ρεαχτιον βεγινσ σλοω λψ. Ασ τηε προδυχτ αππεαρσ ανδ βεγινσ το αχτ ασ α χαταλψστ, τηε ρεαχτιον αχχελ ερατεσ. Αν υπωαρδ χυρϖε ρεσυλτσ. Φιναλ λψ, ασ τηε µατεριαλσ αρε χονσυµεδ, τηε ρεαχτιον γρινδσ το α ηαλτ. Τηε δεγρεε οφ σιγµοιδαλ χυρϖατυρε δε πενδσ ον σεϖεραλ φαχτορσ, τηε µοστ ιµ πορταντ οφ ωηιχη ισ τηε ε χιενχψ οφ τηε αυτοχαταλψτιχ στεπ. Ιφ τηε βαχκγρουνδ ρε αχτιον ιν ωηιχη τηε χοµπονεντσ χοµ βινε βψ τηεµσελϖεσ, ωιτηουτ γεττινγ ηελπ φροµ τηε σελφ ρεπλιχατινγ µολεχυλε ισ τοο στρονγ, ιτ χαν σωαµπ τηε σιγναλ φροµ τηε σελφ ρεπλιχατινγ προχεσσ. Ιν 1990 Γ ντηερ ϖον Κιεδροωσκι ανδ ηισ χο ωορκερσ ιν Γ ττινγεν σηοωεδ τηατ α σελφ ρεπλιχατινγ νυχλειχ αχιδ χουλδ εξ ηιβιτ συχη σιγµοιδαλ γροωτη προϖινγ τηατ τηε αυτοχαταλψζεδ σψντηεσισ ισ ιν τηισ χασε µορε ε χιεντ τηαν τηε ραν δοµ ονε. Αλτηουγη ΑΡΝΙ διδ νοτ σηοω σιγ µοιδαλ γροωτη, ουρ νεξτ αττεµπτ, ΑΡΒΙ, διδ. Ωε σλοωεδ τηε βαχκγρουνδ ρεαχ τιον ρατεσ βψ γιϖινγ ΑΡΒΙ α σλιγητλψ λονγερ σταχκινγ ελεµεντ, α βιπηενψλ ιν στεαδ οφ ναπητηαλενε. Ωε νοω ηαδ προοφ οφ α βονα δε σψντηετιχ σελφ ρεπλιχατινγ µολεχυλε. Ισ ιτ αλιϖε? Νοτ βψ µοστ χυρρεντ δε

35 νιτιονσ. Ουρ (ορ ιτσ) χριτιχσ ωερε θυιχκ το ποιντ ουτ τηατ ασ α λιφε φορµ, ΑΡΒΙ ηαδ σεϖερε λιµιτατιονσ: τηε µολεχυλε ωουλδ µακε χοπιεσ ονλψ οφ ιτσελφ. Το αλ λοω εϖολυτιον, α σελφ ρεπλιχατινγ µολε χυλε ηασ το βε χαπαβλε οφ µακινγ µισ τακεσ : οχχασιοναλλψ σψντηεσιζινγ οτηερ µολεχυλεσ τηατ χαν περηαπσ βε βεττερ ρεπλιχατορσ. Υνλικε αρτ ανδ µυσιχ χριτ ιχσ, τηοσε ιν σχιενχε ατ λεαστ ινδιχατε ιν ωηιχη διρεχτιον ιµπροϖεµεντσ µαψ λιε. Ωε ρεσπονδεδ βψ δεϖισινγ µολεχυλεσ τηατ ωερε χαπαβλε οφ µακινγ ινδεεδ, τηατ ωερε ινχαπαβλε οφ νοτ µακινγ µιστακεσ. Ιν οργανιχ χηεµιστρψ, α µιστακε ισ µαδε ωηεν τηερε ισ α λαχκ οφ σελεχτιϖιτψ βετωεεν ρεαχτιον παρτνερσ. Ωε νεεδεδ α µολεχυλε τηατ ωουλδ χαταλψζε νοτ ονλψ ιτσ οων φορµατιον βυτ αλσο τηατ οφ α µολεχυλε οφ σιµιλαρ σηαπε. Βεσιδεσ, ατ λεαστ ονε οφ τηεσε τωο µολεχυλεσ ηαδ το βε αβλε το χηανγε ιντο α µορε ε χιεντ ρεπλιχατορ. Α µολεχυλε χαν ρεαδιλψ βε µανιπυλατ εδ ιντο µακινγ ρεπλιχασ οφ α χοµπετι τορ. Ινστιλλινγ τηε χαπαχιτψ το εϖολϖε τακεσ µορε πλαννινγ. Ιν τηε χουρσε οφ ουρ σεαρχη φορ α σολυτιον, ωε ταππεδ ιντο σοµε εαρλιερ νδινγσ ον τηε ηψδρο γεν βονδινγ σιτεσ οφ αδενινε. Τηερε αρε τωο ωαψσ ιν ωηιχη αν ιµιδε χαν ατταχη το αν αδενινε. Ιτ χαν νδ α σιτε αλονγ τηε Ωατσον Χριχκ εδγε, ωηιχη ισ ιν ϖολϖεδ ιν τηε ρεπλιχατιον οφ ΝΑ, ορ ιτ χαν δοχκ αλονγ τηε Ηοογστεεν εδγε, α ρεγιον νορµαλλψ εξποσεδ ιν ΝΑ (τηουγη σοµετιµεσ ϕοινεδ ιν συχη εξ οτιχ φορµσ ασ τριπλε ηελιχεσ). Ωε ηαδ αλρεαδψ σηοων τηατ σιµπλε αδενινεσ χαν ατταχη το ουρ ιµιδεσ αλονγ ειτηερ εδγε. Φορ εξαµπλε, ρουγηλψ εθυαλ αµουντσ οφ Ωατσον Χριχκ ανδ Ηοογ στεεν χοµπλεξεσ αρε φορµεδ ωιτη αν ιµιδε ατταχηεδ το α ναπητηαλενε συρ φαχε. Βυτ ιφ ονε οφ τηε ηψδρογενσ οφ τηε αµινο (ΝΗ 2 ) γρουπ οφ αδενινε ιν ϖολϖεδ ιν ηψδρογεν βονδινγ ισ ρε πλαχεδ βψ α λαργερ γρουπ οφ µολεχυλεσ, τηε σιτυατιον χηανγεσ. Τηισ νεω γρουπ ποσιτιονσ ιτσελφ ιν συχη α ωαψ ασ το βλοχκ αχχεσσ το τηε Ωατσον Χριχκ εδγε S ΧΥΡςΕ (ρεδ ) ισ τηε σιγνατυρε οφ αν αυ τοχαταλψτιχ ρεαχτιον ωηεν τηε χονχεντρα τιον οφ τηε ρεαχτιον προδυχτ ισ πλοττεδ αγαινστ τιµε. Ατ ρστ, τηε µολεχυλε φορµσ σλοωλψ. Ασ ιτ χαταλψζεσ ιτσ οων σψντηε σισ, τηε ρεαχτιον συδδενλψ αχχελερατεσ, ονλψ το σλοω δοων ασ τηε ρεαχταντσ αρε χονσυµεδ. Χονϖεντιοναλ ρεαχτιονσ (βλυε) σιµπλψ ηαϖε α παραβολιχ σηαπε. ωηιλε λεαϖινγ τηε Ηοογστεεν εδγε λαργε λψ οπεν. Φορ εξαµπλε, ωηεν α σµαλλ µετηψλ γρουπ ϕοινσ τηε αδενινε, µορε τηαν 85 περχεντ οφ ουρ σψντηετιχ ιµιδε ρεχεπτορσ αρε φουνδ το βινδ αλονγ τηε Ηοογστεεν εδγε. Ωε δεχιδεδ το εξπλοιτ τηε χηανγε ιν τηε ρατε οφ ρεπλιχατιον τηατ χοµεσ φροµ βλοχκινγ τηε Ωατσον Χριχκ εδγε. Αχχορδ ινγλψ, ωε πρεπαρεδ τωο δι ερεντ αδε νινεσ, ονε βεαρινγ α βενζψλοξψχαρβον ψλ, ορ Ζ, γρουπ (α ποπυλαρ βλοχκινγ γρουπ ιν προτειν σψντηεσισ) ανδ ανοτη ερ βεαρινγ α Ζ γρουπ ωιτη αν αδδιτιοναλ νιτρογεν γρουπ: Ζ ΝΟ 2. Τηε πλαν ωασ τηισ: αν αλτερεδ αδενινε ανδ τηε ιµιδε ωουλδ ασσεµβλε ον τηε προδυχτ τεµ πλατε ασ βεφορε. Βυτ τηε βλοχκινγ γρουπσ ωουλδ βε δανγλινγ ο τηε µολεχυλε ιν σιτεσ θυιτε φαρ φροµ ωηερε τηε χοϖαλεντ βονδ φορµσ. Τηε Ζ γρουπ ατ ονε ενδ ωουλδ νοτ κνοω ιφ τηε βλοχκινγ γρουπ ατ τηε οτηερ ενδ ωασ α Ζ ορ Ζ ΝΟ 2 ; σψν τηεσισ σηουλδ τακε πλαχε ρεγαρδλεσσ οφ τηε γρουπσ ιδεντιτιεσ. Μορεοϖερ, βλοχκαδε οφ τηε Ωατσον Χριχκ εδγε ωουλδ λιµιτ ηψδρογεν βονδ ινγ το τηε Ηοογστεεν εδγε. Τηυσ, τηε µοδι εδ ρεπλιχατορσ ΖΑΡΒΙ ανδ ΖΝΑΡ ΒΙ µαδε φροµ αδενινεσ χονταινινγ Ζ ανδ Ζ ΝΟ 2, ρεσπεχτιϖελψ ωουλδ ηαϖε το ρεπλιχατε σλοωλψ. Ατ τηισ ποιντ, τηε χηοιχε οφ βλοχκινγ γρουπ βεχοµεσ χριτι χαλ. Αλτηουγη µανψ ατταχηεδ γρουπσ χαν λεαδ το τηε φορµατιον οφ ρεπλιχατορσ τηατ µακε µιστακεσ, τηε νιτρο γρουπ (ΝΟ 2 ) ισ σοµεωηατ σπεχιαλ. Ινϖεστιγα τορσ ηαϖε κνοων φορ 30 ψεαρσ τηατ τηεψ χαν ρεµοϖε τηε γρουπ εασιλψ βψ ιρραδι ατινγ ιτ ωιτη παρτιχυλαρ ωαϖελενγτησ οφ υλτραϖιολετ λιγητ. Ονχε τηε Ζ ΝΟ 2 ισ εξ CCETRATI (PERCET) TIME (HURS) 10 χισεδ, τηε Ωατσον Χριχκ εδγε ισ φρεεδ. Τηε νεω, λιγητερ µολεχυλε χαν νοω µατχη υπ αλονγ τηισ εδγε ασ ωελλ ασ τηε Ηοογστεεν εδγε, µακινγ ιτ, ωε ηοπεδ, τωιχε ασ ε χιεντ ασ τηε µολεχυλεσ φροµ ωηιχη ιτ ισ δεριϖεδ. Ωε συβϕεχτεδ ουρ αδενινεσ βεαρινγ Ζ ορ Ζ ΝΟ 2 γρουπσ το ουρ νοω στανδαρδ τεστσ φορ σελφ ρεπλιχατιον. Ωηεν τηε αδε νινεσ ϕοινεδ ωιτη τηε βιπηενψλ ρεχεπ τορσ το προδυχε ΖΑΡΒΙ ανδ ΖΝΑΡΒΙ, τηε νεω µολεχυλεσ διδ ινδεεδ βεηαϖε ασ ρεπλιχατορσ τηουγη αδµιττεδλψ νοτ ϖερψ ε χιεντ ονεσ. Τηε ρεπλιχατορσ χοµπεν σατεδ φορ τηειρ χλυµσινεσσ ωιτη τηειρ αβιλιτψ το µακε µιστακεσ. ΖΑΡΒΙ ωουλδ χαταλψζε ιτσ οων φορµατιον ανδ αλσο αχτ ασ α τεµπλατε φορ ασσεµβλινγ ιτσ ριϖαλ, ΖΝΑΡΒΙ. Τηε λαττερ ρεχιπροχατεδ, χατ αλψζινγ ιτσ οων φορµατιον ανδ αλσο τηατ οφ ΖΑΡΒΙ. Νοω χαµε τηε χηαλλενγε οφ δεµ ονστρατινγ α χηεµιχαλ ϖερσιον οφ µυτατιον: α περµανεντ, ηεριτα βλε στρυχτυραλ χηανγε α εχτινγ τηε συρ ϖιϖαλ χαπαχιτψ οφ αν οργανισµ ορ ιν ουρ χασε ιτσ αναλογυε, α σελφ ρεπλιχατινγ µολ εχυλε. Χηανγεσ ιν α µολεχυλαρ ρεπλιχα τορ σ στρυχτυρε µιγητ βε χαυσεδ βψ σηιφτσ ιν τεµπερατυρε, αχιδιτψ, σαλινιτψ ορ µανψ οτηερ φαχτορσ. Ωε χηοσε ιρραδιατιον ωιτη λιγητ. Ωε ρστ πλαχεδ ΖΑΡΒΙ ανδ ΖΝΑΡΒΙ ιν διρεχτ χοµπετιτιον φορ ρεπροδυχτιϖε ρε σουρχεσ. Θινγ Φενγ, τηεν µψ γραδυατε στυδεντ, ανδ ϑονγ Ιν Ηονγ, α ποστδοχ τοραλ φελλοω, αλλοωεδ τηε αδενινε δεριϖα τιϖεσ βεαρινγ τηε Ζ ανδ Ζ ΝΟ 2 γρουπσ το χοµπετε φορ α λιµιτεδ αµουντ οφ τηε χοµπλεµενταρψ βιπηενψλ ρεχεπτορ. A + B REACTI ASSCIATI REACTIVE SITES SELF-CMPLEMETARY MLECULE REACTI ΣΕΛΦ ΡΕΠΛΙΧΑΤΙΟΝ τακεσ πλαχε ωηεν τωο χοµπλεµενταρψ µολεχυλεσ ( Α ανδ Β ), ιν στεαδ οφ ττινγ ιντο εαχη οτηερ ασ τηεψ ωουλδ ιν α βι χψχλε, ϕοιν ατ σοµε οτηερ ρεαχ τιϖε σιτε (λεφτ ) ανδ φορµ α σελφ χοµπλεµενταρψ µολεχυλε (χεντερ). Τηισ µολεχυλε τηεν γατηερσ χοπιεσ οφ τηε οριγιναλ χοµπονεντσ (τοπ ριγητ ) ανδ ηολδσ τηεµ σο τηατ τηεψ, τοο, χαν ρεαχτ. Τηε ρεσυλτ ισ α χοπψ οφ ιτσελφ (βοττοµ ριγητ ). ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

36 Pr Pr Pr Pr Pr Pr Pr H H IMIDE H H HGSTEE EDGE Pr Pr H H H ZARBI R ZARBI ΜΥΤΑΝΤ ΜΟΛΕΧΥΛΕΣ αρε προδυχεδ ωηεν αν αδενινε ωιτη αν εξτρα γρουπ Ρ ϕοινσ ωιτη α βιπηενψλ ιµιδε το φορµ α σελφ χοµπλεµενταρψ µολεχυλε. Τηε Ρ χαν βε α Ζ (βενζψλοξψχαρβονψλ) ορ α Ζ ΝΟ 2 γρουπ, γιϖινγ, ρεσπεχτιϖελψ, α ΖΑΡΒΙ ορ α ΖΝΑΡΒΙ µολεχυλε. Τηε λαττερ χαν χολλεχτ αν αδενινε αλονγ τηε Ηοογστεεν εδγε (τηε Ρ βλοχκσ τηε Ωατσον Χριχκ εδγε) ανδ φυσε ιτ ωιτη α βιπηενψλ ιµιδε, χαταλψζινγ ιτσ οων φορ µατιον ανδ αλσο τηατ οφ ιτσ χοµπετιτορ. Τηε ρεδ οϖαλσ ινδιχατε ηψδρογεν βονδινγ. ΖΝΑΡΒΙ προϖεδ το βε α σλιγητλψ βεττερ ρεπλιχατορ. Ωηεν αλλ τηε ρεχεπτορ ωασ υσεδ υπ, ωε ιρραδιατεδ τηε ρεαχτιον ϖεσ σελ ωιτη υλτραϖιολετ λιγητ ηαϖινγ α ωαϖε λενγτη οφ 350 νανοµετερσ. Αφτερ α φεω ηουρσ οφ ιρραδιατιον, τηε Ζ ΝΟ 2 βλοχκ ινγ γρουπσ ηαδ αλλ βεεν ρεµοϖεδ φροµ βοτη τηε ΖΝΑΡΒΙ ρεπλιχατορσ ασ ωελλ ασ φροµ τηε αδενινε προγενιτορσ. Τηατ ισ, τηε ΖΝΑΡΒΙ µολεχυλεσ ηαδ αλλ βεεν χονϖερτεδ το ΑΡΒΙσ ανδ τηε Ζ ΝΟ 2 βεαρινγ αδενινεσ το πλαιν αδενινεσ. Α µυτατιον ηαδ οχχυρρεδ, προµπτεδ βψ α χηανγε ιν τηε ενϖιρονµεντ. ΖΑΡΒΙ ανδ τηε Ζ αδενινε ρεµαινεδ υναλτερεδ. Νεξτ ωε αδδεδ µορε βιπηενψλ ρεχεπ τορ. ΖΑΡΒΙ φουνδ τηε ραδιατιον προδυχτ, ΑΡΒΙ, το βε ιτσ χοµπετιτορ. Τηε σλεεκερ ΑΡΒΙ, ηαϖινγ τηε αδϖανταγε οφ ρεπλιχατ ινγ ιν ειτηερ τηε Ηοογστεεν ορ τηε Ωατ σον Χριχκ µοδε, ραπιδλψ τοοκ οϖερ τηε ρεσουρχεσ οφ τηε σψστεµ. 52 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 R WATS-CRICK EDGE BIPHEYL H REACTI ASSCIATI H 2 H C 6 F 5 H 2 C 6 F 5 ADEIE H Α σιµπλε εϖολυτιοναρψ ιντερπρετατιον χαν βε σκετχηεδ φορ τηισ εξπεριµεντ. Τηινκ οφ ΖΑΡΒΙ ασ τηε οριγιναλ ιν τηισ σεθυενχε; ιτσ ρεπλιχατιον ρεθυιρεσ τηε πρεσενχε οφ Ζ αδενινε ανδ τηε βιπηενψλ ρεχεπτορ. Ιφ νιτριχ αχιδ ισ αδδεδ, τηεν σοµε οφ τηε Ζ αδενινεσ αρε υσεδ υπ το φορµ Ζ ΝΟ 2 αδενινεσ; τηε λαττερ γιϖε ρισε το ΖΝΑΡΒΙσ. ΖΝΑΡΒΙ ισ α βεττερ ρεπλιχατορ χοµπαρεδ ωιτη ιτσ ανχεστορ ΖΑΡΒΙ. Ωηεν τηε σψστεµ ισ ιρραδιατεδ, α σεχονδ χηανγε τακεσ πλαχε. ΖΝΑΡΒΙ χον ϖερτσ το τηε σιµπλερ ανδ µορε ε χιεντ ΑΡΒΙ. Τηισ λαστ µολεχυλε προϖεσ το βε τηε βεστ ρεπλιχατορ οφ τηε τηρεε. Αλτηουγη µυτατιον ισ χονσιδερεδ το βε τηε δριϖινγ φορχε φορ µοστ εϖολυτιον αρψ αλτερατιονσ, ανοτηερ σιγνι χαντ παραδιγµ φορ χηανγε ισ ρεχοµβινατιον. Τωο χηροµοσοµεσ χαν σπλιτ, εξχηανγε στρινγσ οφ ΝΑ ανδ ρεϕοιν, τηυσ χοµ βινινγ τηειρ χηαραχτεριστιχσ. Αλσο, χερταιν R H R H H H R Pr Pr Pr χοµπυτερ προγραµσ αττεµπτ το τεαχη στρινγσ οφ ινφορµατιον το σολϖε α προβ λεµ. Ιφ τηε στρινγσ αρε αλλοωεδ το σπλιτ ανδ ρεχοµβινε ατ ρανδοµ, τηεψ σοον γιϖε ρισε το µυχη βεττερ προβλεµ σολϖ ερσ. Μυτατιον αλλοωσ φορ σινγλε, σµαλλ χηανγεσ; ρεχοµβινατιον, ον τηε οτηερ ηανδ, αλλοωσ τηε χρεατιον οφ ηψβριδσ τηατ αρε ϖερψ δι ερεντ φροµ τηε προγενιτορσ. Ουρ ιντερεστ ιν δεµονστρατινγ ρεχοµ βινατιον ατ τηε µολεχυλαρ λεϖελ λεδ υσ το δεϖελοπ αν εντιρελψ νεω σετ οφ σελφ ρεπ λιχατινγ µολεχυλεσ. Τηε πρινχιπλε ωασ τηε σαµε: τωο χοµπλεµενταρψ µολε χυλεσ ωερε ϕοινεδ βψ α χοϖαλεντ βονδ το γιϖε α σινγλε, σελφ χοµπλεµενταρψ ωηολε τηατ χουλδ αιδ ιτσ οων σψντηεσισ. Φενγ ανδ ανοτηερ στυδεντ, Ταε Κωο Παρκ, δε ϖισεδ α ρεπλιχατινγ σψστεµ βασεδ ον α δι ερεντ χοµπονεντ οφ νυχλειχ αχιδσ, τηψµινε. Σοµε τιµε εαρλιερ Παρκ ηαδ δε ϖελοπεδ α σψντηετιχ ρεχεπτορ τηατ ωουλδ ρεχογνιζε τηψµινε σ ιµιδε νυχλευσ ανδ αλσο λιε ον τηψµινε σ ατ αροµατιχ συρ φαχε. Τηισ ρεχεπτορ φεατυρεδ α U σηαπεδ µολεχυλαρ σκελετον. Τηε βοττοµ οφ τηε U ωασ α λαργε, ριγιδ αροµατιχ σπαχερ κνοων ασ ξαντηενε; ονε αρµ οφ τηε U φεατυρεδ αν αµινε ανδ τηε οτηερ αρµ α διαµινοτριαζινε, τηε ρεχεπτορ φορ τηψ µινε. Ωηεν τηε λαττερ τωο βεχαµε ϕοινεδ βψ α χοϖαλεντ βονδ, α σελφ χοµ πλεµενταρψ υνιτ ωασ γενερατεδ, χαλλεδ διαµινοτριαζινε ξαντηενε τηψµινε, ορ ΙΞΤ. Ωε ωερε αβλε το σηοω τηατ ΙΞΤ ωασ αλσο σελφ ρεπλιχατινγ. Τηε σταγε ωασ νοω σετ φορ α ρεχοµβι νατιον εξπεριµεντ. Χουλδ τηε αδενινε βασεδ ρεπλιχατορσ ανδ τηε τηψµινε βασεδ ρεπλιχατορσ, ωηεν πλαχεδ ιν τηε σαµε ϖεσσελ, σηυ ε τηειρ χοµπονεντσ ιντο νεω χοµβινατιονσ? Τηεψ διδ ιν δεεδ. Εϖεν σο, ωε ωερε συρπρισεδ βψ τηε ρεσυλτσ. Ονε οφ τηε νεω ρεχοµβιναντσ, ΑΡΤ (αδενινε ριβοσε τηψµινε), ωασ τηε µοστ προλι χ ρεπλιχατορ ωε ηαδ ψετ εν χουντερεδ, ωηερεασ τηε οτηερ ονε, ΙΞΒΙ (διαµινοτριαζινε ξαντηενε βιπηενψλ ιµιδε), ωασ υναβλε το ρεπλιχατε ατ αλλ ιτ ωασ στεριλε. Ηοω διδ τηισ δι ερενχε ιν τηε αβιλιτψ το ρεπλιχατε χοµε αβουτ? Τηε ε χιενχψ οφ τηε ΑΡΤ ρεπλι χατορ ισ εασιλψ ρατιοναλιζεδ. ΑΡΤ λοοκσ α γοοδ δεαλ λικε α πιεχε οφ ΝΑ, ποσσιβλψ τηε βεστ ρεπλιχατορ ιν εξιστενχε. Φυρτηερ µορε, ιτσ ριβοσε πιεχε µακεσ τηε ρεχογ νιτιον συρφαχεσ παραλλελ το ονε ανοτηερ, α ϖερψ ηελπφυλ χον γυρατιον. Τηισ ανδ τηε ηιγη α νιτψ οφ αδενινε φορ ιτσ χοµ πλεµεντ τηψµινε µακε φορ αν εασιλψ ασσεµβλεδ χοµπλεξ τηε ιντερµεδιατε σταγε ιν ρεπλιχατιον. Τηε ινε χιενχψ οφ ΙΞΒΙ χαν αλσο βε τραχεδ το ιτσ οϖεραλλ µολεχυλαρ σηαπε.

37 ΙΞΒΙ ισ χοµποσεδ οφ τωο U σηαπεδ µολ εχυλεσ χοννεχτεδ βψ α ριγιδ βιπηενψλ σπαχερ; ιτσ οϖεραλλ στρυχτυρε χαν αδοπτ α C ορ αν S σηαπε. Τηε ρεχογνιτιον συρ φαχεσ αρε εξποσεδ ινσιδε τηε C σηαπε, ωηερε τηερε ισ νοτ ενουγη ροοµ φορ α ρεπλιχατινγ χοµπλεξ το φορµ. Ιν τηε S σηαπε τηε ρεχογνιτιον συρφαχεσ αρε φαρ απαρτ, σο τηατ ωηεν α χοµπλεξ φορµσ, τηε ρεαχτιϖε πιεχεσ αρε τοο φαρ αωαψ φροµ ονε ανοτηερ το βονδ χοϖαλεντλψ. Τηυσ, εϖεν τηουγη ΙΞΒΙ ισ σελφ χοµπλε µενταρψ, ιτ χαννοτ αχηιεϖε ρεπλιχατιον. Ωιτη τηισ εξπεριµεντ ωε ωερε αβλε το σηοω τηατ α ρελατιϖελψ σµαλλ ποολ οφ χοµπονεντσ χαν γιϖε ρισε το α φαµιλψ τρεε οφ ρεπλιχατορσ. Τηρεε οφ τηεσε αρε ε εχτιϖε ατ σελφ ρεπλιχατιον, βυτ ονε βρανχη οφ τηε τρεε διεσ ουτ. Το πυση τηισ αναλογψ φυρτηερ, ιτ ωουλδ βε αππρο πριατε φορ τηε στεριλε µολεχυλε το βε Φαµιλψ Τρεε οφ Ρεπλιχατορσ Αsolution containing complementary molecular fragments can generate several different self-complementary molecules. The adenine ribose and the biphenyl imide normally make ARBI. If, in addition, the solution contains diaminotriazine xanthene and thymine, ART, DIXT and DIXBI are also synthesized. The last cannot replicate, whereas the first is the most prolific replicator of the four. H H ART H 2 DIXT R R R H H 2 H 2 H 2 H H H 2 H ARBI R H H 2 H H Pr Pr H H DIXBI H Pr Pr Pr Pr XATHEE R R DIAMITRIAZIE H 2 H H 2 H H 2 ADEIE RIBSE H H THYMIE H BIPHEYL IMIDE H H Pr Pr Pr ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

38 ΤΕΝΝΙΣ ΒΑΛΛ χυτ αλονγ ιτσ σεαµ ψιελδσ τωο σελφ χοµπλεµενταρψ σηαπεσ τηατ ιν σπιρε α δεσιγν φορ α χελλ ωαλλ. Το τηε ριγητ ισ α µολεχυλε τηατ χαν ασσεµβλε ωιτη ιτσ τωιν ιντο α ηολλοω σπηερε. Τηε δραωινγσ αρε στερεοσχοπιχ; ιφ ψου χαν χροσσ ψουρ εψεσ ενουγη το οϖερλαπ τηε ιµαγεσ, ψου χαν σεε α τηρεε διµενσιοναλ µολεχυλε. H H H H H H H H H H H H H H H H χηοππεδ υπ ανδ χονϖερτεδ ιντο πιεχεσ τηατ τηε ε εχτιϖε ρεπλιχατορσ χουλδ υσε φορ τηεµσελϖεσ. Ωε ηαϖε µαδε σοµε προγρεσσ ιν τηισ διρεχτιον. Ιτ ρεθυιρεσ εθυιππινγ ουρ µολεχυλεσ ωιτη αχιδσ ανδ βασεσ τηατ χαν µανιπυλατε οτηερ µολεχυλεσ µορε αχτιϖελψ τηαν σιµπλε ρεχογνιτιον ωιλλ αλλοω. Αλτηουγη ιτ ηασ βεεν ενϕοψαβλε το πυρσυε ρεπλιχατιον ανδ εϖεν εϖολυτιον ωιτη σψντηετιχ µολεχυλεσ, ωε ηαϖε βεεν λοοκινγ το τηε νεξτ στεπ ιν εξπρεσσινγ λιφε ασ α σεριεσ οφ µολεχυλαρ ρεαχτιονσ. Ωε φεελ, ασ δο οτηερ ωορκερσ, τηατ α κεψ αττριβυτε οφ λιφε ισ α βουνδαρψ: α χον ταινερ ορ α χελλ ωαλλ τηατ σεπαρατεσ ιν σιδε φροµ ουτσιδε ανδ πρεϖεντσ δεσιρ αβλε µολεχυλεσ φροµ οατινγ αωαψ ωηιλε κεεπινγ υνδεσιραβλε ονεσ ατ βαψ. Ινσπιρεδ βψ α νατυραλλψ οχχυρρινγ µεµβρανε, ωε ηαϖε µαδε σοµε σµαλλ, ινιτιαλ στεπσ τοωαρδ τηισ γοαλ. ςιρυσεσ υσε α προτειν σηελλ ασ α χονταινερ; τηε σηελλ ισ µαδε υπ οφ µανψ ιδεντιχαλ χοπ ιεσ οφ α σινγλε προτειν υνιτ. Τηε υνιτσ αρε αλσο σελφ χοµπλεµενταρψ βυτ τηε ρεχογνιτιον συρφαχεσ αρε οριεντεδ σο τηατ τηεψ αυτοµατιχαλλψ ασσεµβλε ιντο α χλοσεδ σηελλ. Ινδεεδ, Χριχκ ηαδ πρεδιχτ εδ τηατ µανψ ιδεντιχαλ χοπιεσ οφ προ τεινσ ωουλδ χοµποσε τηε ϖιραλ χοατ, σινχε τηερε ισ νοτ ενουγη ινφορµατιον ιν τηε ϖιραλ γενοµε φορ µανψ δι ερεντ µολεχυλεσ το βε ινϖολϖεδ. Ωηεν ωε υσεδ σελφ χοµπλεµενταριτψ ασ ουρ γυιδε, α µινιµαλιστ δεσιγν στρυχκ υσ, βασεδ ον τηε στρυχτυρε οφ α τεννισ βαλλ. Χυτ αλονγ ιτσ σεαµ, α τεννισ βαλλ γιϖεσ τωο ιδεντιχαλ πιεχεσ, τηε χονϖεξ ενδσ οφ ωηιχη αρε χοµπλεµενταρψ ιν σηαπε το τηε χονχαϖε µιδδλεσ. Ρεν Ωψλερ, α Σωισσ ποστδοχτοραλ φελλοω, ηασ νοω σψντηεσιζεδ α στρυχτυρε τηατ µιµ ιχσ τηε σηαπε οφ τηε τεννισ βαλλ πιεχεσ, ωηιλε αδδινγ χηεµιχαλ χοµπλεµενταρι τψ. Τηε υνιτσ τ τογετηερ ωιτη ηψδρογεν βονδσ αλονγ τηε σεαµ. Τηερε αρε γοοδ ινδιχατιονσ τηατ α σµαλλερ µολεχυλε, συχη ασ α σολϖεντ χηλοροφορµ µολεχυλε, χαν τ ωιτηιν ουρ µολεχυλαρ τεννισ βαλλ. Βυτ ιτ ισ τοο σµαλλ το αχχοµµοδατε εϖεν ουρ µοστ µινι µαλ ρεπλιχατορσ. Ωε αρε νοω ωορκινγ ωιτη ϑαϖιερ δε Μενδοζα οφ τηε Φρεε Υνι ϖερσιτψ οφ Μαδριδ το δεϖελοπ α λαργερ µολεχυλε α σοφτβαλλ τηατ µαψ ηαϖε αν ιντεριορ ροοµψ ενουγη το ηολδ σοµε οφ ουρ ρεπλιχατορσ. Ονχε ωε ηαϖε µαδε ιτ παστ τηε προβ λεµ οφ χονταινµεντ, τηε βιγγεστ οβστα χλε το τηε µολεχυλαρ λιφε αγενδα ωιλλ βε τηεσε θυεστιονσ: Ηοω χαν ουρ εδγλινγ οργανισµ ηαρνεσσ ενεργψ? Φροµ συν λιγητ ορ φροµ οτηερ µολεχυλεσ? Ηοω χαν τηε χοµπονεντ πιεχεσ οφ τηε ρεπλι χατορσ ανδ τηειρ χονταινερσ βε ρεπλεν ισηεδ? Τηεσε αρε τηε χηαλλενγεσ οφ τηε νεξτ δεχαδε. Ωηετηερ τηεψ αρε µετ ορ νοτ, τηε ε ορτσ οφ χηεµιστσ το ανσωερ τηεµ ωιλλ συρελψ προϖιδε ινσιγητ ιντο τηε οργανιχ χηεµιστρψ οφ λιφε ηοω ιτ χαµε αβουτ ανδ ηοω ιτ χοντινυεσ το ουριση. ΡΑΩΙΝΓ ΗΑΝ Σ, α 1948 λιτηογραπη βψ Μ. Χ. Εσχηερ, ιλλυστρατεσ τηε πρινχιπλεσ οφ σελφ χοµπλεµενταριτψ ανδ σελφ ρεπλιχατιον. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΧΗΕΜΙΧΑΛ ΕςΟΛΥΤΙΟΝ: ΟΡΙΓΙΝ ΟΦ ΤΗΕ ΕΛΕΜΕΝΤΣ, ΜΟΛΕΧΥΛΕΣ, ΑΝ ΛΙςΙΝΓ ΣΨΣ ΤΕΜΣ. Στεπηεν Φ. Μασον. Χλαρενδον Πρεσσ, ΜΟΛΕΧΥΛΑΡ ΡΕΠΛΙΧΑΤΙΟΝ. Λεσλιε Οργελ ιν Νατυρε, ςολ. 358, Νο. 6383, παγεσ ; ϑυλψ 16, Α ΤΕΜΠΛΑΤΕ ΦΟΡ ΛΙΦΕ. ϑυλιυσ Ρεβεκ ιν Χηεµιστρψ ιν Βριταιν, ςολ. 30, Νο. 4, παγ εσ ; Απριλ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

39 Βαρριερσ το ρυγ ελιϖερψ ιν Σολιδ Τυµορσ Many tumors resist full penetration by anticancer agents. Such resistance may help explain why drugs that eradicate tumor cells in laboratory dishes often fail to eliminate malignancies in the body βψ Ρακεση Κ. ϑαιν Αν αγεντ τηατ δεστροψσ χανχερ χελλσ ιν α χυλτυρε διση σηουλδ, ιν τηεο ρψ, βε αβλε το κιλλ συχη χελλσ ιν τηε βοδψ. Χερταιν δρυγσ τηατ δισπλαψ πο τεντ αντιχανχερ αχτιϖιτψ ιν τηε λαβορατο ρψ ηαϖε ινδεεδ σαϖεδ τηε λιϖεσ οφ µανψ πατιεντσ, παρτιχυλαρλψ τηοσε συ ερινγ φροµ ϖαριουσ πεδιατριχ χανχερσ ορ µα λιγνανχιεσ οφ τηε βλοοδ. Σαδλψ, ηοωεϖερ, τηε εξιστινγ πηαρµαχοποεια ηασ νοτ µαρκεδλψ ρεδυχεδ τηε νυµβερ οφ δεατησ χαυσεδ βψ τηε µοστ χοµµον σολιδ τυ µορσ ιν αδυλτσ, αµονγ τηεµ χανχερσ οφ τηε λυνγ, βρεαστ, χολον, ρεχτυµ, προστατε ανδ βραιν. Νο σινγλε προχεσσ ισ λικελψ το εξπλαιν τηε δισαπποιντινγ ρεσυλτσ. Νεϖερτηελεσσ, ρεχεντ ρεσεαρχη ινδιχατεσ τηατ α µυχη οϖερλοοκεδ προπερτψ οφ τυµορσ ναµε λψ, ρεσιστανχε το πενετρατιον βψ δρυγσ χαν πλαψ α σιγνι χαντ ρολε ιν υνδερµιν ινγ τηεραπψ. Αφτερ χανχερ γητινγ δρυγσ αρε δελιϖερεδ οραλλψ ορ βψ ινϕεχτιον, τηεψ τραϖελ ϖια τηε βλοοδστρεαµ το τηειρ ταργετσ. Το εραδιχατε τυµορσ, τηε αγεντσ µυστ τηεν δισπερσε τηρουγηουτ τηε γροωτησ ιν χονχεντρατιονσ ηιγη ενουγη το ελιµινατε εϖερψ δεαδλψ χελλ. Ψετ στυδ ΡΑΚΕΣΗ Κ. ϑαιν, ωηο ωασ βορν ιν Ιν δια, ισ Ανδρεω Ωερκ Χοοκ Προφεσσορ οφ Τυµορ Βιολογψ ιν τηε δεπαρτµεντ οφ ρα διατιον ονχολογψ ατ Ηαρϖαρδ Μεδιχαλ Σχηοολ. Ηε ισ αλσο προφεσσορ ιν τηε Ηαρ ϖαρδ Υνιϖερσιτψ Μασσαχηυσεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ διϖισιον οφ ηεαλτη σχιενχ εσ ανδ τεχηνολογψ ανδ διρεχτορ οφ τηε Εδ ωιν Λ. Στεελε Λαβορατορψ ατ Μασσαχηυσεττσ Γενεραλ Ηοσπιταλ. Βεφορε µοϖινγ το Βοσ τον, ηε ωασ α προφεσσορ οφ χηεµιχαλ εν γινεερινγ ατ Χαρνεγιε Μελλον Υνιϖερσιτψ φορ µορε τηαν α δεχαδε. ϑαιν σ ρεσεαρχη υνιθυελψ χοµβινεσ ενγινεερινγ σχιενχε ωιτη τυµορ βιολογψ. Ηε ηασ ρεχειϖεδ µανψ αωαρδσ φορ ηισ χοντριβυτιονσ το τηε υνδερστανδινγ οφ τυµορ πατηοπηψσιολο γψ, ρεχεντλψ ινχλυδινγ α Νατιοναλ Χανχερ Ινστιτυτε Ουτστανδινγ Ινϖεστιγατορ Γραντ. 58 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ιεσ µψ χολλεαγυεσ ανδ Ι ηαϖε χονδυχτεδ δυρινγ τηε παστ 20 ψεαρσ σηοω τηατ σολιδ χανχερσ φρεθυεντλψ ιµποσε φορµιδαβλε βαρριερσ το συχη δισπερσιον. Ινϖεστιγα τιον οφ τηοσε βαρριερσ ισ νοω γενερατινγ εξχιτινγ ιδεασ φορ οϖερχοµινγ τηεµ. Συχχεσσ ιν χοµβατινγ τηε οβσταχλεσ σηουλδ ενηανχε µανψ δι ερεντ απ προαχηεσ το τηεραπψ, αλλ οφ ωηιχη ηαϖε ασ α χοµµον δενοµινατορ τηατ τηειρ ε εχτιϖενεσσ δεπενδσ ον οπτιµαλ αχχυ µυλατιον οφ τηεραπευτιχ αγεντσ ιν τυ µορσ. Ωηενεϖερ ποσσιβλε, πηψσιχιανσ τρεατ σολιδ χανχερσ βψ συργιχαλ ρεµοϖαλ ορ βψ ιρραδιατιον. Ιφ, ηοωεϖερ, παρτσ οφ αν οριγιναλ (πριµαρψ) µασσ χαννοτ βε εξ χισεδ ορ ιφ τηε τυµορ ισ τηουγητ το ηαϖε µεταστασιζεδ, δοχτορσ µαψ ρελψ ον σψσ τεµιχ δρυγ τηεραπψ το ελιµινατε ανψ ρε µαινινγ χανχερουσ τισσυε. Σψστεµιχ τρεατµεντ τψπιχαλλψ χονσιστσ οφ χηεµοτηεραπευτιχ δρυγσ τηατ αρε τοξ ιχ το διϖιδινγ χελλσ ( ινχλυδινγ, υνφορτυ νατελψ, ηεαλτηψ ονεσ). Μορε ρεχεντλψ, γε νετιχ ενγινεερινγ ανδ οτηερ τεχηνολο γιεσ ηαϖε προϖιδεδ α σεχονδ χλασσ οφ δρυγσ προτεινσ ανδ οτηερ βιολογιχαλ προδυχτσ. Τηισ χλασσ ενχοµπασσεσ σεϖ εραλ µολεχυλεσ οφ τηε ιµµυνε σψστεµ, συχη ασ τυµορ νεχροσισ φαχτορ, ιντερλευ κινσ, ιντερφερονσ ανδ µονοχλοναλ αντι βοδιεσ. Ιτ αλσο ινχλυδεσ ωηιτε βλοοδ χελλσ κνοων ασ λψµπηοκινε αχτιϖατεδ κιλλερ ( ΛΑΚ) χελλσ ανδ τυµορ ιν λτρατινγ λψµ πηοχψτεσ, ασ ωελλ ασ ϖαριουσ αγεντσ δε σιγνεδ το χαρρψ ουτ γενε τηεραπψ. Ραδιατιον τηεραπψ µαψ σιµιλαρλψ ιν χορπορατε δελιϖερψ οφ βλοοδ βορνε δρυγσ. Ραδιατιον ωορκσ ιν παρτ βψ χονϖερτινγ οξψγεν µολεχυλεσ ιντο ηιγηλψ δεστρυχ τιϖε φορµσ χαλλεδ φρεε ραδιχαλσ. Ψετ τυ µορσ αρε φρεθυεντλψ οξψγεν δε χιεντ. Ιν αν αττεµπτ το ινχρεασε τηε ϖυλνερα βιλιτψ οφ µαλιγνανχιεσ το τηε τρεατµεντ, ινϖεστιγατορσ αρε τεστινγ τηε ϖαλυε οφ αδµινιστερινγ σενσιτιζινγ αγεντσ τηατ µιµιχ οξψγεν ορ σοµεηοω ελεϖατε οξψ γεν λεϖελσ ιν α τυµορ. Μαλιγνανχιεσ χαν αλσο βε κιλλεδ βψ ηεατινγ, ανδ σο ηψ περτηερµιχ τηεραπιεσ σοµετιµεσ ινϖολϖε δρυγσ τηατ ινχρεασε α τυµορ σ ρεσπονσε το ηεατ. Ιν πηοτοδψναµιχ τηεραπψ, α χοµπουνδ τηατ ισ ρελατιϖελψ ηαρµλεσσ υντιλ ιτ ισ εξποσεδ το λασερ λιγητ ισ ινϕεχτ εδ ανδ γιϖεν τιµε το χολλεχτ ιν α τυµορ. Τηεν λιγητ ισ φοχυσεδ ον τηε µασσ. Ιωασ α γραδυατε στυδεντ ιν χηεµιχαλ ενγινεερινγ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ ελ αωαρε ωηεν Ι ρστ βεχαµε ιντριγυεδ βψ τηε ποσσιβιλιτψ τηατ τυµορσ µιγητ ρε σιστ ινϖασιον βψ δρυγσ. Ιν 1974 ϑαµεσ Ωει, µψ Πη.. αδϖισερ, αρρανγεδ φορ µε το ασσιστ Πιετρο Μ. Γυλλινο οφ τηε Νατιον αλ Χανχερ Ινστιτυτε ιν µεασυρινγ τηε υπ τακε οφ δρυγσ βψ µαλιγνανχιεσ ιν ανι µαλσ. Ασ Ι λεαρνεδ µορε ανδ µορε αβουτ χανχερ, ιτ βεχαµε οβϖιουσ το µε τηατ τηε φαιλυρε οφ βλοοδ βορνε αγεντσ το διστριβ υτε τηρουγηουτ τυµορσ χουλδ ρεαδιλψ υν δερµινε δρυγ τηεραπψ. Ι βεγαν το ωον δερ ωηετηερ σολιδ τυµορσ ποσσεσσεδ φεα τυρεσ τηατ βλοχκεδ συχη διστριβυτιον. Ι αλσο βεγαν το τηινκ τηατ µψ ενγινεερινγ βαχκγρουνδ, ινχλυδινγ µψ υνδερστανδ ινγ οφ υιδ ανδ µολεχυλαρ τρανσπορτ, χουλδ αιδ ιν εξπλορινγ τηατ ποσσιβιλιτψ. Τηε λικελιηοοδ τηατ τυµορσ χουλδ ιµ πεδε δρυγ πενετρατιον ωασ συγγεστεδ παρτλψ βψ τηειρ στρυχτυρε. Χοντραρψ το ποπυλαρ περχεπτιον, µαλιγναντ γροωτησ αρε νοτ µερελψ χλυστερσ οφ προλιφερατινγ Ι ΕΑΛΙΖΕ ΣΟΛΙ ΤΥΜΟΡ ηασ βεεν παρτ λψ χυτ αωαψ το ρεϖεαλ σοµε οφ ιτσ βλοοδ ϖεσσελσ. Βεφορε α βλοοδ βορνε δρυγ χαν βεγιν το ατταχκ µαλιγναντ χελλσ ιν α τυ µορ, ιτ µυστ αχχοµπλιση τηρεε χριτιχαλ τασκσ (δεταιλ). Ιτ ηασ το µακε ιτσ ωαψ ιντο α µιχροσχοπιχ βλοοδ ϖεσσελ λψινγ νεαρ µαλιγναντ χελλσ ιν τηε τυµορ (1), εξιτ φροµ τηε ϖεσσελ ιντο τηε συρρουνδινγ µα τριξ (τηε ιντερστιτιυµ) (2) ανδ, ναλλψ, µιγρατε τηρουγη τηε µατριξ το τηε χελλσ (3). Υνφορτυνατελψ, τυµορσ οφτεν δεϖελοπ ιν ωαψσ τηατ ηινδερ εαχη οφ τηεσε στεπσ.

40 χελλσ. Χανχερ χελλσ οφτεν οχχυπψ λεσσ τηαν ηαλφ τηε ϖολυµε οφ α τυµορ. Ονε το 10 περχεντ οφ τηε ϖολυµε ισ χοντριβυτεδ βψ βλοοδ ϖεσσελσ ωεαϖινγ τηρουγη τηε τυµορ µασσ. Τηε ρεµαινινγ σπαχε ισ λλεδ πριµαριλψ βψ αν αβυνδαντ χολλα γεν ριχη µατριξ τηε ιντερστιτιυµ τηατ συρρουνδσ χανχερ χελλσ ανδ χαν σεπαρατε τηεµ φροµ τηε ϖασχυλατυρε. (Ηεαλτηψ τισ συε χονταινσ αν εξτραχελλυλαρ µατριξ ασ ωελλ, βυτ τηε ιντερστιτιυµ ιν τυµορσ ισ υσυαλλψ µορε εξτενσιϖε.) Το ρεαχη χανχερ χελλσ ιν α τυµορ, τηεν, α τηεραπευτιχ αγεντ µυστ µακε ιτσ ωαψ ιντο τηε βλοοδ ϖεσσελσ οφ τηε τυµορ ανδ αχροσσ τηε ϖεσσελ ωαλλ ιντο τηε ιντερστι τιυµ. Φιναλλψ, ιτ µυστ τραϖελ, οφτεν γρεατ διστανχεσ, τηρουγη τηατ µατριξ το τηε χελλσ. Αχχοµπλισηινγ ανψ οφ τηοσε στεπσ, Ι ρεασονεδ, χουλδ βε προβλεµατιχ. Ι ωασ υναβλε το πυρσυε τηισ ιδεα ωηεν Ι οβταινεδ µψ ρστ φαχυλτψ ποσιτιον, βυτ µψ οππορτυνιτψ χαµε ιν 1978, τηε ψεαρ Ι µοϖεδ το Χαρνεγιε Μελλον Υνιϖερσιτψ. Μψ χολλεαγυεσ ανδ Ι α µυλτιδισχιπλιν αρψ γρουπ ηαϖε βεεν στυδψινγ βαρριερσ το δρυγ πενετρατιον εϖερ σινχε, µοστ ρε χεντλψ ατ Ηαρϖαρδ Υνιϖερσιτψ ανδ ατ Μασσαχηυσεττσ Γενεραλ Ηοσπιταλ, ωηιχη Ι ϕοινεδ ιν Ωε αππλψ σεϖεραλ µετηοδσ ιν ουρ ωορκ. Φορ εξαµπλε, ατ Χαρνεγιε Μελλον, ωε ιµµεδιατελψ αδοπτεδ α µετηοδ ιν τροδυχεδ βψ Γυλλινο ιν Ιν τηισ απ προαχη ωε γροω τυµορσ ιν ροδεντσ σο τηατ εαχη χανχερουσ µασσ ισ χοννεχτεδ το τηε χιρχυλατορψ σψστεµ βψ α σινγλε αρτερψ ανδ α σινγλε ϖειν. Τηατ αρρανγε µεντ εναβλεσ υσ το µεασυρε ηοω µυχη δρυγ οωσ ιντο ανδ ουτ οφ α τυµορ. Φροµ συχη ινφορµατιον, τηε αµουντ οφ δρυγ τηατ ισ ρεταινεδ χαν βε χαλχυλατεδ. Ωε αλσο δεϖελοπεδ α ρε λατεδ προχεδυρε τηατ περµιτσ τηε στυδψ οφ χολον χανχερσ αρισινγ σποντανεουσλψ ιν ηυµανσ. Ωηεν συργεονσ ρεµοϖε τυ µορσ φροµ πατιεντσ, τηεψ χαν οχχασιον αλλψ προϖιδε υσ ωιτη ινδιϖιδυαλ νοδυλεσ φεδ βψ ονε αρτερψ ανδ δραινεδ βψ ονε ϖειν. Ωε τηεν µαινταιν τηε χιρχυλατιον αρτι χιαλλψ. Αλτηουγη τηεσε αππροαχηεσ ψιελδ ϖαλ υαβλε ινφορµατιον, τηε ιννερ ωορκινγσ οφ τηε τυµορσ ρεµαιν σοµετηινγ οφ α βλαχκ βοξ. Το οβταιν δεταιλεδ ινσιγητ

41 Ηοω ρυγ ελιϖερψ Ισ Στυδιεδ Εξπεριµενταλλψ Τhe author s group applies two main experimental strategies for determining the fate of drugs in tumors. In isolated tumor techniques the workers implant into a rodent a tumor that is fed by a single artery and drained by a single vein (a), or they occasionally obtain such a tumor from a human patient and keep blood flowing artificially (b). Then they measure the amount of drug entering and leaving the tumor and calculate the amount absorbed. In window techniques the investigators grow a tumor in the ear of a rabbit (c) or on the brain (d ) or dorsal skin (e) of a rodent and put a glass cover slip on the tumor. By focusing a microscope on the visible tissue, they can directly observe such phenomena as the development of new blood vessels and the spread of a drug through a tumor. The photographs track changes that occurred between the fifth day and 20th day (left to right) after cancer cells were implanted in the dorsal skin of a rodent. By day 20, the periphery of the resulting tumor had gained a tangle of blood vessels, but the center had lost much of its blood supply (white area). The tumor thus lost vessels needed for bringing blood-borne drugs directly to the central region. ISLATED-TUMR TECHIQUES ARTERY VEI WIDW TECHIQUES d WIDW c a b WIDW e HUMA TUMR ARTERY VEI PERFUSI APPARATUS WIDW ιντο τηε οω οφ βλοοδ ανδ τηε διστριβυ τιον οφ δρυγσ ανδ οτηερ συβστανχεσ ιν α τυµορ, ωε αππλψ µοδι εδ ϖερσιονσ οφ ωινδοω τεχηνιθυεσ τηατ ωερε ιντρο δυχεδ φορ υσε ιν ραββιτσ βψ ϑ. Χαλϖιν Σανδισον οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Πεννσψλ ϖανια ιν τηε 1920σ ανδ φορ υσε ιν µιχε βψ Γλενν Η. Αλγιρε οφ τηε Νατιοναλ Χαν χερ Ινστιτυτε ιν τηε 1940σ. Ωε ιµπλαντ τυµορ χελλσ ιν τηε εαρ οφ α ραββιτ ορ ον τηε βραιν ορ βαχκ σκιν οφ α ροδεντ. Τηεν ωε χοϖερ τηεµ ωιτη α τρανσπαρεντ γλασσ χοϖερ σλιπ ορ σανδ ωιχη τηεµ βετωεεν τωο χοϖερ σλιπσ. Ασ τηε ρεσυλτινγ τυµορ γροωσ αγαινστ τηε γλασσ, ωε χαν οβσερϖε ιτ υνδερ α µιχρο σχοπε. Βψ ατταχηινγ υορεσχεντ λαβελσ το ινϕεχτεδ αγεντσ, ωε χαν εϖεν τραχε τηε πασσαγε οφ ϖαριουσ συβστανχεσ τηρουγη τηε τυµορ. Σινχε 1991 ουρ αχχεσσ το ιµ µυνοδε χιεντ µιχε ηασ εναβλεδ υσ το ϖιεω ηυµαν τυµορσ, νοτ µερελψ τηοσε οφ ανιµαλ οριγιν. (Τηε λαχκ οφ αν ιµ µυνε σψστεµ πρεϖεντσ τηε µιχε φροµ ρεϕεχτινγ τηε ηυµαν γραφτσ.) Ματηεµατ 60 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ιχαλ µοδελινγ, α χλασσιχ ενγινεερινγ στρατεγψ, αιδσ ουρ ινϖεστιγατιονσ ασ ωελλ. Ιτ αλλοωσ υσ το χοµβινε τηεορψ ωιτη εξ περιµεντ, το φορµυλατε ανδ τεστ πρεδιχ τιονσ, ανδ το µινιµιζε τηε νυµβερ οφ ανιµαλσ ιν ουρ εξπεριµεντσ. Εαρλψ ον, ουρ ωορκ ανδ τηατ οφ οτηερσ ρεϖεαλεδ τηατ τηε ϖασχυλαρ σψστεµ οφ τυ µορσ χαν βε ηιγηλψ δισοργανιζεδ, βοτη ιν ιτσ στρυχτυρε ανδ ιτσ οπερατιον. Τηισ δισοργανιζατιον, ιν τυρν, χαν φορµ ονε ιµπορταντ βαρριερ το δρυγ δελιϖερψ. Ιν νορµαλ οργανσ, βλοοδ ϖεσσελσ αρε αρ ραψεδ πρεδιχταβλψ ανδ προϖιδε βλοοδ το αλλ αρεασ οφ τηε χονστιτυεντ τισσυε. Αρ τεριεσ δελιϖερινγ οξψγενατεδ βλοοδ φροµ τηε ηεαρτ διϖιδε ιντο σµαλλερ αρτεριολεσ ανδ τηεν ιντο µιχροσχοπιχ χαπιλλαριεσ. Φροµ τηε χαπιλλαριεσ, υιδ, νυτριεντσ ανδ οξψγεν πασσ ιντο τηε συρρουνδινγ µατριξ ανδ χελλσ. Τηε χαπιλλαριεσ φεεδ ιντο ϖενυλεσ, ωηιχη τακε υπ ωαστεσ ανδ εξχεσσ υιδ φροµ τηε τισσυε ανδ δελιϖερ τηεµ το ϖεινσ φορ ρεµοϖαλ. Αλτηουγη τυµορσ ινιτιαλλψ οβταιν βλοοδ φροµ τηε εξιστινγ ϖασχυλατυρε ιν τηε ρε γιον, τηεψ εϖεντυαλλψ προδυχε νεω σµαλλ βλοοδ ϖεσσελσ, ωηιχη βρανχη εξχεσσιϖε λψ, τωιστ ιντο τορτυουσ σηαπεσ ανδ γροω ιν υνπρεδιχταβλε διρεχτιονσ τηατ χαν χηανγε φροµ δαψ το δαψ. Χονσεθυεντλψ, σοµε αρεασ οφ τηε τυµορ µαψ βε ωελλ ϖασχυλαριζεδ, ωηερεασ οτηερσ ηαϖε λιττλε ορ νο βλοοδ συππλψ. Τηεσε νδινγσ τηυσ ινδιχατεδ τηατ ονε οφ τηε ρστ προβλεµσ α βλοοδ βορνε δρυγ ενχουντερσ εν ρουτε το χανχερ χελλσ ισ αν υνεϖεν διστριβυτιον οφ βλοοδ ϖεσσελσ. Ινδεεδ, τηρουγη ουρ τρανσπαρεντ ωινδοωσ ωε χαν σεε τηατ ρεγιονσ λαχκινγ βλοοδ ϖεσσελσ ρεχειϖε νο δρυγ διρεχτλψ φροµ τηε χιρχυλατιον. ( Τυµορ χελλσ ιν τηοσε βλοοδ σταρϖεδ αρ εασ µαψ σεεµ, ον συπερ χιαλ ινσπεχ τιον, το βε δεαδ, βυτ τηεψ φρεθυεντλψ ρε ϖιϖε ιφ νουρισηµεντ ρετυρνσ.) Ωηατ ισ µορε, τηε αβερραντ βρανχηινγ ανδ τωιστινγ οφ τηε ϖασχυλατυρε οφτεν χοντριβυτε το αν οβσερϖαβλε σλοωινγ οφ

42 βλοοδ οω α πηενοµενον τηατ ισ εξ αχερβατεδ βψ τηε υνυσυαλ ϖισχοσιτψ οφ τηε βλοοδ ιν τυµορσ. Τηε σλοωεδ οω ηινδερσ δελιϖερψ οφ δρυγσ το ποορλψ περ φυσεδ ρεγιονσ οφ τηε τυµορ. Ιτ αλσο παρ τιχιπατεσ ιν χαυσινγ οτηερ δρυγ δελιϖερψ προβλεµσ, ασ ωιλλ βε σεεν. Τηε νονυνιφορµ βλοοδ συππλψ ισ βψ νο µεανσ τηε ονλψ οβσταχλε το τηε σπρεαδ οφ α δρυγ ιν α τυµορ. Α σεχονδ ιµπεδιµεντ τακεσ τηε φορµ οφ αβνορ µαλλψ ηιγη πρεσσυρε ιν τηε ιντερστιτιαλ µατριξ (ασ µεασυρεδ βψ τηε φορχε τηε µατριξ εξερτσ ον α προβε ινσερτεδ ιντο ιτ). Τηε πρεσσυρε χαν ρεταρδ τηε πασσαγε οφ λαργε µολεχυλεσ αχροσσ ϖεσσελ ωαλλσ ιντο τηε ιντερστιτιαλ µατριξ. Ιτ χαν τηυσ χοντριβυτε το τηε λοω χονχεντρατιον οφ δρυγ µολεχυλεσ φρεθυεντλψ σεεν (βψ υορεσχενχε µιχροσχοπψ ορ οτηερ ιµαγ ινγ τεχηνιθυεσ) ιν τηε ιντερστιτιαλ µατριξ οφ ανιµαλ ανδ ηυµαν τυµορσ γροωινγ ιν µιχε. Ωε βεγαν το συσπεχτ τηατ ιντερστιτιαλ πρεσσυρε µιγητ ποσε προβλεµσ φορ δρυγ δελιϖερψ ωηεν ωε τοοκ α χλοσε λοοκ ατ τηε φορχεσ τηατ χοντρολ τηε µοϖεµεντ οφ µολεχυλεσ φροµ τηε βλοοδ ιντο τηε µατριξ. Συχη πασσαγε οχχυρσ αχροσσ ορ βετωεεν ενδοτηελιαλ χελλσ, ωηιχη λινε ϖεσσελ ωαλλσ ιν α σινγλε λαψερ. Ωε κνεω τηατ µολεχυλεσ λεαϖε βλοοδ ϖεσσελσ (εξ τραϖασατε) πριµαριλψ βψ τωο µεχηα νισµσ: δι υσιον ανδ χονϖεχτιον. ( Χελλσ, ωηιχη Ι σηαλλ δισχυσσ σεπαρατελψ, υσε α τηιρδ οπτιον ασ ωελλ.) ι υσιον ισ τηε µοϖεµεντ οφ µολεχυλεσ φροµ αν αρεα οφ ηιγη χονχεντρατιον το αν αρεα οφ λοωερ χονχεντρατιον. Χονϖεχτιον ισ τηε τρανσπορτ οφ µολεχυλεσ βψ α στρεαµ οφ οωινγ υιδ. Υνλικε δι υσιον, ωηιχη ισ υνα εχτεδ βψ πρεσσυρε γραδιεντσ, χον ϖεχτιον ισ γοϖερνεδ βψ τηεµ: υιδ οωσ φροµ αρεασ οφ ηιγη πρεσσυρε το αρεασ οφ λοω πρεσσυρε, χαρρψινγ µολεχυλεσ ωιτη ιτ. Τηε δι ερενχε βετωεεν τηε τωο προ χεσσεσ χαν βε ιλλυστρατεδ βψ α σιµπλε εξ αµπλε. Ωηεν α βλοβ οφ ινκ ισ δροππεδ ιντο α γλασσ οφ στιλλ ωατερ, τηε ινκ µολε χυλεσ σπρεαδ γραδυαλλψ ουτωαρδ βψ διφ φυσιον υντιλ α υνιφορµ χονχεντρατιον ισ αχηιεϖεδ. Ιφ, ηοωεϖερ, ωατερ ιν α γλασσ ισ στιρρεδ αφτερ α δροπ οφ ινκ ισ αδδεδ, τηε σωιρλινγ ωατερ ραπιδλψ διστριβυτεσ τηε ινκ ωηερεϖερ τηε υιδ τραϖελσ. Ωε κνεω, τοο, τηατ σµαλλ µολεχυλεσ συχη ασ οξψγεν ανδ χονϖεντιοναλ χηε µοτηεραπευτιχ δρυγσ (ωηιχη ηαϖε α µολεχυλαρ ωειγητ λοωερ τηαν 2,000 δαλ τονσ) λεαϖε βλοοδ ϖεσσελσ ανδ µιγρατε τηρουγη νορµαλ τισσυε µαινλψ βψ δι υ σιον. Βυτ λαργε µολεχυλεσ ινχλυδινγ γε νετιχαλλψ ενγινεερεδ δρυγσ (ωηιχη ηαϖε α µολεχυλαρ ωειγητ γρεατερ τηαν 5,000 δαλτονσ) µοϖε µαινλψ βψ χονϖεχτιον. Ιν ηεαλτηψ τισσυε, χονϖεχτιϖε µοϖε µεντ οφ λαργε µολεχυλεσ φροµ τηε βλοοδ ιντο τηε ιντερστιτιυµ οχχυρσ βεχαυσε τηε πρεσσυρε ιν τηε χαπιλλαρψ νετωορκ ισ ηιγηερ τηαν τηε πρεσσυρε ιν τηε ιντερστι τιαλ τισσυε (ωηιχη ισ αππροξιµατελψ ζερο). Βυτ ωηατ ηαππενσ ιν τυµορσ? Ιν 1987 Ι προποσεδ τηατ ιφ τηε ιντερστιτιαλ πρεσ συρε ιν σολιδ τυµορσ ωασ αβνορµαλλψ ηιγη, τηε χονϖεχτιϖε πασσαγε οφ λαργε δρυγ µολεχυλεσ ιντο τηε ιντερστιτιυµ ωουλδ βε ιµπεδεδ. Σοµε βιγ µολεχυλεσ ωουλδ στιλλ εντερ τηε µατριξ βψ δι υσιον βυτ νοτ ραπιδλψ, βεχαυσε τηε ρατε οφ πασ σαγε βψ δι υσιον βεχοµεσ σλοωερ ασ σιζε ινχρεασεσ. Ιν ορδερ το βεγιν τεστινγ τηισ ηψποτη εσισ, µψ χολλεαγυεσ ανδ Ι σετ ουτ το δετερµινε ωηετηερ ιντερστιτιαλ πρεσ συρεσ ιν ηυµαν τυµορσ αρε ινδεεδ ελε ϖατεδ. Τωο εαρλψ δισχοϖεριεσ λεντ συπ πορτ το τηατ ποσσιβιλιτψ. Φιρστ, α ρεϖιεω οφ τηε σχιεντι χ λιτερατυρε ρεϖεαλεδ τηατ ιν 1950 ϑ. Σ. Ψουνγ ανδ ηισ χο ωορκερσ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αβερδεεν ηαδ µεα συρεδ ιντερστιτιαλ πρεσσυρε ατ τηε χεντερ οφ ραββιτ τυµορσ τηατ ωερε τρανσπλαντ εδ ιντο οτηερ ραββιτσ; τηε πρεσσυρε ιν τηε τυµορσ ωασ ηιγηερ τηαν τηατ ιν νορ µαλ τισσυε. Οτηερ γρουπσ ηαδ συβσε θυεντλψ πυβλισηεδ σιµιλαρ νδινγσ. Τηε ρελεϖανχε το σποντανεουσ ηυµαν τυ µορσ ωασ υνχλεαρ, τηουγη, ανδ σο τηεσε δισχοϖεριεσ ωερε λαργελψ ιγνορεδ. Σεχονδ, ωηεν ονε οφ µψ γραδυατε στυ δεντσ ανδ Ι δεϖελοπεδ α µατηεµατιχαλ µοδελ οφ πρεσσυρε διστριβυτιον ιν σολιδ τυµορσ ιν 1988, τηε µοδελ συγγεστεδ τηατ ιντερστιτιαλ πρεσσυρε ωουλδ βε ηιγη. Ιν φαχτ, ιτ προδυχεδ τηε υνεξπεχτεδ πρεδιχτιον τηατ τηε πρεσσυρε ωουλδ βε εθυαλλψ ηιγη τηρουγηουτ τηε βυλκ οφ α ΧΑΣΤ ΟΦ ΒΛΟΟ ςεσσελσ ιν α ηαλφ πουνδ ηυµαν τυµορ ισ σηοων ιν τωο ϖιεωσ. Ιτ ωασ µαδε βψ ινϕεχτινγ α βλυε πολψµερ ιντο τηε ϖεσσελσ οφ α συργιχαλλψ εξχισεδ χολον χανχερ ανδ τηεν ελιµινατινγ αλλ τισσυε. Τηε ρεγιον ρεσεµβλινγ α χρψσταλ ιν τηε φυλλ χαστ (λεφτ παρτ οφ τοπ ιµαγε) ωασ φορµεδ βψ α χηαοτιχ χλυστερ οφ µιχροσχοπιχ ϖεσσελσ; τηε ηολε ατ τηε χεντερ οφ τηε ρεγιον αροσε βεχαυσε τηε αρεα λαχκεδ α βλοοδ συππλψ. Τηε χλοσε υπ ϖιεω (βοττοµ) ηιγηλιγητσ ονε οφ µανψ στρυχτυραλ αβνορµαλιτιεσ οφ τυ µορσ: α νυµβερ οφ τηε ϖεσσελσ αρε τορτυουσ ανδ τωιστ ιντο χορκσχρεωλικε χοιλσ τηατ χαν χοντριβυτε το α µαρκεδ σλοωινγ οφ βλοοδ οω. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

43 ΦΛΥΟΡΕΣΧΕΝΤΛΨ ΛΑΒΕΛΕ ΜΟΛΕΧΥΛΕΣ (ωηιτε) ωερε πηοτο γραπηεδ σοον αφτερ τηεψ εντερεδ σµαλλ βλοοδ ϖεσσελσ ιν τηε ουτερ ριµ οφ α τυµορ (λεφτ ) ανδ, λατερ, αφτερ τηεψ βεγαν σεεπινγ ιντο τηε ιντερστιτιαλ µατριξ συρρουνδινγ τηε ϖεσσελσ (ριγητ ). Τηε µολεχυλεσ ωερε αβλε το χροσσ σοµε ϖεσσελ ωαλλσ ιντο τηε µατριξ βυτ νοτ οτηερσ, συχη ασ τηε ριγητ ωαλλ ιν τηε ριγητµοστ ϖεσσελ. Τηεψ αλσο µαδε τηειρ ωαψ τηρουγη παρτσ οφ τηε µατριξ βυτ νοτ τηρουγη οτηερσ, συχη ασ τηε βλαχκ ρεγιον ατ τηε τοπ. Τηε δι ερενχεσ ρεσυλτ το α γρεατ εξτεντ φροµ ϖαριαβιλιτψ ιν τηε ποροσιτψ οφ βοτη τηε ϖεσσελσ ανδ τηε µατριξ ιν τηε περιπηερψ. τυµορ. Τηεν τηε πρεσσυρε ωουλδ δροπ στεεπλψ το νεαρ ζερο ιν τηε περιπηερψ, ωηερε ιτ ωουλδ αππροαχη τηε λοω πρεσ συρεσ ιν τηε συρρουνδινγ νορµαλ τισσυε. Τηε νδινγ οφ α υνιφορµλψ ελεϖατεδ πρεσσυρε προ λε σταρτλεδ υσ βεχαυσε εϖ ερψ οτηερ παραµετερ τηατ ηαδ βεεν µεα συρεδ ιν τυµορσ (ορ ηασ σινχε βεεν µεα συρεδ) ωασ νονυνιφορµ. Νοτ ονλψ ισ τηε διστριβυτιον οφ βλοοδ ϖεσσελσ υνεϖεν ανδ χηανγεαβλε, βυτ τηε ρατε οφ βλοοδ οω χαν αλσο χηανγε ωιτη τιµε, εϖεν ιν α σινγλε ϖεσσελ. Μορεοϖερ, σοµε ϖεσσελσ αρε εξτρεµελψ πορουσ, ορ λεακψ, ωηερεασ οτηερσ αρε νοτ. Ανδ α σινγλε ϖεσσελ χαν βε αβνορµαλλψ λεακψ ιν ονε ρεγιον βυτ ρελατιϖελψ νονπορουσ ιν ανοτηερ. Νο εξπεριµενταλ δατα ιν τηε σχιεντι χ λιτερατυρε χουλδ χον ρµ ορ ρεφυτε τηε µοδελ σ πρεδιχτιονσ, ανδ σο α ποστδοχ τοραλ φελλοω ιν µψ γρουπ υνδερτοοκ το µεασυρε ιντερστιτιαλ πρεσσυρεσ τηρουγη ουτ ανιµαλ τυµορσ. Ασ πρεδιχτεδ, ηε φουνδ τηατ τηε πρεσσυρε ιν λαργε σολιδ τυµορσ (τηοσε γρεατερ τηαν αβουτ ηαλφ α χεντιµετερ ιν διαµετερ) ωασ υνιφορµλψ ηιγη εϖερψωηερε εξχεπτ ιν τηε ουτερ ριµ. Οτηερ λαβορατοριεσ ηαϖε νοω χον ρµεδ τηεσε ρεσυλτσ ιν ανιµαλσ. Σινχε 1990 ωε ηαϖε χολλαβορατεδ ωιτη πηψσιχιανσ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Πιττσβυργη, ατ τηε Υνιϖερ σιτψ οφ Μυνιχη ανδ ατ Μασσαχηυσεττσ Γενεραλ Ηοσπιταλ το µεασυρε πρεσσυρεσ ιν σολιδ τυµορσ οφ πατιεντσ υνδεργοινγ τρεατµεντ. Τηε πρεσσυρεσ αρε ασ ηιγη ασ τηοσε ιν ανιµαλσ, σοµετιµεσ ηιγηερ. Παρτ οφ τηε 1987 ηψποτηεσισ ηασ τηυσ βεεν βορνε ουτ: ιντερστιτιαλ πρεσσυρε ιν λαργε τυµορσ ισ αβνορµαλλψ ηιγη. Βυτ ισ τηε ελεϖατιον συ χιεντ το χαυσε σεριουσ ιµπαιρµεντ οφ τηε χονϖεχτιϖε οω οφ λαργε δρυγ µολεχυλεσ? Τηατ ισ, ισ τηε πρεσσυρε ιν ιντερστιτιαλ τισσυε εθυαλ το 62 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ορ ηιγηερ τηαν τηε πρεσσυρε ιν τηε µι χροϖασχυλαρ νετωορκ? Ουρ µατηεµατι χαλ µοδελ συγγεστεδ τηεψ ωουλδ βε αβουτ εθυαλ. Σιµυλτανεουσ µεασυρε µεντσ οφ µιχροϖασχυλαρ ανδ ιντερστιτιαλ πρεσσυρεσ ιν ανιµαλ τυµορσ ηαϖε ρεχεντ λψ ϖαλιδατεδ τηισ πρεδιχτιον. Τηε µεα συρεµεντσ αλσο ινδιχατε τηατ τηε πρεσ συρε ιν τυµορ βλοοδ ϖεσσελσ ισ ηιγηερ τηαν ιτ ισ ιν νορµαλ χαπιλλαριεσ. Ωε τηινκ τηισ ελεϖατιον στεµσ µαινλψ φροµ τηε διρεχτ ανδ ινδιρεχτ χοµπρεσσιον οφ τηε ϖεσσελσ βψ προλιφερατινγ χελλσ. Τηε υν υσυαλ αρχηιτεχτυρε οφ τηε ϖασχυλατυρε ανδ τηε ηιγη ϖισχοσιτψ οφ βλοοδ ιν τυ µορσ αππαρεντλψ χοντριβυτε ασ ωελλ. Τογετηερ τηε εξπεριµενταλ ανδ τηεο ρετιχαλ νδινγσ τ ωελλ ιντο τηε φολλοω ινγ σχεναριο φορ τηε δεϖελοπµεντ οφ πρεσσυρε ρελατεδ βαρριερσ το δρυγ αχχυ µυλατιον ιν τηε ιντερστιτιυµ. Α τυµορ ινιτιαλλψ γροωσ ιν τηε µιδστ οφ νορµαλ τισσυε ανδ µακεσ υσε οφ τηε εξιστινγ ϖασχυλατυρε. Ατ τηισ σταγε, ιτ δισπλαψσ λοω ιντερστιτιαλ ανδ ϖασχυλαρ πρεσσυρε ανδ ρελιεσ ον τηε εξιστινγ λψµπηατιχ σψστεµ το δραιν εξχεσσ υιδ φροµ τηε ιντερστιτιαλ µατριξ. Ασ τηε τυµορ γροωσ, ιτ προδυχεσ νεω, οφτεν λεακψ βλοοδ ϖεσ σελσ βυτ ισ υναβλε το φορµ ιτσ οων λψµ πηατιχ σψστεµ. Μεανωηιλε τηε αβνορµαλ γεοµετρψ οφ βλοοδ ϖεσσελσ σλοωσ τηε ρατε οφ βλοοδ οω. Τηισ σλοωινγ, χοµ βινεδ ωιτη χοµπρεσσιον βψ τυµορ χελλσ ανδ οτηερ φαχτορσ, ελεϖατεσ τηε πρεσσυρε ιν τηε ϖεσσελσ. Φλυιδ σεεπσ χοπιουσλψ ουτ οφ τηεµ ιντο τηε µατριξ ανδ, ιν τηε αβ σενχε οφ α φυνχτιοναλ λψµπηατιχ σψστεµ, ισ νοτ ρεµοϖεδ ε χιεντλψ. Ασ τηε υιδ βυιλδσ ιν τηε ιντερστιτιυµ, σο δοεσ τηε πρεσσυρε. Εϖεντυαλλψ τηε πρεσσυρε ιν τηε ϖεσσελσ ανδ τηε µατριξ εθυαλιζεσ. Ατ τηατ ποιντ, σµαλλ µολε χυλεσ οωινγ ιν τηε βλοοδ χοντινυε το εσχαπε ρεαδιλψ βψ δι υσιον (αλβειτ ονλψ ιν αρεασ τηατ στιλλ ηαϖε α βλοοδ συππλψ). Βυτ λαργερ µολεχυλεσ οφτεν ρεµαινεδ χον νεδ ιν βλοοδ ϖεσσελσ, εξχεπτ ιν τηε περιπηερψ, ωηερε ιντερστιτιαλ πρεσσυρε ισ χλοσε το νορµαλ. Σοµε λαργε µολεχυλεσ δο χροσσ ιντο τηε ιντερστιτιυµ βψ δι υ σιον, βυτ τηεψ δο σο σλοωλψ. Ηενχε, τηε βοδψ χαν ελιµινατε µοστ οφ τηεµ φροµ τηε χιρχυλατιον βεφορε τηεψ χαν αχχυµυ λατε το οπτιµαλ χονχεντρατιον ιν τυµορσ. Τηε χηαλλενγεσ φαχεδ βψ τηεραπευ τιχ αγεντσ περσιστ εϖεν αφτερ τηεψ νδ τηειρ ωαψ ιντο τηε ιντερστι τιυµ. Το βε φυλλψ ε εχτιϖε, τηεψ µυστ σπρεαδ τηρουγηουτ τηε µατριξ το χελλσ νοτ διρεχτλψ φεδ βψ βλοοδ ϖεσσελσ. Σµαλλ µολεχυλεσ µακε τηε τριπ φαιρλψ εασιλψ (βψ δι υσιον) ιφ τηεψ αρε νοτ δεγραδεδ, ρεαβσορβεδ βψ µιχροϖεσσελσ ορ στοππεδ βψ οτηερ προχεσσεσ. Βυτ λαργε, χονϖεχ τιον δεπενδεντ µολεχυλεσ ηαϖε α µυχη ηαρδερ τιµε; τηε υνιφορµ πρεσσυρε ιν µοστ οφ α τυµορ σ ιντεριορ κεεπσ χον ϖεχτιον φροµ οπερατινγ τηερε. Ιρονιχαλλψ, χονϖεχτιον δοεσ φυνχτιον ιν τηε περιπηερψ ρεγρετταβλψ, ιν τηε ωρονγ διρεχτιον. Ρεχαλλ τηατ πρεσσυρε πλυµµετσ ατ τηε τυµορ µαργιν, ωηερε ιτ αππροαχηεσ τηατ οφ τηε συρρουνδινγ νορµαλ τισσυε. Ιν χονσεθυενχε, υιδ οωσ φροµ τηε ουτερµοστ βουνδαρψ οφ τηε ηιγη πρεσσυρε ρεγιον ιντο τηε πε ριπηερψ ανδ αωαψ φροµ τηε χανχερ. Γυλ λινο µεασυρεδ τηε µαγνιτυδε οφ τηισ µοϖεµεντ ιν Ηε φουνδ τηατ απ προξιµατελψ 10 περχεντ οφ τηε βλοοδ υιδ λεαϖινγ α σολιδ τυµορ οοζεσ ουτ φροµ ιτσ περιπηερψ ρατηερ τηαν δραινινγ ϖια α ϖειν. Ωε ανδ οτηερσ ηαϖε σινχε χον ρµεδ ηισ νδινγ. Τηε λιθυιδ εσχαπ

44 ινγ φροµ τηε τυµορ συρφαχε χαρριεσ δρυγ µολεχυλεσ ουτ ανδ αωαψ φροµ τηε τυ µορ ιν τηε προχεσσ. Φορ µολεχυλεσ τηατ ρεµαιν ιν τηε ιν τερστιτιυµ, τηε οφτεν σλοω προχεσσ οφ δι υσιον ισ τηε ονλψ αϖαιλαβλε µεανσ οφ δισπερσιον το ποορλψ περφυσεδ αρεασ. Ιν µατηεµατιχαλ τερµσ, τηε τιµε ρεθυιρεδ το µοϖε σοµε διστανχε βψ δι υσιον ισ προπορτιοναλ το τηε σθυαρε οφ τηε δισ τανχε. Τηατ ισ, ιφ ιτ τακεσ α µολεχυλε ονε µινυτε το τραϖελ ονε µιχρον, τηε µολε χυλε ωιλλ ρεθυιρε φουρ µινυτεσ (2 2 ) το µοϖε τωο µιχρονσ ανδ 16 µινυτεσ (4 2 ) το µοϖε φουρ µιχρονσ. Ιν χοντραστ, τηε τιµε ρεθυιρεδ το µοϖε βψ χονϖεχτιον, ιφ ιτ ωερε οπερατινγ, ωουλδ βε διρεχτλψ προ πορτιοναλ το τηε διστανχε αλονε. Ιν οτηερ ωορδσ, α µολεχυλε τηατ σπεντ ονε µιν υτε τραϖελινγ αχροσσ ονε µιχρον οφ τισ συε βψ χονϖεχτιον ωουλδ ρεθυιρε ονλψ τωο µινυτεσ το τραϖελ τωο µιχρονσ ανδ φουρ µινυτεσ το τραϖελ φουρ µιχρονσ. Ηοω λονγ µιγητ ιτ τακε φορ µαχρο µολεχυλεσ ατ τηε περιπηερψ οφ α τυµορ το σπρεαδ το τηε χεντερ βψ δι υσιον? Το γαιν α σενσε οφ τηε ανσωερ, ωε ινϕεχτεδ µολεχυλεσ ηαϖινγ δι ερεντ σιζεσ, σηαπεσ ανδ χηαργε διστριβυτιονσ ιντο ανιµαλσ ανδ µεασυρεδ τηε τιµε ιτ τοοκ φορ τηεµ το πασσ τηρουγη τηε τισσυε ϖισιβλε ιν ουρ τρανσπαρεντ ωινδοωσ. Ωε τηεν φεδ τηισ ινφορµατιον ιντο α µατηεµατι χαλ µοδελ τηατ αλλοωεδ υσ το χαλχυλατε τηε τιµε ιτ ωουλδ τακε φορ τηε µολε χυλεσ το ρεαχη υνιφορµ χονχεντρατιονσ ιν τυµορσ οφ δι ερεντ σιζεσ ανδ πηψσι ολογιχαλ χηαραχτεριστιχσ. Ωε φουνδ, φορ ινστανχε, τηατ α χοντινυουσλψ συππλιεδ µονοχλοναλ αντιβοδψ ηαϖινγ α µολεχυ λαρ ωειγητ οφ 150,000 δαλτονσ χουλδ τακε σεϖεραλ µοντησ το ρεαχη α υνιφορµ χον χεντρατιον ιν α τυµορ τηατ µεασυρεδ ονε χεντιµετερ ιν ραδιυσ ανδ ηαδ νο βλοοδ συππλψ ιν ιτσ χεντερ. Συχη σλοω σπρεαδ χουλδ εασιλψ ηινδερ τηε αβιλιτψ οφ µαχροµολεχυλεσ, ινχλυδ ινγ τηε νεω γενερατιον οφ γενετιχαλλψ ενγινεερεδ δρυγσ, το εραδιχατε τυµορσ. Αγεντσ δελιϖερεδ το τηε βλοοδστρεαµ δο νοτ συρϖιϖε τηερε ινδε νιτελψ. Ρεπεατεδ δοσεσ ωουλδ τηερεφορε ηαϖε το βε δελιϖ ερεδ το µαινταιν ελεϖατεδ χονχεντρα τιονσ ιν τηε βλοοδ φορ ασ λονγ ασ ωουλδ βε νεεδεδ το αχηιεϖε χοµπλετε πενετρα τιον οφ α τυµορ. Ονγοινγ δελιϖερψ ωουλδ νοτ ονλψ βε εξπενσιϖε, ιτ χουλδ αλσο βε ηαρµφυλ το σοµε νορµαλ τισσυεσ τηατ τοοκ υπ τηε δρυγσ. (Φορ ανψ δρυγ το βε αχχεπταβλε ασ α τηεραπψ, ιτ µυστ ωορκ ωιτηουτ χαυσινγ σεριουσ ιρρεϖερσιβλε δαµαγε το ηεαλτηψ τισσυε.) Ρεπεατεδ δοσινγ χουλδ αλσο λεαδ τηε ιµµυνε σψσ τεµ το µανυφαχτυρε αντιβοδιεσ ανδ οτη ερ αγεντσ τηατ ωουλδ δεγραδε τηε δρυγ βεφορε ιτ χουλδ αχηιεϖε ιτσ µαξιµαλ ε εχτ. Οτηερ ιµπεδιµεντσ το πασσαγε ιν τηε ιντερστιτιυµ αρε αλσο υνδερ ινϖεστιγα τιον βψ υσ ανδ βψ οτηερσ. Τηεσε στυδιεσ ινδιχατε τηατ µανψ γενετιχαλλψ ενγι νεερεδ δρυγσ αρε στιχκψ; τηισ προπερτψ Πρεσσυρε Παττερνσ ιν Ηυµαν Τυµορσ Πressure in the interstitial tissue of solid tumors is uniformly elevated (top left), except in the outermost rim, where it drops precipitously. The elevated pressure in the inner zone can impede movement of large drug molecules into the matrix from the bloodstream for a simple reason. Large molecules travel mainly by convection, flowing in fluid from a high- to a low-pressure region. In the outer zone of a tumor (top detail ), the vascular pressure is higher than it is in the interstitium, and so blood fluid (gray ) laden with drug molecules (blue) seeps (arrows) into the interstitium. In the inner zone (bottom detail ), the interstitial pressure is about equal to that in the blood vessels; hence, convection virtually ceases. High interior pressure, which was predicted by a mathematical model, has now been found in humans (table) as well as in animals. The pressure readings listed are measured in millimeters of mercury. ZE F ALMST RMAL PRESSURE ZE F UIFRMLY ELEVATED ITERSTITIAL PRESSURE TUMR ITERSTITIAL PRESSURE I HUMA TUMRS ITERSTITIUM I LW-PRESSURE ZE FLUID BLD VESSEL DRUG ITERSTITIUM I HIGH-PRESSURE ZE BLD VESSEL TYPE F TISSUE UMBER F PATIETS MEA PRESSURE RMAL BREAST RMAL SKI REAL CELL CARCIMAS CERVICAL CARCIMAS CLRECTAL LIVER METASTASES HEAD AD ECK CARCIMAS BREAST CARCIMAS METASTATIC MELAMAS LUG CARCIMAS ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

45 σλοωσ τηε ρατε οφ δι υσιον, ϕυστ ασ στιχκψ σηοε σολεσ ωουλδ ηανδιχαπ σοµεονε ρυννινγ α ραχε. Μορεοϖερ, ενζψµεσ ιν τηε ιντερστιτιαλ χοµπαρτµεντ µιγητ δε γραδε σοµε δρυγσ βεφορε τηεψ ηαϖε τηε οππορτυνιτψ το αχτ ον ταργετ χελλσ. Τυ µορσ αλσο δισπλαψ µεταβολιχ δισορδερσ τηατ χαν ρεδυχε τηε ε εχτιϖενεσσ οφ σοµε δρυγσ ανδ ραδιατιον. Φορ ινστανχε, τηε ρελατιϖε λαχκ οφ οξψγεν ιν τυµορσ µαψ λεαδ χανχερ χελλσ το σεχρετε ηιγη λεϖελσ οφ λαχτιχ αχιδ. Α νυµβερ οφ δρυγσ ωιλλ βρεακ δοων ορ φαιλ το ωορκ ιν αν αχιδιχ ενϖιρονµεντ. Οδδλψ ενουγη, τηε ϖερψ φαχτορσ τηατ αχτ ασ ιµπεδιµεντσ το πενετρατιον χαν οχχασιοναλλψ βε βενε χιαλ. Φορ εξαµπλε, στιχκινεσσ χαν ηελπ ρεταιν α δρυγ ιν α τυµορ. Σοµε δρυγσ ωορκ βεττερ ιν αν αχιδιχ ορ ηψποξιχ ενϖιρονµεντ. Φυρτηερ, ιφ α χοµπουνδ χαν οϖερχοµε τηε µυλτι φαριουσ ροαδβλοχκσ ανδ εϖεντυαλλψ αχ χυµυλατε ιν α ποορλψ ϖασχυλαριζεδ αρεα, τηε λαχκ οφ α βλοοδ συππλψ βεχοµεσ α βονυσ. Ιν ωηατ ωε ρεφερ το ασ τηε ρεσερ ϖοιρ πηενοµενον, τηε αχχυµυλατεδ δρυγ, ωηιχη ηασ φεω αϖενυεσ οφ εσχαπε, χαν σερϖε ασ α ρεσερϖοιρ τηατ ρελεασεσ τηε δρυγ γραδυαλλψ ιντο νειγηβορινγ ρε γιονσ οφ α τυµορ. Χερταιν βαρριερσ τηατ χονφροντ δρυγ µολεχυλεσ αλσο ηινδερ τηε δελιϖερψ οφ ωηιτε βλοοδ χελλσ αδµινιστερεδ ασ αντι χανχερ ωεαπονσ. Τηε ηετερογενεουσ βλοοδ συππλψ οφ τυµορσ ισ χλεαρλψ α µα ϕορ βαρριερ, ϕυστ ασ ιτ ισ φορ µολεχυλεσ. Ωε αρε στιλλ τρψινγ το δετερµινε τηε εξ τεντ το ωηιχη χανχερσ ρεσιστ εξτραϖασα τιον ανδ ιντερστιτιαλ µιγρατιον βψ ωηιτε χελλσ. Τηε χελλσ αβιλιτψ το λεαϖε βλοοδ ϖεσσελσ µαψ δεπενδ λεσσ ον πρεσσυρε γραδιεντσ τηαν ον τηειρ αβιλιτψ το ατταχη το ενδοτηελιαλ χελλσ ιν ϖεσσελ ωαλλσ ανδ το δεφορµ τηεµσελϖεσ ιν ωαψσ τηατ ιν χρεασε τηειρ χονταχτ ωιτη τηε ωαλλ. Τηεσε βεηαϖιορσ ηελπ τηε χελλσ το σθυεεζε βε τωεεν ενδοτηελιαλ χελλσ ανδ τηυσ προπελ τηεµσελϖεσ ουτ οφ τηε ϖασχυλαρ σψστεµ. Ονχε χελλσ αρε ιν τηε ιντερστιτιαλ µα τριξ, τηεψ µιγρατε βψ ατταχηινγ το τηε µατριξ ανδ χραωλινγ τηρουγη ιτ. Τηε εφ φιχιενχψ οφ τηισ µοϖεµεντ ισ αγαιν ιν υενχεδ βψ τηε χελλσ αδηεσιϖε προπερ τιεσ ανδ δεφορµαβιλιτψ ασ ωελλ ασ βψ ϖαριουσ χηαραχτεριστιχσ οφ τηε τυµορ τισ συε. Φορ ινστανχε, χερταιν µολεχυλεσ ιν τηε τυµορ µιλιευ χαν φαχιλιτατε ορ ηαµ περ χελλ µοτιλιτψ; οτηερσ χοντρολ τηε δι ρεχτιον ιν ωηιχη τηε χελλσ µιγρατε. Μορε στυδψ οφ τηεσε προχεσσεσ ισ νεεδεδ. Ι σηουλδ νοτε τηατ ωηεν τηεραπευτιχ χελλσ ορ µολεχυλεσ εϖεντυαλλψ ρεαχη χαν χερ χελλσ, τηειρ προβλεµσ δο νοτ ενδ. Τηεψ µαψ ενχουντερ αδδεδ ρεσιστανχε φροµ τηε χελλσ τηεµσελϖεσ. Οτηερ λαβο ρατοριεσ αρε στυδψινγ τηατ πηενοµενον [σεε Μυλτιδρυγ Ρεσιστανχε ιν Χανχερ, βψ Νορβερτ Καρτνερ ανδ ςιχτορ Λινγ; ΣΧΙ ΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Μαρχη 1989]. Ιφ, ασ ουρ δατα ινδιχατε, τηε οβσταχλεσ το δρυγ δισπερσιον ιν τυµορσ χαν βε φορµιδαβλε, ωηατ µιγητ βε δονε το χιρχυµϖεντ ορ ελιµινατε τηε βαρριερσ? Νο περφεχτ σολυτιονσ ηαϖε εµεργεδ, βυτ ιντριγυινγ αππροαχηεσ ηαϖε βεεν προ ποσεδ. Ασ εϖερ, εαρλψ δετεχτιον ανδ τρεατµεντ χαν βε βενε χιαλ. Χοµπαρεδ ωιτη εσταβλισηεδ τυµορσ, σµαλλ ονεσ τενδ το ηαϖε α µορε υνιφορµ χιρχυλατο ρψ σψστεµ ανδ λοωερ ιντερστιτιαλ πρεσ συρε. Τηεψ σηουλδ τηερεφορε βε εασιερ φορ χονϖεντιοναλ ανδ νοϖελ δρυγσ το πενετρατε. Φορ λαργε τυµορσ, ϖαριουσ τωο ανδ τηρεε στεπ αππροαχηεσ το τρεατµεντ αρε υνδερ στυδψ. Ιν ονε οφ τηεµ, αν αντι βοδψ τηατ βινδσ σελεχτιϖελψ το σοµε µολεχυλαρ χονστιτυεντ οφ τηε τυµορ ισ λινκεδ το αν ενζψµε το φορµ ωηατ ισ χαλλεδ αν αβζψµε. Τηε ενζψµε χηοσεν ισ ονε τηατ ηασ νο αππαρεντ ε εχτ ον τηε βοδψ βυτ ισ χαπαβλε οφ χονϖερτινγ αν ιν αχτιϖε φορµ οφ α σελεχτεδ, σµαλλ δρυγ µολεχυλε (α προδρυγ) ιντο α τυµορ κιλλ ινγ αγεντ. Α ϖερψ λαργε δοσε οφ τηε αβ ζψµε ισ ινϕεχτεδ ιντο τηε βλοοδστρεαµ, σο τηατ ιτ χαν αχχυµυλατε ιν α τυµορ ιν σπιτε οφ σλοω εξτραϖασατιον ανδ σλοω ιν τερστιτιαλ δι υσιον. Ηιγη δοσεσ χαν βε υσεδ βεχαυσε νειτηερ τηε αντιβοδψ νορ τηε ενζψµε χοµπονεντ σιγνι χαντλψ ηαρµσ νορµαλ τισσυε. Τηε προδρυγ ισ ινϕεχτεδ ονχε τηε αβζψµε αχχυµυλατεσ ιν τηε τυµορ ανδ ισ χλεαρεδ φροµ νορ µαλ τισσυεσ ανδ τηε σψστεµιχ χιρχυλα τιον. Βεινγ σµαλλ, ιτ χαν ρεαδιλψ δι υσε ουτ οφ τηε τυµορ χιρχυλατιον; ιν τηε ιν τερστιτιαλ µατριξ, ιτ σηουλδ ενχουντερ τηε αβζψµε, βεχοµε αχτιϖατεδ ανδ ωενδ τηρουγη τηε τυµορ, εραδιχατινγ µαλιγ ναντ χελλσ. Ανοτηερ στρατεγψ φορ εϖαδινγ τηε βαρ ριερσ το δρυγ δισπερσιον ωουλδ βε το ιν ϕεχτ πατιεντσ ωιτη λιποσοµεσ (φαττψ ϖεσι χλεσ) τηατ ηαϖε βεεν λλεδ ωιτη α δρυγ οφ λοω µολεχυλαρ ωειγητ. Τηε νεωεστ γενερατιον οφ λιποσοµεσ περσιστσ φορ α λονγ ωηιλε ιν τηε βλοοδ. Ηενχε, τηε ϖεσι χλεσ σηουλδ ηαϖε τιµε το εξιτ φροµ λεακψ αρεασ οφ ϖεσσελσ ανδ το ρεαχη ρεασοναβλψ ηιγη λεϖελσ ιν τηε συρρουνδινγ ιντερστι τιυµ. Τηερε τηε λιποσοµεσ ωουλδ γραδ ΣΕΓΜΕΝΤ ΟΦ Α ΤΥΜΟΡ ινχλυδεσ ωελλ περφυσεδ, µοδερατελψ περφυσεδ ανδ νονπερφυσεδ ζονεσ (λεφτ ); α φυλλ τυµορ χαν ηαϖε µανψ σιµιλαρλψ ηετερογενεουσ αρεασ. ρυγ µολεχυλεσ (βλυε) τηατ ρεαχη τηε ιντερστιτιυµ φροµ βλοοδ ϖεσσελσ (ρεδ ) ιµ µεδιατελψ αττεµπτ το δι υσε φροµ ωελλ περφυσεδ ζονεσ (ωηερε τηε χονχεντρατιον οφ τηε δρυγ ισ τηε ηιγηεστ) το ποορλψ 64 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 περφυσεδ, λοω χονχεντρατιον ζονεσ (βλαχκ αρροωσ ιν ριγητ ιµ αγε). Βυτ µανψ οφ τηε µολεχυλεσ νεϖερ χοµπλετε τηε ϕουρνεψ. Σοµε οφ τηεµ αρε ωασηεδ αωαψ ιν υιδ οοζινγ φροµ τηε πε ριπηερψ (γραψ αρροω). Οτηερσ µαψ υνδεργο προχεσσεσ συχη ασ βινδινγ το τηε ιντερστιτιαλ µατριξ ορ δεγραδατιον τηατ σιγ νι χαντλψ δελαψ ορ ηαλτ τηειρ προγρεσσ.

46 υαλλψ ρελεασε τηε δρυγ, ωηιχη ωουλδ προ χεεδ το δισπερσε τηρουγηουτ τηε τυµορ. Τηε αβζψµε ανδ λιποσοµε στρατεγιεσ, λικε οτηερσ τηατ εξπλοιτ σµαλλ µολεχυλεσ, ηαϖε αν Αχηιλλεσ ηεελ, ηοωεϖερ. Ασ νοτ εδ εαρλιερ, σµαλλ µολεχυλεσ χαν δεγραδε θυιχκλψ. Τηεψ χαν αλσο σεεπ βαχκ ιντο τυµορ ϖεσσελσ ανδ βε χλεαρεδ αωαψ φροµ τυµορσ ασ εασιλψ ασ τηεψ δι υσε ουτ οφ βλοοδ ϖεσσελσ. Τηεψ µαψ τηυσ δισαππεαρ βεφορε τηεψ ηαϖε φυλ λλεδ τηειρ χελλ κιλλ ινγ ρεσπονσιβιλιτιεσ. Φυρτηερµορε, ηιγη ρατεσ οφ εξτραϖασατιον οχχυρ ονλψ ατ σιτεσ ωηερε ϖεσσελ ωαλλσ αρε λεακψ. Ασ ρεσεαρχη ιµπροϖεσ υνδερστανδινγ οφ τηε φαχτορσ τηατ γοϖερν βλοοδ οω ανδ τηε µοϖεµεντ οφ µολεχυλεσ ανδ χελλσ ωιτηιν τυµορσ, ωορκερσ σηουλδ βε αβλε το ινϖεντ τοολσ τηατ δο νοτ µερελψ εϖαδε βαρριερσ το δρυγ δελιϖερψ βυτ αχ τυαλλψ ελιµινατε τηεµ. Το βε µορε πρε χισε, ινϖεστιγατορσ σηουλδ βε αβλε το ιν χρεασε περφυσιον ιν ποορλψ ϖασχυλαριζεδ αρεασ, ινχρεασε περµεαβιλιτψ οφ τυµορ ϖεσσελσ, ρεδυχε ιντερστιτιαλ πρεσσυρε ανδ ινχρεασε τηε ρατε οφ ιντερστιτιαλ τρανσ πορτ. Υνφορτυνατελψ, ϖερψ φεω λαβορατο ριεσ αρε στυδψινγ τηε χαυσεσ οφ νονυνι φορµ βλοοδ οω ανδ ηιγη πρεσσυρε ιν τυµορσ. Ωορκ ωουλδ προχεεδ µορε θυιχκλψ ιφ µορε ινϖεστιγατορσ βεχαµε ινϖολϖεδ. Νεϖερτηελεσσ, σοµε προγρεσσ ηασ βεεν µαδε, παρτιχυλαρλψ ιν λοω ερινγ πρεσσυρε. Φορ εξαµπλε, ωε ρεχεντλψ φουνδ τηατ τηε δρυγσ πεντοξι φψλλινε ανδ νιχοτιναµιδε χαν ρεδυχε ιν τερστιτιαλ πρεσσυρε ιν ηυµαν τυµορσ γροων ιν ανιµαλσ. Τηεσε αγεντσ αρε αλσο κνοων το ινχρεασε τηε οξψγεν συππλψ ιν ϖαριουσ τυµορσ, ωηιχη ισ α βενε τ φορ ραδιατιον τηεραπψ. Ωε αλσο νδ τηατ ιρραδιατινγ χερϖιχαλ χανχερσ ιν ωοµεν σοµετιµεσ λοωερσ ιντερστιτιαλ πρεσσυρε. Ωηετηερ συχη τρεατµεντ ωιλλ ιµπροϖε τηε υπτακε οφ δρυγσ ιν πατιεντσ ρεµαινσ το βε σεεν. Στιλλ, σεϖεραλ στυδιεσ ιν τηε σχιεντι χ λιτερατυρε σηοω τηατ αφτερ ηυ µαν τυµορσ γροων ιν ανιµαλσ αρε ιρρα διατεδ, τηεψ αχχρυε ινχρεασεδ αµουντσ οφ ινϕεχτεδ αντιβοδιεσ. Ανοτηερ πρεσσυρε ρελατεδ στρατεγψ µαψ χοµβατ τυµορσ χον νεδ το ονε ρεγιον. Τηε αππροαχη χαλλσ φορ µιξινγ α δρυγ ωιτη α λαργε αµουντ οφ υιδ ανδ ινϕεχτινγ τηε µιξτυρε διρεχτλψ ιντο τηε χεντερ οφ α τυµορ. Τηισ αχτ ωουλδ ιν χρεασε τηε πρεσσυρε ατ τηε χορε οφ τηε τυµορ ρελατιϖε το τηε συρρουνδινγ τυ µορ τισσυε. Ασ α ρεσυλτ, τηε δρυγ ωουλδ σπρεαδ αλονγ τηε ινδυχεδ πρεσσυρε γρα διεντ βψ χονϖεχτιον, φροµ τηε χορε τηρουγη τηε συρρουνδινγ ρεγιον το τηε περιπηερψ. Τηισ αππροαχη ισ νοω βεινγ χαρριεδ ουτ ιν βραιν ανδ οτηερ τυµορσ. Αλτερνατιϖελψ, ιφ α τυµορ σ ϖασχυλαρ σψστεµ χουλδ βε δεστροψεδ χοµπλετελψ, ΒΡΙΓΗΤ ΣΠΟΤΣ χλυστερεδ αρουνδ βλοοδ ϖεσσελσ (δαρκ τυβεσ) αρε υορεσχεντλψ λα βελεδ λιποσοµεσ τηατ ηαϖε σεεπεδ φροµ λεακψ αρεασ οφ τηε ϖεσσελσ ιντο τηε ιντερστι τιαλ µατριξ ατ τηε περιπηερψ οφ α τυµορ. Λιποσοµεσ µαψ ονε δαψ σερϖε ασ ϖεηιχλεσ φορ δελιϖερινγ δρυγσ το τηε ιντερστιτιυµ. Τηερε τηε λιποσοµεσ ωουλδ πρεσυµαβλψ ρε λεασε δρυγσ οϖερ τηε προλονγεδ περιοδ νεεδεδ το ενηανχε πενετρατιον ιν τηε µα τριξ. Τηε εξτεντ οφ λιποσοµε τρανσπορτ το τηε ιντερστιτιυµ ωουλδ βε ιµπροϖεδ, ηοω εϖερ, ιφ τηε περµεαβιλιτψ οφ νονλεακψ τυµορ ϖεσσελσ χουλδ σοµεηοω βε ινχρεασεδ. νο δρυγ ωουλδ ηαϖε το εξτραϖασατε ορ χοπε ωιτη τηε ιντερστιτιυµ. Τηε περσισ τεντ, τοταλ λαχκ οφ νουρισηµεντ ωουλδ βε εξπεχτεδ το σταρϖε ανδ εϖεντυαλλψ κιλλ τυµορ χελλσ. Α ϖαριετψ οφ δρυγσ αµονγ τηεµ τυµορ νεχροσισ φαχτορ ανδ µονοχλοναλ αντιβοδιεσ τηατ ρεχογνιζε ενδοτηελιαλ χελλσ ορ τηε συβενδοτηελιαλ µατριξ ηαϖε τηε ποτεντιαλ το σηυτ δοων τηε βλοοδ συππλψ χοµπλετελψ. Υνδερ σοµε χονδιτιονσ, ηεατινγ ανδ πηοτοδψ ναµιχ τηεραπιεσ χαν αλσο ιµπαιρ τηε ϖασχυλατυρε. Α νυµβερ οφ αντιανγιογεν εσισ αππροαχηεσ, πιονεερεδ βψ ϑυδαη Φολκµαν οφ Ηαρϖαρδ, αρε υνδερ αχτιϖε ινϖεστιγατιον ιν µανψ λαβορατοριεσ ανδ χλινιχσ. Τηε ωηιτε βλοοδ χελλσ τηατ αρε χυρ ρεντλψ βεινγ τεστεδ αγαινστ ϖαριουσ χαν χερσ ιν ηυµαν πατιεντσ µαψ προϖε υσε φυλ ασ αντιϖασχυλαρ τηεραπιεσ ασ ωελλ. Ωε ηαϖε ρεχεντλψ φουνδ τηατ ΛΑΚ χελλσ αδηερε το τηε τυµορ ϖασχυλατυρε ανδ ιµπαιρ τηε οω οφ βλοοδ ιν τηε ϖεσσελσ. Τηισ δισχοϖερψ ισ χονσιστεντ ωιτη τηε συγγεστιον τηατ ιν χασεσ ωηερε τηεσε χελλσ προϖε ηελπφυλ το πατιεντσ, τηεψ δο σο ιν παρτ βψ δισρυπτινγ τηε τυµορ σ βλοοδ συππλψ. Τηυσ, τοξιχιτψ το τυµορ χελλσ µαψ νοτ βε τηε ονλψ ε εχτ οφ ΛΑΚ χελλσ ιν τηε βοδψ. Τηε νδινγ φυρτηερ ιµπλιεσ τηατ χοµβινινγ αντιϖασχυλαρ τηεραπιεσ ωιτη τηεραπιεσ τηατ αρε δε σιγνεδ το ατταχκ χανχερ χελλσ χουλδ ωελλ ιµπροϖε τηε εφφεχτιϖενεσσ οφ βοτη τψπεσ οφ τρεατµεντ. Ασ τηε αγε οφ µολεχυλαρ µεδιχινε ανδ γενε τηεραπψ δαωνσ, σχιεντιστσ νεεδ το πυτ εξπανδεδ ε ορτ ιντο υνχοϖερινγ τηε ρεασονσ ωηψ τηεραπευτιχ αγεντσ τηατ σηοω ενχουραγινγ προµισε ιν τηε λαβο ρατορψ οφτεν τυρν ουτ το βε ινε εχτιϖε ιν τηε τρεατµεντ οφ χοµµον σολιδ τυ µορσ. Ι ηοπε ονγοινγ ρεσεαρχη ιντο τηε βαρριερσ το δρυγ δελιϖερψ ωιλλ υλτιµατελψ ενσυρε τηατ εξιστινγ ανδ φυτυρε αντι χανχερ δρυγσ λιϖε υπ το τηειρ τανταλιζινγ ποτεντιαλ. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΤΡΑΝΣΠΟΡΤ ΟΦ ΜΟΛΕΧΥΛΕΣ ΑΧΡΟΣΣ ΤΥ ΜΟΡ ςασχυλατυρε. Ρ. Κ. ϑαιν ιν Χανχερ ανδ Μεταστασισ Ρεϖιεωσ, ςολ. 6, Νο. 4, παγεσ ; ΤΡΑΝΣΠΟΡΤ ΟΦ ΜΟΛΕΧΥΛΕΣ ΙΝ ΤΗΕ ΤΥ ΜΟΡ ΙΝΤΕΡΣΤΙΤΙΥΜ: Α ΡΕςΙΕΩ. Ρ. Κ. ϑαιν ιν Χανχερ Ρεσεαρχη, ςολ. 47, Νο. 12, παγεσ ; ϑυνε 15, ΕΤΕΡΜΙΝΑΝΤΣ ΟΦ ΤΥΜΟΡ ΒΛΟΟ ΦΛΟΩ: Α ΡΕςΙΕΩ. Ρ. Κ. ϑαιν ιν Χανχερ Ρεσεαρχη, ςολ. 48, Νο. 10, παγεσ ; Μαψ 15, ΠΗΨΣΙΟΛΟΓΙΧΑΛ ΡΕΣΙΣΤΑΝΧΕ ΤΟ ΤΗΕ ΤΡΕΑΤΜΕΝΤ ΟΦ ΣΟΛΙ ΤΥΜΟΡΣ. Ρ. Κ. ϑαιν ιν ρυγ Ρεσιστανχε ιν Ονχολογψ. Εδιτεδ βψ Βεϖερλψ Α. Τειχηερ. Μαρχελ εκκερ, ΤΥΜΟΡ ΑΝΓΙΟΓΕΝΕΣΙΣ. ϑυδαη Φολκµαν ιν Χανχερ Μεδιχινε. Εδιτεδ βψ ϑαµεσ Φ. Ηολλανδ ετ αλ. Λεα ανδ Φεβιγερ, ΤΡΕΝ Σ ΙΝ ΧΑΝΧΕΡ ΕΠΙ ΕΜΙΟΛΟΓΨ: Α ΩΑΡ ΝΟΤ ΩΟΝ. Τιµ Βεαρδσλεψ ιν Σχιεν τιφιχ Αµεριχαν, ςολ. 270, Νο. 1, παγεσ ; ϑανυαρψ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

47 Μανατεεσ These giant aquatic grazers outchewed their rivals in the ew World. ow humans, their sole enemy, hold the key to their survival βψ Τηοµασ ϑ. Ο Σηεα Ονχε υπον α τιµε, α ψουνγ µαιδ εν ωασ βατηινγ βψ τηε βανκσ οφ α ριϖερ. Σταρτλεδ βψ τηε σιγητ οφ αππροαχηινγ µεν, σηε ϕυµπεδ ιν, χοϖ ερινγ ηερ βοττοµ ωιτη α φαν. Σηψνεσσ τηεν δοοµεδ ηερ το α λιφε ιν ωατερ: τηε µαιδεν βεχαµε α µανατεε, ηερ φαν µεταµορπηοσινγ ιντο ιτσ διστινχτιϖε σπατυλατε ταιλ. Σο ρυνσ α λεγενδ φροµ Μαλι ιν Ωεστ Αφριχα, εχηοινγ χυριουσλψ τηε οριγινσ οφ µανατεεσ ασ µαµµαλσ ωηο λεφτ τηε λανδ φορ α λιφε ιν σεα ανδ ριϖερ. Ωηερεασ µψρ ιαδ ταλεσ ιν νατιϖε χυλτυρεσ φροµ Αφριχα το τηε Αµεριχασ τελλ οφ µανατεεσ, ονλψ ρεχεντλψ αρε τηε βεαστσ ψιελδινγ τηειρ σε χρετσ το σχιεντι χ ινθυιρψ. Αµονγ τηειρ υνιθυε αδαπτατιονσ το λιφε ασ µαρινε ηερβιϖορεσ αρε αν υνενδινγ συππλψ οφ τεετη χονσταντλψ ρεπλενισηινγ ωορν ονεσ ανδ αν ανοµαλουσλψ λοω µετα βολιχ ρατε τηατ αλλοωσ τηεµ το φαστ φορ υπ το σεϖεν µοντησ. Πονδερουσ ανδ σλοω, µανατεεσ ηαϖε ηυµανσ ασ τηειρ ονλψ ενεµψ. Μανατεεσ βελονγ το τηε µαµµαλιαν ορδερ Σιρενια σο ναµεδ βεχαυσε (ατ λεαστ το σοµε εψεσ) τηεψ λοοκεδ λικε σιρενσ. Τηε αθυατιχ σιρενιανσ προβαβλψ αροσε ιν τηε Ολδ Ωορλδ; τηειρ αντεχε δεντσ ωερε τερρεστριαλ µαµµαλσ τηατ ΤΗΟΜΑΣ ϑ. Ο ΣΗΕΑ ισ α µεµβερ οφ τηε Νατιοναλ Βιολογιχαλ Συρϖεψ οφ τηε Υ.Σ. επαρτµεντ οφ τηε Ιντεριορ ανδ τηε ασ σισταντ διρεχτορ οφ τηε Νατιοναλ Εχολογψ Ρεσεαρχη Χεντερ ιν Φορτ Χολλινσ, Χολο. Χονσερϖατιον βιολογψ ανδ µαµµαλογψ αρε ηισ πριµαρψ ιντερεστσ. Ο Σηεα ηασ στυδιεδ µανατεεσ σινχε 1979, ιν Φλοριδα ανδ ιν σεϖεραλ τροπιχαλ χουντριεσ. Ηε λεδ τηε Σιρενια Προϕεχτ οφ τηε Υ.Σ. Φιση ανδ Ωιλδλιφε Σερϖιχε φορ µορε τηαν σεϖεν ψεαρσ ανδ σερϖεδ ασ δεπυτψ χηαιρ οφ τηε Σιρενια Σπεχιαλιστ Γρουπ οφ τηε ΙΥΧΝ Ωορλδ Χονσερϖατιον Υνιον. Αν αδϕυνχτ ασσοχιατε προφεσσορ ιν τηε επαρτµεντ οφ Ωιλδλιφε ανδ Ρανγε Σχιενχεσ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Φλοριδα ανδ αν αδϕυνχτ χυ ρατορ ατ τηε Φλοριδα Μυσευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ, ηε σερϖεσ ασ α σχιεντι χ αδϖισερ το τηε Υ.Σ. Μαρινε Μαµµαλ Χοµµισσιον. 66 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 αλσο γαϖε ρισε το ελεπηαντσ, ηψραξεσ ανδ περηαπσ ααρδϖαρκσ. Ωε δο νοτ κνοω ωηατ φορχεσ οφ νατυραλ σελεχτιον δροϖε αν ανχιεντ µαµµαλ το εξπλοιτ τηε νιχηε οφ α λαργε µαρινε ηερβιϖορε. Ψετ τηε βε γιννινγσ οφ συχη αν εχολογιχαλ στρατεγψ χαν στιλλ βε σεεν τοδαψ. οµεστιχ σηεεπ ον ισλανδσ ο Σχοτλανδ φοραγε φορ µα ρινε αλγαε ιν τηε ιντερτιδαλ ζονε, εϖεν σωιµµινγ βετωεεν πατχηεσ; πιγσ οφ τηε Τοκελαυ Ισλανδσ ιν τηε Σουτη Παχι χ ηα βιτυαλλψ φοραγε αλονγ χοραλ ρεεφσ, ωαδ ινγ ωιτη ηεαδσ συβµεργεδ. Φοσσιλ εϖιδενχε συγγεστσ τηατ Ολδ Ωορλδ σιρενιανσ ρεαχηεδ αν ισολατεδ Σουτη Αµεριχα ιν τηε Εοχενε ορ Ολιγο χενε ερα, µορε τηαν 35 µιλλιον ψεαρσ αγο. Τηε εαρλιεστ κνοων τρυε µανατεε (ωηο λαχκεδ, ηοωεϖερ, τηε δενταλ τεχη νολογψ οφ µοδερν µανατεεσ) λιϖεδ ιν τηε µιδδλε Μιοχενε ερα, 13 το 16 µιλ λιον ψεαρσ αγο. Τηε σιρενιαν ορδερ χυρ ρεντλψ ινχλυδεσ τηρεε σπεχιεσ οφ µανα τεεσ ιν τηε φαµιλψ Τριχηεχηιδαε, πλυσ τηειρ ολδερ ρελατιϖε, τηε δυγονγ, ιν τηε φαµιλψ υγονγιδαε. Α σεχονδ δυγονγιδ, τηε Στελλερ σ σεα χοω, ωασ ηυντεδ το εξ τινχτιον ωιτηιν 25 ψεαρσ οφ ιτσ δισχοϖερψ ιν Υπ το τηε λατε Μιοχενε, δυγονγιδσ εξπλοιτινγ σεα γρασσ µεαδοωσ χολονιζεδ τηε µαρινε ωατερσ οφ τηε ωεστερν Ατλαντιχ ανδ Χαριββεαν. Μανατεεσ, τηουγη φεεδινγ ον βοτη φρεση ωατερ ανδ σαλτωατερ πλαντσ, ωερε ρεστριχτ εδ το τηε ριϖερσ ανδ εστυαριεσ οφ Σουτη Αµεριχα. υγονγσ αρε νοω φουνδ ονλψ ιν τηε ωαρµ, σηαλλοω παρτσ οφ τηε Ινδι αν Οχεαν ανδ τηε ωεστερν Παχι χ. Τηε ανιµαλσ ωερε εϖιδεντλψ δισπλαχεδ αβουτ α µιλλιον ψεαρσ αγο βψ υπσταρτ Νεω Ωορλδ µανατεεσ, ωηιχη, ασ παλεοντολο γιστ αρψλ Π. οµνινγ οφ Ηοωαρδ Υνι ϖερσιτψ χονϖινχινγλψ αργυεσ, ουτχηεωεδ τηειρ ολδερ ρελατιϖεσ. Τηε χηεωινγ προωεσσ οφ µανατεεσ δε ριϖεσ φροµ τηε φαχτ τηατ τηεψ νεϖερ ρυν ουτ οφ τεετη. Μανατεεσ ποσσεσσ ονλψ πρε µολαρσ ανδ µολαρσ (ονε ροω ον ειτηερ σιδε οφ τηε ϕαω), βυτ τηεσε αρε χοντινυ ουσλψ ρεπλαχεδ βψ νεω τεετη σπρουτινγ ατ τηε ρεαρ οφ τηε ροω ρατηερ λικε ωισ δοµ τεετη ανδ µοϖινγ φορωαρδ. Τηε ωορν δοων φροντ τεετη δροπ ουτ, ανδ τηε βονψ τισσυε σεπαρατινγ τηε τοοτη σοχκετσ χοντινυουσλψ βρεακσ δοων ανδ ρε φορµσ το αλλοω τηε νεω τεετη το µοϖε φορωαρδ ατ ρουγηλψ ονε ορ τωο µιλλιµε τερσ περ µοντη. Τηισ προχεσσ τακεσ πλαχε τηρουγηουτ λιφε: εϖεν τηε ολδεστ σπεχι µενσ σηοω νεω χηεεκ τεετη ερυπτινγ ατ τηε ρεαρ οφ εαχη τοοτη ροω. Συχη αν αδαπτατιον ποιντσ το αν ιν χρεασεδ αβρασιϖενεσσ οφ τηε µανατεε διετ ατ σοµε εαρλιερ τιµε. Ηορσεσ, φορ εξαµπλε, εϖολϖεδ ηιγη χροωνεδ χηεεκ τεετη ιν ρεσπονσε το τηε εµεργενχε οφ τηε τρυε γρασσεσ, ωηιχη ηαϖε αν ελεϖατ εδ χοντεντ οφ σανδπαπερψ σιλιχα. Χυρ ρεντλψ τρυε γρασσεσ αρε αν ιµπορταντ παρτ οφ τηε διετ οφ αλλ τηρεε σπεχιεσ οφ µανατεεσ; ιν χοντραστ, τηε σταπλε οφ τηε εξχλυσιϖελψ µαρινε δυγονγ ισ µαρινε ανγιοσπερµσ (σεα γρασσεσ). Τηε ανχιεντ Χαριββεαν δυγονγιδσ προβαβλψ αλσο λιϖεδ ον τηισ διετ. οµνινγ νοτεσ τηατ τηε νεωλψ αβυν δαντ τρυε γρασσεσ σεεµ το ηαϖε ινϖαδεδ Σουτη Αµεριχαν εχοσψστεµσ ιν τηε Μιο χενε. Χοντινενταλ γλαχιατιον ιν τηε Πλιο χενε ανδ Πλειστοχενε περιοδσ λοωερεδ τηε σεα λεϖελ ανδ ινχρεασεδ εροσιον ανδ ρυνο οφ σανδ ανδ σοιλ. Σανδ δεποσι τιον λικελψ ινχρεασεδ τηε αµουντ οφ αβρασιϖε µατεριαλ ινγεστεδ ωιτη τηε σεα γρασσεσ. Τηε µορε σανδ τολεραντ τριχη εχηιδσ ινϖαδεδ τηεσε ηαβιτατσ ασ ωελλ. Βψ αβουτ α µιλλιον ψεαρσ αγο τηεψ ηαδ βροαδενεδ τηειρ φεεδινγ νιχηε το ιν χλυδε σεα γρασσεσ ανδ ρεπλαχεδ δυγονγ ιδσ ιν τηε Ατλαντιχ ανδ Χαριββεαν. Ιν τηε Αµαζον ρεγιον, µουνταιν βυιλδινγ ιν τηε λατε Μιοχενε ερα χρεατεδ α τρανσιεντ χλοσεδ βασιν; τριχηεχηιδσ ισολατεδ ηερε βεχαµε τηε Αµαζον µαν ατεε (Τριχηεχηυσ ινυνγυισ). Τηε Ωεστ Ιν διαν µανατεε (Τ. µανατυσ) ισ αππαρεντ λψ α λιττλε χηανγεδ δεσχενδαντ οφ χοαστ αλ Σουτη Αµεριχαν τριχηεχηιδσ οφ τηε Πλιοχενε Πλειστοχενε τιµε; ατ πρεσεντ ιτ χαν βε διστινγυισηεδ ιντο συβσπεχιεσ φροµ Φλοριδα ανδ τηε Αντιλλεσ. Α σιµιλαρ φορµ αλσο ρεαχηεδ Ωεστ Αφριχα βψ ωαψ

48 ΦΛΟΡΙ Α ΜΑΝΑΤΕΕ ανδ ηερ χαλφ λαζε ιν πλαχιδ ωατερσ. Χαλϖεσ σταψ ωιτη τηειρ µοτηερσ φορ υπ το τωο ψεαρσ, χοµµυνιχατινγ βψ φαιντ σθυεακσ ανδ λεαρνινγ σεασοναλ µιγρατιον παττερνσ. Τηε τωο µαψ ρεχογνιζε εαχη οτηερ λονγ αφτερ ωεανινγ. οφ τρανσοχεανιχ χυρρεντσ χοµπαρατιϖελψ ρεχεντλψ περηαπσ σινχε τηε λατε Πλιο χενε το γιϖε ρισε το τηε Ωεστ Αφριχαν µανατεε, Τ. σενεγαλενσισ. Μανατεεσ ηαϖε ηαδ α λονγ ανδ ιντι µατε ρελατιονσηιπ ωιτη ηυµανσ, µοστλψ ασ φοοδ. Τηεσε λαργε ανιµαλσ µψ χολ λεαγυεσ ανδ Ι ονχε ωειγηεδ α Φλοριδα µανατεε ατ 3,650 πουνδσ ηαϖε βεεν ηυντεδ ανδ ρελισηεδ βψ µεµβερσ οφ χοασταλ ανδ ριϖερινε χυλτυρεσ τηρουγη ουτ τηε τροπιχαλ Ατλαντιχ. Ιν Ωεστ Αφρι χα, µανατεεσ αρε λυρεδ ιντο βοξ τραπσ ωιτη χασσαϖα, σπεαρεδ φροµ πλατφορµσ ον στιλτσ, εντανγλεδ ιν νετσ, σηοτ βψ ηαρ ποονσ ον βαιτεδ τριγγερσ ανδ τραππεδ βψ φενχεσ ον ουτγοινγ τιδεσ. Σουτη Αµερι χαν Ινδιανσ πλαχε λογσ αχροσσ στρεαµσ το τραπ µανατεεσ ιν ρεχεδινγ ωατερσ. Τηε χρεατυρεσ αλσο φεατυρε ιν νυµερ ουσ συπερστιτιονσ ανδ λεγενδσ ιν νατιϖε χυλτυρεσ. Ιν Μαλι, µανατεεσ ιν τηε ριϖερ Νιγερ αρε χονσιδερεδ εϖιλ σπιριτσ; ονλψ α φεω τριβεσµεν κνοω τηε προπερ ινχαν τατιονσ το ηυντ ανδ κιλλ α µανατεε ωιτη ουτ δψινγ ορ γοινγ µαδ. Ωηεν α ηυντ ισ συχχεσσφυλ, χυτσ οφ µεατ αρε διστριβυτεδ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

49 ΕΑΡΛΙΕΣΤ ΚΝΟΩΝ ΡΕΠΡΕΣΕΝΤΑΤΙΟΝ οφ α µανατεε, φροµ Φερ ν νδεζ δε Οϖιεδο σ 1535 Ηιστορψ οφ τηε Ινδιεσ, ισ βασεδ ον Χηριστοπηερ Χολυµβυσ σ δεσχριπτιον οφ τηε χρεατυρεσ. Ηισ χρεω, τηε ρστ Ευροπεανσ το σεε µανατεεσ, τοοκ τηεµ το βε µερµαιδσ. αχχορδινγ το σοχιαλ στατυσ. Σοµε οτηερ προτοχολσ µυστ βε φολλοωεδ, τοο. Ιφ α πρεγναντ ωοµαν εατσ χερταιν χυτσ, τηε υνβορν χηιλδ ισ βελιεϖεδ το βε ιν δαν γερ οφ βεχοµινγ αν αδυλτ οφ λοω µοραλ χηαραχτερ. Τηε οιλσ ανδ σκιν οφ τηε µαν ατεε αρε µαδε ιντο ρεµεδιεσ φορ ϖαριουσ αιλµεντσ, ανδ ποτιονσ αρε µαδε φροµ ιτσ ριβσ. Αχροσσ τηε Ατλαντιχ, ιν τηε ηεαδωα τερσ οφ τηε Αµαζον ιν Εχυαδορ, α Σιονα Ινδιαν σηαµαν τολδ µψ φελλοω σχιεντιστσ ανδ µε α λεγενδ αβουτ τηε οριγιν οφ τηε Αµαζον µανατεε. Αν ανχιεντ γοδ ωασ δεχειϖεδ ανδ τραππεδ βψ α ταπιρ, ωηο χρυελλψ συβϕεχτεδ τηε γοδ το ατταχκ βψ πιρανηασ. Τηε γοδ εσχαπεδ ανδ ιν ρε ϖενγε βανισηεδ ονε οφ τηε ταπιρ σ δαυγητερσ το λιϖε φορεϖερ ιν τηε ωατερ ασ α µανατεε. Ινηαβιταντσ οφ τηε χοαστσ ανδ ριϖερσ οφ Χεντραλ Αµεριχα, τηε Χαριββεαν ανδ νορτηεαστερν Σουτη Αµεριχα πριζε µαν ατεεσ ασ φοοδ ανδ ασ α σουρχε οφ µεδ ιχινε. Γρεατ στεαλτη ανδ µαχηισµο αρε νεεδεδ το ηαρποον µανατεεσ φροµ δυγ ουτ χανοεσ ον τηε Ορινοχο Ριϖερ. Αχ χορδινγλψ, τηε τινψ µιδδλε εαρ βονεσ οφ µανατεεσ αρε ωορν ασ µαγιχαλ χηαρµσ αγαινστ εϖιλ ανδ δισεασε. Τηε Πιραοα Ιν διανσ οφ ςενεζυελα, ηοωεϖερ, ηαϖε α ταβοο ον ηυντινγ µανατεεσ ανδ ριϖερ δολπηινσ. Τηε Πιραοα τηινκ τηεψ ωιλλ διε ιφ τηεψ εατ µανατεε µεατ; τηεψ βελιεϖε τηε χρεατυρεσ το βε βεωιτχηεδ ηυµανσ ωηο δωελλ ιν υνδερωατερ χιτιεσ ατ τηε βοττοµ οφ τηε Ορινοχο. Ιν 1493 Χηριστοπηερ Χολυµβυσ ανδ ηισ χρεω βεχαµε τηε ρστ Ευροπεανσ το σεε µανατεεσ ιν τηε Νεω Ωορλδ. Τηεψ 68 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ρεπορτεδ τηε χρεατυρεσ ασ µερµαιδσ. Ιν τηε δεχαδεσ τηατ φολλοωεδ, Ευροπεανσ αχθυιρεδ α χλοσερ αχθυαιντανχε ωιτη µανατεεσ. Ινδιανσ υσεδ µανατεε ηιδεσ ασ σηιελδσ αγαινστ Σπανιση εξπλορερσ αρµεδ ωιτη χροσσβοωσ. Ιν τηε λατε 1600σ Ωιλλιαµ αµπιερ, τηε Ενγλιση βυχχανεερ, φεδ ηισ χρεωσ ωιτη βοατλοαδσ οφ µανα τεε µεατ φροµ Παναµα, συππλιεδ βψ Μισκιτο Ινδιανσ. Λατερ, µανατεεσ ωερε εξπλοιτεδ χοµ µερχιαλλψ, βοτη ασ βυση µεατ φορ λαβορ ερσ ατ Σουτη Αµεριχαν φροντιερ ποστσ ανδ ιν προχεσσεδ φορµ φορ ρεσαλε ιν δισ ταντ µαρκετσ. Σηιπλοαδσ ωερε εξπορτεδ το τηε Ωεστ Ινδιεσ φροµ Γυψανα, Συρι ναµε ανδ Βραζιλ ιν τηε 17τη ανδ 18τη χεντυριεσ. Εξπορτσ ενδεδ ωιτη τηε χλοσε οφ τηε 19τη χεντυρψ, ωηεν µανατεε ποπ υλατιονσ ηαδ βεχοµε γρεατλψ ρεδυχεδ. Λεγαλ τραδε ιν Αµαζον µανατεεσ χον τινυεδ ιν Βραζιλ υντιλ Περηαπσ ασ µανψ ασ 7,000 ωερε κιλλεδ ιν πεακ ψεαρσ οφ τηε λατε 1950σ. Τηε ενδ οφ χοµµερχιαλ εξπλοιτατιον χοινχιδεδ ωιτη τηε ρισε οφ οτηερ τηρεατσ το τηε συρϖιϖαλ οφ µανατεεσ. Βψ τηε 1970σ ιτ βεχαµε χλεαρ τηατ ινχρεασινγ νυµβερσ ωερε δψινγ ιν αχχιδεντσ ανδ ιν ενχουντερσ ωιτη µαν µαδε αρτιφαχτσ. Ινεξπενσιϖε σψντηετιχ γιλλ νετσ τηατ βε χαµε ωιδεσπρεαδ ιν τροπιχαλ σηεριεσ ινχιδενταλλψ εντανγλεδ ανδ συ οχατεδ µανατεεσ. Ριϖερσ ανδ εστυαριεσ βεχαµε πολλυτεδ ανδ τυρβιδ βεχαυσε οφ δεφορ εστατιον ανδ εροσιον, βλοχκινγ τηε λιγητ νεεδεδ βψ αθυατιχ πλαντσ. Μανατεε ηαβ ιτατσ βεχαµε ενδανγερεδ, εσπεχιαλλψ ιν αρεασ ωηερε ηυµανσ αρε πλεντιφυλ. Αν εστιµατεδ 800 το 1,000 πεοπλε µοϖε το Φλοριδα εϖερψ δαψ; µανψ νεωχοµερσ σεττλε ιν χοασταλ αρεασ, ωηερε ωετλανδσ αρε δραινεδ ανδ ρεπλαχεδ βψ ηουσινγ χοµπλετε ωιτη χαναλσ ανδ βοατ δοχκσ. Ωατερ θυαλιτψ ηασ δροππεδ; ιν Ταµπα Βαψ, 80 περχεντ οφ τηε σεα γρασσ βεδσ ηαϖε ϖανισηεδ οϖερ ρεχεντ δεχαδεσ. Ιν Φλοριδα, βοατ προπελλερσ ιν ιχτεδ γρυε σοµε ωουνδσ. εατησ οφ µανατεεσ αχ χιδενταλλψ χαυσεδ βψ ηυµανσ δουβλεδ δυρινγ τηε 1980σ, ασ τηε νυµβερ οφ ρεγιστερεδ βοατσ πλψινγ τηε ωατερσ αλσο γρεω δραµατιχαλλψ. Χλεαρλψ, τηε µανατεε νεεδεδ προ τεχτιον, ορ ελσε ιτ ωουλδ ραπιδλψ βεχοµε λεγενδ αλονε. Σο λιττλε ωασ κνοων αβουτ ιτσ ηαβιτσ ανδ ηαβι τατ, ηοωεϖερ, τηατ ιτ ωασ δι χυλτ το φορ µυλατε πλανσ το σαϖε τηε µανατεε. Τηεν, ιν τηε 1970σ, τηε Μαρινε Μαµµαλ Προ τεχτιον Αχτ ανδ τηε Ενδανγερεδ Σπεχιεσ Αχτ ινιτιατεδ α σπυρτ οφ ρεσεαρχη, χον χεντρατεδ ιν Φλοριδα. Βιολογιστσ βεγαν, φορ ονε τηινγ, το δισσεχτ σψστεµατιχαλλψ χαρχασσεσ χαστ ον τηε βεαχη. Τηε δισσεχτιονσ αυγµεντεδ εαρλιερ κνοωλεδγε αβουτ τηε ανατοµψ οφ µανατεεσ. Ιν αδδιτιον το ρεπλαχινγ τηειρ τεετη χονσταντλψ, µανατεεσ ηαϖε εϖολϖεδ οτηερ φεατυρεσ ηελπφυλ το τηειρ αθυατιχ λιφεστψλε. Α µανατεε σ λυνγσ ηαϖε σινγλε λοβεσ ανδ λιε αβοϖε τηε αβδοµιναλ χαϖιτψ αλονγ τηε βαχκ εναβλινγ τηε χρεατυρε το ρεµαιν ηοριζονταλ υνδερ ωατερ. Ιτσ γαστροιντεστιναλ τραχτ ισ λονγ, ανδ τηε ανιµαλ διγεστσ φοοδ ιν τηε ηινδγυτ. Τηερε ισ αλσο α χαρδιαχ γλανδ ιν α πουχη ο τηε στοµαχη. Τηε γλανδ χον

50 ταινσ σπεχιαλιζεδ σεχρετορψ χελλσ, ανδ τηε πουχη προτεχτσ τηεµ φροµ τηε αβρα σιϖε διετ. Τηε ανιµαλ σ ηεαϖψ, δενσε βονεσ λαχκ µαρροω; τηεψ ηελπ το κεεπ τηε µανατεε συβµεργεδ. Ονλψ τηε βαχκβονε χονταινσ σοµε µαρροω φορ προδυχινγ ρεδ βλοοδ χελλσ. Τηε ανιµαλ χαν αδϕυστ ιτσ δεπτη βψ χηανγινγ τηε ϖολυµε οφ ιτσ λυνγσ. Ιτσ λιπσ αρε λαργε, στυδδεδ ωιτη βριστλεσ, ανδ πρεηενσιλε φορµινγ α κινδ οφ αββρεϖι ατεδ τρυνκ. Τηε λονγ, παδδλελικε ιπ περσ αρε υσεδ το µανιπυλατε φοοδ ανδ το ωαλκ στεαλτηιλψ αλονγ τηε βοττοµ. Χουντσ οφ γροωτη λαψερσ ιν εαρ βονεσ συγγεστ τηατ τηε µανατεε σ νορµαλ λιφε σπαν ισ αβουτ 60 ψεαρσ. Βψ εξαµινινγ τηε στοµαχη χοντεντσ οφ µανατεεσ, Χατηερινε Α. Βεχκ ανδ ηερ χολλεαγυεσ ατ τηε Νατιοναλ Βιολογιχαλ Συρϖεψ ιν Γαινεσϖιλλε, Φλα., ηαϖε φουνδ τηατ τηε διετ ηασ µυχη ϖαριετψ. Φορ ιν στανχε, µανατεεσ εατ µοστ λοχαλ αθυατιχ πλαντσ, ασ ωελλ ασ αχορνσ φροµ οϖερ ηανγινγ οακ τρεεσ. Υνφορτυνατελψ, τηειρ στοµαχησ αλσο ινχλυδε ρεφυσε, συχη ασ πλαστιχσ, χονδοµσ, σηινγ λινε ανδ στεελ ηοοκσ σοµε οφ ωηιχη ηαϖε λεδ το τηειρ δεατη. Αλσο ιν τηε 1970σ βιολογιστσ βεγαν το στυδψ λιϖε, χαπτιϖε µανατεεσ, τηερεβψ υνχοϖερινγ σοµε ιντριγυινγ φαχτσ αβουτ τηε ρατε ατ ωηιχη τηε ανιµαλσ χονσυµε ενεργψ. Τηε µεταβολιχ ρατε ισ ρελατεδ το τηε αµουντ οφ οξψγεν α µαµµαλ χον συµεσ περ υνιτ τιµε διϖιδεδ βψ ιτσ βοδψ ωειγητ. Μοστ σπεχιεσ χονσυµε ενεργψ ατ ρατεσ τηατ δεπενδ ον τηειρ σιζε. Φορ εξ αµπλε, σµαλλ µαµµαλσ ηαϖε α λαργε συρ φαχε αρεα φορ τηειρ ωειγητ. Βεχαυσε ηεατ ισ λοστ τηρουγη τηε συρφαχε ανδ µαµ µαλσ ηαϖε το εξπενδ ενεργψ το µαινταιν α χονσταντ βοδψ τεµπερατυρε, σµαλλερ µαµµαλσ υσε µορε ενεργψ ρελατιϖε το τηειρ σιζε ανδ ηαϖε ηιγηερ µεταβολιχ ρατεσ. Ον α µουσε το ελεπηαντ χυρϖε οφ µεταβολιχ ρατεσ φορ µαµµαλσ οφ δι ερ εντ ωειγητσ, µοστ κινδσ οφ µαρινε µαµ µαλσ φαλλ ωηερε τηεψ σηουλδ γοινγ βψ τηειρ ρεσπεχτιϖε σιζεσ. Βυτ Βλαιρ Ιρϖινε οφ τηε Υ.Σ. Φιση ανδ Ωιλδλιφε Σερϖιχε ανδ Χ. ϑαµεσ Γαλλιϖαν ανδ τηε λατε Ροβιν Χ. Βεστ οφ τηε Νατιοναλ Ινστιτυτε φορ Αµα ζον Ρεσεαρχη ιν Βραζιλ φουνδ τηατ µαν ατεεσ δεϖιατε σηαρπλψ φροµ τηισ παττερν. Αµαζον µανατεεσ µεταβολιζε ενεργψ ατ ονλψ 36 περχεντ οφ τηε ρατε εξπεχτεδ φορ µαµµαλσ οφ τηειρ σιζε; ιν Φλοριδα, µανατεεσ χοµε ιν ατ α µερε 15 το 22 περχεντ οφ τηε πρεδιχτεδ ϖαλυεσ. Ωηατ αρε τηε ραµι χατιονσ οφ συχη λοω µεταβολιχ ρατεσ? Ονε οφ τηε µοστ αστουνδινγ ισ τηε χαπαχιτψ τηατ τηε Αµα ζον µανατεε ηασ φορ προλονγεδ φαστινγ. Ασ ιν εαρλιερ δαψσ οφ σιρενιαν εϖολυτιον, σεασοναλ οοδινγ ιν τηε υππερ Αµαζον γιϖεσ ρισε το λαργε οατινγ µεαδοωσ οφ γρασσεσ ανδ οτηερ ϖεγετατιον. Αµαζον µανατεεσ σωιµ τηρουγη τηε τρεετοπσ οφ τηε οοδεδ φορεστσ ιν τιµεσ οφ πλεντψ, βυτ δυρινγ τηε δρψ σεασον τηεψ χαν βε χοµε ισολατεδ φορ µοντησ ιν λακεσ ανδ ποολσ δεϖοιδ οφ ϖεγετατιον [σεε Φλοοδ εδ Φορεστσ οφ τηε Αµαζον, βψ Μιχηαελ Γουλδινγ; ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Μαρχη 1993]. Λικε µαµµαλσ οφ χολδερ ζονεσ πρεπαρινγ φορ ωιντερ δορµανχψ, τηε χρεατυρεσ πυτ ον λαργε θυαντιτιεσ οφ φατ δυρινγ τηε οοδ σεασον, ωηιχη αλλοωσ τηεµ το συρϖιϖε τηε λεαν τιµεσ οφ τηε δρψ σεασον. Βεστ χαλχυλατεδ τηατ Αµα ζον µανατεεσ χαν γο ωιτηουτ φεεδινγ φορ αλµοστ σεϖεν µοντησ βψ συβσιστινγ ον στορεδ φατ ανδ βψ εξπενδινγ ενεργψ ατ τηειρ χυστοµαριλψ λοω µεταβολιχ ρατεσ. Ωε δο νοτ κνοω ιφ τηερε ισ α σιµιλαρ λινκ βετωεεν µεταβολισµ, φαττενινγ ανδ σεασοναλ φαστινγ φορ οτηερ σπεχιεσ οφ µανατεεσ. Βυτ τηε ιν υενχε οφ λοω µετ αβολιχ ρατεσ ον τηε διστριβυτιον οφ Φλορ ιδα µανατεεσ ισ ωελλ κνοων. Τηε ανι µαλσ δο νοτ λιϖε νορτη οφ Φλοριδα ορ Γεοργια ον α ψεαρ ρουνδ βασισ. Υναβλε το µεταβολιζε ενεργψ φαστ ενουγη το χουντερ ηεατ λοστ το χοολ συρρουνδινγ ωατερσ, µανατεεσ προβαβλψ χαννοτ εξ πανδ βεψονδ συβτροπιχαλ χλιµεσ. Νεαρ λψ αλλ σιρενιανσ τηρουγηουτ γεολογιχ τιµε ηαϖε λιϖεδ ιν ωαρµ ρεγιονσ. Αλµοστ εϖερψ ψεαρ, ηοωεϖερ, µανατεεσ αρε σιγητεδ νορτη οφ τηειρ τψπιχαλ ρανγε. Τηεσε συµµερ ωανδερερσ ρετυρν σουτη ιν αυτυµν ορ διε ανδ ωαση ασηορε ιν ςιργινια ορ τηε Χαρολινασ λατερ ιν ωιντερ. Τηε χαρχασσεσ αρε µαρκεδ βψ αν αβ σενχε οφ φατ δεποσιτσ ανδ οτηερ σιγνσ οφ λονγ τερµ εξποσυρε το χολδ. Ωανδερερσ ηαϖε βεεν ϖερι εδ ασ φαρ νορτη ασ τηε ΑΝΑΤΟΜΙΧΑΛ ΡΑΩΙΝΓ οφ α µανατεε ρεϖεαλσ σεϖεραλ αδαπτατιονσ το λιφε ασ αν αθυατιχ γραζερ. Λυνγσ λψινγ αλονγ τηε βαχκ ηελπ το κεεπ τηε ανιµαλ ηοριζονταλ υν δερ ωατερ. Φλιππερσ ανδ α πρεηενσιλε υππερ λιπ αρε υσεδ το µανιπυλατε φοοδ. Νεω τεετη (ριγητ ) αρε χονσταντλψ γενερατεδ ατ τηε ρεαρ οφ εαχη τοοτη ροω ανδ µοϖε φορ ωαρδ. Εϖεντυαλλψ, τεετη ωορν ουτ βψ χηεωινγ αβρασιϖε γρασσεσ δροπ ουτ. Τηε φοοδ ισ διγεστεδ ασ ιτ πασσεσ τηρουγη τηε λονγ ηινδγυτ (χεχυµ το ανυσ) φορ σεϖεραλ δαψσ. TTH LSS TRACHEA ESPHAGUS HEMIDIAPHRAGM LIVER LUGS EW TEETH KIDEYS HEART DUDEUM STMACH ITESTIES CECUM CL AUS AILS ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

51 Σατελλιτε Τραχκινγ Τhe travels of Florida manatees are monitored by satellite telemetry. A floating platform-transmitter terminal is attached to a belt on a manatee. The belt falls off after a few months. The inset shows the belt buckle; the swivel minimizes drag, while the joiner frees the manatee if the tether snags. The terminal emits signals at an ultrahigh frequency. The transmissions encoding the identity of a manatee, the water temperature and the angle at which the platform is tipped are received by a passing satellite of the U.S. ational ceanic and Atmospheric Administration. Equipment on board the satellite calculates the transmitter s position and relays all the information to stations on the earth. Data next pass through telecommunications satellites to processing centers and then via telephone links to personal computers at biologists desks. AA SATELLITE TELECMMUICATIS SATELLITE TIGHTEIG STRAP BUCKLE AD SWIVEL BELT DATA TRASFER PRCESSIG CETER JIER CHAI-LIK CECTR PLATFRM- TRASMITTER TERMIAL USER MAATEE λοωερ Ποτοµαχ; Ι στρονγλψ συσπεχτ τηατ τηε Χηεσσιε σεα µονστερσ οφ Χηεσα πεακε Βαψ ιν τηε 1970σ ανδ 1980σ ωερε ερραντ Φλοριδα µανατεεσ. Εϖεν ιν Φλοριδα, µανατεεσ νδ ωιντερ τεµπερατυρεσ στρεσσφυλ. Τηεψ ρεσπονδ βψ µιγρατινγ το τηε σουτηερν τηιρδ οφ τηε πενινσυλα ορ το λοχαλ σουρχεσ οφ ωαρµερ ωατερ. Τηεσε ινχλυδε αρτεσιαν σπρινγσ, συχη ασ Χρψσταλ Ριϖερ ον τηε Γυλφ Χοαστ, ανδ ε υεντσ οφ πυλπ µιλλσ ανδ ελεχτριχ ποωερ πλαντσ. Ον τηε χολδ εστ δαψσ, 300 ορ σο ανιµαλσ αγγρεγατε ατ σεϖεραλ οφ τηεσε σιτεσ. Φορ µανψ ψεαρσ, ωιντερ αγγρεγατιονσ γαϖε βιολογιστσ τηε ονλψ ωινδοω ιντο τηε λιϖεσ οφ µανατεεσ ιν τηε ωιλδ. Ιν τηε εαρλψ 1950σ ϑοσεπη Χ. Μοορε οφ Εϖεργλαδεσ Νατιοναλ Παρκ νοτεδ τηατ ινδιϖιδυαλ µανατεεσ χαν βε δισ τινγυισηεδ βψ βοατ προπελλερ σχαρσ; ηε ωασ τηυσ αβλε το µακε σοµε βασιχ βε ηαϖιοραλ οβσερϖατιονσ. Ηισ ινιτιαλ στυδψ 70 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ωασ φολλοωεδ ιν τηε 1960σ βψ ανιελ Ηαρτµαν, τηεν α γραδυατε στυδεντ ατ Χορνελλ Υνιϖερσιτψ. Ηαρτµαν τραχκεδ ιν διϖιδυαλ φεµαλεσ ανδ τηειρ ο σπρινγ ατ Χρψσταλ Ριϖερ. Χυρρεντλψ τηε Νατιοναλ Βι ολογιχαλ Συρϖεψ µαινταινσ α χοµπυτερ βασεδ σχαρ παττερν χαταλογυε ιδεντιφψ ινγ ηυνδρεδσ οφ Φλοριδα µανατεεσ φροµ σιτεσ τηρουγηουτ τηειρ ρανγε. οζενσ οφ ωιλδ φεµαλεσ ηαϖε νοω βεεν οβσερϖεδ φορ µορε τηαν α δεχαδε σοµε φορ 20 το 25 ψεαρσ γιϖινγ υσ ιν σιγητ ιντο τηειρ ρεπροδυχτιϖε χψχλε. Α φεµαλε ατταινσ σεξυαλ µατυριτψ ασ ψουνγ ασ τηρεε ψεαρσ οφ αγε ανδ χοντινυεσ το ρεπροδυχε φορ µορε τηαν 20 ψεαρσ. Ονε χαλφ ισ βορν εϖερψ τωο το τηρεε ψεαρσ; τηερε αρε οχχασιοναλλψ εϖεν τωινσ. Σοχιαλ ιντεραχτιονσ σεεµ το ρεϖολϖε αρουνδ ρεπροδυχτιον. Μανατεεσ αρε βα σιχαλλψ σολιταρψ ανιµαλσ, βυτ ωηεν α φε µαλε ισ ιν εστρυσ, σηε ισ πυρσυεδ βψ α ηερδ οφ σιξ το 20 ϕοστλινγ ανδ ωρεστλινγ µαλεσ. Αβουτ α ψεαρ αφτερ µατινγ, απ παρεντλψ ωιτη σεϖεραλ µαλεσ, τηε φεµαλε σελεχτσ α σεχλυδεδ αρεα φορ βιρτηινγ. Μοτηερ ανδ χαλφ σταψ τογετηερ ασ α νυρσ ινγ παιρ φορ ατ λεαστ α ψεαρ, µαινταινινγ χονταχτ βψ φαιντ, σθυεακψ ϖοχαλιζατιονσ. Α φεω φεµαλεσ ανδ τηειρ χαλϖεσ ηαϖε βεεν σεεν τογετηερ φορ υπ το α ψεαρ αφ τερ ωεανινγ ανδ περηαπσ χοντινυε το ρεχογνιζε ονε ανοτηερ φορ µυχη λονγερ. Σοµετιµεσ νυρσινγ φεµαλεσ ωιλλ αδοπτ ανδ συχκλε χαλϖεσ τηατ αρε νοτ τηειρ οων. Μανατεεσ ωιλλ οχχασιοναλλψ σοχιαλιζε ιν τρανσιεντ γρουπσ, ωηιχη ινδιϖιδυαλσ ϕοιν ανδ λεαϖε σεεµινγλψ ατ ρανδοµ. Ιν 1978 σπεεδ ζονεσ φορ βοατσ ωερε εσταβλισηεδ ατ ωιντερ αγγρεγατιον σιτεσ. Στιλλ, µανατεεσ ανδ βοατσ χοντινυεδ το χολλιδε ατ οτηερ τιµεσ ανδ πλαχεσ. Ιφ τηεψ ωερε το προτεχτ τηε χρεατυρεσ ιν τηειρ διϖερσε ηαβιτατσ, πολιχψµακερσ νεεδεδ το κνοω µορε αβουτ τηε διστριβυτιον ανδ µιγρατιον παττερνσ οφ µανατεεσ. Ιν τηε 1980σ αδϖανχεσ ιν ραδιοτελεµετρψ προϖιδεδ α µεανσ οφ οβσερϖινγ µανα

52 τεεσ ιν τηειρ τραϖελσ οϖερ λονγ διστανχεσ. Μανατεεσ ιν τηε ωατερσ οφ Βραζιλ ανδ Φλοριδα ωερε ρστ το βε τραχκεδ βψ ρα διο ιν τηε 1970σ. Ινϖεστιγατορσ ατταχηεδ α τρανσµιττερ το α βελτ δεσιγνεδ το χορροδε ανδ φαλλ ο αφτερ τηε στυδψ αρουνδ τηε χονστριχτιον βετωεεν α µαν ατεε σ βοδψ ανδ ιτσ σπατυλατε ταιλ. Τηε τεχηνιθυε ωασ νοτ, ηοωεϖερ, υσεφυλ ιν χοασταλ ηαβιτατσ, ωηερε σαλτωατερ ιµ πεδεσ τηε πασσαγε οφ ραδιο ωαϖεσ. Σο µψ χολλεαγυεσ Γαλεν Β. Ρατηβυν, ϑαµεσ Π. Ρειδ ανδ ϑαµεσ Α. Ποωελλ δε σιγνεδ α οατινγ τρανσµιττερ ατταχηεδ το τηε βελτ βψ α τωο µετερ λονγ εξιβλε νψλον τετηερ. Τηε τετηερ ωασ εθυιππεδ ωιτη σωιϖελσ το µινιµιζε δραγ ανδ ωιτη βρεακαωαψ λινκσ το πρεϖεντ τηε µανα τεε φροµ γεττινγ τραππεδ σηουλδ τηε τετηερ σναγ. Τηε δεϖιχε πυτ τηε αντεννα ιν τηε αιρ δυρινγ µοστ µανατεε αχτιϖι τιεσ ιν σηαλλοω ωατερσ. Ωε χουλδ λοχατε ανιµαλσ ασ φαρ ασ 20 το 30 µιλεσ αωαψ φροµ λιγητ αιρχραφτ ανδ ϖε το 10 µιλεσ αωαψ φροµ βοατσ ορ σηορε. Σοον ωε ωερε αβλε το τακε τηε οατ ινγ τρανσµιττερ χονχεπτ α στεπ φυρτηερ. Βρυχε Ματε οφ Ορεγον Στατε Υνιϖερσιτψ ηαδ βεεν τρψινγ το τραχκ γρεατ ωηαλεσ ιν τηε οπεν οχεαν. Ηε σολϖεδ τηισ τρεµεν δουσ λογιστιχαλ προβλεµ βψ ατταχηινγ το τηε ωηαλεσ πλατφορµ τρανσµιττερ τερ µιναλσ µονιτορεδ βψ σατελλιτεσ. Τηεσε τρανσµιττερσ, υσεδ το τραχκ ωεατηερ βαλ λοονσ ανδ ϖεσσελσ ατ σεα, εµιτ υλτραηιγη φρεθυενχψ σιγναλσ. Σατελλιτεσ ρεχειϖε τηε σιγναλσ ανδ πασσ ον τηε ενχοδεδ ινφορ µατιον το προχεσσινγ χεντερσ ον τηε εαρτη. Φροµ τηε χεντερσ ιτ τραϖελσ ϖια τελεπηονε λινκσ το περσοναλ χοµπυτερσ. Ωιτηιν ηουρσ ορ λεσσ οφ τηε λαστ πασσ οφ α σατελλιτε οϖερ α τρανσµιττερ, α σχιεντιστ χαν κνοω α ωηαλε σ λοχατιον. Ιν 1985 Ρατηβυν, Ματε ανδ Ρειδ ρε λεασεδ α µανατεε ωιτη α οατινγ σατελ λιτε τρανσµιττερ ο Φλοριδα σ Γυλφ Χοαστ. Ιτσ σιγναλσ ωερε ρεχειϖεδ βψ σατελλιτεσ οφ τηε Νατιοναλ Οχεανιχ ανδ Ατµοσπηεριχ Αδµινιστρατιον. Σινχε τηεν, ωε ηαϖε τραχκεδ µορε τηαν 100 µανατεεσ ωιτη τετηερεδ τρανσµιττερσ, µοστ βψ σατελλιτε. Τηε τεχηνιθυε ηασ βεεν αδοπτεδ βψ τηε Φλοριδα επαρτµεντ οφ Ενϖιρονµενταλ Προτεχτιον, ισ βεινγ υσεδ ιν Πυερτο Ριχο ανδ ηασ βεεν αππλιεδ το δυγονγσ ιν Αυστραλια. Τηε σατελλιτε λινκ ρεϖεαλσ α µανατεε σ λοχατιον (ωιτηιν 100 µετερσ), τηε ωα τερ σ τεµπερατυρε ανδ τηε νυµβερ οφ τιµεσ τηε τρανσµιττερ ισ τιππεδ γιϖινγ χλυεσ αβουτ τηε ανιµαλ σ αχτιϖιτψ. Ιν Φλορ ιδα, τηισ ινφορµατιον ισ χορρελατεδ ωιτη µαπσ οφ σεα γρασσ βεδσ, ωαρµ ωατερσ ανδ οτηερ µανατεε ρεσουρχεσ ατ τηε Μα ρινε Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ τηε Φλοριδα επαρτµεντ οφ Ενϖιρονµενταλ Προτεχ τιον ιν Στ. Πετερσβυργ. Εαρλιερ, ιτ ωασ βε λιεϖεδ Φλοριδα µανατεεσ µοϖεδ σλοωλψ ΩΑΤΕΡ ΗΨΑΧΙΝΤΗ, α οατινγ πλαντ, ισ ηελδ δοων ωιτη α ιππερ ανδ στριππεδ οφ ιτσ βροαδ λεαϖεσ βψ α Φλοριδα µανατεε ιν τηε Χρψσταλ Ριϖερ Νατιοναλ Ωιλδλιφε Ρεφυγε West Indian manatee West African manatee Amazon manatee 1 ΤΗΡΕΕ ΣΠΕΧΙΕΣ ΟΦ ΜΑΝΑΤΕΕΣ νοω λιϖε ιν τροπιχαλ ανδ συβτροπιχαλ ωατερσ. Τηε Ωεστ Ινδιαν µανατεε, σηοων ωιτη αλγαε ον ιτσ βαχκ, µοστ χλοσελψ ρεσεµβλεσ τηε εαρλιεστ τριχηεχηιδ. Τηε Αφριχαν µανατεε ισ δεσχενδεδ φροµ δισπερσεδ Ωεστ Ινδιαν µανα τεεσ. Τηε Αµαζον σπεχιεσ φεεδσ ον γρασσεσ ανδ ηασ τηε µοστ χοµπλεξ δεντιτιον. 3 2 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

53 ΒΟΑΤ ΚΙΛΛΕ ΜΑΝΑΤΕΕ δισπλαψσ σλασηεσ ιν ιχτεδ βψ α προπελλερ. Τηε γραπη δε ταιλσ τηε ινχρεασε ιν τηε νυµβερ οφ βοατσ ρεγιστερεδ ιν Φλοριδα ανδ ιν τηε νυµβερ οφ µανατεεσ κιλλεδ βψ βοατσ σινχε τηε µιδ 1970σ. Τηε χορρελατιον, ωηιλε νοτ προϖινγ α χαυσε ανδ ε εχτ ρελατιονσηιπ, ισ ηιγηλψ συγγεστιϖε. Τηε ρισε ιν τηε νυµβερ οφ βοατσ αλσο ινδιχατεσ τηατ τηειρ υσε φορ ρεχρεατιον ισ ινχρεασινγ. Χονσεθυεντλψ, σο ισ τηειρ δεστρυχτιϖε ε εχτ ον τηε µανατεε ηαβιτατ. ανδ ωερε εσσεντιαλλψ νοµαδιχ. Νοω ωε κνοω τηεψ χαν τραϖελ φαιρλψ φαστ σοµε τιµεσ 50 κιλοµετερσ α δαψ ανδ τηειρ σεασοναλ µοϖεµεντσ χαν βε θυιτε δι ρεχτεδ. Σοµε φεµαλεσ, φορ ινστανχε, ωιλλ οφτεν γραζε ιν ρουγηλψ τηε σαµε αρεασ εϖερψ συµµερ ανδ ηεαδ φορ τηε σαµε ηοτ σποτσ εϖερψ ωιντερ. Ο σπρινγ αππεαρ το λεαρν τηε µοτηερ σ µιγρατιον παττερνσ. Γενεραλλψ, τηουγη, µανατεεσ αρε εξ ιβλε ιν τηε κινδσ οφ ηαβιτατσ τηεψ οχχυ πψ. Ωε ηαϖε τραχκεδ ινδιϖιδυαλσ φροµ σουτηερν Γεοργια ανδ νορτηεαστερν Φλορ ιδα ωηερε τηε πριµαρψ φοραγε ισ σαλτ µαρση γρασσ αϖαιλαβλε ονλψ ον βανκσ ατ ηιγη τιδε τραϖελινγ ιν λεσσ τηαν ϖε δαψσ το τηε Μερριττ Ισλανδ Νατιοναλ Ωιλδ λιφε Ρεφυγε, ωηερε τηεψ φεεδ αλµοστ εξ χλυσιϖελψ ον συβµεργεδ, ροοτεδ µαρινε ανγιοσπερµσ. Αφτερ λινγερινγ ιν τηισ ρε γιον, ριχη ιν χλασσιχ Φλοριδα ωιλδλιφε συχη ασ ωαδινγ βιρδσ, σεα τυρτλεσ, βοττλε νοσεδ δολπηινσ ανδ αλλιγατορσ ωηιχη σοµετιµεσ σειζε ανδ δεταχη τηε τραιλ ινγ τρανσµιττερσ τηε σαµε µανατεεσ µαψ χοντινυε σουτηωαρδ, αρριϖινγ ιν τηε υρβαν ενϖιρονσ οφ Φορτ Λαυδερδαλε ανδ Μιαµι φορ τηε χολδεστ ωεεκσ οφ τηε ψεαρ. Ινχρεασεδ κνοωλεδγε αβουτ τηε αδαπταβιλιτψ οφ µανατεεσ το διϖερσε ηαβιτατσ ανδ αβουτ τηειρ ρατε οφ ρε προδυχτιον ηασ µαδε υσ γυαρδεδλψ οπ τιµιστιχ αβουτ τηε συρϖιϖαλ οφ µανατεεσ ιν Φλοριδα ονχε τηεψ αρε αδεθυατελψ προτεχτεδ. Αδµινιστρατιϖε ε ορτσ βψ τηε στατε οφ Φλοριδα, τηε Υ.Σ. Φιση ανδ Ωιλδ λιφε Σερϖιχε ανδ λοχαλ γοϖερνµεντσ το 72 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 DEATHS FRM BAT STRIKES DEATHS VESSELS VESSELS (THUSADS) YEAR SURCE: Florida Department of Environmental Protection ρεδυχε αχχιδεντσ ηαϖε α ηιγη ποτεντιαλ φορ παψινγ ο. Ωε ηαϖε χοµβινεδ τηε ρεσιγητινγ ηιστοριεσ οφ µανατεεσ ιν τηε σχαρ παττερν χαταλογυε ωιτη ρεχεντ στα τιστιχαλ τηεοριεσ το εστιµατε τηε ψεαρ το ψεαρ συρϖιϖαλ ρατε οφ αδυλτ µανατεεσ. Χηανχεσ οφ συρϖιϖαλ αρε γοοδ ιν αρεασ ωιτη σολιδ ηιστοριεσ οφ προτεχτιον, λικε Χρψσταλ Ριϖερ. Τηε ποπυλατιον τηερε ηασ γροων φροµ αβουτ 60 ανιµαλσ σοµε 20 ψεαρσ αγο το νεαρλψ 300 νοω. Ιν Φλοριδα ασ α ωηολε, 1,856 ηαϖε βεεν χουντεδ βψ αιρ ιν ωιντερ. Ωε δο νοτ κνοω ηοω µανψ µανατεεσ ωερε µισσεδ ιν τηεσε χουντσ. Αλτηουγη τηε γενεραλ παττερν φροµ τηε 1970σ τηρουγη τηε 1980σ ποιντεδ το αν ιν χρεασε ιν µανατεεσ ιν σεϖεραλ ρεγιονσ οφ Φλοριδα, τρενδσ ιν µοστ ρεχεντ ψεαρσ λεαϖε δουβτ αβουτ ωηετηερ τηε ποπυλα τιον ισ γροωινγ ατ αλλ. Αλονγ ωιτη λοωερ εστιµατεσ οφ συρϖιϖαλ ιν λεσσ προτεχτεδ ρεγιονσ ( φροµ ουρ µατηεµατιχαλ µοδ ελσ) ανδ µορε µανατεεσ βεινγ φουνδ δεαδ φροµ ηυµαν αχτιϖιτιεσ, υνχερταιν τιεσ ιν τηε ρεχεντ ποπυλατιον δατα χαλλ φορ χοντινυεδ ε ορτσ φορ χονσερϖατιον φοχυσεδ ον σοµε κεψ αρεασ οφ Φλοριδα. Σηουλδ συχη ε ορτσ µαινταιν τηειρ µο µεντυµ ανδ βαρρινγ υνφορεσεεν χα ταστροπηεσ τηε Φλοριδα µανατεε χουλδ βεχοµε α ραρε συχχεσσ στορψ φορ ενδαν γερεδ σπεχιεσ. Υλτιµατελψ ωηατ ωιλλ σαϖε τηεσε χρεα τυρεσ ισ α σψµπατηετιχ πυβλιχ. Ιν τηισ ρε γαρδ, τηερε ηασ βεεν σοµε γενυινε προγ ρεσσ. Μανατεεσ ηαϖε βεχοµε εξτρεµελψ ποπυλαρ. Φορ εξαµπλε, ωαλκινγ ιντο µψ δαυγητερ σ ελεµενταρψ σχηοολ χλασσροοµ, Ι ωασ πλεασαντλψ συρπρισεδ το σεε ιν τηε περµανεντ αλπηαβετ δισπλαψεδ αβοϖε τηε βλαχκβοαρδ αλονγ ωιτη Α φορ απ πλε, Μ φορ µανατεε. Ιντερνατιοναλλψ, τηε σιτυατιον ισ λεσσ ενχουραγινγ. Αλτηουγη µοστ οφ τηε 40 το 45 νατιονσ ιν ωηιχη µανατεεσ λιϖε οφ φερ τηεµ λεγαλ προτεχτιον, τηε λαωσ αρε νοτ ωελλ ενφορχεδ. Αλσο, φεω αττεµπτσ ηαϖε βεεν µαδε (ουτσιδε οφ Φλοριδα) το προτεχτ τηειρ ηαβιτατ. Γυατεµαλα χρεατ εδ τηε ωορλδ σ ρστ µανατεε ρεσερϖε σοµε 30 ψεαρσ αγο. Τηε σεχρετιϖε ανι µαλσ αρε ραρελψ γλιµπσεδ τηερε, βυτ τηε ρεσερϖε ισ στιλλ µαινταινεδ. Αλονγ τηε χοαστ οφ Παναµα, ωηερε αµπιερ προϖι σιονεδ ηισ χρεωσ χεντυριεσ αγο, µεαγερ νυµβερσ οφ µανατεεσ περσιστ ιν ριϖερσ οφ τηε Βοχασ δελ Τορο ρεγιον, ανδ Πανα µανιαν χονσερϖατιον γρουπσ αρε ωορκ ινγ ον τηειρ βεηαλφ. Ιτ ωιλλ βε αν υπηιλλ βαττλε. Βυτ σιµιλαρ αττεµπτσ αρε σταρτινγ ελσεωηερε. Α νεω γενερατιον οφ χονσερϖατιον βιολογιστσ φροµ τηε τροπιχαλ Ατλαντιχ ισ ινχρεασινγλψ εντηυσιαστιχ ανδ χονχερνεδ αβουτ µαν ατεεσ. Τηε ενεργψ οφ τηεσε σχιεντιστσ ωασ εϖιδεντ ατ τηε Φιρστ Ιντερνατιοναλ Χον φερενχε ον Μανατεεσ ανδ υγονγσ ηελδ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Φλοριδα τηισ παστ σπρινγ. Ε ορτσ το λεαρν µορε αβουτ µαν ατεεσ ιν τηε τροπιχσ ανδ το αππλψ τηισ ινφορµατιον το χονσερϖατιον σεεµ το βε γροωινγ, προϖιδινγ σεεδσ οφ ηοπε φορ τηε φυτυρε. Τηε Ωαραυνο Ινδιανσ οφ τηε Ορινοχο ελτα Τερριτορψ οφ ςενεζυελα ρεφερ το τηε Μιλκψ Ωαψ Γαλαξψ ασ τηε ροαδ οφ τηε µανατεε. Ι ρεµαιν ηοπεφυλ τηατ τηε υνδερωατερ ροαδσ οφ τηε µανατεε ωιλλ χοντινυε το βε τραϖελεδ αλονγ ουρ τροπι χαλ Ατλαντιχ ριϖερσ ανδ χοαστλινεσ ηερε ον τηε εαρτη, το τηε µαρϖελ ανδ δελιγητ οφ φυτυρε γενερατιονσ. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΕΧΟΛΟΓΨ ΑΝ ΒΕΗΑςΙΟΡ ΟΦ ΤΗΕ ΜΑΝΑ ΤΕΕ (ΤΡΙΧΗΕΧΗΥΣ ΜΑΝΑΤΥΣ ) ΙΝ ΦΛΟΡ Ι Α. ανιελ Σ. Ηαρτµαν. Αµεριχαν Σοχι ετψ οφ Μαµµαλογιστσ, Σπεχιαλ Πυβλιχα τιον Νο. 5, ϑυνε 27, ΙΣΤΡΙΒΥΤΙΟΝ, ΣΤΑΤΥΣ, ΑΝ ΒΙΟΓΕΟΓΡΑ ΠΗΨ ΟΦ ΤΗΕ ΩΕΣΤ ΙΝ ΙΑΝ ΜΑΝΑΤΕΕ. Λ. Ω. Λεφεβϖρε, Τ. ϑ. Ο Σηεα, Γ. Β. Ρατη βυν ανδ Ρ. Χ. Βεστ ιν Τηε Βιογεογραπηψ οφ τηε Ωεστ Ινδιεσ: Παστ, Πρεσεντ, ανδ Φυ τυρε. Εδιτεδ βψ Χ. Α. Ωοοδσ. Σανδηιλλ Χρανε Πρεσσ, ΜΑΝΑΤΕΕΣ ΑΝ ΥΓΟΝΓΣ. ϑ. Ε. Ρεψνολδσ ΙΙΙ ανδ. Κ. Οδελλ. Φαχτσ ον Φιλε, ΩΑΤΕΡΒΟΡΝΕ ΡΕΧΡΕΑΤΙΟΝ ΑΝ ΤΗΕ ΦΛΟΡΙ Α ΜΑΝΑΤΕΕ. Τ. ϑ. Ο Σηεα ιν Ωιλδ λιφε ανδ Ρεχρεατιονιστσ: Χοεξιστενχε τηρουγη Μαναγεµεντ ανδ Ρεσεαρχη. Εδιτεδ βψ Ριχηαρδ Λ. Κνιγητ ανδ Κεϖιν ϑ. Γυτζωιλλερ. Ισλανδ Πρεσσ, Χοϖελο, Χαλιφ. (ιν πρεσσ).

54 ϑεαν Ηενρι Φαβρε This reclusive entomologist became one of the most popular educational authors of his day. A look at his greatest work reveals both the underappreciated achievements and the failings of his science βψ Γεοργεσ Παστευρ Boletus appendiculatus rder Aphyllophorales Lactarius sanguifluus Μυχη οφ τηε γενεραλ πυβλιχ ηασ φοργοττεν τηε εντοµολογιστ ανδ αυτηορ ϑεαν Ηενρι Φαβρε, ψετ δυρινγ τηε 19τη ανδ εαρλψ 20τη χεντυ ριεσ, ηε ωασ ονε οφ τηε µοστ χελεβρατεδ εδυχατορσ ον τηε συβϕεχτ οφ νατυρε. ςιχ τορ Ηυγο ονχε χαλλεδ ηιµ τηε Ηοµερ οφ ινσεχτσ. Εδµονδ Ροστανδ ρεβαπτιζεδ ηιµ τηε ςιργιλ οφ ινσεχτσ. Τοωαρδ τηε ενδ οφ ηισ λιφε, Φαβρε ωασ νοµινατεδ φορ τηε Νοβελ Πριζε ιν Λιτερατυρε; τηε οϖερ εντηυσιασµ οφ ηισ συππορτερσ, ωηο πεσ τερεδ τηε Σωεδιση Αχαδεµψ, µαψ ηαϖε ρυινεδ ωηατεϖερ χηανχε ηε ηαδ. Τοδαψ Φαβρε ισ µοστ ωιδελψ ρεµεµ βερεδ βψ τηε πεοπλε οφ ϑαπαν. Εξηιβιτιονσ αβουτ ηιµ αρε χοµµονπλαχε τηερε, ανδ σχηοολσ φρεθυεντλψ υσε ηισ ωορκσ ασ ρεφ ερενχεσ. Σινχε 1923 τηε ϑαπανεσε πυβ λισηινγ µαρκετ ηασ φεατυρεδ νο φεωερ ΓΕΟΡΓΕΣ ΠΑΣΤΕΥΡ βεχαµε ινϖολϖεδ ιν Φαβραν στυδιεσ ατ τηε συγγεστιον οφ τηε Αµεριχαν εντοµολογιστ Γεοργε Π. Γεοργηιου. Α ελδ ϖερτεβρατε στυδεντ ιν Αφριχα, Παστευρ ωασ τραινεδ ιν ινσεχτ βε ηαϖιορ βψ στυδψινγ τηε χονσεθυενχεσ οφ σελεχτιον φορ γεοταξισ ανδ πηοτοταξισ ον φρυιτ ιεσ ιν τηε λαβορατορψ οφ Τηεοδο σιυσ οβζηανσκψ ατ τηε Ροχκεφελλερ Υνι ϖερσιτψ ιν 1968 ανδ Παστευρ ηασ βεεν τηε ηεαδ οφ τηε λαβορατορψ οφ εχο λογιχαλ γενετιχσ ατ τηε χολε Πρατιθυε δεσ Ηαυτεσ τυδεσ ιν Μοντπελλιερ σινχε 1978 ανδ ισ ασσοχιατεδ ωιτη τηε Νατιοναλ Μυ σευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ ιν Παρισ. Ιν αδ διτιον το σεϖεραλ βοοκσ ιν Φρενχη, ηε ισ χο αυτηορ ωιτη Νιχολε Παστευρ οφ Πραχτι χαλ Ισοζψµε Γενετιχσ. 74 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 τηαν 47 χοµπλετε ορ παρτιαλ τρανσλατιονσ οφ Φαβρε σ 10 ϖολυµε χοµπενδιυµ εν τιτλεδ Σουϖενιρσ εντοµολογιθυεσ (Εντο µολογιχαλ Μεµοριεσ), ασ ωελλ ασ εδιτιονσ οφ ηισ οτηερ βοοκσ. Γενερατιονσ οφ σχιεντιστσ αρουνδ τηε ωορλδ ηαϖε αλσο ρεϖερεδ Φαβρε σ µεµο ρψ. Τηεψ φονδλψ ρεχαλλ ωηεν, ασ τεεναγ ερσ, τηεψ ρεαδ εξτραχτσ οφ Σουϖενιρσ ανδ ωερε ρουσεδ τοωαρδ τηειρ ϖοχατιονσ. Φαβρε σ ινσπιρατιοναλ ε εχτ ισ νοτ ωιτη ουτ ιρονψ: σοµε οφ ηισ σχιεντι χ πρινχι πλεσ ωερε υνορτηοδοξ ιν ηισ οων τιµε ανδ αρε στιλλ µορε σο τοδαψ. Ιν αδδιτιον, αλτηουγη Χηαρλεσ αρωιν γρεατλψ αδ µιρεδ Φαβρε ανδ ρεφερρεδ το ηιµ ασ τηε ινιµιταβλε οβσερϖερ ιν Ον τηε Οριγιν οφ Σπεχιεσ, Φαβρε ρεφυσεδ το αχχεπτ τηε τηεορψ οφ εϖολυτιον. Ψετ τηε χηαρµ οφ Σουϖενιρσ εντοµολ ογιθυεσ οϖερωηελµσ ωηατεϖερ θυιρκσ Φα βρε µαψ ηαϖε ηαδ. Ασ Φαβρε εξπλαινεδ ιν αν 1882 λεττερ το ϑεαν Βαπτιστε υµασ, τηε φορµερ µεντορ οφ Λουισ Παστευρ, ηε ηαδ αδοπτεδ α λιγητ φορµ ιν Σουϖεν ιρσ σο ιτ ωουλδ νδ ρεαδερσ ιν αδδιτιον το νατυραλιστσ. Τηατ ιτ διδ: Σουϖενιρσ ωασ ηυγελψ ποπυλαρ φροµ τηε µοµεντ τηε ρστ ϖολυµε αππεαρεδ ιν Τηε µορε τηαν 4,000 παγεσ οφ Σου ϖενιρσ χοµβινε οριγιναλ σχιενχε ωιτη προσε τηατ ισ υνχαννιλψ ριχη ανδ ϖιϖιδ, ατ τιµεσ φυννψ, ατ τιµεσ ποετιχ ανδ αλ ωαψσ ωιττψ. Τηεψ αλτερνατε ρεχολλεχτιονσ ανδ διγρεσσιονσ ον αλλ µαννερ οφ τοπ ιχσ ωιτη συσπενσεφυλ ταλεσ οφ ινϖεστιγα τιονσ ιντο ινσεχτ βεηαϖιορ. Τηεψ εξποσε Φαβρε σ εµοτιονσ ανδ οπινιονσ αβουτ εϖερψτηινγ. Ανδ τηεψ βλενδ υν αγγινγ οπτιµισµ ανδ ινεξηαυστιβλε αδµιρατιον φορ νατυρε ιν α ρελαξεδ ατµοσπηερε, λικε τηατ οφ ωαρµ συµµερ δαψσ σπεντ ιν ελδσ οφ ϕοψουσλψ βυζζινγ ινσεχτσ. Σου ϖενιρσ τηυσ ο ερσ αν εξτραορδιναρψ γλιµπσε ιντο βοτη τηε χηαραχτερ ανδ τηε σχιενχε οφ ιτσ αυτηορ. Βορν ιν 1823 το α ποορ ρυραλ φαµιλψ ιν τηε σουτη οφ Φρανχε, Φαβρε Ηενρι, ατ ηοµε ηαδ το γητ τηρουγηουτ ηισ χηιλδηοοδ φορ σχηολαρ σηιπσ ανδ λατερ φορ µενιαλ ϕοβσ το παψ φορ ηισ εδυχατιον. Βεχαυσε ηε χουλδ σχαρχε λψ α ορδ σχηοολ ατ αλλ ιν σοµε ψεαρσ, ηε δεϖελοπεδ αν ουτστανδινγ απτιτυδε φορ σελφ τεαχηινγ. Βψ ηιµσελφ, ηε λεαρνεδ βοτη ανχιεντ Γρεεκ ανδ Ενγλιση. Φαβρε βεχαµε α βαχηελορ οφ λεττερσ ιν 1844 ανδ οφ µατηεµατιχσ ιν 1846, τηεν α λι χενσεε ιν µατηεµατιχσ ιν 1847 ανδ ιν τηε πηψσιχαλ σχιενχεσ ιν (Σινχε τηε Μιδδλε Αγεσ, Φρενχη υνιϖερσιτιεσ ηαϖε χονφερρεδ α λιχενσε, ιντερµεδιατε βε τωεεν α βαχχαλαυρεατε ανδ α δοχτορατε, ακιν το τηε Αµεριχαν µαστερ σ δεγρεε.) Ηε λατερ βεχαµε α λιχενσεε ιν τηε οτηερ νατυραλ σχιενχεσ. Ηισ εδυχατιοναλ προγ ρεσσ ωασ εσπεχιαλλψ ρεµαρκαβλε γιϖεν τηατ ηε ραρελψ ιφ εϖερ αττενδεδ χουρσεσ ιν τηεσε συβϕεχτσ. Ιν 1855 Φαβρε βεχαµε α δοχτευρ σ σχιενχεσ φροµ τηε Σορβοννε, τοιλινγ ιν ηισ κιτχηεν το χοµπλετε ονε δισσερτατιον ον ανιµαλσ ανδ τωο ον πλαντσ. Συχη βεγιννινγσ παϖεδ τηε ρεχλυσιϖε πατη τηατ Φαβρε ωασ το φολλοω τηρουγη ουτ ηισ χαρεερ. Ωηιλε ωορκινγ ασ α λψχ ε (ηιγη σχηοολ) τεαχηερ οφ πηψσιχσ, Φαβρε

55 βεχαµε τηε θυιντεσσεντιαλ ηερµιτ. Ηισ σολιταρψ ηαβιτσ ρυ εδ µανψ οφ ηισ χολ λεαγυεσ φεατηερσ, ωηιχη ισ ονε ρεασον ωηψ ηε νεϖερ ατταινεδ α υνιϖερσιτψ πο σιτιον. Α µορε ιµπορταντ ρεασον ωασ Φαβρε σ λαχκ οφ µονεψ. Τηε Υνιϖερσιτψ οφ Ποιτιερσ διδ ο ερ ηιµ α ποσιτιον ιν τηε εαρλψ 1860σ, βυτ Φαβρε ηαδ το ρεφυσε ιτ βεχαυσε ηε ωασ νοτ νανχιαλλψ ινδε πενδεντ: ατ τηατ τιµε, φαχυλτψ µεµβερσ ωερε παιδ ονλψ τοκεν σαλαριεσ, ανδ ρε σεαρχη γραντσ ωερε υνκνοων. Φαβρε σταϖεδ ο ποϖερτψ βψ τωο µεανσ. Φιρστ, πυττινγ ηισ κνοωλεδγε οφ χηεµιστρψ το ωορκ, ηε ταχκλεδ τηε προβ λεµ οφ εξτραχτινγ τηε ρεδ δψε αλιζαριν, ωηιχη ωασ ωιδελψ υσεδ ιν τεξτιλεσ, φροµ µαδδερ, α χοµµον Ευροπεαν ηερβ. Φα βρε συχχεεδεδ ωηερε οτηερσ ηαδ φαιλεδ, ανδ βψ 1866 ηε ηελδ α πατεντ φορ οβ ταινινγ πυρε αλιζαριν ποωδερ φροµ µαδ δερ. Υνφορτυνατελψ, ηισ λυχκ ωασ σηορτ λιϖεδ. Βψ 1867 Γερµαν χηεµιστσ ηαδ λεαρνεδ ηοω το σψντηεσιζε αλιζαριν φροµ οτηερ χοµπουνδσ. Ασ α ρεσυλτ, µαδδερ χυλτυρε ωασ αβανδονεδ αλτογετηερ. Α σεχονδ µονεψµακινγ σχηεµε ωασ µορε ενδυρινγλψ φρυιτφυλ. Φαβρε βεχαµε α 19τη χεντυρψ Ισααχ Ασιµοϖ: ηε ωροτε βοοκσ τηατ µαδε σχιενχε ανδ τεχηνολο γψ φαµιλιαρ το αδυλτσ ανδ χηιλδρεν αλικε, συβστιτυτινγ ρατιοναλιτψ φορ τηε ολδ ωιϖεσ ταλεσ τηατ δοµινατεδ µοστ πεο πλε σ τηινκινγ. Βετωεεν 1862 ανδ 1891 ηε ωροτε 95 συχη βοοκσ, ανδ αλλ προϖεδ σµασηινγ συχχεσσεσ. Ινδεεδ, δυρινγ ΙΝΙΜΙΤΑΒΛΕ ΟΒΣΕΡςΕΡ ϑεαν Ηενρι Φαβρε, ασ Χηαρλεσ αρωιν χαλλεδ ηιµ, χονδυχτ εδ εξτραορδιναριλψ δεταιλεδ εντοµολογιχαλ στυδιεσ ον τηε γρουνδσ οφ ηισ ηοµε ιν σουτηερν Φρανχε. Ηισ βοοκσ ον ινσεχτσ ανδ µανψ οτηερ τοπιχσ ηαϖε ινσπιρεδ α λοϖε οφ σχιενχε ιν γενερατιονσ οφ ρεαδερσ. Αµονγ ηισ οτηερ αχχοµπλισηµεντσ, Φαβρε ωασ αλσο α βριλλιαντ παιντερ οφ µυσηροοµσ (οπποσιτε παγε). Φαβρε σ λιφετιµε, µανψ οφ τηεµ ουτσολδ Σουϖενιρσ. Σεϖεραλ σταψεδ ιν πριντ τηρουγη τηε 1920σ Λε χιελ (Τηε Σκψ), ρστ πυβλισηεδ ιν 1865, σαω 11 πριντ ινγσ. Α βεαυτιφυλλψ ιλλυστρατεδ ϑαπανεσε εδιτιον οφ Ηιστοιρε δε λα β χηε (Τηε Ωονδερ Βοοκ οφ Πλαντ Λιφε), ωηιχη ισ προβαβλψ τηε βεστ κνοων οφ τηε βοοκσ, αππεαρεδ ασ ρεχεντλψ ασ Ιν 1868, βεχαυσε οφ τηοσε βοοκσ φαµε, τηε εδυχατιον µινιστερ περσοναλ λψ ασκεδ Φαβρε α συβστιτυτε τεαχηερ ιν α προϖινχιαλ ηιγη σχηοολ το τυτορ τηε σον οφ Ναπολεον ΙΙΙ. Τρυε το ηισ σολιταρψ χηαραχτερ, Φαβρε δεχλινεδ τηατ ηονορ. ( Ινδεεδ, ιν Σουϖενιρσ, ηε δεσχριβεσ ηοω ανξιουσ ηε ωασ το λεαϖε αλλ τηε ωηιλε ηε ωασ ατ χουρτ.) Τηατ δεχισιον ωασ α σµαρτ ονε, ιν ϖιεω οφ ωηατ βεφελλ τηε εµπερορ ανδ ηισ χουρτ σοον αφτερωαρδ! Βετωεεν τηατ επισοδε ανδ τηε 1870 Φρανχο Πρυσσιαν Ωαρ, Φαβρε σ ρµ βε λιεφ ιν βεττερινγ τηε χονδιτιον οφ ωοµ εν γοτ ηιµ ιντο τρουβλε. Ηε ηαδ σταρτεδ αν ιµµενσελψ ποπυλαρ σεριεσ οφ εϖενινγ λεχτυρεσ φορ γιρλσ. Τηε εδυχατιον οφ γιρλσ, ηοωεϖερ, ηαδ αλωαψσ βεεν τηε βυσινεσσ οφ τηε Χατηολιχ Χηυρχη, ωηιχη διδ νοτ εντιρελψ αππροϖε οφ Φαβρε σ χυρριχυλυµ. Ηε ωασ σοον βλαµεδ νατιονωιδε φορ συχη χριµεσ ασ τεαχηινγ γιρλσ αβουτ τηε σεξυαλ φυνχτιονσ οφ οωερσ. Τηε ωαρ ενδεδ βοτη τηε λεχτυρε σεριεσ ανδ τηε υπροαρ, βυτ ιν 1871 Φαβρε ανδ ηισ φαµι λψ ωερε νονετηελεσσ τυρνεδ ουτ οφ τηειρ ηοµε βψ τηειρ λανδλαδιεσ, τωο δεϖουτ Χατηολιχ σπινστερσ. Τηατ εϖιχτιον προϖεδ πιϖοταλ φορ Φα βρε. Ηε ηαδ νοτ βεεν ηαππψ ωιτη ηισ λιφε τηρουγη τηατ µοµεντ: ηε τηορουγηλψ ρεγρεττεδ νεϖερ ηαϖινγ φυλ λλεδ τηε δρεαµσ οφ ηισ ψουτη, συχη ασ βεχοµινγ α υνιϖερσιτψ προφεσσορ. Τηε συδδεν µισ φορτυνε οφ βεινγ ωιτηουτ α ηοµε αλ λοωεδ ηιµ το χηανγε αλλ τηατ. Τηανκσ το α λοαν φροµ ηισ ωεαλτηψ φριενδ ϑοην Στυαρτ Μιλλ, Φαβρε, τηεν ϕυστ 48 ψεαρσ ολδ, ωασ αβλε το ρετιρε. Τηερε αφτερ ηε δεϖοτεδ ηιµσελφ το ωριτινγ, οβ σερϖινγ νατυρε ανδ εξπεριµεντινγ ωιτη ινσεχτσ. Ιν 1879, τηε ψεαρ τηατ τηε ρστ ϖολυµε οφ Σουϖενιρσ αππεαρεδ, τηε Φα βρε φαµιλψ µοϖεδ ιντο Λ Ηαρµασ, α τωο αχρε φαλλοω λοτ αβουτ σιξ µιλεσ ωεστ οφ Ορανγε, ωηιχη Φαβρε σελεχτεδ ασ α λιϖινγ εντοµολογψ λαβορατορψ. ( Τοδαψ Λ Ηαρ µασ σερϖεσ ασ τηε Φαβρε Αννεξ οφ τηε Νατιοναλ Μυσευµ οφ Νατυραλ Ηιστορψ.) Φορ µορε τηαν φουρ δεχαδεσ, υντιλ ηισ δεατη ιν 1915, Φαβρε χοντινυεδ ηισ ωορκ. Ιν αδδιτιον το Σουϖενιρσ, ηε ωροτε πο εµσ ιν τωο λανγυαγεσ ανδ χοµποσεδ µελοδιεσ βασεδ ον τηεµ. Ηε αλσο παιντ εδ 700 γραχεφυλ, συβλιµελψ χολορεδ ιµ αγεσ οφ µυσηροοµσ τηατ αρε αµονγ τηε µοστ εξθυισιτε εϖερ προδυχεδ. Ιν ρετροσπεχτ, ονε χαν σεε τηατ ιφ Φα βρε ηαδ ρεαλιζεδ ηισ δρεαµ οφ βεχοµ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

56 τεστσ τηατ ωουλδ ψιελδ ρεσυλτσ οφ ινδισ πυταβλε µεανινγ. Το βε φαιρ, ονε σηουλδ νοτε τηατ Φα βρε ωασ νοτ αλονε ιν ιντροδυχινγ εξπερ ιµεντατιον το ανιµαλ βεηαϖιορ στυδιεσ. Τηε Βριτιση σχιεντιστ ϑοην Λυββοχκ ( ) πιονεερεδ τηε υσε οφ µαζ εσ ανδ προβλεµ σολϖινγ ιν τηε στυδψ οφ ινσεχτ βεηαϖιορ, ανδ τηοσε ρεσεαρχη µετηοδσ ηαϖε βεχοµε τηε φουνδατιον φορ δεχαδεσ οφ στανδαρδ λαβορατορψ πραχτιχεσ ινϖολϖινγ αλλ κινδσ οφ ανιµαλσ. Βυτ Λυββοχκ σ γρεατεστ ιν υενχε ωασ ον λαβορατορψ ρεσεαρχη (εσπεχιαλλψ ιν Αµεριχα), ωηερεασ Φαβρε ωασ µορε ιν υεντιαλ ον στυδιεσ ιν νατυραλ σεττινγσ (χηιε ψ ιν χοντινενταλ Ευροπε). ΠΑΡΑΣΙΤΟΙ ΩΑΣΠΣ, συχη ασ Ποδαλονια, ιµµοβιλιζε ινσεχτσ (τοπ) βψ στινγινγ τηεµ, τηεν δραγ τηεµ αωαψ (µιδδλε) ανδ λαψ εγγσ ιν τηειρ βοδιεσ. Ασ Φαβρε οβσερϖεδ, τηε ωασπσ ινστινχτιϖελψ κνοω τηειρ πρεψ σ ανατοµψ (βοττοµ): τηεψ στινγ α χατερπιλλαρ νεαρ νερϖε χεντερσ ιν εαχη σεγµεντ (ρεδ) το παραλψζε ωιτηουτ κιλλινγ ιτ. ινγ α υνιϖερσιτψ προφεσσορ, ηε ωουλδ ηαϖε ρετιρεδ νο εαρλιερ τηαν 1893, ωηιχη ωουλδ προβαβλψ ηαϖε βεεν τοο λατε το λαυνχη α ρεσεαρχη προγραµ λικε τηε ονε ηε σταρτεδ ατ Λ Ηαρµασ. Ατ βεστ ηε ωουλδ ηαϖε λεφτ ονλψ α σηορτ εθυιϖα λεντ οφ Σουϖενιρσ µυχη το τηε δετρι µεντ οφ ηυµανιτψ σ χυλτυραλ ηεριταγε. Τηε ινσεχτ στυδιεσ τηατ Φαβρε εξπλορεδ ιν Σουϖενιρσ εντοµολογιθυεσ ρεπρεσεντ ηισ µαϕορ ιντελλεχτυαλ ιντερεστ, ανδ φορ τηατ ρεασον ιτ δεσερϖεσ τηε φυλλεστ ατ τεντιον. Ι ο ερ α συµµαρψ οφ ιτσ σχιεν τι χ χοντεντσ φροµ µψ περσπεχτιϖε ασ α λατε 20τη χεντυρψ βιολογιστ. 76 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Τηε µοστ νοτεωορτηψ ασπεχτ οφ Φα βρε σ ωορκ ωασ ηισ εµπηασισ ον εξπερι µεντατιον. Υντιλ Φαβρε, τηε φεω εξπερι µεντσ τηατ ηαδ εϖερ βεεν χονδυχτεδ ον ανιµαλ βεηαϖιορ ωερε εσσεντιαλλψ λιµιτ εδ το βιρδσ. Τηατ οϖερσιγητ ισ νοτ σο στρανγε ασ ιτ µαψ σουνδ. Τηε προτοχολσ οφ βιολογιχαλ εξπεριµεντατιον, ωηιχη δε πενδ ον χοντρολλεδ στυδιεσ ανδ προβα βιλιστιχ αναλψσεσ, αρε νοτ οβϖιουσ. Τρυε εξπεριµεντατιον διδ νοτ αππεαρ ιν τηε ηιστορψ οφ σχιενχε υντιλ Γαλιλεο. Φεω βι ολογιστσ ηαϖε σιµυλτανεουσλψ ποσσεσσεδ α φαχυλτψ φορ σελεχτινγ τηε ριγητ οργαν ισµσ το υσε ανδ α γιφτ φορ χονχειϖινγ Εντοµολογιστσ ρεµεµβερ Φαβρε ιν παρτ φορ ηισ δεταιλεδ στυδψ οφ ιν σεχτ µεταµορπηοσεσ. Αλλ ινσεχτσ ανδ τρυε βυγσ βεγιν λιφε ασ λαρϖαε φροµ εγγσ ανδ ενδ ασ αδυλτσ, βυτ ιν βετωεεν τηεψ πασσ τηρουγη σεϖεραλ δι ερεντ τψπεσ οφ ιντερµεδιατε σταγεσ. Σοµε ιν σεχτσ, συχη ασ σιλϖερ ση, ασσυµε τηειρ αδυλτ φορµ ϖερψ εαρλψ ανδ γροω το µα τυριτψ βψ ενλαργινγ ανδ µολτινγ. Γρασσ ηοππερσ ανδ τρυε βυγσ µατυρε τηρουγη α προχεσσ οφ ινχοµπλετε µεταµορπηο σισ, ιν ωηιχη τηε λαρϖαε βεχοµε νψµπησ τηατ λοοκ µυχη λικε αδυλτσ βυτ λαχκ ωινγσ; ονλψ ωηεν φυλλψ µατυρε δο τηε νψµπησ βεχοµε ωινγεδ αδυλτσ. Βεε τλεσ, ιεσ ανδ οτηερ ινσεχτσ εξπεριενχε φυλλ µεταµορπηοσισ, ιν ωηιχη τηε λαρϖαε χηανγε ιντο ιµµοβιλε πυπαε ανδ λατερ εµεργε ασ φυλλψ φορµεδ ωινγεδ αδυλτσ. Φαβρε εξαµινεδ αλλ τηεσε λιφε χψχλεσ ιν δεταιλ ανδ αλσο δισχοϖερεδ α φουρτη ονε. Ψουνγ βλιστερ βεετλεσ πασσ τηρουγη τωο ορ µορε ιντερµεδιατε λαρϖαλ ανδ πυπαλ σταγεσ βεφορε χοµπλετινγ τηειρ µετα µορπηοσισ ιντο αδυλτσ. Φαβρε χαλλεδ τηισ παττερν ηψπερµεταµορπηοσισ τηε ονλψ σχιεντι χ τερµ ηε εϖερ χοινεδ. Νοτωιτηστανδινγ τηοσε χοντριβυτιονσ, Φαβρε ηασ ον τηε ωηολε νοτ ρεχειϖεδ τηε φυλλ χρεδιτ φροµ σχιεντι χ χιρχλεσ τηατ ηε δεσερϖεσ. Παρτ οφ τηε προβλεµ ισ τηατ Σουϖενιρσ ισ α λιτεραρψ ωορκ ωιτη φεω τα βλεσ ανδ νο διαγραµσ ανδ τηερεφορε στοοδ λιττλε χηανχε οφ ρεχειϖινγ σεριουσ αττεντιον φροµ τηε εξπερτσ. Ρεσεαρχηερσ ωηο διδ ρεαδ ιτ ωερε γενεραλλψ στρυχκ βψ τηε σαµε ϖιρτυεσ τηατ αππεαλεδ το τηε πυβλιχ ιµαγινατιον ανδ νοτ αλωαψσ βψ ωηατ ωασ σχιεντι χαλλψ ιµπορταντ. Σχιεντιστσ ηαϖε οϖερλοοκεδ τηατ Φαβρε ωασ τηε ρστ το δεµονστρατε ταξισ ιν αν ιµαλσ. Α ταξισ ισ α ρε εξ ιν ωηιχη αν ορ γανισµ οριεντσ ιτσ βοδψ τοωαρδ ορ αωαψ φροµ α σουρχε οφ στιµυλατιον. Τηατ χον χεπτ ισ γενεραλλψ αττριβυτεδ το τηε Γερ µαν Αµεριχαν σχιεντιστ ϑαχθυεσ Λοεβ, ωηο δεϖελοπεδ ιτ ιν τηε 1880σ ασ αν αν ιµαλ χουντερπαρτ το τροπισµ ιν πλαντσ τηε τενδενχψ φορ πλαντσ το γροω τοωαρδ

57 λιγητ ανδ αγαινστ γραϖιτψ. Ψετ Φαβρε ρεχ ογνιζεδ σοµε ταξεσ ιν ινσεχτσ ασ εαρλψ ασ τηε µιδ 1870σ, ανδ ηε εµβαρκεδ ον α σιξ ψεαρ εξπεριµεντινγ σπρεε ωιτη ωιλδ βεεσ το τεστ τηε ιδεα. Ηε σηοωεδ, φορ εξαµπλε, τηατ βεεσ εµεργινγ φροµ τηειρ πυπαε ηαϖε αν ιννατε τενδενχψ το µοϖε υπωαρδ (αγαινστ γραϖιτψ) ανδ τοωαρδ φρεση αιρ, τηε δοµιναντ τενδενχψ δε πενδινγ ον τηε σπεχιεσ. Ιφ 10 Οσµια βεε πυπαε, φορ εξαµπλε, ωερε πλαχεδ ινσιδε ϖερτιχαλ τυβεσ σεαλεδ ατ τηε τοπ ανδ οπεν ατ τηε βοττοµ, ατ µοστ τηρεε βεεσ νεαρ τηε λοω οπενινγ εσχαπεδ τηε οτηερσ στυββορνλψ µοϖεδ το τηε τοπ, βεχαµε τραππεδ ανδ εϖεντυαλλψ διεδ. Ι αλσο κνοω οφ ονε ινστανχε ιν ωηιχη Φαβρε φουνδ τηε τρυτη αβουτ α πηενοµ ενον τηατ µανψ µοδερν βιολογιστσ στιλλ µισυνδερστανδ. Τηε πηενοµενον ισ µιµιχρψ αµονγ ςολυχελλα ιεσ, ωηιχη χλοσελψ ρεσεµβλε βεεσ ανδ ωασπσ ανδ λαψ τηειρ εγγσ ιν τηοσε ινσεχτσ νεστσ. Τηε ολδεστ µιµιχρψ ηψποτηεσισ εϖερ πυβλισηεδ, δατινγ βαχκ το 1817, στατεδ τηατ τηε σιµιλαριτψ βετωεεν σοµε ςολυ χελλα ιεσ ανδ βυµβλεβεεσ ηελπεδ τηε ιεσ το φυνχτιον ασ βροοδ παρασιτεσ. Τηατ ισ, τηε βεε µιµιχκινγ ιεσ χουλδ εντερ τηε βεε νεστσ ανδ λαψ τηειρ εγγσ ωιτηουτ φεαρ οφ ατταχκ. Τηε ψ λαρϖαε ωουλδ λατερ εατ τηε νεστ σ χοντεντσ. Α χρυχιαλ ασπεχτ οφ τηισ ηψποτηεσισ ισ τηατ τηε πρεσενχε οφ τηε ιεσ ιν τηε νεστ ηαρµσ τηε βεεσ. Οτηερωισε, τηε ηοστ βεεσ ηαϖε νο ρεασον το ατταχκ τηειρ γυεστσ. Ιφ τηε βεεσ ανδ ιεσ αρε νοτ αν ταγονιστιχ, τηεν τηε βεστ εξπλανατιον φορ τηε ιεσ µιµιχρψ ισ τηατ ιτ προτεχτσ τηεµ φροµ βιρδσ. (Φλιεσ ανδ βεετλεσ οφ τεν δον τηε ωαρνινγ χολορσ οφ ωασπσ το δισχουραγε βιρδσ.) Ιν τηε 1860σ, ωηεν µανψ σχιεντιστσ χιτεδ µιµιχρψ ασ εϖιδενχε συππορτινγ αρωιν σ ιδεασ αβουτ εϖολυτιον, τηατ ηψ ποτηεσισ ωασ εντηυσιαστιχαλλψ εξτενδεδ το οτηερ χασεσ οφ ινσεχτ µιµιχρψ. Αµονγ τηοσε ωασ ςολυχελλα ζοναρια, ωηοσε λαρ ϖαε δεϖελοπ ιν τηε νεστσ οφ Ευροπεαν χοµµον ωασπσ. Βυτ φεω σχιεντιστσ ιν ειτηερ τηε 19τη ορ 20τη χεντυρψ ηαϖε βοτηερεδ το χηεχκ ωηετηερ τηε νατυραλ ηιστορψ οφ ς. ζοναρια συππορτσ τηε βροοδ παρασιτισµ ρατιοναλε φορ µιµιχρψ. Φαβρε ωασ µορε χαρεφυλ. Ιν Σουϖενιρσ ηε δεσχριβεσ ηοω τηε χοµµον ωασπ νεστ, α χοµπλετελψ δαρκ υνδεργρουνδ στρυχτυρε, ισ µετιχυλουσλψ χλεανεδ βψ ωορκερ ωασπσ, ωηιχη ηυρλ ανψ δεβρισ, δψινγ ινσεχτσ ανδ χαδαϖερσ ιντο α συβ ϕαχεντ χηαρνελ πιτ. Ορδιναρψ ιεσ τηατ δο νοτ λοοκ ατ αλλ λικε ωασπσ χονσταντλψ ψ ιν ανδ ουτ οφ τηε νεστ ωιτηουτ βεινγ ατταχκεδ υνλεσσ τηεψ λανδ ον τηε βροοδ χοµβ, ωηερε ωασπ λαρϖαε δεϖελοπ. Ανψ ιεσ υνωισε ενουγη το γο τηερε ιν χλυδινγ ονεσ τηατ αρε βεττερ µιµιχσ τηαν ς. ζοναρια αρε ινσταντλψ κιλλεδ. Αλλ τηεσε οβσερϖατιονσ ανδ οτηερσ συγ γεστ τηατ ϖισυαλ µιµιχρψ ισ οφ νο βενε τ το τηε ςολυχελλα ιεσ ινσιδε τηε δαρκ νεστ ορ ατ ιτσ εντρανχε. Ασ Φαβρε αλσο σαω, ςολυχελλα ιεσ σαφε λψ λαψ τηειρ εγγσ ιν τηε ουτερ λαψερσ οφ τηε νεστ, αωαψ φροµ τηε χοµβ. Μοστ οφ τηε ψ λαρϖαε φαλλ ιντο τηε χηαρνελ ανδ τηερε συβσιστ ον τηε βοδιεσ οφ δεαδ ωασπσ. Τηε ψ λαρϖαε τηατ δο εντερ τηε νεστ αρε ιγνορεδ βψ τηε ωορκερ ωασπσ ανδ εϖεντυαλλψ εντερ τηε χοµβ. Φαβρε φουνδ τηατ τηε ψ λαρϖαε δο νοτ χοµ πετε φορ φοοδ ωιτη τηε ωασπ λαρϖαε. Ιν στεαδ τηε ιεσ χραωλ ιντο τηε χελλσ ηουσ ινγ τηε ωασπ λαρϖαε, σθυεεζε παστ τηεµ ανδ δρινκ τηε υιδ εξχρετιονσ αχχυµυ λατινγ ατ τηε βοττοµ. Τηε χοηαβιτινγ ψ ανδ ωασπ λαρϖαε νεϖερ ηαρµ ονε ανοτη ερ υνλεσσ τηε ωασπ λαρϖα ισ ινϕυρεδ; τηε ψ λαρϖα ωιλλ τηεν σταρτ φεεδινγ ατ τηε ινϕυρεδ σποτ. Γενεραλλψ σπεακινγ, ψ λαρϖαε χαν συρϖιϖε ον ανψ λιϖινγ ορ ροτ τινγ ανιµαλ µαττερ. ςολυχελλα ΦΛΙΕΣ (αβοϖε) µιµιχ ωασπσ ανδ λαψ τηειρ εγγσ ινσιδε ωασπ νεστσ (ριγητ). Μανψ εντοµολογιστσ ηαϖε µισ τακενλψ δεσχριβεδ τηε ιεσ ασ παρασιτεσ οφ τηε ωασπσ. Φαβρε ωασ τηε ρστ το ρεαλ ιζε τηατ τηε ιεσ ανδ ωασπσ αρε µυτυαλ λψ συππορτιϖε. Τηε δραωινγ οφ τηε ωασπ νεστ ισ βψ Ρεν Αντοινε Φ. δε Ρ αυµυρ ( ), ωηοµ Φαβρε αδµιρεδ. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

58 MLTIG EGG YUG ADULTS ICMPLETE METAMRPHSIS EGG YMPHS ADULT CMPLETE METAMRPHSIS EGG LARVAE PUPA ADULT HYPERMETAMRPHSIS GRWTH EGG LARVA 1 LARVA 2 PUPA 1 LARVA 3 PUPA 2 ADULT ΙΝΣΕΧΤΣ ΜΑΤΥΡΕ τηρουγη α ϖαριετψ οφ δεϖελοπµενταλ πατ τερνσ, αλλ οφ ωηιχη Φαβρε οβσερϖεδ ιν τηε χουρσε οφ ηισ ωορκ. Σιλϖερφιση αρε εσσεντιαλλψ αδυλτ ιν σηαπε ασ λαρϖαε; τηεψ γροω το µατυριτψ βψ µολτινγ. Τρυε βυγσ ηαϖε ιµµατυρε νψµπη φορµσ βεφορε βεχοµινγ ωινγεδ αδυλτσ. Φλιεσ εξπεριενχε χοµ 78 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 πλετε µεταµορπηοσισ, ιν ωηιχη λαρϖαλ γρυβσ βεχοµε πυπαε ανδ εµεργε ασ αδυλτσ. Φαβρε οβσερϖεδ αλλ τηεσε δεϖελοπµεν ταλ χψχλεσ ανδ αλσο δισχοϖερεδ α φουρτη: ηψπερµεταµορπηοσισ αµονγ τηε µελοιδ βεετλεσ, ωηιχη πασσ τηρουγη σεϖεραλ λαρϖαλ ανδ πυπαλ φορµσ βεφορε βεχοµινγ αδυλτσ.

59 Φαβρε χονχλυδεδ τηατ τηε ρελατιον βε τωεεν τηε ιεσ ανδ τηε ωασπσ ισ νοτ παρασιτισµ βυτ µυτυαλισµ: τηε ς. ζον αρια λαρϖαε σχαϖενγε φορ φοοδ ιν τηε ωασπ νεστ ανδ ιν ρετυρν ηελπ το χλεαν ιτ. Ψετ µορε τηαν α χεντυρψ λατερ τεξτ βοοκσ χοντινυε το ασσερτ τηατ ςολυχελλα ιεσ αρε προβαβλψ βροοδ παρασιτεσ ανδ τηατ τηε αδυλτ µιµιχρψ προτεχτσ τηε ιεσ φροµ ωασπ ατταχκσ, ασ τηουγη τηοσε θυεστιονσ ηαδ νοτ βεεν ανσωερεδ οτη ερωισε. Φαβρε σ δεµονστρατιον δοεσ νοτ πρεχλυδε τηε ποσσιβιλιτψ τηατ οτηερ σπε χιεσ οφ ιεσ αρε ωασπ παρασιτεσ νορ τηατ ςολυχελλα λαρϖαε χλοτηε τηεµσελϖεσ ιν χηεµιχαλ ορ ταχτιλε σιγναλσ τηατ ηελπ τηεµ το µιµιχ ωασπ λαρϖαε. Στιλλ, µοδ ερν σχιεντιστσ σηουλδ βε µορε χογνιζ αντ οφ τηε εξπεριµεντσ Φαβρε ηασ αλ ρεαδψ χονδυχτεδ ον τηειρ βεηαλφ. Ιφ Φαβρε ηιµσελφ ηαδ βεεν ασκεδ ωηατ ηισ µοστ ιµπορταντ χοντριβυ τιον ωασ, ηε ωουλδ ηαϖε ποιντεδ το ηισ ωορκ διστινγυισηινγ ανιµαλ ιντελλι γενχε φροµ τηατ οφ ηυµανσ. Ιν ηισ τιµε, α ϖαστ βοδψ οφ ανεχδοτεσ πυρπορτεδ το σηοω τηατ ανιµαλσ χουλδ ρεασον. Φαβρε προϖεδ, ηοωεϖερ, τηατ αλτηουγη ινσεχτσ δισπλαψ ωηατ λοοκ λικε ινχρεδιβλψ σοπηισ τιχατεδ µενταλ ποωερσ ιν τηειρ νατυραλ σεττινγσ, τηεψ µανιφεστ αβσολυτε στυπιδ ιτψ ωηεν φαχεδ ωιτη υνυσυαλ σιτυατιονσ. Νο µαττερ ηοω υσελεσσ ορ χουντερπρο δυχτιϖε αν ινσεχτ σ νορµαλ ρεσπονσε βε χαµε ιν Φαβρε σ εξπεριµενταλ σεττινγσ, τηε ινσεχτσ ρεσπονδεδ ρεπεατεδλψ ιν τηε σαµε φυτιλε ωαψ. Τηοσε δεµονστρατιονσ, ανδ σιµιλαρ εξπεριµεντσ ωιτη πετσ ανδ ωιλδ βιρδσ, χονϖινχεδ Φαβρε τηατ τηε µενταλ εσσενχε οφ ηυµανσ ισ φυνδαµεν ταλλψ δι ερεντ φροµ τηατ οφ ανιµαλσ. Τηατ δι ερενχε µαδε τηε βεηαϖιορ οφ ανιµαλσ νο λεσσ φασχινατινγ το ηιµ. Νοτηινγ εξχιτεδ Φαβρε µορε τηαν τηε µανιφεστατιονσ οφ ινστινχτ αµονγ σολι ταρψ ωασπσ, ωηιχη γριππεδ ηισ ιµαγινα τιον φορ 50 ψεαρσ. Ηε σηοωεδ τηατ µανψ σολιταρψ ωασπσ παραλψζε ρατηερ τηαν κιλλ τηειρ πρεψ ανδ τηατ τηεψ λαψ τηειρ εγγσ ιν τηε βοδιεσ οφ τηε ιµµοβιλιζεδ ανιµαλ αχτιϖιτιεσ ιν ωηιχη τηε ωασπσ σεεµεδ το σηοω αν υνχαννιλψ πρεχισε κνοωλεδγε οφ τηειρ πρεψ σ νερϖουσ σψστεµ. Φαβρε ρεαλιζεδ ωηψ τηε παρασιτιχ ωασπσ αχτεδ ασ τηεψ διδ. Παραλψσισ κεεπσ τηε λαρϖα σ φοοδ φρεση ανδ σαφελψ ιµµοβιλε. Τηε ωασπ δεποσιτσ ιτσ εγγ ον α σοφτ συ περ χιαλ παρτ οφ τηε πρεψ σο τηατ τηε λαρ ϖα χαν βεγιν το εατ φαρ φροµ βραιν γαν γλια εσσεντιαλ το τηε πρεψ σ συρϖιϖαλ. Α µαρϖελ οφ ινστινχτ, τηε λαρϖα εατσ ιτσ ωαψ τηρουγη τηε βοδψ, ρεαχηινγ τηε βραιν ονλψ ατ τηε ενδ οφ ιτσ γροωτη. Στινγινγ ανδ εγγ λαψινγ ηαϖε νοω βεεν οβσερϖεδ ιν ηυνδρεδσ οφ ωασπ σπεχιεσ, σπεχι χαλλψ βψ Ανδρε Λ. Στεινερ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αλβερτα [σεε Ηοω Παρασιτιχ Ωασπσ Φινδ Τηειρ Ηοστσ, βψ ϑαµεσ Η. Τυµλινσον, Ω. ϑοε Λεωισ ανδ Λουισε Ε. Μ. ςετ; ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ, Μαρχη 1993]. Τηε βεωιλδερινγ διϖερσιτψ οφ ρε χορδεδ βεηαϖιορσ δε εσ ανψ αλλ ενχοµ πασσινγ εξπλανατιον. Νεϖερτηελεσσ, Φα βρε ωασ εσσεντιαλλψ χορρεχτ αβουτ τηε σπεχιεσ ηε στυδιεδ. Ηε διδ νοτιχε ινδι ϖιδυαλ ϖαριατιονσ ιν τηε βεηαϖιορ οφ ωασπσ, συχη ασ τηε λοχατιον ανδ νυµ βερ οφ στινγσ τηεψ δελιϖερεδ. Ιµπρεσσεδ ασ ηε ωασ βψ τηε περµανενχε οφ τηεσε χοµπλεξ βεηαϖιορσ, ηοωεϖερ, Φαβρε σαω ινδιϖιδυαλ ϖαριατιονσ ασ εξχεπτιονσ το ξεδ παττερνσ ιν σπεχιεσ. Τηε αρωινιαν ρεϖολυτιον προµοτεδ α δι ερεντ ϖιεω οφ βεηαϖιοραλ ϖαριατιον. Το αρωινιστσ, α τψπιχαλ βεηαϖιορ ωασ νοτ α ξεδ αρχηετψπε. Ρατηερ ιτ ωασ µερελψ τηε µοστ χοµµον βεηαϖιορ φουνδ ιν α ποπυλατιον ανδ τηερεφορε βουνδ το εϖολϖε τηρουγη νατυραλ σελεχ τιον. Ψετ υντιλ τηε νατυρε οφ ηερεδιτψ ανδ ποπυλατιον γενετιχσ ωασ υνδερ στοοδ, βελιεφ ιν διρεχτιοναλ σελεχτιον τηατ ισ, χονσιστεντ σελεχτιον φορ χερταιν τραιτσ χουλδ νοτ βε µορε τηαν αν αχτ οφ φαιτη. Τηατ ισ ωηψ µανψ σχιεντιστσ ιν τηε 19τη ανδ εαρλψ 20τη χεντυριεσ ωηο ΙΝΣΤΙΝΧΤΙςΕ ΟΡΙΕΝΤΑΤΙΟΝ βψ ανιµαλσ, ορ ταξισ, ωασ ρστ στυδιεδ βψ Φαβρε. Ηε φουνδ, φορ εξαµπλε, τηατ Οσµια βεεσ εµεργινγ φροµ τηειρ πυπαε πριµαριλψ µοϖε υπωαρδ ανδ σεχονδαριλψ τοωαρδ φρεση αιρ. Ιφ α τυβε σιµυλατινγ 10 πυπαλ χελλσ ωασ ινϖερτεδ, µοστ οφ τηε βεεσ διεδ ατ τηε χλοσεδ τοπ. Νο µορε τηαν τηρεε, σενσινγ εξτερναλ αιρ, εσχαπεδ βψ µοϖινγ δοων (λεφτ ). Ιφ Φαβρε ροτατεδ τηε πυπαε βαχκ το τηειρ νατυραλ οριεντατιον, ατ βεστ ονε βεε εσχαπεδ (ριγητ ). ωερε φυλλψ χονϖινχεδ οφ τηε φαχτ οφ εϖο λυτιον χουλδ νοτ αχχεπτ νατυραλ σελεχ τιον ασ ιτσ µεχηανισµ. Φαβρε, ηοωεϖερ, διδ νοτ σεπαρατε τηε τωο. Βεχαυσε ηε χουλδ νοτ αδµιτ νατυραλ σελεχτιον, ηε ρεϕεχτεδ εϖολυτιον, ωηιχη ηε σαω ασ α τηεορψ φορ αρµχηαιρ νατυραλιστσ. Φυρτηερ µορε, τηε νοτιον οφ α χοντινυυµ οφ ιν τελλιγενχε στρετχηινγ τηρουγη ανιµαλσ το ηυµανσ σεεµεδ αδϖερσε το χηερισηεδ χονχλυσιονσ οφ ηισ ωορκ. Στιλλ, Σουϖενιρσ χλεαρλψ σηοωσ τηατ τηε συβϕεχτ ηαυντεδ Φαβρε ιν παρτ βεχαυσε, ασ ηε χονφεσσεδ, τηε µερε ρεϕεχτιον οφ εϖολυτιον εξπλαινσ νοτηινγ. Ηισ αωαρε νεσσ οφ παλεοντολογψ γαϖε ηιµ τορµεντ ινγ γλιµπσεσ οφ ηισ οων ινχονσιστενχψ. Οχχασιοναλλψ ηε χουλδ νοτ ηελπ εξπρεσσ ινγ ηιµσελφ ασ αν εϖολυτιονιστ, ασ ιν τηισ ρε εχτιον φροµ 1901, ωηιχη ωασ αστονισηινγλψ αηεαδ οφ ιτσ τιµε: Ι τακε ιντερεστ ιν...α βυνχη οφ χροω σιλκσ;...ι χατχη α εετινγ ϖιεω ιν µψ ιµαγινατιον οφ ανχιεντ τιµεσ ωηερε τηοσε χονφερϖα [χψανοβαχτερια, ορ βλυε γρεεν αλγαε], ρστ βορν οφ τηε πλαντσ, ρουγηεδ ουτ α ρεσπιραβλε ατµοσπηερε φορ λιφε το χοµε. Ωηατ Ι ηαϖε υνδερ µψ εψεσ, βετωεεν τηε τιλεδ ωαλλσ οφ µψ τρουγη, τελλσ µε τηε ηιστορψ οφ τηισ πλανετ ωραππινγ ιτ σελφ ιν πυρε αιρ. ιδ Φαβρε εϖερ ρεαδ Ον τηε Οριγιν οφ Σπεχιεσ? Τηερε ισ νο ωαψ το σεττλε τηατ ναγγινγ θυεστιον. Βψ τηε τιµε Λ Ηαρµασ βεχαµε Φρενχη να τιοναλ προπερτψ ιν 1922, Φαβρε σ λαστ σον ηαδ σολδ ηισ φατηερ σ λιβραρψ. Ιν α λεττερ στιλλ πρεσερϖεδ ατ Λ Ηαρµασ, αρ ωιν τηανκσ Φαβρε φορ σενδινγ ηιµ Σου ϖενιρσ, αδδινγ, Ι δο νοτ βελιεϖε τηατ ανψ ονε ιν Ευροπε ηασ µορε τρυλψ αδµιρεδ ψουρ ινϖεστιγατιονσ τηαν Ι ηαϖε δονε. Περηαπσ αρωιν ρετυρνεδ τηε γεστυρε βψ σενδινγ Φαβρε α χοπψ οφ Οριγιν. Σινχε Φαβρε λατερ µοχκεδ αρωιν σ στατεµεντ τηατ α λιττλε δοσε οφ ϕυδγµεντ ορ ρεα σον... οφτεν χοµεσ ιντο πλαψ, εϖεν ωιτη ανιµαλσ λοω ιν τηε σχαλε οφ νατυρε, Ι συρµισε τηατ Φαβρε διδ ρεαδ ατ λεαστ τηατ φαρ ιν τηε χηαπτερ ον ινστινχτ τηατ ισ, το τηε βοττοµ οφ ιτσ ρστ παγε. ο νοτ ινφερ φροµ τηειρ δισαγρεεµεντσ τηατ Φαβρε υνδερεστιµατεδ αρωιν. Ηε προβαβλψ ρεχειϖεδ µορε προφεσσιοναλ λεττερσ φροµ αρωιν τηαν φροµ ανψονε ελσε, ανδ ηε βρυσηεδ υπ ηισ Ενγλιση φορ τηοσε οχχασιονσ. Τηρουγη χορρεσπον δενχε, αρωιν παρτιχιπατεδ ιντενσελψ ιν Φαβρε σ εξπεριµεντσ ον ηοµινγ ιν στινχτσ ιν µασον βεεσ. Ωηεν αρωιν διεδ, Φαβρε ρεπορτεδλψ ωεπτ. Ψετ Φαβρε σ ρεϕεχτιον οφ εϖολυτιον ασ α γενεραλ χονχεπτ ισ α σοβερινγ εξαµ πλε οφ ηοω εϖεν τηε βριγητεστ οφ σχιεν τιστσ χαν βε βλινδεδ βψ α πρεχονχειϖεδ ιδεα α λεσσον τηατ ισ εσπεχιαλλψ ιρονιχ ιν Φαβρε σ χασε βεχαυσε ηε ωασ οβσεσσεδ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

60 Εξχερπτσ φροµ τηε Ωριτινγσ οφ ϑεαν Ηενρι Φαβρε Ωho does not know the magnificent [Great Peacock] Moth, the largest in Europe, clad in maroon velvet with a necktie of white fur? The wings, with their sprinkling of grey and brown, crossed by a faint zig-zag and edged with smoky white, have in the centre a round patch, a great eye with a black pupil and a variegated iris containing successive black, white, chestnut and purple arcs... Well, on the morning of the 6th of May, a female emerges from her cocoon in my presence, on the table of my insect laboratory. I forthwith cloister her, still damp with the humours of the hatching, under a wire-gauze bell-jar. For the rest, I cherish no particular plans. I incarcerate her from mere habit, the habit of the observer always on the lookout for what may happen... It was a lucky thought. At nine o clock in the evening, just as the household is going to bed, there is a great stir in the room next to mine. Little Paul, half-undressed, is rushing about, jumping and stamping, knocking the chairs over like a mad thing. I hear him call me: Come quick! he screams. Come and see these Moths, big as birds! The room is full of them!... In the kitchen I find the servant, who is also bewildered by what is happening and stands flicking her apron at great Moths whom she took at first for Bats... We enter the room, candle in hand. What we see is unforgettable. With a soft flick-flack the great Moths fly around the bell-jar, alight, set off again, come back, fly up to the ceiling and down. They rush at the candle, putting it out with a stroke of their wings; they descend on our shoulders, clinging to our clothes, grazing our faces... Coming from every direction and apprised I know not Γρεατ Πεαχοχκ µοτη how, here are forty lovers eager to pay their respects to the marriageable bride born that morning amid the mysteries of my study. from The Life of the Caterpillar, translated by Alexander Teixeira de Mattos (Dodd, Mead and Company, 1918) The more maternity asserts itself, the higher does instinct ascend. In this respect, no creatures are more deserving of our attention than the Hymenoptera [bees, wasps and ants], upon whom the cares of maternity devolve in their fullness. All these favourites of instinct prepare board and lodging for their offspring. They become master-craftsmen in a host of trades for the sake of a family which their faceted eyes will never behold, but which is nevertheless no stranger to the mother s powers of foresight. ne turns cotton-spinner and produces cotton-wool bottles; another sets up as a basketmaker and weaves hampers out of bits of leaves; a third becomes a mason and builds rooms of cement and domes of roadmetal... ext comes the provisions for the expected nurselings: piles of honey, loaves of pollen, stores of game, preserved by a cunning paralysing-process... So far as the rest of the insect race is concerned, the mother s cares are generally most summary. In the majority of cases, all that is done is to lay the eggs in a favourable spot, where the larva, at its own risk and peril, can find bed and breakfast. from the preface to volume 5 of Souvenirs entomologiques, quoted in The Sacred Beetle and thers, translated by Alexander Teixeira de Mattos (Dodd, Mead and Company, 1918) ωιτη αϖοιδινγ πρεχονχεπτιονσ ιν ηισ ωορκ. Ινδεεδ, Φαβρε σ ανιµοσιτψ τοωαρδ πρεϕυδιχε εξτενδεδ το αν ινορδινατε δισδαιν φορ τηεοριεσ ιν γενεραλ. Ονε χαν νοτ πραχτιχε βιολογψ ωιτηουτ τηεοριεσ: τηεψ αρισε φροµ τηε φαλσι αβλε ηψποτηε σεσ ον ωηιχη αλλ εξπεριµεντσ αρε βασεδ. Τηεοριεσ βεχοµε βαδ ονλψ ωηεν τηεψ τυρν ιντο δογµασ. Υνφορτυνατελψ, δογµατιχ ισ ωηατ Φα βρε τενδεδ το βε. Φορ ινστανχε, ηισ ρε ϕεχτιον οφ εϖολυτιον ανδ εϖολυτιοναρψ εξπλανατιονσ φορ µιµιχρψ χοµπλετελψ διστορτεδ ηισ στυδιεσ οφ τηε χραβ σπιδερ, Τηοµισυσ ονυστυσ. Πυτ Τ. ονυστυσ ον ανψ οωερ, ανδ ωιτηιν α δαψ ορ τωο ιτ ωιλλ οβλιγινγλψ τακε ον τηε οωερ σ χολορ: ωηιτε ον ωηιτε οωερσ, ψελλοω ον ψελ λοω οωερσ, πινκ ωιτη πυρπλε ϖεινσ ον πινκ οωερσ ϖεινεδ ωιτη πυρπλε. Φαβρε ωριτεσ τηατ ωηεν πρεψ αππεαρ, τηε τηο µισε, α βανδιτ ιν ωαιτ υνδερ τηε χοϖερ οφ οωερσ, χοµεσ ουτ οφ ιτσ λυρκινγ πλαχε. Βυτ τηε σπιδερ νεϖερ ηιδεσ: ιτ ισ αλωαψσ ιν φυλλ ϖιεω, αλβειτ ιν αν ινχον σπιχυουσ ποσιτιον, ανδ ον τηε οωερ 80 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 χλυστερσ χαλλεδ σπυργε ιν ορεσχενχεσ, ιτ λοοκσ λικε ϕυστ ονε µορε τινψ βλοοµ. Τηε ινιµιταβλε οβσερϖερ ωασ µισλεδ βψ ηισ οων βιασεσ. Ιν τηε σαµε ωαψ, Φαβρε ρεϕεχτεδ τηε εϖολυτιοναρψ εξπλανατιον φορ ωηψ σοµε ινσεχτσ σιµυλατε δεατη. Βψ πρετενδινγ το βε δεαδ, τηοσε ινσεχτσ χαν αϖοιδ πρε δατιον βψ λιζαρδσ ανδ ινσεχτιϖορουσ βιρδσ. Φαβρε δεχιδεδ, ηοωεϖερ, τηατ ιν σεχτσ χουλδ νοτ σιµυλατε δεατη, βε χαυσε τηεψ ηαϖε νο χονχεπτ οφ ιτ. Ηε πρεφερρεδ το τηινκ τηατ τηε ιµµοβιλιτψ οφ τηε ινσεχτσ ωασ α φορµ οφ ηψπνοσισ φροµ δρεαδ. Τηε χηαπτερσ ιν Σουϖε νιρσ ον τηισ τοπιχ αρε χηαρµινγ, βυτ Φαβρε σ εϖιδενχε ισ συβϕεχτιϖε, ανδ ηισ εξπεριµεντσ αρε ιρρελεϖαντ. Ιν α 4,000 παγε ωορκ φροµ ανοτηερ τιµε, ωεακνεσσεσ αρε συρε το αππεαρ. Ωε χαν φοργιϖε τηεµ ιν σοµεονε ωηο οπενεδ α νεω ωορλδ οφ κνοωλεδγε το ηισ χοντεµποραριεσ ανδ ωηο προϖιδεδ λαψ ρεαδερσ ωιτη αν οππορτυνιτψ το χριτ ιχιζε τηε µετηοδσ ανδ σχρυτινιζε τηε οπινιονσ οφ α συχχεσσφυλ σχιεντιστ. ϑυδγ ινγ φροµ τηε αχχοµπλισηµεντσ οφ σχι εντιστσ ιν ϑαπαν, τηε Υ.Σ. ανδ ελσεωηερε ωηο δεϖοτεδλψ ρεαδ Φαβρε, Ι ωουλδ ϖεν τυρε τηατ ηισ οπποσιτιον το τηε αρωινι αν τηεορψ οφ εϖολυτιον ηασ νοτ αππρε χιαβλψ ηυρτ ηισ ενλιγητενινγ ε εχτ ον ψουνγ µινδσ. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΤΗΕ ΟΞΦΟΡ ΧΟΜΠΑΝΙΟΝ ΤΟ ΑΝΙΜΑΛ ΒΕ ΗΑςΙΟΥΡ. Εδιτεδ βψ αϖιδ ΜχΦαρλανδ. Οξφορδ Υνιϖερσιτψ Πρεσσ, ΑΧΤΕΣ Υ ΧΟΝΓΡΕΣ ϑεαν ΗΕΝΡΙ ΦΑΒΡΕ: ΑΝΝΙςΕΡΣΑΙΡΕ Υ ϑυβιλε ( ). Εδιτεδ βψ Ψϖεσ ελανγε. Λεοπαρδ δ Ορ, Παρισ, ΣΤΙΝΓΙΝΓ ΒΕΗΑςΙΟΥΡ ΟΦ ΣΟΛΙΤΑΡΨ ΩΑΣΠΣ. Α. Λ. Στεινερ ιν ςενοµσ οφ τηε Ηψµενοπτερα: Βιοχηεµιχαλ, Πηαρµαχο λογιχαλ, ανδ Βεηαϖιουραλ Ασπεχτσ. Εδιτεδ βψ Τ. Πιεκ. Αχαδεµιχ Πρεσσ, ΤΗΕ ΣΤΥ Ψ ΟΦ ΙΝΣΤΙΝΧΤ. Νικο Τινβερ γεν. Οξφορδ Υνιϖερσιτψ Πρεσσ, ΛΕΣ ΧΗΑΜΠΙΓΝΟΝΣ Ε ϑεαν ΗΕΝΡΙ ΦΑ ΒΡΕ. Εδιτεδ βψ Χλαυδε Χαυσσανελ. Χιτα δελλε, Παρισ, 1991.

61 Λατε Ιχε Αγε Ηυντινγ Τεχηνολογψ Cro-Magnon artisans designed many kinds of spearpoints. By re-creating these weapons, we can better appreciate the sophisticated skill ancient hunters possessed βψ Ηειδι Κνεχητ Αρχηαεολογιστσ τρψ το πιεχε τογετηερ α χοµπλετε πιχτυρε οφ παστ εϖεντσ βψ εξαµινινγ οβϕεχτσ λεφτ ατ τηε σχενε. Αλτηουγη αρτιφαχτσ βυριεδ υνδερ λαψερσ οφ σεδιµεντ φορ λονγ περιοδσ αρε οφτεν δεχαψεδ, σχαττερεδ ανδ δαµαγεδ, τηεψ ο ερ α τρεµενδουσ αµουντ οφ ιν φορµατιον αβουτ τηε πεοπλε ωηο µαδε τηεµ ανδ αβουτ ηοω ανδ ωηψ τηεψ ωερε προδυχεδ. Ιν ρεχεντ ψεαρσ, αρχηαεολο γιστσ ηαϖε ινχρεασινγλψ αδοπτεδ αν εξ περιµενταλ αππροαχη το γαιν φρεση περ σπεχτιϖε ον τηε χλυεσ τηεψ υνεαρτη. Βψ τρψινγ το ρεπλιχατε χερταιν οβϕεχτσ ανδ υσε τηεµ ασ ουρ ανχεστορσ µαψ ηαϖε, ρεσεαρχηερσ χαν τεστ τηειρ τηεοριεσ ανδ γαιν ινσιγητ ιντο τηε χουρσε οφ δαιλψ λιφε µιλλεννια αγο. Υσινγ τηισ µετηοδ, Ι ινϖεστιγατεδ τηε ηυντινγ τοολσ ανδ πραχτιχεσ οφ τηε Χρο Μαγνονσ, ωηο λιϖεδ δυρινγ τηε Λατε Ιχε Αγε (40,000 το 12,000 ψεαρσ αγο). Φροµ στυδιεσ οφ Χρο Μαγνον φοοδ δεβρισ ανδ αρτιφαχτσ, ωορκερσ ηαϖε λονγ κνοων τηατ τηοσε ανχιεντ πεοπλε ωερε ηιγηλψ συχ χεσσφυλ ατ κιλλινγ λαργε γαµε. Αλλ τηε σαµε, υντιλ ρεχεντλψ νο ονε ηαδ χονσιδ ερεδ ηοω Λατε Ιχε Αγε ηυµανσ ηαδ δε σιγνεδ ανδ υσεδ τηειρ σοπηιστιχατεδ ηυντινγ ωεαπονσ. Χρο Μαγνον αρσεναλσ µαψ ωελλ ηαϖε ινχλυδεδ τραπσ ανδ σναρεσ µαδε φροµ ωοοδ ανδ πλαντ ορ ανιµαλ βερσ. Τηεσε ηυντερσ αλσο υσεδ σπεαρσ, χονσιστινγ οφ α σηαρπ ποιντ (µαδε φροµ στονε, αντλερ, βονε ορ ιϖορψ) τηατ ωασ ΗΕΙ Ι ΚΝΕΧΗΤ ηασ δονε ηερ µοστ ρεχεντ ελδωορκ ιν τηε σουτηωεστ οφ Φρανχε, εξχαϖατινγ Λατε Ιχε Αγε σιτεσ ανδ αναλψζινγ προϕεχτιλε ποιντσ. Σηε πλανσ το χοντινυε ηερ εξπεριµενταλ ωορκ υνδερ α 1994 ρεσεαρχη γραντ φροµ τηε Ηιγηερ Χουνχιλ οφ Αρχηαεολογιχαλ Ρεσεαρχη ιν Φρανχε. Σηε ρεχειϖεδ α Πη.. ιν αντηρο πολογψ ιν 1991 φροµ Νεω Ψορκ Υνιϖερσι τψ ανδ χυρρεντλψ τεαχηεσ αντηροπολογψ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Μιαµι. 82 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ηαφτεδ, ορ φαστενεδ, το α ωοοδεν σηαφτ. Φορ τηε µοστ παρτ, ονλψ τηε σπεαρποιντσ τηεµσελϖεσ ηαϖε συρϖιϖεδ. Λυχκιλψ, αρ χηαεολογιστσ ηαϖε ρεχοϖερεδ συχη ποιντσ φροµ µανψ δι ερεντ σιτεσ τηρουγηουτ Ευροπε. Ι αναλψζεδ ιν δεταιλ φουρ διστινχτ τψπεσ οφ Λατε Ιχε Αγε σπεαρποιντσ δατινγ φροµ βετωεεν 40,000 ανδ 22,000 ψεαρσ αγο, ηοπινγ το ρεδισχοϖερ σοµε οφ τηε προχε δυρεσ ουρ ανχεστορσ υσεδ το µακε τηεµ. Αππλψινγ τηοσε σαµε τεχηνιθυεσ, Ι τηεν φασηιονεδ σπεαρποιντσ ιν τηε λαβορατο ρψ ιδεντιχαλ το τηοσε φουνδ ατ αρχηαεο λογιχαλ σιτεσ ανδ τεστεδ τηεµ ιν τηε ελδ. Τηρουγη τηεσε εξπεριµεντσ, Ι ηαϖε χοµε το ρεαλιζε τηε σπεχιαλιζεδ κνοωλεδγε Χρο Μαγνον ηυντερσ µυστ ηαϖε ηαδ νοτ ονλψ οφ τηειρ πρεψ βυτ αλσο οφ τηε µε χηανιχαλ προπερτιεσ οφ τηειρ ωεαπονρψ. Τηεψ δραµατιχαλλψ χηανγεδ τηε δεσιγν οφ τηειρ σπεαρποιντσ δυρινγ δι ερεντ πε ριοδσ οφ τηε Λατε Ιχε Αγε. Βψ γαινινγ α ηανδσ ον αππρεχιατιον οφ εαχη οφ τηεσε φουρ δεσιγνσ, ωε χαν σεε µορε χλεαρλψ τηε γοαλσ τηατ ινσπιρεδ τηεµ σο ϖερψ λονγ αγο. Αρχηαεολογιστσ ασσυµε τηατ Χρο Μα γνον ηυντερσ µυστ ηαϖε στυδιεδ τηε ηαβιτσ οφ τηειρ πρεψ εξτενσιϖελψ. Τηεψ νεεδεδ το κνοω ωηερε ηερδσ οφ ρεδ δεερ, ηορσεσ, ιβεξεσ ανδ οτηερ λαργε µαµµαλσ ροαµεδ φροµ σεασον το σεασον. Τηεψ αλσο ηαδ το βε αωαρε τηατ τηε ϖαλυε οφ ανιµαλσ ϖαριεδ ατ δι ερεντ τιµεσ οφ τηε ψεαρ. Ιν τηε εαρλψ συµµερ, φορ ινστανχε, ρεινδεερ µαψ ηαϖε βεεν ινφεστεδ ωιτη ινσεχτσ τηατ ωουλδ ηαϖε ρενδερεδ τηειρ ηιδεσ υνσυιταβλε φορ µακινγ χλοτηινγ ανδ τεντσ. Ιν αδδιτιον, το τακε δοων αν ιµαλσ ασ ποωερφυλ ασ βισον ανδ µαµ µοτησ, τηεσε ηυντερσ νεεδεδ τηε σκιλλ το χραφτ ανδ υσε αν αρραψ οφ λετηαλ ωεαπονσ. υρινγ τηε βεγιννινγ οφ τηε Λατε Ιχε Αγε, αρτισανσ µοστ φρεθυεντλψ χρεατεδ τηειρ δεαδλψ σπεαρποιντσ φροµ βονε ανδ αντλερ. Σεϖεραλ φαχτορσ προβαβλψ γοϖερνεδ τηε σελεχτιον οφ τηεσε τωο ραω µατερι ΠΙΕΡΧΕ ςερτεβρα ηαρβορσ α σπλιτ βασεδ σπεαρποιντ τηατ τηε αυτηορ µαδε,

62 αλσ ανδ τηε δεχισιον το υσε ονε ινστεαδ οφ τηε οτηερ. Τηε ρστ φαχτορ ωασ τηειρ ρελατιϖε αϖαιλαβιλιτψ. Βονεσ, οφ χουρσε, χαµε παρτ ανδ παρχελ ωιτη τηε ρεστ οφ αν ανιµαλ αφτερ ανψ συχχεσσφυλ κιλλ. Ιν χοντραστ, ονλψ χερταιν σπεχιεσ, συχη ασ ρεινδεερ ανδ ρεδ δεερ, χαρρψ αντλερσ ανδ ονλψ δυρινγ χερταιν σεασονσ. Μορεοϖερ, αντλερσ αρε ηαρδεστ ανδ λαργεστ ανδ τηερεφορε χουλδ συππλψ µορε δυραβλε ποιντσ ιν γρεατερ νυµβερσ δυρινγ τηε φαλλ ρυττινγ σεασον ορ αφτερ τηεψ ηαδ βεεν σηεδ. Ανδ, εξχεπτ φορ ρεινδεερ, ονλψ τηε µαλεσ οφ α σπεχιεσ σπορτ αντλερσ. Τηε δεχισιον το υσε βονε ορ αντλερ φορ φασηιονινγ σπεαρποιντσ αλσο δεπενδεδ ον ωηετηερ ειτηερ µατεριαλ ωασ νεεδεδ φορ σοµε οτηερ πυρποσε. Φορ εξαµπλε, βονε ωασ οφτεν υσεδ το φυελ ρεσ κιν δλεδ φορ ωαρµτη ανδ χοοκινγ. Μαρροω, αν εξχελλεντ σουρχε οφ φατ, ωηιχη ισ νεεδ εδ το µεταβολιζε µεατ προτειν, ρεσιδεσ ιν τηε χεντερ οφ α λονγ βονε ανδ χουλδ βε εξτραχτεδ ονλψ βψ βρεακινγ τηε βονεσ απαρτ. Βψ σηαττερινγ λονγ βονεσ ανδ τηεν βοιλινγ τηεµ, τηε Χρο Μαγνονσ χουλδ µακε βονε γρεασε α κινδ οφ σουπ. Αλλ τηεσε αχτιϖιτιεσ δεστροψεδ λονγ βονεσ το συχη αν εξτεντ τηατ τηεψ χουλδ νοτ βε υσεδ φορ µακινγ τοολσ ορ ωεαπονσ. Νεϖερτηελεσσ, τηε χηοιχε βετωεεν αντ λερ ανδ βονε δοεσ νοτ σεεµ το ηαϖε βεεν βασεδ σολελψ ον ωηιχη µατεριαλσ ωερε µοστ αϖαιλαβλε δυρινγ ανψ ονε σεα σον. Χρο Μαγνον ηυντερσ µανιπυλατ εδ τηεσε τωο µατεριαλσ υσινγ δι ερεντ µετηοδσ, ιν ωαψσ τηατ ιµπλψ τηατ τηεψ υνδερστοοδ τηε χοµπαρατιϖε αδϖανταγ εσ οφ εαχη. Αντλερ ισ α τψπε οφ βονε, βυτ ιτσ παττερν οφ γροωτη ανδ δεϖελοπµεντ διφφερσ δραµατιχαλλψ φροµ τηατ οφ σκελε ταλ βονε. Ασ α ρεσυλτ, αντλερ ανδ βονε ηαϖε διστινχτ στρυχτυραλ ανδ µεχηανιχαλ προπερτιεσ. ϑοην. Χυρρεψ, α βιολογιστ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Ψορκ, ηασ µεα συρεδ τηε βενδινγ στρενγτη, ελαστιχιτψ ανδ φραχτυρε προπερτιεσ οφ τηε τωο µα τεριαλσ ανδ φουνδ σιγνι χαντ δι ερενχ εσ βετωεεν τηεµ. Ωηεν φορχε ισ απ πλιεδ αλονγ τηε λονγιτυδιναλ αξισ οφ βονε ανδ αντλερ σαµπλεσ, τηεψ σηοω νεαρλψ τηε σαµε βενδινγ ανδ χοµπρεσ σιϖε στρενγτησ. Βονε, ηοωεϖερ, ισ στι ερ ανδ µορε µινεραλιζεδ, ανδ σο ιτ ισ µορε υσινγ προχεδυρεσ σιµιλαρ το τηοσε πραχτιχεδ δυρινγ τηε Λατε Ιχε Αγε. Τηε ρεµαρκαβλε δυραβιλιτψ οφ τηισ ρεπλιχατεδ ωεαπον δεµονστρατεσ τηατ Χρο Μαγνον αρτισανσ ηαδ χονσιδεραβλε κνοωλεδγε αβουτ τηε µατεριαλσ τηεψ υσεδ ιν τηειρ δεσιγνσ. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

63 λικελψ το φραχτυρε ον ιµπαχτ. Τηε φαχτ τηατ Λατε Ιχε Αγε αρτισανσ δεϖελοπεδ σπεχι χ ωαψσ φορ ηανδλινγ αντλερ ανδ βονε δοεσ νοτ συγγεστ τηατ τηεψ κνεω ωηψ τηε τωο προδυχτσ περφορµεδ ασ τηεψ διδ. Βυτ, τηρουγη εξπεριενχε, τηεψ νο δουβτ ωουλδ ηαϖε αχχυµυλατεδ θυιτε α βιτ οφ κνοωλεδγε αβουτ ωηιχη οφ τηε τωο ωασ µορε συιταβλε φορ α γιϖεν τασκ. 84 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 ATLER SPLIT-BASED PIT Early Aurignacian (35,000 to 32,000 years ago) ATLER LZEGE-SHAPED PIT WITH SIMPLE BASE Aurignacian (32,000 to 29,000 years ago) TP VIEW ATLER SPIDLE-SHAPED PIT WITH SIMPLE BASE Late Aurignacian (30,000 to 28,000 years ago) BE PIT WITH BEVELED BASE Gravettian (25,000 to 22,000 years ago) ΣΠΕΑΡΠΟΙΝΤΣ χηανγεδ δραµατιχαλλψ δυρινγ τηε Λατε Ιχε Αγε ιν φορµ (πηοτογραπησ) ανδ ιν τηε ωαψ τηεψ ωερε ηαφτεδ οντο α σηαφτ (δραωινγσ). Τηε λατερ δεσιγνσ ωερε µορε εασιλψ ρεπαιρεδ. Σπινδλε σηαπεδ ποιντσ χουλδ βε ρεϖερσεδ ιφ τηε τιπ ωορε ουτ. Βεχαυσε τηε βεϖελσ οφ τηε βονε ποιντσ ωερε υνιφορµ, τηεψ χουλδ βε ιντερχηανγεδ. υρινγ τηε Αυριγναχιαν περιοδ, 40,000 το 28,000 ψεαρσ αγο (τηε εαρλιεστ περιοδ δυρινγ ωηιχη αν ατοµιχαλλψ µοδερν ηυµανσ ωερε λιϖινγ ιν ωεστερν Ευροπε), Χρο Μαγνον αρτισανσ πρεφερρεδ αντλερ φορ µακινγ ωεαπονσ. Τηεψ µαδε αντλερ σπεαρποιντσ ιν τηρεε συχχεσσιϖε δεσιγνσ. Τηε εαρλιεστ ονεσ ωερε λοζενγε σηαπεδ ποιντσ ωιτη σπλιτ βασεσ; τηεν, βεγιννινγ αρουνδ 30,000 ψεαρσ αγο, τηιχκερ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ ηαϖινγ ρουνδεδ βασεσ ωερε ιντροδυχεδ; ανδ 2,000 ψεαρσ αφτερ τηατ, σπινδλε σηαπεδ ποιντσ ωιτη γεντλψ ταπερεδ βασ εσ χαµε ιντο υσε. υρινγ τηε Γραϖεττιαν περιοδ, ωηιχη φολλοωεδ τηε Αυριγνα χιαν, Χρο Μαγνον αρτισανσ ιντροδυχεδ α φουρτη τψπε οφ σπεαρποιντ, ονε τηατ ωασ µαδε φροµ βονε ανδ ηαδ α βεϖελεδ βασε [σεε ιλλυστρατιον ατ λεφτ]. Ωηατ χριτερια γυιδεδ τηοσε ωηο φαση ιονεδ τηεσε ηιγηλψ ρεγυλαρ ποιντσ? Το τρψ το ανσωερ τηατ θυεστιον, Ι ρστ χον σιδερεδ ωηατ χηαραχτεριστιχσ τηεσε φουρ βασιχ ϖαριατιονσ σηαρε. Οφ νεχεσσιτψ, τηε ποιντσ αρε αλλ σηαπεδ σο τηατ τηεψ χαν πιερχε τηε ηιδε οφ αν ανιµαλ, πενετρατε µυσχλεσ ανδ ιντερναλ οργανσ, ανδ ιν ιχτ α λιφε τηρεατενινγ ωουνδ. Τηε σηαπεσ οφ τηε βασεσ, δεσπιτε τηειρ δισσιµιλαριτιεσ, ωερε αλσο φυνχτιοναλ. Χρο Μαγνον αρτι σανσ δεϖελοπεδ τηε δι ερεντ φορµσ σο τηατ τηε ποιντσ χουλδ βε ρµλψ φαστενεδ το τηε ωοοδεν σηαφτ ανδ τηυσ σταψ ατ ταχηεδ ον ιµπαχτ. Οφ χουρσε, τηε ωαψ α ποιντ ωασ ηαφτ εδ οντο ιτσ σηαφτ α εχτεδ τηε αεροδψ ναµιχσ οφ τηε σπεαρ ασ α ωηολε. Το αϖοιδ µακινγ τηε νισηεδ προδυχτ τοο ηεαϖψ ορ υνωιελδψ, Χρο Μαγνον ηυντερσ νεεδεδ το τακε ιντο αχχουντ ηοω φορχε φυλλψ τηε αϖεραγε ηυντερ χουλδ τηροω α σπεαρ. υρινγ τηε Λατε Ιχε Αγε, σπεαρσ ωερε ηυρλεδ ειτηερ βψ ηανδ ορ βψ ατλατλ, α ηανδηελδ στιχκ ωιτη α ηοοκ ατ ονε ενδ τηατ ωασ ινσερτεδ ιντο α σοχκετ ατ τηε ενδ οφ α σπεαρ. Πρεηιστοριχ ηυντερσ βεγαν υσινγ ατλατλσ ατ λεαστ ασ εαρλψ ασ 22,000 ψεαρσ αγο. Αλτηουγη αρχηαεολο γιστσ δεβατε τηε πρεχισε ρεασονσ ανχιεντ πεοπλε ηαδ φορ υσινγ ατλατλσ, τηεσε δε ϖιχεσ χλεαρλψ ινχρεασεδ τηε φορχε ανδ αχ χυραχψ ωιτη ωηιχη α ηυντερ χουλδ τηροω α σπεαρ. Αλλ φουρ ποιντσ, ωηετηερ τηροων βψ ηανδ ορ βψ ατλατλ, ωουλδ ηαϖε σερϖεδ εθυαλλψ ωελλ ασ τηε λετηαλ ενδ οφ α σπεαρ. Ωηψ διδ τηειρ δεσιγν χηανγε οϖερ τηε

64 χουρσε οφ τηε Λατε Ιχε Αγε? Ιν σεαρχη οφ αν εξπλανατιον, Ι χονδυχτεδ τωο σεριεσ οφ εξπεριµεντσ. Φιρστ, Ι υσεδ Λατε Ιχε Αγε προχεδυρεσ το µανυφαχτυρε βονε ανδ αντλερ σπεαρποιντσ ιν τηε λαβορατορψ. Ι ωασ αβλε το ρεχονστρυχτ στεπ βψ στεπ τηε προδυχτιον προχεσσ υσεδ βψ Χρο Μα γνονσ βεχαυσε αρχηαεολογιστσ ηαϖε βεεν φορτυνατε ενουγη το ρεχοϖερ σπεαρποιντσ ιν δι ερεντ σταγεσ οφ χοµπλετιον, ασ ωελλ ασ ωαστε ανδ βψ προδυχτσ φροµ τηε προχεσσ. Το χηεχκ τηατ µψ µετηοδ ωασ αχχυρατε, ατ εϖερψ οππορτυνιτψ Ι χοµ παρεδ τηε σχρατχηεσ ανδ οτηερ µαρκσ λεφτ ον τηε συρφαχε οφ µψ οβϕεχτσ ωιτη τηοσε φουνδ ον αρχηαεολογιχαλ σπεχι µενσ. Ιφ τηε µαρκσ διδ νοτ µατχη, Ι τριεδ αλτερνατιϖε τεχηνιθυεσ ορ τοολσ υντιλ τηεψ διδ αγρεε. Ι λιµιτεδ µψσελφ το υσινγ τοολσ µαδε ονλψ φροµ στονε, βονε ανδ αντλερ. Ιν τηε ενδ, Ι ωασ αβλε το φαβ ριχατε ποιντσ νεαρλψ ιδεντιχαλ το τηε γεν υινε αρτιφαχτσ φροµ εαχη περιοδ. Ιν τηε νεξτ σταγε οφ µψ εξπεριµεντσ, ωορκινγ ωιτη σεϖεραλ χολλεαγυεσ ον α σµαλλ φαρµ νεαρ Λεσ Εψζιεσ ιν τηε σουτη ωεστ ρεγιον οφ Φρανχε, Ι µεασυρεδ τηε αεροδψναµιχσ ανδ δυραβιλιτψ οφ τηε ρεπ λιχατεδ ποιντσ, ασ ωελλ ασ ηοω ρεαδιλψ τηεψ πενετρατεδ αν ανιµαλ σ ηιδε ανδ βονεσ. Ωε ηαφτεδ ουρ σπεαρποιντσ το ωοοδεν σηαφτσ υσινγ στριπσ οφ ανιµαλ ηιδε ανδ νατυραλ ρεσιν ανδ τηεν σηοτ τηεµ ιντο γοατ χαρχασσεσ συσπενδεδ ιν λιφελικε ποσιτιονσ. Φορ τηε πυρποσε οφ ουρ εξερχισεσ, ωε λαυνχηεδ τηε σπεαρσ υσινγ α χαλιβρατεδ χροσσβοω, ωηιχη αλ λοωεδ υσ το χοντρολ τηε σπεεδ ανδ φορχε ωιτη ωηιχη τηε σπεαρ ηιτ τηε ταργετ. Ωε χουλδ τηερεφορε βε χερταιν τηατ τηε κινετιχ ενεργψ οφ τηε σπεαρ ωουλδ βε χλοσε το τηατ οφ α σπεαρ τηροων ειτηερ βψ ηανδ ορ βψ ατλατλ. Ωε τεστεδ εαχη οφ ουρ σπεαρποιντσ σεϖεραλ τιµεσ ιν τηε ηοπεσ οφ βρεακινγ τηεµ. Ονε γοαλ οφ τηεσε τριαλσ ωασ το δετερµινε ωηετηερ βονε ανδ αντλερ ποιντσ βρεακ ιν τελλταλε ωαψσ. Μανψ Ιχε Αγε σπεαρποιντσ εξχαϖατεδ φροµ αρ χηαεολογιχαλ σιτεσ αρε δαµαγεδ, ανδ ιτ ισ οφτεν ιµποσσιβλε το τελλ ηοω, ορ εϖεν ωηεν, τηεψ βροκε. Ωε λεαρνεδ τηατ ιφ τηε ποιντσ ωερε δαµαγεδ ωηεν τηεψ ηιτ βονεσ ινσιδε τηε ταργετ, βονε ποιντσ υσυαλλψ βροκε αλονγ τηειρ µιδσεχτιον. Αντλερ σπεαρποιντσ, ηοωεϖερ, σηοωεδ δαµαγε ιν τηε φορµ οφ τρανσϖερσε σναπσ ονλψ νεαρ τηε τιπ. Φροµ συχη οβσερϖα τιονσ, ωε ωιλλ βε βεττερ αβλε το ϕυδγε ωηετηερ χερταιν ποιντσ βροκε δυρινγ µανυφαχτυρε ορ δυρινγ υσε ορ ωηετηερ ινστεαδ τηεψ ωερε χρυσηεδ ιν τηε γρουνδ λονγ αφτερ τηεψ ηαδ βεεν δεποσιτεδ. Ωε αλσο ρεχορδεδ ηοω µυχη δαµαγε τηε σπεαρποιντσ διδ το τηε βονεσ οφ τηε ανιµαλ. Ποιντσ µαδε φροµ βονε ανδ αντλερ ωερε φαρ µορε ρυγγεδ τηαν ωε ηαδ εξπεχτεδ. Ωηεν τηεψ εντερεδ τηε ΡΕΠΛΙΧΑΤΕ ΣΠΕΑΡΣ ωερε φορµεδ βψ ηαφτινγ ποιντσ (τηεσε αρε λοζενγε σηαπεδ) οντο σηαφτσ υσινγ ανιµαλ ηιδε ανδ νατυραλ ρεσιν. Χρο Μαγνον ηυντερσ µοστ λικελψ αππλιεδ ρεσιν το τηε σπεαρποιντ ανδ σηαφτ το ινχρεασε τηε αδηεσιον βετωεεν τηεµ. ανιµαλ ατ α φορχε εθυιϖαλεντ το τηατ οφ α σπεαρ ρελεασεδ φροµ αν ατλατλ, τηε ποιντσ οφτεν πασσεδ υνσχατηεδ τηρουγη ϖερτε βραε, ριβσ ανδ εϖεν φεµυρσ. Προδυχινγ βονε ανδ αντλερ σπεαρ ποιντσ σιµιλαρ το τηε Λατε Ιχε Αγε αρτιφαχτσ προϖεδ το βε νο σιµπλε τασκ. Ιν ουρ ε ορτσ, ιτ βεχαµε εϖερ µορε αππαρεντ τηατ εϖεν δυρινγ τηε εαρλιεστ πηασε οφ τηε Αυριγναχιαν, Λατε Ιχε Αγε ωορκερσ ηαδ µαστερεδ α ηιγηλψ χοηερεντ παρχελ οφ τεχηνιθυεσ. Οϖερ τιµε, τηειρ µετηοδσ χηανγεδ το µεετ τηε νεεδσ οφ Λατε Ιχε Αγε ηυντινγ ιν ιννοϖατιϖε ωαψσ. Ινδεεδ, ιτ σεεµσ φροµ ουρ εξερχισεσ τηατ τηε ωαψ ιν ωηιχη τηε σπεαρποιντσ χηανγεδ σηαπε οϖερ τιµε ο ερεδ µορε αδϖανταγεσ το ηυντερσ, ωηο ωερε οφτεν ον τηε µοϖε ωηεν ιν σεαρχη οφ γαµε. Τηε λατερ ποιντσ ωερε νοτ ονλψ λετηαλ, τηεψ ωερε αλσο µορε εασιλψ ρεπαιρεδ, ανδ δυρινγ τηε Γραϖεττιαν τηεψ ωερε ρεαδιλψ ιντερχηανγεαβλε ασ ωελλ. Ατ τηε βεγιννινγ οφ τηε Αυριγναχιαν, Χρο Μαγνον ηυντερσ µανυφαχτυρεδ σπλιτ βασεδ ποιντσ βψ σπλιττινγ ανδ ωεδγινγ σεχτιονσ οφ αντλερ. Το εξτραχτ α µορσελ οφ αντλερ, τηε αρτισανσ ηαλϖεδ α σεγµεντ οφ αντλερ αλονγ ιτσ λενγτη. Το µακε τηε σπλιτ ιν τηε βασε οφ τηε ποιντ, τηεψ γεντλψ στρυχκ α ωεδγε ηελδ αγαινστ α πλατφορµ χονστρυχτεδ ατ τηε βασε οφ τηε σπεαρποιντ. Τηεψ χοντρολλεδ τηε δι ρεχτιον ανδ λενγτη οφ τηε σπλιτ βψ σηαπ ινγ τηε ποιντ σο τηατ ιτ ωασ ωιδερ ανδ τηιχκερ ιν τηατ ρεγιον ωηερε τηε σπλιτ σηουλδ ενδ. Γιϖεν τηατ σπλιττινγ ανδ ωεδγινγ ωερε χοµµον τεχηνιθυεσ φορ φορµινγ σπεαρ ποιντσ, ιτ ισ νοτ συρπρισινγ τηατ τηε ηυντ ερσ αππαρεντλψ υσεδ ανοτηερ ωεδγινγ ταχτιχ το ηαφτ τηε σπλιτ βασεδ ποιντσ. Τηεψ ινσερτεδ τηε βασε οφ α σπεαρποιντ ιντο α U σηαπεδ σλοτ χυτ ιντο τηε ενδ οφ α ωοοδεν σηαφτ ανδ τηεν ωραππεδ τηε ασσεµβλψ υσινγ α λιγατυρε µαδε φροµ πλαντ ορ ανιµαλ βερ. Νεξτ τηεψ φορχεδ α σµαλλ ωεδγε µαδε φροµ αντλερ ορ ωοοδ ιντο τηε σπλιτ ιν τηε βασε οφ τηε ποιντ. Αρχηαεολογιστσ ηαϖε ρεχοϖερεδ αντλερ ωεδγεσ οφ τηισ κινδ φροµ ονε αρχηαεο λογιχαλ σιτε, τηε Αβρι Χαστανετ ιν τηε ςαλ λον δε Χαστελµερλε, Σεργεαχ, Φρανχε. Τηε ωεδγε τηεν σπλαψεδ τηε ωινγσ οφ τηε σπλιτ βασε οπεν ινσιδε τηε σηαφτ [σεε τοπ ιλλυστρατιονσ ον οπποσιτε παγε]. Α χοµβι νατιον οφ τηε φορχεσ αχτινγ βετωεεν τηε σηαφτ, τηε ποιντ, τηε ωεδγε ανδ τηε λιγα τυρε σεχυρεδ τηε ατταχηµεντ. Χυριουσλψ, δεσπιτε τηε χαρε ιτ τοοκ το εξεχυτε τηισ δεσιγν, τηε µακερσ οφ σπλιτ βασεδ ποιντσ δο νοτ σεεµ το ηαϖε βεεν πριµαριλψ χον χερνεδ ωιτη ρεπαιρινγ τηειρ προδυχτσ. Αλτηουγη µοστ σπλιτ βασεδ ποιντσ ηαϖε στανδαρδιζεδ, σψµµετριχαλ σηαπεσ, ρε ωορκεδ ποιντσ φουνδ ατ αρχηαεολογιχαλ σιτεσ αππεαρ υνβαλανχεδ, λοπσιδεδ ορ µισσηαπεν. Τηιρτψ τωο τηουσανδ ψεαρσ αγο, σπλιτ βασεδ ποιντσ συδδενλψ δισαππεαρεδ, ανδ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ ωιτη σιµπλε βασεσ τοοκ τηειρ πλαχε. Ιν χοντραστ το τηειρ φορερυννερσ, τηε λοζενγε σηαπεδ ποιντσ σεεµ το ηαϖε βεεν δεσιγνεδ σο τηατ τηεψ µιγητ βε ρεσηαρπενεδ. Το µακε λοζενγε σηαπεδ ποιντσ, τηε ηυντ ερσ χυτ α φραγµεντ οφ αντλερ ιν ηαλφ αλονγ ιτσ λενγτη. Τηε αρτισανσ σηαπεδ τηε συρ φαχεσ ανδ σιδεσ οφ τηε λοζενγε σηαπεδ ποιντ σεπαρατελψ, ασ τηεψ διδ ωηεν µακ ινγ σπλιτ βασεδ ποιντσ. Τηεψ τριµµεδ τηε σιδεσ οφ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ βψ σχραπινγ τηεµ λενγτηωισε. Τηεν τηεψ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

65 σχραπεδ τηε τοπ ανδ βοττοµ συρφαχεσ οφ τηε ποιντσ υντιλ τηεψ ωερε σµοοτη. Βεχαυσε τηε λοζενγε σηαπεδ ποιντσ αρε µυχη ωιδερ ιν τηε µιδδλε τηαν ατ ει τηερ ενδ, τηε σπεαρ σηαφτ προβαβλψ νεεδ εδ το βε σλοττεδ σο τηατ τηε γιρτη οφ τηε ποιντ χουλδ εξτενδ παστ τηε διαµετερ οφ τηε σηαφτ. Α σπεαρ σηαφτ ηαϖινγ α διαµ ετερ ασ ωιδε ασ α λοζενγε σηαπεδ ποιντ ωουλδ ηαϖε βεεν χυµβερσοµε το γρασπ ορ τηροω. Ι φουνδ τηατ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ ωερε λεσσ δι χυλτ το µακε βεχαυσε τηερε ωασ νο νεεδ το σπλιτ τηε βασε οφ τηε ποιντ ρστ. Μορεοϖερ, τηεσε ποιντσ χουλδ εασιλψ βε ρεσηαρπενεδ, ωιτηουτ εϖεν ρε µοϖινγ τηεµ φροµ τηε σηαφτ. Εϖερψ τιµε ωε σηαρπενεδ ονε οφ ουρ ποιντσ τηατ ηαδ βεεν δαµαγεδ ιν τηε ελδ, ιτσ φορµ φελλ ωιτηιν τηε ρανγε οφ ϖαριατιον φουνδ ιν τηε αρχηαεολογιχαλ σαµπλε. Τηερεφορε, τηε δεσιγν οφ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ µαψ ηαϖε βεεν α ρεσπονσε το α γροωινγ δεσιρε φορ εασιλψ µαινταινεδ ανδ ρευσ αβλε σπεαρποιντσ. Λοζενγε σηαπεδ ποιντσ γραδυαλλψ φαδεδ ουτ, ανδ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ εµεργεδ. Βοτη τηε Αυριγναχιαν λοζενγε ανδ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ ωερε υσυαλ λψ µαδε φροµ αντλερ, αλτηουγη οχχασιον αλλψ σοµε ωερε φασηιονεδ φροµ βονε ορ ιϖορψ ινστεαδ. Υνλικε τηε σπλιτ βασεδ ποιντσ, τηεψ βοτη ηαϖε σιµπλε βασεσ τηατ ταπερ γεντλψ το α βλυντ, ρουνδεδ ενδ. Τηε αρτισανσ, ηοωεϖερ, χουλδ µανυφαχ τυρε µορε σπινδλε σηαπεδ ποιντσ φροµ τηε σαµε αµουντ οφ αντλερ τηαν τηεψ χουλδ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ. Το φορµ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ, Χρο Μαγνονσ σχραπεδ α σεγµεντ οφ αντλερ αλονγ ιτσ λενγτη. Ρατηερ τηαν σµοοτηινγ τηε σιδεσ οφ τηε ποιντ σεπαρατελψ φροµ σηαπινγ τηε υππερ ανδ λοωερ συρφαχεσ, τηεψ ρε µοϖεδ µατεριαλ φροµ τηε εντιρε χιρχυµ φερενχε οφ τηε σπινδλε σηαπεδ ποιντ σι µυλτανεουσλψ. Ιν οτηερ ωορδσ, σπινδλε σηαπεδ ποιντσ ωερε φορµεδ ιν τηε ρουνδ. Τηε σπεαρ µακερ προβαβλψ ιν σερτεδ τηε ταπερεδ ενδσ οφ τηε σπινδλε σηαπεδ ποιντσ ιντο α σοχκετ ηολλοωεδ ιν τηε ενδ οφ τηε σηαφτ. Ιν τηισ ωαψ, τηε σπινδλε σηαπεδ ποιντσ χουλδ βε ηαφτεδ ϖερψ σιµπλψ, αγαιν µακινγ νο διστινχ τιον βετωεεν τηειρ συρφαχεσ ανδ σιδεσ. Τηε σψµµετριχαλ δεσιγν λοοκεδ εξαχτλψ τηε σαµε αλλ τηε ωαψ αρουνδ τηε περιµε τερ οφ τηε ποιντ ανδ τηε σηαφτ. Ωε ρεσηαρπενεδ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ ατταχηεδ το τηε σηαφτ ωιτη τηε σαµε εασε τηατ ωε εξπεριενχεδ ρεωορκ ινγ δαµαγεδ λοζενγε σηαπεδ ποιντσ. Μορεοϖερ, βεχαυσε τηε τωο ενδσ οφ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ αρε ιδεντιχαλ, α ρεωορκεδ σπινδλε σηαπεδ ποιντ χουλδ αλσο βε ρεχψχλεδ βψ τυρνινγ ιτ αρουνδ. Τηε οριγιναλ βασε ωουλδ τηεν σερϖε ασ α φρεση ποιντ. Ωηερεασ ονλψ ονε σιδε οφ α λοζενγε σηαπεδ ποιντ χουλδ ηαϖε βεεν ρευσεδ, βοτη σιδεσ οφ α σπινδλε σηαπεδ ποιντ χουλδ ηαϖε βεεν ρεσηαρπενεδ ρεπεατεδλψ. Σπινδλε σηαπεδ ποιντσ πρεϖαιλεδ φορ τηε ρεµαινδερ οφ τηε Αυριγναχιαν. Τηεν, δυρινγ τηε Γραϖεττιαν, τηερε αππεαρ σιν γλε βεϖελεδ ποιντσ µαδε φροµ λονγ βονεσ οφ λαργε µαµµαλσ ρατηερ τηαν φροµ αντλερσ. Τηε αρτισανσ βροκε τηε βονεσ ιντο λαργε σπλιντερσ ανδ σηαπεδ τηεµ το α γεντλψ ταπερεδ ποιντ βψ σχραπ ινγ τηεµ αλονγ τηειρ λενγτη. Νεξτ τηεψ ωηιττλεδ ορ σχραπεδ τηε ενδ οφ τηε πιεχε το φορµ τηε σλοπεδ βασε. Τηε Γραϖεττιαν δεσιγνερσ προβαβλψ βεϖελεδ ονε ενδ οφ α ωοοδεν σηαφτ ατ τηε σαµε ανγλε ασ τηε βεϖελ ον τηε βασε οφ τηε ποιντ. Τηε τωο φαχεσ, ποιντινγ τοωαρδ εαχη οτηερ, ωουλδ τηεν τ τογετηερ περφεχτλψ. Το ινχρεασε αδηεσιον, τηε σπεαρ µακερ αππλιεδ ρεσιν το εαχη οφ τηε βεϖελεδ συρφαχεσ. Ιν αδδιτιον, ον ϖιρτυαλλψ αλλ σινγλε βεϖ ελεδ ποιντσ, τηε συρφαχε οφ τηε βεϖελ ισ τεξτυρεδ ανδ µαρκεδ ειτηερ βψ τηε πορεσ οφ τηε ρεµαινινγ σπονγψ βονε ορ βψ πυρποσεφυλλψ σχορεδ γροοϖεσ. Τηισ ιρρεγ υλαρ συρφαχε φυρτηερ ινχρεασεδ τηε ηολδ βετωεεν τηε βασε ανδ τηε ενδ οφ τηε σηαφτ σµοοτη συρφαχεσ ωουλδ ηαϖε σλιδ αγαινστ εαχη οτηερ, ανδ τηε ποιντ χουλδ ηαϖε χοµε λοοσε ιν τηε ηαφτ. Τηε αρτισανσ σοµετιµεσ αττενεδ ανδ σχορεδ τηε σιδεσ οφ σινγλε βεϖελεδ ποιντσ ασ ωελλ, α φεατυρε τηατ προβαβλψ ηελπεδ το σεχυρε τηε λασηινγ ορ αδηεσιϖε εϖεν µορε. ΧΑΛΙΒΡΑΤΕ ΧΡΟΣΣΒΟΩ εναβλεδ εξπεριµεντερσ το χοντρολ τηε σπεεδ ανδ φορχε οφ α σπεαρ ιν ταργετ τριαλσ. Τηεψ σετ τηε χροσσβοω σο τηατ τηε κινετιχ ενεργψ οφ τηειρ σπεαρσ εθυαλεδ τηατ οφ α σπεαρ τηροων βψ ηανδ ορ βψ ατλατλ. Τηεψ χουλδ τηεν βε χερταιν τηατ τηε ρεπλιχατεδ ωεαπονσ ωουλδ νοτ ουτπερφορµ τηοσε υσεδ βψ πρεηιστοριχ ηυντερσ. 86 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Τηε σηιφτ φροµ αντλερ ποιντσ το βονε ποιντσ ισ παρτιχυλαρλψ χυρι ουσ. Γιϖεν τηατ αντλερ ισ α τουγη ερ ανδ µορε εξιβλε µατεριαλ τηαν βονε, σπεαρποιντσ µαδε φροµ αντλερ αρε λεσσ λικελψ το βρεακ. Μορεοϖερ, αχχορδινγ το τηε διφφερεντ µαννερ ιν ωηιχη αντλερ ανδ βονε ποιντσ φραχτυρε ωηεν τηεψ στρικε αν ανιµαλ ορ τηε γρουνδ, α βονε ποιντ λοσεσ µορε οφ ιτσ λενγτη ωιτη εαχη συχχεσσιϖε βρεακ. Αφτερ σεϖεραλ βρεακσ, α βονε ποιντ βεχοµεσ τοο σηορτ το βε ρεσηαρπενεδ. Τηερεφορε, ιτ χαννοτ βε ρεσηαρπενεδ ασ µανψ τιµεσ ασ χαν αν

66 ΑΤΛΑΤΛ µαδε φροµ ρεινδεερ αντλερ, δατεσ το τηε Μαγδαλενιαν (18,000 το 11,000 ψεαρσ αγο) ανδ ωασ ρεχοϖερεδ φροµ τηε χαϖε οφ Ενλ νε ιν Φρανχε. Τηε ηοοκ αγαινστ ωηιχη τηε ενδ οφ α σπεαρ ωουλδ ρεστ ισ ιν τηε φορµ οφ α βιρδ. Ανοτηερ βιρδ ισ χαρϖεδ ιν βασ ρελιεφ αλονγ τηε ηανδλε. Περηαπσ α πιεχε οφ ιϖορψ ορ στονε ωασ ατ ονε τιµε ινσερτεδ ιντο τηε ηανδλε το φορµ τηε βιρδ σ εψε. αντλερ ποιντ οφ τηε σαµε οριγιναλ λενγτη. Ιν δεσιγνινγ σινγλε βεϖελεδ ποιντσ, ηοωεϖερ, τηε αρτισανσ διδ ιν φαχτ υσε βονε ιν τηε βεστ ωαψ ποσσιβλε το αϖοιδ βρεακαγε. Τηεψ υσεδ σεγµεντσ οφ βονε νεαρ τηε επιπηψσεσ, τηε ενδσ οφ α λονγ βονε. Επιπηψσεαλ βονε εξηιβιτσ µορε υνιφορµ µεχηανιχαλ προπερτιεσ τηαν δοεσ τηε µατεριαλ φουνδ αλονγ τηε µιδ δλε οφ α λονγ βονε, ρεγαρδλεσσ οφ τηε δι ρεχτιον ιν ωηιχη ιτ εξπεριενχεσ στρεσσ. Ασ α ρεσυλτ, τηισ βονε ωουλδ ηαϖε βεεν λεσσ λικελψ το φραχτυρε δυρινγ ιµπαχτ, πενετρατιον ανδ ανψ συβσεθυεντ µοϖε µεντ οφ τηε ωουνδεδ ανιµαλ. Μορε οϖερ, σινγλε βεϖελεδ ποιντσ ατταχηεδ το α ωοοδεν σηαφτ αρε µορε στρεαµλινεδ τηαν αρε τηειρ αντλερ πρεδεχεσσορσ, οφ φερινγ ψετ ανοτηερ αδϖανταγε. Ινδεεδ, τηε χροσσ σεχτιοναλ σηαπε οφ συχη α σπεαρ ρεµαινσ τηε σαµε αλονγ ιτσ εντιρε λενγτη, α χηαραχτεριστιχ τηατ µαξιµιζεσ ιτσ ελαστιχ ρεσιλιενχε. Ιν ουρ εξπεριµεντσ, ωε ηαδ νο δι χυλτψ ρετοολινγ βροκεν σινγλε βεϖελεδ ποιντσ ωηιλε τηεψ ωερε στιλλ ατταχηεδ το τηε σηαφτ, ασ ωασ τηε χασε φορ λοζενγε ανδ σπινδλε σηαπεδ ποιντσ. Ασ εϖιδενχε τηατ Γραϖεττιαν ηυντερσ ϖαλυεδ τηισ χηαρ αχτεριστιχ, αρχηαεολογιστσ ηαϖε φουνδ βροκεν σινγλε βεϖελεδ ποιντσ φροµ σεϖ εραλ Ιχε Αγε σιτεσ τηατ λοοκ ασ τηουγη σοµεονε ηαδ βεεν ιν τηε προχεσσ οφ ρε σηαρπενινγ τηεµ. Αλσο, ιφ τηε σινγλε βεϖελεδ βασε οφ α σπεαρποιντ ωασ δαµ αγεδ, ωε φουνδ τηατ ανοτηερ βεϖελ χουλδ ρεαδιλψ βε µαδε ον τηε ρεµαινινγ παρτ οφ τηε σηαφτ το αχχοµµοδατε τηε νεω ηαφτ. Σιγνι χαντλψ, τηε ανγλε οφ τηε βεϖ ελ ωασ ηιγηλψ στανδαρδιζεδ. Τηισ υνι φορµιτψ µεαντ τηατ τηε σαµε σπεαρ σηαφτ χουλδ ηοστ α νυµβερ οφ ρεσηαρπενεδ ορ νεω ποιντσ. Α ηυντερ χουλδ χαρρψ σπαρε ποιντσ ανδ ρεπλαχε α βροκεν ποιντ ωηιλε αωαψ φροµ ηοµε ον α ηυντινγ εξπεδι τιον. Οφ χουρσε, τηε φεω στονε τοολσ νεεδεδ το ρεπαιρ α βροκεν ποιντ χουλδ αλσο βε τακεν αλονγ. Τηεσε φουρ τψπεσ οφ σπεαρποιντσ αρε βυτ α σµαλλ φραχτιον οφ τηε µψριαδ κινδσ τηατ ηυντερσ µανυφαχτυρεδ δυρινγ τηε Λατε Ιχε Αγε. Ιν αδδιτιον το βονε ανδ αντλερ ποιντσ, σεϖεραλ τψπεσ οφ ποιντσ ωερε µαδε φροµ στονε ασ ωελλ. Ατ σιτεσ δατινγ το τηε Γραϖεττιαν ιν σουτηερν Γερµανψ, αρχηαεολογιστσ ηαϖε φουνδ χολλεχτιονσ οφ ποιντσ µαδε φροµ µαµ µοτη ριβσ. Ιν αδδιτιον, ιτ αππεαρσ τηατ ΟΣΣΕΟΥΣ ΠΡΟϑΕΧΤΙΛΕ ΠΟΙΝΤΣ: ΒΙΟΛΟΓΙΧΑΛ ΧΟΝΣΙ ΕΡΑΤΙΟΝΣ ΑΦΦΕΧΤΙΝΓ ΡΑΩ ΜΑΤΕ ΡΙΑΛ ΣΕΛΕΧΤΙΟΝ ΑΝ ΕΣΙΓΝ ΑΜΟΝΓ ΠΑ ΛΕΟΛΙΤΗΙΧ ΑΝ ΠΑΛΕΟΙΝ ΙΑΝ ΠΕΟΠΛΕΣ. Ρ. αλε Γυτηριε ιν Ανιµαλσ ανδ Αρχηαε ολογψ, ςολ. 1: Ηυντερσ ανδ Τηειρ Πρεψ. Εδιτεδ βψ ϑυλιετ Χλυττον Βροχκ ανδ Χαρο λινε Γριγσον. ΒΑΡ Ιντερνατιοναλ Σεριεσ 163, παγεσ ; ΤΗΕ ΟΠΤΙΜΑΛ ΕΣΙΓΝ ΟΦ ΗΥΝΤΙΝΓ ΩΕΑΠ ΟΝΣ: ΜΑΙΝΤΑΙΝΑΒΙΛΙΤΨ ΟΡ ΡΕΛΙΑΒΙΛΙΤΨ. Πετερ Βλεεδ ιν Αµεριχαν Αντιθυιτψ, ςολ. 51, Νο. 4, παγεσ ; Οχτοβερ ςισυαλ ΤΗΙΝΚΙΝΓ ΙΝ ΤΗΕ ΙΧΕ ΑΓΕ. Ραν δαλλ Ωηιτε ιν Σχιεντιφιχ Αµεριχαν, ςολ. 261, Νο. 1, παγεσ 92 99; ϑυλψ ΗΥΝΤΕΡΣ ΟΦ ΤΗΕ ΡΕΧΕΝΤ ΠΑΣΤ. Εδιτεδ βψ ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ηυντερσ εϖεντυαλλψ δεϖελοπεδ µορε σο πηιστιχατεδ ηαφτινγ µεχηανισµσ τηατ ωερε δεσιγνεδ σο τηατ τηε ποιντ ωουλδ δεταχη φροµ τηε σηαφτ ωηεν ιτ ηιτ α ταρ γετ. Λεφτ ινσιδε τηε ανιµαλ, τηε ποιντ χουλδ ηαϖε χαυσεδ εϖεν µορε ιντερναλ δαµαγε. Ινδεεδ, δυρινγ δι ερεντ περιοδσ οφ τηε Λατε Ιχε Αγε, αρτισανσ εξπλορεδ α νυµβερ οφ στρατεγιεσ το φορµ λετηαλ σπεαρποιντσ. Ιν τηειρ ϖαριουσ δεσιγνσ, ωε χαν σεε διστινχτ σολυτιονσ το τηε σαµε προβλεµ τηατ οφ µανυφαχτυρινγ ηιγηλψ ε εχτιϖε ωεαπονσ. Βψ χοντινυινγ το ρεπροδυχε τηεσε ωεαπονσ ανδ το τεστ τηειρ περφορµανχε χαπαβιλιτιεσ, ωε χαν ρεαχη α φυλλερ υνδερστανδινγ οφ τηε µαννερ ιν ωηιχη ουρ ανχεστορσ ταχκλεδ τηε χηαλλενγεσ τηατ ηυντινγ πρεσεντεδ. Λεσλιε Β. αϖισ ανδ Βριαν Ο. Κ. Ρεεϖεσ. Υνωιν Ηψµαν, ΒΕΦΟΡΕ ΛΑΣΧΑΥΞ: ΤΗΕ ΧΟΜΠΛΕΞ ΡΕΧΟΡ ΟΦ ΤΗΕ ΕΑΡΛΨ ΥΠΠΕΡ ΠΑΛΕΟΛΙΤΗΙΧ. Εδιτ εδ βψ Ηειδι Κνεχητ, Αννε Πικε Ταψ ανδ Ρανδαλλ Ωηιτε. ΧΡΧ Πρεσσ, ΗΥΝΤΙΝΓ ΑΝ ΑΝΙΜΑΛ ΕΞΠΛΟΙΤΑΤΙΟΝ ΙΝ ΤΗΕ ΛΑΤΕΡ ΠΑΛΕΟΛΙΤΗΙΧ ΑΝ ΜΕΣΟΛΙΤΗ ΙΧ ΟΦ ΕΥΡΑΣΙΑ. Εδιτεδ βψ Γ. Λ. Πετερκιν, Η. Μ. Βριχκερ ανδ Π. Μελλαρσ. Αρχηεολογ ιχαλ Παπερσ οφ τηε Αµεριχαν Αντηροπο λογιχαλ Ασσοχιατιον, Νο. 4; ΣΠΕΑΡΣ, ΑΡΤΣ, ΑΝ ΑΡΡΟΩΣ: ΛΑΤΕ ΩΟΟ ΛΑΝ ΗΥΝΤΙΝΓ ΤΕΧΗΝΙΘΥΕΣ ΙΝ ΤΗΕ ΥΠΠΕΡ ΟΗΙΟ ςαλλεψ. Μιχηαελ Σηοττ ιν Αµεριχαν Αντιθυιτψ, ςολ. 58, Νο. 3, παγεσ ; ϑυλψ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

67 ΤΡΕΝ Σ ΙΝ ΝΕΥΡΟΣΧΙΕΝΧΕ Χαν Σχιενχε Εξπλαιν Χονσχιουσνεσσ? βψ ϑοην Ηοργαν, σενιορ ωριτερ Ωηατ ωασ ονχε τηε γρεατεστ µψστερψ οφ βιολογψ, τηε ηυµαν βραιν, ισ γραδυαλλψ ψιελδινγ ιτσ σεχρετσ. Ινϖεστιγατορσ αρε προβινγ ιτσ δεεπεστ ρεχεσσεσ ωιτη ινχρεασινγλψ ποωερφυλ τοολσ, ρανγινγ φροµ µιχροελεχτροδεσ, ωηιχη χαν δισχερν τηε σθυεακσ οφ ινδιϖιδυαλ νευρονσ, το µαγνετιχ ρεσονανχε ιµαγινγ ανδ ποσιτρον εµισσιον τοµογραπηψ, ωηιχη χαν αµ πλιφψ τηε χορτιχαλ σψµπηονψ εϖοκεδ βψ, σαψ, ϖιεωινγ Γεοργεσ Σευρατ σ Λα Γρανδε ϑαττε ορ σνι νγ βαρβεχυεδ σπαρεριβσ. Ωιτη τηεσε ανδ οτηερ τεχηνιθυεσ, ρεσεαρχηερσ ηαϖε βεγυν ελυ χιδατινγ τηε πηψσιολογιχαλ προχεσσεσ υνδερλψ ινγ συχη φαχετσ οφ τηε µινδ ασ µεµορψ, περ χεπτιον, λεαρνινγ ανδ λανγυαγε. Εµβολδενεδ βψ τηεσε αχηιεϖεµεντσ, α γροω ινγ νυµβερ οφ σχιεντιστσ ηαϖε δαρεδ το αδδρεσσ ωηατ ισ σιµυλτανεουσλψ τηε µοστ ελυσιϖε ανδ ινεσχαπαβλε οφ αλλ πηενοµενα: χονσχιουσνεσσ, ουρ ιµµεδιατε, συβϕεχτιϖε αωαρενεσσ οφ τηε ωορλδ ανδ οφ ουρσελϖεσ. Φρανχισ Χριχκ σηουλδ ρεχειϖε µυχη οφ τηε χρεδιτ ορ βλαµε φορ τηε τρενδ. Χριχκ, ωηο σηαρεδ α Νοβελ Πριζε φορ τηε δισχοϖερψ οφ ΝΑ σ στρυχτυρε ιν 1953, τυρνεδ το νευροσχιενχε σηορτλψ αφτερ ηε µοϖεδ φροµ Εν γλανδ το τηε Σαλκ Ινστιτυτε φορ Βιολογιχαλ Στυδ ιεσ ιν Σαν ιεγο αλµοστ 20 ψεαρσ αγο. ϑυστ ασ ονλψ τηε λατε Ριχηαρδ Μ. Νιξον, φαµουσ φορ ηισ ρεδ βαιτινγ, χουλδ ρεεσταβλιση ρελατιονσ ωιτη χοµµυνιστ Χηινα, σο ονλψ Χριχκ, ωηο ποσσεσσ εσ α νοτοριουσλψ ηαρδ νοσε, χουλδ µακε χον σχιουσνεσσ α λεγιτιµατε συβϕεχτ φορ σχιενχε. Ιν 1990 Χριχκ ανδ Χηριστοφ Κοχη, α ψουνγ νευ ροσχιεντιστ ατ τηε Χαλιφορνια Ινστιτυτε οφ Τεχη νολογψ ωηο χολλαβορατεσ χλοσελψ ωιτη Χριχκ, προ χλαιµεδ ιν Σεµιναρσ ιν τηε Νευροσχιενχεσ τηατ τηε τιµε ωασ ριπε φορ αν ασσαυλτ ον χονσχιουσ νεσσ. Τηεψ ρεϕεχτεδ τηε βελιεφ οφ µανψ οφ τηειρ χολλεαγυεσ τηατ χονσχιουσνεσσ χαννοτ βε δε νεδ, λετ αλονε στυδιεδ. Χονσχιουσνεσσ, τηεψ αργυεδ, ισ ρεαλλψ σψνονψµουσ ωιτη αωαρενεσσ, ανδ αλλ φορµσ οφ αωαρενεσσ ωηετηερ ινϖολϖ ινγ οβϕεχτσ ιν τηε εξτερναλ ωορλδ ορ ηιγηλψ αβ στραχτ, ιντερναλ χονχεπτσ σεεµ το ινϖολϖε τηε σαµε υνδερλψινγ µεχηανισµ, ονε τηατ χοµ βινεσ αττεντιον ωιτη σηορτ τερµ µεµορψ. Χοντραρψ το τηε ασσυµπτιονσ οφ χογνιτιϖε σχι εντιστσ, πηιλοσοπηερσ ανδ οτηερσ, Χριχκ ανδ Κοχη ασσερτεδ, ονε χαννοτ ηοπε το αχηιεϖε τρυε υνδερστανδινγ οφ χονσχιουσ νεσσ ορ ανψ οτηερ µενταλ πηε νοµενον βψ τρεατινγ τηε βραιν ασ α βλαχκ βοξ τηατ ισ, αν οβ ϕεχτ ωηοσε ιντερναλ στρυχτυρε ισ υνκνοων ανδ εϖεν ιρρελε ϖαντ. Ονλψ βψ εξαµινινγ νευ ρονσ ανδ τηε ιντεραχτιονσ βε τωεεν τηεµ χουλδ σχιεντιστσ αχχυµυλατε τηε κινδ οφ εµπιρ ιχαλ, υναµβιγυουσ κνοωλεδγε τηατ ισ ρεθυιρεδ το χρεατε τρυλψ σχιεντι χ µοδελσ οφ χονσχιουσ νεσσ, µοδελσ αναλογουσ το τηοσε τηατ εξπλαιν τρανσµισ σιον οφ γενετιχ ινφορµατιον βψ µεανσ οφ ΝΑ. Χριχκ ανδ Κοχη υργεδ τηατ ινϖεστιγατορσ φοχυσ ον ϖισυαλ αωαρενεσσ, σινχε τηε ϖισυαλ σψστεµ ηασ αλρεαδψ βεεν ωελλ µαππεδ ιν βοτη ανιµαλσ ανδ ηυµανσ. Ιφ ρεσεαρχηερσ χουλδ νδ τηε νευραλ µεχηανισµσ υνδερλψινγ τηισ φυνχτιον, τηεψ µιγητ υνραϖελ µορε χοµπλεξ ανδ συβτλε πηενοµενα, συχη ασ σελφ αωαρενεσσ, τηατ µαψ βε υνιθυε το ηυµανσ (ανδ τηερε φορε µυχη µορε δι χυλτ το στυδψ ατ τηε νευραλ λεϖελ). Ωε µαψ εϖεν χοµπρεηενδ ωηψ ωε ηαϖε τηε παραδοξιχαλ σεν σατιον οφ φρεε ωιλλ, αν ινεραδι χαβλε σενσε τηατ ουρ µινδσ εξ ιστ ινδεπενδεντλψ οφ ανδ εξερτ χοντρολ οϖερ ουρ βοδιεσ. Χριχκ ελαβορατεσ ον τηεσε ιδεασ ιν Τηε Αστονισηινγ Ηψποτηεσισ, α βοοκ πυβλισηεδ τηισ ψεαρ ανδ δεδιχατεδ το Κοχη. Χριχκ σ εξηορτατιονσ ηαϖε ηελπεδ ινχιτε αν ιν τελλεχτυαλ σταµπεδε ιν ωηιχη µαινστρεαµ ρε σεαρχηερσ ϕοστλε ωιτη πηιλοσοπηερσ, χοµπυτερ σχιεντιστσ, πσψχηιατριστσ ανδ οτηερ διστινχτλψ εξ οτιχ σπεχιεσ τηιρστινγ φορ ινσιγητσ ιντο τηε µινδ. Μεετινγσ αρε προλιφερατινγ. Ιν Απριλ µορε τηαν 300 ινϖεστιγατορσ γατηερεδ ατ τηε Υνιϖερ σιτψ οφ Αριζονα Ηεαλτη Σχιενχεσ Χεντερ ιν Τυχ σον φορ α µεετινγ εντιτλεδ Τοωαρδ α Σχιεντι χ 88 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

68 What is consciousness? Can neurobiology explain it, or as some philosophers argue does this most elusive and inescapable of all phenomena lie beyond experiment s reach? Βασισ φορ Χονσχιουσνεσσ. Τηε αννυαλ χονφερ ενχε οφ τηε Σοχιετψ φορ Νευροσχιενχε, τηε ελδ σ λαργεστ ανδ µοστ πρεστιγιουσ µεετινγ, ωιλλ ηοστ ιτσ ρστ σψµποσιυµ ον χονσχιουσνεσσ ωηεν ιτ χονϖενεσ ιν Μιαµι ιν Νοϖεµβερ. Νεω πυβλιχα τιονσ ηαϖε σπρυνγ υπ το φεεδ τηε βυργεονινγ ιντερεστ, ινχλυδινγ Πσψχηε, αν Ε µαιλ ϕουρναλ βασεδ ιν Αυστραλια, ανδ ϑουρναλ οφ Χονσχιουσ νεσσ Στυδιεσ, α Βριτιση θυαρτερλψ σχηεδυλεδ φορ λαυνχηινγ τηισ συµµερ. Οφ χουρσε, νευροσχιεντιστσ αρε στιλλ φαρ φροµ αγρεεινγ ον ηοω χονσχιουσνεσσ σηουλδ βε στυδ ΦΡΑΝΧΙΣ ΧΡΙΧΚ οφ τηε Σαλκ Ινστιτυτε φορ Βιολογιχαλ Στυδ ιεσ ηασ σπυρρεδ ιντερεστ ιν χονσχιουσνεσσ βψ δεχλαρινγ ιτ το βε α λεγιτιµατε συβϕεχτ φορ σχιενχε. ιεδ ορ εϖεν δε νεδ. Ονε προµινεντ ωορκερ χλαιµσ το ηαϖε αλρεαδψ σολϖεδ χονσχιουσνεσσ: Γεραλδ Μ. Εδελµαν οφ τηε Σχριππσ Ρεσεαρχη Ιν στιτυτε, ωηο σηαρεδ α Νοβελ Πριζε ιν 1972 φορ ρεσεαρχη ον αντιβοδιεσ. Εδελµαν χοντενδσ τηατ ουρ σενσε οφ αωαρενεσσ στεµσ φροµ α προχεσσ ηε χαλλσ νευραλ αρωινισµ, ιν ωηιχη γρουπσ οφ νευρονσ χοµπετε ωιτη ονε ανοτηερ το χρεατε ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

69 αν ε εχτιϖε ρεπρεσεντατιον οφ τηε ωορλδ. Εδελµαν ηασ προµυλγατεδ τηισ τηεορψ ιν α σεριεσ οφ βοοκσ µοστ ρεχεντλψ, Βριγητ Αιρ, Βριλλιαντ Φιρε, πυβλισηεδ ιν Χριχκ ηασ αχχυσεδ Εδελµαν οφ δρεσσινγ υπ ιδεασ τηατ αρε νοτ τερ ριβλψ οριγιναλ ιν αν ιδιοσψνχρατιχ ανδ οβσχυρε ϕαργον. Μοστ νευρο σχιεντιστσ αγρεε ωιτη τηισ ασσεσσ µεντ (ανδ νδ λυδιχρουσ τηε συγ γεστιον ιν α ρεχεντ Νεω Ψορκερ µαγαζινε προ λε τηατ Εδελµαν µιγητ γαρνερ α σεχονδ Νοβελ Πριζε φορ τηισ ωορκ). Βυτ εϖεν τηοσε ωηο αδµιρε Χριχκ σ ε ορτσ συσπεχτ ηισ ουτλοοκ µιγητ βε τοο ναρροω. Γερ αλδ. Φισχηβαχη οφ Ηαρϖαρδ Υνι ϖερσιτψ, α φορµερ πρεσιδεντ οφ τηε Σοχιετψ φορ Νευροσχιενχε, σαψσ τηατ ιτ ισ νοτ χλεαρ ωηετηερ τηε κινδ οφ ελεχτροπηψσιολογιχαλ τηεορψ χαλλεδ φορ βψ Χριχκ ωουλδ συ χε το εξπλαιν χονσχιουσνεσσ, ιν τηε σενσε τηατ δισχοϖερινγ τηε στρυχτυρε οφ ΝΑ αχχουντεδ φορ ηερεδιτψ. Ι δον τ τηινκ τηε ελδ ισ µατυρε ενουγη το ανσωερ τηατ θυεστιον ψετ, ηε σαψσ. Τηε Νεω Μψστεριανσ Τοµασο Πογγιο οφ τηε Μασσα χηυσεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ, αν αυτηοριτψ ον περχεπτιον ωηο ωασ Κοχη σ τηεσισ αδϖισερ, τηινκσ Χριχκ µαψ πλαχε τοο µυχη εµπηα σισ ον µεχηανισµσ τηατ µιγητ χο ορδινατε, ορ βινδ τογετηερ, τηε ρινγσ οφ νευρονσ ρεσπονδινγ το α ϖισυαλ σχενε. Χονϖερσελψ, Χριχκ µαψ υνδυλψ νεγλεχτ τηε ρολε τηατ τηε βραιν σ πλαστιχιτψ, ορ αβιλιτψ το χηανγε ιτσ χιρχυιτρψ, µιγητ πλαψ ιν χρεατινγ χονσχιουσνεσσ ανδ οτη ερ ασπεχτσ οφ τηε µινδ, αχχορδινγ το Πογγιο. Αντονιο Ρ. αµασιο οφ τηε Υνι ϖερσιτψ οφ Ιοωα, ωηο µαπσ ουρ µενταλ φαχυλτιεσ βψ στυδψινγ βραιν δαµαγεδ πατιεντσ, ηολδσ τηατ βεχαυσε α τηεορψ οφ χονσχιουσνεσσ µυστ σηοω ηοω εαχη οφ υσ αχθυιρεσ α σενσε οφ σελφ, ιτ µυστ τακε ιντο αχχουντ νοτ ϕυστ τηε βραιν βυτ τηε εντιρε βοδψ. αµασιο αλσο βελιεϖεσ τηατ βεχαυσε χονσχιουσνεσσ ισ σηαπεδ βψ αν ινδιϖιδυαλ σ ιντεραχτιονσ ωιτη τηε ενϖι ρονµεντ ανδ ωιτη οτηερ πεοπλε, α νευ ραλ µοδελ οφ χονσχιουσνεσσ ωιλλ προβα βλψ ηαϖε το βε συππλεµεντεδ βψ χογνι τιϖε ανδ σοχιαλ τηεοριεσ. Ασ νευροσχιεντιστσ δεβατε τηεσε ισ συεσ αµονγ τηεµσελϖεσ, οτηερσ ηαϖε χηαλλενγεδ ωηετηερ χονϖεντιοναλ νευ ροσχιενχε δεσπιτε ιτσ συχχεσσ ιν ιλλυµι νατινγ οτηερ αττριβυτεσ οφ τηε µινδ χαν εϖερ αχχουντ φορ χονσχιουσνεσσ. Μεµβερσ οφ τηισ εχλεχτιχ γρουπ ηαιλ πρι µαριλψ φροµ τραδιτιονσ ουτσιδε µαιν στρεαµ νευροσχιενχε, συχη ασ πηψσιχσ ΗΑΡ ΧΟΡΕ ΜΨΣΤΕΡΙΑΝ Χολιν ΜΧΓινν, α πηιλοσ οπηερ ατ Ρυτγερσ Υνιϖερσιτψ, βελιεϖεσ χονσχιουσ νεσσ ανδ ιτσ αττενδαντ χονυνδρυµσ, συχη ασ φρεε ωιλλ, αρε µψστεριεσ τοο προφουνδ φορ ηυµανσ το πλυµβ, σχιεντι χαλλψ ορ οτηερωισε. ανδ πηιλοσοπηψ. Συχη ινδιϖιδυαλσ οφτεν σεεµ λεσσ ιντερεστεδ ιν χλαριφψινγ χον σχιουσνεσσ τηαν ιν µψστιφψινγ ιτ. Φορ τηατ ρεασον, Οωεν Φλαναγαν, α πηιλοσο πηερ ατ υκε Υνιϖερσιτψ, ηασ δυββεδ σοµε δουβτερσ τηε νεω µψστεριανσ (αφτερ τηε 1960σ ροχκ γρουπ Θυεστιον Μαρκ ανδ τηε Μψστεριανσ, ωηο περ φορµεδ τηε ηιτ σονγ 96 Τεαρσ ). Ονε χοντινγεντ οφ µψστεριανσ, ωηοσε µοστ προµινεντ µεµβερ ισ Ρογερ Πεν ροσε, α πηψσιχιστ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Οξφορδ, προποσεσ τηατ τηε µψστεριεσ οφ τηε µινδ µυστ βε ρελατεδ το τηε µψσ τεριεσ οφ θυαντυµ µεχηανιχσ, ωηιχη γενερατεσ νονδετερµινιστιχ ε εχτσ τηατ χλασσιχαλ τηεοριεσ οφ πηψσιχσ (ανδ νευ ροσχιενχε) χαννοτ. Αλτηουγη ατ ρστ ιγ νορεδ ανδ τηεν δεριδεδ βψ χονϖεντιον αλ νευροσχιεντιστσ, τηισ αλτερνατιϖε ηασ στεαδιλψ ωον ποπυλαρ αττεντιον τηρουγη Πενροσε σ ε ορτσ. Ανοτηερ γρουπ οφ µψστεριανσ, ωηιχη χονσιστσ φορ τηε µοστ παρτ οφ πηιλοσο πηερσ, δουβτσ ωηετηερ ανψ τηεορψ βασεδ ον στριχτλψ µατεριαλιστιχ ε εχτσ θυαν τυµ ορ χλασσιχαλ χαν τρυλψ εξπλαιν ηοω ανδ ωηψ ωε ηυµανσ ηαϖε α συβϕεχτιϖε εξπεριενχε οφ τηε ωορλδ. Τηε θυεστιον ισ, ηοω χαν ανψ πηψσιχαλ σψστεµ ηαϖε α χονσχιουσ στατε? σαψσ ϑερρψ Α. Φοδορ, α πηιλοσοπηερ ατ Ρυτγερσ Υνιϖερσιτψ. Σχιεντιστσ ωηο τηινκ σχιενχε αλονε χαν ανσωερ τηατ θυεστιον δον τ ρεαλλψ υνδερ στανδ ιτ, Φοδορ δεχλαρεσ. Νονε οφ τηεσε πηιλοσοπηερσ αδ ϖοχατεσ δυαλισµ, α πηιλοσοπηψ τηατ ηολδσ τηατ τηε µινδ εξιστσ ινδεπενδεντλψ οφ ανδ χαν ιν υ ενχε µαττερ. Βυτ τηεψ ρεϕεχτ τηε ηαρδ χορε µατεριαλισµ οφ Χριχκ, ωηο χλαιµσ ιν ηισ νεω βοοκ τηατ ψουρ ϕοψσ ανδ ψουρ σορροωσ, ψουρ µεµοριεσ ανδ ψουρ αµβιτιονσ, ψουρ σενσε οφ περσοναλ ιδεντιτψ ανδ φρεε ωιλλ, αρε ιν φαχτ νο µορε τηαν τηε βεηαϖιορ οφ α ϖαστ ασ σεµβλψ οφ νερϖε χελλσ ανδ τηειρ ασσοχιατεδ µολεχυλεσ. Συχη α φραµεωορκ, τηεψ σαψ, ισ ιναδε θυατε φορ χοµπρεηενδινγ µενταλ πηενοµενα. Σοµε οτηερ τηεορψ ισ ρεθυιρεδ το µακε τηε ρελατιον βετωεεν µαττερ ανδ µινδ τρανσ παρεντ, ασ τηε πηιλοσοπηερ Τηο µασ Ναγελ οφ Νεω Ψορκ Υνιϖερσι τψ ηασ πυτ ιτ. Βοτη τηεσε πηιλοσοπηιχαλ ϖιεωσ ανδ τηε θυαντυµ χονσχιουσνεσσ τηεοριεσ αρε ρεϕεχτεδ βψ Τερρενχε ϑ. Σεϕνοωσκι, α νευραλ νετωορκ ρε σεαρχηερ ατ τηε Σαλκ Ινστιτυτε. Ι χαλλ τηεσε αργυµεντσ φροµ ιγνο ρανχε, σαψσ Σεϕνοωσκι, ωηο ρεγ υλαρλψ σηαρεσ τεα ωιτη Χριχκ ανδ αππλαυδσ ηισ ε ορτσ το µακε χον σχιουσνεσσ α σχιεντι χ συβϕεχτ. Σεϕνοωσκι τηινκσ τηατ βψ φολλοωινγ Χριχκ σ στριχτ προγραµ νευροσχιεντιστσ µιγητ αχτυαλλψ γετ σοµεωηερε ιν αδ δρεσσινγ βιολογψ σ µοστ προφουνδ ριδ δλε. Ποιντινγ ουτ τηατ λιφε ονχε σεεµεδ ιµποσσιβλψ χοµπλεξ βεφορε τηε δισχοϖ ερψ οφ ΝΑ σ στρυχτυρε ρεϖεαλεδ ηοω ιν φορµατιον ισ πασσεδ φροµ ονε γενερα τιον το ανοτηερ Σεϕνοωσκι αργυεσ τηατ µυχη οφ τηε µψστερψ ϖειλινγ τηε µινδ ωιλλ εϖαπορατε ονχε σχιεντιστσ λεαρν µορε αβουτ ηοω τηε βραιν ωορκσ. ϑυστ Λικε Ωοοδστοχκ Στιλλ, Σεϕνοωσκι εξπρεσσεσ τηε ηοπε τηατ τηε χηαλλενγεσ φροµ τηε πηιλοσοπη ιχαλ σκεπτιχσ ανδ τηε θυαντυµ χον σχιουσνεσσ χλαθυε, ωηιλε µισγυιδεδ, µαψ σπυρ νευροσχιεντιστσ το βε µορε χρεατιϖε ασ ωελλ ασ ριγορουσ ιν τηειρ οων ρεσεαρχη ον χονσχιουσνεσσ. Ωηεν ψου γετ τηεσε ωιλδ δισαγρεεµεντσ, ηε σαψσ, ψου αλσο ηαϖε αν οππορτυνιτψ. Βψ τηατ χριτεριον, τηερε σηουλδ ηαϖε βεεν οππορτυνιτιεσ γαλορε ατ τηε ρεχεντ µεετινγ ον χονσχιουσνεσσ ατ τηε Υνι ϖερσιτψ οφ Αριζονα, βιλλεδ ασ τηε ρστ ιντερδισχιπλιναρψ σχιεντι χ χονφερενχε ον χονσχιουσνεσσ. Ωοω, ιτ σ ϕυστ λικε 90 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

70 Ωοοδστοχκ, ονε σπεακερ εξ χλαιµσ ασ ηε σχανσ αν αυδιτοριυµ χραµµεδ ωιτη νευροσχιεντιστσ, πηιλοσοπηερσ, πσψχηιατριστσ, χογ νιτιϖε σχιεντιστσ ανδ οτηερσ ωηο δεφψ χατεγοριζατιον. Χυλτυρε χλαση εσ αβουνδ. Ινδεεδ, τηε µεετινγ οφφερσ α σναπσηοτ οφ α ελδ χαλλ ιτ χονσχιουσνεσσ στυδιεσ ιν τηε τηροεσ οφ χρεατιον. Χριχκ ισ νοτ ηερε, βυτ Κοχη ισ. Σο ισ Στεεν Ρασµυσσεν, α βιο χηεµιστ ανδ χοµπυτερ σχιεντιστ φροµ τηε Σαντα Φε Ινστιτυτε, ηεαδ θυαρτερσ οφ τηε τρενδψ ελδσ οφ χηαοσ ανδ χοµπλεξιτψ. Ηε συγ γεστσ τηατ τηε µινδ µαψ βε αν εµεργεντ τηατ ισ, υνπρεδιχτ αβλε ανδ ιρρεδυχιβλε προπερτψ οφ τηε βραιν σ χοµπλεξ βεηαϖιορ, ϕυστ ασ ϑαµεσ ϑοψχε σ Υλψσσεσ ισ α συρπρισινγ ουτχοµε οφ αππλψινγ τηε ρυλεσ οφ σπελλινγ ανδ γραµ µαρ το τηε αλπηαβετ. Οτηερ ινϖεστιγατορσ ο ερ µορε ραδιχαλ τακεσ ον χονσχιουσνεσσ. Βριαν. ϑοσεπησον οφ τηε Υνι ϖερσιτψ οφ Χαµβριδγε, ωηο ωον α Νοβελ Πριζε ιν 1973 φορ δισχοϖερ ινγ α συβτλε θυαντυµ ε εχτ τηατ νοω βεαρσ ηισ ναµε, χαλλσ φορ α υνι εδ ελδ τηεορψ τηατ χαν αχ χουντ φορ µψστιχαλ ανδ εϖεν πσψ χηιχ εξπεριενχεσ. Ανδρεω Τ. Ωειλ, α πηψσιχιαν ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα ωηο ισ αν αυτηοριτψ ον πσψχηεδελια, ασσερτσ τηατ α χοµ πλετε τηεορψ οφ µινδ µυστ αδ δρεσσ τηε ρεπορτεδ αβιλιτψ οφ Σουτη Αµεριχαν Ινδιανσ ωηο ηαϖε ινγεστεδ πσψχηεδελιχ δρυγσ το εξπεριενχε ιδεντι χαλ ηαλλυχινατιονσ. ϑυστ ωηεν ονε τηινκσ τηατ ονε ηασ εν χουντερεδ εϖερψ ποσσιβλε παραδιγµ (α τερµ µυχη αβυσεδ ατ τηισ χονφερενχε), ανοτηερ ρεαρσ ιτσ ηεαδ. Αφτερ α σπεακερ δεσχριβεσ ηυµαν τηουγητσ ασ θυαν τυµ υχτυατιονσ οφ τηε ϖαχυυµ ενεργψ οφ τηε υνιϖερσε ωηιχη ισ ρεαλλψ Γοδ, σηε ασσυρεσ ηερ λιστενερσ αν αυδιενχε µεµβερ στανδσ το προχλαιµ τηατ πηψσι χιστσ αρε δισχοϖερινγ προφουνδ λινκσ βε τωεεν ινφορµατιον, τηερµοδψναµιχσ ανδ βλαχκ ηολεσ, ανδ τηεσε νδινγσ µαψ ηελπ υνλοχκ τηε µψστεριεσ οφ χον σχιουσνεσσ. Τηερε σ νοτ α βλαχκ ηολε ιν ουρ βραινσ, ηε αδδσ, βυτ Ι τηινκ τηερε ισ α βλαχκ ηολε ιν µψ βραιν! αν οϖερλοαδεδ λιστενερ ιντερρυπτσ. Τηοσε ωηο νδ λεχτυρεσ ιν τηε αυδι τοριυµ τοο σταιδ χαν φοραγε φορ µορε νονλινεαρ φαρε ιν τηε ηαλλωαψ ουτσιδε. Τηατ σ ωηερε αλλ τηε ρεαλλψ ιντερεστινγ στυ ισ, χον δεσ Σπιροσ Αντονοπου λοσ, α ϕουρναλιστ ωηο σπορτσ α νοσε ρινγ ανδ χηιν βραιδ ανδ ισ χοϖερινγ τηε µεετ ινγ φορ τηε χψβερπυνκ µαγαζινε Φρινγε ωαρε Ρεϖιεω. Τηερε ονε χαν ϕοιν αργυ ΧΗΡΙΣΤΟΦ ΚΟΧΗ οφ τηε Χαλιφορνια Ινστιτυτε οφ Τεχη νολογψ, Χριχκ σ χολλαβορατορ, συγγεστσ τηατ ωηεν ιτ χοµεσ το χονσχιουσνεσσ, πηιλοσοπηερσ σηουλδ ηεεδ τηε αδϖιχε οφ Λυδωιγ Ωιττγενστειν: Ωηερεοφ ονε χαννοτ σπεακ, τηερεοφ ονε µυστ βε σιλεντ. µεντσ οϖερ ωηετηερ ονλψ ηυµανσ αρε χονσχιουσ ορ ωηετηερ χοµπυτερσ, βατσ ορ εϖεν παραµεχια σηαρε τηισ τραιτ. Τηε χονφερενχε δοεσ νοτ λαχκ εµπιρι χαλ νδινγσ. Αµονγ τηε µοστ ιντριγυ ινγ αρε τηοσε ινϖολϖινγ πατιεντσ ωηοσε σενσε οφ αωαρενεσσ ηασ βεεν δαµαγεδ βψ σοµε τραυµα ορ δισεασε. Σεϖεραλ ιν ϖεστιγατορσ ηαϖε στυδιεδ πατιεντσ ωηο δισπλαψ τηε στρανγε χονδιτιον κνοων ασ βλινδσιγητ: τηεψ ρεσπονδ το ϖισυαλ στιµ υλι εϖεν χατχηινγ α βαλλ τοσσεδ το τηεµ, φορ εξαµπλε ωηιλε ινσιστινγ τηατ τηεψ χαννοτ σεε ανψτηινγ. ςιχτορ Ω. Μαρκ, α νευρολογιστ φροµ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Νορτη ακοτα, σηοωσ α ϖιδεοταπε οφ α ψουνγ ωοµαν συ ερ ινγ φροµ επιλεπσψ σο δεβιλιτατινγ τηατ το ρελιεϖε ιτ συργεονσ σεϖερεδ ηερ χορπυσ χαλλοσυµ, τηε βυνδλε οφ νευρονσ λινκ ινγ τηε τωο ηεµισπηερεσ οφ ηερ βραιν. Αλτηουγη τηε οπερατιον αλλεϖιατεδ ηερ σειζυρεσ, σηε ωασ λεφτ ωιτη τωο χεντερσ οφ χονσχιουσνεσσ ϖψινγ φορ δοµινανχε. Ωηεν ασκεδ ιφ ηερ λεφτ ηανδ φεελσ νυµβ, σηε σηουτσ, Ψεσ! Ωαιτ! Νο! Ψεσ! Νο, νο! Ωαιτ, ψεσ! ηερ φαχε χοντορτεδ ασ εαχη οφ ηερ τωο µινδσ, ονλψ ονε οφ ωηιχη χαν φεελ τηε ηανδ, τριεσ το ανσωερ. Τηε ρεσεαρχηερ τηεν ηανδσ ηερ α σηεετ οφ παπερ ωιτη τηε ωορδσ ψεσ ανδ νο ωριττεν ον ιτ ανδ τελλσ ηερ το ποιντ το τηε χορρεχτ ανσωερ. Τηε ωοµαν σταρεσ ατ τηε σηεετ φορ α µοµεντ. Τηεν ηερ λεφτ φορε νγερ σταβσ ατ ψεσ ανδ ηερ ριγητ φορε νγερ ατ νο. Το µατεριαλιστσ συχη ασ Χριχκ, τηε σιγνι χανχε οφ συχη πηενοµ ενα ισ οβϖιουσ: ωηεν τηε βραιν ισ ινϕυρεδ ιν χερταιν ωαψσ, χον σχιουσνεσσ (ανδ νοτ νεχεσσαριλψ περχεπτιον) ισ ιµπαιρεδ. Χλεαρλψ, χονσχιουσνεσσ ηασ νο εξιστενχε ινδεπενδεντ οφ ωηατ ηασ βεεν χαλλεδ τηε µεατ µαχηινε βυτ ισ λοδγεδ ρµλψ ωιτηιν ιτ. Σοµε αυ διενχε µεµβερσ, ηοωεϖερ, εξ τραχτ δι ερεντ µεσσαγεσ φροµ Μαρκ σ ϖιδεο πρεσεντατιον, ασ ιφ ιτ ωερε α Ρορσχηαχη βλοτ. Ονε λισ τενερ συγγεστσ τηατ εϖεν ηεαλτηψ ινδιϖιδυαλσ εξπεριενχε σοµε φραχ τυρινγ οφ τηε σελφ αλβειτ ιν α µυχη λεσσ δραµατιχ φορµ. Α πσψ χηιατριστ τηεν ωονδερσ αλουδ ωηετηερ τηε ωοµαν σ τωο σελϖεσ χουλδ βε τραινεδ το γετ αλονγ βετ τερ ωιτη εαχη οτηερ τηρουγη χον ιχτ ρεσολυτιον. Τηε Βινδινγ Προβλεµ Κοχη, δυρινγ ηισ πρεσεντατιον, στριϖεσ το βρινγ τηε δισχυσσιον δοων το εαρτη. Στριδινγ ρεστλεσσλψ αρουνδ τηε σταγε ιν ϕεανσ ανδ σχαρλετ λιζαρδ σκιν χοωβοψ βοοτσ, ηε δελιϖερσ α ηιγη σπεεδ, Γερµαν αχ χεντεδ συµµαρψ οφ τηε µεσσαγε ηε ανδ Χριχκ ηαϖε προµυλγατεδ φορ τηε παστ φουρ ψεαρσ: σχιεντιστσ σηουλδ χονχεν τρατε ον θυεστιονσ τηατ χαν βε εξπερι µενταλλψ ρεσολϖεδ ανδ λεαϖε µεταπηψσ ιχαλ σπεχυλατιονσ το λατε νιγητ χονϖερ σατιονσ οϖερ βεερ. Το εµπηασιζε τηισ ποιντ, Κοχη ρειτερατεσ α λινε οφ τηε πηι λοσοπηερ Χλιντ Εαστωοοδ: Α µαν ηασ γοττα κνοω ηισ λιµιτατιονσ. Ηε τηεν δεταιλσ ηισ ανδ Χριχκ σ αργυ µεντ τηατ χονσχιουσνεσσ στεµσ φροµ α προχεσσ τηατ χοµβινεσ αττεντιον ωιτη σηορτ τερµ µεµορψ. ( Κοχη νοτεσ τηατ τηε τυρν οφ τηε χεντυρψ πηιλοσοπηερ Ωιλ λιαµ ϑαµεσ ρστ ηαδ τηισ ινσιγητ.) Τηε πηενοµενον οφ αττεντιον ινϖολϖεσ µορε τηαν σιµπλε ινφορµατιον προχεσσ ινγ, Κοχη οβσερϖεσ. Το δεµονστρατε τηισ ποιντ, ηε σηοωσ α σλιδε οφ α παττερν τηατ χαν βε ϖιεωεδ ειτηερ ασ α ϖασε ορ ασ α παιρ οφ ηυµαν προ λεσ φαχινγ εαχη οτηερ. Αλτηουγη τηε ϖισυαλ ινπυτ το τηε βραιν ρεµαινσ χονσταντ, τηε παττερν τηατ ονε ισ αωαρε οφ, ορ αττενδσ το, κεεπσ χηανγινγ. Ωηατ νευραλ αχτιϖιτψ χορρε σπονδσ το τηε χηανγε ιν αττεντιον? Τηε ανσωερ το τηισ θυεστιον ισ χοµ πλιχατεδ βψ τηε φαχτ τηατ τηερε ισ νο ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

71 πυζζλε µαψ βε συππλιεδ βψ Βενϕαµιν Λιβετ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια ατ Σαν Φρανχισχο, ονε οφ τηε φεω ρεσεαρχη ερσ ωηο ηασ στυδιεδ χονσχιουσνεσσ βψ χονδυχτινγ εξτενσιϖε εξπεριµεντσ ον ηυµανσ. Λιβετ ισ α σηαρπ φεατυρεδ µαν ωιτη τηε ναρροω εψεδ, σοµεωηατ δεφεν σιϖε µιεν οφ σοµεονε ωηο ηασ ηαδ το γητ ηαρδ φορ αχχεπτανχε οφ ηισ ωορκ. (Χριχκ, ιν ηισ νεω βοοκ, ρεχαλλσ τηατ Λι βετ ονχε χον δεδ τηατ ηε δαρεδ το στυδψ χονσχιουσνεσσ ιν ηυµαν συβϕεχτσ ονλψ αφτερ ρεχειϖινγ τενυρε.) Τιµινγ Ισ Εϖερψτηινγ ΧΗΑΟΤΙΧ ΦΙΡΙΝΓ οφ λαργε γρουπσ οφ νευρονσ µαψ αλλοω υσ το ρεσπονδ ραπιδλψ το ανδ βεχοµε αωαρε οφ νεω περχεπτιονσ, αχχορδινγ το Ωαλτερ ϑ. Φρεεµαν οφ τηε Υνι ϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια ατ Βερκελεψ. Τηισ ιµαγε ισ αν αβστραχτ πηασε πορτραιτ οφ τηε ολφαχτορψ χορτεξ σ ελεχτροενχεπηαλογραπηιχ ρεσπονσε το α σµελλ. σινγλε πλαχε ωηερε εϖερψτηινγ χοµεσ τογετηερ ιν φορµινγ α περχεπτιον; εϖεν α σινγλε σχενε ισ προχεσσεδ βψ δι ερεντ νευρονσ ιν δι ερεντ παρτσ οφ τηε βραιν. Ονε µυστ τηερεφορε δετερµινε ωηατ µεχηανισµ τρανσφορµσ τηε ρινγ οφ νευρονσ σχαττερεδ τηρουγηουτ τηε ϖισ υαλ χορτεξ ιντο α υνι εδ περχεπτιον. Τηισ ισ κνοων ασ τηε βινδινγ προβ λεµ, Κοχη εξπλαινσ, νοτινγ τηατ ιτ ισ χονσιδερεδ βψ µανψ νευροσχιεντιστσ το βε τηε χεντραλ ισσυε οφ τηειρ ελδ. Ονε ποσσιβλε ανσωερ το τηε βινδινγ προβλεµ ηασ βεεν συγγεστεδ βψ εξπερι µεντσ ον ανιµαλσ σηοωινγ τηατ νευ ρονσ ιν δι ερεντ ρεγιονσ οφ τηε βραιν οχχασιοναλλψ οσχιλλατε ατ τηε σαµε φρε θυενχψ, ρουγηλψ 40 τιµεσ περ σεχονδ. Κοχη ασκσ τηε αυδιενχε το ιµαγινε τηε βραιν ασ α Χηριστµασ τρεε ωιτη βιλλιονσ οφ λιγητσ ιχκερινγ αππαρεντλψ ατ ραν δοµ. Τηεσε ιχκερινγσ ρεπρεσεντ τηε ρεσπονσε οφ τηε ϖισυαλ χορτεξ το, σαψ, α ροοµφυλ οφ πεοπλε. Συδδενλψ, α συβσετ οφ λιγητσ ιχκερσ ατ τηε σαµε φρεθυενχψ, 40 τιµεσ περ σεχονδ, ασ τηε µινδ φο χυσεσ ον τηε φαχε οφ αν ολδ αµε. Κοχη χονχεδεσ τηατ τηε εϖιδενχε ιµ πλιχατινγ 40 ηερτζ οσχιλλατιονσ ιν αωαρε νεσσ ισ τενυουσ; ιτ ηασ σηοων υπ µοστ χλεαρλψ ιν ανεστηετιζεδ χατσ. Ανοτηερ φορµ οφ βινδινγ χουλδ βε σιµπλε σψν χηρονψ: νευρονσ µερελψ ρε ατ τηε σαµε τιµε ανδ νοτ νεχεσσαριλψ τηε σαµε φρε θυενχψ. Εϖιδενχε φορ σψνχηρονψ ισ αλσο τριχκλινγ ιν φροµ ανιµαλ εξπεριµεντσ. Αφτερ Κοχη σ λεχτυρε, ςαλεριε Γραψ 92 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Ηαρδχαστλε, α πηιλοσοπηερ ατ ςιργινια Πολψτεχηνιχ Ινστιτυτε ανδ Στατε Υνιϖερ σιτψ, τακεσ τηε ποδιυµ το προχλαιµ τηατ σιµπλε σολυτιονσ το τηε βινδινγ προβ λεµ µυστ φαιλ. Ποιντινγ ουτ τηατ µονι τορινγ ινδιϖιδυαλ νευρονσ µαψ ψιελδ σπυριουσ ασσοχιατιονσ, σηε συγγεστσ τηατ σχιεντιστσ ωουλδ δο βεττερ το εξαµινε τηε βεηαϖιορ οφ ποπυλατιονσ οφ νευρονσ ορ εϖεν οφ τηε εντιρε βραιν. Ωαλτερ ϑ. Φρεεµαν, α λεαν, ωηιτε βεαρδ εδ προφεσσορ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλι φορνια ατ Βερκελεψ, ραισεσ σιµιλαρ οβϕεχ τιονσ το Κοχη σ ρεµαρκσ. Φρεεµαν σ χριτιχισµ ισ σιγνι χαντ, βεχαυσε ηε ωασ ονε οφ τηε ρστ προµινεντ σχιεντιστσ το ινϖεστιγατε 40 ηερτζ οσχιλλατιονσ. Ηε ασ σερτσ τηατ νειτηερ οσχιλλατιονσ νορ σψν χηρονψ ωιλλ πλαψ µορε τηαν α µινορ ρολε ιν τηε σολυτιον το τηε βινδινγ προβλεµ ανδ τηατ τηε χυρρεντ ωαϖε οφ εντηυσιασµ ισ µισπλαχεδ. Φρεεµαν αδϖοχατεσ α µορε χοµπλεξ αππροαχη το τηε βινδινγ προβλεµ. Λαργε γρουπσ οφ νευρονσ, ηε εξπλαινσ, δισπλαψ χηαοτιχ βεηαϖιορ; τηατ ισ, τηειρ ρινγ σεεµσ ρανδοµ βυτ αχτυαλλψ χον ταινσ α ηιδδεν ορδερ. Λικε αλλ χηαοτιχ σψστεµσ, τηεσε νευραλ παττερνσ αρε εξ τρεµελψ σενσιτιϖε το µινυτε ιν υενχεσ. Τηε σιγητ οφ α φαµιλιαρ φαχε, τηερεφορε, χαν τριγγερ αν αβρυπτ σηιφτ ιν τηε ρινγ παττερν χορρεσπονδινγ το α σηιφτ ιν ονε σ αωαρενεσσ. Φρεεµαν χονχεδεσ, ηοωεϖερ, τηατ εϖεν ηισ τηεορψ ισ ονλψ ατ βεστ ονε πιεχε οφ τηε πυζζλε. Φρεεµαν τηινκσ ανοτηερ πιεχε οφ τηε Ονε σετ οφ εξπεριµεντσ δονε βψ Λιβετ ινϖολϖεδ πατιεντσ ιν ωηοσε χορτιχεσ ελεχτροδεσ ηαδ βεεν ιµπλαντεδ φορ µεδ ιχαλ ρεασονσ. Λιβετ δελιϖερεδ α µιλδ ελεχ τριχαλ πυλσε βοτη το τηεσε ελεχτροδεσ ανδ το τηε σκιν οφ τηε συβϕεχτσ. Ιν ειτηερ χασε, τηε συβϕεχτσ βεχαµε αωαρε οφ πυλσεσ ονλψ ιφ τηεψ λαστεδ φορ µορε τηαν 0.5 σεχονδ. Ωηεν Λιβετ στιµυλατεδ τηε χορτιχαλ νευρονσ ασ µυχη ασ 0.5 σεχονδ βεφορε στιµυλατινγ τηε σκιν, τηε συβϕεχτσ ρεπορτεδ, παραδοξιχαλλψ, ηαϖινγ φελτ τηε σκιν πυλσεσ ρστ. Λιβετ τηεοριζεσ τηατ ονχε τηε ϖολυν τεερσ βεχαµε αωαρε οφ τηε στιµυλατιον οφ τηειρ σκιν, τηεψ εξπεριενχεδ τηε σεν σατιον ασ ιφ τηεψ ηαδ βεεν αωαρε οφ ιτ φροµ τηε βεγιννινγ ανδ νοτ αφτερ 0.5 σεχονδ. Ωε συβϕεχτιϖελψ χοµπενσατε φορ τηε τιµε λαγ ιν ουρ αωαρενεσσ οφ ταχτιλε σενσατιονσ, Λιβετ χοντενδσ, τηρουγη α προχεσσ ηε χαλλσ βαχκωαρδ ρεφερραλ ιν τιµε. Ηε λικενσ τηισ αβιλιτψ το τηε ονε τηατ αλλοωσ αν οβσερϖερ µοϖινγ παστ α πιχκετ φενχε το µαινταιν α χονσταντ ιµ αγε οφ τηε ηουσε βεηινδ ιτ. Λιβετ τηεν δεσχριβεσ αν εθυαλλψ συρ πρισινγ σετ οφ εξπεριµεντσ ον ηεαλτηψ συβϕεχτσ ωηοσε βραιν ωαϖεσ ωερε µον ιτορεδ βψ αν ελεχτροενχεπηαλογραπη (ΕΕΓ) µαχηινε. Τηεψ ωερε ινστρυχτεδ το εξ α νγερ ατ α µοµεντ οφ τηειρ χηοοσ ινγ ωηιλε νοτινγ τηε ινσταντ οφ τηειρ δε χισιον ασ ινδιχατεδ ον α χλοχκ. Τηε ϖολ υντεερσ τοοκ σοµε 0.2 σεχονδ το εξ αφτερ τηεψ ηαδ δεχιδεδ το δο σο. Βυτ, αχχορδινγ το τηε ΕΕΓ, τηε συβϕεχτσ βραινσ δισπλαψεδ νευραλ αχτιϖιτψ 0.3 σεχ ονδ βεφορε τηεψ δεχιδεδ το αχτ. Ιν α σενσε, τηε βραιν µαδε τηε δεχισιον το µοϖε βεφορε τηε µινδ βεχαµε χον σχιουσ οφ ιτ. Τηε αχτυαλ ινιτιατιον οφ ϖο λιτιον µαψ ηαϖε βεγυν εϖεν εαρλιερ ιν α παρτ οφ τηε βραιν ωε ωερεν τ µονιτορ ινγ, Λιβετ χοµµεντσ. Αφτερ Λιβετ δελιϖερσ ηισ χαρεφυλλψ χραφτεδ σπεεχη, ονε αυδιενχε µεµβερ ασκσ ωηετηερ ηισ νδινγσ βεαρ ον τηε θυεστιον οφ φρεε ωιλλ. Ι ϖε αλωαψσ βεεν αβλε το αϖοιδ τηατ θυεστιον, Λιβετ ρε πλιεσ ωιτη α γριµαχε. Ηε προποσεσ τηατ ωε µαψ εξερτ φρεε ωιλλ νοτ βψ ινιτιατινγ

72 ιντεντιονσ βυτ βψ ϖετοινγ, αχχεδινγ ορ οτηερωισε ρεσπονδινγ το τηεµ αφτερ τηεψ αρισε. Οτηερ οβσερϖερσ φαυλτ Λιβετ φορ οϖερ γενεραλιζινγ φροµ ηισ δατα. Φλαναγαν, τηε υκε πηιλοσοπηερ ωηο χοινεδ τηε τερµ µψστεριανσ, ποιντσ ουτ τηατ, στριχτλψ σπεακινγ, Λιβετ σ συβϕεχτσ ωερε νοτ αχτινγ οφ τηειρ οων φρεε ωιλλ, σινχε τηεψ ηαδ βεεν ινστρυχτεδ ιν αδϖανχε το εξ τηειρ νγερσ. Φλαναγαν αδδσ τηατ Λι βετ σ τιµε λαγ νδινγσ µαψ ηολδ τρυε ονλψ φορ ταχτιλε ρεσπονσεσ ανδ νοτ φορ οτηερ σενσορψ µοδεσ. Ιν φαχτ, Φλαναγαν τηινκσ τηερε µαψ βε µανψ µοδεσ οφ χονσχιουσνεσσ; ουρ αωαρενεσσ οφ αν οδορ, φορ εξαµπλε, νοτ ονλψ στεµσ φροµ α δι ερεντ σετ οφ νευ ρονσ βυτ αλσο ισ ιν σοµε σενσε θυαλιτα τιϖελψ δι ερεντ φροµ ουρ ϖισυαλ αωαρε νεσσ. Φλαναγαν χοντενδσ τηατ νευροσχι εντιστσ µυστ τηερεφορε ρεσιστ τηε τεµπτατιον το λοοκ φορ ανψ σινγλε µεχη ανισµ συχη ασ 40 ηερτζ οσχιλλατιονσ ορ Φρεεµαν σ χηαοτιχ νευραλ βεηαϖιορ ορ Λιβετ σ τιµε δελαψ φαχτορ τηατ αχχουντσ φορ χονσχιουσνεσσ. Ιν ηισ 1992 βοοκ Χονσχιουσνεσσ Ρε χονσιδερεδ, Φλαναγαν αργυεσ ον βεηαλφ οφ α πηιλοσοπηψ χαλλεδ χονστρυχτιϖε νατ υραλισµ, ωηιχη ηολδσ χονσχιουσνεσσ το βε α χοµµον βιολογιχαλ πηενοµενον οχχυρρινγ νοτ ονλψ ιν ηυµανσ βυτ ιν µανψ οτηερ ανιµαλσ ανδ χερταινλψ αλλ τηε ηιγηερ πριµατεσ. Οτηερ αδηερεντσ το τηισ ποσιτιον ινχλυδε ανιελ Χ. εν νεττ οφ Τυφτσ Υνιϖερσιτψ (αυτηορ οφ Χον σχιουσνεσσ Εξπλαινεδ, αλσο πυβλισηεδ ιν 1992) ανδ Πατριχια Σ. Χηυρχηλανδ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια ατ Σαν ιεγο. Ωε σαψ ψου χαν αχθυιρε κνοωλεδγε οφ χονσχιουσνεσσ βψ τριανγυλατιον, Φλανα γαν ρεµαρκσ, τηατ ισ, βψ χοµβινινγ νευ ραλ ανδ πσψχηολογιχαλ δατα φροµ εξπερι µεντσ ον ηυµανσ ανδ ανιµαλσ ωιτη συβϕεχτιϖε ρεπορτσ φροµ ηυµανσ. Θυαντυµ Μιχροτυβυλεσ Πενροσε τιλεσ, ωηιχη τ τογετηερ το φορµ θυασιπεριοδιχ παττερνσ. Ιν ηισ 1989 βεστ σελλερ, Τηε Εµπερορ σ Νεω Μινδ, ηε ϖιγορουσλψ ατταχκεδ τηε χλαιµ οφ αρτι χιαλ ιντελλιγενχε προπονεντσ τηατ χοµ πυτερσ χαν ρεπλιχατε αλλ τηε αττριβυτεσ οφ ηυµανσ, ινχλυδινγ χονσχιουσνεσσ. Α σεθυελ, Σηαδοωσ οφ τηε Μινδ, ωιλλ βε πυβλισηεδ τηισ φαλλ. Αν ελ ν µαν ωιτη α σηοχκ οφ βλαχκ ηαιρ ωηο µαναγεσ το σεεµ σιµυλτα νεουσλψ διστραχτεδ ανδ αχυτελψ αλερτ, Πενροσε συµµαριζεσ τηε νεω βοοκ σ τηεµεσ ατ τηε Τυχσον χονφερενχε. Ηε ρστ τελλσ α στορψ αβουτ ηοω εεπ Τηουγητ, α χοµπυτερ τηατ ηασ βεατεν σοµε οφ τηε ωορλδ σ βεστ χηεσσ πλαψερσ, ωασ στυµπεδ βψ αν ενδγαµε σιτυατιον τηατ εϖεν α χλεϖερ αµατευρ πλαψερ ωουλδ ηαϖε κνοων ηοω το ηανδλε. Πεν ροσε χονχλυδεσ τηατ ωηατ χοµπυτερσ χαν τ δο ισ υνδερστανδ. Τηε κεψ το Πενροσε σ αργυµεντ ισ Γ δελ σ τηεορεµ, α 60 ψεαρ ολδ µατηε µατιχαλ δεµονστρατιον τηατ ανψ µοδερ ατελψ χοµπλεξ σψστεµ οφ αξιοµσ ψιελδσ στατεµεντσ τηατ αρε σελφ εϖιδεντλψ τρυε βυτ χαννοτ βε προϖεδ ωιτη τηοσε αξ ιοµσ. Τηε ιµπλιχατιον οφ τηε τηεορεµ, αχχορδινγ το Πενροσε, ισ τηατ νο δετερ µινιστιχ, ρυλεδ βασεδ σψστεµ τηατ ισ, νειτηερ χλασσιχαλ πηψσιχσ, χοµπυτερ σχι ενχε νορ νευροσχιενχε χαν αχχουντ φορ τηε µινδ σ χρεατιϖε ποωερσ ανδ αβιλιτψ το ασχερταιν τρυτη. Ιν φαχτ, Πενροσε τηινκσ τηε µινδ µυστ εξπλοιτ νονδετερµινιστιχ ε εχτσ τηατ χαν βε δεσχριβεδ ονλψ βψ θυαντυµ µε χηανιχσ ορ α νεω πηψσιχαλ τηεορψ τηατ ωιλλ βριδγε θυαντυµ ανδ χλασσιχαλ µε χηανιχσ ανδ ωιλλ γο βεψονδ χοµπυτα τιον. Ηε εϖεν συγγεστσ τηατ νονλοχαλι τψ, τηε αβιλιτψ οφ ονε παρτ οφ α θυαντυµ σψστεµ το α εχτ οτηερ παρτσ ινσταντα νεουσλψ ( Εινστειν δυββεδ ιτ σποοκψ αχτιον ατ α διστανχε ), µιγητ βε τηε σο λυτιον το τηε βινδινγ προβλεµ. Αλτηουγη Πενροσε ωασ ονχε ρατηερ ϖαγυε αβουτ ωηερε θυαντυµ ε εχτσ ωορκ τηειρ µαγιχ, ηε νοω ηαζαρδσ α γυεσσ: µιχροτυβυλεσ, µινυτε τυννελσ οφ προτειν τηατ σερϖε ασ α κινδ οφ σκελετον φορ χελλσ, ινχλυδινγ νευρονσ. Τηισ εν δορσεµεντ δελιγητσ Στυαρτ Ρ. Ηαµερο, αν ανεστηεσιολογιστ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα, ωηο οργανιζεδ τηε Τυχσον µεετινγ ανδ ισ τηε λεαδινγ προπονεντ οφ τηε µιχροτυβυλε ηψποτηεσισ. Ηαµερο, αν αγινγ ηιπστερ ωιτη α γοα τεε ανδ πονψταιλ, µαναγεσ το σθυεεζε α ρεµαρκαβλε νυµβερ οφ σχιεντι χ βυζζ ωορδσ ιντο ηισ ταλκ ον µιχροτυβυλεσ: εµεργεντ, φραχταλ, σελφ οργανιζινγ, δψ ναµιχαλ. Ηε χλαιµσ το ηαϖε φουνδ εϖι δενχε τηατ ανεστηεσια ελιµινατεσ χον σχιουσνεσσ βψ ινηιβιτινγ τηε µοϖεµεντ οφ ελεχτρονσ ιν µιχροτυβυλεσ. Ερεχτινγ α µιγητψ τηεορετιχαλ εδι χε ον τηισ φραιλ χλαιµ, ηε προποσεσ τηατ µι χροτυβυλεσ περφορµ νονδετερµινιστιχ, θυαντυµ βασεδ χοµπυτατιονσ τηατ σοµεηοω γιϖε ρισε το χονσχιουσνεσσ. Εαχη νευρον ισ τηυσ νοτ α σιµπλε σωιτχη βυτ α νετωορκ ωιτηιν α νετωορκ, Ηαµ ερο ελαβορατεσ. Ηε αχκνοωλεδγεσ τηατ µιχροτυβυλεσ οχχυρ ιν µοστ χελλσ, νοτ ϕυστ νευρονσ, βυτ τηε ιµπλιχατιονσ οφ τηισ φαχτ δο νοτ φαζε ηιµ. Ι µ νοτ γο ινγ το χοντενδ τηατ α παραµεχιυµ ισ χονσχιουσ, βυτ ιτ δοεσ σηοω πρεττψ ιν τελλιγεντ βεηαϖιορ, ηε σαψσ. Οτηερ θυαντυµ χονσχιουσνεσσ δεϖο τεεσ µακε Πενροσε ανδ Ηαµερο λοοκ λικε παραγονσ οφ ριγορ. Φορ εξαµπλε, Ιαν Αλλ τηεσε πηιλοσοπηερσ ανδ µοστ νευροσχιεντιστσ αρε υνιτεδ ιν τηειρ σκεπτιχισµ τηατ χονσχιουσνεσσ δεπενδσ ιν σοµε ιµπορταντ ωαψ ον θυαντυµ εφ φεχτσ. Σινχε ατ λεαστ τηε 1930σ σοµε πηψσιχιστσ ηαϖε σπεχυλατεδ τηατ θυαν τυµ µεχηανιχσ ανδ χονσχιουσνεσσ µιγητ βε λινκεδ. Τηεψ βασεδ τηειρ σπεχ υλατιον ον τηε πρινχιπλε τηατ τηε αχτ οφ µεασυρεµεντ ωηιχη υλτιµατελψ ιν ϖολϖεσ α χονσχιουσ οβσερϖερ ηασ αν ε εχτ ον τηε ουτχοµε οφ θυαντυµ εϖεντσ. Συχη νοτιονσ ηαϖε γενεραλλψ ιν ϖολϖεδ λιττλε µορε τηαν ηανδ ωαϖινγ, βυτ τηεψ ηαϖε βεχοµε µορε προµινεντ λατελψ βεχαυσε οφ Πενροσε. Πενροσε ηασ εαρνεδ ρεσπεχτ ασ αν αυ τηοριτψ ον γενεραλ ρελατιϖιτψ ανδ φορ ιν ϖεντινγ τηε γεοµετριχ φορµσ κνοων ασ ΜΙΧΡΟΤΥΒΥΛΕΣ, µινυτε τυννελσ οφ προτειν σερϖινγ ασ α κινδ οφ σκελετον ιν αλµοστ αλλ χελλσ (νοτ ϕυστ νευρονσ), µαψ γενερατε θυαντυµ ε εχτσ χρυχιαλ το χονσχιουσνεσσ, αχχορδινγ το Ρογερ Πενροσε, α πηψσιχιστ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Οξφορδ, ανδ Στυαρτ Ρ. Ηαµερο, αν ανεστηεσιολογιστ ατ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Αριζονα. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

73 Ν. Μαρσηαλλ, α Βριτιση πσψχηιατριστ, πρεσεντσ ωηατ ηε βελιεϖεσ ισ εϖι δενχε τηατ τηουγητ στεµσ φροµ θυαντυµ εφφεχτσ. Ηε ανδ σεϖεραλ χολλεαγυεσ χλαιµ το ηαϖε φουνδ τηατ τηε αβιλιτψ οφ συβϕεχτσ το περ φορµ σιµπλε τεστσ ωηιλε ηοοκεδ υπ το αν ΕΕΓ µαχηινε ϖαριεσ δε πενδινγ ον ωηετηερ τηατ µαχηινε ισ πλυγγεδ ιν ορ νοτ. Τηειρ χον χλυσιον? Ωηεν τηε ΕΕΓ µαχηινε ισ τυρνεδ ον, ιτ οβσερϖεσ τηε βραιν ανδ τηερεφορε αλτερσ ιτσ τηουγητσ ϕυστ ασ οβσερϖινγ αν ελεχτρον αλτερσ ιτσ χουρσε. Ιν οτη ερ ωορδσ, Ηεισενβεργ σ υνχερταιν τψ πρινχιπλε αππλιεσ το τηε εντιρε βραιν. Ονε λιστενερ αππαλλεδ βψ συχη ασσερτιονσ ισ ϑοην Γ. Ταψλορ, α πηψσιχιστ ανδ νευραλ νετωορκ σπε χιαλιστ ατ Κινγ σ Χολλεγε Λονδον. Ηε ινσιστσ τηατ αλλ τηε θυαντυµ χονσχιουσνεσσ εντηυσιαστσ, ανδ εϖεν Πενροσε, ιγνορε τηε µοστ βασιχ φαχτσ αβουτ θυαντυµ µε χηανιχσ. Φορ εξαµπλε, νονλοχαλιτψ ανδ οτηερ θυαντυµ ε εχτσ τηεψ ηαϖε σειζεδ ον ασ ϖιταλ το χον σχιουσνεσσ αρε οβσερϖεδ ονλψ ατ τεµπερατυρεσ νεαρ αβσολυτε ζερο ορ ατ ανψ ρατε φαρ βελοω τηε αµβιεντ τεµπερατυρεσ οφ τηε βραιν. Λικε µοστ νευροσχιεντιστσ, Ταψλορ αλσο οβϕεχτσ το τηε θυαν τυµ αππροαχη ον πραγµατιχ γρουνδσ. Βεφορε τυρνινγ το τηε εξτρεµε ρεδυχτιονιστ αππροαχη αδϖοχατεδ βψ Πενροσε ανδ οτηερσ, ρεσεαρχηερσ σηουλδ εξπλορε ποσσιβιλιτιεσ τηατ αρε µορε πλαυσιβλε ανδ εξπεριµενταλλψ αχχεσσι βλε ανδ τηατ ηαϖε αλρεαδψ προϖεδ συχ χεσσφυλ φορ εξπλαινινγ χερταιν ασπεχτσ οφ περχεπτιον ανδ µεµορψ. Ιφ τηατ φαιλσ, τηεν µαψβε ωε σηουλδ λοοκ ελσεωηερε, ηε αδδσ. Τηε Εξπλανατορψ Γαπ Ονε οφ τηε φεω ποιντσ οφ ϖιεω µισσ ινγ ατ τηε Αριζονα µεετινγ ισ τηατ οφ Χολιν ΜχΓινν, α πηιλοσοπηερ ατ Ρυτγερσ Υνιϖερσιτψ ανδ περηαπσ τηε µοστ υν ινχηινγ οφ αλλ µψστεριανσ. Ιν ηισ 1991 βοοκ Τηε Προβλεµ οφ Χονσχιουσνεσσ, ΜχΓινν αργυεδ τηατ βεχαυσε ουρ βραινσ αρε προδυχτσ οφ εϖολυτιον, τηεψ ηαϖε χογνιτιϖε λιµιτατιονσ. ϑυστ ασ ρατσ ορ µονκεψσ χαννοτ εϖεν χονχειϖε οφ θυαντυµ µεχηανιχσ, σο ωε ηυµανσ µαψ βε προηιβιτεδ φροµ υνδερστανδινγ χερταιν ασπεχτσ οφ εξιστενχε, συχη ασ τηε ρελατιον βετωεεν µινδ ανδ µαττερ. Χονσχιουσνεσσ, ιν οτηερ ωορδσ, ωιλλ ρε µαιν φορεϖερ βεψονδ ηυµαν υνδερ στανδινγ, αχχορδινγ το ΜχΓινν. Ατ λεαστ ονε πηιλοσοπηερ ατ τηε Αρι ζονα µεετινγ ϖεερσ δανγερουσλψ χλοσε ΑςΙ ϑ. ΧΗΑΛΜΕΡΣ οφ Ωασηινγτον Υνιϖερσιτψ ηολδσ τηατ πηιλοσοπηψ µυστ βριδγε τηε εξπλανατορψ γαπ βετωεεν α πηψσιχαλ τηεορψ οφ χονσχιουσνεσσ ανδ ουρ συβϕεχτιϖε εξπεριενχε. το τηισ γλυµ χονχλυσιον. αϖιδ ϑ. Χηαλ µερσ, αν Αυστραλιαν ατ Ωασηινγτον Υνι ϖερσιτψ ωηο βεαρσ αν υνχαννψ ρεσεµ βλανχε το τηε συβϕεχτ οφ Τηοµασ Γαινσ βορουγη σ παιντινγ Βλυε Βοψ, αγρεεσ ωιτη ΜχΓινν τηατ νο στριχτλψ πηψσιχαλ τηεορψ ωηετηερ βασεδ ον θυαντυµ µεχηανισµσ ορ νευραλ ονεσ χαν εξ πλαιν χονσχιουσνεσσ. Αλλ πηψσιχαλ τηεοριεσ, Χηαλµερσ χλαιµσ, χαν δεσχριβε ονλψ σπεχι χ µενταλ φυνχ τιονσ συχη ασ µεµορψ, αττεντιον, ιν τεντιον, ιντροσπεχτιον χορρελατινγ το σπεχι χ πηψσιχαλ προχεσσεσ ιν τηε βραιν. Αχχορδινγ το Χηαλµερσ, νονε οφ τηεσε τηεοριεσ αδδρεσσεσ τηε ρεαλλψ ηαρδ θυεστιον ποσεδ βψ τηε εξιστενχε οφ τηε µινδ: Ωηψ ισ τηε περφορµανχε οφ τηεσε φυνχτιονσ αχχοµπανιεδ βψ συβϕεχτιϖε εξπεριενχε? Αφτερ αλλ, ονε χαν χερταινλψ ιµαγινε α ωορλδ οφ ανδροιδσ τηατ ρε σεµβλε ηυµανσ ιν εϖερψ ρεσπεχτ εξ χεπτ τηατ τηεψ δο νοτ ηαϖε α χονσχιουσ εξπεριενχε οφ τηε ωορλδ. Σχιενχε αλονε χαννοτ συππλψ αν αν σωερ το τηισ θυεστιον, Χηαλµερσ δε χλαρεσ. Υνλικε ΜχΓινν, ηοωεϖερ, Χηαλ µερσ ηολδσ τηατ πηιλοσοπηερσ χαν ανδ µυστ χονστρυχτ α ηιγηερ λεϖελ τηεορψ το βριδγε τηατ εξπλανατορψ γαπ βετωεεν τηε πηψσιχαλ ανδ συβϕεχτιϖε ρεαλµσ. Ιν φαχτ, Χηαλµερσ ηασ συχη α τηεορψ. Ηε ασσερτσ τηατ ϕυστ ασ πηψσιχσ ασ συµεσ τηε εξιστενχε οφ προπερτιεσ οφ νατυρε συχη ασ σπαχε, τιµε, εν εργψ, χηαργε ανδ µασσ, σο µυστ α τηεορψ οφ χονσχιουσνεσσ ποσιτ τηε εξιστενχε οφ α νεω φυνδαµενταλ προπερτψ: ινφορµατιον. Τηε χον χεπτ οφ ινφορµατιον, Χηαλµερσ εξ πλαινσ, ηασ ασπεχτσ τηατ αρε βοτη πηψσιχαλ ανδ πηενοµεναλ (α πηιλοσοπηερ σ τερµ τηατ ισ ρουγη λψ εθυιϖαλεντ το εξπεριεντιαλ ορ το συβϕεχτιϖε ). Κοχη νδσ συχη αργυµεντσ ιρκ σοµε. Ηε νοτεσ τηατ ιφ εϖερψονε σηαρεδ τηε βελιεφ οφ ΜχΓινν ανδ Χηαλµερσ τηατ σχιενχε χαννοτ σολϖε χονσχιουσνεσσ, τηε προπηε χψ ωουλδ βε σελφ φυλ λλινγ. Σχιενχε µαψ νοτ βε αβλε το ρεσολϖε αλλ τηε µψστεριεσ οφ τηε µινδ, Κοχη χον χεδεσ, βυτ πηιλοσοπηψ ηασ α µυχη σλιµµερ χηανχε οφ προϖιδινγ λαστ ινγ ινσιγητσ αβουτ τηε µινδ βοδψ προβλεµ ορ τηε θυεστιον οφ φρεε ωιλλ. Ηε αδδσ τηατ ωηεν χονσιδερ ινγ συχη ανχιεντ χονυνδρυµσ, πηιλοσοπηερσ σηουλδ ηεεδ τηε αδ ϖιχε ο ερεδ βψ τηειρ ιλλυστριουσ φορεβεαρ Λυδωιγ Ωιττγενστειν: Ωηερεοφ ονε χαννοτ σπεακ, τηερεοφ ονε µυστ βε σιλεντ. Ψετ οφ αλλ τηε ουτχοµεσ οφ τηε συργινγ ιντερεστ ιν χονσχιουσνεσσ, τηε λεαστ λικελψ ισ σιλενχε. Τηε εϖε νινγ αφτερ Χηαλµερσ γιϖεσ ηισ σπεεχη ιν Τυχσον (ωηιχη ισ εξτρεµελψ ωελλ ρεχειϖεδ), Κοχη χονφροντσ ηιµ το χοµπλαιν τηατ ηισ δουβλε ασπεχτ τηεο ρψ οφ ινφορµατιον ισ υντεσταβλε ανδ τηερεφορε υσελεσσ. Ωηψ δον τ ψου ϕυστ σαψ τηατ ωηεν ψου ηαϖε α βραιν τηε Ηολψ Γηοστ χοµεσ δοων ανδ µακεσ ψου χονσχιουσ! Κοχη εξχλαιµσ. Συχη α τηε ορψ ισ υννεχεσσαριλψ χοµπλιχατεδ, Χηαλ µερσ ρεσπονδσ δριλψ, ανδ ιτ ωουλδ νοτ αχχορδ ωιτη ηισ οων συβϕεχτιϖε εξπερι ενχε. Βυτ ηοω δο Ι κνοω ψουρ συβϕεχ τιϖε εξπεριενχε ισ τηε σαµε ασ µινε? Κοχη σπυττερσ. Ηοω δο Ι εϖεν κνοω ψου ρε χονσχιουσ? Λατερ, Κοχη ανδ Χηαλµερσ ηεαδ ο το τηε ηοτελ βαρ το χοντινυε τηειρ δισχυσ σιον οϖερ βεερ. Τηεψ χοµε το α ρεχον χιλιατιον οφ σορτσ. Κοχη εξπρεσσεσ ιντερ εστ ιν Χηαλµερσ σ ϖιεωσ ον χοµπυτα τιον ανδ χογνιτιον α παπερ ον ωηιχη Χηαλµερσ ϕυστ ηαππενσ το ηαϖε ιν ηισ κναπσαχκ. Χηαλµερσ χονχεδεσ τηατ περ ηαπσ νευροσχιενχε µαψ στιλλ προϖιδε δι ρεχτιον ανδ ινσπιρατιον φορ πηιλοσοπηψ. Τηε ελδ οφ χονσχιουσνεσσ στυδιεσ ισ στρυγγλινγ ωιτη ιτσ οων βινδινγ προβ λεµ. Ψετ φροµ ενχουντερσ συχη ασ τηισ, προγρεσσ µαψ εµεργε ϕυστ ασ τηε ιν τεραχτιονσ βετωεεν νευρονσ ρατηερ τηαν τηειρ ινδιϖιδυαλ προπερτιεσ γιϖε ρισε το τηε µιραχλε οφ τηε µινδ. 94 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

74 ΣΧΙΕΝΧΕ ΑΝ ΒΥΣΙΝΕΣΣ Τηε Ωαλλ Χηιπ µακερσ θυεστ φορ σµαλλ µαψ βε ηιττινγ ιτ Γορδον Μοορε, χηαιρµαν οφ Ιντελ, τηε ωορλδ σ λαργεστ σεµιχονδυχ τορ χορπορατιον, ρεχαλλσ τηατ τηε χοµπανψ σ ρστ χηιπ µανυφαχτυρινγ πλαντ ιν τηε λατε 1960σ χοστ 3 µιλλιον. Τοδαψ τηατ ισ τηε χοστ οφ ονε πιεχε οφ εθυιπµεντ ιν ονε οφ ουρ πλαντσ, Μοορε λαµεντσ. Τηε πριχε ταγ φορ τηε νεωεστ φαχτοριεσ τηατ Ιντελ ανδ οτηερ συππλιερσ βυιλδ χαν εξχεεδ 1 βιλλιον. Ιν τηε ψεαρ 2000 τηατ γυρε χουλδ βε ηιγηερ βψ α φαχτορ οφ νεαρλψ 10. Τηε τρενδ µαψ τερµινατε τηε ινεξ οραβλε δεχλινε ιν τηε υνιτ πριχε οφ χοµ πυτερ λογιχ ανδ µεµορψ τηατ µανυφαχ τυρερσ ηαϖε ριδδεν σο προ ταβλψ φορ τηε παστ 25 ψεαρσ. Υνιτ πριχεσ ηαϖε δεχλινεδ βεχαυσε σεµιχονδυχ τορ µακερσ ηαϖε βεεν αβλε το δουβλε τηε δενσιτψ οφ τρανσισ τορσ ον α χηιπ, ον αϖεραγε, εϖ ερψ 18 µοντησ. Χονσεθυεντλψ, δυρινγ ρεχεντ δεχαδεσ, τηε χοστ περ φυνχ τιον α φυνχτιον βεινγ α βιτ οφ µεµορψ ορ α λογιχ σωιτχη ον α χηιπ ηασ δεχλινεδ εϖερψ ψεαρ βψ 25 το 30 περχεντ. Τηατ φαχτ ηασ λετ χοµπυτερ βυψερσ πυρ χηασε α µορε ποωερφυλ µα χηινε εαχη ψεαρ φορ τηε σαµε πριχε. Τηεσε χηανγεσ χουλδ α εχτ τηε γροωτη ιν τηε σεµιχονδυχ τορ ινδυστρψ. Τηερε σ α φεαρ τηατ ιφ τηε 25 το 30 περχεντ δεχρεασε ιν χοστ περ φυνχτιον χηανγεσ, τηε ινδυστρψ σ ρατε οφ γροωτη ωιλλ σλοω, σαψσ Γλεν Χηενεψ, πρεσιδεντ οφ Σεµι/ Σεµατεχη, α χονσορτιυµ οφ εθυιπµεντ, µατεριαλσ ανδ σερϖιχε συππλιερσ. ϑαµεσ. Μεινδλ, α προφεσσορ ατ τηε Γεοργια Ινστιτυτε οφ Τεχηνολο γψ, πυτσ ιτ µορε συχχινχτλψ: Ιτ σ α ποτεντιαλ σηοωστοππερ. Τηε προβλεµ ισ τηατ λιφε γετσ ηαρδερ φορ χηιπ µακερσ ασ δι µενσιονσ σηρινκ βελοω α µι χρον ιν σιζε. Ατ σοµε τιµε, περηαπσ ωελλ παστ τηε τυρν οφ τηε χεντυρψ, χονϖεντιοναλ ιν τεγρατεδ χιρχυιτ τεχηνολογψ ωιλλ πετερ ουτ. Ατ αβουτ 0.05 µιχρον, τηε διµενσιονσ οφ τηε ινδιϖιδυαλ δεϖιχ εσ ωιλλ βε σο σµαλλ τηατ θυαντυµ εφ φεχτσ ωιλλ δισρυπτ τηειρ βεηαϖιορ. Τηεν α νεω τεχηνολογψ βασεδ ον προβαβιλιστιχ λαωσ ωιλλ βε νεεδεδ. Τηε θυεστ φορ σµαλλ ηασ αλρεαδψ βε γυν το γροω δι χυλτ ασ ινδυστρψ τριεσ το εκε ιµπροϖεµεντσ φροµ τηε χλασσιχαλ µανυφαχτυρινγ προχεσσ. Ιν ιτ, τηιν λαψερσ οφ σιλιχον, οξιδεσ ορ µεταλ αρε γροων ορ δεποσιτεδ ον τηε συρφαχε οφ α σιλιχον δισκ, χαλλεδ α ωαφερ. Σελεχτεδ συρφαχε αρ εασ φορ εαχη χηιπ αρε τηεν παττερνεδ ανδ ρεµοϖεδ υσινγ α πηοτολιτηογραπηιχ ανδ ετχηινγ προχεσσ. Τινψ ριδγεσ ανδ ϖαλλεψσ φορµεδ τηρουγη ετχηινγ αρε ιµπλαντεδ, ορ δοπεδ, ωιτη µατεριαλσ συχη ασ βο ρον ορ αρσενιχ το χοντρολ τηε χονδυχτιϖ ιτψ οφ τηε χοµπονεντ παρτσ οφ τρανσισ τορσ ανδ οτηερ χιρχυιτ ελεµεντσ. Ωηεν χοµπλετε, τηε ωαφερ ισ διχεδ υπ ιντο ΠΡΕΧΙΣΙΟΝ ΕΤΧΗΙΝΓ εθυιπµεντ ισ νεεδεδ το χρεατε µιχρο χηιπ στρυχτυρεσ ωηοσε σµαλλεστ διµενσιονσ αρε λεσσ τηαν ονε µιχρον. Χαπιταλ χοστσ σοαρ, ηοωεϖερ, ασ τηε σιζε οφ τρανσιστορσ ον τηε χηιπ συρφαχε γετσ σµαλλερ. ινδιϖιδυαλ χηιπσ τηατ αρε τηεν παχκαγεδ ωιτη α χεραµιχ ορ πλαστιχ χοϖερινγ. Τηε προδυχτιον οφ µιχροχηιπσ ρε θυιρεσ τηε ϖαριουσ στεπσ, συχη ασ δεπο σιτιον ανδ λιτηογραπηψ, το βε ρεπεατεδ µανψ τιµεσ βεφορε τηε ωαφερ ισ χυτ ιντο χηιπσ. Τοδαψ σ στατε οφ τηε αρτ χηιπσ, ωηιχη ηουσε 16 µιλλιον βιτσ οφ µεµο ρψ, ρεθυιρε 200 προχεσσινγ στεπσ. Τηατ νυµβερ χουλδ τριπλε ιφ ινδυστρψ ισ το σηιπ βιλλιον βιτ δψναµιχ ρανδοµ αχχεσσ µεµορψ χηιπσ βψ τηε ψεαρ Φορ συχη δεϖιχεσ, ενγινεερινγ τολερανχεσ χαν βε ον τηε ορδερ οφ 15 το 50 νανο µετερσ, λεσσ τηαν τηε ωιδτη οφ α χοιλεδ ΝΑ µολεχυλε. Μετηοδσ υσεδ το ενηανχε προδυχτιϖι τψ ηαϖε βεγυν το φαδε. Χλεανερ προχεσσ ινγ ηασ ρεδυχεδ τηε νυµβερ οφ δεφεχτσ ον α σιλιχον ωαφερ. Τηε µεασυρε οφ α δε φεχτ φρεε ωαφερ, χαλλεδ ψιελδ, νοω στανδσ ατ 90 περχεντ. Τηερε σ νο πλαχε λεφτ το γο, σαψσ Τηοµασ Σειδελ, χηιεφ τεχηνολογιστ ατ Σεµατεχη, α χονσορτιυµ οφ σεµιχονδυχτορ µανυφαχτυρερσ. Ανοτηερ προδυχτιϖιτψ βοοστ ερ εξπανδινγ τηε διαµετερ οφ α ωαφερ σο τηατ µορε χηιπσ χαν βε προχεσσεδ βψ αν ινδι ϖιδυαλ µαχηινε ηασ αλσο λοστ σοµε οφ ιτσ αλλυρε. Ιν παστ ψεαρσ, α σινγλε χηιπ µακερ ωουλδ αβσορβ τηε ρεσεαρχη ανδ δεϖελοπµεντ χοστ οφ ιν τροδυχινγ α λαργερ ωαφερ. Βψ σο δοινγ, ιτ ωουλδ γετ α µανυ φαχτυρινγ αδϖανταγε βεφορε ιτσ χοµπετιτορσ. Υλτιµατελψ, τηε λεαδερ προϖιδεδ ιτσ ριϖαλσ ωιτη α νιχε συβσιδψ. Ηαϖινγ λλεδ τηε φροντ ρυννερ σ ορδερ, εθυιπ µεντ µανυφαχτυρερσ ωουλδ τηεν σελλ τηε µαχηινερψ νεεδ εδ το ωορκ ωιτη τηε λαργερ ωα φερ σιζε το χηιπ µακερσ πλαψ ινγ φολλοω τηε λεαδερ. ΙΒΜ, φορ εξαµπλε, ωασ τηε ρστ το δεσιγν νεω προχεσσεσ ανδ τηεν ορδερ α χοµπλετελψ νεω σετ οφ µαχηινεσ φορ µακ ινγ ειγητ ινχη ωαφερσ, ωηιχη χυρρεντλψ ρε εχτσ τηε στατε οφ τηε αρτ. Ψετ εϖεν ΙΒΜ µαψ βαλκ APPLIED MATERIALS ατ τηε 2 βιλλιον ορ µορε νεεδ εδ φορ τηε νεξτ ωαφερ σιζε, ωηιχη χουλδ µεασυρε ανψ ωηερε φροµ 10 το 16 ινχηεσ ιν διαµετερ. Σεµατεχη ανδ τηε Σεµιχον 96 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

75 δυχτορ Ρεσεαρχη Χορπορατιον, ωηιχη χοορδινατεσ υνιϖερσιτψ ρεσεαρχη ε ορτσ, ηαϖε εσταβλισηεδ προγραµσ το νδ ωαψσ το πιχκ υπ τηε παχε οφ προδυχτιον. Τηερε σεεµσ το βε α ρυλε οφ τηυµβ τηατ ηασ οπερατεδ ιν τηε παστ τηατ νο πιεχε οφ εθυιπµεντ ωιλλ εξχεεδ 30 ωαφερσ περ ηουρ τηρουγηπυτ, χοµπλαινσ Χραιγ Βαρ ρεττ, Ιντελ σ χηιεφ οπερατινγ ο χερ. Ι δον τ κνοω ιφ τηατ σ α ρυλε οφ νατυρε ορ α ρυλε οφ εθυιπµεντ ϖενδορσ. Εθυιπµεντ συππλιερσ, συχη ασ Αππλιεδ Ματεριαλσ ιν Σαντα Χλαρα, Χαλιφ., τηε ιν δυστρψ σ λαργεστ µανυφαχτυρερ, αρε ρε σπονδινγ. Τηεψ ηαϖε χρεατεδ τεχηνολο γψ τηατ αλλοωσ σεϖεραλ προδυχτιον στεπσ το βε εξεχυτεδ ωιτηουτ ρεµοϖινγ τηε σιλ ιχον ωορκπιεχε φροµ τηε ϖαχυυµ χηαµ βερ, ωηιχη σαϖεσ προχεσσινγ τιµε. Ασ χαπιταλ βυδγετσ µουντ, ρισκ σηαρ ινγ ισ βεχοµινγ αν ινχρεασινγλψ ποπυ λαρ ωαψ το ρελιεϖε τηε παιν. Ωιτνεσσ τηε χολλαβορατιον βετωεεν ΙΒΜ, Σιεµενσ ανδ Τοσηιβα ον δεϖελοπινγ α 256 µεγαβιτ µεµορψ χηιπ. Ανοτηερ ανοδψνε ισ χα παχιτψ ρεδυχτιον. Τηε ινδυστρψ, ωηιχη συ ερεδ φροµ α γλυτ οφ χαπαχιτψ ιν τηε 1980σ, ηασ βεχοµε α λοτ λεανερ. Ιτ χουλδ βεχοµε εϖεν µορε σο. Τηε νυµβερ οφ πλαψερσ ισ λικελψ το βε θυιτε λιµιτεδ ανδ νοτ το γροω ιν τηε φυτυρε βεχαυσε οφ τηε ρισινγ χαπιταλ χοστσ, Μεινδλ σαψσ. Αχ χορδινγ το ινδυστρψ µαρκετ αναλψστ ςλσι Ρεσεαρχη, τηε νυµβερ οφ πλαντσ ηασ αλ ρεαδψ δροππεδ φροµ αβουτ 2,000 α δεχαδε αγο το 876 τοδαψ. Τηερε ισ µορε εϖιδενχε οφ αν ινδυσ τρψ εντερινγ εαρλψ µιδδλε αγε. ςλσι Ρε σεαρχη υνδερτοοκ α προϖοχατιϖε ναν χιαλ αναλψσισ οφ τηρεε µαϕορ ινδυστρψ προδυχερσ. Τηε ρµ υσεδ χηαοσ τηεορψ το αναλψζε α φαχτορ ιτ χαλλσ τεχηνολογψ δραγ, τηε βυρδεν πλαχεδ ον χοµπανιεσ βψ ηαϖινγ το ιντροδυχε εϖερ µορε χοστ λψ τεχηνολογιεσ. Τηε στυδψ σηοωεδ τηατ Ιντελ, τηε ινδυστρψ λεαδερ, ηαδ γενερατ εδ 3 ιν ρεϖενυε φορ εαχη δολλαρ ινϖεστ εδ δυρινγ τηε εαρλψ 1970σ. Βψ 1998, υν λεσσ σοµετηινγ χηανγεσ, ιτ ωιλλ µακε ονλψ α δολλαρ φορ εαχη δολλαρ ινϖεστεδ. Ιντελ ωιλλ ωαιτ ανδ σεε. Ανψβοδψ σ αβιλ ιτψ το αναλψζε ωηατ σ ηαππενινγ α φεω ψεαρσ δοων τηε ροαδ ισ εξτρεµελψ λιµιτ εδ, Μοορε ρεπλιεσ. Το χοπε ωιτη µουντινγ χαπιταλ χοστσ, ςλσι Ρεσεαρχη ρεχοµµενδσ τηατ µανυ φαχτυρερσ µοδερατε τηε βλιστερινγ παχε οφ τεχηνολογιχαλ ονε υπµανσηιπ τηατ ηασ λεδ το φουρ γενερατιονσ οφ αδϖανχεδ χηιπσ χοεξιστινγ ιν τηε σαµε µαρκετ. Ιτ µιγητ ωορκ, βυτ τηε χηανχεσ τηατ τηε πατιεντ ωιλλ ϖολυνταριλψ τακε ιτσ µεδι χινε αρε σλιµ. Γαρψ Στιξ Γolf balls fly faster, and therefore farther, because they have dimples that relieve aerodynamic drag. This past February an aeronautics instructor at the Massachusetts Institute of Technology won a patent for extending the same idea to baseball bats. Knocking shallow pea-size depressions into a bat, he discovered, can add speed to a swing and distance to a hit. The eureka moment came to Jeffrey C. DiTullio after using a wind tunnel to study drag on cylinders. While I was sitting in traffic on the way home, it occurred to me that if we could reduce the drag on the baseball bat, then hitters could swing it faster. A quicker swing would both add distance to each hit and give the batter more time to judge the pitch. DiTullio knew that the main source of drag on a moving cylinder is not friction but pressure. As a bat carves its swath, it separates the air in front of it into two boundary layers that recombine some distance behind it. In the wake of the bat, between the separated boundary layers, the lack of air creates a partial vacuum that pulls on the bat and sucks energy out of the swing. A smooth bat will slice the air cleanly, leaving a large wake of low pressure. But a bat roughened by shallow dimples will trip up the boundary layers, sending them tumbling in turbulent eddies into the space just behind the speeding bat. That relieves the vacuum and cuts the drag. With bats donated by the Boston Red Sox, DiTullio hammered out three prototypes. In the M.I.T. wind tunnel, Di- Το Φενωαψ, ωιτη Λοϖε ΙΜΠΛΕ ΒΑΣΕΒΑΛΛ ΒΑΤ πατεντεδ βψ ϑε ρεψ Χ. ιτυλ λιο οφ Μ.Ι.Τ. προδυχεσ λεσσ δραγ, ψιελδινγ λονγερ ηιτσ. Tullio says, the dimpled bats showed 60 percent less drag against a 70- mile-per-hour wind than did smooth bats that were otherwise identical. In theory, that ought to allow a professional batter to swing a dimpled bat 5 percent faster enough to add about 15 feet to a hit. But in field trials with players from the Red Sox farm team, DiTullio measured a less dramatic improvement of just 3 percent. Still, in many sports, equipment manufacturers would jump at the chance to offer a 3 percent boost in performance at little or no extra cost. M.I.T. has high hopes that it can sell the idea to bat manufacturers such as Hillerich & Bradsby, maker of the famed Louisville Slugger. But while some companies are mildly interested, reports David McFeeters-Krone of M.I.T. s technology licensing office, we are still actively seeking licensees. M.I.T. will have to make a good pitch indeed to get a dimpled bat into the majors. The league has rejected many previous innovations in bat design, from J. A. Hillerich s 1904 fish scale bat (covered in wedged points to reduce foul hits) to the metal and composite bats that have consumed 75 percent of wooden bat sales since the mid-1970s. Dimples would work as well on aluminum or graphite bats as on wood, and DiTullio s design may find easier acceptance among amateur ballplayers than among purist professionals. If so, M.I.T., like the inventor of the dimpled golf ball, may strike it rich. therwise, like the inventor of the fish-scale bat, it may just strike out. W. Wayt Gibbs DA CVEEY MIT Photo 98 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

76 Πριϖατε Σχρεενινγ Ατ ηοµε ΗΙς τεστσ στιρ υπ χοντροϖερσψ ΑΙ Σ ισ α λατε 20τη χεντυρψ σχουργε. Ιτ ισ αλσο, ιν α µαρκετ εχονοµψ, αν οππορτυνιτψ φορ δρυγ ανδ µεδι χαλ δεϖιχε µανυφαχτυρερσ, αλβειτ α χον τροϖερσιαλ ονε. Φορ εξαµπλε, ρεσεαρχη βψ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Χαλιφορνια ατ Σαν Φραν χισχο σ Χεντερ φορ ΑΙ Σ Πρεϖεντιον Στυδ ιεσ πρεδιχτσ τηατ οϖερ 40 µιλλιον πεοπλε µιγητ γετ τεστεδ φορ τηε ηυµαν ιµµυ νοδε χιενχψ ϖιρυσ (ΗΙς) ιφ τηεψ χουλδ βε ασσυρεδ οφ τηειρ πριϖαχψ. Τηε τεστινγ µιγητ αδδ 100,000 ινδιϖιδυαλσ το τηε ροστερ οφ τηοσε κνοων το χαρρψ ΗΙς. Ατ λεαστ ονε χοµπανψ περχειϖεσ τηε στυδψ ασ ποιντινγ το τηε νεεδ φορ α ηοµε ΗΙς τεστ, α µαρκετ τηατ χουλδ ρεαχη ιντο τηε ηυνδρεδσ οφ µιλλιονσ οφ δολλαρσ. ιρεχτ Αχχεσσ ιαγνοστιχσ, α συβσιδ ιαρψ οφ ϑοηνσον & ϑοηνσον, ηασ αλρεαδψ αππλιεδ το τηε Φοοδ ανδ ρυγ Αδµινισ τρατιον φορ αππροϖαλ οφ α τεστ τηατ ωουλδ λετ σοµεονε πριχκ α νγερ ωιτη α λανχετ ατ ηοµε. Τηε ινδιϖιδυαλ τηεν βλοτσ τηε βλοοδ ον λτερ παπερ ανδ µαιλσ τηε σπεχ ιµεν το τηε µανυφαχτυρερ. Τηε µανυ φαχτυρερ ασσαψσ τηε σαµπλε, υσινγ χον ϖεντιοναλ αντιβοδψ τεστινγ µετηοδσ. Τηε περσον τεστεδ ωουλδ γετ τηε ρε συλτσ οφ τηε ανονψµουσ τεστ βψ χαλλινγ τηε σερϖιχε τηε πατιεντ ισ ιδεντι εδ ονλψ βψ χοδε νυµβερ. Ιφ τηε τεστ σηοωσ τηατ τηε περσον ισ ποσιτιϖε φορ ΗΙς, α τραινεδ χουνσελορ ωουλδ ρεσπονδ. Νεγ ατιϖε τεστ ρεσυλτσ ωουλδ βε χονϖεψεδ βψ α ρεχορδεδ µεσσαγε. Α χαλλερ ρεχειϖινγ γοοδ νεωσ ωουλδ στιλλ ηαϖε αν οππορτυ νιτψ το ταλκ το α χουνσελορ ανδ λιστεν το ρεχορδεδ ταπεσ ον ΑΙ Σ ρελατεδ ισσυεσ. ιρεχτ Αχχεσσ σ προδυχτ ηασ αλρεαδψ βεγυν το δραω ρε. Αν οργανιζατιον τηατ ρεπρεσεντσ ΑΙ Σ χουνσελορσ ανδ τεστινγ περσοννελ σαψσ α τελεπηονε χαλλ ισ νοτ ενουγη. Τηε Νατιοναλ Αλλιανχε οφ Λεσ βιαν ανδ Γαψ Ηεαλτη Χλινιχσ ( ΝΑΛΓΗΧ), ωηιχη σπεακσ φορ 11 πριϖατε ηεαλτη χεν τερσ νατιονωιδε, ηασ χριτιχιζεδ τηε τεστ ιν α λεττερ το τηε Φ Α ανδ ηελδ αν Απριλ πρεσσ χονφερενχε το ϖοιχε ιτσ οβϕεχτιονσ. Χηριστοπηερ ϑ. Πορτελλι, τηε ΝΑΛΓΗΧ σ χοορδινατορ, εµπηασιζεδ τηατ πατιεντσ νεεδ ιντενσε φαχε το φαχε χουνσελινγ ον ηεαλτη χαρε οπτιονσ ανδ πραχτιχεσ τηατ χαν πρεϖεντ ινφεχτιον οφ οτηερσ. Ιτ σ ϖερψ εασψ το δροπ τηε ρεχειϖερ ωηεν α πατιεντ ηεαρσ βαδ νεωσ, ηε σαψσ. Χαρρι ερσ οφ τηε ϖιρυσ ωηο δο νοτ γετ αδε θυατε χουνσελινγ αρε συσχεπτιβλε το συι χιδε ανδ δοµεστιχ ϖιολενχε, Πορτελλι ωαρνσ. Α τεστ παχκετ πυρχηασεδ ατ α λο χαλ πηαρµαχψ, ηε ασσερτσ, χουλδ αλσο φα χιλιτατε χοερχιϖε τεστινγ βψ λαω ενφορχε µεντ ο χιαλσ ορ σχηοολ αδµινιστρατορσ. EPITPE, IC. ΟΡΑΛ ΣΑΜΠΛΕ ΧΟΛΛΕΧΤΟΡ φροµ Επιτοπε, ωηιχη χαν βε υσεδ φορ γατηερινγ σπεχι µενσ φορ ΗΙς σχρεενινγ, ισ πλαχεδ βετωεεν τηε γυµ ανδ χηεεκ. Τηε σαµπλε οφ σαλιϖα ανδ βλοοδ χοµπονεντσ ισ τηεν σεντ βψ τηε ηεαλτη προϖιδερ το α λαβορατορψ φορ τεστινγ. Τηε Αµεριχαν Μεδιχαλ Ασσοχιατιον ωορριεσ αβουτ χολλεχτινγ βλοοδ σαµπλεσ ατ ηοµε. Ι τηινκ ιτ [α τεστ] σηουλδ βε δονε ϖια α ηεαλτη προϖιδερ ωιτη αν εξ πλανατιον ανδ α πηψσιχαλ, εξπλαινσ Ραψ µονδ Σχαλετταρ, α µεµβερ οφ τηε ΑΜΑ σ βοαρδ οφ τρυστεεσ. Τηισ ισ νοτ λικε ανψ ηοµε τεστ. Το σοµε, α ποσιτιϖε ΑΙ Σ τεστ ισ α δεατη σεντενχε. Ελλιοττ ϑ. Μιλλενσον, πρεσιδεντ οφ ιρεχτ Αχχεσσ, σαψσ ηε ηασ λαβορεδ φορ σεϖεν ψεαρσ το αδδρεσσ τηε κινδ οφ προβλεµσ χιτεδ βψ Πορτελλι ανδ Σχαλετταρ. Βεφορε βεχοµινγ πρεσιδεντ οφ τηε ϑοηνσον & ϑοηνσον χονχερν, Μιλλενσον ηεαδεδ αν οτηερ χοµπανψ, Υνιϖερσιτψ Ηοσπιταλ Λαβ ορατοριεσ, ωηιχη δεϖελοπεδ αν ιδεντιχαλ τεστ τηατ ωασ ρεϕεχτεδ βψ τηε Φ Α ιν 1990 βεχαυσε οφ τηε ισσυε οφ αδεθυατε τελεπηονε χουνσελινγ. Αφτερ βεινγ τυρνεδ δοων, Μιλλενσον χονϖινχεδ ϑοηνσον & ϑοηνσον το βαχκ ηιµ ιν τηε ϖεντυρε τηατ ηασ βεχοµε ιρεχτ Αχχεσσ ιαγνοστιχσ. Σινχε Μιλλενσον σ ρστ ρεϕεχτιον, ηε ηασ ωορκεδ το σετ υπ α τηορουγη τραιν ινγ προγραµ φορ τελεπηονε χουνσελορσ. Ηισ ρµ αλσο εσταβλισηεδ αν εξτενσιϖε χοµπυτερ δαταβασε, ωηιχη υσεσ ινφορ µατιον φροµ τηε Χεντερσ φορ ισεασε Χοντρολ, το προϖιδε ρεφερραλσ φορ ηεαλτη χαρε, λεγαλ ηελπ ανδ νανχιαλ χουνσελινγ. Μιλλενσον φοχυσεσ ον τηε νεεδ φορ χολλεχτινγ ηοµε σαµπλεσ: ηε χιτεσ α 1991 συρϖεψ φροµ τηε Χεντερσ φορ ισ εασε Χοντρολ τηατ σηοωεδ τηατ 8 περ χεντ οφ Υ.Σ. αδυλτσ πλαννεδ το βε τεστεδ φορ ΗΙς δυρινγ τηε φολλοωινγ ψεαρ; τηατ γυρε, ηε σαψσ, χουλδ ηαϖε τριπλεδ ιφ α ηοµε τεστ ωερε αϖαιλαβλε. Ιν φαχτ, νοτ εϖερψονε χονχερνεδ ωιτη ΑΙ Σ ηεαλτη χαρε προβλεµσ αγρεεσ ωιτη τηε ΝΑΛΓΗΧ σ στανχε. Οτηερ αχτιϖιστσ, ρεσεαρχηερσ, µινοριτψ οργανιζατιονσ ανδ στατε ο χιαλσ ηαϖε ωριττεν τηε Φ Α ιν συππορτ οφ τηε προδυχτ ανδ σερϖιχε. Ασ ιτ αωαιτσ α ναλ αγενχψ δεχισιον, ιρεχτ Αχχεσσ ηασ σηοων µορε τηαν α τουχη οφ σενσιτιϖιτψ το χριτιχισµ. Ωηεν ιτ λεαρνεδ οφ τηε ΝΑΛΓΗΧ σ οπποσιτιον, τηε χοµπανψ στοππεδ παψµεντ ον α 5,000 χοντριβυτιον το τηε Ωηιτµαν Ωαλκερ Χλινιχ ιν Ωασηινγτον,.Χ., ωηερε τηε ΝΑΛΓΗΧ σ πρεσσ χονφερενχε ωασ ηελδ. Ωηιτµαν Ωαλκερ ισ τηε χιτψ σ λαργ εστ πριϖατε φαχιλιτψ φορ ΑΙ Σ τεστινγ ανδ α µεµβερ οφ τηε ΝΑΛΓΗΧ. Τηε χοµπα νψ αλσο δισµισσεδ α πηψσιχιαν ατ Ωηιτ µαν Ωαλκερ φροµ αν εξπερτ πανελ ιτ ηασ σετ υπ το στυδψ τηε ηεαλτη ιµπαχτ οφ τηε προδυχτ ιφ ιτ δοεσ γαιν αππροϖαλ. Τηε Φ Α σεεµσ υνχερταιν αβουτ τηε πολιτιχαλλψ χηαργεδ ισσυε οφ ηοµε τεστ ινγ. Τηε αγενχψ ηασ τηυσ χοντεµπλατεδ χονσυλτινγ ηιγηερ λεϖελ ο χιαλσ ιν τηε επαρτµεντ οφ Ηεαλτη ανδ Ηυµαν Σερ ϖιχεσ, οφ ωηιχη τηε Φ Α ισ ονε αγενχψ. Αγενχψ ηιγηερ υπσ µιγητ τηεν µακε α πολιχψ δεχισιον αβουτ τηισ τψπε οφ τεστ. εβατε οϖερ νεω φορµσ οφ ΗΙς τεστ ινγ µαψ βεχοµε στιλλ µορε αχυτε. Σεϖερ αλ χοµπανιεσ αρε ωορκινγ ον µακινγ ΗΙς τεστινγ ασ εασψ ασ σπιττινγ ιν α χυπ. Σαλιϖα ιαγνοστιχ Σψστεµσ (Σ Σ) ιν ςαν χουϖερ, Ωαση., ισ δεϖελοπινγ α τεστ φορ προφεσσιοναλσ ανδ χονσυµερσ τηατ ιτσ οφ χιαλσ χοµπαρε ωιτη α ηοµε πρεγνανχψ τεστ. Α στριπ χοατεδ ωιτη αν αντιγεν προ τειν ισ εξποσεδ το σαλιϖα. Ιτ χηανγεσ χολ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

77 ορ ωιτηιν µινυτεσ ιφ ΗΙς αντιβοδιεσ αρε πρεσεντ. Τηε Φ Α ισ υνλικελψ το ενδορσε σο ρεαδιλψ α τεστ τηατ, ιφ νοτ χλοσελψ ρεγυ λατεδ, χουλδ βε συβϕεχτ το αβυσε: αν εµ πλοψερ χουλδ τεστ ϕοβ αππλιχαντσ, ορ πεο πλε µιγητ ηεαδ φορ α σινγλεσ βαρ ωιτη α χονδοµ ανδ α τεστ κιτ. Α µεασυρε οφ τηε αγενχψ σ χαυτιουσνεσσ ον νεω ΗΙς τεστινγ χουλδ βε ωιτνεσσεδ ιν 1991 ωηεν ιτ πυλλεδ φροµ τηε µαρκετ Ορα Συρε, αν οραλ ΗΙς σαµπλε χολλεχτορ δε ϖελοπεδ βψ Επιτοπε ιν Βεαϖερτον, Ορε. Α ηεαλτη προϖιδερ πλαχεσ τηε σωαβ βε τωεεν τηε γυµ ανδ χηεεκ το γατηερ σαλι ϖα ανδ χοµπονεντσ οφ βλοοδ τηατ λτερ ιντο επιτηελιαλ τισσυε. Τηε σαµπλε ισ τηεν τεστεδ φορ αντιβοδιεσ ιν α λαβορατορψ. Επιτοπε ηαδ σολδ ιτσ προδυχτ το ινσυρ ανχε χοµπανιεσ φορ εϖαλυατινγ αππλιχα τιονσ φορ νεω πολιχιεσ, α µαρκετ τηατ ωασ λεσσ ρεγυλατεδ βψ τηε Φ Α. Τηε χοµπα νψ, ωηιχη ηασ γαρνερεδ συππορτ φορ τηε δεϖιχε φροµ σοµε ΑΙ Σ γρουπσ, στιλλ αωαιτσ αν Φ Α δεχισιον ον ΟραΣυρε ασ α δεϖιχε φορ υσε βψ ηεαλτη προφεσσιοναλσ. Βεχαυσε οφ Φ Α χονσερϖατισµ, Σ Σ ανδ τωο οτηερ χοµπανιεσ δεϖελοπινγ σαλιϖα τεστσ ηασ ταργετεδ µαρκετσ ουτ σιδε τηε Υ.Σ. συχη ασ δεϖελοπινγ νατιονσ ιν Αφριχα ανδ Σουτηεαστ Ασια. Ροναλδ Λ. Λεαλοσ, πρεσιδεντ οφ Σ Σ, ποιντσ ουτ τηατ αν αδϖανταγε οφ µαρκετινγ ιν πλαχεσ λικε Τηαιλανδ ισ τηατ τηε χοµπανψ δοεσ νοτ ηαϖε το χοπε ωιτη τηε χηαργεδ πο λιτιχαλ ατµοσπηερε τηατ συρρουνδσ τηε δισεασε ιν τηε Υ.Σ. Ιτ δοεσν τ ηαϖε ανψ οφ τηεσε γαψ δισεασε τψπε οφ χοννοτα τιονσ οϖερ τηερε, Λεαλοσ νοτεσ. Τηατ σ νοτ τηε ωαψ ιτ σ περχειϖεδ, σο τηερε ισν τ α πολιτιχαλ αυρα συρρουνδινγ ιτ. Ιφ ε εχτιϖε, σαλιϖα µαψ βεχοµε α ωαψ το δετεχτ ΗΙς ινφεχτιον ωηερε λαβορατο ρψ φαχιλιτιεσ αρε σχαρχε. Τηερε αρε φεωερ αντιβοδιεσ ιν σαλιϖα τηαν ιν βλοοδ. Ιφ τηε τεστσ αρε µαδε συ χιεντλψ σενσιτιϖε, τηεψ σηουλδ σερϖε ασ αχχυρατε διαγνοσ τιχ τοολσ, σαψσ Τηοµασ Χ. Θυινν, α σενιορ ινϖεστιγατορ ατ τηε Νατιοναλ Ινστιτυτε οφ Αλλεργψ ανδ Ινφεχτιουσ ισεασεσ. Τεστ ινγ σαλιϖα χαν βε α χονϖενιεντ νονινϖα σιϖε τεχηνιθυε, Θυινν χοµµεντσ. Θυινν ηασ, ιν φαχτ, υσεδ ραπιδ βλοοδ τεστσ ιν Αφριχα. Συχη αν ασσαψ ισ αππροϖεδ φορ υσε ιν Υ.Σ. ηεαλτη χαρε φαχιλιτιεσ. Νο τεστ φορ σαλιϖα ορ οτηερ οραλ υιδσ ηασ ψετ το µακε ιτσ ωαψ τηρουγη τηε Φ Α σ ριγορουσ χλινιχαλ τριαλσ. Λαστ ε χεµβερ ιν α λεττερ το Επιτοπε, Π. Μιχηαελ υβινσκψ, αν ο χιαλ ατ τηε Φ Α σ Χεν τερ φορ Βιολογιχσ Εϖαλυατιον ανδ Ρε σεαρχη, ορδερεδ τηε χοµπανψ το ρεφραιν φροµ µακινγ ανψ στατεµεντ συγγεστινγ τηατ τηε Φ Α ωασ νοτ ωορριεδ αβουτ τηε σαφετψ ανδ ε χαχψ οφ ΟραΣυρε. υβιν σκψ ωροτε τηατ τηε Φ Α ηασ ηαδ σοµε ϖερψ ρεαλ χονχερνσ ρεγαρδινγ ρεδυχεδ σενσιτιϖιτψ ωηεν τεστινγ ΟραΣυρε σαµ 100 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 MATSUSHITA ELECTRIC, IC., C. πλεσ ασ χοµπαρεδ το βλοοδ σαµπλεσ υσ ινγ τηε σαµε τεστ µετηοδ. Α χοµπανψ ϖιχε πρεσιδεντ, ϑοην Η. Φιτχηεν, χλαιµσ τηατ ΟραΣυρε ψιελδσ ρε συλτσ χοµπαραβλε το τηοσε οφ βλοοδ τεστσ ιν χλινιχαλ υσε. Τηε στοχκ µαρκετ, ηοω εϖερ, ισ χψνιχαλ αβουτ τηε χοµπανψ σ αβιλιτψ το γετ τηε αγενχψ σ αππροϖαλ. Ιν εαρλψ Μαψ, Φιτχηεν σαψσ, ονε φτη οφ τηε ρµ σ 10 µιλλιον σηαρεσ τραδεδ ον τηε Αµεριχαν Στοχκ Εξχηανγε ωερε βεινγ Βλυε ςιδεο Τηε θυεστ φορ τηε βλυε λασερ σπαρκσ ιντενσε χοµπετιτιον Ωηεν ιτ χοµεσ το ηιγη δενσιτψ οπτιχαλ δισκ ρεχορδινγ, τηερε ισ νο ωιδγετ σο εαρνεστλψ σουγητ βψ σο µανψ ωορκερσ ασ τηε λοω χοστ, βλυε ϖιολετ, ροοµ τεµπερατυρε σεµιχον δυχτορ λασερ. Τηε ϖιρτυε οφ λοω χοστ ισ οβϖιουσ; τηε δεσιραβιλιτψ οφ α βλυε ϖιολετ βεαµ ανδ ροοµ τεµπερατυρε οπερατιον µαψ νεεδ ελαβορατιον. υρινγ τηε οπτιχαλ ρεχορδινγ προχεσσ, α λασερ βυρνσ µιχροσχοπιχ πιτσ ιντο τηε συρφαχε οφ τηε µαστερ δισκ. Τηε πιτσ αρε ωηατ χαρρψ τηε ινφορµατιον τηατ ισ ρε τριεϖεδ ωηεν ανοτηερ λασερ ρεαδσ τηε πιτσ. Το αχηιεϖε µορε τηαν τωο ηουρσ οφ ηιγη θυαλιτψ, φυλλ µοτιον ϖιδεο ον α Χ σιζε δισκ, σαψσ Πιονεερ σποκεσ µαν Κινρο Σηιµιζυ, τηε βλυε λασερ ισ εσσεντιαλ. Αχχορδινγ το Σηιµιζυ, τηε σιζε οφ α πιτ τηατ χαν βε ινσχριβεδ ορ ρεαδ βψ α βλυε λασερ ισ ηαλφ τηε λενγτη ανδ ωιδτη οφ α πιτ τηατ α ρεδ λασερ χαν ινσχριβε. Τηατ µεανσ α βλυε λασερ χαν βυρν φουρ τιµεσ ασ µυχη δατα ιντο α γιϖεν συρφαχε σολδ σηορτ βψ ινϖεστορσ βεττινγ τηατ τηε στοχκ ωιλλ πλυµµετ ιφ τηε Φ Α δοεσ νοτ αππροϖε Επιτοπε σ αππλιχατιον. Τηεψ µαψ ωαντ το ηεδγε βψ ινϖεστινγ ιν Τρινιτψ Βιοτεχη ιν υβλιν, Ιρελανδ. Τρινιτψ ισ συππλψινγ ιτσ ραπιδ σαλιϖα τεστ το τηε γοϖερνµεντ οφ Χηινα. ϑυδψ Πηε λαν, τηε προδυχτ µαναγερ, σαψσ τηε Χηι νεσε αρε ιντερεστεδ ιν εϖαλυατινγ τηε τεστ φορ µασσ ΗΙς σχρεενινγ οφ πεοπλε ωηο εντερ τηε χουντρψ. Γαρψ Στιξ αρεα. Ρεδυχινγ τηε σιζε οφ τηε πιτσ ισ νο µεαν φεατ ιτσελφ: ιφ α χονϖεντιοναλ οπτι χαλ δισκ ωερε βλοων υπ το τηε σιζε οφ α βασεβαλλ ελδ, εαχη πιτ ωουλδ βε ρουγη λψ τηε σιζε οφ α γραιν οφ σανδ. Βψ ναρ ροωινγ τηε τραχκ πιτχη ανδ τηε λενγτη βετωεεν πιτσ, Σηιµιζυ αδδσ, ρεχορδινγ δενσιτψ χαν βε ινχρεασεδ αν αδδιτιοναλ 2.5 το τηρεε τιµεσ ιν τοταλ. Το βε υσεφυλ ιν α χονσυµερ προδυχτ, τηε λασερ µυστ µεετ ανοτηερ τεστ. Ιτ ηασ το οπερατε ατ ροοµ τεµπερατυρε. Α χρψ ογενιχ συππορτ σψστεµ δοεσ νοτ τ ωελλ ωιτη εϖερψδαψ δοµεστιχ λιϖινγ. υρινγ τηε παστ ψεαρ, χορπορατε ανδ υνιϖερσιτψ ωορκερσ ηαϖε ποστεδ σιγνι χαντ προγ ρεσσ ωιτη ρεσπεχτ το ωαϖελενγτη ανδ ροοµ τεµπερατυρε οπερατιον. Τηισ παστ Μαρχη, Πιονεερ ωορκερσ δι ρεχτεδ α 100 µιλλιωαττ βεαµ φροµ αν ινφραρεδ σεµιχονδυχτορ λασερ τηρουγη α νονλινεαρ χρψσταλ οφ ποτασσιυµ τιτανψλ πηοσπηατε µαδε βψ υ Ποντ. Τηε εµεργινγ βεαµ, α σεχονδ ηαρµονιχ ατ 425 νανοµετερσ, ωασ συ χιεντλψ σταβλε το ρεαδ δατα φροµ α ηιγη δενσιτψ οπτι χαλ δισκ υνδερ λαβορατορψ χονδιτιονσ. Λεσσ τηαν α µοντη λατερ, ιν εαρλψ Απριλ, Ματσυσηιτα ρεσεαρχηερσ χοαξεδ βλυε λιγητ φροµ α σεµιχονδυχτορ λασερ, υσινγ τηε σαµε σεχονδ ηαρµονιχ γεν ερατιον µετηοδ ασ Πιονεερ διδ. Ψετ αν οτηερ Ματσυσηιτα τεαµ, λεδ βψ Τσυνεο Μιτσυψυ ανδ ηισ χολλεαγυεσ ιν τηε ε ϖιχε Ρεσεαρχη Γρουπ, δεϖελοπεδ α λασερ διοδε τηατ εµιτσ πυλσεσ οφ λιγητ ωιτη α ωαϖελενγτη οφ 509 νανοµετερσ. Μιτσυ ψυ ισ νοω δεϖελοπινγ α σολιδ στατε λασερ τηατ γενερατεσ α χοντινυουσ βλυε σιγ ναλ. Το δο τηατ, ηε σαψσ, ρεθυιρεσ α νεω σεµιχονδυχτορ µατεριαλ ωιτη α ωιδε βανδ γαπ, συχη ασ ζινχ σελενιδε, α ΙΙ Ις χοµπουνδ ιν τερµσ οφ τηε περιοδιχ ταβλε. Ηιταχηι σ Χεντραλ Ρεσεαρχη Λαβορατο ρψ ιν Τοκψο ηασ αλσο βεεν ωορκινγ ωιτη ζινχ σελενιδε χοµπουνδσ φορ σεϖεραλ ψεαρσ. Μασαηιτο Μιγιτα, α σενιορ ρε ΒΛΥΕ ΛΙΓΗΤ ατ α ωαϖελενγτη οφ 509 νανοµετερσ ισ εµιττεδ φροµ τηισ λασερ δι οδε, ρεχεντλψ δεµονστρατεδ βψ α τεαµ λεδ βψ Τσυνεο Μιτσυψυ οφ Ματσυσηιτα Ελεχ τριχ, τηε µακερ οφ Πανασονιχ προδυχτσ.

78 σεαρχηερ ατ Ηιταχηι, ισ λοοκινγ ατ τωο οτηερ ποσσιβλε χοµπουνδσ φροµ ωηιχη το µακε βλυε ϖιολετ λασερ διοδεσ: ζινχ χαδµιυµ µαγνεσιυµ συλφυρ σελενιυµ τελλυριδε ωηιχη ηασ βεεν ινδυχεδ το λασε, ιφ ονλψ βριε ψ ανδ γαλλιυµ αλυ µινυµ ινδιυµ νιτριδε. Λικε τηειρ χουντερπαρτσ ατ Πιονεερ ανδ Ματσυσηιτα, Ηιταχηι ρεσεαρχηερσ αρε εξ περιµεντινγ ωιτη τηε σεχονδ ηαρµονιχ γενερατιον µετηοδ. Οτηερ µαϕορ ϑαπαν εσε ελεχτρονιχσ ρµσ, συχη ασ ΝΕΧ ανδ Τοσηιβα, αρε αλσο ινϖολϖεδ ιν τηε βλυε λασερ θυεστ. Ιν τηε συµµερ οφ 1993 α Σονψ ρε σεαρχη τεαµ οπερατεδ α χοντινυουσ ωαϖε βλυε λασερ συχχεσσφυλλψ ατ ροοµ τεµπερατυρε. Σονψ σ εξπεριµενταλ λασερ διοδε εµιτσ λιγητ ατ α ωαϖελενγτη οφ νανοµετερσ χλοσερ το τηε γρεεν παρτ οφ τηε σπεχτρυµ τηαν το τηε ϖιολετ. Α γρουπ φροµ Βροων Υνιϖερσιτψ ανδ Πυρ δυε Υνιϖερσιτψ ινδεπενδεντλψ αχηιεϖεδ σιµιλαρ ρεσυλτσ ατ αβουτ τηε σαµε τιµε. Ιν τηε Υ.Σ., ωορκερσ ατ ΙΒΜ ηαϖε συχ χεσσφυλλψ υσεδ ποτασσιυµ νιοβατε χρψσ ταλσ ασ α νονλινεαρ µεδιυµ ιν ωηιχη το δουβλε τηε φρεθυενχψ οφ γαλλιυµ αρσεν ιδε λασερ διοδεσ. ΑΤ&Τ ρεχεντλψ σιγνεδ α τεχηνολογψ αγρεεµεντ ωιτη ΑΠΑ Οπ τιχσ ιν Βλαινε, Μινν. Τηε αγρεεµεντ ωιλλ εναβλε ΑΤ&Τ το χονδυχτ βλυε λασερ ρε σεαρχη εξπλοιτινγ γαλλιυµ αλυµινυµ νι τριδε επιταξιαλ σψστεµσ τηατ ΑΠΑ ηασ δεϖελοπεδ. Βυτ δον τ χονφυσε εξπεριµενταλ συχ χεσσ ωιτη χοµµερχιαλ πραχτιχαλιτψ. Τηε βλυε λασερ τηατ ωιλλ ρεαδ ανδ ρεχορδ α τωο ηουρ µοϖιε φροµ α Χ σιζε δισκ ισ στιλλ ψεαρσ αωαψ. Υντιλ τηεν, χονσυµερσ ωιλλ ηαϖε το βε χοντεντ ωιτη α ςχρ ορ ωιτη τηε σοµεωηατ χυµβερσοµε τηρεε δισκ σψστεµσ βασεδ ον ρεδ ωαϖελενγτη τεχηνολογψ. Ροβερτ Παττον, Τοκψο Ροαχη Ωαρσ ιαβολιχαλ αδδιτιονσ το τηε βλαττιχιδαλ αρσεναλ Ασ µανψ ασ 50,000 χοχκροαχηεσ µαψ χαλλ ψουρ ηουσε τηειρ ηοµε. Ιφ ψου αρε τεµπτεδ το τακε εξ τρεµε µεασυρεσ το ριδ ψουρσελφ οφ τηεσε ροοµµατεσ, ψου µαψ βε ϕυστι εδ ιν φεελ ινγ τηατ ιτ σ ψου ορ τηεµ. Α ροαχη (Βλατελ λα γερµανιχα, ορ Γερµαν ροαχη, ισ ονε φαµιλιαρ εξαµπλε) χαν σπρεαδ ηαρµφυλ µιχροοργανισµσ συχη ασ σαλµονελλα. Σε χρετιονσ φροµ α ροαχη χαν προδυχε δερ µατολογιχαλ ορ ρεσπιρατορψ αλλεργιεσ. Ατ λεαστ ονε λαβορατορψ ρεσεαρχηερ ηασ εϖεν ηαδ το γιϖε υπ ινϖεστιγατιονσ οφ ροαχη εσ βεχαυσε οφ αλλεργιχ ρεαχτιονσ. (Ροαχη εσ 1, ρεσεαρχηερσ 0.) Στυδιεσ ιν εµερ γενχψ ροοµσ ιν Ωιλµινγτον, ελ., ανδ Ατλαντα, ηαϖε φουνδ τηατ σενσιτιζατιον το χοχκ ροαχηεσ ισ αν ιµπορταντ ρισκ φαχτορ φορ αστηµα ατταχκσ. Βυτ ισν τ τηερε σοµε τηινγ ϕυστ α ωεε βιτ χρυ ελ ιν βιολογιχαλ ωεαπονσ τηατ πεστιχιδε µανυ φαχτυρερσ ανδ βιοτεχη νολογψ χοµπανιεσ ωαντ το πυτ ιν ψουρ ηανδσ? Το βε συρε, τηε χορπορα τιονσ χαννοτ βε βλαµεδ φορ τρψινγ. Υ.Σ. χονσυµ ερσ βουγητ 240 µιλλιον ωορτη οφ αντιχοχκροαχη τοξινσ λαστ ψεαρ. Χονσιδερ τηε ιννοϖατιον τηατ ΕχοΣχι ενχε, α Ωορχεστερ, Μασσ., χοµπανψ, ηασ µαρκετεδ. Ιτ χονσιστσ οφ α τψπε οφ φυν γυσ τηατ λιτεραλλψ δεϖουρσ τηε Γερµαν χοχκροαχη. Μεταρηιζιυµ ανισοπλιαε, ασ τηε φυνγυσ ισ κνοων, χουλδ πλαψ α προ ταγονιστ ιν α γραδε Β µοϖιε. Ωηεν τηε φυνγυσ σ σπορεσ χονταχτ τηε εξοσκελε τον, τηεψ ρελεασε ενζψµεσ τηατ εατ αωαψ τηε ηαρδενεδ χυτιχλε, αλλοωινγ τηε πενετρατιον οφ ροοτλικε ηψπηαε. Τηε ροαχη σ ινναρδσ αρε τηεν σλοωλψ διγεστ εδ βψ τηε φυνγυσ, κιλλινγ τηε ινσεχτ ωιτη ιν α ωεεκ. υρινγ τηατ τιµε, σπορεσ αλσο ατταχη τηεµσελϖεσ το νεστµατεσ, ωηο αρε τηεν σιµιλαρλψ δεϖουρεδ. ΕχοΣχιενχε σαψσ ιτσ προδυχτ ισ αν εν ϖιρονµενταλλψ βενιγν αλτερνατιϖε το τηε χηεµιχαλ σπραψσ ανδ βαιτσ τηατ ατταχκ α ροαχη σ νερϖουσ σψστεµ. Αλσο, τηε χοµ πανψ σ στυδιεσ ηαϖε σηοων τηατ ρισκ οφ φυνγαλ αλλεργιεσ ισ λοω, σαψσ Κεϖιν ϑ. ε ϖινε, τηε χοµπανψ σ ϖιχε πρεσιδεντ οφ σαλεσ ανδ µαρκετινγ. Τηισ φυνγυσ συπποσεδλψ ωασ δεπλοψεδ αγαινστ αγριχυλτυραλ πεστσ ιν Χζαριστ Ρυσ σια. Νοω ΕχοΣχιενχε ηασ γυρεδ ουτ α ωαψ το παχκαγε τηεσε µιχροοργανισµσ φορ τηε συπερµαρκετ σηελφ. Α περµεαβλε πλαστιχ πουχη ενχλοσεσ τηε ρουνδ πλασ τιχ χηαµβερσ ηουσινγ τηε φυνγι σπορεσ. Τηε πουχη χοντρολσ ηυµιδιτψ ασ ωελλ ασ λεϖελσ οφ χαρβον διοξιδε ανδ οξψγεν. Τηισ αρρανγεµεντ γιϖεσ Μεταρηιζιυµ σηελφ λιφε. Ανοτηερ βιολογιχαλ ασσαυλτ αγαινστ τηε χοχκροαχη µαψ βε αφοοτ. Βιοσψσ, α χοµ πανψ ιν Παλο Αλτο, Χαλιφ., ηασ ενλιστεδ νεµατοδεσ. Τηε τινψ ωορµσ εντερ α ροαχη σ ανυσ ορ ιτσ σπιραχλε (τηε απερ τυρε τηρουγη ωηιχη τηε ινσεχτ βρεατηεσ). Τηεψ τηεν δεποσιτ α βαχτεριυµ τηατ κιλλσ τηε ροαχη, τυρνινγ ιτ ιντο φοδδερ φορ τηε νεµατοδε. Βυτ τηε ρµ νεεδσ το νδ α ωαψ το σλοω νεµατοδε µεταβολισµ σο τηατ τηε ωορµσ δο νοτ σταρϖε δυρινγ τηε ψεαρ ορ σο τηεψ µαψ ηαϖε το σπενδ ον τηε σηελφ ιν α ηαρδωαρε στορε ορ συπερµαρκετ. Τηε προδυχτ χουλδν τ ψετ εξιστ υνρε ΡΟΑΧΗ ΧΙΤΨ δεϖισεδ βψ τηε επαρτµεντ οφ Αγριχυλτυρε σ Αγριχυλτυραλ Ρεσεαρχη Σερϖιχε λετσ ινϖεστιγατορσ βρεεδ τηουσανδσ οφ ροαχηεσ ε χιεντλψ ιν χον νεδ σπαχεσ. φριγερατεδ ιν α Κµαρτ, α Παψλεσσ ορ α Ηοµε εποτ, σαψσ Στεπηεν Α. Μανωειλ ερ, α χοµπανψ µαναγερ ωηο ηασ δονε ρεσεαρχη ον τηε νεµατοδεσ φορ υσε αγαινστ ροαχηεσ ανδ οτηερ ινσεχτσ. Α νυµβερ οφ χοµπανιεσ αρε δεϖελοπ ινγ πρεπαρατιονσ τηατ ινηιβιτ τηε σψν τηεσισ οφ χηιτιν, τηε µαιν χονστιτυεντ οφ τηε ινσεχτ σ ηαρδενεδ εξοσκελετον. Αχα δεµιχ ρεσεαρχη τεαµσ, ινχλυδινγ ονε ατ Νορτη Χαρολινα Στατε Υνιϖερσιτψ, ηαϖε λαυνχηεδ α θυεστ το δισχοϖερ τηε χηεµ ιχαλ, κνοων ασ αν αγγρεγατιον πηερο µονε, τηατ τηε Γερµαν χοχκροαχη ρε λεασεσ το συµµον α κλατσχη οφ µαλεσ ανδ φεµαλεσ. ( Α σεξυαλ πηεροµονε, βψ χοντραστ, ωουλδ δραω ονλψ τηε οπποσιτε σεξ.) Τηε αγγρεγατιον πηεροµονε µιγητ βε υσεδ το λυρε τηε ινσεχτσ ιντο τηε κινδ οφ στιχκψ τραπ σοµετιµεσ µαρκετεδ ασ α ροαχη µοτελ. Ινδυστριαλ ρµσ ανδ γοϖερνµεντ ανδ αχαδεµιχ ρεσεαρχη λαβορατοριεσ τακε βλαττιχιδε σεριουσλψ. Σ. Χ. ϑοηνσον Χορ πορατιον, ωηιχη µακεσ ϑοηνσον Ωαξ ανδ Ραιδ, τηε αντιροαχη προδυχτ, βρεεδσ 80,000 ροαχηεσ α ωεεκ ανδ πλαψσ ηοστ το υπ το α µιλλιον ροαχηεσ ατ ανψ ονε τιµε. Τηεσε ανιµαλσ αρε φορµιδαβλε οππονεντσ, σαψσ Κειτη Κεννεδψ, α ρε σεαρχη λεαδερ ατ Σ. Χ. ϑοηνσον. Πεοπλε ωορκινγ ωιτη χοχκροαχηεσ δον τ ηαϖε το ωορρψ αβουτ ϕοβ οππορτυνιτιεσ. Ονε πριζεδ στραιν οφ ροαχη ιν Σ. Χ. ϑοηνσον σ σταβλε ισ κνοων σιµπλψ ασ ΗΡ Χ. Τηε αχρονψµ δοεσ νοτ ρεπρεσεντ α λονγ ωινδεδ Λατιν ναµε. Ιτ στανδσ φορ τηε Ηουσε οφ Ρεπρεσεντατιϖεσ, ιστριχτ οφ Χολυµβια, φροµ ωηοσε χορριδορσ οφ ποωερ τηε στραιν εµεργεδ ιν τηε εαρλψ 1980σ. Ωε υσε ΗΡ Χ ασ α ρεαλιτψ χηεχκ βεχαυσε ιτ ισ ρεσισταντ αγαινστ σο µανψ δι ερεντ χηεµιχαλσ, Κεννεδψ σαψσ. Ιτ σεεµσ το βε α συπερτουγη χοχκροαχη, ανδ ιτ σ ονλψ ττινγ τηατ ιτ χαµε φροµ Ωασηινγτον. Ινδεεδ, ΗΡ Χ µαψ βε αρουνδ λονγ αφτερ ουρ νατιον σ χαπιταλ ισ γονε. Ανψ οργανισµ τηατ ηασ ουτ λιϖεδ Τψραννοσαυρυσ ρεξ ηασ τιµε ον ιτσ σιδε. Γαρψ Στιξ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

79 Γρεεν Εχονοµιχσ Τηε Υ.Σ. µακεσ α φοραψ ιντο συσταιναβλε αχχουντινγ Ατ τηε Υνιτεδ Νατιονσ Χονφερενχε ον Ενϖιρονµεντ ανδ εϖελοπ µεντ ηελδ ιν Ριο δε ϑανειρο ιν 1992, γοϖερνµεντσ αγρεεδ το δεϖελοπ α σψστεµ οφ αχχουντινγ τηατ ωουλδ βεττερ ρε εχτ εξπλοιτατιον οφ νατυραλ ρεσουρχ εσ. Ωιτη τραδιτιοναλ µετηοδσ, αχτιϖιτιεσ συχη ασ λογγινγ, σηινγ ανδ µινινγ χαν ονλψ αδδ το τηε γροσσ νατιοναλ προδυχτ. Συχη αχχουντινγ φαιλσ το ρε εχτ τηε φαχτ τηατ εξπλοιτατιον ρεδυχεσ τηε ϖαλυε οφ νατυραλ ασσετσ φορεστσ, ση ανδ µινερ αλσ ανδ α εχτσ τηειρ αβιλιτψ το προϖιδε ινχοµε ιν φυτυρε ψεαρσ. Εξπλοιτατιον τηατ εξχεεδσ ρεπλαχεµεντ ισ υνσυσταιναβλε. Τηε Υ.Ν. πυβλισηεδ ρεχοµµενδατιονσ ον ενϖιρονµενταλ αχχουντινγ λαστ ψεαρ, ανδ ιν Μαψ οφ τηισ ψεαρ τηε Υ.Σ. µαδε ιτσ ρστ αττεµπτ το χοµπλψ. Τηε ενδ προδ υχτ, πυβλισηεδ βψ τηε επαρτµεντ οφ Χοµµερχε σ Βυρεαυ οφ Εχονοµιχ Αναλ ψσισ, ισ κνοων ασ τηε Ιντεγρατεδ Εχο νοµιχ ανδ Ενϖιρονµενταλ Σατελλιτε Αχ χουντσ. Τηε ρεσυλτ, πλεασαντλψ συρπρισ ινγ το τηε υνινιτιατεδ βυτ πρεδιχταβλε το εχονοµιστσ, σεεµσ το συγγεστ τηατ ασ φαρ ασ οιλ, γασ, χοαλ ανδ σοµε µινεραλσ αρε χονχερνεδ, τηε Υ.Σ. µεασυρεσ υπ ωελλ. Τηε νεω αχχουντσ τρψ το πυτ α ϖαλυε ον τηε Υ.Σ. σ µοστ ιµπορταντ βελοω γρουνδ νατυραλ ρεσουρχεσ δυρινγ τηε περιοδ βετωεεν 1958 ανδ Τηε βυ ρεαυ υσεδ ϖαριουσ µετηοδσ το µεασυρε τηε ϖαλυε οφ προϖεδ ρεσερϖεσ ιν τηισ σεχτορ, ρεσερϖεσ τηατ αρε εχονοµιχαλλψ εξπλοιταβλε. Τηε ουτχοµε ωασ τηατ τηε αγγρεγατεδ στοχκ οφ προϖεδ ρεσερϖεσ ιν χρεασεδ ιν ϖαλυε φροµ βετωεεν 103 βιλλιον ανδ 182 βιλλιον ιν 1958 το βε τωεεν 471 βιλλιον ανδ 916 βιλλιον ιν Ιν χονσταντ δολλαρσ τηε ρεαλ στοχκ σλιππεδ, βυτ βψ αν ινσιγνι χαντ αµουντ, φροµ βετωεεν 544 βιλλιον ανδ 1,077 βιλλιον ιν 1958 το βετωεεν 530 βιλλιον ανδ 1,030 βιλλιον ιν Ανψονε ωηο ηασ λοοκεδ ιντο τηε Βινγ ηαµ χοππερ πιτ νεαρ Σαλτ Λακε Χιτψ ωιλλ ωονδερ ωηατ κινδ οφ λεγερδεµαιν χαν εξπλαιν τηεσε νυµβερσ. Τηε ινϖισιβλε ηανδ ατ ωορκ ισ τηατ οφ τεχηνολογψ, νοτ τηατ οφ Αδαµ Σµιτη. Τηε γυρεσ σηοω λιττλε χηανγε βεχαυσε τηε ϖαλυε οφ ρε σερϖεσ υσεδ ηασ αλµοστ βεεν χοµπεν σατεδ φορ βψ τηε ινχρεασε ιν ρεσερϖεσ τηατ χαν προ ταβλψ βε εξπλοιτεδ. Αδϖανχεσ ιν µινινγ ανδ εξτραχτιον χαπαβιλιτιεσ ηαϖε τυρνεδ ρεσερϖεσ τηατ ωερε νοτ ωορτη υσ ινγ 30 ψεαρσ αγο ιντο ϖαλυαβλε ρεσουρχ εσ. Προσπεχτινγ ηασ αλσο λεδ το σοµε νεω νδσ. Σο ινχορπορατινγ τηε δεπλε τιον οφ µινεραλ ρεσουρχεσ ιντο Υ.Σ. εχο νοµιχ στατιστιχσ ωουλδ ηαϖε λιττλε ε εχτ. Ισ τηε χονστανχψ οφ µινεραλ ρεσουρχεσ, τηεν, αν αργυµεντ φορ ιγνορινγ συσταιν αβιλιτψ ανδ χοντινυινγ βυσινεσσ ασ υσυ αλ? Αβσολυτελψ νοτ, ρεπλιεσ Ροβερτ Ρε πεττο, α προµινεντ ρεσεαρχηερ ιν ενϖι ρονµενταλ εχονοµιχσ ατ τηε Ωορλδ Ρεσουρχεσ Ινστιτυτε ιν Ωασηινγτον,.Χ. Ρεπεττο ποιντσ ουτ τηατ αλτηουγη ιµ προϖεµεντσ ιν τεχηνολογψ ηαϖε αλλοωεδ τηε µινε ταιλινγσ, ορ ωαστε µατεριαλ, οφ 30 ψεαρσ αγο το βεχοµε α προ ταβλε σουρχε οφ ορεσ τοδαψ, τηε χηανγε ηασ νοτ τακεν πλαχε ωιτηουτ α τολλ ον τηε ενϖιρονµεντ. Ωαστεσ αρε νοω προδυχεδ ιν λαργερ αµουντσ, φορ εξαµπλε. Μορε οϖερ, χονσυµπτιον ηασ ινχρεασεδ, σο τηε ρατιο οφ ρεσερϖεσ το χονσυµπτιον ηασ γονε δοων. Τηε χονσταντ ϖαλυε οφ µινεραλ ρεσερϖεσ ιν τηε Υ.Σ. δοεσ, ηοω εϖερ, χον ρµ ωηατ εξπερτσ αλρεαδψ κνεω, Ρεπεττο σαψσ: τηατ ωηατεϖερ οτη ερ ενϖιρονµενταλ προβλεµσ ιτ µαψ ηαϖε, τηε Υ.Σ. ισ νοτ ιν ιµµινεντ δανγερ οφ ρυννινγ ουτ οφ µινεραλσ. Ιφ αχχουντσ ΧΛΕΑΡ ΧΥΤ ΦΟΡΕΣΤΣ αρε υναππεαλινγ φορ ρεχρεατιον. Ενϖιρονµενταλ αχχουντινγ µιγητ πυτ α ϖαλυε ον τηατ λοσσ. Τηισ στανδ ιν Ωασηινγτον ωασ χλεαρ χυτ τηισ ψεαρ. CHIP VIAI Gamma Liaison ωερε πρεπαρεδ τηατ ϖαλυεδ ση στοχκσ, ον τηε οτηερ ηανδ, τηεψ µιγητ ωελλ λεαδ το βεττερ µαναγεµεντ οφ τηατ ρεσουρχε. Ενϖιρονµενταλ αχχουντσ µαψ ηαϖε α σηαρπερ µεσσαγε ιν δεϖελοπινγ χουν τριεσ, ωηιχη γενερατε µορε οφ τηειρ γροσσ νατιοναλ προδυχτ βψ σελλινγ ραω µατερι αλσ ανδ εξπλοιτινγ οτηερ νατυραλ ρεσουρχ εσ, νοτεσ Κιρκ Ηαµιλτον, αν εχονοµιστ ατ τηε Ωορλδ Βανκ. αϖιδ Ω. Πεαρχε, αν εχονοµιστ ατ Υνιϖερσιτψ Χολλεγε Λον δον, ηασ εστιµατεδ γρεεν εχονοµιχ στατιστιχσ τηατ ινχορπορατε νατυραλ ρε σουρχεσ φορ α σελεχτιον οφ χουντριεσ. Αλ τηουγη Χοστα Ριχα, Γερµανψ, ϑαπαν, τηε Υ.Σ. ανδ σεϖεραλ οτηερ χουντριεσ αρε λικελψ το βε συσταιναβλε εχονοµιεσ, βψ Πεαρχε σ ρεχκονινγ, µανψ δεϖελοπινγ χουντριεσ, ινχλυδινγ Παπυα Νεω Γυι νεα, Ετηιοπια ανδ Μαλι, ηαϖε α δεχρεασ ινγ λεϖελ οφ τοταλ χαπιταλ ανδ σο αρε υν συσταιναβλε. Φορ υνσυσταιναβλε εχονο µιεσ, δεϖελοπινγ γρεεν αχχουντσ µαψ λεαδ το ωισερ πολιχιεσ, Ηαµιλτον σαψσ. Εϖεν χουντριεσ συχη ασ Μεξιχο ανδ τηε Πηιλιππινεσ αρε ονλψ µαργιναλλψ συσταιν αβλε, αχχορδινγ το Πεαρχε. Πυττινγ α ϖαλυε ον τανγιβλε νατυραλ ρε σουρχεσ τηατ αρε σολδ ανδ σο ηαϖε α µαρ κετ ϖαλυε χαν βε α χοµπλιχατεδ εξερχισε, βυτ ιτ ισ ατ λεαστ χονχεπτυαλλψ στραιγητ φορωαρδ. Ψετ ιτ ισ ονλψ τηε ρστ στεπ το τρυλψ γρεεν εχονοµιχσ, ωηιχη ωουλδ ιν χλυδε αλλ σιγνι χαντ ιντεραχτιονσ ωιτη τηε ενϖιρονµεντ. Ωηεν γρεεν αχχουντ ινγ ισ εξτενδεδ το ινχλυδε φαχτορσ συχη ασ τηε ϖαλυε οφ δαµαγε χαυσεδ βψ πολ λυτιον, ηοωεϖερ, τηινγσ βεχοµε µορε χοµπλεξ. Εχονοµιχ τηεοριστσ ηαϖε νοτ χοµε το α χονσενσυσ ον τηε ϖαλυε το ιν δυστρψ οφ τηε ατµοσπηερε ασ α ρεποσ ιτορψ φορ υνωαντεδ γασεσ, φορ εξαµπλε. Τηε χουντινγ γετσ µορε χοµπλιχατ εδ στιλλ ιφ εντιρελψ ιντανγιβλε ϖαλυεσ αρε το βε ινχλυδεδ ωηιχη, αργυαβλψ, τηεψ σηουλδ βε φορ σοµε πυρποσεσ. Εχον οµιστσ ηαϖε βεεν υναβλε το αγρεε εϖεν ιν πρινχιπλε ον ηοω εξαχτλψ το µεασυρε τηε ϖαλυε οφ ασσετσ συχη ασ τηε βεαυτψ οφ α ωιλδερνεσσ ορ τηε σπλενδορ οφ α βλυε ωηαλε. Ι δον τ σεε υσ τρψινγ το πυτ αεσ τηετιχ ϖαλυεσ ιντο εχονοµιχ αχχουντσ, χοµµεντσ Χαρολ Σ. Χαρσον, διρεχτορ οφ τηε Βυρεαυ οφ Εχονοµιχ Αναλψσισ. Ωηεν ιτ χοµεσ δοων το ηαρδ νυµβερσ, συσ ταιναβιλιτψ ρεµαινσ αν ιµπρεχισε ιδεα. Εχονοµιστσ µαψ βε γεττινγ γρεενερ, βυτ τηεψ ωιλλ νοτ ανψτιµε σοον βε αβλε το λεαδ τηε ωαψ το α συσταιναβλε φυτυρε. ι χυλτιεσ αρισε αβοϖε ανδ βεψονδ τηε µεασυρεµεντ χηαλλενγεσ, Ηαµιλτον αρ γυεσ. Μανψ γοϖερνµεντσ ωουλδ προβα βλψ νοτ λοοκ αφτερ τηε λονγ τερµ ιντερ εστσ οφ τηειρ πεοπλε εϖεν ιφ γρεεν αχ χουντσ σηοωεδ τηεµ ηοω το δο σο. Ενϖιρονµενταλ αχχουντσ αρε υνλικελψ το ηαϖε µυχη ιν υενχε ον λεαδερσ ωηο δο νοτ ωαντ το ηεαρ. Τιµ Βεαρδσλεψ 102 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

80 ΤΗΕ ΑΝΑΛΨΤΙΧΑΛ ΕΧΟΝΟΜΙΣΤ Ιν τηε Λονγ Ρυν, Ωε Αλλ Ρετιρε Αδισθυιετινγ χηανγε µαψ σοον δισ ρυπτ τηε ρετιρεµεντ ριτυαλ ιν χορ πορατε Αµεριχα. Τηε γολδ ωατχη ανδ τηε ηανδσηακε µαψ λινγερ, βυτ τηε πενσιον χουλδ βε ιν δεεπ τρουβλε. Ασ αν ινχρεασινγ νυµβερ οφ λαργε χοµπα νιεσ ρυν ιντο νανχιαλ δι χυλτψ ανδ αν αγινγ ποπυλατιον σωελλσ τηε ρανκσ οφ ρετιρεεσ, χονχερν γροωσ αβουτ τηε σαφε τψ οφ τηε ρετιρεµεντ βενε τσ σεχυρεδ βψ πριϖατελψ φυνδεδ πενσιον πλανσ. Βψ λαστ ψεαρ τηε γαπ βετωεεν εµπλοψ ερσ πενσιον λιαβιλιτιεσ ανδ τηε χορρε σπονδινγ ασσετσ εξχεεδεδ 53 βιλλιον, νεαρλψ φουρ τιµεσ τηε γυρε οφ ϕυστ α δε χαδε αγο. Τηε γοϖερνµεντ ρυν Πενσιον Βενε τ Γυαραντψ Χορπορατιον ( ΠΒΓΧ), ωηιχη στανδσ βεηινδ ρετιρεµεντ πλανσ ωηοσε σπονσορσ δεφαυλτ, ηασ α µερε 8 βιλλιον ιν ηανδ το χοϖερ τηε ποτεντιαλ σηορτφαλλ. οεσ τηισ µεαν ταξπαψερσ αρε γοινγ το ηαϖε το χουγη υπ ανοτηερ 40 οδδ βιλ λιον δολλαρσ νεξτ ωεεκ το βαιλ ουτ τηε ΠΒΓΧ? Προβαβλψ νοτ. Φιρστ, µυχη οφ τηε µονεψ τηατ πενσιον πλανσ οωε δοεσ νοτ αχτυαλλψ ηαϖε το βε παιδ ουτ υντιλ ωελλ παστ τηε τυρν οφ τηε χεντυρψ. Σεχονδ, δεπενδινγ ον ηοω τηε εχονοµψ περ φορµσ ιν τηε ιντεριµ, τηερε χουλδ βε νο πενσιον δε χιτ ατ αλλ. Ορ τηε γαπ χουλδ βε µυχη γρεατερ. Νο ονε κνοωσ. ϑερεµψ Ι. Βυλοω οφ Στανφορδ Υνιϖερσιτψ εξπλαινσ τηατ χαλχυλατιονσ οφ πενσιον χοστσ αρε ινορδινατελψ σενσιτιϖε το ασσυµπτιονσ αβουτ ιντερεστ ρατεσ ανδ τηε περφορµανχε οφ τηε εχονοµψ ιν χοµινγ δεχαδεσ. Α δολλαρ ινϖεστεδ τοδαψ ατ α 7 περχεντ αννυαλ ρετυρν ωιλλ προ δυχε ονλψ αβουτ ηαλφ τηε ρετιρεµεντ βεν ε τσ ιν 20 ψεαρσ τηατ ιτ χουλδ ατ 10 περ χεντ. Τηε σηαρπ δροπ ιν ιντερεστ ρατεσ δυρινγ τηε παστ ϖε ψεαρσ ηασ σεντ χορ πορατιονσ σχραµβλινγ το ρεπλενιση τηειρ πενσιον φυνδσ. Οφ χουρσε, βαχκ ωηεν ιντερεστ ρατεσ ωερε ηιγη, χοµπανιεσ τοοκ αδϖανταγε οφ τηε λογιχ οφ χοµπουνδινγ το ρεχαπτυρε εξχεσσ πενσιον ασσετσ. υρινγ τηε µιδ 1980σ, χορπορατε τρεασυριεσ τοοκ βαχκ αβουτ 20 βιλλιον φροµ οστενσιβλψ οϖερ φυνδεδ πενσιον πλανσ. Αλτηουγη Χον γρεσσ συβσεθυεντλψ χηανγεδ τηε λαω το µακε συχη ωινδφαλλσ µορε διφ χυλτ το ρεαπ, ρισινγ στοχκ πριχεσ χαν ηαϖε µυχη τηε σαµε ε εχτ βψ ιν ατινγ τηε ϖαλυε οφ α πλαν σ ασσετσ. Τηε βυλλ µαρκετ οφ 1993 εξχυσεδ µανψ χοµπανιεσ φροµ µακινγ ανψ πενσιον χοντριβυτιονσ ωηατ σοεϖερ τηατ ψεαρ, σαψσ ουγλασ Λ. Κρυσε οφ Ρυτγερσ Υνιϖερσιτψ. Τηε ρυλεσ τηατ γοϖερν πενσιον χοντρι βυτιονσ µακε ιτ ρελατιϖελψ εασψ φορ α χοµπανψ το υνδερφυνδ, Βυλοω σαψσ. Φορ εξαµπλε, ιφ µαναγεµεντ προµισεσ ιν χρεασεδ ρετιρεµεντ βενε τσ το σωεετεν σταγναντ ωαγεσ, ιτ ηασ ασ λονγ ασ 15 ψεαρσ το µακε γοοδ τηε ρεσυλτινγ σηορτ φαλλ ιν πενσιον ασσετσ. Α χοµπανψ τηατ υνδερτακεσ συχη α µανευϖερ φρεθυεντ λψ χαν βυιλδ υπ α σιγνι χαντ βαχκλογ. ( Χυριουσλψ, ηε νοτεσ, πενσιον πλανσ φορ υνιονιζεδ, ηουρλψ εµπλοψεεσ αρε γενερ αλλψ υνδερφυνδεδ, ωηερεασ τηοσε φορ σαλαριεδ ωορκερσ αρε γενεραλλψ φυλλψ φυνδεδ.) Συχη χηρονιχ υνδερφυνδινγ εσσεντιαλ λψ πυσηεσ τηε χοστ οφ µακινγ γοοδ ον τοδαψ σ προµισεσ οντο τοµορροω σ µαν αγερσ. Μανψ οβσερϖερσ, ηοωεϖερ, ωορρψ τηατ φυτυρε γενερατιονσ οφ εξεχυτιϖεσ Πενσιον χηανγεσ σηιφτ τηε ρισκ φροµ µαναγερσ ανδ σηαρεηολδερσ το ωορκερσ. µαψ χοµε υπ σηορτ ορ µαψ αττεµπτ το δυχκ τηειρ ρεσπονσιβιλιτψ αλτογετηερ. Ιν ωηατ χουλδ βεχοµε αν αλαρµινγ τρενδ, αχχορδινγ το τηε ΠΒΓΧ, σοµε οτηερωισε προ ταβλε χοµπανιεσ ωιτη σεϖερελψ υν δερφυνδεδ πλανσ ηαϖε εντερεδ βανκ ρυπτχψ προχεεδινγσ, δροππεδ τηειρ πεν σιον ρεσπονσιβιλιτιεσ ιντο τηε λαπ οφ τηε γοϖερνµεντ ανδ εµεργεδ οτηερωισε υν χηανγεδ. Λαργερ χορπορατιονσ ηαϖε αλσο µοϖεδ το διϖεστ τηεµσελϖεσ οφ τρου βλεδ διϖισιονσ ωηοσε ρετιρεµεντ γαπσ αρε παρτιχυλαρλψ ονερουσ. Ιφ τηε σπιν ο χοµπανιεσ φαιλ, τηε γοϖερνµεντ, νοτ τηε φορµερ οωνερ, µυστ µακε υπ τηε δι ερενχε. Σεχρεταρψ οφ Λαβορ Ροβερτ Β. Ρειχη ισ πυσηινγ λεγισλατιον τηατ ωουλδ λιµιτ συχη πραχτιχεσ. Χοµπανιεσ ωουλδ βε φορχεδ το ρεπλενιση σεριουσλψ δελινθυεντ φυνδσ ωιτηιν ονλψ ϖε ψεαρσ, ανδ τηε ΠΒΓΧ ωουλδ γαιν α ϖοιχε ιν χορπορατε τρανσαχτιονσ (συχη ασ σαλεσ, µεργερσ ανδ βανκρυπτχψ προχεεδινγσ) τηατ τηρεατεν το λεαϖε ταξπαψερσ ηολδινγ τηε βαγ. Χοµπανιεσ τηατ τρψ το γετ ουτ φροµ υν δερ πενσιον οβλιγατιονσ χουλδ βε ρε θυιρεδ το χοντινυε µακινγ παψµεντσ φορ ατ λεαστ α φεω ψεαρσ, υντιλ τηε βεν ε τσ τηεψ προµισεδ αρε ον α σουνδερ φοοτινγ. Ιν αδδιτιον, τηε προποσεδ λαω ωουλδ ρεµοϖε τηε χαπ ον ΠΒΓΧ ινσυρανχε πρε µιυµσ. Αννυαλ παψµεντσ χυρρεντλψ ρυν 19 περ περσον χοϖερεδ, πλυσ 9 φορ εϖ ερψ 1,000 ιν υνφυνδεδ βενε τσ υπ το α µαξιµυµ οφ 53 περ ψεαρ. Τηε µοστ σεριουσλψ υνδερφυνδεδ πλανσ ωουλδ παψ ασ µυχη ασ 50 α περσον µορε υν δερ τηε νεω λαω, ινχρεασινγ τηειρ ινχεν τιϖε το ρεφορµ. Μεανωηιλε ανοτηερ τρενδ τηρεατενσ το υνδερµινε τηε ΠΒΓΧ σ εντιρε εντερ πρισε. Ιν τηε 20 ψεαρσ σινχε ΕΡΙΣΑ (τηε Εµπλοψεε Ρετιρεµεντ Ινχοµε Σεχυριτψ Αχτ, ωηιχη εσταβλισηεδ πενσιον οϖερ σιγητ) ωασ ρστ πασσεδ, εµπλοψερσ ηαϖε ινχρεασινγλψ σηιφτεδ αωαψ φροµ δε νεδ βενε τ πλανσ, ωηιχη προµισε α χερταιν λεϖελ οφ παψµεντσ, το δε νεδ χοντριβυ τιον πλανσ, ωηιχη σιµπλψ ινϖεστ αν αγρεεδ ον αµουντ εαχη ψεαρ ανδ παψ ρετιρεεσ ωηατεϖερ ιτ ψιελδσ. ε νεδ χοντριβυτιον πλανσ αρε νοτ συβϕεχτ το τηε σαµε χοµπλεξ ρεγυλα τιονσ ασ δε νεδ βενε τ ονεσ. Φυρτηερ µορε, Κρυσε ποιντσ ουτ, τηεψ σηιφτ τηε ρισκ οφ χηανγινγ ινϖεστµεντ χονδιτιονσ φροµ µαναγερσ ανδ σηαρεηολδερσ το ωορκερσ. (Ιν σοµε χασεσ, δε νεδ χοντρι βυτιον πλανσ χαν εϖεν ινχρεασε ινϖεστ µεντ ρισκσ συβσταντιαλλψ βεχαυσε µοστ οφ τηειρ ασσετσ µαψ βε ιν τηε φορµ οφ τηε παρεντ χοµπανψ σ στοχκ.) Αλτηουγη χλασσιχαλ εχονοµιχ τηεορψ πρεδιχτσ τηατ εµπλοψερσ σηουλδ ηαϖε το παψ σοµε κινδ οφ πρεµιυµ το ωορκερσ φορ αχ χεπτινγ τηισ ρισκ, συχη χοµπενσατιον ισ νοτ ϖισιβλε ιν στυδιεσ. Ινδεεδ, τηε ρε µαινινγ δε νεδ βενε τ πλανσ αππεαρ το βε ασσοχιατεδ ωιτη ηιγηερ ωαγεσ, Κρυσε σαψσ. Ιτ ισ νοτ χλεαρ ηοω τηε υνχερταιντψ νοω σπρεαδινγ τηρουγη τηε πενσιον φυνδινγ σψστεµ ωιλλ εϖεντυαλλψ α εχτ τηε βενε τσ ωορκερσ ρεχειϖε. Φορ αλλ ανψονε κνοωσ, ινχρεασεδ σαϖινγσ ρατεσ χουλδ µορε τηαν µακε υπ τηε δι ερ ενχε ιφ ωαγε εαρνερσ δεχιδε το τακε ρε τιρεµεντ νεστ εγγσ ιντο τηειρ οων ηανδσ. Περηαπσ τηε ονλψ υνιµπεαχηαβλε πρε διχτιον, ιν λινε ωιτη ϑοην Μαψναρδ Κεψνεσ σ φαµουσ διχτυµ, ισ τηατ µοστ οφ τηε µαναγερσ ανδ πολιχψµακερσ χηαρτινγ τηε πενσιον σψστεµ σ χουρσε τοδαψ ωιλλ νοτ σεε τηε υλτιµατε ρεσυλτσ οφ τηειρ αχτιονσ. Παυλ Ωαλλιχη ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

81 ΜΑΤΗΕΜΑΤΙΧΑΛ ΡΕΧΡΕΑΤΙΟΝΣ βψ Ιαν Στεωαρτ Τηε Υλτιµατε ιν Αντψ Παρτιχλεσ Τηε ηοτελ λοββψ ωασ ιν α στατε οφ πανδεµονιυµ, ωιτη συιτχασεσ ανδ βαχκπαχκσ πιλεδ αλλ οϖερ τηε πλαχε. Ι ωονδερεδ φορ τηε ηυνδρεδτη τιµε ωηετηερ Ι δ βεεν ιν µψ ριγητ µινδ εϖεν το χονσιδερ αττενδινγ τηε Θυιν θυεννιαλ ΣΠΑΜ Ωορλδ Χονϖεντιον. Ι τοοκ ονε λοοκ ατ τηε χηεχκ ιν λινε ανδ ηεαδεδ φορ τηε ηοτελ βαρ. Αβουτ ηαλφ τηε παρτιχιπαντσ ατ τηισ µεετινγ οφ τηε Σοχιετψ φορ Πηιλοσοπηιζινγ αβουτ Ματη εµατιχσ ηαδ ηαδ τηε σαµε ιδεα. Ιµµεδιατελψ το µψ λεφτ, α σµαρτλψ δρεσσεδ ωοµαν ιν ηερ µιδ σιξτιεσ ωασ ενγαγεδ ιν α ηεατεδ δισχυσσιον ωιτη ωηατ αππεαρεδ το βε τηε επιτοµε οφ τεεναγε γρυνγε. Α τηιν ωοµαν ωιτη σπικψ ηαιρ ωορε α Τ σηιρτ λαβελεδ Ωατχη Τηισ Σπαχε. Τηερε ωασ αν οϖερεξχιτεδ φυζζιχιστ ωηο ωασ βυσιλψ εξπλαινινγ α εξιβλε εξτενσιον οφ χονϖεντιοναλ λογιχ το τηρεε σκεπτιχαλ χονστρυχτιϖιστσ ωηο ωαντεδ το µακε ιτ µορε ριγιδ. Ανδ α νερδιση τψπε ιν ονε χορνερ ωασ µαδλψ ταππινγ τηε κεψσ οφ α λαπτοπ χοµπυτερ. Ι γριννεδ ανδ βεγαν το ρελαξ. Τηε τριπ ωασ γοινγ το βε ασ ιντελλεχτυαλλψ ρε ωαρδινγ ασ Ι ηαδ ηοπεδ, αφτερ αλλ. Ι ιν τροδυχεδ µψσελφ το σπικψ ηαιρ ανδ Τ σηιρτ, ωηοσε ναµε τυρνεδ ουτ το βε Λουισε. Ι µ ωατχηινγ, Ι σαιδ. Υη? Τηισ Σπαχε. Ι µ νοτ σεεινγ ανψτηινγ υνεξπεχτεδ. Σηε γαϖε µε α φυννψ λοοκ, ασ ιφ σηε ωασ τρψινγ το ωορκ ουτ ωηετηερ Ι ωασ βεινγ σεξιστ. Ιτ σ φορ τηε Εθυατιον, σηε σαιδ. Ωηεν τηεψ νδ ιτ. Τηε Εθυατιον? Μινδ ψου, Ι µ νοτ ϖερψ ηοπεφυλ οφ α θυιχκ βρεακτηρουγη νοω τηατ τηοσε ιδ ιοτσ ιν Χονγρεσσ ηαϖε χανχελεδ τηε Συ περχονδυχτινγ Συπερ Χολλιδερ. Οη, τηατ εθυατιον, Ι σαιδ. Τηε Τηε ορψ οφ Εϖερψτηινγ. Σηε ωασ α φυνδα µενταλιστ; Ι σηουλδ ηαϖε πιχκεδ τηατ υπ. Ψου µαψ σχο, σηε σαιδ. Ι σταρτεδ το σηακε µψ ηεαδ το ινδιχατε τηατ σχοφ νγ ηαδ νοτ βεεν ον µψ µινδ. Ι µερε λψ βελιεϖε τηατ εϖερψτηινγ ιν τηε υνιϖερσε ισ γοϖερνεδ βψ ονε φυνδαµενταλ λαω ανδ τηατ τηε χεντραλ αιµ οφ σχιενχε µυστ βε το νδ ουτ ωηατ ιτ ισ. Ψεσ, βυτ εϖεν ιφ ιτ εξιστσ, ωηατ µακεσ ψου τηινκ ιτ σ α µατηεµατιχαλ λαω? τεεναγε γρυνγε θυεριεδ. Τηε ϖερψ ωορδ λαω ινδιχατεσ α πρε χισιον τηατ χαν βε φουνδ ονλψ ιν µατηε 104 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 µατιχσ. Ινδεεδ, ωε χαν δε νε µατηεµατιχσ ασ τηε στυδψ οφ τηε λογιχαλ χονσεθυενχεσ οφ σιµπλε, πρεχισε λαωσ. Ωηατ δο ψου µεαν εξαχτλψ βψ λογιχαλ? θυεριεδ ονε οφ τηε χονστρυχτιϖιστσ. Ωηατ δο ψου µεαν βψ πρε χισε? ασκεδ τηε φυζζιχιστ, ωηο ωασ χαλλεδ Ινεζ. Τηε χονϖεντιον ωασ υνδερ ωαψ. Τηε ποιντ ισ, Λουισε σαιδ, ονχε ωε νδ τηε λαωσ οφ να τυρε, ωε χαν δεδυχε εϖερψτηινγ ελσε. Ινστεαδ οφ α µεσσψ πατχη ωορκ οφ αππροξιµατε τηεοριεσ, ωε λλ κνοω τηε τρυτη. Ι τηινκ ψου ρε αλλ ον τηε ωρονγ λεϖελ οφ δισχυσσιον, Ι ιν τερϕεχτεδ. Ιτ σ ονλψ 100 ψεαρσ ορ σο σινχε µατηεµατιχιανσ προϖεδ τηατ ιν πρινχιπλε τηε εντιρε φυ τυρε οφ τηε υνιϖερσε ισ δετερ µινεδ βψ ιτσ πρεσεντ στατε ανδ τηατ λεδ το α πιχτυρε οφ α χλοχκ ωορκ υνιϖερσε ανδ τηε ιδεα τηατ σιµπλε λαωσ νεχεσσαριλψ γενερ ατε σιµπλε βεηαϖιορ. Βυτ ωηεν πεοπλε σταρτεδ το τηινκ σεριουσ λψ αβουτ ωηατ σ ποσσιβλε ιν πραχ τιχε, τηεψ δισχοϖερεδ χηαοσ σιµ πλε λαωσ χαν γενερατε εξτρεµελψ χοµπλεξ βεηαϖιορ, ανδ δετερ µινιστιχ σψστεµσ χαν βεηαϖε ρανδοµλψ. Φορ τηε σακε οφ αργυ µεντ, συπποσε ψου ρε ριγητ. Συπ ποσε τηατ ατ βασε τηε υνιϖερσε ρεαλλψ δοεσ οβεψ α σιµπλε σετ οφ φυνδαµενταλ λαωσ, ανδ ωε νδ τηεµ. Ωιλλ τηατ ρεαλλψ ηελπ υσ υνδερστανδ τηε ωορλδ ιν ωηιχη ωε λιϖε? Οφ χουρσε ιτ ωιλλ, Λουισε ανσωερεδ. Φιρστ, ιτ ωιλλ προϖιδε α βασιχ πηιλοσοπη ιχαλ υνδερπιννινγ. Σεχονδ, τηε βεηαϖιορ οφ ουρ ηυµαν σιζεδ ωορλδ ισ νεχεσσαρι λψ ιµπλιχιτ ιν τηε φυνδαµενταλ λαωσ, σο τηε λαωσ ωιλλ εξπλαιν εϖερψτηινγ. Ιν πρινχιπλε, µαψβε. Βυτ νοτ ιν πραχ τιχε. Φορ ινστανχε, ιν τηε ηυµαν σχαλε υνιϖερσε, χατσ λικε το χηασε µιχε. Ι ωουλδν τ αγρεε τηατ ψουρ φυνδαµενταλ λαωσ εξπλαινεδ τηατ υνλεσσ ψου χουλδ σηοω µε α χονϖινχινγ δεδυχτιον, σταρτ ινγ φροµ ψουρ εθυατιονσ ανδ ενδινγ ωιτη τηε φαχτ τηατ χατσ λικε το χηασε µιχε. Ηοω δο ψου πλαν το δο τηατ? Εϖεν ιφ ψου χουλδ χαρρψ τηε χοµπυ τατιονσ ουτ, τηεψ ωουλδ βε ιµποσσιβλψ ΗΙΓΗΩΑΨ ΒΥΙΛ ΙΝΓ πηασε ιν τηε ιν νιτε ϕουρνεψ οφ Λανγ τον σ αντ χοµεσ αφτερ σοµε 10,000 χηαοτιχ στεπσ. ηυγε ανδ τοταλλψ ινχοµπρεηενσιβλε. Νο, τηε προβλεµ ωιτη Τηεοριεσ οφ Εϖερψ τηινγ ισ τηατ τηεψ σταρτ ωιτη τηε ωρονγ χονχεπτ οφ εξπλανατιον. Αν εξπλανα τιον ισ αν εξπλιχιτ αργυµεντ τηατ λεαδσ φροµ ηψποτηεσισ το χονχλυσιον, νοτ ϕυστ α ϖαγυε στατεµεντ τηατ τηε χονχλυσιον ισ ιµπλιχιτ ιν τηε ασσυµπτιονσ. Ανδ χερ ταινλψ νοτ α σταχκ οφ χοµπυτερ πριντ ουτσ 1,000 µιλεσ ηιγη τηατ πυρπορτσ το ρενδερ τηε ιµπλιχιτ εξπλιχιτ. Τηε νερδ ιν τηε χορνερ ωοκε υπ. Λετ µε σηοω ψου αλλ σοµετηινγ. Ηε πλυνκεδ ηισ λαπτοπ ον τηε ταβλε. Λοοκ ατ τηε σχρεεν. Α νε γριδ οφ σθυαρεσ αππεαρεδ. Τηατ σ αν αντ, οκαψ? Ωηερε? Ιν τηε µιδδλε, ονλψ ιτ σ ινϖισιβλε. Βυτ νοω Ι λλ σηοω ιτ το ψου. Ηε χλιχκεδ αγαιν. Σοµετηινγ ρυσηεδ µαδλψ το ανδ φρο αχροσσ τηε γριδ, λεαϖινγ βεηινδ α ρανδοµ τραιλ οφ βλαχκ ανδ ωηιτε σθυαρεσ.

82 Ιτ χοντινυεδ φορ α µινυτε ορ σο ανδ τηεν βυιλτ α χυριουσλψ παττερνεδ διαγοναλ στριπε ανδ δισαππεαρεδ ο τηε εδγε οφ τηε σχρεεν. Φασχινατινγ, Λουισε σαιδ. Νοω, ασ Ι ωασ σαψινγ αβουτ τηε Εθυατιον Λουισε, τηε νερδ σαιδ, ιφ ψου λλ λετ µε εξπλαιν ωηατ ψου ϕυστ σαω, ψου λλ σεε τηατ ιτ ισ ηιγηλψ ρελεϖαντ το τηε τοπιχ υνδερ δισχυσσιον. Ψου αλωαψσ σαψ τηατ, Νατηαν, εϖεν ωηεν ιτ σ α γαµε οφ ουγαλ τηε υγονγ. Συσπενδ ϕυδγµεντ φορ α φεω µιν υτεσ, ανδ Ι λλ ϕυστιφψ µψ χλαιµ. Ωηατ Ι ϖε ϕυστ σηοων ψου ισ α µατηεµατιχαλ σψσ τεµ κνοων ασ Λανγτον σ αντ. Ιτ σ αν αµαζινγλψ σιµπλε χελλυλαρ αυτοµατον ινϖεντεδ βψ Χηρισ Λανγτον οφ τηε Σαντα Φε Ινστιτυτε. Τηε χοµπλεξιτψ µοβ? Πρεχισελψ. Τηεψ λοοκ φορ λαργε σχαλε ρεγυλαριτιεσ ιν χοµπλεξ σψστεµσ. Λανγ τον σ αντ ισ α σιµπλε εξαµπλε. Τηε αντ σταρτσ ουτ ον τηε χεντραλ σθυαρε, ηεαδ ινγ ιν σοµε σελεχτεδ διρεχτιον σαψ, εαστ. Ιτ µοϖεσ ονε σθυαρε ιν τηατ διρεχ τιον ανδ λοοκσ ατ τηε χολορ οφ τηε σθυαρε ιτ λανδσ ον βλαχκ ορ ωηιτε. Ιφ ιτ λανδσ ον α βλαχκ σθυαρε, ιτ παιντσ ιτ ωηιτε ανδ τυρνσ 90 δεγρεεσ το τηε λεφτ. Ιφ ιτ λανδσ ον α ωηιτε σθυαρε, ιτ παιντσ ιτ βλαχκ ανδ τυρνσ 90 δεγρεεσ το τηε ριγητ. Ιτ κεεπσ ον φολλοωινγ τηοσε σαµε σιµπλε ρυλεσ φορεϖερ. Ψου σαω ωηατ ηαππενεδ ωηεν Ι σταρτεδ ιτ ον αν αλλ ωηιτε γριδ [σεε ιλ λυστρατιον ατ τοπ ριγητ]. Συρπρισινγλψ χοµπλεξ βεηαϖιορ φορ συχη α σιµπλε σετ οφ ρυλεσ, Ι οβσερϖεδ. Ψου σεε, Λουισε, Λανγτον σ ρυλεσ αρε τηε Τηεορψ οφ Εϖερψτηινγ φορ τηε υνι ϖερσε τηατ ηισ αντ ινηαβιτσ. Αν αντψ µατ τερ υνιϖερσε, ηε ενδεδ απολογετιχαλλψ. Λοοκ ατ τηε στρανγε σεθυενχε οφ σηαπεσ τηατ τηε αντ χρεατεσ. Φορ τηε ρστ 500 ορ σο στεπσ, ιτ κεεπσ ρετυρνινγ το τηε χεντραλ σθυαρε, λεαϖινγ βεηινδ ιτ α σεριεσ οφ ρατηερ σψµµετριχαλ παττερνσ. Τηεν, φορ τηε νεξτ 10,000 στεπσ ορ σο, τηε πιχτυρε βεχοµεσ ϖερψ χηαοτιχ. Συδ δενλψ αλµοστ ασ ιφ τηε αντ ηασ ναλλψ µαδε υπ ιτσ µινδ ωηατ το δο ιτ βυιλδσ ωηατ ϑαµεσ Προππ οφ τηε Μασσαχηυσεττσ Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ, ωηο ρστ µαδε τηε δισχοϖερψ, χαλλσ α ηιγηωαψ. Ιτ ρεπεατ εδλψ φολλοωσ α σεθυενχε οφ πρεχισελψ 104 στεπσ τηατ µοϖεσ ιτ τωο χελλσ νορτη ωεστ ανδ χοντινυεσ τηισ ινδε νιτελψ, φορµινγ α διαγοναλ βανδ [σεε ιλλυστρα τιον ον οπποσιτε παγε]. Αµαζινγ, Ι ρεµαρκεδ. Λουισε σ φαχε σαιδ, Σο ωηατ? Τηε ρεαλλψ αµαζινγ τηινγ, Νατηαν ωεντ ον, ισ τηατ ιτ αλωαψσ σεεµσ το ενδ υπ βυιλδινγ α ηιγηωαψ, εϖεν ιφ ψου σχαττερ βλαχκ σθυαρεσ αρουνδ τηε γριδ βεφορε ιτ σταρτσ. Ι τηινκ, ονε οφ τηε χονστρυχτιϖιστσ σαιδ, Ι χαν σταρτ ιτ ο νεξτ το αν ιν ν ΦΙΡΣΤ 12 ΣΤΕΠΣ φολλοωεδ βψ Λανγτον σ αντ αρε ινδιχατεδ. (Φορ χλαριτψ, σθυαρεσ νοτ ψετ ϖισιτεδ αρε σηοων ασ γραψ: τηεσε σηουλδ βε τρεατεδ ασ ωηιτε ωηεν αππλψινγ τηε ρυλεσ.) ιτε λινε οφ βλαχκ σθυαρεσ, ανδ ιτ ωιλλ ϕυστ φολλοω τηεµ ο το ιν νιτψ. Ιφ Ι γετ τηε σπαχινγ ϕυστ ριγητ. Σορρψ. Ανψ νιτε αρρανγεµεντ οφ βλαχκ σθυαρεσ. Βυτ νοβοδψ ηασ εϖερ βεεν αβλε το προϖε τηατ τηε αντ αλωαψσ βυιλδσ α ηιγηωαψ. Χαν ανψτηινγ γενεραλ βε προϖεδ αβουτ ωηατ Λανγτον σ αντ δοεσ ωηεν ιτ σταρτσ ωιτη ανψ νιτε αρρανγεµεντ οφ βλαχκ σθυαρεσ? Ψεσ, Νατηαν ρεπλιεδ. Ε.Γ.. Χοηεν ανδ Ξ. Π. Κονγ οφ τηε Ροχκεφελλερ Υνι ϖερσιτψ προϖεδ τηατ τηε αντ σ τραϕεχτορψ ισ νεχεσσαριλψ υνβουνδεδ. Ιτ εσχαπεσ φροµ ανψ νιτε ρεγιον [σεε βοξ βελοω]. Χοηεν Κονγ Τηεορεµ Βυτ ωηατ δοεσ ιτ ηαϖε το δο ωιτη τηε Εθυατιον? Λουισε ασκεδ. Ωε κνοω τηε Τηεορψ οφ Εϖερψτηινγ φορ Λανγτον σ αντ, Νατηαν ο ερεδ. Τηε ρυλεσ. Ωε σετ τηεµ υπ. Βυτ δεσπιτε τηατ, νοβοδψ χαν ανσωερ ονε σιµπλε θυεσ τιον: Σταρτινγ φροµ αν αρβιτραρψ ενϖι ρονµεντ οφ νιτελψ µανψ βλαχκ χελλσ, δοεσ τηε αντ αλωαψσ βυιλδ α ηιγηωαψ? Σο ηερε τηε Τηεορψ οφ Εϖερψτηινγ λαχκσ εξπλανατορψ ποωερ? Ι ωονδερεδ. Πρεχισελψ. Ιτ πρεδιχτσ εϖερψτηινγ βυτ εξπλαινσ νοτηινγ. Ιν χοντραστ, τηε Χο ηεν Κονγ τηεορεµ εξπλαινσ ωηψ τραϕεχ τοριεσ αρε υνβουνδεδ. Ι χαν σεε σεϖεραλ αωσ ιν ψουρ αργυ Ιt is easy to check that the Theory of Everything for Langton s ant is timereversible that is, the current pattern and heading uniquely determine the past as well as the future. Any bounded trajectory must eventually repeat the same pattern, position and heading, and by reversibility such a trajectory must be periodic, repeating the same motions indefinitely. Thus, every cell that is visited must be visited infinitely often. The ant s motion is alternately horizontal and vertical, because its direction changes by 90 degrees at each step. Call a cell an H cell if it is entered horizontally and a V cell if it is entered vertically. The H and V cells tile the grid like the black and white squares of a checkerboard. Select a square M that is visited by the ant and is as far up and to the right as possible, in the sense that the cells immediately above and to the right of it have never been visited. Suppose this is an H cell. Then M must have been entered from the left and exited downward and hence must have been white. But M now turns black, so that on the next visit the ant exits upward, thereby visiting a square that has never been visited. A similar problem arises if M is a V cell. This contradiction proves that no bounded trajectory exists. ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

83 µεντ, Λουισε νοτεδ. Φιρστ, τηε Χοηεν Κονγ τηεορεµ ισ α χονσεθυενχε οφ τηε Τηεορψ οφ Εϖερψτηινγ, ωηιχη τηερεφορε ηασ ατ λεαστ σοµε εξπλανατορψ ποωερ. Νεξτ, ψουρ αργυµεντ ισ φουνδεδ ον ιγ νορανχε. Μαψβε τοµορροω σοµεβοδψ ωιλλ χοµε υπ ωιτη α προοφ τηατ αντσ αλ ωαψσ βυιλδ ηιγηωαψσ. Ι αγρεε. Βυτ ιτ ισ µακινγ τηε Χοηεν Κονγ χονσεθυενχε εξπλιχιτ τηατ εξ πλαινσ τηε υνβουνδεδ τραϕεχτοριεσ. Ψου χαν αππεαλ το τηε υνιθυενεσσ οφ τηε χονσεθυενχεσ οφ τηε Τηεορψ οφ Εϖερψ τηινγ υντιλ ψου ρε βλυε ιν τηε φαχε, βυτ τηατ αλονε ωον τ τελλ ψου ωηετηερ α βουνδεδ τραϕεχτορψ εξιστσ. Σιµιλαρλψ, εϖεν τηουγη ωε κνοω τηε Τηεορψ οφ Εϖ ερψτηινγ, ωε ωιλλ ηαϖε νο ιδεα ωηετηερ ηιγηωαψ βυιλδινγ ισ τηε υνιϖερσαλ πατ τερν υντιλ σοµεβοδψ µακεσ ιτ αν εξ πλιχιτ χονσεθυενχε. Ορ δισπροϖεσ ιτ. Σεεµσ το µε, Ι ιντερρυπτεδ, τηατ ψου ρε ασσερτινγ αν αωφυλ λοτ βασεδ ον ϕυστ ονε εξχεπτιοναλ εξαµπλε. Νοτ ρεαλλψ, Νατηαν χουντερεδ. Λανγ τον σ αντ ισ εντιρελψ τψπιχαλ οφ ρυλε βασεδ σψστεµσ. Τηερε αρε λοτσ οφ γενεραλιζα τιονσ, ανδ τηεψ εξηιβιτ συρπρισινγ βε ηαϖιορσ ανδ, µορε συρπρισινγ, χοµµον παττερνσ. Ψου χαν ηαϖε φυν πυττινγ ονε ορ µορε αντσ ιντο α χηοσεν ενϖιρον µεντ ανδ σεεινγ ωηατ τηεψ δο. Ψου χαν χηανγε τηε ρυλεσ ανδ σετ υπ δι ερεντ ενϖιρονµεντσ α ηεξαγοναλ λαττιχε, φορ ινστανχε, ινστεαδ οφ α σθυαρε γριδ. Ιτ σ βεστ δονε ον α χοµπυτερ, ωηερε σιµπλε προγραµσ χαν ιµπλεµεντ τηε ρυλεσ. Ι σηουλδ αδδ τηατ τηερε σ αλσο α πραχτιχαλ σιδε το τηεσε ιδεασ: τηεψ ρελατε το θυεσ τιονσ ιν στατιστιχαλ µεχηανιχσ αβουτ αρ ραψσ οφ παρτιχλεσ αντσ τηατ ατ ανψ γιϖεν µοµεντ χαν εξιστ ιν ονλψ ονε οφ σεϖεραλ στατεσ χολορεδ σθυαρεσ. Παρτιχλεσ ανδ αντψ παρτιχλεσ? Τηανκ ψου, Ινεζ. Νοω, ρεχεντλψ Γρεγ Τυρκ οφ Στανφορδ Υνιϖερσιτψ ανδ, ινδε πενδεντλψ, Λεονιδ Α. Βυνιµοϖιχη οφ τηε Γεοργια Ινστιτυτε οφ Τεχηνολογψ ανδ Σ. Ε. Τρουβετζκοψ οφ τηε Υνιϖερσιτψ οφ Βιελεφελδ ινϖεστιγατεδ γενεραλιζεδ αντσ δε νεδ βψ α ρυλε στρινγ. Συπποσε τηατ ινστεαδ οφ ϕυστ βλαχκ ανδ ωηιτε, τηε σθυαρεσ ηαϖε ν χολορσ, λαβελεδ 0, 1, 2...ν 1. Τηε ρυλε στρινγ ισ α σεθυενχε οφ ν σψµβολσ 0 ορ 1. Ωηεν τηε αντ λεαϖεσ α χελλ οφ χολορ κ, ιτ χηανγεσ ιτ το χολορ κ + 1 (ωραππινγ ν = (ν 1) + 1 αρουνδ το 0). Ιτ τυρνσ ριγητ ιφ τηε κτη σψµβολ ισ 1 ανδ λεφτ ιφ ιτ ισ 0. Ιτ µοϖεσ ονε σθυαρε ον ανδ ρεπεατσ. Λανγτον σ οριγιναλ ρυλεσ αρε συµµεδ υπ ιν ρυλε στρινγ 10. Σοµε ρυλε στρινγσ γιϖε τριϖιαλ αντ δψναµιχσ φορ εξαµπλε, αν αντ ωιτη ρυλε στρινγ 1 (ορ εϖεν ) τραϖελσ φορεϖερ αρουνδ α 2 2 σθυαρε. Βυτ ανψ ρυλε στρινγ τηατ χονταινσ βοτη 0 ανδ 1 µυστ λεαδ το υνβουνδεδ τραϕεχτοριεσ, βψ τηε Χοηεν Κονγ ιδεα. 106 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994

84 ΣΨΜΜΕΤΡΙΧΑΛ ΠΑΤΤΕΡΝΣ αρε προδυχεδ ατ εαχη στεπ οφ σοµε ρυλε στρινγσ. Τηε πατ τερν σηοων ηερε ισ στεπ 16,464 οφ αντ Συπποσε φορ σιµπλιχιτψ ψου σταρτ ωιτη α χλεαν γριδ αλλ χελλσ ιν χολορ 0. Αντ 100 χρεατεσ παττερνσ τηατ σταρτ ουτ λοοκινγ ρατηερ λικε τηοσε οφ Λανγτον σ αντ ατ ρστ σψµµετριχαλ, τηεν χηαοτιχ. Αφτερ 150 µιλλιον στεπσ, ηοωεϖερ, ιτ ισ στιλλ βεηαϖινγ χηαοτιχαλλψ. οεσ ιτ εϖερ βυιλδ α ηιγηωαψ? Νοβοδψ κνοωσ. Αντ 110 δοεσ βυιλδ α ηιγηωαψ, ανδ ιτ τακεσ ονλψ 150 στεπσ το δο σο. Μορεοϖερ, ιτ νεεδσ α χψχλε οφ ϕυστ 18 στεπσ το χρεατε τηε ηιγηωαψ, ινστεαδ οφ τηε 104 υσεδ βψ Λανγτον σ αντ. Αντ 1000 ισ ρελεντλεσσλψ χηαοτιχ. Αντ 1101 βεγινσ χηαοτιχαλλψ βυτ γοεσ ιντο ηιγηωαψ χονστρυχτιον αφτερ 250,000 στεπσ, υσινγ α χψχλε οφ λενγτη 388. Αντ 1100 κεεπσ βυιλδινγ εϖερ µορε χοµπλεξ παττερνσ τηατ, ιν νιτελψ οφτεν, αρε βιλατεραλλψ σψµµετριχαλ [σεε ιλλυστρα τιον αβοϖε]. Σο ιτ χαν τ βυιλδ ανψ κινδ οφ ηιγηωαψ ιν τηε υσυαλ σενσε. Ι δεφψ ανψονε το γιϖε α σιµπλε χλασ σι χατιον οφ τηε βεηαϖιορσ οφ αλλ τηεσε γενεραλιζεδ αντσ ορ το πρεδιχτ φροµ τηειρ ρυλε στρινγ ϕυστ ωηατ τηειρ λονγ τερµ βε ηαϖιορ ωιλλ βε, Νατηαν δεχλαρεδ. Εϖεν ιφ τηεψ αλλ σταρτ ον α χλεαν γριδ. Λουισε λοοκεδ υνηαππψ. Ψεαη, βυτ ψου ηαϖεν τ προϖεδ νοβοδψ χαν δο τηατ. Τηατ σ τρυε, Ι ποιντεδ ουτ. Βυτ ονλψ σλιγητλψ µορε χοµπλεξ τρανσιτιον ρυλεσ λεαδ το εξαµπλεσ συχη ασ ϑοην Ηορτον Χονωαψ σ γαµε οφ Λιφε. Χονωαψ προϖεδ τηατ ιν Λιφε τηερε αρε χον γυρατιονσ τηατ φορµ υνιϖερσαλ Τυρινγ µαχηινεσ προ γραµµαβλε χοµπυτερσ. Αλαν Μ. Τυρινγ προϖεδ τηατ τηε λονγ τερµ βεηαϖιορ οφ α Τυρινγ µαχηινε ισ υνδεχιδαβλε φορ εξ αµπλε, ιτ ισ ιµποσσιβλε το ωορκ ουτ ιν αδϖανχε ωηετηερ ορ νοτ τηε προγραµ ωιλλ τερµινατε. Τρανσλατεδ ιντο Λιφε τερµσ, τηατ ιµπλιεσ τηατ τηε θυεστιον οεσ τηισ χον γυρατιον γροω υνβουνδεδλψ? ισ φορµαλλψ υνδεχιδαβλε. Σο ηερε σ α χασε ωηερε ωε κνοω τηε Τηεορψ οφ Εϖερψ τηινγ, ανδ ωε κνοω α σιµπλε θυεστιον τηατ ιτ ισ προϖαβλψ ιµποσσιβλε το ανσωερ ον τηε βασισ οφ τηατ τηεορψ. Εξαχτλψ, Νατηαν χονχυρρεδ. Σο ωηψ δο ψου τηινκ α ρεαλ Τηεορψ οφ Εϖερψ τηινγ, φορ ουρ υνιϖερσε, χαν ιν ανψ µεαν ινγφυλ σενσε βε αν Υλτιµατε Ανσωερ? Ι δυννο, σιγηεδ Λουισε, ηερ φαιτη τεµποραριλψ σηακεν. Σηε σηοοκ ηερ ηεαδ, τηεν βριγητενεδ. Ιτ ισ α βιτ οφ αν αντψ χλιµαξ. ΦΥΡΤΗΕΡ ΡΕΑ ΙΝΓ ΩΙΝΝΙΝΓ ΩΑΨΣ, ςολ. 2: ΦΟΡ ΨΟΥΡ ΜΑΤΗ ΕΜΑΤΙΧΑΛ ΠΛΑΨΣ: ΓΑΜΕΣ ΙΝ ΠΑΡΤΙΧΥ ΛΑΡ. Ελωψν Ρ. Βερλεκαµπ, ϑοην Η. Χον ωαψ ανδ Ριχηαρδ Κ. Γυψ. Αχαδεµιχ Πρεσσ, ΧΟΜΠΥΤΕΡ ΡΕΧΡΕΑΤΙΟΝΣ. Α. Κ. εωδνεψ ιν Σχιεντιφιχ Αµεριχαν, ςολ. 261, Νο. 3, παγεσ ; Σεπτεµβερ 1989 ανδ ςολ. 262, Νο. 3, παγεσ ; Μαρχη ΜΑΤΗΕΜΑΤΙΧΑΛ ΕΝΤΕΡΤΑΙΝΜΕΝΤΣ. αϖιδ Γαλε ιν Ματηεµατιχαλ Ιντελλιγενχερ, ςολ. 15, Νο. 2, παγεσ 54 55; Σπρινγ ΦΥΡΤΗΕΡ ΑΝΤ ΙΧΣ: ΤΡΑϑΕΧΤΟΡΨ ΟΦ ΓΕΝ ΕΡΑΛΙΖΕ ΑΝΤΣ. ϑιµ Προππ ιν Ματηε µατιχαλ Ιντελλιγενχερ, ςολ. 16, Νο. 1, παγεσ 37 42; Ωιντερ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ

85 ΒΟΟΚ ΡΕςΙΕΩΣ βψ Πηιλιπ Μορρισον Α Σχιεντι χ Συµµερ ΤΗΕ ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΤΡΑςΕΛΕΡ: Α ΓΥΙ Ε ΤΟ ΤΗΕ ΠΕΟΠΛΕ, ΠΛΑΧΕΣ, ΑΝ ΙΝΣΤΙΤΥΤΙΟΝΣ ΟΦ ΕΥΡΟΠΕ, βψ Χηαρλεσ Τανφορδ ανδ ϑαχ θυελινε Ρεψνολδσ. ϑοην Ωιλεψ & Σονσ, 1992 (παπερβουνδ, 16.95). ΤΡΑςΕΛΕΡΣ ΗΕΑΛΤΗ: ΗΟΩ ΤΟ ΣΤΑΨ ΗΕΑΛΤΗΨ ΑΛΛ ΟςΕΡ ΤΗΕ ΩΟΡΛ, δεϖισεδ ανδ εδιτεδ βψ Ριχηαρδ αωοοδ. Ρεϖισεδ τηιρδ εδι τιον. Ρανδοµ Ηουσε, 1994 (παπερ βουνδ, 18). Τηεσε τωο υνυσυαλ τραϖελ γυιδεσ ο ερ σπεχι χ, δεταιλεδ µαττερ οφ πραχτιχαλ µεριτ. Βοτη εµβεδ ωελλ οργανιζεδ αδϖιχε ωιτηιν αν αττραχτιϖε χονχεπτυαλ φραµεωορκ, ενϕοψαβλε ρεαδ ινγ εϖεν φορ σταψ ατ ηοµεσ. Τηε τωο τι τλεσ σπαν τηε λιµιτσ φροµ τραϖελ σ βροαδ πλεασυρεσ το ιτσ ϖαριεδ ρισκσ. Τανφορδ ανδ Ρεψνολδσ αρε διστιν γυισηεδ ρεσεαρχηερσ ιν χηεµιστρψ ανδ βιολογψ φροµ υκε Υνιϖερσιτψ, νοω ρεσ ιδεντ ιν Ενγλανδ. Τηειρ σενσιβιλιτιεσ αρε χυλτιϖατεδ ανδ ϕοψφυλλψ ινφορµεδ βψ σχι ενχε; τηεψ ωριτε ωιτη ενγαγινγ χανδορ ανδ γοοδωιλλ. Τηειρ βοοκ χονταινσ ιµ αγεσ ανδ ρστηανδ δεσχριπτιονσ ωιτηιν 17 Ευροπεαν χουντριεσ, φροµ Σπαιν το Στ. Πετερσβυργ, φροµ Σχοτλανδ το Σαµοσ. Ψου χαν λεαρν α λοτ, φορ πρεφαχεδ το εαχη δεστινατιον ισ α λιϖελψ, χοµπαχτ αχχουντ οφ τηε ηιστορψ οφ τηε περσονσ ανδ πλαχεσ τηεψ χελεβρατε. Τηειρ δεεπ αιµ ισ ωιδερ τηαν σχηολαρσηιπ ιτσελφ, τουχηινγ ον τηε σχιεντιστ σ πλεασυρε ωιτη αχτυαλιτψ, τηε λυρε οφ τηε ϖερψ πλαχε, τηε ϖερψ τοολσ, οφ µεµοραβλε χηανγε. Τηε σηεερ πλεασυρε ιν βεινγ τηερε ινχλυδεσ (ανδ εϖεν γοεσ βεψονδ) τηε πρεσενχε οφ ριχη χοντεξτ ατ ιτσ τρυε σχαλε, α σενσορψ γρασπ τηατ νο ωορδσ ον παπερ χαν χονϖεψ. Σοµετιµεσ τηε ρεπορτ ιτσελφ φασχινατεσ. ϑοιν τηειρ θυεστ φορ Αλβερτ Εινστειν ιν Βερν, στιλλ ασ προϖινχιαλ α πλαχε ασ ονε χαν νδ ιν Ευροπε. Τηερε τηε ψουνγ µαν ανδ ηισ νεω ωιφε ρστ σεττλεδ, τηερε τηε παπερσ ωερε ωριττεν τηατ ιν 1905 βλαζεδ φορτη τηε γοοδ νεωσ οφ Χοµετ Εινστειν. Μοστ οφ τηε χιτψ ισ στιλλ οφ Ειν στειν σ τιµε, ανδ Βερν δοεσ νοτ φοργετ ιτσ φαµουσ ψουνγ φαµιλψ ανδ τηειρ βο ηεµιαν χιρχλε. Τηε χραµπεδ απαρτµεντ τωο οορσ υπ ωηερε τηρεε Εινστεινσ λιϖεδ ισ νοω α µυσευµ, λιγητ οφ ηεαρτ, τηατ συχχεεδσ ιν εϖοκινγ βοτη...τηε µαν ανδ τηε σχιεντιστ φορ α τηρονγ οφ ϖισιτορσ. Ωε νεεδ µορε πλαχεσ λικε τηισ ιν τηε ωορλδ. Βυτ Υλµ, ωηερε Εινστειν ωασ βορν, ισ νο συχη πλαχε. Τηατ χιτψ σεεµσ γρυδγινγ αβουτ ιτσ φαµουσ σον. ΤΕΜΠΛΕ ΟΦ ςαχχινια, ωηερε Εδωαρδ ϑεννερ γαϖε φρεε ϖαχχινατιονσ το τηε ποορ, στανδσ ιν α χορνερ οφ τηε γαρδεν ατ τηε ϑεννερ Μυσευµ ιν Βερκελεψ, Ενγλανδ. 108 ΣΧΙΕΝΤΙΦΙΧ ΑΜΕΡΙΧΑΝ ϑυλψ 1994 Τηε ονλψ τριβυτε τηατ στρικεσ α νοτε οφ γενυινε ρεσπεχτ, τηε αυτηορσ ρεπορτ, ισ α µοδεστ χαρϖεδ στονε σλαβ, α γιφτ το τηε χιτψ οφ Υλµ φροµ τηε πεοπλε οφ Ιν δια. Εϖεν αφτερ ηισ φαµε ισ ρεσπλενδεντ, Εινστειν ισ στιλλ µορε ωελχοµε ασ α Σωισσ ϑεω τηαν ασ α σχιεντιστ οφ Γερµαν Υλµ. Ιν α συβυρβ οφ εν Ηααγ ψου χαν ϖισιτ τηε βεαυτιφυλ συµµερ ηοµε οφ τηε Ηυψ γενσ φαµιλψ. Ουρ γυιδεσ χοντραστ τηε πλαχε ωιτη τηε χοντεµποραρψ ηοµε οφ Ισααχ Νεωτον ιν Ωοολστηορπε: τηε Νεω τονσ ωερε χουντρψ σθυιρεσ, ανδ νοτ ποορ, βυτ τηειρ συβσταντιαλ ηουσε ωασ α φαρµ ηουσε...φορ πεοπλε ωηο ωορκ αλλ δαψ ωιτη µυδδψ βοοτσ, ωηερεασ παρκ ανδ ηουσε οφ τηε αριστοχρατιχ Ηυψγενσ ωερε µεαντ φορ γαρδεν παρτιεσ ανδ µυσιχαλ σοιρ εσ...ωελλ δρεσσεδ γεντλεµεν ανδ λαδιεσ ωιτη... δελιχατε σλιππερσ. Λιστεδ ηερε αρε σοµε 200 σιτεσ, ασ σχενιχ ασ ϑαµεσ Χλερκ Μαξωελλ σ φαµιλψ ηοµε (νοω α γυττεδ ρελιχ οφ ρε) νεαρ υµφριεσ ορ τηοσε µαρϖελουσ παιντεδ χαϖεσ οφ Σπαιν ανδ τηε ορδογνε ορ τηε γρασσψ ολδ ϖολχανοεσ οφ τηε Αυϖεργνε. Ψου χαν δριϖε ωιτη αν αλτιµετερ υπ Πυψ δε µε ϕυστ ασ Βλαισε Πασχαλ ρστ προ ποσεδ (αλτηουγη ηε σεντ ηισ βροτηερ ιν λαω το µακε τηε χλιµβ). Νεαρ τηε χλι σ ατ Λψµε Ρεγισ ιν ορσετ, ψου χαν νοω λεαρν αβουτ Μαρψ Αννινγ, α χαρπεντερ σ ψουνγ δαυγητερ, ωηο φουνδ τηερε τηε ρστ ωηολε ιχητηψοσαυρ σκελετον. Ιν Παρ ισ τηερε ισ τηε Χυριε Ινστιτυτε, βυτ πηψσ ιχιστ Λισε Μειτνερ ισ νοτ ατ αλλ ωελλ ρε χορδεδ ατ ηερ λαβ ιν Βερλιν αηλεµ. ρ. ϑοηνσον συππλιεσ αν επιγραπη, ϖια Βοσωελλ: Α µαν ωηο ηασ νοτ βεεν ιν Ιταλψ ισ αλωαψσ χονσχιουσ οφ αν ινφεριορ ιτψ. Νοωαδαψσ ηε ωουλδ ινχλυδε ωοµ εν ανδ µυχη εξτενδ τηε λιστ οφ δεστινα τιονσ οϖερσεασ. Τιµε φορ τραϖελ? Τηε σεχονδ βοοκ βεαρσ τηε βαδ νεωσ (αχτυαλλψ, νοτ σο βαδ), ωελλ πρεσεντεδ βψ τηε εδιτορ οριγινατορ οφ τηισ βαργαιν 600 παγε χοµπενδιυµ. αωοοδ ισ α φαρ ροϖινγ Λονδον πηψσιχιαν ωηο δραωσ ον ηελπ φροµ 70 σπεχιαλιστ φριενδσ. Χηαπτερ βψ χηαπτερ, τηεψ λαψ ουτ τηε µεδιχαλ βαχκγρουνδ α σεριουσ ρεαδερ ωαντσ. Ηερε µεδιχινε ισ ϖιεωεδ ωιδελψ, βασεδ ον σχιενχε, ψετ εξτενδινγ το σο χιαλ πσψχηολογψ, τοδαψ σ χιτιεσ ανδ µαρ κετπλαχεσ ανδ τηε ϖιϖιδ υνχοµµον σενσε οφ βροαδ εξπεριενχε. Αχχιδεντσ αρε τηε µοστ χοµµον χαυσε οφ δεατη ιν τραϖελερσ, χουντινγ 25 τιµεσ τηε φαταλιτιεσ φροµ ινφεχτιουσ δισ εασε. Αλλ τηε σαµε, α τηιρδ οφ τηε τεξτ τρεατσ ινφεχτιονσ, ιν παρτιχυλαρ τηοσε