蚊子咬了喝醉酒的人，会不会也跟着醉？

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2024-05-29 13:05

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蚊子咬了喝醉酒的人，会不会也跟着醉？

| 答主：苏澄宇

可以肯定的是，喝醉酒的人更容易吸引蚊子，这是有相关研究的。

蚊子更容易被喝酒的人吸引，这是因为酒精会增加人体温度和释放的化学物质如二氧化碳，这些因素都吸引蚊子。此外，饮酒后人体释放的某些挥发性有机化合物（VOCs）也会吸引蚊子。

至于问题「蚊子咬了喝醉酒的人，会不会也跟着醉？」，并没有直接的实验证明，只能通过相关研究及科学事实，做出合理的推测。

所以，我们第一个要解决的问题是：

蚊子这类简单神经系统的昆虫会不会醉酒？

有两个例子可以说明昆虫会醉酒，一个是蜜蜂，还有一个是果蝇。

对于蜜蜂，当它们摄入酒精时，会表现出类似于人类醉酒的行为，例如失去方向感和运动协调能力。这些行为变化表明酒精会影响蜜蜂的神经系统和行为模式。

通过在糖里加酒引诱蜜蜂喝酒，在果蝇（Drosophila）身上，研究发现酒精不仅影响其行为，还可以作为学习和记忆研究的模型。果蝇在暴露于酒精后，会显示出类似人类醉酒的行为变化，如飞行不稳定和反应迟缓。

此外，果蝇对酒精的耐受性也会随着暴露时间的增加而增加。通过向密闭空间里的果蝇输送含酒精的气体。

如果你感兴趣果蝇醉酒是啥样的，可以看参考链接里的视频。这基本说明了蚊子是会受到酒精的影响的。

第二个问题是，蚊子喝多少酒才会醉？

在蜜蜂的研究中，蜜蜂摄入约 2-5% 的酒精溶液后，会表现出行动异常，例如失去方向感和运动协调能力。这些浓度通常足以让蜜蜂展示醉酒行为，但不会导致死亡。

而果蝇在暴露在含有约 5-10% 酒精酒精的环境中，就会显示出行动异常，如飞行不稳定和反应迟缓。随着暴露时间的增加，果蝇对酒精的耐受性也会增加。

那果蝇醉酒时它血液里酒精浓度是多少呢？

通过使用酒精检测试剂盒（Sigma 公司的试剂盒），均质化果蝇样本并进行比色法定量，得出果蝇体内的酒精浓度。结果显示果蝇体内的酒精浓度达到约 50-70 mM。

要类比于人类血液中的酒精浓度，就得进行单位转换：

人类血液酒精浓度（BAC）通常用百分比（%）表示。例如，0.08% BAC 是许多国家法律上认定的醉驾标准。为了转换单位，我们可以将 mM 转换为 g/dL（常用的人类 BAC 单位）。

酒精摩尔质量：乙醇 (C₂H₅OH) 的摩尔质量为 46 g/mol。
mM 转换为 g/dL：1mM=46mg/L1mM=46mg/L
50mM=50×46mg/L=2300mg/L=2.3g/L=0.23g/dL50mM=50×46mg/L=2300mg/L=2.3g/L=0.23g/dL
70mM=70×46mg/L=3220mg/L=3.22g/L=0.322g/dL70mM=70×46mg/L=3220mg/L=3.22g/L=0.322g/dL

比较人类 BAC 水平

0.08% BAC：法律上认定的醉驾标准。
0.23-0.322% BAC：这个范围的 BAC 水平远高于醉驾标准，属于严重醉酒的范围，会导致显著的认知和运动障碍，甚至可能危及生命。

所以，果蝇体内酒精浓度为 50-70mM，相当于人类血液酒精浓度 0.23-0.322% BAC。这一水平对于人类来说是严重醉酒，会导致显著的行为和生理变化，甚至可能危及生命。

接下来解决题目的问题：蚊子咬了喝醉酒的人，会不会跟着醉？

假设喝醉酒的人血液中酒精浓度为 0.1%（100 mg/dL），这是比较高的醉酒水平。

已知蚊子一次吸血量约为 5 微升（μL），一只蚊子体重大约为 2.5 毫克（mg）。

计算蚊子吸入的酒精量

吸入的酒精量=吸血量×血液酒精浓度

吸入的酒精量=5μL×0.1%=5μL×0.001=0.005μg

计算蚊子的酒精浓度

为了计算蚊子体内的酒精浓度，我们需要考虑到蚊子的体重：

蚊子的酒精浓度=吸入的酒精量/蚊子的体重

蚊子的酒精浓度=0.005μg/2.5mg=0.002μg/mg=0.002ppm

类比人类的血液酒精浓度

果蝇的研究显示，体内酒精浓度在 50-70mM（0.23-0.322 g/dL）范围内会导致显著行为变化。将蚊子的酒精浓度与人类的醉酒水平进行类比：

转换单位：0.002μg/mg=0.002ppm
比较果蝇和人类的酒精影响：果蝇在50-70 mM 时会表现出醉酒行为，相当于 0.23-0.322% BAC，而蚊子吸血后体内的酒精浓度仅为 0.002 ppm。这比果蝇的醉酒浓度低了几个数量级。

结论

通过以上计算可以得出结论：蚊子吸入喝醉酒人的血液后，其体内的酒精浓度极低，不足以导致蚊子表现出醉酒行为。因此，蚊子咬了喝醉酒的人，不会跟着醉。

上大学以前一直学有机化学，突然学到杂化，什么s，p，完全不懂，怎么学原子轨道？

| 答主：Triborg

这里其实非常容易理解。我们完全可以根据历史的顺序来学习。

19 世纪，随着工业革命的进程，科学测量仪器极大发展。光谱仪诞生了。这个东西的思想起源于牛顿。牛顿发现用棱镜可以把自然光分开。本质上是利用了在介质中，不同波长的光折射率不同，最终到达接受屏时，走过的光程不同。后来发明了光栅，利用光的衍射条纹位置与光波长有关，也可以分开自然光中的不同波长的光。

光栅是一个毫米内刻有数千条刻痕的光学镜片。这东西在古代肯定是做不出来。有了分光设备，人们发现，自然界的光被分开之后，在光屏上展现出连续的彩色条带：

后续又通过各种方法，把一些光源发射的光利用分光设备分开，发现只能分出来一系列分立的条带。如氢原子、钠原子等。

由于上述单质发的光有颜色，人们也容易理解：某些单质只能发出确定的成分的光，这些光可以通过光谱仪做成光谱，存成照片，类似指纹一样，给他们建立档案库。这些分立的条纹，被取了名字。最经典、最简单的是氢原子的光谱。

反之，如果让自然光通过这些原子的蒸气，也可以发现这些原子会吸收相应波长的光，在自然光的连续光谱上留下一些残缺：

可以看出来，这些光谱线是一组一组分布的。最开始发现的谱线少，每一根谱线都有一个名字，后来随着研究的深入，谱线越来越多，就把同一组取了一个名字。如巴尔末系、布拉开系、帕邢系等等。另外有一套名字，叫做：

sharp

principal

diffuse

fundamental

到了 20 世纪，Bohr 首先向光谱进军，把 1900-1905 年由普朗克和爱因斯坦提出的量子论应用于从理论上解释氢原子光谱，提出了「量子数」的概念，原子的能量可以取到的一系列数值一一对应于这些量子数。

这时候发现，原来氢原子光谱的 s 谱线对应量子数为 n=1, l=0，p 谱线对应量子数为 n=2, l=1，（这段可能有误，有空修订）等等。这些光谱线实际上对应着氢原子的能量的不同能级。

到了 1927 年，布里渊、Hund、Mulliken、Slater、Lonnard-Jones等人把薛定谔方程用于求解原子能谱问题，提出了解释光谱的量子力学计算方法。这些谱线的测量可以用于验证量子力学的计算结果。而谱线与量子数的 1-1 对应关系，使得量子数就沿用了光谱的称呼。而这些量子数就如此命名了。

20世纪初的实验表明（主要贡献者是卢瑟福，获得诺贝尔化学奖的物理学家，为了讽刺他看不起化学【狗头】），原子内部具有壳层结构，电子在原子核周围类似太阳系的几大行星的排布。根据量子力学的计算结果，不能认为电子的运动是轨道式地绕转，但可以通过量子数区分其能量高低。一般来说，量子数较小的电子，在原子核较近区域内出现的概率越大。所以就有了下边的能级图：

这个图叫做Grotrian图。

根据量子力学，不同的量子数除了对应不同的能量，也对应了不同的波函数。这些波函数由于是对应着「壳层结构」的能量，所以被称为 orbital，用来表示跟行星轨道（orbit）类似，行星轨道是描述恒星周围行星的运动状态的特征量，不同量子数的单电子波函数，就是 orbital，是描述电子在原子核周围运动状态的特征量。

上述是原子的情况。分子是由原子组成的，根据光谱测量，也具有壳层结构。也就是说在一定程度上存在着「分子orbital」。

分子光谱有特征的几根线，但由于分子存在着内部自由度，线展宽得比原子光谱宽很多：

为了解释分子光谱，1927 年的先驱们提出，分子中可以区分出「分子的单电子 orbital」，然后这些 orbital 线性组合，可以描述整个分子的波函数。

这个思路叫做 molecular orbital theory, MOT。但另外的人，如 Linus Pauling，从分子晶体的结构解析出发，认为分子的波函数，可以认为是分子中每个原子的「原子orbital」，在分子中互相影响发生了变形，原来的原子 s、p、d 等 orbital 发生了重组，每个球形原子的orbital重组完，原子就变形成各种形状的积木，分子就是这些积木堆起来的。这个思路叫做valence bond theory， VB。

这两种解释从两套不同的实验出发，相当于是「横看成岭侧成峰，远近高低各不同」。在 Full CI 的级别下，两者没有区别。但是使用上，VB 直观但是做定量计算需要较多的群论知识，MO 的物理图像抽象但计算简单。目前两者已经水乳交融，我国做 VB 的人和做 MO 的人从根源上都起源于唐敖庆，两拨人后来各有际遇。现在 BDF 和 XMVB 都是成熟的软件了。

综上所述，根据历史和实验的故事，我们可以清晰地看出化学分子的量子力学理论的来源。

由于根源上来自于 19 世纪的「博物学」（当时光谱有海量大数据，但是没有统一的理论，大家只能像集邮一样一个一个例子地测量、搜集数据），很多名字都是没有道理的。而由于量子力学建立于 1925 年，MO 和 VB 诞生于 1925-1927 年，那时候量子力学没有完善，量子场论也在「婴儿期」，所以当时的理论十分粗糙，脱离了氢分子就说不清楚。这个弊端一直到 1980 年代后期，才有改善。而近三十年是量子化学的蓬勃发展时期，很多内容今天才能说清楚。在这里我广告一个我同事的波函数分析方法 DVMS，不仅能分析单参考情况，也能分析多参考情况。

我之前还不知道这个方法的高明之处，直到近期北大的陈基老师用这个方法成功分析了 QMC 的波函数：

题图来源：答主 @苏澄宇

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