單側(cè)利好傾向自然界中并不少見
為什么人類偏偏如此極端
左右利手比例可達(dá)1:9？


Q1

沖豆?jié){粉的時候，會出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。如果先放豆?jié){粉，再放水好一些；還是先放水，再放豆?jié){粉好一些呢？

by 匿名

答：

事實上，我們平常生活中所謂的沖豆?jié){粉、奶粉等，其實并不是“溶解”，這些粉末大多是難溶于水的，之所以在水里消失不見，是因為水分子進(jìn)入了大團粉末當(dāng)中，將大團的粉末分散開，成為很小的粉末，直到肉眼不可見為止。

但這個過程，并不總是順利的。比如說，像豆?jié){粉這類蛋白質(zhì)含量高的物質(zhì)，受熱時會發(fā)生膨脹，這樣一來通路就被“堵死”，水分子沒有太多的空間擠進(jìn)粉末中，也就無法將大團粉末分散成小顆粒了。這就是用熱水沖豆?jié){粉或者時，很容易沖出來攪不散的小團團，出現(xiàn)“結(jié)塊”現(xiàn)象的原因。

此外，豆?jié){粉中的蛋白、多糖也會和水相互作用，降低水的流動性，把水變得更粘稠，更加不利于水分子的進(jìn)入。與之相比，沖咖啡粉就沒那么容易結(jié)塊了，咖啡粉里面淀粉和蛋白的含量很低，而且大部分物質(zhì)易溶于水。

回到問題上來，怎樣能減少沖豆?jié){時的“結(jié)塊現(xiàn)象”呢？應(yīng)該先加水，讓豆?jié){粉成為“后來者”，可以方便水分子“侵入”。加粉的同時還可以一邊攪拌，用外力幫助粉末的分散過程，這樣就粉末不容易結(jié)團了。

參考資料

1. Wetting, disintegration and dissolution of agglomerated water soluble powders. Forny et al., 2011.

by 尼洛

Q.E.D.

Q2

中子轟開原子核是怎么相互作用的？

by 匿名

答：

原子核能否裂變與結(jié)合能的大小有關(guān)。隨著原子的質(zhì)量數(shù)的增加，每個核子的平均結(jié)合能減少，因此如果原子核核子數(shù)量減少，原子核的平均結(jié)合能會提高，所以核裂變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)。當(dāng)核子之間距離很短時，核力為強相互作用力。但是當(dāng)距離超過強相互作用力作用的臨界點時，核子的相互作用力中庫倫斥力占主導(dǎo)。穿過這樣一個臨界點需要能量。穩(wěn)定狀態(tài)下的原子核一般是不具有這個能量，而當(dāng)受到外來中子的影響時，原子核可能激發(fā)到高能態(tài)，滿足裂變的條件。這部分額外的能量被稱為活化能，由入射的中子提供。圖1勢能曲線的依據(jù)是液滴模型，當(dāng)中子被捕獲時，現(xiàn)有的核子就像被擾動的液體一樣“擺動”，這導(dǎo)致了圖1所示的“中間收縮”。這個簡單模型的優(yōu)點是很好地預(yù)測了重核裂變的宏觀特征，但也存在很多缺點。

中子轟開原子核的具體的過程是：中子被目標(biāo)原子核捕獲，原子核變重，而且更加不穩(wěn)定。之后原子核碎成兩個碎片，這個過程由上述模型描述。一般來說新產(chǎn)生的碎片也不會很穩(wěn)定，需要釋放中子或釋放光子來達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。如下圖所示，這樣形成了一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

參考資料

1. 楊洛城. D-T中子源誘發(fā)238U裂變核素反應(yīng)截面測量研究[D].蘭州大學(xué),2023.DOI:10.27204/d.cnki.glzhu.2022.002811.

by 小線

Q.E.D.

Q3

為什么加油站不可以打電話呀

by 朵朵

答：

汽油其實跟水也是一樣會揮發(fā)，當(dāng)我們在加油站加油時，常常會聞到一股汽油的味道，這是因為加油站周圍油汽密度驟增。平時手機的信號較弱，當(dāng)有電話打入，手機在接受到信號的一瞬間，信號頻段會發(fā)生變化。而手機是通過無線電波傳送數(shù)據(jù)，在使用過程中有可能產(chǎn)生射頻火花，但只有當(dāng)油氣濃度達(dá)到比較高的數(shù)值時才可能點燃油氣。

隨著手機性能的不斷改進(jìn)和進(jìn)步，這種概率越來越小。我們經(jīng)常在加油站使用手機掃碼支付等操作，打電話和手機上網(wǎng)其實同樣都會產(chǎn)生較強的信號，但是只要不靠近油槍和油箱口，距離它們稍遠(yuǎn)一點，點燃油氣的概率是非常小的。但是畢竟安全無小事，小心點總沒錯~

其實常常我們更需要關(guān)注的是靜電帶來的危險，靜電產(chǎn)生的威脅要遠(yuǎn)大于接打電話，所以加油站人員必須穿靜電防護服，不能穿像毛衣等化纖衣物。當(dāng)我們在靠近油槍前，可以先接觸一下加油機旁邊去除靜電的按鈕，釋放一下自己帶來的靜電，防止危險的發(fā)生。

by serendipity

Q.E.D.

Q4

為什么在牙齒上一刮會出現(xiàn)白色的東西?

by 匿名

答：

答案就是牙菌斑--一種由細(xì)菌在牙齒上不斷形成的粘性無色薄膜?？谇恢械募?xì)菌與唾液和食物殘渣結(jié)合，在牙齒表面形成一層生物膜。隨著牙菌斑的累積，它為細(xì)菌提供了代謝糖分的盛宴，并釋放出攻擊牙釉質(zhì)的酸性物質(zhì)。

最初的牙菌斑是軟的，可以通過刷牙清除。但隨著時間的推移，它會變硬成為牙垢或牙結(jié)石，與牙齒發(fā)生化學(xué)粘結(jié)。這時就需要用刮牙器鑿掉牢固附著的沉積物。

刮下來的就是大塊的牙垢--一種與牙齒融為一體的混凝土狀物質(zhì)。牙垢主要由磷酸鈣鹽組成，來源于唾液和牙齦液。這些鹽會硬化成晶體，牢牢地粘附在牙齒上，為細(xì)菌的繁殖提供了堡壘。

所以大家平時除了刷牙和使用牙線外，定期洗牙對清除牙垢也很重要，因為牙垢會導(dǎo)致齲齒和牙齦疾病，清除厚牙菌斑所需的強力刮擦也說明了牙菌斑的堆積沉淀相當(dāng)頑固，所以朋友們一定要認(rèn)真注意口腔護理喔。

參考資料

1. Why Do I Have White Spots on My Teeth?

2. What is the white stuff on my teeth?

3. Why Is White Stuff Forming On My Teeth?

by 青春小花??

Q.E.D.

Q5

是不是截止目前，所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的黑洞都是在旋轉(zhuǎn)的？那有沒有不旋轉(zhuǎn)的黑洞存在呢？

by Aegg

答：

黑洞是目前人類已知宇宙中最“簡單”的天體，它在引力坍縮下形成后會進(jìn)入一種只剩下三種特征參量（質(zhì)量M、角動量L和電荷Q）描述的穩(wěn)定狀態(tài)，這被稱為“無毛”定理。根據(jù)黑洞本身的物理特性，可以將黑洞劃分為四類：

1. Schwarzschild 黑洞：M≠0，L=0，Q=0；

2. Reissner-Nordstrom 黑洞：M≠0，L=0，Q≠0；

3. Kerr 黑洞：M≠0，L≠0，Q=0；

4. Kerr-Nuwman 黑洞：M≠0，L≠0，Q≠0.

其中角動量L是任何旋轉(zhuǎn)物體所具有的物理量，黑洞是否旋轉(zhuǎn)便取決于角動量L是否為0。由于黑洞是由恒星坍縮而成的，大多會保留原來恒星的一部分角動量，所以要想形成完美的Schwarzschild黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞是一件極其困難的事。然而，廣義相對論指出，在能層內(nèi)除了能量為正的正能軌道外，還存在負(fù)能軌道，且這些相對于負(fù)能軌道運動的粒子具有負(fù)的角動量，并憑此從黑洞中獲得能量，能量則來源于黑洞的轉(zhuǎn)動能。這種提取黑洞自轉(zhuǎn)能的機制稱為Penrose過程。根據(jù)Hawking提出的面積定理可知，Penrose過程會使得黑洞在損失角動量的過程種面積逐漸增加，最終退化為Schwarzschild黑洞，故Schwarzschild黑洞常常被看作黑洞的“基態(tài)”。

上面的討論是基于理論計算給出的，在實驗上目前僅有驗證旋轉(zhuǎn)黑洞存在的觀測數(shù)據(jù)，不旋轉(zhuǎn)的黑洞還沒有被觀測到。2023年9月27日《Nature》上發(fā)表的一篇文章提到：研究人員通過分析多個甚長基線干涉測量（Very Long Baseline Interferometry，VLBI）網(wǎng)在2000年至2022年的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)M87星系中心黑洞噴流呈現(xiàn)周期性擺動，擺動周期約為11年，振幅約為10度。這一現(xiàn)象符合愛因斯坦的廣義相對論中“如果黑洞處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，會導(dǎo)致參考系拖曳效應(yīng)”的預(yù)測。這一成果成功地將M87星系中心黑洞噴流的動力學(xué)與該星系中心超大質(zhì)量黑洞的狀態(tài)聯(lián)系起來，為M87黑洞自旋的存在提供了觀測證據(jù)。

1974年Hawking提出了黑洞蒸發(fā)這個概念，他認(rèn)為黑洞從整體上看在不斷地放出輻射。這個觀點的提出意味著黑洞最終的命運都是蒸發(fā)殆盡。雖然這個觀點還沒有被實驗證實，但Hawking輻射是否會產(chǎn)生角動量為0的黑洞？此時黑洞內(nèi)部又會怎么樣？是否會誕生新的物理等等？這些依然還是未解之謎。

by Sid

Q.E.D.

Q6

在電力普及的現(xiàn)代，相對于電生熱，摩擦生熱有沒有不可或缺的應(yīng)用場景？

by 匿名

答：

在電力普及的現(xiàn)代社會中，摩擦產(chǎn)生的熱量相對于電生熱可能并不常見，但仍然存在一些摩擦生熱的重要場景：

●火柴和打火機：火柴和打火機中的摩擦產(chǎn)生的熱能用于點燃火種。當(dāng)火柴或打火機的摩擦表面與摩擦劑（例如紅磷）接觸并迅速摩擦?xí)r，摩擦?xí)l(fā)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生火花或火焰。

●可能大家聽說過電弧焊、氣焊、激光焊等常見利用高溫熔化金屬的焊接方法，但是還有一種不需要熔化金屬，只需要利用摩擦生熱就能將兩個金屬緊密結(jié)合的神奇工藝，它就是摩擦焊接。

摩擦焊接是基本原理是：將兩個金屬表面相對運動（通常是旋轉(zhuǎn)），產(chǎn)生足夠的摩擦力和壓力，在不超過熔點的溫度下使之軟化或塑性變形，然后迅速停止運動并施加更大的壓力，使兩個金屬表面在固相狀態(tài)下實現(xiàn)原子級別的擴散和結(jié)合。摩擦焊接有以下幾種優(yōu)點：

1. 可以焊接同種或異種金屬，包括一些難以熔化焊的材料，如鋁合金、鈦合金、鎳基合金等。

2. 焊接過程中不需要填充材料、保護氣體或電源，節(jié)省了耗材和能源。

3. 焊接時間短，熱影響區(qū)小，焊縫質(zhì)量高，無氣孔、裂紋等缺陷。

4. 焊接后的尺寸精度和幾何精度高，無需特殊的表面處理。

摩擦焊接在現(xiàn)代工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，例如：

1. 在新能源汽車領(lǐng)域，摩擦焊接可以用于電機殼水冷、電池包連接等部件的制造。

2. 在航空航天領(lǐng)域，摩擦焊接可以用于飛機機身、發(fā)動機、火箭等結(jié)構(gòu)件的連接。

3. 在核能領(lǐng)域，摩擦焊接可以用于核反應(yīng)堆內(nèi)部的管道、閥門等關(guān)鍵部件的連接。

參考文獻(xiàn)

1. 什么叫摩擦焊，他的優(yōu)缺點是什么？

2. 摩擦焊

by 青春小花??

Q.E.D.

Q7

為什么大多數(shù)人都是右撇子?

by 不過咸魚

答：

非常有趣的問題！可惜，這個問題影響因素太多，目前還沒有一個讓大家都很信服的答案。所以我們這里給出一些主要結(jié)果供參考，歡迎大家在評論區(qū)分享自己的看法~其實， 自然界的“右撇子”也不少見：一些猿類也喜歡用右手抓取食物；座頭鯨更喜歡用右鱷來撕咬；雞、鴿子、蟾蜍等更喜歡用右側(cè)視野來來判斷捕食[1]。這樣的單側(cè)利好行為，本身在生物學(xué)上具有一定的意義。

超聲研究發(fā)現(xiàn)，12周大的寶寶已經(jīng)開始偏向于動右手臂，15周時開始吮吸右手手指[2]。這一偏好比例大概就在1:9.我們可以肯定，必定存在相應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)。但是如果我們就這樣回答說是因為遺傳，顯然不能讓人滿意。因為這是演化的結(jié)果而不是原因。

一個直接的思路是研究歷史上人類的利手傾向是如何出現(xiàn)并逐步演化的。但是相關(guān)考證較為困難，例如Toth通過研究剝脫石皮的區(qū)別，認(rèn)為早在190~140萬年前的石器時代右利手傾向已經(jīng)出現(xiàn)，但是該結(jié)論在統(tǒng)計上受到質(zhì)疑[3]。歷史上的演化過程仍然是有待研究的問題。具體是什么原因?qū)е铝巳祟惖难莼瘍A向，人們在很多方面都有猜測。

人類身體與大腦的結(jié)構(gòu)可能對演化具有影響。一方面，心臟位于左側(cè)可能有一定影響。在遠(yuǎn)古時期，戰(zhàn)斗對于古人類是不可避免的。當(dāng)使用鋒利的武器戰(zhàn)斗時，用于握住武器的手可能會帶動該側(cè)胸腔旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致該側(cè)心臟更多地暴漏。當(dāng)右手拿著武器時，左臂通過部分覆蓋左胸，也可以為心臟提供一些保護。這在現(xiàn)代擊劍技術(shù)中也依然有體現(xiàn)。另一方面，大腦左右側(cè)的分工可能對利手傾向有重要影響。將更多的反應(yīng)活動交給一側(cè)后，可以降低同時參與某項進(jìn)程而可能產(chǎn)生的“爭搶”。

此外，有人認(rèn)為或許是無意造成的結(jié)果[2]。如果人類群體在某一時段偶然形成群體偏向，就有可能形成群體習(xí)慣，代代相傳。比如人類偶然獲得的一些技能手段、武器的使用方法產(chǎn)生偏向性后，就代代相傳；隨著人類文明的發(fā)展、文字文化的產(chǎn)生，這一傾向性也被不斷加強。甚至在具體的文化教育環(huán)境下，左撇子可能要被迫用右手。隨機觀點聽起來不無道理，但是具體證明其在演化中起到的作用也不是件簡單的事。

緊跟著這個問題是一個同樣有趣的問題，為什么仍然有人是左撇子呢？遺傳因素之外，一方面是因為右撇子多到一定程度后，左撇子成為被人忽略的少數(shù)群體，他們在一定方面獲得了策略優(yōu)勢。另一方面，腦影像科學(xué)也表明，左撇子人群的右手使用通常也是較為順利的，并不會導(dǎo)致同側(cè)初級運動皮層的失活不均，在某些類型的運動中具有先天優(yōu)勢。所以人群中仍然會有一些人保留了左撇子的習(xí)慣。

當(dāng)然啦，左撇子右撇子本身并不重要，也沒有證據(jù)表明哪個更聰明或如何，發(fā)揮好自己的特長手就好~

參考文獻(xiàn)

1. 海生.動物界流行右撇子[J].大科技(科學(xué)之謎),2011,(01):45-46.

2. 張潔.右撇子的成因,基因還是文化?[J].世界科學(xué),2014,(11):32-34.

3. 李鋒,姜莉君.右撇子、左撇子?——人類的利手傾向[J].化石,2011,(02):8-12.

by serendipity

Q.E.D.

Q8

為什么普通燈光不發(fā)生干涉現(xiàn)象？

by Photon

答：

光能夠發(fā)生干涉是因為它能表現(xiàn)出波動性質(zhì)，具體指的是當(dāng)兩列或多列光波在空間某處相遇時，光波總振幅為各成員波總振幅之和，當(dāng)波峰和波峰相遇時（即相位差為2π的整數(shù)倍），振幅增大，當(dāng)波峰和波谷相遇時，振幅抵消，最后形成這樣的效果：總在某些區(qū)域始終光強加強，在另一些區(qū)域則保持光強減弱，形成空間各處穩(wěn)定的光強強弱分布的現(xiàn)象（如圖1所示）。

要觀察到光的干涉現(xiàn)象應(yīng)滿足多個條件，首先形成干涉場的各成員光波的頻率要相同，且初相位差要保持恒定，只有這樣，光振幅疊加的計算結(jié)果才滿足：光場明暗交替的空間分布隨時間保持恒定。此外，各成員波的振幅不得相差懸殊，否則只是蚍蜉撼大樹，幾乎沒有干涉效果，而且在疊加點波的偏振面須大體一致。

普通的燈光通常不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，是因為它是一種非相干光源，如白熾燈或熒光燈，它們產(chǎn)生的光波包含多種波長，頻率各不一致，而且波前沒有固定的相位關(guān)系。即使它們發(fā)出相同頻率的光，但由于產(chǎn)生的光波列持續(xù)時間很短，因此在很短的時間內(nèi)光波的初相位就要改變，而且原子躍遷產(chǎn)生光波的時間也是隨機的，也就是說，在人眼可感知到的時間尺度上，只能看到統(tǒng)計平均的結(jié)果，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

by ?小線

Q.E.D.

Q9

燒煤的過程，為什么開始是紅色的，最后是白色的？

by 匿名

答：

燒煤的過程中，開始時煤炭呈現(xiàn)紅色，而最后可能會呈現(xiàn)白色。這是由于煤炭燃燒過程中的不同溫度區(qū)域和燃燒產(chǎn)物引起的。

當(dāng)煤炭開始燃燒時，通常會形成一個稱為"燃燒錐"的區(qū)域。在燃燒錐中，煤炭受熱并和空氣中的水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w，如一氧化碳和氫氣。這個區(qū)域由于高溫和可燃?xì)怏w的存在，呈現(xiàn)紅色或橙色。

隨著煤炭的燃燒持續(xù)進(jìn)行，燃燒錐中的可燃?xì)怏w會與氧氣進(jìn)一步混合并在更高溫度下燃燒。這種高溫燃燒會產(chǎn)生更多的能量，并使煤炭燃燒更加充分。在這個階段，煤炭燃燒的溫度會升高，燃燒產(chǎn)物中的顆粒會變得更加明亮，呈現(xiàn)出白色的火焰。

最后，當(dāng)煤炭完全燃燒時，它會形成灰燼和燃燒產(chǎn)物。當(dāng)固定碳被完全燃盡后，只剩下煤中的灰分（如硅、鋁、鈣等）和少量的未完全氧化的碳。此時，煤的表面會呈現(xiàn)出灰白色或灰黑色，這是因為灰分在高溫下被熔化或焦化而產(chǎn)生的。需要注意的是，煤炭燃燒的顏色變化可能會受到多種因素的影響，包括煤炭的成分、燃燒條件和觀察角度等。因此，煤炭燃燒的顏色可以在不同情況下有所不同。

by 青春小花??

Q.E.D