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鲜为人知的科学常识有哪些?你真的了解吗?

物理学篇

  • 常识:我们看不到原子,因为它们太小了。

    鲜为人知的科学常识有哪些?你真的了解吗?-图1

    • 鲜为人知的真相: 我们其实能“看到”单个原子,更准确地说,我们能“看到”它们的位置,1981年发明的扫描隧道显微镜 就可以通过一个极细的探针在物体表面移动,感知到单个原子对电流的影响,从而在计算机上“描绘”出原子的三维图像,科学家甚至可以用它来移动单个原子,拼出文字或图案(比如著名的IBM公司标志)。
  • 常识:光速是宇宙中最快的速度。

    • 鲜为人知的真相: 这个说法不完全准确,光速(在真空中)是信息、能量和有质量物体所能达到的最高速度,但有些“东西”可以超越光速,
      • 宇宙的膨胀速度: 在足够遥远的地方,空间本身膨胀的速度可以超过光速,但这并不违反相对论,因为物体本身并没有在空间中“运动”得那么快。
      • 影子的移动速度: 如果你用手电筒照月球,快速晃动你的手,月球上影子的边缘移动速度可以轻易超过光速。
  • 常识:太空是绝对真空的。

    • 鲜为人知的真相: 太空并非完全的“真空”,它极其稀薄,但并非一无所有,每立方厘米的太空中平均有几个氢原子,而在星系之间,也存在极其稀薄的物质,被称为“星际介质”,地球周围的“近地空间”其实充满了等离子体,被称为“地球等离子体层”。

生物学篇

  • 常识:DNA是双螺旋结构,是生命的蓝图。

    • 鲜为人知的真相: 人体内绝大多数细胞(约99.9%)的DNA都是完全相同的,一个皮肤细胞和一个脑细胞的DNA序列几乎一模一样,它们之所以功能不同,是因为基因的表达调控不同,就像同一本食谱,有些厨师(细胞)只看做菜(蛋白质)的部分,而有些只看烘焙的部分。
  • 常识:我们的五感是独立的,各自负责一种感官。

    • 鲜为人知的真相: 感官之间存在大量的“串扰”(Cross-modal interaction)。
      • 听觉影响味觉: 人们普遍认为来自圆形容器的饮料比来自方形容器的饮料更甜。
      • 视觉影响味觉: 颜色会影响我们对食物味道的判断,给草莓味酸奶添加红色素,即使没有改变味道,人们也会觉得它更“草莓味”。
      • 触觉影响听觉: 如果你看到别人在捏一个塑料袋,你会觉得声音更响。
  • 常识:我们只使用了大脑的10%。

    • 鲜为人知的真相: 这是一个彻头彻尾的谣言,通过脑成像技术(如fMRI、PET)可以清晰地看到,即使是我们在休息或睡觉时,大脑的各个区域也都在活跃,我们使用了大脑的全部,只是不同时间、不同任务下,活跃的区域和程度不同而已,如果只使用10%,大脑将无法维持基本的生理功能。

化学与材料科学篇

  • 常识:玻璃是固体。

    • 鲜为人知的真相: 从物理学上严格定义,玻璃是一种过冷液体,而不是晶体固体,它的分子排列是无序的,不像晶体那样有整齐的结构,这就是为什么非常古老的教堂窗户底部会比顶部略厚——因为玻璃在几百年的时间里极其缓慢地“流动”了,这种流动速度慢到以人类寿命无法察觉。
  • 常识:水在0°C结冰,100°C沸腾。

    • 鲜为人知的真相: 这两个温度点是在一个标准大气压下的结果,压力是决定水的相变点的关键因素,在高山上,气压低,水不到100°C就会沸腾,而在高压锅中,气压高,水的沸点会远高于100°C,同样,在极高压下,冰可以在远高于0°C的温度下存在,甚至有不同结构的“热冰”。
  • 常识:钻石是地球上最坚硬的物质。

    • 鲜为人知的真相: 在天然物质中,钻石确实是已知最硬的,但人造的纤锌矿型氮化硼比钻石还要硬约18%,从“抗划伤”和“抗压碎”两个维度看,钻石的硬度体现在抗划伤上,但它的韧性(抗断裂)并不如一些其他材料。

天文学与宇宙学篇

  • 常识:月球总是同一面朝向地球。

    • 鲜为人知的真相: 这被称为“潮汐锁定”,我们并非永远看到完全相同的50%,由于月球轨道的离心率和倾角,我们的视角会轻微摆动,这种现象叫做“天平动”,我们能观测到的月球表面总面积实际上达到了其表面的59%,而不是严格的50%。
  • 常识:太阳是黄色的。

    • 鲜为人知的真相: 太阳的“真实”颜色是接近白色的,我们之所以在地球上看到它是黄色或橙色的,是因为地球大气层对蓝绿光等短波长的光散射得更厉害(瑞利散射),剩下的光混合在一起,进入我们眼睛时就呈现出温暖的黄白色,在太空中看太阳,它就是一个明亮的白色光球。
  • 常识:宇宙是“空旷”的。

    • 鲜为人知的真相: 宇宙的绝大部分(约68%)是暗能量,约27%是暗物质,而我们熟悉的普通物质(构成恒星、行星、你我的一切)只占约5%,我们对暗能量和暗物质的本质一无所知,它们是现代物理学最大的谜团。

地球科学篇

  • 常识:地球的磁场是由地核产生的。

    • 鲜为人知的真相: 地球的磁场主要是由液态外核的铁镍合金的对流运动产生的“发电机效应”,但这个磁场的形态和强度并非一成不变,它会定期发生“磁极倒转”,指南针的南北极会互换,这个过程可能持续数千年,并且历史上已经发生过数百次,我们目前正处在一次倒转的早期阶段。
  • 常识:天空是蓝色的。

    • 鲜为人知的真相: 我们看到的天空颜色,本质上是太阳光被大气散射的结果,蓝光波长较短,更容易被空气分子散射到四面八方,所以我们的眼睛从各个方向都能接收到蓝光,因此天空呈现蓝色,在日出日落时,阳光需要穿过更厚的大气层,蓝光几乎被散射殆尽,只剩下红橙光直接进入我们的眼睛,所以天空和云彩会呈现出绚丽的红色和橙色。

希望这些“冷知识”能给你带来一些新的视角和乐趣!科学的世界远比我们想象的要奇妙和复杂。

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