問專家

為什么金屬易導(dǎo)電導(dǎo)熱？

金屬易導(dǎo)電導(dǎo)熱的秘密在于金屬中含有可以自由移動的電子。原子內(nèi)有中子和質(zhì)子組成的原子核，外有核外電子，就好比太陽系中的行星各有各的運行軌道，核外電子也有自己的軌道，并且離原子核越遠(yuǎn)，其對電子的束縛力越小。金屬的最外層電子一般數(shù)量較少，而且容易脫離束縛形成自由電子。

自由電子在金屬內(nèi)做不規(guī)則運動，如果對它施加外電場，自由電子便會做定向移動，電子定向運動會形成電流，從而使金屬導(dǎo)電，金屬因此具良好的導(dǎo)電性。此外，當(dāng)金屬受熱時，受熱部分的自由電子因獲得熱能，能量增加而劇烈運動，與金屬離子碰撞交換能量，將熱量傳向其他區(qū)域，從而使金屬導(dǎo)熱。

金屬的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性在生活中用途廣泛，比如平底鍋、電線等的運用就與金屬的這兩個特性有關(guān)。

美國科普作家 莫克·賈蘭

為什么離太陽更近的天王星溫度卻比海王星低？

太陽系八大行星，最遠(yuǎn)的一顆是海王星，距太陽約45億千米遠(yuǎn)，它的鄰居——天王星距太陽約28.8億千米遠(yuǎn)。但是，海王星的溫度卻沒有天王星溫度低，測得海王星最低溫度約為-218℃，而天王星為-224℃。

天王星的內(nèi)部由巖石和冰組成，它的總質(zhì)量大約有50%是冰，中心溫度大約是2000℃至3000℃，而海王星的中心溫度卻有7000℃。另外，天王星中，包裹著中心的是厚達(dá)1萬千米的水冰、甲烷、氨冰混合物。天文學(xué)家曾對天王星進(jìn)行輻射能測定，發(fā)現(xiàn)天王星的輻射能量來自自身內(nèi)部的只有6%，而海王星、木星、土星等都有40%左右。種種原因使得天王星溫度比海王星更低。

不過，天王星并不是太陽系中溫度最低的天體，已被行星除名的冥王星溫度更低，原因很簡單，因為它離太陽太遙遠(yuǎn)。

英國曼切斯特大學(xué)天文學(xué)家 阿拉斯泰爾·甘恩

為什么洗澡時會靈感乍現(xiàn)？

在物理書上，我們看到希臘物理學(xué)家、化學(xué)家阿基米德在洗澡時發(fā)現(xiàn)浮力的故事。我們自己也常常有類似的體驗，無論是在淅淅瀝瀝的噴頭下，還是在水汽氤氳的浴缸中，常常有靈光一現(xiàn)的時候，思考學(xué)習(xí)時百思不得其解的問題，會突然茅塞頓開，這是為什么呢？

在神經(jīng)科學(xué)中，這種狀態(tài)被稱為靜息態(tài)大腦網(wǎng)絡(luò)。靜息態(tài)是相對任務(wù)態(tài)而言的，任務(wù)態(tài)指人類大腦執(zhí)行某個特定任務(wù)做某道數(shù)學(xué)題時的狀態(tài)，而靜息態(tài)則是指大腦在休息、放松的情況下自發(fā)的、不間斷的腦活動。洗澡時，淋浴、泡澡這些習(xí)慣性的動作幾乎不需要經(jīng)過大腦思考，而且在這種私密的環(huán)境中，人很容易放松，這時大腦就會放空，進(jìn)入靜息態(tài)。

另外，有心理學(xué)家研究認(rèn)為，當(dāng)人不再過于注意周圍的環(huán)境時，就會轉(zhuǎn)而關(guān)注自己的內(nèi)心世界，這是靈感迸發(fā)的好時機(jī)。這種狀態(tài)不光出現(xiàn)在洗澡時，一個人慢悠悠地散步或是躺在沙發(fā)上發(fā)呆等活動都會引發(fā)靈感乍現(xiàn)的狀況。

美國科普作家 阿卡什·佩辛

為什么雙絞線要把兩根導(dǎo)線纏繞在一起？

將網(wǎng)線外層的絕緣皮剝開，會看到里面的雙絞線由幾組導(dǎo)線構(gòu)成，每一組都由相互纏繞的兩條絕緣導(dǎo)線構(gòu)成。導(dǎo)線之所以要纏繞，是為了消除信號干擾。

信號的傳輸方式是電流，電流會產(chǎn)生電磁場，對周圍的的線路造成干擾，且干擾會隨著線路的長度而增強(qiáng)。而在雙絞線中，兩根導(dǎo)線會傳輸幅值相同，極性相反的信號，這樣一來，由于大小相等、極性相反，一條導(dǎo)線所產(chǎn)生的干擾就會與另一條導(dǎo)線所產(chǎn)生的干擾相互抵消，最后接收到的就是未被干擾的純凈信號。

此外，如果原本被絞在一起的雙絞線被拆分，那么單根導(dǎo)線的抗干擾能力會大幅下降，甚至比原先未纏繞在一起時更弱，接收的信號會失真，傳輸效率下降，甚至出現(xiàn)斷線的現(xiàn)象。

美國科普作家??? ?比安卡·卡拉薩

為什么戴虛擬現(xiàn)實頭盔后會出現(xiàn)眼睛疲勞、頭暈等癥狀？

虛擬現(xiàn)實技術(shù)正飛速發(fā)展，2017全球共售出1000多萬臺虛擬現(xiàn)實頭盔，但許多用戶表示，摘下頭盔，從虛擬世界回到現(xiàn)實世界后，會出現(xiàn)眼睛疲勞、頭暈、惡心等癥狀。這是因為虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備會引起視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。

什么是視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突呢？人看到物體需要兩個步驟，首先要將眼球調(diào)整到物體所在方向，然后需要聚焦，將眼球調(diào)節(jié)至合適的焦距，這一步驟被稱為適應(yīng)性調(diào)節(jié)。而虛擬現(xiàn)實頭盔利用左右眼的視差，呈現(xiàn)出立體的圖像，而且這種偏差越大，你就會感覺物體離你越近，這個過程中眼睛會不斷地調(diào)整以適應(yīng)近處的屏幕，但其實雙眼在遠(yuǎn)處聚焦，造成了兩個步驟的不協(xié)調(diào)，這就是視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。

長期處于這種狀態(tài)下，眼睛會首先開始抗議，出現(xiàn)疲勞癥狀，然后是頭暈、惡心。英國利茲大學(xué)的研究表明，接觸虛擬現(xiàn)實20分鐘后，一部分兒童辨別物體距離的能力會出現(xiàn)偏差。另外，人們還擔(dān)心過多使用虛擬現(xiàn)實會導(dǎo)致更多的人近視。不過，虛擬現(xiàn)實設(shè)備制造商們正競相解決這個問題。

美國計算機(jī)科學(xué)家 彼得·賓利

一只無頭的雞能活多久？

迄今為止 ，一只無頭雞存活最長的時間是18個月。20世紀(jì)40年代，在美國，一位農(nóng)夫打算把養(yǎng)了5個月大的名叫麥克的公雞殺了宴請岳母，沒想到在砍了頭之后，麥克仍舊活蹦亂跳的，它也因此擺脫了成為盤中餐的命運。麥克的主人用滴眼液瓶子給它喂食，18個月后，麥克死于黏液堵塞。

雞的大腦比較特殊，在大腦頭骨中以45°角向上傾斜，如果砍頭的時候不是從脖子處一刀切，而是從眼睛的下方砍掉，那么很有可能只是砍去了前腦部分，小腦和腦干仍然保留。小腦、腦干控制雞的運動行為、各類基本反射，因此雞暫時不會死去。另外，還有一點需要保證，在砍去雞的腦袋時，沒有觸及頸部靜脈，不會因為失血過多而死亡。

從頸部一刀切的雞也有可能存活一小會兒，這是因為脊髓神經(jīng)釋放運動信號，且神經(jīng)通路中還含有少量氧氣，但是在15分鐘之內(nèi)必定死亡。

英國科普作家 路易斯·比利亞松

為什么活性炭能凈化水？

不妨先做個小實驗，找來兩個裝滿水的瓶子，加入食用色素，攪拌均勻，然后往其中一個加入2至3勺活性炭粉末，靜置。2～3天后觀察，會發(fā)現(xiàn)加入活性炭的那瓶水幾乎透明，與未加入色素前一樣，而另一瓶仍是加入色素后的顏色，這表明活性炭將水凈化了。它是如何做到的，活性炭將色素吸收了嗎？

其實，活性炭并沒有吸收色素，而是色素藏在了活性炭里。活性炭表面遍布密密麻麻的小孔，因而活性炭擁有巨大的表面積，能夠與水充分接觸，當(dāng)然也能夠與水中的雜質(zhì)充分接觸?；钚蕴康男】子袠O強(qiáng)的吸附能力，能夠?qū)⑸?、有毒的金屬離子等吸附，還能夠除去異味。因此，活性炭的凈水過程其實是物理變化而非化學(xué)變化。

并且，活性炭化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、耐堿、不易溶于水和有機(jī)物，所以運用范圍廣泛。

英國科普作家 艾瑪·戴維斯

太陽能發(fā)出聲音嗎？

太陽每天靜悄悄地升起，又靜悄悄地落下，似乎不會發(fā)出聲音。事實上，在太陽的核心，核聚變以每秒消耗6.2億噸氫的速度在發(fā)生;太陽表面，太陽耀斑爆發(fā);太陽內(nèi)部升騰而起的巨大熱氣團(tuán)以每小時十幾萬千米的速度穿過太陽表面，這些都會使太陽產(chǎn)生聲音。

想要聽見太陽發(fā)出的聲音可不簡單，宇宙是真空的，聲音的傳播需要介質(zhì)，因此，太陽的聲音無法在真空中傳播，地球上的我們是無法聽到太陽發(fā)出的聲音的。就算太陽發(fā)出的聲音能夠傳遞到地球，其波長也已經(jīng)超出了人耳所能接收到的范圍，我們還是聽不到。

但是美國宇航局用一種特殊的設(shè)備收集了太陽的振動，并將其轉(zhuǎn)化為人耳能夠聽見的聲音，如果你真的感興趣，不妨上網(wǎng)搜搜看，感受太陽發(fā)出的聲音。

美國康奈爾大學(xué)博士 克里斯·史賓

地球會以怎樣的方式終結(jié)？

地球的生命終有結(jié)束的一天，雖然那一天可能離我們還很遙遠(yuǎn)，但對于地球會以怎樣的方式終結(jié)，許多人仍保持著好奇心。

如果不是人為的因素如核戰(zhàn)爭爆發(fā)、文明崩潰，或是變異病毒入侵、自然災(zāi)害肆虐，地球的終結(jié)大概是因為太陽變成了紅巨星。大約在50億年后，太陽將變成紅色的巨型天體，逐漸變熱，能夠輕易吞沒靠得近的行星，地球也許不會很快被吞沒，但是溫度會急劇升高，海洋沸騰甚至蒸發(fā)，最后連細(xì)菌都無法生存。不過在此之前，人類很可能已經(jīng)逃離地球，在其他星系里找到了宜居的星球。

在太陽變?yōu)榧t巨星之前，威脅地球的也許是小行星的撞擊，不過地球很可能不會因此毀滅，畢竟在6500萬年前，地球已經(jīng)經(jīng)歷過小行星的洗禮，并在一段時間后恢復(fù)了過來，生命仍然存活并繁榮發(fā)展著。

美國宇航局蘭利研究中心高級工程師 帕特里克·特勞特曼

電影綠幕的顏色為什么是綠的？

因為它的名字叫做綠幕，所以它是綠的。當(dāng)然，這是個冷笑話。在各種特效電影、電視劇中，都是演員在綠幕前表演，后期再加上特效的。使用綠幕的作用是為了區(qū)分前景和背景，方便后期制作時摳圖、加特效。前期在綠幕前拍攝時，拍得越好，后期就能制作得越好，所以前期拍攝十分重要 。

其實，電影膠片有紅、綠、藍(lán)三層，所以這三種顏色其實都可以充當(dāng)綠幕的顏色。早期的綠幕也用藍(lán)色，不過當(dāng)時叫做“藍(lán)幕”，現(xiàn)在的電影、電視劇多用綠幕，除非前景中有綠色的景，比如前景有一個綠色的湖泊，那背景就得用藍(lán)幕了。

綠色能夠脫穎而出當(dāng)然有自己的優(yōu)勢，在電腦制作的過程中，繪制遮罩時，綠色有明顯的反射，相比藍(lán)色更容易操作。另外，視頻攝像機(jī)對綠色比較敏感，用綠幕拍攝能更好地呈現(xiàn)細(xì)節(jié)。

英國科普作家 尼克·開普勒

蜘蛛俠真的能讓運行中火車停下來嗎？

在電影《蜘蛛俠2》中，蜘蛛俠以一己之力，靠著蛛絲，逼停了失控的列車。這種存在于電影中的場景真的是空想嗎？如果蜘蛛俠用的是現(xiàn)實世界里的蛛絲，他是否能夠讓運行中的火車停下？

為了解決這個問題，英國李斯特大學(xué)的學(xué)生們計算了列車的重量，并假設(shè)車廂上載滿了1000個平均體重為70千克的乘客，列車時速為90千米，計算出列車的動量，并一次計算出蜘蛛網(wǎng)要有多結(jié)實才能夠?qū)⒘熊嚤仆?，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蜘蛛網(wǎng)的剛度需要達(dá)到3吉帕斯卡，1吉帕斯卡等于十億帕斯卡。

這個數(shù)字聽起來很大，但其實科學(xué)家發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的蜘蛛網(wǎng)出乎意料地結(jié)實，能抵御狂風(fēng)暴雨的侵襲，剛度能達(dá)到12吉帕斯卡。所以，如果蜘蛛俠真的存在，能噴射出這樣的蛛絲，以一人之力攔下失控的列車是可能的。

英國物理學(xué)家 馬伯特·馬修斯

血壓最高能有多高？

血壓是指血管內(nèi)的血液在單位面積內(nèi)對血管壁的側(cè)壓力。根據(jù)世界衛(wèi)生組織規(guī)定，正常成年人的收縮壓為120毫米汞柱，舒張壓為80毫米汞柱。當(dāng)收縮壓大于等于140毫米汞柱或舒張壓大于等于90毫米汞柱時，就會被判定為血壓升高或者高血壓。

當(dāng)人的收縮壓一旦達(dá)到180毫米汞柱時，很可能會因中風(fēng)、心臟衰竭、或腎衰竭而死亡。不過這不是人類血壓最高的記錄，有科學(xué)家對此做了實驗，發(fā)現(xiàn)人類極限血壓可以達(dá)到收縮壓和舒張壓分別為370毫米汞柱和360毫米汞柱。但在實際生活中，人的血壓幾乎不可能達(dá)到這個數(shù)字，因為在此之前，人極有可能已經(jīng)死亡。

在記錄中，人的血壓達(dá)到最高且未死亡的記錄是收縮壓250毫米汞柱，經(jīng)歷過這樣高血壓的人寥寥無幾，他們在這個過程中都會出現(xiàn)急劇耳鳴、頭暈、失去意識等癥狀。

美國科普作家 侯賽因·坎其瓦拉