5个“脑洞大开”,却是令人难以置信的科学事实?颠覆常识?
孩子具有天生的好奇心,思维活跃,想象力丰富,经常“脑洞大开”,问出一些不靠谱的问题。但很多事情就是这样,如果你不去认真思考、开脑洞,你都不敢相信事情居然是这样。在你第一眼看到的时候,你认为很荒谬,但如果仔细计算或分析的话,发现原来是真的!
1.地球可以压缩到苹果大小。
气体容易被压缩,固体和液体都不容易被压缩,哪怕是超级液压机,也难以将其体积压缩一点点。连一点液体都很难被压缩,地球怎么可能被压缩到苹果大小?但如果从微观角度入手,解读起来就貌似很合理。
科学解释:物质是由原子构成,而原子由原子核和核外电子构成,原子直径一般在10-10米。原子核极小,直径大约为10-15米,位于原子中心,占原子质量的99.96%,体积只占原子体积的几千亿分之一。如果将原子比作一座体育场,那么原子核相当于体育场中间的一粒米,核外电子可能只相当于米粒上的几个细菌大小。所以从微观结构角度理解,原子除了原子核和核外电子,周围可以说是空旷无比。假设空旷的空间是可以压缩的话,地球是可以压缩到苹果大小,但是其质量会成倍数的增加,甚至可以成为黑洞。
2.一张纸对折42次可以达到月球。
现今地球与月球之间的距离大约是38.4万千米,一张纸连续对折42次,假设纸张的厚度为0.01厘米,那么最后纸的厚度可以从地球到达月球?
科学解释:一张普通A4纸的厚度为0.01cm,当我们将纸张一次对折后,纸张厚度为2层,二次对折纸张厚度变为4层,三次对折纸张厚度变为8层。以此类推,若连续对折42次,那么纸张厚度最终为2的42次方层,乘以单层纸厚度0.01cm,最终距离为439804.65千米,比38.4千米要大,也就是说,纸张最终的厚度足以从地球达到月球。但话说回来,在实际生活中,一张A4纸很难对折7次以上,该想法可能也只能在理论上实现。
3.人类头发的强度堪比钢铁。
一个普通人的头发用恰当的方式组织起来,可以承受12吨的重量,拖动一辆公共汽车绰绰有余。虽然看起来很违背直觉,但同等重量的人类头发强度堪比钢铁。现今很多科学家发现了头发强韧的秘密,甚至利用头发的特殊结构来改良防弹衣。
科学解释:人的头发主要由皮质和基质两部分组成,皮质由平行纤维构成,对速度变形不敏感,而基质由不规则结构组成,对速度变形极为敏感。除此之外,头发上每根皮质纤维由上千根螺旋形分子链构成,有人称之为“阿尔法螺旋链”。头发在拉伸变形的时候,这些螺旋结构会展开变成片状结构。最终,这些特殊属性的结合使得头发具备抵抗高压的能力,在被拉断之前甚至可以延伸至原本长度1.5倍。
4.吸管里水柱超过10米会自动沸腾。
如果有一个足够长的吸管,你站在足够高的高度,那么你最多只能把水往上吸10米,如果超过了那个距离,水会自动沸腾?
科学解释:其实原理也比较简单,属于初高中物理问题。“大气压”是理解这个问题的关键,大气压是作用在单位面积上的大气压力,等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。如果把一根玻璃管装满水倒置在水箱中,那么玻璃管里的水并不会落下来,这是因为水管里没有气体,外部大气压将水压在了半空中。初中物理书上说计算过,一个大气压大约有760毫米水银柱的压力那么大,如果换做是水呢?水银密度为13.6×103千克/立方米,水密度为1×103千克/立方米,若换算成水的高度就是10.336米,约等于10米。理论上水压到10米高就再也压不上来,但如果你有超能力给压上去了,会产生什么结果呢?结果就是水自然的沸腾了。
5.存在一只“既死又活”的猫。
一个封闭的盒子里有一只猫,然后把盒子接到一个装置上,这个装置具有一个原子核和一个毒气设备,如果原子核衰变,便触发毒气设备而杀死这只猫。如果原子核没有衰变,则猫将活下来。在量子的世界里,当盒子处于关闭状态时,原子核是处于衰变和没有衰变的叠加状态,也就是说猫也处于这种既死又活的叠加状态,即“既死又活”?这便是著名的量子力学实验“薛定谔”的猫。
科学解释:如果根据经典物理学原理,在盒子里必将发生“生”或“死”的两个结果之一,但观测者只有打开盒子观察才能知道结果。在量子的世界里,当盒子处于关闭状态时,系统是保持不确定性的波动状态,即猫是“既死又活”叠加状态。有人可能会说,这是在诡辩,打开盒子看一下不就行了?但是打开盒子一看就是做了观测动作,猫就只能是死或活。简单的说,就是量子力学只关心概率,而概率是通过观测得到,所以物质在没有观测之前都是不确定性的。科学研究本是客观规律,不以人的意识为转移,但是量子力学的这种“量子纠缠”会给人类带来超乎想象的影响,小编觉得还是蛮有意思的!