中科院物理所忠告:所有帶‘量子’和‘納米’的東西,通通不要買

中科院物理所忠告:所有帶‘量子’和‘納米’的東西,通通不要買


往颱風眼裡扔一顆原子彈會怎樣?穿越回秦朝能製作電池嗎?雪天為什麼特別安靜?

這些問題都來自中科院物理所的官方微信公號“問答”欄目,這個公號被評為最受喜愛的“十大科普自媒體” 之一,其抖音平臺亦坐擁上百萬粉絲。從1000則問答中精選出來的238則最精彩問答,則匯聚成最近上市的新書《1分鐘物理》。

記者讀過該書,深覺此書既通俗又專業,負責解答的“物理君”既有才又有趣,賣得一手好萌。

比如這一題:“如何高端地用物理撩妹/撩漢?”

回答是:“等你真的把物理學進去,開始欣賞裡頭的一些思想時,你就會發現,這些感受很難說出來,很難與人分享,很少能與人共鳴。所以物理可能是一個會讓人稍微孤獨一點點的學科,不過適當的孤獨不見得是壞事。當然如果你不甘心,一定要用物理來強行撩妹/撩漢,相信我,你會變得更孤獨。【思考題】物理君是怎麼知道的?”

好吧,不懂得物理的人不足以談人生,讓我們來看看物理君如何回答本文開頭那些有趣的物理問題。

文藝篇:下雪了,好安靜,這是為什麼呢

問:為什麼下雪後會感覺很安靜?

答:能發現這個問題,提問者一定是一個心細如髮的人。

雪花很輕,是從天上“飄”落到地面上的。它千奇百怪的形狀,還有這種輕輕“飄落”的性質,決定了積雪不能緻密(人踩過車軋過的不算),只能處於蓬鬆多孔的狀態。

聲音是靠空氣的振動來傳播的。而空氣的這種振動最害怕遇上蓬鬆多孔、易發生非彈性形變的物質(如海綿),因為聲音傳到這些小孔腔裡之後會多次反射,直至把能量耗光,只有較少的一部分能逃出小孔腔,繼續傳播。市面上很流行的泡體隔音板就利用了類似的原理。

記者點評:當妹子說“下雪了,好安靜”的時候,最好不要跟她談什麼小孔結構。

問:為什麼浪花是白色的?

答:水是無色透明的,而海洋是藍色的,因為海洋中發生了瑞利散射。浪花其實是破碎的波浪,波浪破碎的時候會捲進一些空氣,所以浪花的組成成分不僅僅有水,還有氣泡,氣泡的表面是膜狀的,上面的小水珠就像一個個稜鏡:當光線照在浪花上的時候,浪花表面會發生多次的反射以及折射,最終光線從不同方向反射出來。各種顏色的光反射概率相等,浪花就變成了我們所熟悉的白色。

記者點評:如果和你一起看浪花的是個小孩子,那麼可以用這個知識來炫一下,運氣好的話能引發孩子興趣。

居家篇:關於“輻射”和電梯的那些事

問:我該如何說服長輩手機電磁輻射是基本無害的?電磁爐的波對人有危害嗎?請問變壓器旁邊的電磁輻射對人的影響有多大?孕婦防輻射服有必要穿嗎?

答:現在很多所謂的防輻射孕婦服在衣服裡面加金屬絲,思路還是用感應原理隔絕非電離輻射,但是非電離輻射對人體是無害的,只有電離輻射對人體有害。手機、電腦屏幕、WiFi、電磁爐、微波爐、信號基站、高壓變壓器等,這些日常生活中的輻射都是無害的非電離輻射。

真正會帶來輻射傷害的常見物品包括地鐵與機場的X射線安檢儀(不包括金屬探測器)、菸草、醫院的X光機、胸透儀、CT儀、高空宇宙射線、放射性礦物質。

當然,不談劑量就談毒性也是非常不科學的,安檢時的X射線輻射和坐飛機時的高空宇宙射線輻射我們接觸的劑量很小,可以忽略不計。目前已證明的對人體健康明顯有害的輻射劑量最小值是100毫西弗。一個普通的正常人一年能承受的輻射劑量一般為2~3毫西弗。地鐵安檢儀洩漏的輻射劑量可忽略不計。坐飛機往返一次東京或紐約大約要承受0.2毫西弗,和一次胸透差不多。一次頭部CT掃描大概1毫西弗,而與一個每天吸30支菸的人同居1年吸入的二手菸的劑量也有1毫西弗。一次胸部CT大概5毫西弗,全身CT10~20毫西弗。一個每天吸30支菸的吸菸者一年承受的輻射劑量為13~60毫西弗。

記者點評:書裡收了3個有關輻射的問題,我把它們合併了。人民群眾真的很關心輻射!有關部門不要“高冷”,要像“物理君”一樣耐心、專業地解答這些問題。

問:如果失控的電梯在做自由落體運動,裡面的人在電梯即將落地時跳起,電梯在人落地前落地,那麼此人會受傷嗎?

答:很多人小時候都想過用這種方法避險。答案當然是不行了。假設你骨骼清奇,原地一蹦2米高。可那又怎樣?比如,電梯從10米高的地方失控,那你蹦完之後速度一抵消的效果,等於你從8米高的地方開始失控。你還是“妥妥滴”。

現在,我們假設你是不世出的絕頂高手,苦修40年就是為了今天!你一蹦10米高!而且電梯天花板也非常懂事地先自己消失一會兒。這回你終於能活下來了吧?

很遺憾,並不能。你還是“妥妥滴”。要記住,真正殺死你的不是速度,而是加速度。

記者點評:這個知識真的有用,但是最好一輩子別用上;如果實在遇上電梯自由落體了,就快速按下所有樓層按鈕,然後雙手抱頸緊靠轎廂雙膝微曲吧!

腦洞篇:往颱風眼裡扔一顆原子彈會怎樣

問:在臺風的風眼扔一顆原子彈會怎麼樣?

答:應該沒什麼影響,原子彈的衝擊波範圍也就十幾千米吧。一個大點的颱風風眼直徑動輒二三十千米,更不要說外圍幾百上千千米的氣旋了。原子彈連風眼都填不滿。大自然說,你們人類完全不夠看啊!

我知道,這肯定不是你們想要的答案。那我們來腦補一個特別特別大的原子彈和一場小型颱風吧!

首先颱風眼是地表的低氣壓中心。大氣從四面八方流向風眼,然後在風眼外圍灑向高空。在那裡丟一顆原子彈,原子彈釋放的大量熱量會使颱風中心的氣壓短時間升高。這使得颱風短時間減弱。然而這並沒有用,熱空氣會迅速往上層大氣湧,這又加劇了地表的低氣壓,於是更猛烈的颱風即將產生。

所以,核彈對臺風是完全沒有辦法的。這是螳臂當車呀,砸顆小行星說不定有用。

記者點評:當年梁羽生在某本武俠小說裡寫過,大俠發覺島上火山要爆發,決心用絕世武功鑿開隧道,引海水澆滅火山……顯然大俠沒有學過物理。

問:我們穿越回古代(比如秦朝)能發電嗎?

答:為了這個問題,物理君專門跑去翻了《史記》,這真是太為難理科生了。

首先,秦朝的青銅冶煉技術已經非常成熟。而生鐵冶煉技術始於春秋後期,這樣我們就有了兩種電化學活性不同的金屬——青銅和鐵,理論上就有了製造原電池的可能性。

當然,光有金屬電極還不行,還要有酸和鹽組成的電解液。這在秦朝還真不一定有,因為常見的酸性植物,番茄啊,檸檬啊,那時都還沒引進,唯一本地產的柑橘又在南方,而中國的南方大開發還要等到三國和南北朝時期。好在我查了一下,發現“橘生淮南則為橘,生於淮北則為枳”這句話原來出自《晏子春秋·內篇雜下》。我順手還發現原來春秋時我們就已經有醋了!所以酸液也有了!因此,在秦朝,雖然電燈泡是完全沒有機會造出來的,不過電池可能真的能造出來哦。

這還沒完,秦朝有沒有磁鐵這個事情似乎還沒有定論,但磁鐵是可以造的。將鐵粉部分氧化成四氧化三鐵,然後燒結成塊材,再讓它緩慢降溫到居里點以下,這樣它就可以在地磁場的誘導下成為一個比較弱的磁鐵。這樣,有了磁鐵,有了鐵銅做的導線(當然那時的鐵銅有可能延展性差,不足以製成線,不過無妨,不行我們就用金嘛),彼時蜀郡郡守李冰正在興修都江堰,當時的人有一定的水利工程能力……那麼你懂的。

記者點評:解答了一個物理問題,運用了很多史學知識,最後結果是多了一個穿越小說題材——《我在秦朝修水電站》。

採訪:“物理君”也有煩惱

說到《1分鐘物理》,首先要說到Minute Physics,這是一個物理科普視頻網站,由Henry Reich在2011年創辦,採用水彩動畫和輕鬆詼諧的解說來解讀各種物理現象,很受歡迎。

那麼我們的中科院物理所公號“問答”欄目背後的問答團隊,也就是“物理君”,陣容就豪華多了,有物理所的研究生、老師們來回答問題或參與討論,甚至還吸引了一批熱心的所外志願者,包括中科院理論物理研究所、北京理工大學、中科院大連化學物理研究所、中科院國家天文臺、清華大學物理系物理41班的小夥伴。

這麼強大的“物理君”,其實也有煩惱。

去年中科院物理所公眾開放日的時候,“物理君”的一個朋友全家來科學院聽專家講量子力學的報告,最後說了一句話,今後量子要走入大家的生活。他們家的老太太記住了這句話,回家花800塊錢買了“量子養生棒”掛在脖子上,號稱延年益壽。

“物理君”無語了,他感慨:“中國最需要科普的有兩撥人,一撥人是小學生,還有一撥是老人,我家裡親戚動不動發過來一個淘寶鏈接,說你看納米防引力波秋褲到底好不好用。我現在都沒有什麼特別好使的招,我現在只能告訴他們,所有市面上帶‘量子’和‘納米’這個詞的東西,通通不要買。”


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