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為什么你睡覺(jué)時(shí)總流口水?| No.260
困意,總是來(lái)得毫無(wú)征兆
也許是網(wǎng)課老師的聲音太催眠
也許是夢(mèng)里的雞腿太香
我們總是在醒來(lái)時(shí)才驚覺(jué)自己睡著(zhù)了
然后發(fā)現我們嘴邊
掛著(zhù)一串晶瑩的液體
一邊假裝淡定地擦嘴
一邊卻疑惑為什么睡著(zhù)后會(huì )流口水

Q1

生雞蛋蛋黃為什么在中間,它的密度大的話(huà)不應該沉入底部嘛,不管你怎么移動(dòng),蛋黃始終在中間,是否可以起到陀螺儀的作用?by 迷失孤島

答:

因為雞蛋的蛋黃是被系帶固定在蛋中的,當然會(huì )始終在中間……因為是被固定的,當然當不了陀螺儀……

fig. 雞蛋的結構

參考資料:雞蛋

by 某大型裸猿

Q.E.D.

Q2

為什么人在睡覺(jué)的時(shí)候會(huì )流口水?

by 匿名

答:

睡覺(jué)時(shí)會(huì )流口水的最直接原因是嘴是張開(kāi)的。身體每天會(huì )產(chǎn)生超過(guò)1升的唾液,唾液具有保持口腔濕潤、幫助咀嚼、對抗細菌等多重功能。面部肌肉在睡眠期間放松,特別是在快速眼動(dòng)睡眠睡眠期間,此時(shí)人的嘴巴有可能張開(kāi)。由于睡覺(jué)姿勢、身體狀況等原因,唾液不會(huì )在喉嚨后面積聚,也不會(huì )觸發(fā)正常的吞咽反射,導致流口水情況的出現。

要注意的是偶爾流口水是正常的,但是經(jīng)常性的過(guò)度流口水可能是身體在“報警”。引發(fā)這種癥狀的原因可能有:睡覺(jué)姿勢(趴或者側)、吞咽障礙、藥物的副作用、鼻塞導致用嘴呼吸、過(guò)敏反應等等。一般來(lái)說(shuō),不用單獨治療睡眠中流口水的問(wèn)題。但如果確實(shí)發(fā)現有如上誘因可以針對具體情況加以改善。

參考資料:Why Do People Drool in Their Sleep?

by yrLewis

Q.E.D.

Q3

動(dòng)物如果在沒(méi)有保護的情況下進(jìn)入太空會(huì )咋樣呢,會(huì )像一般科幻影視劇里凍起來(lái)嗎(但是太空應該沒(méi)有熱傳遞介質(zhì)?。??還是會(huì )炸開(kāi)(但是肌肉皮膚承壓能力應該也不小?。??by 匿名

答:

會(huì )死。首先動(dòng)物在太空中并沒(méi)有那么容易被凍死。因為太空中的氣體過(guò)于稀薄,熱導率太低,動(dòng)物的熱量幾乎流失不掉。比起凍死,被曬死的風(fēng)險是存在的——失去了大氣層和地球磁場(chǎng)的保護,任何地球上的生命在宇宙射線(xiàn)和太陽(yáng)輻射面前都是脆弱的。但是這都是慢性的死法,實(shí)際上死的會(huì )快得多。

炸掉的可能性不是完全沒(méi)有。但是對包括人類(lèi)在內的許多種動(dòng)物來(lái)說(shuō),皮膚是足夠堅固的,人類(lèi)直接暴露在外太空中雖然會(huì )膨脹,但是不會(huì )炸掉,一個(gè)標準大氣壓的壓力差皮膚還是吃得消的。

對于所有需要水和空氣的生命,直接暴露在外太空的死法大體上是一致的,沸騰和窒息。外太空的氣壓幾乎是0。在這種環(huán)境下,所有的氣體都會(huì )被外太空掠奪走——可以蒸發(fā)的液體也是。在這種環(huán)境下,因為氣壓過(guò)低,水會(huì )直接沸騰變成氣體逸散。想象一下,動(dòng)物的眼睛、鼻子等等一切有水的地方,都會(huì )直接沸騰——但是不燙哦。

除此之外,這種氣壓會(huì )直接癱瘓所有需要呼吸的動(dòng)物(可能需要排除有些奇怪的類(lèi)似寄生蟲(chóng)之類(lèi)的動(dòng)物不需要呼吸),然后就是窒息死亡。對于人類(lèi),進(jìn)入真空后十幾秒之后就會(huì )暈厥,之后也就沒(méi)有痛苦了。

參考資料:how long human survive outer space without spacesuit

by Luna

Q.E.D.

Q4

在不同的參考系當中,測量到的力是不是一樣的?

by 體某委

答:

在所有勻速直線(xiàn)運動(dòng),也就是沒(méi)有加速度的參考系中,F=ma是不需要添加慣性力修正的,我們可以用物體的加速度去測量所有力,當然,彈簧也是可以的。在這種情況下,不同的觀(guān)察者測量得到的力是一樣的。

但是在有加速度的參考系中,F=ma需要添加所謂的慣性力項進(jìn)行修正。根據廣義相對論中的等效原理,(局域的)不同的觀(guān)察者無(wú)法確定自己受到了引力還是只是自己在做加速運動(dòng)。這種情況下,力的測量就有可能引起一些“爭議”,也就是拿個(gè)彈簧測量力,會(huì )得到不同的結果。

但是這種“爭議”本質(zhì)上都是因為所選取的參考系之間有加速度或者引力場(chǎng)不相同。如果人為地加上慣性力(引力也是慣性力)這種用來(lái)彌補的項,那么測量出來(lái)的力還是一樣的。

by Luna

Q.E.D.

Q5

為什么自然界中的光波和人工產(chǎn)生信號的基本形式都是正弦波?為什么不是其他的函數呢?by 匿名

答:

我們先假想我們有一個(gè)“電磁場(chǎng)計”。這個(gè)電磁場(chǎng)計可以精確地測量出瞬間的,遠小于電磁波波長(cháng)的空間里的電磁場(chǎng)平均強度?,F在我們把它放在各種各樣的電磁場(chǎng)里,會(huì )看到什么呢?

我們看到的幾乎不可能是正弦波(除非在特定的諧振腔內)。

因為自然界中的光波(交變電磁場(chǎng))本來(lái)就不一定是正弦波,人工產(chǎn)生的光波(人工產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng))也不一定是正弦波。它們紛繁復雜,只是數學(xué)定理保證了任何電磁場(chǎng)都可以用傅立葉變換分解成若干正弦波的疊加而已。當然,它其實(shí)也可以被分解為其他各種各樣東西的疊加。在經(jīng)典電磁場(chǎng)的尺度上,沒(méi)有什么形狀的波是特殊的。

但是從量子力學(xué)這樣的微觀(guān)尺度上說(shuō),所有的光子都來(lái)源于基本粒子在微觀(guān)尺度上的相互作用,比如熒光物質(zhì)發(fā)出的光,來(lái)源于原子里的電子在能級間躍遷發(fā)出的光子。這樣的一個(gè)單個(gè)的光量子,實(shí)際上是局域的波包而不是延展開(kāi)的正弦波。世界上的所有的“光”,實(shí)際上都是一個(gè)個(gè)這樣的小波包(光量子)疊加形成的。正弦波在數學(xué)世界中的地位毫無(wú)疑問(wèn)是基本且重要的,可對于現實(shí)世界的光波來(lái)說(shuō),小波包才是最基本的單元。

by Luna

Q.E.D.

Q6

到底誰(shuí)慢了?我看高速航行的人覺(jué)得他慢了,他看我也覺(jué)得我慢了。星際穿越里為什么只有黑洞邊上的人慢了,不是相對的嗎?by NaOH

答:

運動(dòng)是相對的,引力是絕對的。運動(dòng)不是時(shí)空的固有屬性,而引力是時(shí)空的固有屬性。

在雙生子佯謬中,狹義相對論會(huì )給出所謂的相互看對方變慢了這樣的結果,是因為運動(dòng)是相對的。拋開(kāi)兩兄弟一個(gè)人在地面上一個(gè)人在飛船上的固有觀(guān)念,在超高速飛船上的人和在太陽(yáng)系中靜止失重的人的運動(dòng)狀態(tài)有本質(zhì)區別嗎——沒(méi)有。大家都在慣性系中。

我們可以做一個(gè)思想實(shí)驗:把兩人裝入電梯,一個(gè)電梯在宇宙飛船上,一個(gè)電梯在太陽(yáng)系中靜止失重。兩人可以在電梯里做任何物理實(shí)驗,但是無(wú)法走出電梯,也無(wú)法看到電梯外面的景象。他們沒(méi)有辦法判斷自己到底是在地球附近還是飛船上。這也就意味著(zhù),兩個(gè)人所處的時(shí)空是等價(jià)的,這時(shí)一切才是相對的。因此沒(méi)有“高速運動(dòng)就會(huì )讓時(shí)間流逝變慢“,只有“相對我高速運動(dòng)就會(huì )讓我覺(jué)得他的時(shí)間變慢了”。

但是引力是絕對的,沒(méi)有相對引力這種說(shuō)法。還是剛才那個(gè)思想實(shí)驗:兩個(gè)電梯,一個(gè)在飛船上,一個(gè)在有重力的地面上,電梯里的人有辦法判斷自己在太空還是在地球嗎——有辦法:扔一個(gè)球,看這個(gè)球是不是加速運動(dòng)即可,地面上的球才會(huì )加速下落。所以受重力的電梯和不受重力的電梯的時(shí)空是不一樣的。廣義相對論告訴我們,在受重力的時(shí)空中,時(shí)間流逝會(huì )更慢。

總結一下,狹義相對論/相對運動(dòng)引起的變慢全都是相對地變慢,你看我慢我看你也慢。引力/加速度引起的變慢都是絕對的變慢,會(huì )有-你看我慢我看你快這樣的效果。

by Luna

Q.E.D.

Q7

從經(jīng)濟角度看,北半球比南半球發(fā)達,南半球的礦石等工業(yè)原料仍然在向北半球的主要經(jīng)濟體販運,北半球的高樓大廈越來(lái)越多,假以時(shí)日,是否會(huì )造成地球失衡?從而影響自轉公轉等問(wèn)題?by 匿名

答:

巴西和澳大利亞是鐵礦石出口大國,在2019年他們分別出口鐵礦石3.4億噸和8.4億噸,在地球內部進(jìn)行搬運并不影響地球總質(zhì)量,故無(wú)需考慮公轉受其有何影響。如果考慮這些礦石的搬運對于地球自轉的最大影響,可以假設這些礦石被運往北極,這樣地球的轉動(dòng)慣量會(huì )減小,我們可以估算這個(gè)減小帶來(lái)的地球自轉角速度的改變量。假設礦質(zhì)量為,地球質(zhì)量為,地球半徑為,則轉動(dòng)慣量減小量最大為:

地球轉動(dòng)慣量約為:

搬運前后地球自轉角動(dòng)量守恒:

對其微分可得:

從而可知地球自轉角速度的相對改變量為:

從上述結果可見(jiàn),這種搬運活動(dòng)并不會(huì )造成地球失衡,因為它對于地球運動(dòng)帶來(lái)的影響是十分微小的。

by Crist

Q.E.D.

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#本期答題團隊

某大型裸猿、yrLewis、Luna、Crist

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