為什麼貓主子會攻擊鏡子裏的自己？| No.267_風聞

原創：中科院物理所

　　作為一種高冷的生物

　　貓通常對我們這些鏟屎官愛答不理

　　但只要一面鏡子

　　就可以打破它們高冷的面具

　　讓貓主子們瞬間“狂躁”

　　那麼鏡子究竟有什麼魔力

　　引得貓主子們對其大打出手呢？

　　**Q1****為什麼吃甜食使人快樂啊？**by 漢南

　　答：

　　心理層面上，有的人本身喜歡甜食，所以心情不好受時吃甜食會有一種滿足感，同時轉移部分注意力。

　　生理層面上，糖分相對於脂肪蛋白質等能更快提供能量，幫助大腦抵抗壞情緒；攝入糖分能促使體內大量分泌多巴胺，多巴胺是會讓人的心情變好的一種神經傳導物質；高糖還會使胰島素快速增加，而胰島素會使酪氨酸與苯丙氨酸在血中濃度降低，使色氨酸在競爭上處於優勢，很快進入細胞中轉換成血清素，進入腦中，使人有愉悦感。

　　參考資料：科學闢謠┋吃甜食讓人開心

　　by Alan

　　Q.E.D.

　　**Q2****為什麼礦泉水會過期？**by 匿名

　　答：

　　食物變質一般是由於細菌、光照等外界因素的影響，正常情況下，沒有打開的礦泉水密封性很好，幾乎不會有細菌入侵毀壞水質，而剛出廠的礦泉水也都是無菌水，所以礦泉水本身的保質期遠不止瓶身所寫的一兩年那麼短。實際上這個保質期不是礦泉水的保質期，而是瓶子的保質期。礦泉水瓶一般是塑料瓶，合成塑料物質可能隨着時間推移從瓶身降解、滲透到礦泉水中，比如高分子化合物聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的分解產物，用於穩固瓶身塑料的添加劑銻的析出，這些物質既可能影響水的味道，也可能對人體有害，因此導致礦泉水過期。

　　參考資料：瓶裝礦泉水為什麼會有保質期？

　　by Alan

　　Q.E.D.

　　**Q3****為什麼饅頭表面那層皮是光滑且堅韌的？**by 匿名

　　答：

　　饅頭又稱饃饃、餑餑，一般是用麪粉、水、酵母、蘇打經發酵後蒸制的半球或長條狀麪食。麪糰內部是大致均勻的，外部是空氣。在蒸饅頭的過程中，温度升高發酵過程會先變快，麪糰內部氣孔變大，貼緊表面的氣孔會不斷膨脹最後撐破表面的麪皮，並形成新的表面。最後會生成一個穩定的麪皮，麪皮內部的氣孔不至於撐破面皮。這個麪皮的厚度和麪團本身的韌性、揉的手法、蒸制的火候等有關。

　　蒸饅頭是個動態過程，饅頭皮的生成是動態過程的界面問題。其光滑和堅韌的特性可能與其中蛋白質的變性固化有關，也可能是饅頭表面在蒸制時可以迅速接觸水汽，使內部澱粉發生糊化，再進一步蒸制形成穩定的光滑表面。饅頭皮有其獨特的風味，為饅頭提供了不一樣的口感和光澤。與饅頭皮的生成過程類似的，在材料學研究中對反應界面的研究具有重要意義;除了有表面重構、表面偏析等現象，在鋰電池中電極和電解質間形成的界面對鋰電池的長壽命使用有重要推動作用。

　　參考資料：饅頭皮形成的原理

　　by 放開那個蘋果

　　Q.E.D.

　　Q4****為什麼貓會對鏡子裏的自己產生好奇心？

　　by 匿名

　　答：

　　對於有貓一族來説，看自家的貓主子對鏡子中的自己手舞足蹈可以説是非常有趣了，但貓主子會對鏡子中的自己產生好奇心，其實很有可能是因為它們認不出鏡子中的貓就是自己。

　　美國心理學家戈登·蓋洛普嘗試利用照鏡子的方法來測試動物們是否具有自我認知能力。在動物麻醉的情況下，研究人員在其身上較少觸碰到的位置做標記，然後等動物們甦醒後再給它們照鏡子，如果動物們在照鏡子的過程中對標記表示出一定的好奇並開始觸碰研究，則表明動物能意識到鏡子裏是自己，這表明它們具有自我意識（準確來説是視覺自我意識）。很顯然，我們的貓主子們並不能通過這一測試，至少表明它們從視覺上不能區分出鏡子裏的貓就是自己，因此在它們眼裏，鏡子裏那隻貓是另一個完全不同的個體，所以貓主子通常會對鏡子裏的貓產生好奇甚至產生一定的敵意。

　　當然，也有可能因為貓主子不會使用鏡子所以不知道鏡子裏的貓代表着什麼，如果從小就讓它接觸鏡子並在鏡子上留下它自己的味道，説不定就能認出來自己了。

　　參考資料：對鏡狂舞時，你家貓貓認識鏡中的自己嗎？

　　by 懶懶的下午三點半

　　Q.E.D.

　　**Q5****膠水為什麼是粘的？**by 知宣

　　答：

　　從搭建房屋的磚頭間的水泥，到過年張貼福字的漿糊，要想粘接兩個不同的物體，需要憑藉的是物質間的相互作用力。一般用膠水粘東西，起作用的是膠水中的高分子。分子間的相互作用力大小和分子量正相關。膠水中高分子具有較高分子量（也就是分子比較大），可以產生粘的現象。

　　膠水有很多種類，其中一類膠水本身是像漿糊一樣的液態，這類膠水成分為高分子和水。粘東西時，高分子間水分子蒸發。脱水的過程中，隨着高分子所佔比例增高，膠水會逐漸變黏，最後固化把兩個物體粘在一起。另一類膠水，如502膠水，是小分子，但其在空氣中會發生反應，聚合成高分子最後實現粘接物體，所以502膠水用完要記得密封。還有一類膠水是不固化的不乾膠，裏面也是含有高分子，以有機物增加其流動性。常見塗抹於紙的一側，稱為貼紙。而這貼紙撕開需要的力要比貼上去用的力大很多從而實現方便的粘接。在科研領域中，有研究設計鎖釦模型的超分子，利用自組裝反應實現，從而提高膠水的粘貼性能。

　　另外粘接物體的例子在生活中比比皆是。其實水在一定條件下也可以粘住東西，比如冬天的時候水就可以把舌頭和鐵棍粘在一起。這時候起到粘接作用的就是冰和舌頭以及鐵棍中的相互作用。所以只要是物質間相互作用達到一定強度，就會有粘的效果。（危險提示：冬天在室外千萬不要嘗試舔鐵欄杆！！！）

　　參考資料：膠水為什麼能黏住東西

　　by 放開那個蘋果

　　Q.E.D.

　　**Q6****為什麼冰雹是圓珠子帶一根小尾巴的形狀？**by 匿名

　　答：

　　冰雹是一種較特殊的天氣現象，夏季或春夏之交常見。冰雹是強對流產生的，強烈的上升氣流帶着濕潤空氣接觸到上方0℃以下區域時會產生冰雹天氣，但並不是在達到0℃後就馬上生成。濕潤空氣在0℃的海拔以上是過冷水滴、冰晶、雪花，以下是水滴。而一般冰雹的形狀，仔細觀察可以看到是球狀或雞蛋狀的，但不一定均勻。解剖冰雹可以看到一個不透明核心，外面由透明與不透明冰層交替包圍。

　　為什麼會這個結構呢？這是由冰雹形成過程決定的。上升氣流攜帶濕潤空氣迅速遇冷，變成過冷水滴、冰晶、雪花凍結在一起，由於過程十分迅速，內部留有空氣。這個就是冰雹的白色核心。之後隨重力下降遇到0℃的海拔以下區域水滴時在表面有一層水，又隨上升氣流向上之後凍結，這時生成的冰雹的一層就是透明的。之後進一步與冰晶等結合生成不透明層，進而循環生成層狀交替結構。這好比是在天空中滾元宵，隨着循環層數不斷增加，冰雹體積變大。層數與強對流中上升氣流速度有關。

　　而還有冰雹是其他形狀的，表面有不規則冰峯，這是由強對流中冰雹間的碰撞與融合導致的，問題中提到的帶着小尾巴的冰雹可能就是這種情況的例子。

　　參考資料：冰雹究竟是什麼形狀？

　　by 放開那個蘋果

　　Q.E.D.

　　**Q7****請問我們小時候玩的那種通過改變觀察卡片的角度，卡片就能顯示出不同的圖案，卡片表面有很密的條紋凸起，這種“3D卡片”的原理是光柵嗎？具體是怎麼操作能得到這樣的效果的？**by 喜歡物理的grfff

　　答：

　　相信很多人小時候都會見過這種不同方向看到的圖案不一樣的卡片。一般出現在卡牌、商標等很多地方。其實這個3d卡片的專業名稱叫光柵立體印刷，也叫立體印刷。

　　光柵分很多種，一般指的是由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件。用來分光的光柵就是這種，一般在玻璃上刻線，刻線處不透光，光滑部分透光。而在光柵立體印刷中應用的光柵則是類似柱鏡光柵，這種印刷需要首先將不同的圖片進行拆分後進行編織（也就是交叉着排列），之後在上方週期排列的柱狀或圓盤狀凸透鏡的折射下，達到不同方向看到不同圖案的效果（如圖）。

　　此外利用刻線型光柵也能有類似的效果。結合光學計算和光刻技術，在物體表面雕刻設計好的干涉條紋，能夠實現全息3D效果。在板子表面刻錄凹凸不平的干涉條紋，每毫米可達千餘條。這些浮雕狀的條紋包含着光波強度與位相信息，實現了圖像信息的全部記錄。

　　在日光下觀察，日光被卡片的干涉條紋衍射。因衍射角與光波長有關，故而在不同的角度觀看時，有不同顏色的再現圖像。

　　參考資料：

　　光柵立體印刷

　　衍射真彩色

　　by 放開那個蘋果

　　Q.E.D.

　　**Q8****為什麼鐵在宇宙中是很多元素的聚變或裂變的產物？它為什麼很穩定？**by 好奇小朋友A少

　　答：

　　要解釋這個問題，可以利用原子核的比結合能曲線：

　　結合能指的是自由的質子和中子結合形成原子核時放出的能量，而比結合能指的是原子核中每個核子的平均結合能，比結合能越大，原子核越穩定。所以，比結合能小的輕核傾向於通過聚變產生比結合能更大的重核，比結合能小的重核傾向於通過裂變產生比結合能更大的輕核。鐵56是比結合能最大的核素，因而也往往是裂變和聚變反應的終點。

　　那麼，為什麼比結合能曲線呈現這種先增後降的趨勢呢？半經典地看，結合能由三部分構成，一是核子之間的湯川勢（核力相互作用能），二是帶正電的質子間的庫倫能，三是核子由於不確定性原理具有的動能。核力是短程吸引力，因此湯川勢對比結合能的貢獻正比於每個核子的平均近鄰數，在質量數較小時，這項隨質量數的增大而迅速增加，但當質量數較大時，這項趨於保持不變。

　　庫倫力是長程排斥力，對比結合能的貢獻為負。具體而言，庫倫排斥能正比於原子核電荷數的平方，反比於原子核的半徑。於此同時，由於泡利不相容原理，對一定質量數的原子核，質子數和中子數接近，才能使總動能較小，原子核才不至於分崩離析。這兩個效應共同決定了庫倫能對比結合能的貢獻近似正比於質量數的2/3次方。因此，儘管兩個核子之間的核力比庫倫力強100多倍，在質量數足夠大的時候，庫倫力的影響還是佔了上風，使得比結合能逐漸降低。

　　正是這種核力和庫侖力的較量，使得比結合能曲線呈現先迅速增加，再緩慢下降的趨勢，而鐵56恰好位於曲線的最高點，從而獲得了獨特的穩定性。

　　by 樂在心中

　　Q.E.D.