为什么猫主子会攻击镜子里的自己？| No.267_风闻

原创：中科院物理所

　　作为一种高冷的生物

　　猫通常对我们这些铲屎官爱答不理

　　但只要一面镜子

　　就可以打破它们高冷的面具

　　让猫主子们瞬间“狂躁”

　　那么镜子究竟有什么魔力

　　引得猫主子们对其大打出手呢？

　　**Q1****为什么吃甜食使人快乐啊？**by 汉南

　　答：

　　心理层面上，有的人本身喜欢甜食，所以心情不好受时吃甜食会有一种满足感，同时转移部分注意力。

　　生理层面上，糖分相对于脂肪蛋白质等能更快提供能量，帮助大脑抵抗坏情绪；摄入糖分能促使体内大量分泌多巴胺，多巴胺是会让人的心情变好的一种神经传导物质；高糖还会使胰岛素快速增加，而胰岛素会使酪氨酸与苯丙氨酸在血中浓度降低，使色氨酸在竞争上处于优势，很快进入细胞中转换成血清素，进入脑中，使人有愉悦感。

　　参考资料：科学辟谣┋吃甜食让人开心

　　by Alan

　　Q.E.D.

　　**Q2****为什么矿泉水会过期？**by 匿名

　　答：

　　食物变质一般是由于细菌、光照等外界因素的影响，正常情况下，没有打开的矿泉水密封性很好，几乎不会有细菌入侵毁坏水质，而刚出厂的矿泉水也都是无菌水，所以矿泉水本身的保质期远不止瓶身所写的一两年那么短。实际上这个保质期不是矿泉水的保质期，而是瓶子的保质期。矿泉水瓶一般是塑料瓶，合成塑料物质可能随着时间推移从瓶身降解、渗透到矿泉水中，比如高分子化合物聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的分解产物，用于稳固瓶身塑料的添加剂锑的析出，这些物质既可能影响水的味道，也可能对人体有害，因此导致矿泉水过期。

　　参考资料：瓶装矿泉水为什么会有保质期？

　　by Alan

　　Q.E.D.

　　**Q3****为什么馒头表面那层皮是光滑且坚韧的？**by 匿名

　　答：

　　馒头又称馍馍、饽饽，一般是用面粉、水、酵母、苏打经发酵后蒸制的半球或长条状面食。面团内部是大致均匀的，外部是空气。在蒸馒头的过程中，温度升高发酵过程会先变快，面团内部气孔变大，贴紧表面的气孔会不断膨胀最后撑破表面的面皮，并形成新的表面。最后会生成一个稳定的面皮，面皮内部的气孔不至于撑破面皮。这个面皮的厚度和面团本身的韧性、揉的手法、蒸制的火候等有关。

　　蒸馒头是个动态过程，馒头皮的生成是动态过程的界面问题。其光滑和坚韧的特性可能与其中蛋白质的变性固化有关，也可能是馒头表面在蒸制时可以迅速接触水汽，使内部淀粉发生糊化，再进一步蒸制形成稳定的光滑表面。馒头皮有其独特的风味，为馒头提供了不一样的口感和光泽。与馒头皮的生成过程类似的，在材料学研究中对反应界面的研究具有重要意义;除了有表面重构、表面偏析等现象，在锂电池中电极和电解质间形成的界面对锂电池的长寿命使用有重要推动作用。

　　参考资料：馒头皮形成的原理

　　by 放开那个苹果

　　Q.E.D.

　　Q4****为什么猫会对镜子里的自己产生好奇心？

　　by 匿名

　　答：

　　对于有猫一族来说，看自家的猫主子对镜子中的自己手舞足蹈可以说是非常有趣了，但猫主子会对镜子中的自己产生好奇心，其实很有可能是因为它们认不出镜子中的猫就是自己。

　　美国心理学家戈登·盖洛普尝试利用照镜子的方法来测试动物们是否具有自我认知能力。在动物麻醉的情况下，研究人员在其身上较少触碰到的位置做标记，然后等动物们苏醒后再给它们照镜子，如果动物们在照镜子的过程中对标记表示出一定的好奇并开始触碰研究，则表明动物能意识到镜子里是自己，这表明它们具有自我意识（准确来说是视觉自我意识）。很显然，我们的猫主子们并不能通过这一测试，至少表明它们从视觉上不能区分出镜子里的猫就是自己，因此在它们眼里，镜子里那只猫是另一个完全不同的个体，所以猫主子通常会对镜子里的猫产生好奇甚至产生一定的敌意。

　　当然，也有可能因为猫主子不会使用镜子所以不知道镜子里的猫代表着什么，如果从小就让它接触镜子并在镜子上留下它自己的味道，说不定就能认出来自己了。

　　参考资料：对镜狂舞时，你家猫猫认识镜中的自己吗？

　　by 懒懒的下午三点半

　　Q.E.D.

　　**Q5****胶水为什么是粘的？**by 知宣

　　答：

　　从搭建房屋的砖头间的水泥，到过年张贴福字的浆糊，要想粘接两个不同的物体，需要凭借的是物质间的相互作用力。一般用胶水粘东西，起作用的是胶水中的高分子。分子间的相互作用力大小和分子量正相关。胶水中高分子具有较高分子量（也就是分子比较大），可以产生粘的现象。

　　胶水有很多种类，其中一类胶水本身是像浆糊一样的液态，这类胶水成分为高分子和水。粘东西时，高分子间水分子蒸发。脱水的过程中，随着高分子所占比例增高，胶水会逐渐变黏，最后固化把两个物体粘在一起。另一类胶水，如502胶水，是小分子，但其在空气中会发生反应，聚合成高分子最后实现粘接物体，所以502胶水用完要记得密封。还有一类胶水是不固化的不干胶，里面也是含有高分子，以有机物增加其流动性。常见涂抹于纸的一侧，称为贴纸。而这贴纸撕开需要的力要比贴上去用的力大很多从而实现方便的粘接。在科研领域中，有研究设计锁扣模型的超分子，利用自组装反应实现，从而提高胶水的粘贴性能。

　　另外粘接物体的例子在生活中比比皆是。其实水在一定条件下也可以粘住东西，比如冬天的时候水就可以把舌头和铁棍粘在一起。这时候起到粘接作用的就是冰和舌头以及铁棍中的相互作用。所以只要是物质间相互作用达到一定强度，就会有粘的效果。（危险提示：冬天在室外千万不要尝试舔铁栏杆！！！）

　　参考资料：胶水为什么能黏住东西

　　by 放开那个苹果

　　Q.E.D.

　　**Q6****为什么冰雹是圆珠子带一根小尾巴的形状？**by 匿名

　　答：

　　冰雹是一种较特殊的天气现象，夏季或春夏之交常见。冰雹是强对流产生的，强烈的上升气流带着湿润空气接触到上方0℃以下区域时会产生冰雹天气，但并不是在达到0℃后就马上生成。湿润空气在0℃的海拔以上是过冷水滴、冰晶、雪花，以下是水滴。而一般冰雹的形状，仔细观察可以看到是球状或鸡蛋状的，但不一定均匀。解剖冰雹可以看到一个不透明核心，外面由透明与不透明冰层交替包围。

　　为什么会这个结构呢？这是由冰雹形成过程决定的。上升气流携带湿润空气迅速遇冷，变成过冷水滴、冰晶、雪花冻结在一起，由于过程十分迅速，内部留有空气。这个就是冰雹的白色核心。之后随重力下降遇到0℃的海拔以下区域水滴时在表面有一层水，又随上升气流向上之后冻结，这时生成的冰雹的一层就是透明的。之后进一步与冰晶等结合生成不透明层，进而循环生成层状交替结构。这好比是在天空中滚元宵，随着循环层数不断增加，冰雹体积变大。层数与强对流中上升气流速度有关。

　　而还有冰雹是其他形状的，表面有不规则冰峰，这是由强对流中冰雹间的碰撞与融合导致的，问题中提到的带着小尾巴的冰雹可能就是这种情况的例子。

　　参考资料：冰雹究竟是什么形状？

　　by 放开那个苹果

　　Q.E.D.

　　**Q7****请问我们小时候玩的那种通过改变观察卡片的角度，卡片就能显示出不同的图案，卡片表面有很密的条纹凸起，这种“3D卡片”的原理是光栅吗？具体是怎么操作能得到这样的效果的？**by 喜欢物理的grfff

　　答：

　　相信很多人小时候都会见过这种不同方向看到的图案不一样的卡片。一般出现在卡牌、商标等很多地方。其实这个3d卡片的专业名称叫光栅立体印刷，也叫立体印刷。

　　光栅分很多种，一般指的是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。用来分光的光栅就是这种，一般在玻璃上刻线，刻线处不透光，光滑部分透光。而在光栅立体印刷中应用的光栅则是类似柱镜光栅，这种印刷需要首先将不同的图片进行拆分后进行编织（也就是交叉着排列），之后在上方周期排列的柱状或圆盘状凸透镜的折射下，达到不同方向看到不同图案的效果（如图）。

　　此外利用刻线型光栅也能有类似的效果。结合光学计算和光刻技术，在物体表面雕刻设计好的干涉条纹，能够实现全息3D效果。在板子表面刻录凹凸不平的干涉条纹，每毫米可达千余条。这些浮雕状的条纹包含着光波强度与位相信息，实现了图像信息的全部记录。

　　在日光下观察，日光被卡片的干涉条纹衍射。因衍射角与光波长有关，故而在不同的角度观看时，有不同颜色的再现图像。

　　参考资料：

　　光栅立体印刷

　　衍射真彩色

　　by 放开那个苹果

　　Q.E.D.

　　**Q8****为什么铁在宇宙中是很多元素的聚变或裂变的产物？它为什么很稳定？**by 好奇小朋友A少

　　答：

　　要解释这个问题，可以利用原子核的比结合能曲线：

　　结合能指的是自由的质子和中子结合形成原子核时放出的能量，而比结合能指的是原子核中每个核子的平均结合能，比结合能越大，原子核越稳定。所以，比结合能小的轻核倾向于通过聚变产生比结合能更大的重核，比结合能小的重核倾向于通过裂变产生比结合能更大的轻核。铁56是比结合能最大的核素，因而也往往是裂变和聚变反应的终点。

　　那么，为什么比结合能曲线呈现这种先增后降的趋势呢？半经典地看，结合能由三部分构成，一是核子之间的汤川势（核力相互作用能），二是带正电的质子间的库伦能，三是核子由于不确定性原理具有的动能。核力是短程吸引力，因此汤川势对比结合能的贡献正比于每个核子的平均近邻数，在质量数较小时，这项随质量数的增大而迅速增加，但当质量数较大时，这项趋于保持不变。

　　库伦力是长程排斥力，对比结合能的贡献为负。具体而言，库伦排斥能正比于原子核电荷数的平方，反比于原子核的半径。于此同时，由于泡利不相容原理，对一定质量数的原子核，质子数和中子数接近，才能使总动能较小，原子核才不至于分崩离析。这两个效应共同决定了库伦能对比结合能的贡献近似正比于质量数的2/3次方。因此，尽管两个核子之间的核力比库伦力强100多倍，在质量数足够大的时候，库伦力的影响还是占了上风，使得比结合能逐渐降低。

　　正是这种核力和库仑力的较量，使得比结合能曲线呈现先迅速增加，再缓慢下降的趋势，而铁56恰好位于曲线的最高点，从而获得了独特的稳定性。

　　by 乐在心中

　　Q.E.D.