百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



有哪些化学上的事实,没有一定化学知识的人不会相信? 第1页

  

user avatar   xcyilia 网友的相关建议: 
      

巧克力变软了、化了之后,放冰箱冷冻凝固起来,再拿出来吃,总感觉口味变了——好吧,这个事实大家都知道,也不需要什么化学知识。但巧克力的口味到底是真的变了,还是只是我们感觉变了,这就需要探究一下了。

物质存在的相态除了常见的固态、液态、气态、等离子态这四种以外,还有更多的相态。甚至在很多固态物质内部就存在多种相态,而这些不同相态的固体物质很多都是晶体。巧克力中的可可脂就是以晶体形式存在的,形成晶体的不同决定了所处相态的不同。

巧克力的主要成分可可脂,是由一类名为三羧酸甘油酯的分子构成。可可脂至少存在六种不同的晶体状态,每种都有不同的结构和熔点。将其熔化后再凝固,它的状态就会发生变化,同时发生变化的还有它的口味。

比如说,结晶 I 状态的巧克力熔点只有 17℃,在室温的时候已经是液态了;而结晶 VI 状态的巧克力熔点达到了 36℃,就算送到了嘴里也不一定能融化,很像是“味同嚼蜡”了。

因为巧克力有不同的晶体状态,所以在制作过程中必须进行调温,才能通过改变巧克力中的晶体状态使之能够在室温下凝固。经过正确调温的巧克力非常有光泽度,折断时有清脆的“噼啪”声,有明确的熔点,口感当然也是最佳的。

显然,从上面的表格里我们可以看出,结晶 V 状态的巧克力在口感方面是最完美的,才是“纵享丝滑”该有的样子。因为这个状态下的可可晶体结构紧密,此时的巧克力强度和稳定性都是最佳。所以也可以说,巧克力调温就是通过调节温度的范围使可可脂晶体达到结晶 V 状态的完美级别的过程。

巧克力调温中的一个关键动作就是搅动。通过不断搅动巧克力,可以让晶体们移动、混合在一起,这种过程会引起链式反应,不同的晶体之间会互相影响,这样会有越来越多的完美晶体产生。

通过搅拌,晶体之间会产生链式反应,它们会成链条式连接在一起。

接近完成结晶时的状态,巧克力会呈现出越来越稳定的特性。伴随着巧克力的凝结,可可脂晶体继续产生互链反应形成紧密的网络,这个时候不但使巧克力更加坚固和稳定,同时也会收缩,这样就不难理解为什么制作做模制巧克力时,完美调温的巧克力特别容易脱模。

但是,即使在正常室温条件下,巧克力也会缓慢但持续地向最稳定的状态转化,也就是结晶 VI 状态。这一相变过程还解释了为什么一块放置了很久的巧克力会出现“白霜”。不过不用担心,这种巧克力还是可以吃的,对身体健康无害,它只是变成了结晶 VI状态的可可脂。

但从某种角度而言,所有的可可脂都希望变成结晶 VI,因为它是最稳定的状态,但它的味道就不那么好了。

“纵享丝滑”的巧克力源自结晶 V 状态,但让一大块巧克力都结晶为 V 状态并非易事,需要严格控制熔化过程,并在特定温度下冷却,从而保证晶体以正确的方式生长,显然不是“放冰箱里冷冻一下”就可以做到的。所以啊,巧克力买了就要赶紧吃掉,别耽误。


user avatar   hello_world_97 网友的相关建议: 
      

有个很悲伤的事实,那就是,凡是尝试过当实验化学民科的人,坟头草都老高了......


user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

受力状态会影响化学反应的进行。

例如,正常情况下,氢不溶于铁,溶解过程吸热。

但是如果你把铁用力拉伸,使得铁原子间的距离增大,氢就能更容易跑到铁原子的间隙中去,从而把氢的溶解过程变成放热。

正是这个原理,导致将一根金属弯曲并丢到酸中后,拉伸区域的金属腐蚀速度会比压缩区域要快很多。这个现象被称为应力腐蚀。


欢迎关注:


user avatar   windskymagic 网友的相关建议: 
      

1. 人的血液真的是碱性的,再怎么吃也不会变成酸性。

2. 工业用盐真的不是工业用食盐的简称,盐有很多种,有些吃了真的会死人。

3. 制毒其实很容易,难得是搞到原料。

4. 不要再问什么学化学的会不会做肥皂/香水/化妆品之类的了。原料仪器车间人手管够,绝大多数功效我都能给你做出来。问题是,超市一块肥皂才几块钱,我实验室一瓶分析纯的酒精什么价格你知道不?老老实实去买,我辛辛苦苦学化学不是为了在家DIY肥皂的。

5. 宁可用硫酸硝酸盐酸,不碰氢氟酸。

6. 宁可用有机磷,不碰百草枯。

(最后两条严格来说不符合题意,只是放在这里给大家作个警戒。)


发现很多人看不懂最后两条,解释一下:

5s:

稀盐酸和硫酸沾到手上,快点擦掉就行了。稀硝酸可能会黄掉一块,问题也不大。浓硫酸硝酸盐酸弄手上了,赶紧处理,可能就是烧伤,烂块皮而已。但氢氟酸弄到手上了,没个半年一年,伤口很难愈合,严重点就可以去截肢了。顺便说一句,溴水也有类似的效果,千万不要瞎碰。

6s.:

这个很简单。农药毒性有高有低,百草枯胜在一来没得救,二来死的惨。百草枯会导致肺部不可逆(也就是说无药可救)的纤维化,导致呼吸无法给血液供氧,最终活活憋死,同时并不影响人的意识清醒,可以说在自杀的选项里算是最不好过的一个了。


user avatar   luyao-zou 网友的相关建议: 
      

写点和 Luyao Zou:有哪些物理学上的事实,没有一定物理学知识的人不会相信? 不太一样的。

这次要说说化学键的事来看看:

  • 1. 这些分子/离子能够稳定存在吗:
  • 2. 为什么苯 具有「芳香性」,但是同样可以写成单双键交替形式的 和 却没有芳香性呢?
  • 3. 顺磁性要求分子中有「未配对」的电子,使得电子自旋不为零。可是, 为什么有顺磁性呢?
  • 用高中学的「八隅体」稳定结构、共价键的知识,无法解释这些现象。几十年前的化学家同样解释不了。可是,这些分子的存在和特性,都在实验室里面被一一测量到了。要解释这些分子的结构和性质,就要抛弃简单的「八隅体」「共用电子对」等模型,而是从量子力学出发,使用「分子轨道」理论来解释。

    我们知道,每个原子都有「原子轨道」,就是中学学习的 spdf 这些轨道;电子在里面填充。每个轨道都有各自的能量,电子按照能量最低原理,优先填充能量低的轨道。分子轨道理论大致说的是,构成分子中的每个原子,它们的原子轨道,也会按照能量接近和空间分布重叠的原则,相互组合,形成「分子轨道」。然后,分子中的所有电子,也按照能量最低原理,优先填充能量低的分子轨道。

    因此,在分子中,电子就不再属于某个特定原子了。如果一个分子轨道,主要由相邻的两个原子的两个原子轨道组合而成,那就表现得像是电子被这两个原子「共用」了,这是我们熟悉的「共价键」的概念,又叫做「定域键」。但是,如果一个分子轨道,由分子中许多个原子的原子轨道组合而成,那填充在这些分子轨道中的电子,就被许许多多原子「共用」了,又叫做「离域键」。

    量子力学理论的推算表明,分子轨道总是成对出现的。如果两个原子轨道进行组合,就会形成两个分子轨道;而其中,一个能量一定会降低,而另一个能量一定会升高。能量降低的那个,叫做「成键轨道」,而能量升高的那个,叫做「反键轨道」。分子中的电子,自然会优先填充成键轨道,但是如果成键轨道填满了,就会开始填反键轨道。只要所有填充在成键轨道中的电子降低的能量,大于所有填充在反键轨道中的电子升高的能量,这个分子就能够稳定。

    上面的示意图是氢气分子 的分子轨道。可以看到,H2 分子的两个电子,只填充了成键轨道,因此是稳定的。这张图也就可以解释开头的第一个问题: 也可以稳定存在。因为,分子轨道不变,只不过是把 轨道上面再拿掉一个电子而已,总的能量还是降低的,所以还是稳定的。

    再来看第 2 个问题:为什么苯 具有「芳香性」?「芳香性」要求:成环、离域、闭壳层(即所有电子两两配对)。

    来看苯的分子轨道:6 个碳原子的 pz 轨道组成了 6 个呈环状的离域轨道,其中三个能量降低,是成键轨道,三个能量升高,是反键轨道。6 个电子正好填充满了三个成键轨道,两两配对,所以就有芳香性了。

    而 呢?可以看到,它的 4 个电子,两个填在能量降低的成键轨道上,还有两个,各自填在了能量不升不降,既不成键也不反键的轨道上——没有两两配对。所以, 存在两个未配对电子,是「开壳层」的分子。这也意味着,它具有顺磁性

    用同样的方法,可以解释氧分子的顺磁性。


    user avatar   leon-lee-22-13 网友的相关建议: 
          

    @Yui Yoshioka 邀。其实“一定”化学知识这个词还是稍微笼统了点,毕竟本身了解一些概念就已经需要一些化学基础了。我来按需要的化学知识深度顺序更新几个吧:


    1.对于化学家而言,钻石恐怕没那么值钱。

    知识深度:☆

    化学的角度来讲,钻石其实就是纯度(或者说,有色杂质)比较好的金刚石。它的化学组成出人意料地简单,就是碳(C)的单质而已。不过碳单质是个相当大的家族,除了金刚石之外,便宜到爆炸的铅笔芯的主要原料之一——石墨,和一度被认为是高精尖化学科技的代表之一的富勒烯,以及被各种无良商家炒噱头炒烂了的石墨烯都是这个家族的成员。

    但不可否认的是,金刚石这种物质本身显然没那么值钱。既然是碳单质,我们就有各种方法把其他的碳单质变成金刚石。以前的人造金刚石因为要加金属催化剂所以还经常有些奇怪的颜色,现在比较成熟的工艺已经能做出几乎完全无色的金刚石了。虽然金刚石和钻石不能划等号(毕竟金刚石里也有些比较廉价的工业用品种),但从这个角度来讲,和近乎不可能人工合成,只能依赖天然矿藏的贵金属相比,钻石真的可以算得上是“廉价易得”了。

    不仅如此,我们还可以合成各种尺寸、各种颜色的金刚石,比如下面这款蓝色纳米金刚石,作者很恶趣味地称之为“nano hope diamonds”(hope钻石是著名的蓝色钻石,因为一些奇怪的传说而被称为“被诅咒的钻石”,似乎是《泰坦尼克号》里海洋之心的原型)

    有个经典的笑话是这么说的:如果买不起钻石,可以送一罐CO2给女票,就说自己买的钻石被烧掉了,反正都一样(希望我女票看不到这一句)

    其实钻石能有如今的市场也不是与生俱来的,几个世纪以前钻石还是廉价的无色宝石,而它的成功完全要被归于著名的戴比尔斯公司的成功营销。也就是说,所有的“钻石恒久远,一颗永流传”之类的话其实都是营销的结果。

    当然了,最后值得一提的是,这句话也是错的,因为常温常压下,金刚石并不是最稳定的碳存在形式。看下面这张图:

    我们生活的环境一般温度是300K、0.1MPa左右。0.1MPa是多少呢,这个图里压强轴上有标注的最小的一格,0.01GPa,大概是10MPa。

    所以理论上只要经过足够长的时间,金刚石最后总是能变成石墨的,更不用提反应速率比这个快得多的自氧化之类的过程了。金刚石虽说还是比较稳定的,但说“永流传”怕是有点夸张。所以下次送钻石的时候,你就可以说“虽然钻石不能永远陪伴你,但我的爱可以!”


    2.DNA,不只是双螺旋。

    知识深度:★

    不管是在科普书上,还是乱七八糟的电视剧和药品广告里,还是中关村里那个雕塑上,看到的DNA永远是以双螺旋形象出现的。这个结构经历了许多代科学家的探索,最后是由晶体学家Rosalind Franklin拿到了晶体衍射图,再由Watson和Crick确认了它的双螺旋结构的,后两位也因此拿到了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。

    的确,这是自然状态下只有DNA自己存在时DNA的存在形式。不过如果有些其他的东西掺和进来,情况就会变得不一样了,比如下图的G四联体

    这种结构也被叫做核酸适配体(Aptamer)。

    此外,在同源DNA重组的时候,会出现一种四聚结构,叫做Holliday交叉,比如下面这个

    这种结构着实激发了科学家们的脑洞,于是基于这种四个一团的交叉,他们玩起了折纸(DNA origami)……


    3.氧化态的上下限是多少?

    知识深度:★☆

    氧化态(也就是高中的化合价)其实是个比较模糊的概念。更进一步说,实际上氧化态和原子所带的实际电荷并不一定有关系。比如说在Cl有+7氧化态的高氯酸根ClO4-里,氯原子上的实际正电荷只有3左右甚至更低。但氧化态的定义就比较固定了,它完全是依据两个成键原子的电负性比较结果来的。

    先说上限吧。现在一般认为元素在化合物里的氧化态上限是+9而不是很多人一直认为的+8,这个记录目前是由IrO4+保持的:

    下限的话,很多人应该认为是-4。这也不是没原因的,毕竟金属很难积累过多的负电荷,而主族元素像硼之类的又没有形成五价阴离子的能力。但是这并不代表氧化态真的可以局限在-4。比如下面这个化合物:

    产生这种结构的原因是所谓的三中心四电子键,也就是尽管硫周围的电子数超过了八个,但多余的电子被存放在了非键轨道里,因此从分子轨道的角度看来它们对成键没什么贡献(当然也没什么削弱)。


    先写这么多。再往后写就越来越专业了,所以可能想到什么比较接地气的会写到前面去233333


    更新一发。为了便于阅读,我会先按照时间顺序而不是知识深度添加内容。等整理得差不多再修改顺序。

    4.技术上来讲,一些毒品真的很容易合成。

    知识深度:

    从技术上来说,一些毒品很容易合成,这一点已经有不少童鞋提到了。当然,这里的“一些毒品”最常见的是冰毒,也就是绝命毒师里老白的看家本事。

    那么这个“容易”具体有多容易呢?容易到,只要有足够的原料,几乎所有的有机化学研究生和水平比较高的化学专业本科生看到冰毒的分子结构就能写出合理的合成路线,然后做出来。所以冰毒的问世对于全世界的禁毒工作绝对是史无前例的挑战,因为经典毒品几乎都需要从特定的原料来提取,但冰毒不同,合成冰毒所需的几乎都是一些非常基础的化学原料。所以现在买丙酮之类常见的有机溶剂都必须备案,也是拜冰毒所赐。顺便一提,《绝命毒师》里的老白并不是有机化学方向的研究生,而是物理化学方向的。

    这几天某部大热的讲缉毒的电视剧刚刚播完。不得不说,每次我看到里面科幻场景一般的制毒现场就会有一种强烈的出戏感。因为这属于有机化学合成,一般的有机实验室都会给人一种进去第一次就不想再进去第二次的感觉(脏乱并且伴随神奇的味道),至于制毒小作坊,我相信他们应该是没有通风橱的……

    当然,我是不会说任何和合成路线本身有关的内容的。


    5.植物花朵和果实的五颜六色完全可能是同一种色素的杰作。

    知识深度:

    花的颜色一般来自花色素(Anthocyanidins),这类色素有一个我们更熟悉的俗名:花青素。花青素有很多种,但最常见的也就只有5~6种,且它们都有非常相近的分子结构。花青素其实是一类酸碱指示剂,它们最大的特点就是可以随着pH不同而改变自己的结构,从而显现出不同的颜色。举个例子。下面这种很常见的花青素称为矢车菊色素(Cyanidin),在不同pH下它有类似下图这样的变色:

    当然严格来说,因为花青素一般在植物体内会与糖结合形成糖苷,所以不能严谨地说成绝对同一种物质,但是它们都拥有相同的生色团(糖苷一般对颜色没什么贡献)。于是我们就会发现,从红洋葱到紫甘蓝再到蓝莓和黑莓,它们的颜色都是由这一种色素贡献的。

    据说把花泡在不同pH的溶液里也会有奇效。但这个我没有试验过,感兴趣的童鞋可以试试看。


    6.并不是所有组成蛋白的天然氨基酸都满足H2NCHRCOOH的通式;有编码的天然氨基酸也不是20种而是22种。

    知识深度:★☆

    这两条就比较简单粗暴了。前者的反例是脯氨酸(Proline),它的结构是下面这样:

    后者则是因为罕见的硒代半胱氨酸(Selenocysteine)和吡咯赖氨酸(Pyrrolysine)的存在,两者的编码分别是UGA和UAG。这两个密码子在通常情况下是终止密码子,但当相应的插入序列(Insertion sequence)在前面指示时,这个密码子就会用来编码氨基酸。


    7.钫恐怕不是最活泼的金属,铯才是。

    知识深度:★★

    接下来的两条内容大致需要高中或以上水平的化学知识来了解相应的“事实”。

    在中学里,老师们一提到钫(Fr)这个元素,总会以“这个元素有放射性”为由忽略掉。于是这就给了许多中二少年以无限的遐想。比如说扔一点铯进水里就能炸碎水槽,那钫的情况又怎么样呢?不过你们可能要失望了。因为大发神威的相对论效应,钫的活泼程度恐怕最多与铯持平,甚至还不及铯。

    简单来说,到了第七周期,因为内层1s电子的运动速度过快,接近光速,此时电子由于相对论约束而造成的质量改变就不能忽略了——s轨道的半径会整体缩小,导致s电子更加不活泼。后果就是第七周期的碱金属和碱土金属活泼程度并不及它们第六周期的“小弟”铯和钡。


    8.随着元素周期表的拓展,元素周期律正在崩坏。

    知识深度:★★☆

    元素周期律并非高中化学书上描绘的那么完美和一成不变。事实上,随着元素周期表步入第七周期的末尾,相对论效应已经开始大发神威。其实这个影响在第六周期已经有所显现,比如Pt、Au、Hg与氧族元素、卤族元素和稀有气体元素之间的相似性。到了第七周期,这个效应的影响更为夸张。举几个例子吧。

    (1)112号元素Cn很有可能是一个气态金属元素。

    由于相对论效应稳定了s电子,第六周期的Hg已经表现出比较惰性的性质了,这种稳定性削弱了原子间的作用,使Hg成为易挥发的液体。到了第七周期,Cn的这一性质更加突出,它的沸点可能不会超过80℃,甚至完全是一个气体。

    (2)114号元素Fl有可能是稀有气体。

    Fl有可能比Cn更加惰性,甚至完全不是一个金属元素。这是由于相对论效应带来的进一步的p轨道能级分裂(具体就不做详细解释了)。早期的实验结果暗示了这一点,不过后来又有一些实验结果认为Fl应该还是一个金属,只不过和Cn一样很容易挥发或者常温常压下是气体。几个相关的研究所似乎正在筹备进一步实验,具体结果就请各位拭目以待吧。

    (3)118号元素Og可能不是一个稀有气体。

    各种计算的结果都指向Og可能是一个比较活泼的固体元素,也就是说第18族“稀有气体”的历史将在118号元素这里终结。更夸张的是,Og的电子可能表现得并不像其他原子一样有分明的壳层结构,这种结构在Og这里被极大地模糊化了,而向费米气体(Thomas-Fermi gas)状态过渡:


    第三更(3/4)。这次更新的内容比较偏理论,相对而言生活冷知识会少一些。

    9.三碘化铁是真实存在的。

    知识深度:★☆

    初中的时候就已经学过Fe3+可以氧化溶液中的I-,所以我们有FeCl3、FeBr3,却没有FeI3。不过事实是,这个物种虽然不稳定,但确实可以通过非水溶液法合成。这项工作是1988年K.B.Yoon和J.K.Kochi完成的,他们通过光照条件下在正己烷中Fe(CO)4I2和碘反应的方法成功制备了深黑紫色的FeI3固体。但这个固体强烈吸湿,并且在水溶液里自行分解为FeI2和I2。

    (Ref:Yoon, Kyung Byung, and J. K. Kochi. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie561.1 (1988): 174-184.)


    10.其实朱砂没有那么难溶。

    知识深度:★☆

    朱砂(硫化汞,HgS)是个很有意思的存在。不管是中国的炼丹术还是西方的炼金术,似乎都对这种红色晶体(当然,也有黑色的HgS)情有独钟。炼丹术士们认为丹砂是炼制金丹的重要原料,而深受帕拉塞尔苏斯理论影响的炼金术士们则认为朱砂是两大原质硫与汞的结合,加上红色在炼金术里本身就有特别的意义,所以朱砂也被看做是完美的存在。这个中西一结合不知道送了多少人(大概还包括一打皇帝)升仙。即使在中药中也能看到朱砂的影子,不过似乎因为毒性后来也慢慢禁止使用或者被要求减少用量了。

    硫化汞的溶度积极小,达到10^-53数量级。所以很多人会认为硫化汞在水溶液中根本不溶解,或者溶解度完全可以忽略。

    我曾经听到过很多人说硫化汞溶解度这么小,即使进入人体也应该没有很大影响。事实真的如此吗?

    这里必须要谈到溶度积Ksp的定义式。对于AB这种类型的沉淀而言,它是达到沉淀溶解平衡时,两种构成沉淀的离子的平衡浓度的乘积,对于硫化汞而言来说就是[Hg2+][S2-]。从这个意义上看,硫化汞的溶解度的确不大,问题在于,只有对于强电解质而言溶度积才能直接和溶解度相关,而很不凑巧,我们知道Hg2+是软酸,S2-是软碱,这俩东西放在一起是会形成共价键的……

    所以,硫化汞是个弱电解质,在水溶液里它大多数是以没有电离的形式存在的。而硫化汞固体直接溶解为溶剂化的硫化汞"分子"(当然实际存在形式更复杂)的平衡常数高达10^-9.30,比溶度积大多了。

    这还没有考虑有酸、碱、硫单质等其他物种存在的情况。比如酸性条件下硫化汞可以形成Hg(SH)+和Hg2S(OH) +,碱性含硫环境下可以形成HgS2 2- HgS3 2-之类的东西,硫化汞形成这些东西而溶解的平衡常数更大,结果又进一步增大了溶解度。很不凑巧的是人的肠胃就差不多是这种环境,所以才会有那么多痴迷炼丹生吞朱砂暴毙的惨案……


    11.CuS并不是二价铜的硫化物。

    知识深度:★☆

    CuS是初高中化学里经典的难溶沉淀,几乎可以对抗一切非氧化性酸碱,可以说是比较无敌的存在了。而且这个东西也非常容易生成,几乎只要Cu2+碰到S2-或者H2S之类的东西就可以形成。

    于是现在问,CuS中铜的氧化态是多少?大多数人可能会毫不犹豫地回答+2。不过后来的研究显示情况可能并非如此。

    其实这件事情从有人拿到CuS的晶体结构开始就被提出了,因为晶体结构里很明显地有S2单元的存在。于是一些人认为CuS可能是Cu+和Cu2+的混合硫化物。这也容易理解,毕竟Cu2+也和之前提到的Fe3+一样属于金属离子里的暴躁老哥,碰到什么S2-啊I-啊都会不管三七二十一先氧化一通(不过Fe2S3也是很难溶的沉淀,调节溶液pH就可以得到),这也算正常。

    不过这还没完。后来又有科学家用X射线光电子能谱(XPS)研究了一下里面铜的氧化态,结果发现——全是+1氧化态,晶体结构里完全不存在Cu2+。CuS真正的化学式应该是(Cu+)3(S2−)(S2)−。在结构的S-S键里存在一些“价电子空穴”,这使得CuS有非常好的导电性。

    (Ref:a.Goh, Siew Wei, Alan N. Buckley, and Robert N. Lamb. Minerals Engineering19.2 (2006): 204-208.b.Liang, W., and M. H. Whangbo.Solid State Communications 85.5 (1993): 405-408.)


    12.能形成化学键的不只有一般意义上的“原子”。

    知识深度:★★

    这次要说的是一类叫做“奇异原子”的物质。一般的原子是质子+中子组成原子核,电子在核外运动,但如果把三种粒子里的一种或几种用其他粒子替换就得到奇异原子,有些奇异原子甚至货真价实地没有原子核。两个最典型的奇异原子是电子偶素(Positronium,符号Ps)和μ子偶素(Muonium,符号Mu)。这两个“原子”其实都是不稳定的体系,比如前者是由一个正电子和电子组成的亚稳体系。我们知道正电子和电子碰到一起就会湮灭,所以这个体系的寿命很短,并且随两个电子自旋的方向不同而不同,但基本都在纳秒(10^-9s)数量级。

    而μ子偶素则是由一个反μ子和一个电子组成的。简单介绍一下μ子,在标准模型里μ子是与作为第一代费米子的电子相对应的第二代费米子,它的电荷同样是-e,自旋也同样是1/2,但其质量却是电子的大约207倍,因此有时也被称为“加重版本”的电子。而反μ子则是μ子的反粒子,带有+e的正电荷。μ子偶素比电子偶素稳定一些,寿命大约2.2微秒。

    这两种“偶素”都包含一个电子,在化学性质上与氢原子有相似之处,后者由于μ子与电子的质量差很大而更接近一般的氢原子。电子偶素可以形成双原子分子Ps2,理论计算也表明它可以与Li之类的原子成键。μ子偶素则即可以形成MuCl之类自己显正氧化态的化合物,也可以形成NaMu之类自己显负氧化态的化合物。

    (Ref:Cassidy, D. B., and A. P. Mills. Nature449.7159 (2007): 195-197.)


    user avatar    网友的相关建议: 
          

    反应容器的形状会影响产物

    天气会影响产物

    搅拌方向会影响产物

    当然更多的情况是根本不知道什么影响了产物...


    user avatar   po-popo-61 网友的相关建议: 
          

    1、人脸识别技术成熟了吗?

    这个技术已经很成熟了。

    不知道还没有人记得劳荣枝,就是自1999年后潜逃20年的上古女逃犯。她是法医秦明笔下“人皮牢笼”案的真凶;也是影视剧《红蜘蛛》里的“美女蛇”;更是与法子英合谋杀害7人性命的女魔头。

    然后这个人,在2019年11月28日,因为被商场的人脸识别系统识别而被捕。

    略过其20年的逃亡轨迹和肢解尸体的残忍,其20年容貌的变化和隐形埋名为什么仍然会被人脸识别抓住呢?

    第一个原因,不管是电脑训练的过程,还是在线识别的过程,都需要对人脸的典型特征进行提取,主要包括全局特征、两个眼睛的特征,鼻子的特征、还有两个嘴角的特征。所以担心换了发型后打不开支付宝是多余的,女生留长发后遮住耳朵也不会影响人脸识别。人脸有些特征变化是很微小的。

    其次,人随着年龄生长这些部位会有一些变化,会影响到人脸识别,但人眼睛上部的轮廓、鼻子两侧的颧骨、还有嘴角边缘区域的颌骨是不会变的,这也是劳荣枝逃亡20年后,仍被抓到的主要原因,当然另一个主要原因是,劳荣枝逃亡后,仍坚持健身、跳舞等,相貌特征并没有发生巨大变化,要不然凭目前的人脸识别还是很难抓到。

    以上也可以看出,如果只是做了双眼皮或者是短时间内脸长胖或者变瘦也并不会影响到人脸识别的结果。因此,目前的人脸识别已经相当完善了。

    2、人脸识别的隐私困境

    然而为什么没有大范围的应用呢?原因是可能会与法律和道德相冲突。

    (比如上图,给不同陌生男性开门这种隐私信息,受到法律的保护,也和失足没有必然联系,甚至可能是该女性的私德,不应该进入人脸识别领域。PS:网上选取的图片,真实性有待考察)

    目前如果强制接入全员无差别的人脸识别,并不是一个好时机,因为隐私保护的相关法规并没有特别健全,这个时候接入会造成隐私泄露或滥用安全隐患。明年开始施行的《民法典》对人格权建立了独立的章节,从1032条-1039条都对隐私权进行了规范,但之所以说目前法规没有特别健全,原因有三:

    1、《民法典》还尚未真正施行,要到明年的1月1日才开始“转正”。在这种情况下,只能援引原来《民法总则》关于隐私权的法条,一般要求侵犯隐私权的同时具有一定经济利益。隐私权的保护范围过窄。

    2、即使《民法典》投入使用,还有很多的补丁需要打,很多的解释需要颁布。法律在于实践,没有实践的法律是谈不上完善的。

    3、即使《民法典》投入使用,也没有对人脸识别做出特别的解释和适用。其中1033条:除法律另有规定或者权利人明确同意外,任何组织或者个人不得实施下列行为:…(三)拍摄、窥视、窃听他人的私密活动;(五)处理他人的私密信息;1034条:自然人的个人信息受法律的保护。个人信息是以电子或者其他方式记录的能够单独或者与其他信息结合识别特定自然人的各种信息,包括自然人的姓名、出生日期、身份证件号码、生物识别信息、住址、电话号码、电子邮箱、健康信息、行踪信息等。个人信息中的隐私信息,适用有关隐私权的规定;没有规定的,适用有关个人信息保护的规定。

    明眼人想想就知道,上面的那个“失足”截图中,违背了民法典规范的多少种信息类别。姓名、身份证好吗、联系方式、肖像、住址、电话号码(有打码)、行踪信息等等,如果大面积使用人脸技术,会不会导致这种情况渐成普遍?这可谓是现实版本“黑镜”了。

    另外,IBM也宣布将不再提供和开发面部识别技术,并指责执法机构或私企滥用面部识别技术的行为了。在IBM首席执行官Arvind Krishna在今年六月致国会的信中表示,IBM将不再提供通用面部识别或分析软件。IBM也将不再开发或研究这项技术。

    信中说:由于人工智能的进步,人脸识别在过去十年中得到了极大的进步。与此同时,提供相关技术的通常是缺少监管的私营企业,而这些技术也被证明存在对年龄、种族和族裔方面的偏见,这使得这些工具在执法和安全方面显得不可靠,并为潜在的侵犯公民权利的行为提供了机会。

    3、人类识别的授权困境

    所以人脸识别技术就算再成熟,真的那么适配目前的社会吗?

    需要考虑的是,与用户或者公民签订“人脸识别技术”的是商业公司还是政府?(不会想一声不吭就识别了吧?虽然现实往往是默认地认为“你的隐私没有价值”)如果要求用户签订协议的话,那么对未成年人如何进行保护呢?要知道,《民法典》第20条下调了无民事行为能力年龄的范围,8周岁以下的统称为无民事行为能力人,这部分人的人脸识别协议怎么签?8周岁以上,18周岁以下的人签订的人脸识别协议在法律上又该判定为效力几何的合同?

    立法还尚未跟上,又怎么能仓皇普及呢?但若人脸识别有相配套的法律解释、司法解释,就能处理目前很多因为“人和操作者对应不上”的问题,比如未成年人对游戏进行支付和对主播打赏等等。

    例如,国家对未成年游戏付费的规定:

    《国家新闻出版署关于防止未成年人沉迷网络游戏的通知》规定,网络游戏企业须采取有效措施,限制未成年人使用与其民事行为能力不符的付费服务。未满8周岁的用户,不得为其提供游戏付费服务。8到16周岁的用户,单次充值金额不得超过50元人民币,每月充值金额累计不得超过200元人民币;16到18周岁的用户,单次充值金额不得超过100元人民币,每月充值金额累计不得超过400元人民币。

    但上有政策,下有对策,由于现有条件(手机号、身份证授权等)没有办法检测谁是未成年人,所以实践中导致了两个问题:1、未成年使用成年人的身份证进行游戏,充值,最后被家庭发现产生诉争和讼累。2、成年人充值之后假托是家里未成年所为,要求退费。

    我们可以假设,如果人脸识别和法律授权、司法解释完全合拍之后,这两种问题当然也就在可能性之外了,但如果人脸识别与未成年民事行为能力这方面的衔接不跟上,怕是很难真正普及,这里面的法律问题还有很多。

    总结:人脸识别好技术,法律保护不滥用

    目前我国的隐私权、个人信息保护正在越来越好,除了明年实施的《民法典》独立出了人格权编,今年10月1日出台的《个人信息安全规范》以及明年的《民法典》,都对个人的隐私权做了更大的保护,对其他各方使用、存储、买卖用户信息做了更大的限制。假如有一天立法能更上(事实上已经在飞速发展了),人脸识别技术也就真正地成为一个普遍技术了。但还没有去毒之前,随意放出笼子可能会产生一些《黑镜》之恶,这也许就是社会不想看到的了。


    user avatar   sun-ya-fei-48 网友的相关建议: 
          

    1、人脸识别技术成熟了吗?

    这个技术已经很成熟了。

    不知道还没有人记得劳荣枝,就是自1999年后潜逃20年的上古女逃犯。她是法医秦明笔下“人皮牢笼”案的真凶;也是影视剧《红蜘蛛》里的“美女蛇”;更是与法子英合谋杀害7人性命的女魔头。

    然后这个人,在2019年11月28日,因为被商场的人脸识别系统识别而被捕。

    略过其20年的逃亡轨迹和肢解尸体的残忍,其20年容貌的变化和隐形埋名为什么仍然会被人脸识别抓住呢?

    第一个原因,不管是电脑训练的过程,还是在线识别的过程,都需要对人脸的典型特征进行提取,主要包括全局特征、两个眼睛的特征,鼻子的特征、还有两个嘴角的特征。所以担心换了发型后打不开支付宝是多余的,女生留长发后遮住耳朵也不会影响人脸识别。人脸有些特征变化是很微小的。

    其次,人随着年龄生长这些部位会有一些变化,会影响到人脸识别,但人眼睛上部的轮廓、鼻子两侧的颧骨、还有嘴角边缘区域的颌骨是不会变的,这也是劳荣枝逃亡20年后,仍被抓到的主要原因,当然另一个主要原因是,劳荣枝逃亡后,仍坚持健身、跳舞等,相貌特征并没有发生巨大变化,要不然凭目前的人脸识别还是很难抓到。

    以上也可以看出,如果只是做了双眼皮或者是短时间内脸长胖或者变瘦也并不会影响到人脸识别的结果。因此,目前的人脸识别已经相当完善了。

    2、人脸识别的隐私困境

    然而为什么没有大范围的应用呢?原因是可能会与法律和道德相冲突。

    (比如上图,给不同陌生男性开门这种隐私信息,受到法律的保护,也和失足没有必然联系,甚至可能是该女性的私德,不应该进入人脸识别领域。PS:网上选取的图片,真实性有待考察)

    目前如果强制接入全员无差别的人脸识别,并不是一个好时机,因为隐私保护的相关法规并没有特别健全,这个时候接入会造成隐私泄露或滥用安全隐患。明年开始施行的《民法典》对人格权建立了独立的章节,从1032条-1039条都对隐私权进行了规范,但之所以说目前法规没有特别健全,原因有三:

    1、《民法典》还尚未真正施行,要到明年的1月1日才开始“转正”。在这种情况下,只能援引原来《民法总则》关于隐私权的法条,一般要求侵犯隐私权的同时具有一定经济利益。隐私权的保护范围过窄。

    2、即使《民法典》投入使用,还有很多的补丁需要打,很多的解释需要颁布。法律在于实践,没有实践的法律是谈不上完善的。

    3、即使《民法典》投入使用,也没有对人脸识别做出特别的解释和适用。其中1033条:除法律另有规定或者权利人明确同意外,任何组织或者个人不得实施下列行为:…(三)拍摄、窥视、窃听他人的私密活动;(五)处理他人的私密信息;1034条:自然人的个人信息受法律的保护。个人信息是以电子或者其他方式记录的能够单独或者与其他信息结合识别特定自然人的各种信息,包括自然人的姓名、出生日期、身份证件号码、生物识别信息、住址、电话号码、电子邮箱、健康信息、行踪信息等。个人信息中的隐私信息,适用有关隐私权的规定;没有规定的,适用有关个人信息保护的规定。

    明眼人想想就知道,上面的那个“失足”截图中,违背了民法典规范的多少种信息类别。姓名、身份证好吗、联系方式、肖像、住址、电话号码(有打码)、行踪信息等等,如果大面积使用人脸技术,会不会导致这种情况渐成普遍?这可谓是现实版本“黑镜”了。

    另外,IBM也宣布将不再提供和开发面部识别技术,并指责执法机构或私企滥用面部识别技术的行为了。在IBM首席执行官Arvind Krishna在今年六月致国会的信中表示,IBM将不再提供通用面部识别或分析软件。IBM也将不再开发或研究这项技术。

    信中说:由于人工智能的进步,人脸识别在过去十年中得到了极大的进步。与此同时,提供相关技术的通常是缺少监管的私营企业,而这些技术也被证明存在对年龄、种族和族裔方面的偏见,这使得这些工具在执法和安全方面显得不可靠,并为潜在的侵犯公民权利的行为提供了机会。

    3、人类识别的授权困境

    所以人脸识别技术就算再成熟,真的那么适配目前的社会吗?

    需要考虑的是,与用户或者公民签订“人脸识别技术”的是商业公司还是政府?(不会想一声不吭就识别了吧?虽然现实往往是默认地认为“你的隐私没有价值”)如果要求用户签订协议的话,那么对未成年人如何进行保护呢?要知道,《民法典》第20条下调了无民事行为能力年龄的范围,8周岁以下的统称为无民事行为能力人,这部分人的人脸识别协议怎么签?8周岁以上,18周岁以下的人签订的人脸识别协议在法律上又该判定为效力几何的合同?

    立法还尚未跟上,又怎么能仓皇普及呢?但若人脸识别有相配套的法律解释、司法解释,就能处理目前很多因为“人和操作者对应不上”的问题,比如未成年人对游戏进行支付和对主播打赏等等。

    例如,国家对未成年游戏付费的规定:

    《国家新闻出版署关于防止未成年人沉迷网络游戏的通知》规定,网络游戏企业须采取有效措施,限制未成年人使用与其民事行为能力不符的付费服务。未满8周岁的用户,不得为其提供游戏付费服务。8到16周岁的用户,单次充值金额不得超过50元人民币,每月充值金额累计不得超过200元人民币;16到18周岁的用户,单次充值金额不得超过100元人民币,每月充值金额累计不得超过400元人民币。

    但上有政策,下有对策,由于现有条件(手机号、身份证授权等)没有办法检测谁是未成年人,所以实践中导致了两个问题:1、未成年使用成年人的身份证进行游戏,充值,最后被家庭发现产生诉争和讼累。2、成年人充值之后假托是家里未成年所为,要求退费。

    我们可以假设,如果人脸识别和法律授权、司法解释完全合拍之后,这两种问题当然也就在可能性之外了,但如果人脸识别与未成年民事行为能力这方面的衔接不跟上,怕是很难真正普及,这里面的法律问题还有很多。

    总结:人脸识别好技术,法律保护不滥用

    目前我国的隐私权、个人信息保护正在越来越好,除了明年实施的《民法典》独立出了人格权编,今年10月1日出台的《个人信息安全规范》以及明年的《民法典》,都对个人的隐私权做了更大的保护,对其他各方使用、存储、买卖用户信息做了更大的限制。假如有一天立法能更上(事实上已经在飞速发展了),人脸识别技术也就真正地成为一个普遍技术了。但还没有去毒之前,随意放出笼子可能会产生一些《黑镜》之恶,这也许就是社会不想看到的了。


    user avatar   du-lei-si-26-55 网友的相关建议: 
          

    对于传染病防控,疫苗的研发虽因为时间长而无法在早期使用,却能成为后期避免长期传播的有力武器,

    快速发展的疫苗技术,可能是今后我们应对传染病的一个关键科技。

    疫苗是通过将病原体的特征物质(抗原)暴露在机体免疫系统中,但减去了其有害或者致病的部分,从而使得机体在不患病的情况下产生强烈的免疫反应。

    因此,如何鉴别并研发病原体的特征性物质,是疫苗研发的关键。

    那么,我们都有哪些疫苗技术了呢?

    1. 减毒或灭活疫苗

    这一类疫苗的远离很粗暴简单,就是把病原体杀死(灭活),或者杀死一部分(减毒),使得其致病力显著下降甚至消失,但其抗原却能被身体很好的识别,因此是使用非常广泛的一类技术。

    但这一种技术的缺点在于,产生的免疫原性较弱(特别是灭活疫苗),因此常常需要加强免疫(也就是打好几针),通过多次激发身体的免疫反应来建立长时程的免疫力。

    在此次新冠病毒疫苗的研制中,基于vero细胞的灭火病毒疫苗就是用的这个原理,所以也是需要加强免疫的(目前是两针)。

    2. 类毒素疫苗

    这一类疫苗主要针对致病原因是病原体产生的毒素物质。比如破伤风、白喉等,主要致病原因是破伤风毒素和白喉毒素。机体对这一类毒素也会有免疫反应,产生对应的“抗毒素”,从而中和毒素的破坏作用。

    类毒素疫苗就是分离获得细菌产生的类毒素,或者采用生物方法,把类毒素进行一定程度的改造(例如白喉毒素的第52位氨基酸改造后,毒力降低,但仍具有诱发抗毒素产生的能力),降低其毒力,诱发免疫反应,从而建立免疫力。

    3. 亚单位疫苗

    这一类疫苗就是典型的基因工程的产物。其原理就是,通过基因工程技术直接合成抗原,注射到体内,诱发免疫反应。因为抗原纯度高,所以极小的量就能引起剧烈的免疫反应,同时又避免了其他的疫苗副作用等。

    比如乙肝的治疗型疫苗,就是通过基因工程在真核细胞中表达重组HBsAg,获得高纯度的乙肝病毒抗原分子,注射到体内从而建立针对乙肝病毒的特异性免疫。

    4. 载体疫苗

    之前提到的疫苗技术,都是通过各种手段把抗原从体外注射到体内。而载体疫苗,则是直接在体内产生抗原,诱发免疫反应。

    这一类疫苗是采用已知的病毒载体(例如腺病毒),通过基因工程,在病毒载体中加入病原体的特征性抗原物质的基因序列。注射到体内以后,这个载体(腺病毒)会感染身体的细胞,然后在细胞中表达插入的病原体的抗原序列,从而产生大量的病原体抗原,激发免疫。

    这一类疫苗的优势在于,能够模拟病原体感染的自然过程,即感染-识别-建立免疫这样一个过程,能够诱发较好的细胞免疫,这是之前的积累疫苗很难做到的。

    腺病毒等载体是人类常用的病毒载体,对身体本身是无害的。我们利用它能感染细胞并表达自身基因组的特点,通过改造,把它的基因组放入我们的“抗原包裹”。它侵入了细胞之后,会自动把这些包裹表达出来,从而合成抗原物质,激发免疫力。

    在新冠疫情中,军科院的陈薇院士就是采用腺病毒载体技术研发的新冠疫苗,目前已进入了三期临床评价。

    5. 核酸疫苗

    核酸疫苗的远离和载体疫苗类似,但更加直接。是直接通过将含有病原体抗原信息的DNA或RNA序列,注射到细胞中,使其在机体细胞中表达,最后抗原被识别而产生免疫力。

    目前,较为成熟的是以脂质体等膜结构,包裹含有抗原信息的DNA或mRNA,注射到肌肉等位置后,使其与细胞膜结构,倒入DNA或mRNA。这些DNA和mRNA是经过特定修饰的,能够直接在细胞中表达,从而产生抗原,诱发免疫。

    想较于载体疫苗,理论上核酸疫苗的效率更高,同时能够避免载体疫苗中载体引起的潜在反应,同时生产更加便捷。

    在这次新冠疫情中,欧美有些国家采用的就是mRNA疫苗的方法,也获得了不错的效果。


    疫苗的研发技术,不仅仅针对传染病领域,也针对恶性肿瘤、遗传病等领域。疫苗技术的发展,依赖于全面丰富的基础医学和生物医药技术。也就是我们常说的“基础科研”。

    传染病始终伴随着人类的进化和演变。但随着科技的发展,我们已经逐步认识到传染病的关键所在,早期的“传染病三要素”的控制,和后期基于疫苗的防控技术,都是我们的有力武器。

    回顾新冠疫情期间我们国家的成就,和国外持续蔓延的现状,

    尊重并相信科学,才是现代传染病防控的关键技术加成。




      

    相关话题

      我们的平常的认知中有哪些是伪科学? 
      将叶绿体通过某种方式注入人体使人类可以光合作用这件事有可能实现吗,还需要攻克哪些难关? 
      奥斯曼帝国的数学和自然科学成就如何? 
      过去的一年有哪些科普书让你相见恨晚? 
      化学键的本质到底是什么? 
      古代士绅的“土地兼并”,和如今资本家的“阶级固化”有什么本质区别? 
      电子为什么不会落向原子核呢? 
      《大宅门》里大烟膏子就酒,小命立时没有。有科学依据么? 
      自然科学和唯心主义是矛盾的吗? 
      为什么还没有能合成塑料的植物?未来有可能出现吗? 

    前一个讨论
    现代军队对付异鬼用什么武器好?
    下一个讨论
    如何看待外卖小哥等餐时看《西方哲学史》?





    © 2024-05-12 - tinynew.org. All Rights Reserved.
    © 2024-05-12 - tinynew.org. 保留所有权利