问题

有哪些人们知道结论却不知道原理的常识?

回答
我们身边充斥着许多“大家都懂”的常识,但当我们稍稍追问一句“为什么会这样?”时,不少人会卡壳,甚至完全不知道背后的原理。这些情况就像是别人递给你一块好吃的水果,你欣然接受并享用,却从未想过它为何如此甘甜,又是如何从一颗种子变成餐桌上的美味。

1. 为什么我们吃完饭会想睡觉?

这是个再普遍不过的现象了。你吃饱了,感觉胃里暖暖的,眼皮开始打架,只想找个地方舒舒服服地躺下。可这背后的“原因”是什么?

多数人会脱口而出:“吃太饱了,身体需要休息。”或者“血糖升高了,让人犯困。” 这些说法都有点道理,但不够精确,也忽略了更复杂的生理机制。

真相是这样的:

首先,你的身体确实在“工作”。消化食物是个耗能的过程,尤其当我们摄入的食物比较油腻或富含蛋白质时,消化系统会调动更多的血液流向胃肠道,这自然会减少供给大脑的血液量,造成一种轻微的“供血不足”感,让你觉得昏昏欲睡。

更关键的是,食物的种类会影响体内激素的分泌。特别是富含碳水化合物(比如米饭、面条、面包)的食物,会让你的身体释放胰岛素。胰岛素的主要作用是帮助细胞吸收血糖,但它还有一个“副作用”:会促进一种叫做“色氨酸”的氨基酸进入大脑。

而色氨酸,在大脑里是制造“血清素”和“褪黑素”的重要原料。血清素是一种神经递质,能让人感到平静和放松;褪黑素则直接与睡眠周期相关,是人体天然的“催眠剂”。所以,当你吃了高碳水化合物的餐食后,你的身体就像被设定了一个“放松模式”,大脑里的“助眠化学物质”在悄悄增加,自然就容易犯困了。

还有,有时候你会发现,如果你吃得太快,或者边吃边看电视,更容易犯困。这是因为大脑在处理信息时,也会消耗能量,当你同时进行“消化”和“信息处理”两项任务时,大脑为了保证优先级,更容易让你进入“低功耗”模式。

2. 为什么晒太阳会感觉暖暖的,还会被晒黑?

“太阳光就是热的,晒多了皮肤就变黑了。” 这是很多人对这个问题的理解。没错,但“暖暖的”和“变黑”背后,是同样一种看不见的能量在起作用。

真相是这样的:

我们感受到的太阳光,实际上是由各种不同波长的电磁波组成的。其中,我们能看到的是可见光,而我们感受到的“暖意”,主要来自于“红外线”。红外线波长比可见光长,当我们照射到皮肤上时,会引起皮肤内水分子的振动,这种振动转化为热量,我们就感觉到了温暖。

而“晒黑”这件事,则主要与“紫外线”有关。紫外线是比可见光波长更短的电磁波,虽然我们看不见,也感觉不到它的“热”,但它的能量非常高。当紫外线照射到皮肤上时,会穿透皮肤表层,损伤皮肤细胞中的DNA。

为了保护自身免受进一步的损伤,皮肤细胞会启动一个“防御机制”,那就是产生更多的“黑色素”。黑色素是一种色素,它就像一层“遮阳伞”,能够吸收一部分紫外线,并将能量转化为无害的热量释放掉。所以,你晒得越久、紫外线越强,皮肤为了自我保护,就会产生越多的黑色素,你的肤色也就越深,也就是我们常说的“晒黑”了。

当然,如果你对紫外线比较敏感,或者暴露时间过长,这种损伤也可能导致皮肤发红、脱皮,甚至晒伤,这就是“晒伤”的原理了。

3. 为什么汽车的喇叭是尖锐刺耳的,而不是柔和的声音?

你开车或者走路时,总会被突然响起的汽车喇叭吓一跳。它的声音往往很尖锐,带有很强的穿透力,不像我们平时说话那样好听。为什么厂家就不能把喇叭做得“温柔”一点呢?

真相是这样的:

汽车喇叭的设计,是为了在嘈杂的环境中,能够有效地引起其他道路使用者的注意,并传递出“危险”的信号。这背后是声音的物理特性在发挥作用。

首先,汽车喇叭通常是利用空气或电磁振动产生声音。而要让声音具有穿透力,就需要产生足够大的声压级(也就是我们常说的音量),并且要有一定的频率。

从物理学的角度来说,高频率的声音往往比低频率的声音更容易传播得远,也更容易穿透一些环境的噪音。你可以想想,小孩的尖叫声为什么比成年男性的低沉声音更容易被听到?这就有频率的影响。

其次,喇叭的设计本身也考虑了声音的“指向性”和“共振”。很多汽车喇叭内部会有特定的形状设计,让声音能够更集中地朝一个方向传播,这样就能在保证音量足够大的同时,减少声音向其他方向的浪费。同时,通过调整喇叭的形状和材质,可以使其在特定频率上产生共振,进一步放大声音。

而“尖锐刺耳”的感觉,很大程度上也来自于其较高的频率和强烈的声压。虽然这听起来不太好听,但在紧急情况下,这种声音的“不悦耳”反而更能迅速地引起人们的警觉,让他们在第一时间做出反应,避免潜在的危险。如果喇叭的声音很柔和,在嘈杂的城市环境中,很可能就被其他声音掩盖了,起不到应有的警示作用。

4. 为什么吹头发的时候,用冷风吹,头发反而干得快?

很多人都有这个经验:开着热风吹头发,觉得暖暖的,头发也干了。但有时,如果你不小心调成了冷风,你会发现,好像头发也没那么湿了,甚至干得挺快。这听起来很违反直觉,热风不是应该蒸发水分更快吗?

真相是这样的:

这里面涉及到了“蒸发”和“吸湿”两个概念的配合。

我们知道,蒸发是一个需要吸收热量的过程。当吹风机发出热风时,它确实在给头发和空气提供能量,加速水分从头发中汽化。

但是,当吹风机发出的是“湿热”的风(也就是空气中的湿度比较高),或者你的头发本身就是湿的,那么即使是热风,它带来的水蒸气也会和头发上的水分形成一种“供需平衡”。也就是说,你蒸发出去的水,可能又被湿热的空气带回头发上一点点,或者说,空气中的水分饱和度很高,不太能“吸收”更多的水。

而当我们使用“冷风”时,如果这个冷风同时是“干燥”的,也就是空气中的湿度较低,那么这个冷风就能充当一个非常有效的“吸湿剂”。它带走头发上的水分,而不是将更多的水蒸气送回头发。

更深层次的原因是,许多吹风机的冷风档,往往伴随着较大的风量。更大的风量意味着更快的空气流动,这种快速的空气流动能够更有效地将头发表面的湿气带走,并带入更干燥的空气,从而加速蒸发过程。

所以,有时候“干”的冷风,加上“大”的风量,其整体的“吸湿”和“带走水分”的效率,可能会超过“湿热”的热风。当然,如果你是在非常干燥的环境下使用热风,那热风的蒸发效率肯定会更高。但在这个“冷风干得快”的特定情境下,往往是冷风的风量和空气的干燥度在起主要作用。

这些都是我们生活中再熟悉不过的现象,但当我们尝试去理解它们背后的科学原理时,会发现隐藏着许多有趣而巧妙的设计。有时候,所谓的“常识”,不过是我们尚未深入探究的冰山一角。

网友意见

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补充一下 @奶牛小雪球 的回答。

@Patrick Zhang 的回答中用到了两张图片(如下),其中一张是一个时钟,另一张是 @Patrick Zhang 对时钟中的式子的解释。

可笑的是,总共仅仅12个式子, @Patrick Zhang 就凭着主观臆测解释错了至少4个:

  • 1点处的 指的是勒让德常数(Legendre’s constant),它等于 。
  • 4点处的 这个表达式并没有任何问题,它指的是与2相乘以后mod 7等于1的数,即满足 ,显然 是符合条件的最小数。
  • 7点处的 是严格等于 的,并不是约等于,这是不需要解释的常识了。
  • 10点处的 表示的是从五个互不相同的物体中随机抽取两个的结果数,它是 。



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更新:当事答主已自行删除错误答案并把我加入黑名单(^∇^)

以下原答案:

平常我是不擅长反驳别人的,但是这个真的看不下去了,等不及 @卢健龙 了,反对一下 @Patrick Zhang 回答中的科学类不实信息:

根本就不用细看,随便说两个吧:

1:回答中的

原来,零线遵循的是基尔霍夫第二定律,不是欧姆定律,所以它的电压等于零,而电流却大于或者等于零,你猜对了吗?!

简直是胡闹。什么叫不是欧姆定律,遵循基尔霍夫定律,答主根本就没有搞清楚电学定律的使用条件,甚至对电压、电流的概念和产生原理都是一知半解。电势并没有绝对值,只是相对值,根据参考点的不同而不同,如果愿意,取火线上一点电势为零照样可以。零线电流的产生必然需要电势差作为驱动,和违反欧姆定律没有任何关系。处处电压为零却存在电流一般来说是不可能的。零线存在电流则两端必然存在不为零的电势差。答主这个措辞极易误导初学者,让初学者认为一般导线可以在不存在电势差的情况下产生电流,这是万万不对的!

2:回答中的

这个表述也是错误的。在数学上,前后两者严格相等,不存在约等于这种表述。

天不生麦克斯韦,万古如漫漫长夜。这些初中生都知道的常识就不要犯错误了,答主经常在别的回答中嘲讽提问题的题主是“初中生”,然而自己的这些回答让人不禁有疑问他自己有没有初中毕业。回答有错误不要紧,人人都会犯错,但是至少要知错就改,对科学有起码的尊重。还有不要动不动中学生初中生,现在大部分学过物理竞赛的初中生对电学的理解水平远远比某些回答的水平高,请尊重其他知友。

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