1．隱藏在常識(shí)中的科學(xué)謎團(tuán)的故事

我們身邊常常有很多司空見慣的事情，我們把它們當(dāng)作常識(shí)，卻說不清其中的道理。美國(guó)《大眾科學(xué)》雜志選取了20個(gè)這樣的“常識(shí)之謎”，并作出了科學(xué)的解釋。本報(bào)將用連載的方式在“國(guó)際·科學(xué)”版上向讀者解釋這些身邊的科學(xué)謎團(tuán)。

1.開車打手機(jī)為什么有危險(xiǎn)?

對(duì)于一個(gè)人來說，駕駛汽車是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，而且他同時(shí)還要密切觀察周邊環(huán)境，這同樣是需要全神貫注的復(fù)雜工作。

人在開車的時(shí)候要同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)復(fù)雜工作，大腦已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)了。如果在這個(gè)時(shí)候打電話，負(fù)責(zé)思維和控制語(yǔ)言系統(tǒng)的大腦額葉部分將“超載”，上述兩項(xiàng)工作不免要出問題。

“多重任務(wù)處理系統(tǒng)”本來是一個(gè)計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)，指的是電腦在同一時(shí)間內(nèi)處理幾個(gè)不同的命令。有人認(rèn)為人類大腦也有同樣的功能，但研究表明，人類大腦不可能像電腦那樣可以一邊下載文件一邊玩游戲。

從理論上講，大腦一旦同時(shí)處理兩項(xiàng)任務(wù)，哪怕是非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，大腦處理信息的效率都會(huì)嚴(yán)重下降，這在神經(jīng)科學(xué)中稱作“雙任務(wù)干擾”。

美國(guó)“國(guó)家神經(jīng)疾病與中風(fēng)研究所”的研究員喬丹·格拉夫曼認(rèn)為，人腦不具備“多重任務(wù)處理系統(tǒng)”源自額葉的生理特性，人在做不同事情的時(shí)候，腦電波會(huì)在額葉的不同區(qū)域來回跳動(dòng)，期間會(huì)有幾百毫秒到幾秒鐘的停頓，在停頓期間人的反應(yīng)能力會(huì)降低，如果開車的時(shí)候出現(xiàn)這種情況就可能發(fā)生車禍。

此外，美國(guó)猶他大學(xué)的一項(xiàng)研究顯示，開車時(shí)候打電話會(huì)使追尾事故的發(fā)生率增加一倍，即便使用的是車載電話，危險(xiǎn)程度也是一樣的，因?yàn)檫@時(shí)人的大腦仍處于“雙任務(wù)干擾”狀態(tài)。

2.音樂會(huì)讓孩子更聰明嗎?

長(zhǎng)期以來，人們都認(rèn)為音樂教育對(duì)兒童的治理發(fā)育有好處，近年來的科學(xué)研究證實(shí)了這種說法?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，音樂教育對(duì)4歲到15歲孩子的大腦發(fā)育起到促進(jìn)作用。

中國(guó)的香港大學(xué)和加拿大的多倫多大學(xué)都進(jìn)行過類似的研究。香港大學(xué)跟蹤研究了90個(gè)6歲到15歲的孩子，其中一半是學(xué)校樂團(tuán)的成員，另一半則很少接受音樂訓(xùn)練;多倫多大學(xué)則讓144個(gè)6歲的兒童隨機(jī)選擇一年的興趣課程，其中包括鋼琴課以及其他非音樂課程。研究人員發(fā)現(xiàn)，接受音樂教育的兒童在數(shù)學(xué)能力和智商方面都高于其他兒童。

最近加拿大的麥克馬司特大學(xué)又進(jìn)行了一項(xiàng)研究，科學(xué)家讓一批4歲到6歲的兒童接受了一年的音樂教育，同時(shí)監(jiān)控這些兒童的大腦活動(dòng)情況?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，與沒有學(xué)習(xí)音樂的兒童相比，這批兒童的大腦發(fā)育明顯不同，例如這批兒童大腦內(nèi)與注意力相關(guān)的部分變得非?；钴S。

研究還表明，那些學(xué)音樂半途而廢的人實(shí)際上也從中獲得了好處，只要在兒童時(shí)代學(xué)點(diǎn)音樂，你就會(huì)受益終生。

3.為什么蚊子會(huì)挑人咬?

生活中經(jīng)常會(huì)見到這樣的現(xiàn)象，同一間屋子的兩個(gè)人，一個(gè)備受蚊子肆虐，另一個(gè)卻可以悠然自得。對(duì)于這一現(xiàn)象，科學(xué)界還沒有一個(gè)確切的答案，但美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的昆蟲學(xué)家喬納森·戴伊給出了一個(gè)解釋，“蚊子最愛咬的是那些釋放更多二氧化碳的人?！贝饕吝€指出，二氧化碳并不是蚊子喜歡的唯一因素，香水、身體發(fā)出的熱量以及人運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)分泌的乳酸都是蚊子喜歡的物質(zhì)。

此外，人體內(nèi)還有一種物質(zhì)吸引蚊子，那就是雌性激素雌二醇，女性體內(nèi)的雌二醇含量高于男人，但這并不意味著女人更容易被蚊子咬，因?yàn)槟腥艘话泱w形較大，產(chǎn)生的二氧化碳也更多。一般來說，大塊頭更容易被蚊子咬。

此外，咬人的蚊子都是母蚊子，公蚊子的食物是植物汁液。

4.為什么石英手表走時(shí)準(zhǔn)確?

現(xiàn)在，大部分復(fù)雜的機(jī)械手表都被石英手表取代，這是因?yàn)橐恢黄胀ǖ氖㈦娮颖砻咳照`差小于0.5秒，比大部分機(jī)械表精確得多。

石英表也可叫做“晶體振動(dòng)式電子表”，當(dāng)電流通過石英晶體時(shí)，晶體就會(huì)變形“發(fā)振”，石英表就是利用周期性持續(xù)“發(fā)振”的晶體，為我們帶來準(zhǔn)確的時(shí)間。

從1927年開始，石英被應(yīng)用于大型實(shí)驗(yàn)用計(jì)時(shí)器，但直到上世紀(jì)后半段，石英手表才被引入商業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)鐘表匠們已經(jīng)了解了石英的特性，他們的最大挑戰(zhàn)是制造出足夠小而且振蕩頻率合適的石英晶體，因?yàn)楦哳l晶體太耗電。最終研究人員選擇了我們現(xiàn)在使用的振蕩頻率為32768赫茲的石英晶體。

而機(jī)械手表由于受地球引力作用，水平位置和豎直位置的偏移會(huì)產(chǎn)生位差，加之受外界溫度、磁場(chǎng)、震動(dòng)等影響，因此機(jī)械手表很難達(dá)到石英手表的精度。

5.思考消耗體力嗎?

我們常常有這樣的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)我們苦于思索某個(gè)難題的時(shí)候，即使沒進(jìn)行什么體力活動(dòng)，也會(huì)感到疲勞。那么，坐著不動(dòng)苦思冥想會(huì)消耗體力嗎?答案是肯定的。

其實(shí)人腦是一臺(tái)24小時(shí)工作的機(jī)器，當(dāng)一個(gè)人思考的時(shí)候，大腦內(nèi)的數(shù)百萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元會(huì)相互傳遞信息，并把電腦的指令傳遞到身體的各個(gè)部位。這些神經(jīng)元工作的時(shí)候當(dāng)然需要“燃料”，據(jù)測(cè)算，它們每天消耗掉肝臟儲(chǔ)存的血糖的75%，而耗氧量占全身耗氧量的20%。

神經(jīng)元消耗能量有它獨(dú)特的方式，首先大腦毛細(xì)血管壁附近的星形膠質(zhì)細(xì)胞從血液中吸收能量豐富的葡萄糖，并將這些葡萄糖轉(zhuǎn)換成神經(jīng)元可以吸收的形式。神經(jīng)元利用這些能量生產(chǎn)神經(jīng)傳遞素，并最終形成“思想”。大腦思考得越多，其神經(jīng)元需要的葡萄糖就越多。

除此之外，大腦為了生存，每分鐘需要0.1卡路里的熱量。當(dāng)你集中精力進(jìn)行填字游戲的時(shí)候，你的大腦每分鐘消耗的能量則是1.5卡路里。相比之下，人在行走的時(shí)候每分鐘大約消耗4卡路里熱量，而像跆拳道那樣的激烈運(yùn)動(dòng)則每分鐘消耗10卡路里?？磥砼秩藗冇侄嗔艘粋€(gè)減肥方法——做數(shù)學(xué)題。

6.為什么曬太陽(yáng)有益健康?

維生素D3是人和很多動(dòng)物生長(zhǎng)、繁育、維持生命必不可少的脂溶性維生素。如果人缺乏維生素D3，將會(huì)患上軟骨病或者佝僂病。人類可以通過服用維生素片來補(bǔ)充維生素D3，但走出戶外曬太陽(yáng)則是人類最古老、最經(jīng)濟(jì)、最舒服的補(bǔ)充維生素D3的方式。

這一現(xiàn)象的科學(xué)原理是這樣的：人體皮膚中的一種化合物在接觸陽(yáng)光中的紫外線之后，會(huì)形成維生素D的前體(維生素原)，維生素原中的兩個(gè)碳原子會(huì)自動(dòng)重新排列，形成維生素D3。這一化學(xué)過程發(fā)生的速度非?？?，因此你只要在陽(yáng)光下曬幾分鐘，身體吸收的光線就足以制造一個(gè)人每天所需的維生素D3。

7.風(fēng)力發(fā)電會(huì)影響氣候嗎?

隨著溫室效應(yīng)和能源緊缺的狀況越來越突出，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源越來越受到人們的推崇。但也有人擔(dān)心，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的巨大葉片能夠干擾氣流的方向，那么它會(huì)不會(huì)對(duì)氣候造成影響?

答案是不必?fù)?dān)心。因?yàn)殡娔X模擬實(shí)驗(yàn)顯示，只有超大型的風(fēng)力發(fā)電廠(目前還不存在)才會(huì)影響天氣，但也僅限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片附近區(qū)域。

根據(jù)《地球物理研究》雜志一篇文章的研究結(jié)果，在一個(gè)擁有1萬(wàn)臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)，其地表溫度會(huì)上升0.7攝氏度。發(fā)電機(jī)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使空氣中的潮氣上升，而靠近地面的區(qū)域會(huì)變得溫暖干燥。這對(duì)風(fēng)力發(fā)電廠附近的農(nóng)作物會(huì)造成不良影響，但對(duì)全球來說，這點(diǎn)影響可以忽略不計(jì)。

8.““太空電梯”會(huì)影響地球運(yùn)轉(zhuǎn)嗎?

在國(guó)際航天領(lǐng)域，一直有一批科學(xué)家在倡導(dǎo)“太空電梯”的概念，在他們的理論中，“太空電梯”是一種向太空運(yùn)送貨物的永久性裝置。目前很多科學(xué)機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行“太空電梯”的可行性研究。

不過有人擔(dān)心，這樣一架“太空電梯”伸向太空，并運(yùn)載這么重的貨物，會(huì)不會(huì)影響地球的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?答案是無需擔(dān)心。

根據(jù)科學(xué)家的測(cè)算，如果“太空電梯”將15噸的貨物送上太空，這部分“伸出”地球的質(zhì)量將使地球自轉(zhuǎn)一次的時(shí)間(即一天)增加1毫微微秒，1毫微微秒只有1秒的一千億億分之一。“太空電梯”的倡導(dǎo)者之一布拉德·愛德華茲博士認(rèn)為，這點(diǎn)影響還比不上兩極冰蓋融化對(duì)地球造成的影響，因此可以忽略不計(jì)。

2．隱藏在常識(shí)中的科學(xué)謎團(tuán)的故事點(diǎn)評(píng)

開車打手機(jī)為什么有危險(xiǎn)?“多重任務(wù)處理系統(tǒng)”本來是一個(gè)計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)，指的是電腦在同一時(shí)間內(nèi)處理幾個(gè)不同的命令。有人認(rèn)為人類大腦也有同樣的功能，但研究表明，人類大腦不可能像電腦那樣可以一邊下載文件一邊玩游戲。從理論上講，大腦一旦同時(shí)處理兩項(xiàng)任務(wù)，哪怕是非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，大腦處理信息的效率都會(huì)嚴(yán)重下降，這在神經(jīng)科學(xué)中稱作“雙任務(wù)干擾”。多了解科學(xué)，你就越來越聰明。