【趣味物理】颠覆三观的科学知识，你还以为这是正确的吗？知识的“数量”每10到15年便会翻一倍

知识的“数量”每10到15年便会翻一倍，每半个世纪增加一个数量级，而我们现在的知识积累是300年前的近代科学初始阶段的大概100万倍。

——英国数学家普莱斯

科学知识并不是一成不变的。随着科学的进步，新的规律被不断发现，而旧的知识也要被改写，甚至被抛弃。

当我们长大，或者变老的时候，以前学校里教给我们的金科玉律可能就失效了。

比如在19世纪巴斯德发现微生物以前，医生在给妈妈们接生小宝宝前是不洗手的。而提出手术前要洗手的医生塞麦尔维斯在当时受到了科学界的广泛怀疑，甚至有人觉得受到了他的提议的侮辱……

这样的例子比比皆是，在短短的几十年里，科学界已经有不少旧认识被翻新。

以前：冥王星是行星。

现在：冥王星不是行星。

19世纪末时，人们猜测，在太阳系里除天王星之外还有第九个行星。到了1906年，美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）开始研究这个神秘的“行星X”。

▲冥王星

1930年，洛厄尔天文台的一个23岁的年轻人最终发现了冥王星，他马上把结果递交给了哈佛大学天文台。

▲亲爱的地球人，谢谢你们没有放弃我——冥王星宝宝

冥王星的名字实际上是一个11岁的英国小女孩取的——冥王星代表着古罗马神话中的死神。从那时候起，人们就把冥王星当作太阳系的第九大行星。

不过在2003年，天文学家在太阳系中发现了另外一个比冥王星更大的天体，它被命名为阋(xì)神星（Eris）。这是希腊神话中不和女神的名字。

这个发现让天文学家开始感到不安，他们开始思考划分行星的标准是什么。最终他们认定，根据大小和所在位置，冥王星称不上是一颗“行星”，于是它被悲惨降级，成为了一颗矮行星。

好在比冥王星大一点点的阋神星也够不上成为行星的标准。这俩孤零零的小个子总算有个伴了。

但是冥王星的粉丝实在太多了，现在还有不少科学家在争论，到底要不要把行星的名分还给冥王星……

以前：变色龙改变颜色是为了伪装。

现在：变色龙改变颜色是为了打架和追妹子。

在之前的小科普里已经跟大家讲过，很多人都以为变色龙改变颜色是为了伪装自己逃避天敌，但新的研究发现表明，我们大概误会变色龙了，人家变色只是为了打架和追妹子。

研究者们发现，不同于其他会变色的动物，像是乌贼和章鱼，变色龙不是通过增加或减少皮肤细胞中的色素来变色。相反，变色龙是依靠细胞内部结构的改变来影响自身对光线的折射情况的。

细胞里有着大小、形状不一和组合各异的纳米晶体，这些晶体才是变色龙能够变换出奇妙颜色的关键。通过调节皮肤的张弛程度，变色龙能够改变表层细胞中纳米晶体的排列结构，从而改变颜色。

▲放松状态下的变色龙

当皮肤处于放松的状态时，细胞中的纳米晶体彼此非常接近。因此，细胞会特别钟爱反射波长短的光线，如蓝色。

然而变色龙并不总是蓝色的。由于它的皮肤还含有黄色色素，而蓝色与黄色混合就形成绿色，这是一种“隐蔽的”颜色，方便它们伪装于树木和植物之间。

相反，当皮肤紧张时，相邻的纳米晶体之间的距离增加了。于是含有纳米晶体的虹色细胞会选择性地反射波长较长的光线，例如黄色、橙色或红色。

▲我我我我我紧张……

然而，只有成年雄性变色龙可以变色，特别是当它看到一个想驱逐的雄性竞争对手，或者想追求某位变色龙姑娘的时候。

所以，如果变色龙真的是为了隐身而变色的，那么变色龙妹子们可就命途多舛了。

过去：一张纸不可能被叠超过7次。

现在：叠一张纸的最高纪录是13次。

在课堂上，一些老师曾经信誓旦旦地告诉学生，从数学上可以证明一张纸不可能被叠超过7次。

但是一个来自美国加州的高中生Britney Gallivan并不相信，她和小伙伴们买了85美金的厕纸，然后把它叠了11次。

▲Britney Gallivan和叠了11次的厕纸。

在2006年的美国数学教师协会（the Nationgal Council of Teachers of Mathematics, NCTM）年会上，Gallivan因为这件事受邀发表了演讲。现在她已经从加州大学伯克利分校毕业，获得了环境科学的学士学位。

2012年，美国麻省一所高中的学生再次打破这个记录，他们把一张纸折了13次。

过去：钻石是世界上最硬的东西。

现在：超硬纳米孪晶立方氮化硼是世界上最硬的东西。

学校里的老师可能曾经讲过，钻石是世界上最硬的东西。但是2009年这条知识就彻底作废了，因为出现了两种硬度超越钻石的东西：纤锌矿型氮化硼和蓝丝黛尔石（也叫六方金刚石、六方碳）。这两种物质的压入硬度（一种通过造成压痕而测得的硬度）分别比钻石高18%和58%。

不过，这两种物质非常罕见，而且不太稳定。但是在2013年，另一种超硬材料横空出世，它就是超硬纳米孪晶立方氮化硼。在微观上看，这种材料就像洋葱一样一层包着一层。

▲世界上最硬的东西——纳米孪晶立方氮化硼，看起来就像卷心菜一样一层包一层

以后女孩子们可能不会要钻石戒指，而是要超硬纳米孪晶立方氮化硼戒指当礼物了~

哇，讲起来好拗口……

还是折现吧~

过去：埃及金字塔是奴隶盖的。

现在：埃及金字塔是雇了埃及的工人们建造的。

许多书籍、电影都会宣传，埃及金字塔是一群心不甘、情不愿的奴隶建造的。甚至还有人提出，埃及金字塔是以色列的奴隶建造的。

▲考古学者Mark Lehner认为这些建筑遗迹里曾经住着金字塔的工人。背景中左边是胡夫金字塔，右边是卡夫拉金字塔。

实际上根据耶路撒冷希伯来大学 Amihai Mazar 教授的说法，在埃及金字塔被建造的时候，还没有犹太人呢。

▲建造埃及金字塔的工人的坟墓以及里面的陶罐。这些工人的墓穴建造于埃及第四王朝（公元前2575-2467年间）。奴隶是不可能有坟墓的。考古学证据还显示，这些工人（大约1万人）每天会吃21头牛和23头羊。

最新的考古证据显示，埃及金字塔是埃及的工人们自愿建造的。这些工人们是被雇来干活的，他们可能家境比较穷，但却受到了很大的尊重，因为金字塔附近发现了埋葬这些工人的体面的墓穴。奴隶是不可能受到这样的待遇的。

过去：长城是太空中唯一可见的人造建筑物。

现在：从太空中可以看到许多人造建筑物。

许多人都知道太空中可以看见长城，但不幸的是，这是一起谣言。它从1938年开始广为传播，甚至还有人说从月亮上也能看见长城。

▲国际空间站（ISS）在2004年11月24日拍摄的内蒙古境内的长城照片。箭头所指是可以看见的长城部分。图片来源：NASA

2003年，第一个进入太空的中国人杨利伟破除了这个谣言。据美国航空航天局（NASA）报道，他亲口承认，在太空里他看不到长城。

其实在太空中要看见长城需要一些特殊条件，比如长城上下了雪。不过就算看见了也不算什么，因为在太空里还可以看见大城市夜晚的灯火，还有大型桥梁、机场、水坝什么的。

▲国际空间站拍摄到的埃及吉萨的金字塔。图片来源：NASA

▲前往国际空间站的远征31号任务中拍摄到的美国休斯敦的建筑物。图片来源：NASA

那在月亮上能看见长城吗？

别说长城了，你只能看见个球……

阿波罗12号的宇航员艾伦·宾（Alan Bean）告诉NASA，从月球上看，人的肉眼只能看见一个漂亮的球——地球，任何人造建筑物都是不可见的。

▲月球勘测轨道飞行器拍摄到的地球图片。图片来源：NASA

以前：太空中没有引力。

现在：太空中存在引力。

在太空中微引力的状态下，人或物仿佛没有了重量。凭借着微引力，宇航员可以自由自在地在飞船里漂浮，或者出去进行太空漫步；沉重的物体也可以轻易地四处移动。设想一下，宇航员能用指尖推动重达几百公斤的设备！所以，有时我们把微引力称为“零引力”。

但这其实是一种误导！

事实上，正因为引力的存在，月球才能在轨道上围绕地球运动，地球才能在轨道上围绕太阳运动，太阳也才能待在银河系中合适的位置上。

▲如果没有引力，这三位早就放飞自我满宇宙撒欢儿了……

不过引力的确会随着距离而减弱。如果宇宙飞船离开地球足够远，飞船上的人可能几乎感受不到引力。

但是，这并不是物体在宇宙飞船中漂浮的原因。国际空间站在距地球300～400千米高的轨道上绕地运动，在此高度上，地球的引力大概是地表引力的90％。

换句话来说，如果有个人可以通过一个神梯直达空间站，如果他在地球表面重100斤，那么在梯子的顶端他的重量会变为90斤。

如果国际空间站仍保留了90%的引力，为什么宇航员们还会漂在空中呢？

答案是，他们处于自由落体状态中。

在真空状态下，引力使所有的物体以相同的速度下落，无论物体有多重。如果一人同时扔下锤子和羽毛，空气会使羽毛下落得更慢；但如果没有了空气，它们便会以同样的速度下落。

飞船、船员和船上的所有物品都是朝着地球坠落，而且保持在地球周围的轨道上。由于它们是一起下落的，所以相对于飞船，船中的人员和物品便像是漂浮在空中。

总的来说，即使有所减弱，但是引力依然很强大，强大到可以让月亮保持在原有的轨道中。而那些看起来失重的物体，其实是处在自由落体的状态中。

所以呢，我们还是要对事情保持好奇精神和怀疑态度，谁能保证现在证明出来的结论在未来不会被推翻呢？科学不就是这么进步的嘛~

来源：超级数学建模

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