問專家

閃電對大氣有凈化作用嗎？它是怎么做到的？

閃電有凈化大氣的作用。閃電制造的高溫比太陽表面溫度還高5倍，這種異常強烈的熱量和能量往往能分解閃電周圍的大氣分子，這其中包括地球大氣中濃度最高的兩種氣體氮和氧。

當閃電穿過大氣時，會形成氮氧化物（-NO）、羥基自由基（-OH）和氫過氧化物自由基（-OH₂）。羥基自由基是缺少一個電子的氫氧分子。這些缺少“伴侶”的電子不會一直處于“自由”狀態，它們會尋找能與之結合的新分子。而它們的新伙伴就是溫室氣體，甲烷（CH₄）就是最常見的一種。在大氣中，羥基自由基與甲烷反應并將其分解，之后生成的反應產物進一步與空氣中的氮氧化物反應，再次形成羥基自由基，從而起到凈化大氣的作用。

盡管通過自然的力量我們的大氣可以自我凈化，不過人類制造溫室氣體的活動從未停止，如果溫室氣體排放越來越多，那么大氣的這個凈化過程可能會跟不上排放的速度。

英國科普作家大衛·尼爾德

能把鉛變成金子嗎？

簡單來說，鉛能變成金子。不過你得有一個粒子加速器以及大量的能量供應。

把鉛變成金子意味著把一種元素變成另一種元素，要改變一種元素的質子數和中子數。這些亞原子粒子（質子、中子等）被強大的核力所束縛，以使原子核保持穩定。要從原子核中移除一個亞原子粒子是非常困難的，隨著粒子加速器的誕生，點鉛成金成為可能。美國的核科學家曾經將碳和氖原子核束加速到接近光速，然后撞擊到鉍箔上。當原子核束中的一個高速原子核與一個鉍原子碰撞時，產生了許多嬗變原子，其中就包括從鉍原子中去除了4個質子和6到15個中子而產生的金原子核，也就是從金 190（79 個質子和 111 個中子）到金 199（79 個質子，120個中子）的一系列金同位素。

鉍是元素周期表中與鉛相鄰的一種金屬元素（鉛的原子序數為82，鉍的原子序數為83），因此科學家認為，同樣的過程也適用于鉛。據報道，1951年諾貝爾化學獎獲得者格倫·西博格曾將鉛轉化為金。不過通過這樣的方法來獲得金，需要消耗大量的能量，耗費大量的金錢，獲得的金還極少。并且這些黃金大多具有放射性，不僅對人體有害，在之后的幾天里還會發生放射性衰變，變成其他元素。

美國科普作家安妮·瑪麗·赫爾曼斯汀

如果兩顆氣態巨行星相撞會發生什么？

在現實中，根據軌道動力學，兩顆氣態巨行星相撞的可能性非常小，即使是在行星系統形成過程中，發生這種碰撞的可能性也很小。如果要探討兩顆氣態行星相撞的結果，那么就要考慮它們相撞的角度和速度。

兩顆氣態巨行星正面相撞通常會導致它們完全合并，無論是它們的固體核心，還是氣體外殼都不會損失任何物質。但是如果正面碰撞的速度非常快，那么在兩顆氣態巨行星的核心合并時會導致大部分氣體包層被蒸發。而當兩顆氣態巨行星以一定角度相撞時，會導致它們的形狀改變，會損失部分質量，但是通常不會合并。如果是以非常斜的角度相擦而過，兩顆行星不會受到破壞，它們的運行軌道也幾乎不會因此改變。

鑒于木星和土星的重元素含量比太陽高，一些科學家認為，這兩顆氣態巨星可能就是由較小的氣態巨行星碰撞而成的。

英國天文學和空間專家阿拉斯泰爾·岡恩

為什么有些人喜歡一邊說話一邊打手勢？

從進化的角度來說，科學家認為，我們的手勢先于語言出現，由于身體的限制，我們的靈長類祖先最早是用手勢來交流的，而這種交流方式現在還能在其他靈長類動物群體中看到。盡管后來我們的祖先能發出聲音，能用語言來交流，但是手勢并未因此消失。這或許是因為手勢在我們的語言表達中充當著重要角色。

一方面，手勢能幫助我們與他人交流，在我們與他人交流的過程中，語言并不能描述所有的東西，比如一些抽象概念，在這種時候手勢的加入有助于理解。并且通過手勢可以將說話者的潛在情感表達得更為全面。

另一方面，手勢可以幫助我們關注和記憶。研究發現，聽眾更容易關注和理解配合手勢出現的詞語，并且在我們學習一種新語言時，如果老師在教學時加入了手勢，那么學生就更能記住所教的內容。這可能是因為在大腦中，解碼手勢的腦區與解碼語言和手語的腦區是相同的。

美國科普作家 莫莉·漢森

其他動物對時間流逝的感知與我們一樣嗎？

對時間流逝的感知取決于大腦處理接收信息的速度，因此，其他動物對時間流逝的感知與我們可能是不同的。科學家曾嘗試通過向動物展示光脈沖的方式來測量動物感知時間的情況。在實驗中，他們通過改變光閃爍的速度來檢測其他動物的反應。結果顯示，新陳代謝速度較快的小動物比體型較大、速度較慢的動物能夠檢測到更高頻率的閃爍光，也就是說，它們的世界是一個慢動作的世界。這就像是《黑客帝國》的主角能躲避子彈一樣，周圍發生的一切都變慢了。

不僅如此，有些動物似乎還能根據自己的需要調節對時間流逝的體驗。研究人員發現，一些旗魚在捕獵前會調快大腦的血液流速，減緩它們對時間流逝的感知，以提高它們每秒可以處理的幀數。這有助于它們更快地做出反應。而老鼠則可以通過刺激大腦產生多巴胺的神經元，提高對時間流逝的感知。

英國科普作家 海倫·皮爾徹

為什么我們感到冷的時候汗毛會豎起來？

汗毛豎起其實與起雞皮疙瘩是同一過程。雞皮疙瘩是由附著在每根毛發上的微型肌肉收縮造成的。當身體感受到寒冷時，位于人體腎臟上方的兩個豆狀小腺體會釋放腎上腺素，這種壓力激素會導致每一塊收縮的肌肉在皮膚表面形成一個淺的凹陷，這導致周圍的區域凸顯，從而呈現雞皮疙瘩的樣子，這種收縮會使毛發豎起來。

對于毛發較厚的動物來說，毛發豎起可以使毛發中充斥更多空氣，形成更厚的隔絕層，有利于保存熱量。起雞皮疙瘩是一種從動物祖先那里遺傳下來的生理現象，盡管我們現在身上沒有濃密的毛發，但是雞皮疙瘩仍存在。

英國化學專家埃馬·戴維斯

科學家如何尋找“零號病人”？

其實，“零號病人”這個詞來自一個民間的誤傳。1980年，美國疾控中心的達羅博士在他的調查報告中，將與洛杉磯出現的多個艾滋病案例相關的一名男性標注為“patient O”（“O”是“Out-of-california”的意思，代表的是加州以外的病例）。但是一位知名記者卻將“O”誤寫成了“0（零）”，從此“零號病人”這個詞就傳開了，而它相對應的專業詞應該是“原發病例”（指的是在大面積擴散、且人傳人的傳染性疾病的流行病學調查中，第一個將該傳染病帶入某個人群的那個感染者）。

確定零號病人主要通過分析DNA。在人畜共患疾病中，病原體從動物跳到人類宿主。從宿主動物到中間動物再到人類的每一次跳躍，病毒都會經歷隨機突變。這些突變會導致病毒的結構發生變化，比如冠狀病毒每次從一個生物體跳到另一個生物體時都會形成一種新的棘突。隨著新棘突的形成，病毒核苷酸的排列也發生了變化。因此，即使是同一種從蝙蝠跳到貓，再跳到人類的病毒，其核苷酸排列也存在差異，而排列越相似，說明它們之間的關系越密切。科學家可以根據核苷酸的排列差異來追蹤病毒在所有這些動物中跳躍的路徑，建立系統發育樹，這樣就能確定誰是宿主動物，誰是中間動物，又是誰將病毒傳染給了人類。

但是要確定零號病人，科學家們還需要確定最早感染的那批人類患者，并將這些人類患者體內病毒的DNA與系統發育樹上與人類最靠近的動物體內的病毒的DNA進行比較，才能從中篩選出零號病人。

印度科普作家 什里亞西

地球要多小才能讓我們感覺到它在旋轉？

我們不能直接感知到地球的自轉，因為我們和它一起自轉。但是如果地球以某種方式壓縮自己又不損失任何質量，那么它的自轉速度會提高以保持其角動量，這與花樣滑冰運動員把雙手貼在胸前旋轉速度更快是一樣的道理。這會增加作用在我們身上的離心力，使我們的體重減輕。

據估算，在大小只有現在地球四分之一的地球上，我們的體重會減輕約15千克，我們能明顯覺得自己變輕，可以跳得很高。但是這是否算得上是感受到了地球的旋轉，還存在爭議。

如果我們想通過縮小地球來感受像坐在旋轉木馬上那樣的旋轉，那么地球半徑得縮小到能在游樂場容身，但是這種情況是不可能出現的，因為地球在縮到那么小之前就會因自身的離心力而解體了。

英國科普作家路易斯·維拉松

為什么我們生氣時更有力量，大笑時卻變得無力？

大笑之所以讓人變得無力，是因為大笑會導致無法控制的痙攣。而憤怒之所以會讓我們更有力量，是因為憤怒會使我們產生一種強烈的反擊沖動，在這種情緒影響下，我們的生理活動會發生變化，比如心率提高，認知注意力的范圍會縮小，這就相當于我們將所有生理和心理的資源都引導去攻擊使我們憤怒的目標。在這種情況下，人做出與憤怒有關的行為時，比如踢、打等，力量也就更大。多項研究顯示，同一個人在平靜狀態下用盡力氣踢腿與憤怒時做相同的動作比起來，后者的力度增加了約20%。

瑞典于莫奧大學博士 保羅·戴維斯