Q1

塑料制品在太阳下容易老化变脆、裂开，为什么会有很长时间才能降解的说法呢？

by 匿名

答：

因为降解与老化的难度根本不在一个量级之上。可以想一下面包放在空气中变干变硬与彻底自然分解的难度区别。

塑料是高分子有机聚合物，是一种长链分子，其优良的物理特性来源于其大的分子量。塑料中存在大量的不饱和键、羰基以及末端羟基等官能团，这些官能团在阳光照射下极易断裂、分解，导致长链分子变成短链分子，分子量下降，拉伸长度与断裂伸长率下降，从而导致塑料变脆、裂开。这便是塑料的老化过程。

而在塑料老化之后，形成的短链分子进一步断裂变成小分子，再经过一系列复杂变化，直到完全转变为二氧化碳、水以及甲烷等小分子，这才算完成了降解。降解过程需要破坏大量稳定的分子结构，所以其降解所需要的时间要远远大于老化所需要的时间。

参考文献：

[1]黄伟,仇君.塑料自然老化力学性能的灰色预测[J].广西大学学报(自然科学版),2001(04):275-277+282.

by 乐子超人

Q.E.D.

Q2

月明星稀是有科学依据的吗，具体理论知识是什么呢

by 晔晖

答：

曹操在《短歌行》中写道“…月明星稀，乌鹊南飞…”相信提问的大小朋友一定是非常用心观察的呢。

当月亮太亮的时候，耀眼的月光会遮盖住天空中光芒比较弱的那些星星（极端情况就是在白天是看不到任何星星的，明亮的太阳光遮盖住了月亮和星星的光芒）。还有一个原因是人眼是一个非常高级的器官，瞳孔在强光下会收缩，导致进入到眼球的光线减少，这也更加看不清那些不那么亮的星星了。

补充：如下图，人眼感受到在不同灰度边缘的地方边界更加突出，也就是说，边界处对比度感知加强，同样的物体放在暗背景里看起来亮，放在亮背景里看起来暗。这种现象被称为马赫带效应。

by 岷客

Q.E.D.

Q3

超声波驱蛇虫鼠蚁是真的有用么。频率50-60kHZ。

by 匿名

答：

有用

超声波对生物的作用在于超声生物作用，即当超声波在生物媒介中传播且辐照量（由辐照声强和辐照时间两个因素决定）超过一定阈值时，就会对生物媒质产生效能和结构上的影响。超声生物作用的物理机制表现为机械机制、热机制和空化机制。

对于机械机制，可以理解为生物媒介中各物质在有能量的声场中受力运动。超声波在媒介中传播时，波线上任何一点都会交替出现正压和负压，因此超声波可以理解为是以压强波传播的。虽然几个大气压的正负压强差不足以使细胞分解，但是高频振动的声波使得声场压强梯度较大，细胞质中不同质量的分子所获得的加速度不同，所获速度不同。因此不同大分子会发生摩擦，这种摩擦力很大，可是分子结构产生破环，分子键断裂，细胞失去功能。热机制可以理解为超声波的机械能转换为细胞液中各种物质（包蛋白质、液体分子）的热能使其温度升高。所谓的空化机制为生物体在细胞层次上存在气泡，气泡的生长与收缩受到超声频率、强度（功率）、气泡谐振频率的影响。当声波频率小于气泡的谐振频率，且声波强度大于空化阀（即液体产生空化的最低声强度）时，气泡会收缩闭合。众多国内外学者研究发现：10~25kHz的超声波，由于气泡闭合在周围产生的压力可以在几百到上万大气压之间，这足以在局部地区产生破环效果，使细胞丧失机理。

最后利用超声波驱除蛇虫鼠蚁的效率受多种因素影响，通常需要考虑超声波频率、强度（功率）、时间、声源位置等。论文中频率20kHz、功率400W的超声波辐照4min最终驱虫率均大于92%。

参考文献：

[1]黄晓鹏. 超声波去除蔬菜农药残留及驱虫效果的研究[D]. 南京农业大学, 2006.

by 果粒橙

Q.E.D.

Q4

舒化奶为什么这么甜？配方表上只有生牛乳和乳糖酶，真的没有糖吗？

by 牛

答：

有的，只不过糖就藏在生牛乳中。首先，我们来看一下配料表的细节：

我们一眼看到了图中的碳水化合物，这正是糖的大名！但是下面又重点标注了没有乳糖，这是为什么呢？其实，这正是舒化奶区别于普通牛奶的本质，而原因就在于舒化奶中的乳糖被加入的乳糖酶分解了。乳糖（分子式）是一种二糖，而二糖顾名思义就是由两个单糖脱水缩合成的糖。

乳糖是由我们熟知的葡萄糖（一种单糖）和另一种叫做半乳糖的单糖缩合而成的。这两种糖的分子式都是，且结构式乍一看也没什么区别……

其实，仔细看会发现，两种糖中羟基的指向是有差异的。若以纸面作为基准面分为上下两侧，葡萄糖分子那些羟基处于上侧（图中黑楔线）或者下侧（图中虚楔线）的分布与半乳糖是不一致的。这种异构现象在化学上被称为“手性异构体”或者说“旋光异构体”。

回到原来的问题，在舒化奶中加入乳糖酶的作用就是将生牛乳中含有的乳糖分解为葡萄糖以及半乳糖。对于一些“乳糖不耐症”的人群，正是由于体内缺乏乳糖酶，导致乳糖在肠道难以消化，经过细菌发酵产生腹胀等不适。所以问题就变成了，究竟是乳糖更甜还是葡萄糖或者半乳糖更甜的问题。我们来看一下常见的糖类物质的相对甜度，以蔗糖为基准（1.0），乳糖的甜度约为0.4，半乳糖为0.27，而葡萄糖则为0.7。可见，由于分解产生了比乳糖甜度更高的葡萄糖，自然舒化奶的口感要比普通的牛奶更甜了！

参考资料：

深度解析|牛奶新贵“舒化奶”是什么东东

营养舒化奶中配料表没有糖但它为什么是甜的？

Lactose

半乳糖与葡萄糖，分子结构到底有何区别，有何影响？

甜度

by 云开叶落

Q.E.D.

Q5

为什么月亮会有不同的颜色？

by  匿名

答：

有时候一个人拖着疲惫的身体走在晚上的马路上，身边虽车水马龙，而却与自己无关，这时抬头看看夜空发现今天的月亮不是平常的颜色，心里一震，嘴角微微一笑，拿起手机，拍个照片，打开微信朋友圈，配文如下：

我们的眼睛其实不是所有的光都能感知，只能识别在光谱中的一定波长范围，这部分光，也被我们称为可见光。

同时，与太阳不同，月亮本身是不能自身发光的，它只能反射光，平常夜晚的时候我们看到的月亮的颜色就是反射太阳的光，而月球的表面基本上都是白色和灰色的岩石，所以我们平时晴朗时看到的月球颜色就是灰白色（白色是所有可见光都进入眼睛，黑色是所有可见光都不进入眼睛）。而当月球的反射光穿过大气层，遇到的云层比较多，那么太阳光里的青、蓝、紫光就会就会都被大气中的气体分子造成瑞利散射（瑞利散射是散射的一种，特点是散射光的波长与入射光相同，而其强度与波长λ4成反比，所以青、蓝、紫光被散射掉），剩下的光混合起来进入我们的眼睛，就成了橙黄色。而最出名的红色月亮出现的条件就是在月全食的时候，此时阳光直接照射到地球上，地球大气又把波长最长的红光折射到月球上，然后月球把红光又反射到我们的眼睛里，这样“血色月亮”就出现了。总之在地球上的我们会因为各种环境因素能看到月亮有不同的颜色啊。

然后我关上手机继续回家的路，本来疲惫的身心因为这次的朋友圈科普又顿时充满激情与活力。

by just_iu

Q.E.D.

Q6

为什么每次进度条加载的时候，都会剩最后1%，感觉永远加载不完

by 匿名

答：

其实并不是恰好每次都剩最后1%的时候卡住，而是浏览器自己其实都不知道自己加载了百分之多少。也就是说，浏览器的进度条加载本质就起到一个“安慰剂”的作用，浏览器的进度条按照一个定义好的速度走，提前加载完成就突然加速跑到最后，一直加载不完就越走越慢，实在不行就在99%一直等着。为什么浏览器自己都不知道自己加载了百分之多少呢？这要从网页的加载原理说起。

当我们打开一个网页的时候，我们首先会收到服务器发来的一个后缀为html的文件，这个这个文件包含了这个网页的整体框架信息。用浏览器（如：Chrome、Edge）打开一个网页后按F12就可以看到这个网站的html文件。但是绝大部分的网页除html文件以外还有很多别的文件用于补充html中的内容，例如css文件（层叠样式表）、JavaScript文件、图片文件等。这些需要补充的内容都在html文件中列出。

一般地，浏览器在显示网页时是一边解析一边请求的模式。浏览器首先会从头开始解析html文件，可能解析到某一行到时候，html文件告诉浏览器：“嘿，这里需要一个css文件，你快找服务器把这个搞来。”当服务器找来这个css文件并开始解析的时候，css文件又命令服务器去请求另一个JavaScript文件（开始套娃）。

除此之外，html还有一万种方式来“折磨”浏览器。可能浏览器在前面辛辛苦苦渲染好了网页的某个元素，然后在后面运行某个JavaScript文件时，它又告诉浏览器：“你快去把刚刚渲染好那个东西给我隐藏了”。然后因为少了个元素，刚刚加载好的部分又得重新调整。

所以浏览器在接收到最开始的html文件时，其实浏览器根本无法估计自己一共需要向服务器请求多少个文件，需要进行多少次操作。浏览器别无选择地任劳任怨的工作，不知道什么时候才能做完这些东西，直到html文件的结束标识的到来，也有可能永远也等不到的到来（服务器卡了）。

by Paarthurnax

Q.E.D.

Q7

电子会被吸入原子核吗？若被吸入会怎样？

by DDot

答：

当然可以！

这被称为电子轨道俘获，是原子核发生β衰变的一种方式。在这一过程中，不稳定的原子核可以”吸入”一个核外电子，被俘获的电子与一个核内质子发生相互作用，并将质子转化为中子，同时释放出一个中微子。这样一来，电子就被“吸入”原子核了，当然，原子也不再是曾经那个了。这一过程可以被表示为：

这里XY表示原子核，A表示原子核的核子数，Z表示核内质子数，最后的则是中微子。比如说，就是一种会发生电子俘获的核素，它在衰变时有0.6%的概率发生电子俘获，变成稳定的。

那么，为什么电子一般不会被吸入原子核中呢？这是因为微观粒子总是倾向于处于能量较低的状态，因为能量最低的状态是最稳定的平衡态，这被称为能量最低原理。电子进入原子核就会和质子发生四种基本相互作用中的弱相互作用变成中子，而电子和质子的总质量（能量）是低于中子的，因此这一过程需要向外释放能量和中微子。所以我们可以看到，要发生电子俘获需要很高的能量，只有原子核处于不稳定的激发态时才能完成，一般原子是无法完成的。电子处于核外正是使整个系统能量最低的平衡态，所以核外电子是完全不用担心突然被原子核“暴风吸入”的哦。

参考文献：

[1]杨福家. 原子物理学.第4版[M]. 高等教育出版社, 2008.

by fiufiu

Q.E.D.

Q8

为什么热量只能从高温传到低温

by 无

答：

首先我们要知道热量是啥？热量是物体内能改变的一种量度，是我们定义的一个过程量。

那啥是内能？就是物体内部的能量，这是一个状态量，分子无规则运动能量总和的统计平均值。

直观点说就是一边分子非常调皮在飞速乱跑，我们就认为它们内能高。另一边比较乖，就呆在附近，内能低，假设把中间的隔板拿掉，是不是左边不安分的分子就更容易跑到右边呢？我们就说热量从高内能体系传到了低内能体系。

其实很早就有人在研究这个问题，于是有个聪明的家伙总结出了：热力学第二定律。

热量在自发的情况下只能从高温物体传向低温物体。这个又叫做熵增定律，什么是熵呢？熵的本质是一个系统“内在的混乱程度”。再举个例子，最开始你刚搬进新宿舍，所有东西都归置好了，整整齐齐，然后每次用完随手一放就变成了这个样子，我就说你的宿舍“熵”增加了。你看是不是很自然就会增加，但是你也可以花费一个下午努力恢复了原来的宿舍，我们称你辛辛苦苦做了“功”减少了熵！一个封闭孤立系统就是一个熵增的状态哦（这也不是你不打扫的理由！）

by 小李同学314

Q.E.D.

Q9

质子会衰变吗，如果会的话，那么宇宙最终会空无一物吗？

by 枳

答：

目前的实验结果认为：质子不会衰变。即使质子真的会衰变，宇宙也不会空无一物。

硬要钻牛角尖的话，质子确实可以发生衰变，通过吸收能量变成中子、正电子和电子味中微子：，这其实就是把衰变反过来。但我想读者所问的应当是自由质子的衰变。

我们定义下文中的衰变是指一个母粒子自发变成其他较轻的多个粒子，且在这个过程中释放能量。电子不能衰变。因为它是已知的最轻的带负电粒子，在保证能量守恒和电荷守恒的前提下找不到衰变渠道。相比之下，质子倒是很有可能发生衰变：。

为此实验物理学家花费了大力气去寻找质子衰变的事例。日本为了探测质子衰变建造了神冈探测器，但阴差阳错地探测到了超新星爆发中微子（还顺便拿了2002年物理诺奖）。在此基础上改进的超级神冈探测器（曾因探测到中微子振荡获2015年物理诺奖）也继承了这一任务，它用上万个光电倍增管对5万吨纯净水（包含约个质子）持续探测了十余年，都没有探测到质子衰变的信号。这将质子的半衰期下限限制到年之上，远超目前的宇宙年龄。你看，拿了两个诺奖成就的大家伙都没探测到质子衰变，所以我们大可不必杞人忧质子。

但是，是什么让质子这么坚挺？目前理论界主流的观点是重子数守恒。重子是由三个夸克或三个反夸克构成的复合粒子，粒子反应前后应当保持正重子数-反重子数不变。但这更像是一个实验结论。相比之下，能量守恒可以从更基本的时间平移不变性推出，电荷守恒可以从场的U(1)相位不变性推出……这个理论叫诺特定理，不理解也没关系，只需要知道重子数守恒并不是一个令人满意的答案即可。

也有理论认为质子是会衰变的，例如大统一模型就预言质子的半衰期在年，只比超级神冈的实验结果多一个数量级。目前计划的下一代顶级神冈探测器就将向这一理论上限进发。而中国的江门中微子实验也有搜寻质子衰变的潜力。

退一步说，即使质子会衰变，这份质量（能量）也不会凭空消失。也许它会转化为正电子加能量，而正电子又跟电子湮灭成一对光子。但根据能量守恒，它存在过的痕迹是无法磨灭的。宇宙中剩下的能量依然会记得，在浩瀚的时空图上，有一个质子划过了属于它的轨迹线。

参考资料：

物质粒子（费米子）是否有寿命？

一个可能决定宇宙命运的问题：质子会衰变吗？

by 牧鱼

Q.E.D.

#投票

#本期答题团队

乐子超人、岷客、果粒橙、云开叶落、just_iu、Paarthurnax、fiufiu、小李同学314、牧鱼

#点击这里或识别下方二维码快速提问

#上期也精彩