隐藏在常识中的科学谜团的故事

隐藏在常识中的科学谜团的故事

我们身边常常有很多司空见惯的事情，我们把它们当作常识，却说不清其中的道理。美国《大众科学》杂志选取了20个这样的“常识之谜”，并作出了科学的解释。本报将用连载的方式在“国际·科学”版上向读者解释这些身边的科学谜团。

1.开车打手机为什么有危险?

对于一个人来说，驾驶汽车是一项较为复杂的工作，而且他同时还要密切观察周边环境，这同样是需要全神贯注的复杂工作。

人在开车的时候要同时进行两项复杂工作，大脑已经满负荷运转了。如果在这个时候打电话，负责思维和控制语言系统的大脑额叶部分将“超载”，上述两项工作不免要出问题。

“多重任务处理系统”本来是一个计算机术语，指的是电脑在同一时间内处理几个不同的命令。有人认为人类大脑也有同样的功能，但研究表明，人类大脑不可能像电脑那样可以一边下载文件一边玩游戏。

从理论上讲，大脑一旦同时处理两项任务，哪怕是非常简单的任务，大脑处理信息的效率都会严重下降，这在神经科学中称作“双任务干扰”。

美国“国家神经疾病与中风研究所”的研究员乔丹·格拉夫曼认为，人脑不具备“多重任务处理系统”源自额叶的生理特性，人在做不同事情的时候，脑电波会在额叶的不同区域来回跳动，期间会有几百毫秒到几秒钟的停顿，在停顿期间人的反应能力会降低，如果开车的时候出现这种情况就可能发生车祸。

此外，美国犹他大学的一项研究显示，开车时候打电话会使追尾事故的发生率增加一倍，即便使用的是车载电话，危险程度也是一样的，因为这时人的大脑仍处于“双任务干扰”状态。

2.音乐会让孩子更聪明吗?

长期以来，人们都认为音乐教育对儿童的治理发育有好处，近年来的科学研究证实了这种说法。科学家已经发现，音乐教育对4岁到15岁孩子的大脑发育起到促进作用。

中国的香港大学和加拿大的多伦多大学都进行过类似的研究。香港大学跟踪研究了90个6岁到15岁的孩子，其中一半是学校乐团的成员，另一半则很少接受音乐训练;多伦多大学则让144个6岁的儿童随机选择一年的兴趣课程，其中包括钢琴课以及其他非音乐课程。研究人员发现，接受音乐教育的儿童在数学能力和智商方面都高于其他儿童。

最近加拿大的麦克马司特大学又进行了一项研究，科学家让一批4岁到6岁的儿童接受了一年的音乐教育，同时监控这些儿童的大脑活动情况。科学家发现，与没有学习音乐的儿童相比，这批儿童的大脑发育明显不同，例如这批儿童大脑内与注意力相关的部分变得非常活跃。

研究还表明，那些学音乐半途而废的人实际上也从中获得了好处，只要在儿童时代学点音乐，你就会受益终生。

3.为什么蚊子会挑人咬?

生活中经常会见到这样的现象，同一间屋子的两个人，一个备受蚊子肆虐，另一个却可以悠然自得。对于这一现象，科学界还没有一个确切的答案，但美国佛罗里达大学的昆虫学家乔纳森·戴伊给出了一个解释，“蚊子最爱咬的是那些释放更多二氧化碳的人。”戴伊还指出，二氧化碳并不是蚊子喜欢的唯一因素，香水、身体发出的热量以及人运动后体内分泌的乳酸都是蚊子喜欢的物质。

此外，人体内还有一种物质吸引蚊子，那就是雌性激素雌二醇，女性体内的雌二醇含量高于男人，但这并不意味着女人更容易被蚊子咬，因为男人一般体形较大，产生的二氧化碳也更多。一般来说，大块头更容易被蚊子咬。

此外，咬人的蚊子都是母蚊子，公蚊子的食物是植物汁液。

4.为什么石英手表走时准确?

现在，大部分复杂的机械手表都被石英手表取代，这是因为一只普通的石英电子表每日误差小于0.5秒，比大部分机械表精确得多。

石英表也可叫做“晶体振动式电子表”，当电流通过石英晶体时，晶体就会变形“发振”，石英表就是利用周期性持续“发振”的晶体，为我们带来准确的时间。

从1927年开始，石英被应用于大型实验用计时器，但直到上世纪后半段，石英手表才被引入商业领域。当时钟表匠们已经了解了石英的特性，他们的最大挑战是制造出足够小而且振荡频率合适的石英晶体，因为高频晶体太耗电。最终研究人员选择了我们现在使用的振荡频率为32768赫兹的石英晶体。

而机械手表由于受地球引力作用，水平位置和竖直位置的偏移会产生位差，加之受外界温度、磁场、震动等影响，因此机械手表很难达到石英手表的精度。

5.思考消耗体力吗?

我们常常有这样的经验，当我们苦于思索某个难题的时候，即使没进行什么体力活动，也会感到疲劳。那么，坐着不动苦思冥想会消耗体力吗?答案是肯定的。

其实人脑是一台24小时工作的机器，当一个人思考的时候，大脑内的数百万个神经元会相互传递信息，并把电脑的指令传递到身体的各个部位。这些神经元工作的时候当然需要“燃料”，据测算，它们每天消耗掉肝脏储存的血糖的75%，而耗氧量占全身耗氧量的20%。

神经元消耗能量有它独特的方式，首先大脑毛细血管壁附近的星形胶质细胞从血液中吸收能量丰富的葡萄糖，并将这些葡萄糖转换成神经元可以吸收的形式。神经元利用这些能量生产神经传递素，并最终形成“思想”。大脑思考得越多，其神经元需要的葡萄糖就越多。

除此之外，大脑为了生存，每分钟需要0.1卡路里的热量。当你集中精力进行填字游戏的时候，你的大脑每分钟消耗的能量则是1.5卡路里。相比之下，人在行走的时候每分钟大约消耗4卡路里热量，而像跆拳道那样的激烈运动则每分钟消耗10卡路里。看来胖人们又多了一个减肥方法——做数学题。

6.为什么晒太阳有益健康?

维生素D3是人和很多动物生长、繁育、维持生命必不可少的脂溶性维生素。如果人缺乏维生素D3，将会患上软骨病或者佝偻病。人类可以通过服用维生素片来补充维生素D3，但走出户外晒太阳则是人类最古老、最经济、最舒服的补充维生素D3的方式。

这一现象的科学原理是这样的：人体皮肤中的一种化合物在接触阳光中的紫外线之后，会形成维生素D的前体(维生素原)，维生素原中的两个碳原子会自动重新排列，形成维生素D3。这一化学过程发生的速度非常快，因此你只要在阳光下晒几分钟，身体吸收的光线就足以制造一个人每天所需的维生素D3。

7.风力发电会影响气候吗?

随着温室效应和能源紧缺的状况越来越突出，风力发电作为一种清洁能源越来越受到人们的推崇。但也有人担心，由于风力发电机的巨大叶片能够干扰气流的方向，那么它会不会对气候造成影响?

答案是不必担心。因为电脑模拟实验显示，只有超大型的风力发电厂(目前还不存在)才会影响天气，但也仅限于风力发电机的叶片附近区域。

根据《地球物理研究》杂志一篇文章的研究结果，在一个拥有1万台风力发电机的风力发电厂内，其地表温度会上升0.7摄氏度。发电机叶片的转动会使空气中的潮气上升，而靠近地面的区域会变得温暖干燥。这对风力发电厂附近的农作物会造成不良影响，但对全球来说，这点影响可以忽略不计。

8.““太空电梯”会影响地球运转吗?

在国际航天领域，一直有一批科学家在倡导“太空电梯”的概念，在他们的理论中，“太空电梯”是一种向太空运送货物的永久性装置。目前很多科学机构都在进行“太空电梯”的可行性研究。

不过有人担心，这样一架“太空电梯”伸向太空，并运载这么重的货物，会不会影响地球的正常运转?答案是无需担心。

根据科学家的测算，如果“太空电梯”将15吨的货物送上太空，这部分“伸出”地球的质量将使地球自转一次的时间(即一天)增加1毫微微秒，1毫微微秒只有1秒的一千亿亿分之一。“太空电梯”的倡导者之一布拉德·爱德华兹博士认为，这点影响还比不上两极冰盖融化对地球造成的影响，因此可以忽略不计。

隐藏在常识中的科学谜团的故事点评

开车打手机为什么有危险?“多重任务处理系统”本来是一个计算机术语，指的是电脑在同一时间内处理几个不同的命令。有人认为人类大脑也有同样的功能，但研究表明，人类大脑不可能像电脑那样可以一边下载文件一边玩游戏。从理论上讲，大脑一旦同时处理两项任务，哪怕是非常简单的任务，大脑处理信息的效率都会严重下降，这在神经科学中称作“双任务干扰”。多了解科学，你就越来越聪明。