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看字看久了为什么突然不认识了?
长时间盯着一个字看,会觉得它越来越陌生,这在心理学中被称为“语义饱和”现象。尤其是对于汉字这样的图形文字会格外明显,这也被称为“字形饱和”或“完形崩坏”。
这其实是神经系统的“适应性抑制”。我们阅读汉字时,大脑会迅速调用记忆中的整体字形和对应含义。然而持续接收相同视觉信号会导致相关神经元的过度激活。
当视网膜不断地向视觉皮层发送相同的信号时,负责处理该字形的神经元群会进入疲劳状态。为了节约能量并防止过载,这些神经元会暂时停止工作,转入抑制状态。
而随着整体识别神经通路的暂时“停工”,大脑对该字的加工模式也被迫进行了改变。我们不再将它视为完整的语义符号,而是退回到更基础的视觉处理阶段,开始单独审视每个笔画和结构。
此时,熟悉的汉字就被我们解构成了陌生的线条组合,出现“见山不是山”的认知状态。这种短暂解离并非大脑故障,而是神经系统为避免信息过载进化出的保护机制。通常只需要转移一会视线,认知功能就会恢复正常。
图片来源:网络
千年等一回算什么?“十万亿亿亿年我们也等!”
有一种原子核衰变的间隔时间比宇宙年龄还要长,需要十万亿亿亿年才能发生一次。这种罕见现象被称为“无中微子双β衰变”。
在物质世界的基本粒子中,中微子是一种特殊的存在。它无处不在却又极少与物质相互作用,因此被称为“幽灵粒子”。中微子的发现源于对β衰变的研究,20世纪初科学家发现β衰变中部分能量似乎“凭空消失”,泡利在1930年提出可能存在一种中性微小粒子。
1956年,科温和莱因斯通过实验证实了中微子的存在,并因此获得诺贝尔奖。标准模型理论曾认为,中微子的质量为零,但1998年日本超级神冈实验发现的中微子振荡现象,证明了中微子具有非零质量,这一发现还获得了2015年诺贝尔奖。
那中微子是否是其自身的反粒子呢?这个问题一向是物理学的重要课题。1937年马约拉纳提出马约拉纳粒子的概念,认为中微子可能是这种反粒子即自身的粒子。1939年弗瑞提出,可以通过寻找无中微子双β衰变来验证这一假设。
无中微子双β衰变只有在中微子是自身反粒子且具有非零质量时才会发生。发现这种衰变不仅能验证中微子的本质,还能帮助我们确定中微子质量,并为宇宙正反物质不对称问题提供线索。
实验探测面临着巨大的挑战。理论上有预言,这种衰变约十万亿亿亿年才发生一次,科学家通过使用大量核素材料来提高探测几率。同时实验需要在地下进行,以此屏蔽宇宙射线的干扰。
目前美国、意大利等国都在进行相关实验,探测器规模可达百公斤级,给出的半衰期下限为10²⁵-10²⁶年。中国科学家也在积极推动多种技术方案,包括CDEX、PandaX、NνDEx等实验项目。
中国锦屏深地实验室深度达2400米,提供了极佳的低本底环境。未来多种实验计划建设吨级探测器,预期将探测灵敏度提高到10²⁷年以上,为揭示中微子属性带来新希望。
图片来源:廖紫倩
为啥一到冬天我们就开始“自动”流清鼻涕?
我们的肺部非常娇贵,需要吸入温暖湿润的空气。当干冷的空气进入鼻腔时,副交感神经会迅速发出指令:一方面扩张血管以提高鼻腔温度,另一方面刺激杯状细胞加速分泌黏液,来增加空气湿度。
这种代偿性反应虽然保护了肺部,却也导致了黏液过量分泌。同时,物理学中的冷凝效应也参与其中——我们呼出的温暖气流经过被低温冷却的鼻尖时,其中的水蒸气会液化成水,进一步增加了鼻腔内的液体。
如果只是分泌增多,通常还不会导致明显流涕。问题在于,黏液运输系统在低温下会“罢工”。正常情况下,鼻黏膜上的微观纤毛会将黏液向后推送到咽喉处,被我们无感地吞咽下去。
但实验证实,低温环境会显著降低纤毛的摆动频率,甚至使其暂时停止工作。当纤毛无法正常向后运输黏液时,淤积的黏液和冷凝水就只能在重力作用下向前流出,形成我们熟悉的“流清鼻涕”现象。
图片来源:网络
神奇的巴西果效应到底是啥?
有一个罐子,里头有大小不同的颗粒。如果人为摇晃它,会发生什么现象呢?我们会发现,摇动之后,里面大的绿色颗粒会跑到上头来。再做一次,还是同样的现象。这个现象我们把它叫做巴西果效应。
为什么叫巴西果效应呢?因为我们早餐吃的燕麦片里经常会放一些坚果,坚果里头最大的颗粒就是巴西果。当我们打开袋子的时候,看到这个巴西果往往是在上头,所以我们就把这个大颗粒在上、小颗粒在下的现象叫做巴西果现象。
原理可以简单理解为,振动的时候,底下会有一些空隙,小的颗粒很容易去填充这些空隙。小颗粒一填充以后,大的颗粒就被垫高,每振动一次垫高一点,所以最后大颗粒就停留到表面上,下不来了。
为什么要研究颗粒物质呢?颗粒物质是我们在生活中、在地球表面上所看到的、接触到的,除了水以外最多的一种物质体系。比如说沙漠的形成、山体的滑坡、沙尘暴的现象,都是颗粒物质的一种行为和表现。
在宇宙空间中,颗粒物质更是大量存在。比如说在火星、月球表面,都有一层厚厚的风化层,行星表面的地质活动是非常活跃的。所以,物理学家认为颗粒物质是一种新的物态,是介于固体和流体之间的复杂体系,具有和经典的气、液、固都不同的一些奇特性质。
内容来源在格致论道的演讲。
图片来源:格致论道讲坛
水垢多不代表水质差?
烧水壶使用一段时间后,会发现烧水壶的内壁,附着一层白色的水垢。这些水垢是烧水时沉淀下来的化合物,主要成分是碳酸钙和碳酸镁。水的硬度高不代表不安全,真正影响水质安全的是重金属污染物。
视频来源:科普中国
内容综合自中国科普博览微博、把科学带回家、近代物理研究所、格致论道讲坛
本文首发于中国科普博览(kepubolan)
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