顛覆三觀的科學知識！太空中有沒有引力？

知識的「數量」每10到15年便會翻一倍，每半個世紀增加一個數量級，而我們現在的知識積累是300年前的近代科學初始階段的大概100萬倍。

——英國數學家普萊斯

科學知識並不是一成不變的。隨著科學的進步，新的規律被不斷發現，而舊的知識也要被改寫，甚至被拋棄。

當我們長大，或者變老的時候，以前學校里教給我們的金科玉律可能就失效了。

比如在19世紀巴斯德發現微生物以前，醫生在給媽媽們接生小寶寶前是不洗手的。而提出手術前要洗手的醫生塞麥爾維斯在當時受到了科學界的廣泛懷疑，甚至有人覺得受到了他的提議的侮辱……

這樣的例子比比皆是，在短短的幾十年里，科學界已經有不少舊認識被翻新。

以前：冥王星是行星。

現在：冥王星不是行星。

19世紀末時，人們猜測，在太陽系裡除天王星之外還有第九個行星。到了1906年，美國天文學家帕西瓦爾·羅威爾（Percival Lowell）開始研究這個神秘的「行星X」。

冥王星

1930年，洛厄爾天文台的一個23歲的年輕人最終發現了冥王星，他馬上把結果遞交給了哈佛大學天文台。

親愛的地球人，謝謝你們沒有放棄我——冥王星寶寶

冥王星的名字實際上是一個11歲的英國小女孩取的——冥王星代表著古羅馬神話中的死神。從那時候起，人們就把冥王星當作太陽系的第九大行星。

不過在2003年，天文學家在太陽系中發現了另外一個比冥王星更大的天體，它被命名為鬩(xì)神星（Eris）。這是希臘神話中不和女神的名字。

這個發現讓天文學家開始感到不安，他們開始思考劃分行星的標準是什麼。最終他們認定，根據大小和所在位置，冥王星稱不上是一顆「行星」，於是它被悲慘降級，成為了一顆矮行星。

好在比冥王星大一點點的鬩神星也夠不上成為行星的標準。這倆孤零零的小個子總算有個伴了。

但是冥王星的粉絲實在太多了，現在還有不少科學家在爭論，到底要不要把行星的名分還給冥王星……

以前：變色龍改變顏色是為了偽裝。

現在：變色龍改變顏色是為了打架和追妹子。

在之前的小科普里已經跟大家講過，很多人都以為變色龍改變顏色是為了偽裝自己逃避天敵，但新的研究發現表明，我們大概誤會變色龍了，人家變色只是為了打架和追妹子。

研究者們發現，不同於其他會變色的動物，像是烏賊和章魚，變色龍不是通過增加或減少皮膚細胞中的色素來變色。相反，變色龍是依靠細胞內部結構的改變來影響自身對光線的折射情況的。

細胞里有著大小、形狀不一和組合各異的納米晶體，這些晶體才是變色龍能夠變換出奇妙顏色的關鍵。通過調節皮膚的張弛程度，變色龍能夠改變表層細胞中納米晶體的排列結構，從而改變顏色。

放鬆狀態下的變色龍

當皮膚處於放鬆的狀態時，細胞中的納米晶體彼此非常接近。因此，細胞會特別鍾愛反射波長短的光線，如藍色。

然而變色龍並不總是藍色的。由於它的皮膚還含有黃色色素，而藍色與黃色混合就形成綠色，這是一種「隱蔽的」顏色，方便它們偽裝於樹木和植物之間。

相反，當皮膚緊張時，相鄰的納米晶體之間的距離增加了。於是含有納米晶體的虹色細胞會選擇性地反射波長較長的光線，例如黃色、橙色或紅色。

我我我我我緊張……

然而，只有成年雄性變色龍可以變色，特別是當它看到一個想驅逐的雄性競爭對手，或者想追求某位變色龍姑娘的時候。

所以，如果變色龍真的是為了隱身而變色的，那麼變色龍妹子們可就命途多舛了。

過去：一張紙不可能被疊超過7次。

現在：疊一張紙的最高紀錄是13次。

在課堂上，一些老師曾經信誓旦旦地告訴學生，從數學上可以證明一張紙不可能被疊超過7次。

但是一個來自美國加州的高中生Britney Gallivan並不相信，她和小夥伴們買了85美金的廁紙，然後把它疊了11次。

Britney Gallivan和疊了11次的廁紙。

在2006年的美國數學教師協會（the Nationgal Council of Teachers of Mathematics, NCTM）年會上，Gallivan因為這件事受邀發表了演講。現在她已經從加州大學伯克利分校畢業，獲得了環境科學的學士學位。

2012年，美國麻省一所高中的學生再次打破這個記錄，他們把一張紙折了13次。

過去：鑽石是世界上最硬的東西。

現在：超硬納米孿晶立方氮化硼是世界上最硬的東西。

學校里的老師可能曾經講過，鑽石是世界上最硬的東西。但是2009年這條知識就徹底作廢了，因為出現了兩種硬度超越鑽石的東西：纖鋅礦型氮化硼和藍絲黛爾石（也叫六方金剛石、六方碳）。這兩種物質的壓入硬度（一種通過造成壓痕而測得的硬度）分別比鑽石高18%和58%。

不過，這兩種物質非常罕見，而且不太穩定。但是在2013年，另一種超硬材料橫空出世，它就是超硬納米孿晶立方氮化硼。在微觀上看，這種材料就像洋蔥一樣一層包著一層。

世界上最硬的東西——納米孿晶立方氮化硼，看起來就像捲心菜一樣一層包一層

以後女孩子們可能不會要鑽石戒指，而是要超硬納米孿晶立方氮化硼戒指當禮物了~

哇，講起來好拗口……

還是折現吧~

過去：埃及金字塔是奴隸蓋的。

現在：埃及金字塔是雇了埃及的工人們建造的。

許多書籍、電影都會宣傳，埃及金字塔是一群心不甘、情不願的奴隸建造的。甚至還有人提出，埃及金字塔是以色列的奴隸建造的。

考古學者Mark Lehner認為這些建築遺迹里曾經住著金字塔的工人。背景中左邊是胡夫金字塔，右邊是卡夫拉金字塔。

實際上根據耶路撒冷希伯來大學 Amihai Mazar 教授的說法，在埃及金字塔被建造的時候，還沒有猶太人呢。

建造埃及金字塔的工人的墳墓以及裡面的陶罐。這些工人的墓穴建造於埃及第四王朝（公元前2575-2467年間）。奴隸是不可能有墳墓的。考古學證據還顯示，這些工人（大約1萬人）每天會吃21頭牛和23頭羊。

最新的考古證據顯示，埃及金字塔是埃及的工人們自願建造的。這些工人們是被雇來幹活的，他們可能家境比較窮，但卻受到了很大的尊重，因為金字塔附近發現了埋葬這些工人的體面的墓穴。奴隸是不可能受到這樣的待遇的。

過去：長城是太空中唯一可見的人造建築物。

現在：從太空中可以看到許多人造建築物。

許多人都知道太空中可以看見長城，但不幸的是，這是一起謠言。它從1938年開始廣為傳播，甚至還有人說從月亮上也能看見長城。

國際空間站（ISS）在2004年11月24日拍攝的內蒙古境內的長城照片。箭頭所指是可以看見的長城部分。圖片來源：NASA

2003年，第一個進入太空的中國人楊利偉破除了這個謠言。據美國航空航天局（NASA）報道，他親口承認，在太空里他看不到長城。

其實在太空中要看見長城需要一些特殊條件，比如長城上下了雪。不過就算看見了也不算什麼，因為在太空里還可以看見大城市夜晚的燈火，還有大型橋樑、機場、水壩什麼的。

國際空間站拍攝到的埃及吉薩的金字塔。圖片來源：NASA

前往國際空間站的遠征31號任務中拍攝到的美國休斯敦的建築物。圖片來源：NASA

那在月亮上能看見長城嗎？

別說長城了，你只能看見個球……

阿波羅12號的宇航員艾倫·賓（Alan Bean）告訴NASA，從月球上看，人的肉眼只能看見一個漂亮的球——地球，任何人造建築物都是不可見的。

月球勘測軌道飛行器拍攝到的地球圖片。圖片來源：NASA

以前：太空中沒有引力。

現在：太空中存在引力。

在太空中微引力的狀態下，人或物彷彿沒有了重量。憑藉著微引力，宇航員可以自由自在地在飛船里漂浮，或者出去進行太空漫步；沉重的物體也可以輕易地四處移動。設想一下，宇航員能用指尖推動重達幾百公斤的設備！所以，有時我們把微引力稱為「零引力」。

但這其實是一種誤導！

事實上，正因為引力的存在，月球才能在軌道上圍繞地球運動，地球才能在軌道上圍繞太陽運動，太陽也才能待在銀河系中合適的位置上。

如果沒有引力，這三位早就放飛自我滿宇宙撒歡兒了……

不過引力的確會隨著距離而減弱。如果宇宙飛船離開地球足夠遠，飛船上的人可能幾乎感受不到引力。

但是，這並不是物體在宇宙飛船中漂浮的原因。國際空間站在距地球300～400千米高的軌道上繞地運動，在此高度上，地球的引力大概是地表引力的90％。

換句話來說，如果有個人可以通過一個神梯直達空間站，如果他在地球表面重100斤，那麼在梯子的頂端他的重量會變為90斤。

如果國際空間站仍保留了90%的引力，為什麼宇航員們還會漂在空中呢？

答案是，他們處於自由落體狀態中。

在真空狀態下，引力使所有的物體以相同的速度下落，無論物體有多重。如果一人同時扔下鎚子和羽毛，空氣會使羽毛下落得更慢；但如果沒有了空氣，它們便會以同樣的速度下落。

飛船、船員和船上的所有物品都是朝著地球墜落，而且保持在地球周圍的軌道上。由於它們是一起下落的，所以相對於飛船，船中的人員和物品便像是漂浮在空中。

總的來說，即使有所減弱，但是引力依然很強大，強大到可以讓月亮保持在原有的軌道中。而那些看起來失重的物體，其實是處在自由落體的狀態中。

所以呢，我們還是要對事情保持好奇精神和懷疑態度，誰能保證現在證明出來的結論在未來不會被推翻呢？科學不就是這麼進步的嘛~

文章來源：轉自北京創客科普教育學會，如有侵權請聯繫刪除。

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