问专家

闪电对大气有净化作用吗？它是怎么做到的？

闪电有净化大气的作用。闪电制造的高温比太阳表面温度还高5倍，这种异常强烈的热量和能量往往能分解闪电周围的大气分子，这其中包括地球大气中浓度最高的两种气体氮和氧。

当闪电穿过大气时，会形成氮氧化物（-NO）、羟基自由基（-OH）和氢过氧化物自由基（-OH₂）。羟基自由基是缺少一个电子的氢氧分子。这些缺少“伴侣”的电子不会一直处于“自由”状态，它们会寻找能与之结合的新分子。而它们的新伙伴就是温室气体，甲烷（CH₄）就是最常见的一种。在大气中，羟基自由基与甲烷反应并将其分解，之后生成的反应产物进一步与空气中的氮氧化物反应，再次形成羟基自由基，从而起到净化大气的作用。

尽管通过自然的力量我们的大气可以自我净化，不过人类制造温室气体的活动从未停止，如果温室气体排放越来越多，那么大气的这个净化过程可能会跟不上排放的速度。

英国科普作家大卫·尼尔德

能把铅变成金子吗？

简单来说，铅能变成金子。不过你得有一个粒子加速器以及大量的能量供应。

把铅变成金子意味着把一种元素变成另一种元素，要改变一种元素的质子数和中子数。这些亚原子粒子（质子、中子等）被强大的核力所束缚，以使原子核保持稳定。要从原子核中移除一个亚原子粒子是非常困难的，随着粒子加速器的诞生，点铅成金成为可能。美国的核科学家曾经将碳和氖原子核束加速到接近光速，然后撞击到铋箔上。当原子核束中的一个高速原子核与一个铋原子碰撞时，产生了许多嬗变原子，其中就包括从铋原子中去除了4个质子和6到15个中子而产生的金原子核，也就是从金 190（79 个质子和 111 个中子）到金 199（79 个质子，120个中子）的一系列金同位素。

铋是元素周期表中与铅相邻的一种金属元素（铅的原子序数为82，铋的原子序数为83），因此科学家认为，同样的过程也适用于铅。据报道，1951年诺贝尔化学奖获得者格伦·西博格曾将铅转化为金。不过通过这样的方法来获得金，需要消耗大量的能量，耗费大量的金钱，获得的金还极少。并且这些黄金大多具有放射性，不仅对人体有害，在之后的几天里还会发生放射性衰变，变成其他元素。

美国科普作家安妮·玛丽·赫尔曼斯汀

如果两颗气态巨行星相撞会发生什么？

在现实中，根据轨道动力学，两颗气态巨行星相撞的可能性非常小，即使是在行星系统形成过程中，发生这种碰撞的可能性也很小。如果要探讨两颗气态行星相撞的结果，那么就要考虑它们相撞的角度和速度。

两颗气态巨行星正面相撞通常会导致它们完全合并，无论是它们的固体核心，还是气体外壳都不会损失任何物质。但是如果正面碰撞的速度非常快，那么在两颗气态巨行星的核心合并时会导致大部分气体包层被蒸发。而当两颗气态巨行星以一定角度相撞时，会导致它们的形状改变，会损失部分质量，但是通常不会合并。如果是以非常斜的角度相擦而过，两颗行星不会受到破坏，它们的运行轨道也几乎不会因此改变。

鉴于木星和土星的重元素含量比太阳高，一些科学家认为，这两颗气态巨星可能就是由较小的气态巨行星碰撞而成的。

英國天文学和空间专家阿拉斯泰尔·冈恩

为什么有些人喜欢一边说话一边打手势？

从进化的角度来说，科学家认为，我们的手势先于语言出现，由于身体的限制，我们的灵长类祖先最早是用手势来交流的，而这种交流方式现在还能在其他灵长类动物群体中看到。尽管后来我们的祖先能发出声音，能用语言来交流，但是手势并未因此消失。这或许是因为手势在我们的语言表达中充当着重要角色。

一方面，手势能帮助我们与他人交流，在我们与他人交流的过程中，语言并不能描述所有的东西，比如一些抽象概念，在这种时候手势的加入有助于理解。并且通过手势可以将说话者的潜在情感表达得更为全面。

另一方面，手势可以帮助我们关注和记忆。研究发现，听众更容易关注和理解配合手势出现的词语，并且在我们学习一种新语言时，如果老师在教学时加入了手势，那么学生就更能记住所教的内容。这可能是因为在大脑中，解码手势的脑区与解码语言和手语的脑区是相同的。

美国科普作家 莫莉·汉森

其他动物对时间流逝的感知与我们一样吗？

对时间流逝的感知取决于大脑处理接收信息的速度，因此，其他动物对时间流逝的感知与我们可能是不同的。科学家曾尝试通过向动物展示光脉冲的方式来测量动物感知时间的情况。在实验中，他们通过改变光闪烁的速度来检测其他动物的反应。结果显示，新陈代谢速度较快的小动物比体型较大、速度较慢的动物能够检测到更高频率的闪烁光，也就是说，它们的世界是一个慢动作的世界。这就像是《黑客帝国》的主角能躲避子弹一样，周围发生的一切都变慢了。

不仅如此，有些动物似乎还能根据自己的需要调节对时间流逝的体验。研究人员发现，一些旗鱼在捕猎前会调快大脑的血液流速，减缓它们对时间流逝的感知，以提高它们每秒可以处理的帧数。这有助于它们更快地做出反应。而老鼠则可以通过刺激大脑产生多巴胺的神经元，提高对时间流逝的感知。

英国科普作家 海伦·皮尔彻

为什么我们感到冷的时候汗毛会竖起来？

汗毛竖起其实与起鸡皮疙瘩是同一过程。鸡皮疙瘩是由附着在每根毛发上的微型肌肉收缩造成的。当身体感受到寒冷时，位于人体肾脏上方的两个豆状小腺体会释放肾上腺素，这种压力激素会导致每一块收缩的肌肉在皮肤表面形成一个浅的凹陷，这导致周围的区域凸显，从而呈现鸡皮疙瘩的样子，这种收缩会使毛发竖起来。

对于毛发较厚的动物来说，毛发竖起可以使毛发中充斥更多空气，形成更厚的隔绝层，有利于保存热量。起鸡皮疙瘩是一种从动物祖先那里遗传下来的生理现象，尽管我们现在身上没有浓密的毛发，但是鸡皮疙瘩仍存在。

英国化学专家埃马·戴维斯

科学家如何寻找“零号病人”？

其实，“零号病人”这个词来自一个民间的误传。1980年，美国疾控中心的达罗博士在他的调查报告中，将与洛杉矶出现的多个艾滋病案例相关的一名男性标注为“patient O”（“O”是“Out-of-california”的意思，代表的是加州以外的病例）。但是一位知名记者却将“O”误写成了“0（零）”，从此“零号病人”这个词就传开了，而它相对应的专业词应该是“原发病例”（指的是在大面积扩散、且人传人的传染性疾病的流行病学调查中，第一个将该传染病带入某个人群的那个感染者）。

确定零号病人主要通过分析DNA。在人畜共患疾病中，病原体从动物跳到人类宿主。从宿主动物到中间动物再到人类的每一次跳跃，病毒都会经历随机突变。这些突变会导致病毒的结构发生变化，比如冠状病毒每次从一个生物体跳到另一个生物体时都会形成一种新的棘突。随着新棘突的形成，病毒核苷酸的排列也发生了变化。因此，即使是同一种从蝙蝠跳到猫，再跳到人类的病毒，其核苷酸排列也存在差异，而排列越相似，说明它们之间的关系越密切。科学家可以根据核苷酸的排列差异来追踪病毒在所有这些动物中跳跃的路径，建立系统发育树，这样就能确定谁是宿主动物，谁是中间动物，又是谁将病毒传染给了人类。

但是要确定零号病人，科学家们还需要确定最早感染的那批人类患者，并将这些人类患者体内病毒的DNA与系统发育树上与人类最靠近的动物体内的病毒的DNA进行比较，才能从中筛选出零号病人。

印度科普作家 什里亚西

地球要多小才能让我们感觉到它在旋转？

我们不能直接感知到地球的自转，因为我们和它一起自转。但是如果地球以某种方式压缩自己又不损失任何质量，那么它的自转速度会提高以保持其角动量，这与花样滑冰运动员把双手贴在胸前旋转速度更快是一样的道理。这会增加作用在我们身上的离心力，使我们的体重减轻。

据估算，在大小只有现在地球四分之一的地球上，我们的体重会减轻约15千克，我们能明显觉得自己变轻，可以跳得很高。但是这是否算得上是感受到了地球的旋转，还存在争议。

如果我们想通过缩小地球来感受像坐在旋转木马上那样的旋转，那么地球半径得缩小到能在游乐场容身，但是这种情况是不可能出现的，因为地球在缩到那么小之前就会因自身的离心力而解体了。

英国科普作家路易斯·维拉松

为什么我们生气时更有力量，大笑时却变得无力？

大笑之所以讓人变得无力，是因为大笑会导致无法控制的痉挛。而愤怒之所以会让我们更有力量，是因为愤怒会使我们产生一种强烈的反击冲动，在这种情绪影响下，我们的生理活动会发生变化，比如心率提高，认知注意力的范围会缩小，这就相当于我们将所有生理和心理的资源都引导去攻击使我们愤怒的目标。在这种情况下，人做出与愤怒有关的行为时，比如踢、打等，力量也就更大。多项研究显示，同一个人在平静状态下用尽力气踢腿与愤怒时做相同的动作比起来，后者的力度增加了约20%。

瑞典于莫奥大学博士 保罗·戴维斯