行星保護政策意味著卡西尼號必須死？

地球的生命幾乎是無處不在的。有些生命力超級頑強的微生物可以在極端條件下生存，比如極寒的冰川下或者是深海火山的噴發(fā)口。它們在我們最意想不到的某些角落里繁衍生息，也給了我們在太陽系外的星球上尋找生命的希望。但是另一方面，當我們建造并派出一艘宇宙飛船尋找地外生命時，這些頑強的微生物群落也會附著其上，所以存在污染其他星球生命的風險，屆時我們將很難判斷所發(fā)現的生命是否真的是外星生命。

要阻止地球的微生物污染太空并不是一件容易的事，各大航天局向宇宙發(fā)射探測器時，對其探頭要求有相應的滅菌程序；對于著陸器，特別是若著陸點被認為可能存在外星生命，則防污染的規(guī)則會更加嚴格。

正因如此，所以行星保護政策成為NASA控制卡西尼號探測器墜入土星大氣層的原因之一。雖然卡西尼號不是著陸器，但是土星周圍的土衛(wèi)二被認為是極可能存在外星生命之地，如果不將卡西尼號銷毀，那么它將來失控時可能會在某個時候撞上這顆衛(wèi)星，破壞上面的生物圈。

澳大利亞墨爾本大學

天體物理學家

凱蒂·麥克

稀有氣體

如何發(fā)出霓虹燈光？

稀有氣體元素是化學元素中最穩(wěn)定的一族元素，所以也被稱為惰性氣體，包括氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣和氡氣。它們在生活中有著很常見的應用，其最大的特點是幾乎不會與其他物質發(fā)生化學反應，極難形成化學鍵，而這正好是它們能夠被制成霓虹燈的關鍵。

根據研究，我們發(fā)現原子很大程度上會傾向于確保它核外電子的最外層有8個電子，這樣才會形成穩(wěn)定結構。如果它自己本身沒有達到8電子，它就會嘗試通過借用或捐贈，與其他原子共享電子來形成8電子的穩(wěn)定結構。這就會導致化學鍵的形成，進一步形成物質。而稀有氣體的特點就是原子本身最外層電子就是8個，所以非常穩(wěn)定。

在霓虹燈管中，會有高壓放電通過稀有氣體。這種放電可以激發(fā)原子中的電子躍遷到能量更高的能級。當然，這就打破了8電子穩(wěn)定原則，所以這些被激發(fā)的電子最終又會自己回到原來的位置，當電子躍遷回來時，會以光的形式散發(fā)出能量。不同稀有氣體的原子的電子在躍遷時，放出的能量是有差異的，所以充了氖氣的燈發(fā)出紅橙色的光、氬氣燈則是紫藍色的，而氙氣燈是藍綠色的，這才有了五顏六色的霓虹燈。

澳大利亞莫納什大學

高級研究員

喬爾·胡珀

土星如何

得到它的環(huán)？

土星是太陽系中第二大的行星，正因為它具有巨大的體型和美麗的光環(huán)，所以在天文愛好者眼里有很高的辨識度。木星、天王星和海王星也都有光環(huán)，但是都不像土星的那么致密或明亮。

伽利略是第一個看到土星環(huán)的人，從那以后，科學家一直想了解更多關于土星環(huán)的東西。土星環(huán)由冰和巖石組成，大小不一，有的像沙子一樣小，而有的像房子一樣大。關于它的形成有不同的理論。

一種理論認為，土星環(huán)是土星周圍的彗星和小行星受這個巨大星球的引力作用而被撕成碎片，然后在土星周圍固定的軌道上穩(wěn)定下來。盡管這一理論解釋了土星環(huán)中的巖石成分，但并沒有解釋里面的冰從何而來。

另一種可能和目前流行的理論認為土星環(huán)是其衛(wèi)星的殘留物。土星現在有多達60顆的衛(wèi)星，除了土衛(wèi)六外，其他的都很小——只有13顆直徑大于50千米。有可能是45億年前形成的衛(wèi)星，因沒有穩(wěn)定的運行軌道，所以最終與土星相撞，產生大量塵埃和碎片，被土星收入“環(huán)”中。而土星的衛(wèi)星由堅硬的冰組成，所以這個理論可以解釋為什么土星環(huán)大部分由冰構成。

美國科普作家

阿卡什·派辛

其他動物

有更年期嗎？

人類女性通常在45到55歲之間經歷更年期，在此階段她們經歷荷爾蒙的變化，停止生育。但在動物王國里，人類并不是唯一壽命超過其生育年齡的物種。

科學家們早就知道，隨著年齡的增長，動物的生育和繁殖能力會慢慢下降—這一現象被稱為生殖衰老。但是，在大多數情況下，動物繁殖似乎可以持續(xù)到老齡和死亡，盡管其能力下降了。

在一項對靈長類動物的研究中，研究人員發(fā)現，人類是唯一不會在“停止生育”后幾年內死亡的靈長類動物。然而在過去幾十年里，大量的研究聲稱，更年期在許多物種當中也存在。比如孔雀魚就是一種經歷了更年期的魚，在生殖后階段它們還能平均存活總壽命的13.6%。

事實上，這類具有更年期的動物在魚類、鳥類、哺乳類和無脊椎動物中都比較常見。然而，對于絕大多數的物種來說，動物在停止繁殖之后也不會存活太久。但也有例外，在脊椎動物中，有兩種齒鯨在更年期后的壽命還很長：雌性虎鯨在12到40歲之間繁殖，但能活到90多歲；而雌性短鰭鯨則在7到35歲之間繁殖，可活到60歲。

美國科普作家

約瑟夫·卡斯特羅

不粘鍋

為什么能不粘鍋？

不粘鍋上覆蓋著一層聚四氟乙烯的材料，這是一種粘不上其他東西的化學物質。除了不粘鍋，它還廣泛應用于防水衣物、電腦芯片、同軸電纜、體育館屋頂和航天服等物品上。

聚四氟乙烯不粘的性質與它的化學鍵有關。碳碳單鍵和碳氟單鍵都是有機化學中很強的單鍵。這使得氟原子僅僅喜歡自身，而排斥任何其他類型的分子。從化學的角度上講，聚四氟乙烯具有很強的內聚力，即其組成原子彼此之間具有很強的親和力。而且，這個分子幾乎沒有粘附力，所以其他外來分子也難以粘附其上。

此外，聚四氟乙烯還具有許多不可思議的物理和化學性質，被稱為魔術材料。它極其惰性，不會輕易與其他物質發(fā)生反應。它還具有高熔點和特殊的電氣性能，所以在計算機和航空領域中均有很好的應用。

美國科普作家

阿希什

一個從高樓上

掉下的硬幣endprint

會殺了你嗎？

相信我們都見過高空墜物砸傷或砸死人的場景，那么，如果是一枚硬幣，從427米高的大樓上墜落，恰好擊中底下行人的頭部，這個人還能活著嗎？

首先形狀會有影響，如果是一個2.5克重和1.5毫米厚的硬幣從高空扔下，不太可能殺死下面的人，加上硬幣扁平的形狀使它在下落時會像樹葉一樣飄落，而不是像一個致命的箭頭。其次，速度也很關鍵。硬幣雖然會受重力作用產生加速度，但也會因方向相反的空氣阻力而抵消這個加速度。在下落的某一時刻，重力和空氣阻力會變得平衡，硬幣就開始以恒定的速度下降。一枚硬幣大約在下落15米后，開始以每小時40千米勻速行駛，直達地面，這個速度不會使單一的硬幣變成殺人兇器，當然，它還是會引起疼痛感的。

不過，如果扔下的是包含50枚的一袋硬幣，由于物體形狀的不同，這還是很可能會造成致命打擊的。

美國科普作家

勞里·多芬

河馬

為什么不會得霍亂？

霍亂是由一種叫做霍亂弧菌的弧形棒狀細菌引起的疾病。這種疾病的特點是嚴重腹瀉，糞便類似于淘米水狀，會在數小時內導致人的死亡。這是一種由水傳播的疾病，在人類衛(wèi)生條件很差的地區(qū)普遍存在，有意思的是，常年生活在水上的河馬卻不會得這種病。

在河馬的世界中，糞便是非常重要的。它們在排便時，隨著尾巴的翻動，可以將糞便甩到很遠的地方，以此標記它們的領地。如果河馬的糞便會傳播像霍亂一樣的疾病，那么這對于河馬來說就太過致命了。受影響的個體很可能就會被自然選擇所淘汰。而那些有抵抗力的、或者只是輕度受影響的個體，將克服疾病，繼續(xù)產生能抗病的后代。因此，隨著時間的推移，河馬很可能已經適應了它們的水生環(huán)境，因此很少會感染那些通過水傳播的疾病。

澳大利亞西悉尼大學

動物學副教授

朱莉·奧爾德

酒可以殺死

與之接觸的細菌嗎？

酒精，也就是乙醇，是一種眾所周知的消毒劑，有些人則推測它可能對治療腸道感染有用。根據歷史記載，在公元3世紀，羅馬將軍向他的士兵推薦葡萄酒，以防止痢疾。

酒精濃度對細菌或微生物的影響很關鍵，在60%～80%范圍內的高濃度酒精溶液被認為是抗菌活性最好的。研究表明，當酒精濃度低于40%時，對口腔內細菌的影響明顯減弱，而在10%的濃度時則幾乎不會產生影響。其次，酒精與細菌的作用時間也很重要，當40%濃度的酒精（相當于伏特加的濃度）被應用于抑制這些微生物生長時，作用15分鐘要比6分鐘的效果好得多。

然而，我們要注意，雖然理論上高濃度的酒精在一定時間內可以殺死大量的腸道和口腔細菌，但它同時也會對胃黏膜造成傷害。因此長期飲酒反而會引發(fā)一些腸胃疾病，如腹瀉、惡心和嘔吐，反過來導致小腸內細菌的過度生長。所以我們還是不要考慮通過飲酒來治療腸胃感染了。

澳大利亞西悉尼大學

胃腸病學家

文森特·何

運動前的

熱身為何如此重要？

在做正常鍛煉之前進行熱身運動，能起到降低受傷風險，增加你的耐力和增強鍛煉效果等作用。

熱身可以有各種各樣的方式，從簡單的拉伸手腳到慢跑、高抬腿來回跑或是簡短的沖刺，這些有氧運動將幫助你提高心率、向肌肉和器官輸送更多的氧氣，并擴充毛細血管來增加血液流動。此外，荷爾蒙也會增加，調節(jié)能量代謝供肌肉使用。體內血液和可用能量的激增可以改善神經系統(tǒng)的功能，從而提高鍛煉的功效。

在心理準備方面，熱身也有助于集中注意力。雖然運動可以是一種放松的活動，但它也需要一定程度的專注，以確保你安全高效地進行鍛煉。10～20分鐘的熱身運動刺激血液流向大腦，讓你對接下來的事情做好心理準備。若缺乏熱身，你的肌肉是僵冷而緊繃的，在接下來的運動就會更容易受到扭傷和拉傷；而且你的身體會很快積累大量的乳酸，更容易導致抽筋和肌肉疲勞，無法再堅持運動。

美國科普作家

約翰·斯托頓endprint