问专家

行星保护政策意味着卡西尼号必须死？

地球的生命几乎是无处不在的。有些生命力超级顽强的微生物可以在极端条件下生存，比如极寒的冰川下或者是深海火山的喷发口。它们在我们最意想不到的某些角落里繁衍生息，也给了我们在太阳系外的星球上寻找生命的希望。但是另一方面，当我們建造并派出一艘宇宙飞船寻找地外生命时，这些顽强的微生物群落也会附着其上，所以存在污染其他星球生命的风险，届时我们将很难判断所发现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，各大航天局向宇宙发射探测器时，对其探头要求有相应的灭菌程序；对于着陆器，特别是若着陆点被认为可能存在外星生命，则防污染的规则会更加严格。

正因如此，所以行星保护政策成为NASA控制卡西尼号探测器坠入土星大气层的原因之一。虽然卡西尼号不是着陆器，但是土星周围的土卫二被认为是极可能存在外星生命之地，如果不将卡西尼号销毁，那么它将来失控时可能会在某个时候撞上这颗卫星，破坏上面的生物圈。

澳大利亚墨尔本大学

天体物理学家

凯蒂·麦克

稀有气体

如何发出霓虹灯光？

稀有气体元素是化学元素中最稳定的一族元素，所以也被称为惰性气体，包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气。它们在生活中有着很常见的应用，其最大的特点是几乎不会与其他物质发生化学反应，极难形成化学键，而这正好是它们能够被制成霓虹灯的关键。

根据研究，我们发现原子很大程度上会倾向于确保它核外电子的最外层有8个电子，这样才会形成稳定结构。如果它自己本身没有达到8电子，它就会尝试通过借用或捐赠，与其他原子共享电子来形成8电子的稳定结构。这就会导致化学键的形成，进一步形成物质。而稀有气体的特点就是原子本身最外层电子就是8个，所以非常稳定。

在霓虹灯管中，会有高压放电通过稀有气体。这种放电可以激发原子中的电子跃迁到能量更高的能级。当然，这就打破了8电子稳定原则，所以这些被激发的电子最终又会自己回到原来的位置，当电子跃迁回来时，会以光的形式散发出能量。不同稀有气体的原子的电子在跃迁时，放出的能量是有差异的，所以充了氖气的灯发出红橙色的光、氩气灯则是紫蓝色的，而氙气灯是蓝绿色的，这才有了五颜六色的霓虹灯。

澳大利亚莫纳什大学

高级研究员

乔尔·胡珀

土星如何

得到它的环？

土星是太阳系中第二大的行星，正因为它具有巨大的体型和美丽的光环，所以在天文爱好者眼里有很高的辨识度。木星、天王星和海王星也都有光环，但是都不像土星的那么致密或明亮。

伽利略是第一个看到土星环的人，从那以后，科学家一直想了解更多关于土星环的东西。土星环由冰和岩石组成，大小不一，有的像沙子一样小，而有的像房子一样大。关于它的形成有不同的理论。

一种理论认为，土星环是土星周围的彗星和小行星受这个巨大星球的引力作用而被撕成碎片，然后在土星周围固定的轨道上稳定下来。尽管这一理论解释了土星环中的岩石成分，但并没有解释里面的冰从何而来。

另一种可能和目前流行的理论认为土星环是其卫星的残留物。土星现在有多达60颗的卫星，除了土卫六外，其他的都很小——只有13颗直径大于50千米。有可能是45亿年前形成的卫星，因没有稳定的运行轨道，所以最终与土星相撞，产生大量尘埃和碎片，被土星收入“环”中。而土星的卫星由坚硬的冰组成，所以这个理论可以解释为什么土星环大部分由冰构成。

美国科普作家

阿卡什·派辛

其他动物

有更年期吗？

人类女性通常在45到55岁之间经历更年期，在此阶段她们经历荷尔蒙的变化，停止生育。但在动物王国里，人类并不是唯一寿命超过其生育年龄的物种。

科学家们早就知道，随着年龄的增长，动物的生育和繁殖能力会慢慢下降—这一现象被称为生殖衰老。但是，在大多数情况下，动物繁殖似乎可以持续到老龄和死亡，尽管其能力下降了。

在一项对灵长类动物的研究中，研究人员发现，人类是唯一不会在“停止生育”后几年内死亡的灵长类动物。然而在过去几十年里，大量的研究声称，更年期在许多物种当中也存在。比如孔雀鱼就是一种经历了更年期的鱼，在生殖后阶段它们还能平均存活总寿命的13.6%。

事实上，这类具有更年期的动物在鱼类、鸟类、哺乳类和无脊椎动物中都比较常见。然而，对于绝大多数的物种来说，动物在停止繁殖之后也不会存活太久。但也有例外，在脊椎动物中，有两种齿鲸在更年期后的寿命还很长：雌性虎鲸在12到40岁之间繁殖，但能活到90多岁；而雌性短鳍鲸则在7到35岁之间繁殖，可活到60岁。

美国科普作家

约瑟夫·卡斯特罗

不粘锅

为什么能不粘锅？

不粘锅上覆盖着一层聚四氟乙烯的材料，这是一种粘不上其他东西的化学物质。除了不粘锅，它还广泛应用于防水衣物、电脑芯片、同轴电缆、体育馆屋顶和航天服等物品上。

聚四氟乙烯不粘的性质与它的化学键有关。碳碳单键和碳氟单键都是有机化学中很强的单键。这使得氟原子仅仅喜欢自身，而排斥任何其他类型的分子。从化学的角度上讲，聚四氟乙烯具有很强的内聚力，即其组成原子彼此之间具有很强的亲和力。而且，这个分子几乎没有粘附力，所以其他外来分子也难以粘附其上。

此外，聚四氟乙烯还具有许多不可思议的物理和化学性质，被称为魔术材料。它极其惰性，不会轻易与其他物质发生反应。它还具有高熔点和特殊的电气性能，所以在计算机和航空领域中均有很好的应用。

美国科普作家

阿希什

一个从高楼上

掉下的硬币endprint

会杀了你吗？

相信我们都见过高空坠物砸伤或砸死人的场景，那么，如果是一枚硬币，从427米高的大楼上坠落，恰好击中底下行人的头部，这个人还能活着吗？

首先形状会有影响，如果是一个2.5克重和1.5毫米厚的硬币从高空扔下，不太可能杀死下面的人，加上硬币扁平的形状使它在下落时会像树叶一样飘落，而不是像一个致命的箭头。其次，速度也很关键。硬币虽然会受重力作用产生加速度，但也会因方向相反的空气阻力而抵消这个加速度。在下落的某一时刻，重力和空气阻力会变得平衡，硬币就开始以恒定的速度下降。一枚硬币大约在下落15米后，开始以每小时40千米匀速行驶，直达地面，这个速度不会使单一的硬币变成杀人凶器，当然，它还是会引起疼痛感的。

不过，如果扔下的是包含50枚的一袋硬币，由于物体形状的不同，这还是很可能会造成致命打击的。

美国科普作家

劳里·多芬

河马

为什么不会得霍乱？

霍乱是由一种叫做霍乱弧菌的弧形棒状细菌引起的疾病。这种疾病的特点是严重腹泻，粪便类似于淘米水状，会在数小时内导致人的死亡。这是一种由水传播的疾病，在人类卫生条件很差的地区普遍存在，有意思的是，常年生活在水上的河马却不会得这种病。

在河马的世界中，粪便是非常重要的。它们在排便时，随着尾巴的翻动，可以将粪便甩到很远的地方，以此标记它们的领地。如果河马的粪便会传播像霍乱一样的疾病，那么这对于河马来说就太过致命了。受影响的个体很可能就会被自然选择所淘汰。而那些有抵抗力的、或者只是轻度受影响的个体，将克服疾病，继续产生能抗病的后代。因此，随着时间的推移，河马很可能已经适应了它们的水生环境，因此很少会感染那些通过水传播的疾病。

澳大利亚西悉尼大学

动物学副教授

朱莉·奥尔德

酒可以杀死

与之接触的细菌吗？

酒精，也就是乙醇，是一种众所周知的消毒剂，有些人则推测它可能对治疗肠道感染有用。根据历史记载，在公元3世纪，罗马将军向他的士兵推荐葡萄酒，以防止痢疾。

酒精浓度对细菌或微生物的影响很关键，在60%～80%范围内的高浓度酒精溶液被认为是抗菌活性最好的。研究表明，当酒精浓度低于40%时，对口腔内细菌的影响明显减弱，而在10%的浓度时则几乎不会产生影响。其次，酒精与细菌的作用时间也很重要，当40%浓度的酒精（相当于伏特加的浓度）被应用于抑制这些微生物生长时，作用15分钟要比6分钟的效果好得多。

然而，我们要注意，虽然理论上高浓度的酒精在一定时间内可以杀死大量的肠道和口腔细菌，但它同时也会对胃黏膜造成伤害。因此长期饮酒反而会引发一些肠胃疾病，如腹泻、恶心和呕吐，反过来导致小肠内细菌的过度生长。所以我们还是不要考虑通过饮酒来治疗肠胃感染了。

澳大利亚西悉尼大学

胃肠病学家

文森特·何

运动前的

热身为何如此重要？

在做正常锻炼之前进行热身运动，能起到降低受伤风险，增加你的耐力和增强锻炼效果等作用。

热身可以有各种各样的方式，从简单的拉伸手脚到慢跑、高抬腿来回跑或是简短的冲刺，这些有氧运动将帮助你提高心率、向肌肉和器官输送更多的氧气，并扩充毛细血管来增加血液流动。此外，荷尔蒙也会增加，调节能量代谢供肌肉使用。体内血液和可用能量的激增可以改善神经系统的功能，从而提高锻炼的功效。

在心理准备方面，热身也有助于集中注意力。虽然運动可以是一种放松的活动，但它也需要一定程度的专注，以确保你安全高效地进行锻炼。10～20分钟的热身运动刺激血液流向大脑，让你对接下来的事情做好心理准备。若缺乏热身，你的肌肉是僵冷而紧绷的，在接下来的运动就会更容易受到扭伤和拉伤；而且你的身体会很快积累大量的乳酸，更容易导致抽筋和肌肉疲劳，无法再坚持运动。

美国科普作家

约翰·斯托顿endprint