難道逆時針轉(zhuǎn)動會有奇怪的事情發(fā)生嗎
問答導(dǎo)航
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Q1 鉆頭可以鉆出三角形的洞嗎？ by 匿名
答： 鋼鐵俠在實驗室里調(diào)試一套精密鉆孔設(shè)備，他需要在一個鈦合金零件上鉆出正三角形的孔洞。面對傳統(tǒng)圓形鉆頭的局限，他微微一笑，將鉆頭替換為帶有兩段圓弧的特殊工具——隨著設(shè)備啟動，鉆頭旋轉(zhuǎn)時形成的穩(wěn)定軌跡竟在金屬表面刻下了的等邊三角形。這是工程學(xué)中定寬曲線原理 的實際應(yīng)用。
常規(guī)鉆頭因圓形截面只能產(chǎn)生圓形孔洞，但通過改變鉆頭形狀，人類早已突破這一限制。萊洛三角形 （定寬曲線）的發(fā)現(xiàn)為規(guī)則多邊形鉆孔提供了理論基礎(chǔ)：以等邊三角形頂點為圓心，邊長為半徑繪制三段圓弧形成的曲邊三角形，其特殊之處在于無論怎樣旋轉(zhuǎn)，其寬度始終保持恒定 。這種特性使得萊洛三角形鉆頭在正方形材料中旋轉(zhuǎn)時，每個圓弧段恰好與正方形的邊接觸，最終形成邊緣光滑的正方形孔洞。類似地，通過調(diào)整鉆頭的幾何參數(shù)，工程師可設(shè)計出能鉆出正三角形孔的特殊工具。
如果感興趣，可以打開 wolfram 網(wǎng)站（見下方參考鏈接），上面有關(guān)于多邊形開孔的詳細原理解釋，以及動畫演示。
參考鏈接：
https://beaujanzen./reason-for-math/reasonformath https://demonstrations./DrillingATriangularHole/ by Chocobo
Q.E.D. Q2 四把火（退火，回火，淬火，正火）的原理是什么？ by zgs
答： 退火、淬火、回火、正火是金屬熱加工中的四種重要加工方式。
退火是指將金屬加熱到臨界溫度以上（如鋼的Ac?或Ac?以上，參數(shù)定義見注釋），保溫后緩慢冷卻 （通常隨爐冷卻）的過程。退火通過消除加工硬化、降低內(nèi)應(yīng)力，并促使晶粒細化或再結(jié)晶 ，適用于鑄件、鍛件或冷軋后的金屬需改善加工性能時。
淬火是指將金屬加熱到臨界溫度以上（如鋼的奧氏體化溫度），保溫后快速冷卻 （水、油或空氣）的過程。淬火通過抑制奧氏體向珠光體或鐵素體的轉(zhuǎn)變，形成高硬度的馬氏體組織，適用于需要高硬度的零件（如刀具、軸承）。淬火后的工件必須回火，以避免脆性斷裂 （如彈簧、齒輪）。
回火是指在淬火后，將金屬加熱到臨界溫度以下 （如鋼的150–650°C），保溫后空冷或油冷的過程 ?；鼗鸬哪康氖峭ㄟ^部分分解淬火形成的馬氏體，調(diào)整材料的硬度和韌性平衡。
正火則是指將金屬加熱到臨界溫度以上（如鋼的Ac?以上30–50°C），保溫后在空氣中自然冷卻。正火冷卻速度比退火快，但比淬火慢 ，形成更細的珠光體組織，用于改善鍛件、鑄件的切削性能或作為最終熱處理前的準備。
注：奧氏體化溫度是指將鋼加熱到使鋼完全轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆驃W氏體的溫度范圍，奧氏體（γ-Fe）是鋼在高溫下的面心立方結(jié)構(gòu)，能夠溶解較多的碳。Ac?指鋼在加熱過程中，珠光體（鐵素體+滲碳體）開始轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度。Ac?指鋼在加熱過程中，鐵素體（α-Fe）完全溶解到奧氏體中的溫度。
參考資料：
李蕾. 金屬材料與熱加工基礎(chǔ)[M]. 機械工業(yè)出版社。 by 姬子隰
Q.E.D. Q3 癌細胞的無限增值除了治療之外有什么應(yīng)用嗎? by 匿名
答： 癌細胞的無限增殖能力在非治療領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在應(yīng)用價值，但大多仍處于研究階段，并面臨技術(shù)和倫理挑戰(zhàn)。首先，在科學(xué)研究中，永生化癌細胞系 （如海拉細胞）被廣泛用于探索細胞分裂機制 、藥物篩選和疫苗研發(fā)，同時可作為疾病模型模擬腫瘤微環(huán)境或測試抗衰老療法 。在生物制造領(lǐng)域，通過合成生物學(xué)技術(shù)，癌細胞或能被改造成“細胞工廠”，規(guī)模化生產(chǎn)疫苗、抗體或生物材料 ，但其致瘤性需嚴格管控。此外，再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域嘗試利用癌細胞的強增殖能力快速生成細胞 ，輔助構(gòu)建人工組織或研究血管再生 ，但需解決如何定向分化并抑制其惡性特征的問題。 對抗衰老 ：正常細胞分裂時會損耗染色體末端的“保護帽 ”（端粒 ），導(dǎo)致衰老，而癌細胞通過激活“端粒酶”不斷修復(fù)端粒，實現(xiàn)永生 ?？茖W(xué)家正在研究：能否借用這種機制延長正常細胞的壽命？比如讓衰老的皮膚細胞“返老還童”。但這是一條危險的道路——過度激活端粒酶可能直接引發(fā)癌癥 ，就像試圖用核能發(fā)電的同時避免核泄漏，需要極其精準的控制技術(shù)。太空實驗：在太空站里，宇航員會面臨宇宙輻射和失重環(huán)境的威脅。癌細胞的頑強生存能力讓它們成為“太空生物學(xué)實驗 ”的理想對象 。比如研究宇宙射線如何破壞細胞DNA，或者微重力是否會讓癌細胞轉(zhuǎn)移更快。這些實驗或許能幫人類找到保護宇航員健康的新方法。 然而，這些應(yīng)用均需克服核心難題，如防止癌細胞擴散、平衡端粒酶激活的癌癥風險、確保倫理合規(guī)性（如細胞來源合法性）等 。目前，最成熟的應(yīng)用仍集中在實驗室研究，而工業(yè)或醫(yī)療場景的轉(zhuǎn)化尚需技術(shù)突破?？傮w而言，癌細胞的特性為跨學(xué)科研究提供了獨特視角，但實際應(yīng)用仍需謹慎權(quán)衡風險與收益。
參考資料：
Harley, Calvin B .Telomerase and cancer therapeutics[J].Nature Reviews Cancer, 2008, 8(3):167-179. by 瑪卡巴卡
Q.E.D. Q4 用電電電鰻會怎么樣，會給它充電還是會讓它觸電? by 范文波
答： 電鰻是一種通過特化的發(fā)電細胞（electrocytes）自主產(chǎn)生電流 的生物，其電器官可釋放高達600伏特的電壓，用于捕獵或自衛(wèi)。這種放電能力依賴體內(nèi)離子泵主動維持電位差 ，屬于生物電過程，因此無法通過外部電流為其“充電”。
若對電鰻施加外部電流，其體內(nèi)低電阻的生理結(jié)構(gòu)反而會增加觸電風險 。電流可能直接通過內(nèi)臟或神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致器官損傷、心臟驟停甚至死亡。盡管電鰻的皮膚和肌肉對電流有一定耐受性 ，但高強度電流（如超過自身600V）仍可能灼傷組織或破壞神經(jīng)功能。實驗表明，外部電流會引發(fā)電鰻嚴重應(yīng)激反應(yīng)，自然界中這類威脅極少，人為干預(yù)既不科學(xué)也違背保護原則。
總的來說，電鰻是無法通過外部電流“充電”的 ！其放電完全依賴自身生理機制。人為施加電流反而會使其觸電，造成致命傷害。電鰻的獨特能力是自然演化的結(jié)果，應(yīng)避免以非自然方式干擾其生存。
參考資料：
Catania K .The shocking predatory strike of the electric eel [J]. Science, 2014, 346(6214):1231. Kuiper,Timothy.Animal Electricity: How We Learned That the Body and Brain Are Electric Machines[J]. Isis: An International Review Devoted to the History of Science and its Cultural Influences, 2017, 108(3):678-679. by 瑪卡巴卡
Q.E.D. Q5 對著一個有網(wǎng)格的玻璃看遠處，當眼睛快速移動時，為什么網(wǎng)格能從視覺里消失？ by 匿名
答： 這是一個有趣的視覺現(xiàn)象！以下是我個人的一些想法：
首先，簡單地從光學(xué)成像角度可以做一定解釋。眼球其實相當于一臺攝影機，接受成像的視網(wǎng)膜是一個面，只有特定距離的物體才能在上面清晰地成像 （被我們清晰地看見）。當我們主動用眼睛觀察某物時，眼睛周圍的肌肉會幫助調(diào)節(jié)晶狀體等結(jié)構(gòu)使我們能看見目標物體，其余物體都會變得比較模糊（與目標物體離得越遠越模糊）。自然，在看遠處時近處的網(wǎng)格線也就沒那么容易被注意到。
其次，大腦處理視網(wǎng)膜傳來的信號的過程也對此有貢獻。
一方面，當眼睛快速移動時，大腦會抑制“低質(zhì)量”的視覺輸入，這樣我們的視野仍舊會保持相對清晰。由于網(wǎng)格相對較近，在眼睛掃視運動時，它的圖像在視野里大幅度、高頻率左右擺動，就成為了“低質(zhì)量”的視覺信號被大腦忽略，這被稱為“掃視抑制”機制 。另外，與遠處色彩和亮度多變的風景相比較，更加單調(diào)的線條網(wǎng)格也更加“低質(zhì)量”。
另一方面，由于“視覺暫留”等效應(yīng)，遠處的物體擺動幅度較小，仍能較穩(wěn)定地被大腦處理 。
此外，大腦還有一種名為“填充效應(yīng) ”的機制，大腦會用周圍的視覺信息填補網(wǎng)格區(qū)域遮擋的部分，這樣網(wǎng)格就仿佛“消失了” 。
補充一嘴，遠眺或者轉(zhuǎn)換眼睛的“目標對象”有益于放松眼部肌肉減少近視風險，但是不宜過快過頻繁地轉(zhuǎn)動眼珠，否則也有可能對眼睛造成傷害哦~~
參考資料：
視覺暫留效應(yīng)相關(guān): Sperling, G. (1960). The information available in brief visual presentations. Psychological Monograph. 填充效應(yīng)相關(guān): Shimojo, S., & Nakayama, K. (1990). Real-world occlusion constraints and the perception of motion and depth. Nature, 343(6258), 265-267. 掃視抑制機制相關(guān): Burr, D. C., Morrone, M. C., & Ross, J. (1994). Selective suppression of the magnocellular visual pathway during saccadic eye movements. Nature. by 譚景仁
Q.E.D. Q6 物體為什么會有粘性？ by 催化劑
答： 物體之間的粘性一般來自物質(zhì)分子之間的相互作用力 。
比如，固體或液體分子之間存在較強的吸引力 （如范德華力、氫鍵等）。我們常?？吹焦腆w之間相互切向運動時會互相阻礙，這是因為兩個面的分子要克服互相之間的吸引力才能相對滑動；同樣的，當液體流動時，不同層的分子需要克服這些吸引力才能相對滑動。當溫度升高時，分子平均運動速度增大，更容易克服這些吸引力，因此粘度變低。對于含有長鏈分子或大分子的液體（如油、聚合物熔體），分子鏈之間會互相纏繞，流動時需要解開糾纏，從而產(chǎn)生更大的阻力，因此粘度更高。而氣體的粘性機制與液體不同，主要源于分子動量交換 。氣體分子高速隨機運動，當不同流速的氣層相鄰時，分子會從高速層進入低速層（或相反），通過碰撞傳遞動量，形成“內(nèi)摩擦”。溫度升高時，氣體分子運動更劇烈，動量交換更頻繁，因此氣體粘性隨溫度升高而增大（與液體相反）。
參考資料：
閻超，錢翼稷，連祺祥. 粘性流體力學(xué)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社。 by 姬子隰
Q.E.D. Q7 為什么湖水不會滲到地底下？ by 囧菌噬菌體
答： 在這個問題下，水的滲透與界面孔隙度息息相關(guān) 。因為土壤孔隙的毛細作用，表面張力使水在孔隙中受向上拉力，與重力平衡。同時，土壤顆粒對水的吸附作用，也阻礙了水的下滲。
湖底存在“隔水層”，一定厚度的黏土層會阻礙水的下滲，因為黏土層的顆粒細小，孔隙度低，且物理和化學(xué)性質(zhì)使其透水性很差 。比如在南四湖地區(qū)，如果湖底存在2-3m左右的黏土層，地表湖水基本不會滲透到地下，也不會造成地表水的大量損失。不過地質(zhì)構(gòu)造不同，湖水下滲的情況不同。如果湖底的地質(zhì)構(gòu)造較為緊密，巖石的孔隙度和滲透性都較差，那么湖水也難以滲到地下。所以還是需要具體問題具體分析。
另外，生態(tài)系統(tǒng)和氣候條件也會影響到湖水的下滲。比如，在干旱地區(qū)，由于降水量少，蒸發(fā)量大，湖水水位較低，下滲動力??；同理，降水豐富的地區(qū)，湖水水位上升，可能會促進湖水的下滲。
參考資料：
楊令強,王巖,馬靜.湖下采煤下滲模型試驗與規(guī)律研究.巖土工程學(xué)報,2017,39(S1):22-26 Maitland, B.M., O’Malley, B.P. & Stewart, D.J. Subsurface water piping transports plankton and prevents meromixis in a deep volcanic crater lake (Dominica, West Indies). Hydrobiologia 839, 119–130 (2019). by 4925
Q.E.D. Q8 為什么失去視力的人其他感官會增強? by 吟誦的佳話
答： 無論是先天失去視覺的盲人還是后天失去視力的人，其它感官的能力（比如聽覺、觸覺）都會有一定程度的增強，只是一般而言，先天盲人的其他感覺增強的幅度較大一些。而其它感覺增強的原因主要分為兩大類：一個是器官層面的，失明者的大腦會重新組織原本負責視覺的皮層，使其適應(yīng)其它感覺的輸入，從而使得其它感覺的信號能夠被更好地處理；另一個則是行為訓(xùn)練層面的，失明者通過專門的訓(xùn)練或者日常生活需求，使得他們經(jīng)常使用的其它感官功能進一步強化。對于在開頭提到的后天失明者其他感官增強得不夠多的問題，也可以通過后天的行為訓(xùn)練來解決。
參考資料：
Sadato, N., Pascual-Leone, A., Grafman, J. et al. Activation of the primary visual cortex by Braille reading in blind subjects. Nature 380, 526–528 (1996). by ArtistET
Q.E.D. Q9 怎么分辨桃花、杏花、梨花、梅花、櫻花、海棠？ by 亂花漸欲迷人眼
答： 你所說的這些花都是薔薇科物種，由于它們之間存在著大量的雜交和變種等，可能導(dǎo)致某些花難以歸入具體的某一種下，以下的討論僅限于典型的桃花、杏花、梨花、梅花、櫻花和海棠。
首先，看花是單生還是簇生，如果是單生或者在三只以下，則可能為桃花、梅花和杏花；如果是簇生，則可能為梨花、櫻花和海棠。
對于單生，如果開花時同時有嫩葉，則為桃花；如果萼片反折，則為杏花；如果花的邊緣非常圓潤，則為梅花。除此之外，梅花的花期要更早，在1~3月，而杏花在2~3月。對于簇生，如果花邊緣有鋸齒，則為櫻花；如果是非常純凈的白色，且葉子為嫩綠，則為梨花；若新葉帶些紅色，且花色較重，則為海棠花。
查了很多資料，同時發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)上的文章也有錯誤，不過話說回來，這幾種花的差異實在太小，不是學(xué)習分類學(xué)的人很難分辨，我認為也不用過于糾結(jié)。
最后，我想向你推薦一個識花軟件——形色，有了這個軟件，只要拍張照，你就可以知道面前的是什么花啦！
桃花 杏花 梨花 梅花 櫻花 海棠花 參考資料：
劉全儒編著：《中國觀賞花卉圖鑒》，太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社 by 蘇博宇
Q.E.D. Q10 多少氣球可以帶飛飛屋環(huán)游記里的屋子？（不算屋子里的東西） by 濤
答： 由于提問者并沒有明確規(guī)定氣球有多大，所以理論上只要一個足夠大的氣球就可以帶飛房屋。開個玩笑，根據(jù)電影官方給出的數(shù)據(jù)是，卡爾老爺子用20622個 氣球成功將屋子漂浮了起來，下面我們通過模型簡單計算一下可行性。
首先聲明這里都假設(shè)采用安全性高的氦氣氣球，氦氣密度為兩萬左右個50L的氦氣氣球可以使得房屋飛起來 ，若采用氫氣氣球，由于氫氣密度更低，因此需要的氣球數(shù)量更少。
上面我們假設(shè)使用了50L的氣球，可能與電影中的情況不符，查閱相關(guān)資料得知，電影中使用的氣球直徑約為30cm，體積只有14L，設(shè)氣球重量也相應(yīng)變化，采用上面的計算流程可以得到，帶飛相同重量的房屋大約需要94498個氣球。
by 涼漸
Q.E.D. Q11 為什么鐘表的走向都是順時針？時針順時針走跟逆時針走有什么區(qū)別嗎? by 2-甲基庚烷
答： 順時針的概念源自北半球最古老的時間測量工具——日晷。在巴比倫文明時期（公元前1500年），人們發(fā)現(xiàn)豎立在平地上的晷針，其投影在春分秋分時節(jié)會以固定軌跡移動：日出時影子指向西方，正午轉(zhuǎn)向北方，日落時回到東方，形成向右旋轉(zhuǎn)的圓弧軌跡。這種由地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)共同作用產(chǎn)生的光影，被古埃及天文學(xué)家以12等分的方式固定下來，構(gòu)成了最早的'順時針'時間體系 。當14世紀歐洲修道院出現(xiàn)機械鐘時，工匠們直接沿用了日晷的運轉(zhuǎn)方向，使得順時針成為全球統(tǒng)一的時間流動符號。試想如果鐘表誕生在南半球，由于太陽投影會向左旋轉(zhuǎn)，今天我們看到的可能就是逆時針走動的時鐘。
從物理學(xué)角度分析，順時針與逆時針本身并無本質(zhì)區(qū)別，就像向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)都是相對運動。但標準化帶來的認知慣性讓人類文明產(chǎn)生了方向依賴 ：當所有鐘表統(tǒng)一向右旋轉(zhuǎn)時，逆時針運動就會被大腦識別為'異常狀態(tài)'。這種集體認知在工業(yè)革命時期得到強化——19世紀全球鐵路時刻表統(tǒng)一過程中，順時針鐘表作為標準計時工具，將時間流動的視覺符號刻入人類集體意識。
by Chocobo
Q.E.D. 投票 本期答題團隊 蘇博宇 、瑪卡巴卡 、姬子隰 、Chocobo 、4925 、ArtistET 、譚景仁 、涼漸
