第一卷 · 科学札记

把世界
看清楚

可核对的科学札记:宇宙、地球、生命与物质。不猎奇,不恐吓,只把机制讲清楚。

四辑 中文长文

开篇

Editor's note

目录

Index
宇宙

黑洞不是一个洞

它更像极端弯曲的时空区域。掉进去的不是“掉进井”,而是再也无法对外发光。

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宇宙

光年到底有多远

光年是距离,不是时间。它量的是光在真空里走一年会走出多远。

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地球

地球磁场如何保护生命

地核液态铁的对流制造出磁场,它把太阳风拨开,让大气不那么容易被剥走。

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地球

板块为什么会让地面发抖

地壳不是一整块瓷砖,而是缓慢相撞、错开、俯冲的若干板块。地震是应力突然释放。

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生命

DNA 双螺旋在说什么

它不是生命的神秘符号,而是一套可复制、可校对的化学文字。

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生命

光合作用的能量账本

叶子不是“吃阳光”,而是把光子的能量记账,写成糖,放出氧气。

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物质

量子纠缠不传送物体

纠缠很真实,也很安静。它不能用来瞬间寄快递,也不能超光速聊天。

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物质

相对论怎样让 GPS 走准

卫星钟比地面钟走得不一样。不改正,导航会在几分钟内漂出可用范围。

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宇宙

宇宙微波背景是一声余响

天空在无线电波段几乎均匀地亮着,温度约 2.725 K。那是宇宙变透明时留下的光。

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生命

细菌如何学会不怕药

耐药不是细菌变坏,而是选择压下的进化。用得越滥,不怕药的后代越常见。

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生命

疫苗怎样训练免疫系统

它给身体一份不会致病的预告,让记忆细胞提前上岗。

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生命

深海热泉与生命起源的一种想象

阳光到不了的洋中脊,热液喷口仍养着整套生态系统。它也启发了生命如何起步的假说。

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地球

月亮如何让地球转得稳一些

潮汐不只涨落海边,它也在偷地球的自转动量,并帮助压低地轴的晃动。

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物质

元素周期表的秩序从哪来

横行是电子壳层在填,纵行是最外层电子数相近。化学性质因此一家亲。

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宇宙

恒星靠什么活这么久

引力想把恒星压垮,热核反应向外顶。平衡能维持百万年到百亿年,取决于质量。

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地球

冰川怎样把气候写进冰里

南极和格陵兰的冰芯是年轮式档案:气泡保存古空气,同位素记录温度。

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生命

大脑并非成年后就定稿

突触会加强、削弱、改道。练习、损伤和经验都在重写回路,只是童年更便宜。

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物质

时间为什么显得单向

微观定律多半可逆,杯子碎了却不会自发拼回去。方向来自熵增和宇宙的低熵起点。

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宇宙

为什么需要暗物质这个词

星系转得太快,引力透镜也偏得太狠。看得见的星星不够付账。

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生命

病毒为什么通常不算细胞

它是一套会劫持的遗传程序加外壳,自己没有完整的代谢车间。

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地球

珊瑚为什么会白化

珊瑚虫赶走或失去体内的共生藻,颜色褪去,能量供给也断了。海水热了,这事更频繁。

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物质

超导为什么值得那么冷

电阻突然掉到零,磁场被排斥出去。医院的 MRI 已经在用,电网和量子计算还在等更便宜的冷。

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地球

潮汐不是月亮把海水吸成一堆那么简单

引力差、地球自转和海岸形状一起,把海洋揉成起伏的鼓包。

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生命

CRISPR 究竟是一把什么刀

它本是细菌的免疫系统。被改造成可编程的核酸酶后,编辑基因组才变得相对便宜。

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宇宙

太阳风怎样变成极光

日冕把带电粒子吹向行星际。它们撞上地球磁层,在两极点亮氧气和氮气。

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生命

蜜蜂不是在帮忙,是在做自己的经济

授粉是植物付钱(花蜜花粉)、昆虫取货时顺带完成的繁殖。农业借了这套生意。

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地球

微塑料为什么无处不在

塑料太稳,碎成毫米、微米后仍在。它们出现在海底、山雪和人体组织的报告里。

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宇宙

人择原理要小心使用

我们能提问,是因为参数允许提问者出现。这能排除一些不可能的宇宙,解释力却常常被高估。

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物质

生命是一种会耗散的秩序

生物体很整齐,却必须不断吃进低熵、排出高熵。活着不是违反热力学,是会记账的火焰。

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