创立于2012年的菠萝科学奖本日迎来了第10次颁奖。
本届颁奖仪式的科学主题为“脑筋天下第一”，有10项富有想象力的科研成果和事宜得到了2021年菠萝科学奖。

菠萝科学奖以“向好奇心致敬”的名义，广泛征集有想象力的科学研究成果和事宜，每年举办颁奖仪式对其进行褒奖和传播。
菠萝科学奖致力于找到那些并无野心改变天下，但也不会被天下摧毁好奇心的人，和更多的人一起分享科学。

菠萝科学奖设有物理奖、化学奖、数学奖、生理学奖、医学生物奖等常规科学奖项，颁发给在各学科领域中富有好奇心和想象力的研究。
如2012年生理学奖“数钱可以减轻疼痛”、化学奖“瓦罐鸡汤紧张滋味物质研究”、2014年医学生物奖“东亚人更爱流汗”、2015年数学奖“一根棒棒糖能舔多少次”、物理奖“蚊子为什么不会被雨滴砸去世”、2019年生物学奖“恐龙也得颈椎病”等等。
看似搞笑的研究背后都蕴含着科学家们对这个天下的好奇心。

在常规科学奖项之外，菠萝奖特殊设置菠萝U奖和菠萝ME奖，颁发给那些大概是无意中为科学传播做出贡献的事宜或人物。
菠萝U奖关注事宜，如2018年獐子岛扇贝屡屡离奇失落踪引发全民谈论扇贝生活习气；2019年一条让人印象深刻的宣扬语“澄江小虫虫 你的小祖宗”让澄江化石迅速走红，这两个事宜都得到了当年的菠萝U奖。
菠萝ME奖聚焦于“人”，如在教室上劈砖演示物理事理的川大教授，模拟美妆博主讲解实验室设备的医学生，他们用一种诙谐而独特的形式引发"大众对科学的关注，是当之无愧的菠萝ME奖得主。

菠萝科学奖还设有一些特殊奖项。
抱负奖旨在致敬那些天马行空的想象力，叶永烈的《小灵通漫游未来》、刘慈欣的《三体》都是本奖项致敬的工具。
发明奖探求那些看似古怪，实则能引人思考的发明创造。
如19年自拍杆发明人川上贤司的“反侦察皮鞋”。

本届颁奖仪式首次采取“无打仗自助式颁奖”，没有颁奖高朋和外部不雅观众，没有现场组织人，获奖科学家按照流程自行上台，领取奖杯、揭橥感言等，均通过自助办法完成。

以下为2021菠萝科学奖的部分解读。

01 戴森球是什么玩意？让你从砍树开始造一个征服宇宙的球

撰文 | 思故渊

本文是2021菠萝科学奖菠萝U奖的解读。

1959年，美国物理学家弗里曼·戴森在《科学》杂志上揭橥了一篇论文，名为《人工恒星红外辐射源的征采》（Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation），个中提出了这样一个假设：

我们可以认为：人类目前所利用的统统能量，实质上都是太阳辐射出来的能量。
化石能源，实际上也是在几亿年前植物进行光合浸染固定了地球上的碳元素，然后经由地底的高温高压形成的能源。
我们利用的资源，实质上是储存了几亿年的太阳光。

既然地球在轨道上只吸收了极小一部分太阳辐射的能量，那么，如果我们将全体太阳包起来，捕获大部分乃至是全部太阳辐射的能量，那么所能拥有的能量岂不是现有的许多许多倍？

弗里曼·戴森和他的戴森球天体理论。

这实际上便是“戴森球”的观点起源，指的是技能文明利用技能手段建造一个巨型的人工构造，将全体恒星包裹起来。
戴森认为，长期生存的技能文明对付能量输入的需求是在无穷无尽增长的，而戴森球就一定会成为能量需求增长的办理方案；如果人类文明能够持续延续下去，迟早有一天能量需求就会膨胀到须要利用恒星的大部分乃至全部能量输出。
而且这个办理方案目前没有实质上的科学上的困难。

在有了当代轨道卫星和太阳能电池等技能之后，建造戴森球实际上就已经只是一个数量问题，而非理论问题了。
实际上，前几年天文学家创造了一颗光度频繁变革的恒星KIC8462852的传出之时，就有人提出过“这是一个正在建造的戴森球工程”的假设，很可惜，最近的不雅观测结果并不支持这个理论。

而重庆柚子猫事情室所开拓的《戴森球操持》，便是这样一款培植游戏：玩家扮演一个探索宇宙的智能机器，目标便是从零开始，建造出你自己的戴森球。

01

建造：从砍树开始

戴森球游戏画面。

如果从（无用的）游戏分类学上来说，《戴森球操持》的类型该当是“沙盒自动化建造类”游戏。
游戏甫一开始，游戏会天生一个拥有一颗恒星和多个行星的恒星系，设定上玩家就作为一台智能机器，派往这个恒星系建造戴森球。
这实际上还涉及到另一个科学观点：冯·诺依曼探测器。

顾名思义，这个观点由物理学家冯·诺依曼提出，他认为如果我们能够发射一种能够利用当地资源进行自我复制的探测器，那么这种探测器可以指数型复制自身，在极短的韶光内（50万年，以地质韶光论确实非常短）走遍全体宇宙。
实际上玩家扮演的便是这么一个探测机器：在到达恒星系的某一个行星之后，玩家须要从砍树开始，从无到有建造起一整套工业体系。

“工业体系”，这个词便是游戏的核心。
我们之前玩过的游戏里，技能和设备都是用钱“变出来”的；而无论是大米蔬菜还是电脑手机，彷佛都是从商店的货架上长出来的。
而玩《戴森球操持》，玩家则实实在在的理解了什么叫做“工业体系”：这是一套漫长的，弘大而繁芜的系统，须要高超的方案能力才能让它运转起来。

砍树是第一步，玩家一开始须要网络木材来做最根本的能源供应；随即是采煤供应给火电厂来做轻微高等的能源；然后建造这些举动步伐工厂都须要钢铁，玩家又须要开采铁矿，与煤一起炼成钢，才有充足的钢材连续培植；接下来便是石油，即可以炼出轻质的燃油用来发电，也可以在化工厂制成塑料以支撑集成电路的制造。

集成电路则领向打算中央和核反应堆。
想要这统统高效的运转起来，不须要玩家本人跑来跑去，又须要培植一套繁芜而科学的传送带把全体体系连接起来以形成自动化运转。
用什么资源、生产哪种产品，进入下一个链条的生产举动步伐又有什么特定的比例，这统统都须要玩家自己精心的配平和打算。

比较有趣的一点，是游戏里的每一个行星都不是平面舆图，而都是球形的（听上去好似一句废话！
）。
这对游戏机制实际上有着深远的影响。
我本人在玩的过程之中创造，完备可以建造一套环抱行星赤道的传送带体系，就可以实现“总线式”流水线体系了。
而这在平面舆图上是根本做不到的。

02

末了，造个球

戴森球游戏画面。

像《戴森球操持》这种类型的游戏，之前也不是没有涌现过；比方说《异星工厂》（Factorio）。
游戏到后期，科技树越来越繁杂，所需的资源的数量和种类越来越多，玩家须要建造一个横跨多个行星的生产体系才能坚持下去，那么他们势必会产生一个终极疑问：我干这些事情是为什么呢？

正如其标题所述，终极目标便是造个球啊。

来到科技树顶真个玩家可以建造并且发射太阳帆，环抱恒星，形本钱身的戴森球。
过程中玩家还可以定制独家戴森球图形，达到千人千面、没有任何两个人的球是相同的效果。
相信我，当你看到你自己设计并且建造出的那个球在恒星轨道上缓缓旋转的一颗，造诣感会是无与伦比的。

《戴森球操持》中的“戴森球”并不但是借用了一个纯挚的天体理论噱头，它后面藏着开拓组所创造出的一整套既有科学根本也有科幻巧思的科技树设定，以及工业体系培植系统——这才是这个游戏最值得咀嚼的部分。
从树木到煤炭和钢铁，到氢能，到聚变反应堆，到行星际传输系统，直至终极的戴森球，玩家能够亲手体会到这一整套系统的弘大繁芜，从而对能源、对工业、对星际开拓有一个切身的认知，这无疑是“寓教于乐”这四个字的最好表示。

那么，又到了叩问心灵的时候了：既然现在我已经会砍树了（存疑），啥时候我能够开始建我的第一个戴森球呢？（大雾）

02 最白的白，让你美，还给你省空调费

撰文 | 皮卡秋

本文是2021菠萝科学奖化学奖的解读。

白颜料是一种非常主要的颜料，它不仅可以用来上色，而且在画的不满意的时候还可以用来覆盖。
它那么精良，完备在于一种极致的特性，越白的颜料越能反射掉所有照在上面的可见光，因此被画家们所十分看重。
能够出色地利用白色，每每会给艺术品带来非同凡响的效果，比如伦勃朗的人物像。

在他那个时期，荷兰人因铅白的制造而有名全体欧洲，这种颜料是通过一个相称奇特的过程所得到的：将金属铅条悬挂在土罐中的醋上头，然后把土罐在马粪下埋上几个星期，等到这种金属堕落后，就会得到一种通亮的白色粉末。

而且更加厉害的是，伦勃朗独创了自有的白颜料配方，据2019年《德国运用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition）上的一篇论文，研究者们通过X射线衍射创造，这位17世纪的大师曾通过将铅白和有机介质结合，而产生了一种具有很好流变性能的颜料，这也是他的“厚涂”技能如此出类拔萃的主要缘故原由。

白颜料在艺术领域和生活领域都非常主要。
图片来源：naturalpigments.com。

但铅颜料的也给利用者带来了巨大康健隐患。
18世纪意大利年夜夫纳迪诺·拉马奇尼（Bernardinus Ramazzini）就创造，他认识的画家险些没有一个康健的，基本上都体质孱弱、脸庞苍白、多愁善感，他敏锐地意识到这和他们所利用的有害颜料脱不了干系。

2013年，西班牙内科年夜夫胡里奥·蒙特·圣地亚哥（Julio Montes-Santiago）在《脑科学研究进展》（Progress in Brain Research）上揭橥了一篇文章，名为《被铅下毒的天才：五个世纪著名艺术家的铅中毒》，通过历史文献的研究，他认为米爽朗基罗、卡拉瓦乔、鲁本斯、梵高、雷诺阿……等等诸多艺术大师都有铅中毒的症状。

取代铅白的康健有好颜料钛白虽然在1821年就被创造了，但直到1921年才真正登上历史舞台，美国制造商在那一年推出了适宜艺术用场的钛白油颜料。
钛白的紧张身分是二氧化钛，它是一种更白的白色，具有更高的不透明度。
此外它的化学稳定性非常好，以是安全性也高，因此在当代扮装品中的利用也非常广泛，在防晒增白方面屡建奇功。
没办法，在长久以来的人类审美体系里，肤白貌美一贯是个金标准。

普度大学阮修林教授团队制造出了天下上最白的涂料。
图片来源：Jared Pike/普度大学。

以是你以为二氧化钛便是白的极致了吗？在材料科学家的眼里，它白则白矣，却是一场虚白——在紫外波段的反射并不尽人意，对阳光能量的总反射率最高不会超过91%。

本届菠萝科学奖的化学奖付与了普度大学西拉斐特分校机器工程学院和伯克纳米技能中央的阮修林教授团队，他们制成了阳光反射率达到98.1%的涂料，才堪称目前天下上最白的白，这项研究揭橥在了2021年4月的《美国化学学会运用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）期刊上，并且是作为封面文章。
殊不知仅仅在半年前，同一团队刚刚在Cell下面的开放获取期刊《物理科学》（Cell Reports Physical Science）上揭橥了论文，称他们所制得涂料的阳光反射率是天下No.1，高达95.5％。
这真是一欠妥心又打破了自己的最好成绩。

和95.5％的那次比较，98.1%的这次最大改进利用硫酸钡取代了碳酸钙，这两种都是较为常见的白色原材料。

研究职员利用红外摄像机比较屋顶上白色涂料样品的冷却性能。
图片来源：Jared Pike/普度大学。

提及来，阮教授研发该涂料的初衷，倒不是为了给画家们涂抹或者让你把脸擦白，而是为了对抗日益严重的环球变暖。
从上个世纪六七十年代开始，科学家们就在思考一种能够替代能耗和污染都极其大的空调的超级办理方案，即辐射制冷。
这是一种被动式制冷技能，其事理在于，任何物体都会以红外辐射的形式向外界发射热能，如果它发射出的热能能够低于它所接管的，那么显然就能够产生自动降温的效果。

在开拓辐射制冷的道路上，各路材料研发者可谓前赴后继，有人乃至还试过聚乙烯气凝胶和脱木质素木材，不过这些方法不仅在工艺上更繁芜，可运用性方面也大打折扣。
而本届“最白的白”，仅仅利用常见的硫酸钡和丙烯酸进行稠浊就达到如此效果，可谓是四两拨千斤。
事实上，他们团队是在试过上百种材料之后，才终极锁定了硫酸钡。

通过反复测试不同颗粒度的硫酸钡纳米颗粒，他们创造，让粒径分布在一个区间内（而不是单一粒径）能够达到最宽的反射谱，从而使得冷却效率大大提升。
据估算，利用体积浓度为60%的硫酸钡丙烯酸涂料覆盖约1000平方英尺的屋顶，可以得到的制冷功率相称于10千瓦的冷却功率，频年夜多数房屋利用的中心空调都更要强大。

作者们在论文中阐明了为什么会采取60%这么一个频年夜多数商业涂料都要高得多的体积浓度，这是由于，与其他常见填料（如二氧化钛）比较，硫酸钡的折射率较低，以是只有提高其浓度，才在复合股猜中实现强散射，从而反射掉更多太阳光。

不但是最白的白，最X的X领域的竞争实在一贯热闹得紧。
2014年，英国技能公司Surrey NanoSystem声称他们发明出了天下上最黑的黑材料Vantablack，可以接管投射过来的99.96％的光。
如果把它作为颜料涂敷到一个立体表面，就会造成一种二维化的效果——轮廓急速消逝在视野中。
也便是说，你可以把它理解成颜料界的二向箔……

最黑的黑Vantablack能让三维表面在视觉上直接二维化。
图片来源：Surrey NanoSystems。

这个发明引发了一段艺术圈的公案，由于一位名叫Anish Kapoor的艺术家把它买断了，意思便是不让其他同行在艺术品中利用，就此触发众怒。
另一位艺术家Stuart Semple首先站出往返击，他流传宣传自己创造了“天下上最粉的粉”颜料，每一个人都可以利用，只除了Anish Kapoor。

而Kapoor也是很调皮，他在Instagram上贴了一张竖着中指的照片，指头上沾着来自“最粉的粉色”颜料的粉末……欺人太甚有没有！
逼得Stuart Semple在之后又不断推出最黄的黄、最bling的bling来连续抵制他。
而在最近，Stuart Semple也声称自己开始***最白的白了，不过这个是针对可见光的，听说可以反射掉99.6%的可见光。

回到真·最白的白上面来，阮教授团队的成果一出来之后，就拿到了吉尼斯天下记录，引起了很多媒体的报导，而个中最高的呼声竟然是：让Anish Kapoor离它远点儿……

03 天下上最危险的动物是什么？

本文是2021菠萝科学奖生物奖的解读。

天下上最危险的动物是什么？狮子？老虎？鳄鱼？大白鲨？人类自己？都不是。

答案是，蚊子。
除了在太空的那几位航天员，七十多亿人类里没有谁可以避开蚊子的叮咬。
虽然被蚊子叮了本身除了丢失几微升的血液并奇痒难忍外，大多不会造成永久性的身体侵害，但这叮咬的过程中就可能有其他的生物进入你的体内。

它们是疟原虫、丝虫、登革热病毒、西尼罗病毒、黄热病毒、寨卡病毒、日本脑炎病毒等等等等。
环球每年有近10亿人由于蚊子叮咬而患病，造成近100万人去世亡。
而且随着环球景象变暖和人类职员物流交通办法的改变，蚊子正在以极快的速率霸占新的领地，造成蚊媒疾病的广泛传播。

为了对抗蚊子，数千年来人类想出了各种办法从利用纱窗蚊帐，到清理水坑水塘，到利用杀虫药和驱虫剂，乃至用不育的人工基因改造蚊子卧底毁坏。
我们手里的办法很多，但是永久不差下一个。
纱窗、蚊帐磨练的是家庭和个人的投入以及精确利用。
清理蚊子滋长环境磨练的是社区乃至国家的组织能力。
利用化学药物效果倒是不错，但是给环境带来了不小的影响。
至于基因改造蚊子，目前还在实验阶段，能否大规模推广还未可知。

蚊子叮咬传播疾病的热点，是热带、亚热带地区。
比如开曼群岛，这个以离岸金融有名的英国的外洋领地你可能只在财经***里听说过，在舆图上找到它可能要大费一番周折。
开曼群岛由三个岛屿组成，地处加勒比海，离牙买加不远。
开曼群岛的人口数量还不到10万人，但人均蚊子数量可能要在环球排在前列。

开曼群岛的蚊子到底有多厉害？有个叫JD·吉莱特（JD Gillett）的蚊子专家，从北美的荒原到非洲的雨林，他生平都在世界各地研究蚊子。
1971年，吉莱特博士在开曼群岛遭遇了人生中最凶猛的蚊子攻击，他总是用自己作为实验工具，实验方法是遮盖身体，只露出一条胳膊。
在开曼群岛的那次实验中，一分钟内，吉莱特的那只胳膊被蚊子叮了600个包。

早在1965年，科研职员就在开曼群岛成立了蚊子研究与防控组织（The Mosquito Research & Control Unit），经由半个多世纪的发展，这个组织已经成为一个颇有国际影响力的蚊子研究专门机构。
本次菠萝科学奖生物学奖获奖研究的第一作者哈马迪·丁博士便是开曼群岛蚊子研究与防控组织的事情职员，他与来自马来西亚、印度尼西亚、泰国和日本蚊子研究专家一起，进行了一种新的蚊子防治手段的探索。
研究论文揭橥在《热带学报》（Acta Tropica）杂志2019年第194期上。

这种新方法，便是给蚊子听音乐。
以前，只有蚊子给人类听“音乐”的份，那种嗡嗡声是每个人心中挥之不去的“小夜曲”。
科学家们研究创造，蚊子的嗡嗡声不单单是翅膀震撼形成的噪音，它还扮演着部分蚊子措辞的功能。
为了测试音乐是否会滋扰蚊子，科学家们设计了分外的蚊子“音乐厅”。
一个温度湿度光照对蚊子都很友好的盒子，里面有一只被绑住的活仓鼠、一只饥饿并且没有交配过的雌性埃及伊蚊和一只雄性的埃及伊蚊。

埃及伊蚊是在环球温暖区域广泛分布的一种可以传播登革热等疾病的蚊子，在我国南方地区也有分布，跟另一种长得很像的白纹伊蚊一起被俗称为“花蚊子”。
在安静的环境里，饥饿的埃及伊蚊均匀只须要30秒就会成功叮咬仓鼠。
然而，当科学家打开这个“音乐厅”的音响，播放4分零3秒来自美国著名电子乐音乐人Skrillex的白金金曲《胆怯怪物与俏丽精灵》（Scary monsters and nice sprites）之后，雌蚊子显然有点晕头转向，均匀须要三分钟才能叮咬成功。
不但叮咬行为涌现得更慢了，叮咬的次数和与盒子里的雄性交配的次数也显著地低落了。

Skrillex的电子乐专辑《胆怯怪物与俏丽精灵》发行于2010年，环球销量数百万，专辑的同名单曲得到了2012年第54届格莱美最佳舞曲奖，在很多影视作品和电子游戏中你都能听到作为背景音乐的这首曲子。
你可能要疑惑，是不是研究职员把音量调得太大，把蚊子给震坏了。
还真不是，实验时，盒子里的均匀音量只有20多分贝，跟蚊子的嗡嗡声差不多。
科学家们推测，《胆怯怪物与俏丽精灵》里稠浊的低频和高频声音以及很重的节拍，滋扰了蚊子的听觉。
这也是他们选择这首音乐的缘故原由。

作为人类第一次严明的给蚊子听音乐的研究，结论是特定的音乐确实可以滋扰蚊子的行为，声音驱蚊法有希望成为一种实用的防蚊手段，从而减少化学农药的利用量。

末了，市情上有很多流传宣传可以驱蚊的超声波驱蚊app或者设备，目前的研究表明超声波对蚊虫没有明显的驱赶效果，这些办法并不靠谱。
而本次研究提到的是可听声，虽然目前在实验室研究中表现不错，但还没有进行真实环境下的测试，以是大家可以在不打扰邻居的情形下设计并开展实地实验，期待你为天下防蚊奇迹做出自己的贡献。
菠萝科学奖，等待你的研究成果。

04 当物理学家们聚拢在酒吧，就创造了扔杯垫的奥义

撰文 | Sophie

本文是2021菠萝科学奖物理学奖的解读。

某日，一群人在酒吧聚会。
酒足饭饱、感情飞腾之时，他们玩起了“扔啤羽觞垫”的游戏：把啤羽觞垫当作飞盘，扔得远者胜。
但是，他们很快创造，想要飞得直直的真是太难了。
杯垫在空中的滑行总是会翻转，继而偏离直线。

玩耍过程中，剧情逐渐像啤羽觞垫一样跑偏。
这群人的真实身份都是物理学家，于是开始职业性谈论：为什么啤羽觞垫的滑行办法和飞盘不一样，无法又直又远？如何用物理学来阐明这一征象？

回到研究所，三人把啤羽觞垫的翱翔抽象成了物理公式，为了验证理论，他们又做了台啤羽觞垫发射机，在走廊里飞了成百上千个啤羽觞垫，还砸了好几个***。
末了，此番研究成果被写成了一篇论文，并附上声明，这项研究“毫无用武之地”。

三位研究者与啤羽觞垫和发射机的合影。

这是来自德国波恩大学亥姆霍兹辐射与核物理研究以是及阿格兰德天文研究所的物理学研究者，约翰·奥斯特迈耶（Johann Ostmeyer）、克里斯托夫·舒尔曼（Christoph Schürmann）和卡斯滕·乌尔巴赫（Carsten Urbach）的真实故事。
2021年7月24日，他们对啤羽觞垫翱翔模式的研究揭橥在了《欧洲物理学杂志+》（The European Physical Journal Plus）上，并配上了欢快的标题：《啤羽觞垫不是好飞盘》（Beer mats make bad frisbees）。

可能你也创造了，人们在抛飞盘的时候总会让它旋转着飞出去，这是一个众所周知的技巧。
不转的飞盘很难飞好，旋转反而能让它又稳又远。
这是由于，飞盘的旋转轴与它的对称轴重合，此时的迁徙改变惯量最大，能让飞盘稳定旋转而避免翻转，想飞不远都难。

空气动力学造型是另一个有利成分。
飞盘的内侧（下表面）是凹进的，而外侧（上表面）是凸出的，它的低落过程有点像飞机着陆。
在飞盘翱翔过程中，总会与自由气流有一定角度，空气被飞盘改变方向，反过来会给飞盘一个浸染力，让飞盘产生升力。
飞盘波折的形状让升力涌如今飞盘中心，让它飞得更高、没有偏斜。

再让我们来看一看翱翔中的啤羽觞垫的情形。

翱翔中的啤羽觞垫的受力情形。

比起飞盘，杯垫就没有这么好的翱翔条件了。
它既平且轻，反而不稳定。
当正在翱翔的杯垫开始降落时，会碰着下方的气流（图a）。
这使得它又得到了升力，但这个升力并没有像飞盘一样浸染在重心处，而是浸染在了杯垫的前半部分（图b），这个向上的升力F（lift）会产生扭矩M（图c），导致杯垫的自转轴旋转（图d）。

于是杯垫被推了起来，直到直立。
由于扭矩只有在杯垫上旋或下旋时，才会消逝，这使得杯垫趋向直立。
此外，加上马格努斯力的浸染，杯垫的下旋比上旋更稳定，因而在杯垫翻转直立起来之后，它会以下旋的办法连续翱翔，运动的方向也发生了偏斜。
如果被惯用右手的人抛掷，杯垫将顺时针旋转并飞到右边去，左撇子则相反。

大略解释一下，马格努斯力指的是一个在流体中迁徙改变的物体将会受到的力，在球类运动中其运用非常普遍。
杯垫在空气流体中显然也会受到这个力。

对这一征象做了定性的论证之后，研究者们连续把它转化成了能有效描述啤羽觞垫翱翔的公式。
啤羽觞垫翱翔轨迹的变革是重力、升力和角动量相互浸染的结果。
在啤羽觞垫的翱翔过程中，有一个关键时节点τ。
在τ之前，啤羽觞垫的翱翔轨迹是没有偏斜的；在τ之后，啤羽觞垫的偏离程度将随着翱翔韶光显著增长。

啤羽觞垫翱翔的理论公式。

为了证明公式的有效性，三个理论物理学家考试测验打算多抛些啤羽觞垫试试。
但是由于人力抛出的杯垫不愿定性太大，翻转的韶光是随机的。
于是，他们只能请人帮忙设计和制作了一台啤羽觞垫发射机来测试这些公式。

研究中利用的啤羽觞垫发射机。

研究职员正在走廊里发射啤羽觞垫。

杯垫发射机由两个电动机驱动，杯垫被两侧的传送带加速，以和传送带相同的速率被抛出。
发射机被放置在0.98米的高度。
这些条件担保了啤羽觞垫被抛出的初始条件是相同的。
杯垫的翱翔轨迹用每秒能拍摄500帧的高速摄像机记录，并用Trakcer软件提取出来。

随着韶光变革，飞盘相对付初始位置的偏离情形（实验、公式、数值仿照三种结果的比拟）。

末了的实验结果非常完美，理论公式与实验结果十分吻合。
研究者们根据公式预测，啤酒垫最多能保持0.45秒的稳定翱翔，就会翻转。
而一张扑克牌只能达到一半的韶光，约0.24秒。
一张CD的稳定翱翔韶光比较长，能达到0.8秒，乃至比不考虑空气动力学加成的飞盘（0.7秒）还要长。
很多人切切没想到的是，能稳定翱翔很永劫光的居然是铁饼，能够达到16秒旁边。

看来想用啤羽觞垫做飞镖，还是有点难的。
除非它旋转得非常快。
天下上最好的掷牌高手之一Rick Smith Jr.节制了这个技巧，能将扑克牌飞出60多米。
但纵然他技巧如此之高，也无法掌握扑克牌走一条直线不翻转。

Rick Smith Jr.用高速的纸牌命中目标。

总而言之，在经由建模剖析、仿照实验、高速摄像机记录、数据剖析后，三位物理学家得出了一个和日常不雅观察一样的结论：啤羽觞垫在被抛出去之后，并不能像飞盘一样飞得很远。

个中乌尔巴赫教授感叹到，此项研究完美地实践了自然科学总结知识的完全过程：从不雅观察到提出理论，再到实验验证，再对理论进行调度和拓展。
很多根本研究的初衷每每很大略，便是想要得到验证知识。

提及来，这不是第一作者奥斯特迈耶和他的“酒友们”第一次做和啤酒有关的“无用”研究了。
2020年，他曾研究过敲啤酒（beer tapping）的物理征象。
当一个人恶作剧地用自己手中的啤酒瓶底去敲击另一个人的啤酒瓶顶部，下面的瓶子会有大量的啤酒泡沫喷射出来，而上面的瓶子一点事儿都没有。

之前已有西班牙研究者研究了下面的瓶子里发生的事情，而Ostmeyer的研究重点是搞清楚为什么两个瓶子表现不同。
啤酒泡沫的喷射是由于一系列的“波浪”递进，但由于上面的瓶子里没有产生那么低的压力，以是只诱发了中等程度的振荡，不会发生喷射——恶作剧者得以全身而退。

05 刷个手机，怎么就人传人了

撰文 | 冷月如霜

本文是2021菠萝科学奖生理学奖的解读。

人生的幻觉无外乎有三种：我能反杀、她喜好我，手机在震。
前两种幻觉很随意马虎用“普而自傲”来阐明，它们是尚未在现实高墙上撞得粉碎的泡沫，乐不雅观的表象下藏着悲剧内核。
而手机在震这个就不好用自傲来阐明了。
西方那一套媒体也只能无奈生造出“幽灵震撼综合征”这个词，用来描述这种觉得手机在震，取出手机一看却毫无新的尴尬征象。

但有时，我们掏手机只是出于习气，并非真的靠皮肤或耳朵感想熏染到了新的到来。
一些学者认为对手机上瘾的人类正被剥夺宝贵的把稳力，是新世代下的新垮掉。
然而并非所有的学者都如此愤世嫉俗，比如意大利比萨大学的伊丽莎白·帕拉吉（Elisabetta Palagi）教授的团队便正儿八经地研究起了手机上瘾背后的科学。
今年4月，她们揭橥了一篇论文，指出刷手机像打哈欠一样会传染。

Elisabetta Palagi教授（左一）和她的学生Veronica Maglieri（左二）、Filippo Bigozzi（右二）、Marco Germain Riccobono（右一），个中Veronica和Marco都是本研究的作者。

说实话看到这篇论文后，菠萝科学家的评比委员会如释重负——原来自己上班时刷手机不是由于偷

01

“我也不知道为什么要打给你”

帕拉吉教授的学生维罗妮卡·马格列里（Veronica Maglieri）是这项研究的第一作者。
她说自己不雅观察到了一个征象，人群中一旦有人开始刷手机，这个动作就会快速传染，于是乎，他们决定做一项不雅观察性的实验来考验自己的想法（为自己刷手机解脱）。

冒着传染新冠的风险，研究职员们在2020年的5月到9月间做了一系列暗中不雅观察，统共挑选了184名不雅观察工具（88位女性，96位男性）。
为了确保实验不被外界成分所滋扰，研究职员们特地挑选生活中的常见场合入手，如在公园、饭店、公共交通场所等。
所有被不雅观察的工具都没故意识到不远处还有人悄悄盯着他们，看他们有没有在刷手机。

顺便一提，研究职员们一共前往了820个不同的场合，均匀下来每天要去5、6个不同的地方，在新冠期间也是辛劳了……

在这些场合中，研究职员们亲自上阵，作为刷手机的传染源。
他们随机做着“刷手机”和“玩手机”的动作——刷手机时，研究职员们取出手机一通操作，并至少不雅观看5秒钟以上的屏幕；而在玩手机时，他们虽然也会取出手机操作超过5秒钟，但双眼完备不看屏幕。
通过这样的设定，研究职员希望能比对出刷手机的传染力能有多大。

你一刷，我就刷，大家一起刷。

而在附近那些能看到传染源，手头也有手机的人自然就成了被不雅观察的工具。
当研究职员做出刷手机或是玩手机的动作后，躲在另一旁的不雅观测者开始计时，统计3分钟内附近***的反应，以及他们多久会受到传染，跟风刷上手机。
而这些剖析的结果令人惊异。

统计表明，在周围有人刷手机时，就像是中邪一样平常，有约50%的人在短短30秒内也拿起了自己的手机开刷。
相反，如果最初研究职员只是取出手机盲操作，眼睛不看手机，传染力就会大减。
据统计，周围大约只有0.5%的人会去刷手机，人数锐减99%。

这些结果清楚地表明，手机一刷起来，就有足够的传染力，并将刷手机的冲动辐射到周围一圈。

故意思的是，这种传染力看似是无意识的。
维罗妮卡讲述了一个实验中的有趣故事。
她说她在候诊室（先不问为什么要在新冠期间去候诊室）里刷起手机后，坐在她对面的一位女士在“短短几秒”内拿出了自己的手机打起了电话——“我也不知道为什么要打给你，”那名***女士说道，“我便是想和你聊聊。
”

02

你也是变色龙吗？

关于刷手机会传染这件事，论文作者们有着自己的阐明。
她们指出，跟风刷手机是一种下意识环境下做出的行为，且可以看作是对他人行为的模拟。
事实上，早些年的科学家们已经把稳到了这种奇特的无意识模拟征象，并给它起了一个名字——“变色龙效应”。
模拟者就像变色龙一样，在迈入到一个新环境时，身体会自然做出改变，与环境融为一体。

对付人类而言，这当然不是指皮肤也会变色。
事实上，人类通过模拟想要融入的，是一种社友谊况。
我们可能都有过类似的经历——在事情中刻意将自己塑造成职业的形象，口头和肢体措辞都颇为得体，符合职场规范。
而放工后，我们又能和朋友们愉悦地嬉笑怒骂。
这都是在不同社友谊况下的正常反应。
通过让自己看起来和别人一样，有助于巩固已有的社会纽带，或是建立全新的社交联系。
而如果一个人觉得自己被社会伶仃，他就更有可能模拟他人。

帕拉吉教授正是研究变色龙效应的专家之一。
她和其他一些学者指出，属于变色龙效应的模拟行为可以包括表情、手势、口音、乃至抖腿或打哈欠等看似无意识的肢体动作。
显然，现在这份清单上还要加上刷手机。

没想到吧，刷手机和打哈欠一样是会涌现人传人的。

如果说刷手机和其他模拟行为有什么不同，那便是它的无差别性。
研究职员们对数据进行了深度清理和剖析，创造无论年事还是性别，都不会影响到刷手机的行为。
这可能是由于环球已有超过35亿人用上了智好手机，占环球总人口的近一半。
短短几十年里，我们早已将智好手机视作社交中不可或缺的一部分，乃至还会无意识模拟他人刷手机的行为，以求融入。

这并不是一件好事。
“我们总觉得须要屈服周围的人给我们定下的‘规范’，以是会自动让彼此的行为相匹配，相契合。
”帕拉吉教授说道，“但智好手机会滋扰真实生活中的行为，以是反而会增加社交的隔离感。
”对付那些没有智好手机，或是手机不在身旁，无法模拟刷手机行为的人来说，这种孤独感尤甚。

研究职员们还在论文的谈论环节中提到了一个让人担忧的场景：考虑到目前智好手机的霸占率恰好近半，在利用智好手机和不该用智好手机的人群间，很随意马虎涌现一种割裂——后者会对前者抱团的行为感到失落望或愤怒，从而阔别自己利用智好手机的亲友，寻求更为虚拟的社交关系。

03

要用邪术打败邪术

难道我们就对刷手机的传染性无能为力，就此听凭这个天下愈发走向孤独了吗？那也不至于。
正如前面所讲的，研究职员们在800多个不同的场合中对刷手机的传染性进行了不雅观察，而个中一些场合的数据明显有着不同，比如说饭店。

光从不雅观察结果来看，但凡人们面前有食品，就能抵御住其他人刷手机的传染力而不去跟风模拟。
研究职员们特地指出，这和用饭时腾不脱手没有关系，由于他们在饭前饭后也都网络了足够多的数据。

俗话说食色性也，显然和刷手机比较，用饭更为主要。
这不只是生理上的，也还是社交上的。
自人类有文明起，聚餐就被授予了分外的意义。
在任何一个人类社会中，共进和分享食品都能匆匆进彼此之间的关系。
更何况这是新冠期间在饮食文化浓厚的意大利做的实验。
病毒面古人们面基不易，在有限的机会里，彼此都格外珍惜相聚的光阴。
倘若在这个神圣的时候自顾自的掏手机，恐怕是要被视作异端，和往披萨上放菠萝一样遭人唾弃的。

唯有美食，可以肃清统统社交障碍。

但这并不代表个中就没有变色龙效应了。
饭局是社交的延申，也是社会的缩影。
在饭局上，人们依旧有着融入的需求，只不过彼此之间的面部表情和动作成了更好模拟的工具。
如果所有人都能由于一个段子而开怀大笑，那他们又何必取出手机来寻求认同感呢？

这一点也再次指出刷手机和其他社交模拟行为上的不同。
其他社交行为须要人与人之间的互动，而刷手机每每不用。
这样的模拟只是行为上的表象，人与人之间并未就此建立起情绪上的共鸣。

PS：

在审阅完菠萝科学奖生理学奖的解读稿件后，会议室里大家纷纭开始反思，平时习以为常的刷手机行为，是否在不经意间，也让这个社会变得愈发冷漠与割裂。
直到馆长发起，这项研究明明见告我们用饭的主要性。
我们平时之以是刷手机，说到底还是聚餐的机会太少，以是，今晚去哪儿吃？恍然大悟之中，大家取出手机查了一圈点评，七嘴八舌给出了不少建议，空气中也就此重新充满了快乐的气氛。