别笑，看科学道理

上篇回顾：粉碎那些流传已久的健康谣言——购物小票致癌、可乐杀精、经期洗头易患癌……这些涉及健康话题的帖子在社交网络上一直颇受关注、转发广泛，不少看似有趣有益，真实性却很难辨别，很多人抱着“宁可信其有”的心态对待，引起不必要的担忧和恐慌，还有的中了保健品厂家的推广计策。近日，多家权威媒体接

别笑，看科学道理 2012年9月，一年一度的搞笑诺贝尔奖颁奖“典礼”在哈佛大学举行。尽管与会人员也不乏西装革履者，不过满地五颜六色的纸飞机、衣着怪异的工作人员，都让这场“典礼”更像一个“晚会”。


“搞笑诺贝尔奖”设立已经有20多年的历史了，其目的是为了奖励那些“乍看让人发笑，但是随后又发人深省”的研究工作。这些科学家的研究成果都发表在世界顶尖的学术期刊上，并获得了同行乃至企业界的认可。


流体力学奖


获奖者：〔美国〕克雷奇特尼科夫和迈尔


论文：《端着咖啡走路：为什么咖啡会洒出来》


为什么咖啡会洒出来？这是一个“流体力学”问题。36个注释、7幅图表、6处公式——这篇发表于2012年4月26日《物理评论E》上的论文，是一个严肃正经的实验研究。


移动任何装满了液体的小型容器，都得小心避免液体从中洒出来。洒或者不洒，除受人自身走路的因素影响外，还牵涉液体晃动的科学；而这又取决于加速度、力矩和力的复杂互动。


研究发现，杯中液体前后的晃动有某种固有频率，这个频率由容器的大小决定。两名研究者表示，普通大小的杯子产生的固有频率恰好符合人走路时双腿摆动的频率——这就意味着，在没有外部干扰的情况下，走路本身就会让咖啡晃荡起来；即使走路频率的微小改变，也会增强咖啡的震荡，增加泼溅几率。翻译成大白话就是：只要你走路，咖啡就会晃；你要是走得不匀速，咖啡就会溅出来。


好吧，这个结论似乎没提供什么新鲜信息。那么，怎样才能防止咖啡洒出来呢？减小加速度；保持咖啡液面和杯口之间适当的距离——至少要是杯子直径的1/8，通常来说，就是1厘米；走路的时候盯着自己的杯子。


通俗地说，就是：走慢点，少倒点，悠着点。


英国研究液体晃动的数学家特纳认为，尽管给出的建议没什么新意，但是研究者建立的数学模型还是很有用处的，可以让科学家在不用真的造出这些杯子的情况下，研究不同的杯子设计。特纳还说：“这个研究也可以给杯子生产厂商以启示——比如他们可以在杯内画上一条&lsquo:警戒线&rsquo:，以减小咖啡溅出的几率。”


心理学奖


获奖者：〔荷兰〕伊尔兰德、扎万、瓜达卢普


论文：《身体左倾会让埃菲尔铁塔看起来更小》


在颁奖现场摆放着一张桌子，上面放着一个埃菲尔铁塔的模型。5名诺贝尔奖得主亲自上阵，排成一列站在桌子前进行观察。随着一声发号“往左斜”，5名科学家均配合地将身体左倾，来验证如何看会使埃菲尔铁塔显得更小。


参加实验的志愿者们被要求站在平衡踏板上回答问题，通过控制和调整被测试者的压力中心，就可以在不知不觉中改变被测试者的姿势；一旦被测试者偏离压力中心，屏幕上就会弹出警告信息提醒他们“注意姿势”。


为了让志愿者们意识不到自己的身体有所倾斜，屏幕会持续告诉他们保持直立；而事实上，研究者在左侧和右侧的传感器上设定了2％的重量偏差，让他们在不知不觉中身体右倾或左倾——这种倾斜幅度极其细微，人们一般意识不到。


结果显示，身体左倾的人对所有数字的估计都比身体右倾或者直立的人要小。研究者认为，出现这种情况可能是因为人们会把头脑中的数字按照从左到右、从小到大的顺序进行排列，当人们需要对某件事情做出数值上的判断时，他们会从记忆中提取一个数字。当人们身体左倾的时候，更容易回忆数值偏小的东西。


所以，“一定是我的姿势不对”，这句网络上的搞笑用语，有了华丽的科学依据。


物理学奖


获奖者：〔美国〕凯勒、戈尔茨坦，〔英国〕沃伦、罗宾


论文：《马尾辫的形状和头发纤维束的统计物理学》


一群大老爷们将兴趣点放在了女人的马尾辫上。在论文中，研究者写道：“马尾辫是什么形状的？考虑到平均每人有10万根头发，即使只有一部分头发扎在一起成为马尾辫，其数量也极其庞大——这是统计物理学中的难题。”


剑桥大学的戈尔茨坦研究复杂物理体系，他和同事们一直想要确定这么一件事情——马尾辫的形状能不能从单单一根头发的性质推导出来。在一系列令人眼花缭乱的字母和计算式之后，研究者认为，头发的关键参数包括弹性、密度和卷曲度，这些性质决定了一根头发的弹性有多好；另一个不容忽略的因素则是头发的长度。科学家得出了一个非常简单的描述马尾形状的公式，他们给这个公式起了一个颇有童话气息的名字——“长发公主”指数。


长发公主指数低的马尾辫，会呈扇状散开；而长发公主指数高的马尾辫，重力大于头发之间的弹力，会柔顺地垂下。相关领域人士表示，他们的研究也许可以帮助业界生产更好的洗发、护发产品，也有助于计算机动画产业更好地描绘人物的头发。


斯坦福大学的数学家凯勒为了弄清楚马尾辫的运动原理，一头扎入了数学建模和机械实验中。他认为，马尾辫像是一个行为颇有规律的系统，但是它明明由数以万计个纤维丝组成，每一个与另一个之间都有相互作用的弹力。对于数学建模来说，最麻烦的问题就是“多对象问题”。不过，在物理的帮助下，现在这个多对象问题已经成为“一系列简单的公式”。于是，这位可爱的数学家解开了慢跑者马尾辫左右晃动的秘密。
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