【西】大卫·加耶 译/姜宁

【内容简介】

西班牙超火的“网红”科普播主——大卫·加耶以幽默风趣的方式探索40个科学问题：把你的房间和宇宙都搞乱的是同一个“神秘力量”？时间真的存在吗？住在楼下的邻居比住在楼上的你活得更久？如何结交到一个外星人朋友？需要多少只蜘蛛才能停下一架波音747？……所有脑洞大开的问题的答案，都在这里！

本书不仅涵盖数学、地理、物理、化学等知识，还将这些知识与人们的生活相关联，让读者迅速获取新的知识，体验科学带来的乐趣。

需要几只蜘蛛

才能刹住一架波音747？

虽然大多数人都很害怕蜘蛛，但我却很喜欢它们。你可以觉得我是个怪胎，当然也可以叫我蜘蛛人，就像电影《蜘蛛侠》的主角彼得·派克那样。在一次科学展览中，这个小伙子被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤，结果获得了符合蜘蛛特性的超能力，如超级力量、超敏捷性、蜘蛛感应，以及像蜘蛛一样能在墙上行走。最终，彼得·派克成为漫威的超级英雄，打响了自己的名头——蜘蛛侠。漫威的老板斯坦·李是一个喜爱在自家电影中客串的人，他作为编剧，和漫画家史蒂夫·迪特科一起打造了蜘蛛侠系列。或许是蜘蛛侠的设定引起了害羞的青少年，甚至是怪胎们的共鸣，自从1962年这一形象首次出现在《惊奇幻想》第15期开始，蜘蛛侠便受到了人们难以置信的欢迎。我甚至在自己的科学视频中也用过蜘蛛侠的例子来解释单摆现象。不过，我必须把这几部电影重新再看一遍，因为我压根儿不记得那句对我的教学视频至关重要的话出现在第几部里。我发现墨菲定律确实是不可阻挡的，因为我并没有按顺序去看那几部电影，所以直到看到最后一部时，我才找到我需要的场景——两个可能来自物理系的学生，一边漫步校园，一边讨论着蜘蛛侠的重量，其中一个说：“得了吧，你明明知道摆球的质量根本不会影响摆动的速度。”

让我们回到蜘蛛本身以及和它有关的科学中来吧。蜘蛛属于蜘蛛目下的蛛形纲，和蝎子或螨虫一样同属节肢动物。当然，如果螨虫能更大一点的话，可能也会有属于它的末日电影了。如今，已有多达46500种蜘蛛被确认，而且其中许多蜘蛛都具有令人惊讶的特征。

最令人惊奇的，还并不是蜘蛛的体育才能，而是它们能够制造出一种坚韧的蛋白纤维，也就是我们常说的“蜘蛛网”。很多年前，科学家和工程师们就已经开始研究这种极为独特的材料，试图发现其新的用途。当然了，并不是所有的蜘蛛都会织网，只有那些视力很差的织布工蜘蛛才需要编织出一张网，方便自己捕猎进食。蜘蛛网有多么牢固呢？铅笔厚度（70毫米）的蜘蛛丝可以让一架飞行中的波音747停下来，它的强度是钢铁的五倍还多，几乎是凯夫拉防弹衣的五倍了。精准到数字的话，按一根蜘蛛丝的厚度是1微米，也就是千分之一毫米来算，只需要70000只蜘蛛就足以让我们的波音飞机停下来。谁还会说蜘蛛丝看起来很脆弱呢？

除了让飞机停下，蜘蛛丝的生物相容性也使其在生物技术、再生医学、可吸收手术缝合线或细胞培养方面都具有潜在的用途。人们还在研究其他可能的用途，以提高电池的效率和耐用性，从而应用于智能手机或平板电脑中。不过，确切地说，蜘蛛侠的蜘蛛网本身并不是一种超能力，他是依靠自己的科学知识才设计制造出著名的蛛网发射器。谁还敢说物理课和生物课没用呢？

蜘蛛的纤维除了能够用于织网外，还有很多别的用途，如筑巢、繁殖、攀爬、空飘、潜水钟（适用于生活在水下的水蛛）、运动传感器，甚至食物——当没有其他东西可吃的时候。蜘蛛的空飘行为也被称为“气球飞行”，在某种程度上类似于人类所做的滑翔伞训练。蜘蛛有着既能随风飘荡又能粘牢猎物的蜘蛛网，所以它们能够远赴几十公里外的海岛进行“殖民”，以求得生存，并让蜘蛛这一物种散播各地。1883年，喀拉喀托火山喷发，几乎完全摧毁了这座位于爪哇和苏门答腊岛之间的小岛。七个月后，登岛的探险者们发现的第一种生物便是蜘蛛——它们很有可能就是通过空飘的方式到达这座小岛的。

让我们从蜘蛛谈回蜘蛛侠。蜘蛛侠的存在有什么科学原理吗？首先，我们来看下蜘蛛侠的爬墙能力。在电影中，我们看到这位超级英雄的手指上长出了小刺——尽管严格来说，我们并不确定这些小钩子是否足以让他爬上墙。那蜘蛛又是怎么做到这一点的呢？答案是通过所谓的“范德华力”。蜘蛛，又或者是蝾螈、蜥蜴等，脚上长满了成千上万的细小刚毛，在与墙壁表面分子近距离接触时便会产生“范德华力”，使它们能够在墙壁上爬行。粗略地讲，“范德华力”的产生是由于分子的正电荷和负电荷并不总是均匀分布，并且在不同的分子中会产生短暂的正电荷和负电荷区，从而相互吸引。这些力虽然很微弱，但是当有大量的分子同时运动时，效果就会成倍增加。

现在，借鉴二次立方定律，能够产生“范德华力”的表面所占身体的比例，应当取决于攀登者的体重——这是很合乎逻辑的。对于蜘蛛来说，它们的重量很轻，仅仅依赖爪子的微小表面就足够了，而人类如果想要依靠“范德华力”在墙壁上行走，40%的皮膚上都必须要长满刚毛——或者，根据剑桥大学的研究，有一双145码（即132.588米）的脚也行。

至于蜘蛛的感官——多亏了这一点，彼得才摆脱了自己的眼镜——它的四对眼睛可以向不同的方向聚焦，从而留心观察周围的一切。尽管蜘蛛通常都是近视眼，但跳蛛的视网膜上有四层感光细胞，因此拥有动物王国最好的视力。大多数蜘蛛，尽管没办法看清东西，但它们浑身的毛发，尤其是脚部的毛发，都对振动以及空气流动十分敏感，这些毛发能让它们感受到那些即将到来的危险并做出反应。这就是蜘蛛侠所拥有的、著名的蜘蛛感应。

我想起了一句话，“所有的力量都意味着要肩负起巨大的责任”。

“需要几只蜘蛛才能刹住一架波音747？”我把这个问题发表在了各大社交网站上，有网友说：对一个有蜘蛛恐惧症的飞行员来说，只需要在他的机舱里放一只蜘蛛就够了！

你属于理科，还是文科？

我敢肯定，你曾经很多次被问过“你是属于理科还是文科”。甚至，你可能自己也这样回答过：“我是文科的，所以千万别让我算咱们晚饭的账单。”“我是理科的，我可不愿意回答什么艺术和文学的题目。”

上述回答很常见，因为人类是如此热衷贴标签的生活方式。甚至在科研机构中，也已然形成了两个截然不同的群体：一群人热衷于研究自然规律及其特性，并且试图推动科技工具的进步;另一群人则醉心于人类世界，关注人类的思想、历史以及语言，并从事人文与艺术创作。这是两个有着不同主题和方法论的知识领域，尽管科学方法的成功能促使人文学科变得更加科学化和数学化，但这并没有完全实现，毕竟经济学、历史或人类心理等人文学科比自然要难预测多了。

1959年，英国物理学家、小说家C.P.斯诺在剑桥大学评议会大楼发表了题为《两种文化》的著名演讲。在这次载入史册的演讲中，他提到了这种发生在理工科学生与人文科学生之间的分裂。斯诺认为这种缺乏沟通、缺乏多学科性的现象，在人类未来面对挑战时，可能会带来诸多问题。必须指出的是，斯诺的演讲内容并不完全公正，因为他把物理学家描绘成了进步的英雄斗士，而把作家和停滞不前的传统文化之间几乎画上了等号，认为他们同任何进步都背道而驰——事实上，由于他的介入，人们的争论产生了有价值的成果，但这不是问题的关键。

确实，人文学派和科学学派的人并不理解对方，甚至根本不愿意试图去理解。形容一个人“有文化”，通常同人文学科而不是科学学科的知识联系在一起，比如说，当一个人不知道法国大革命或堂·吉诃德的某些基本事实时，人们会认为他没有文化。然而，如果一个人不知道牛顿定律或热力学第二定律——构成我们这个世界的自然基本定律——的含义时，人们并不会认为他很无知。但是，必须承认的是，“科学也是文化的一种”。

许多年来，科学在媒体报道中并不占据多少篇幅，然而也有好消息：近年来，主流媒体似乎更加关注科学及其结果，公众对这些信息的要求也越来越高。我突然想到，这种兴趣的产生或许可以归因于我们正被卷入技术革命之中，它让人们产生了探索现代奇迹的欲望——这些奇迹是如何被发明出来的，以及这些奇迹背后的科学原理究竟是什么。

也许这种繁荣是为了弥补西班牙和世界上许多其他国家所遭受的传统科学文化的匮乏。西班牙科学技术基金会（FECYT）经常调查社会对科学的认识，以了解人们对科学及科学家的认识与看法。在2017年的第8版的报告中，它带来了好消息：对科学感兴趣的西班牙人的比例从2004年的6.9%上升到2016年的16%;另一方面，44.2%的受访者认为自己所受的科学教育程度较低或非常低（与之前的47.1%相比有所改善）。

另一个有趣的事实是：尽管我们生活在一个高度科技化而且越来越科技化的世界，但实际上科技领域的从业者并不多。2015年时，欧盟委员会预测：到2020年，欧盟境内将有90万个技术职位空缺。社会对科技类和工程类岗位有着极大的需求，然而却没有足够的年轻人选择从事这些行业，公司也很难招到自己所需要的专业人才，而经济和发展恰恰依赖于这些岗位。人文学科在数字时代也不是一无是处。据专家们所说，人文学科的主要任务之一是引导人类在突破性的技术进步中前进，而不让人们迷失方向。比如说，我们需要技术做什么？如何使其与人类文化的维系相容？如何应对诸如后人类时代、机器人、生态破坏等挑战？

有些人主张建立一种超越这两种文化的第三种文化，如美国出版商约翰·布罗克曼。对布罗克曼来说，现在以及未来的知识分子会从经验和科学的角度来处理人类遇到的所有日常问题（而不是通过分析尼采、弗洛伊德、马克思或法国结构主义的论点）。因此，未来的问题解决者们会来自理工科。这也是进化心理学家史迪芬·平克、生物学家理查德·道金斯和哲学家丹尼尔·丹尼特等人的一致看法。比如说，语言学家、语言科学家與计算机科学家和工程师合作，就可以开发出语音识别应用程序、自动翻译程序、拼写检查程序、搜索中的语义改进程序，以及我们每天使用的数百种应用程序。如果你不相信我的话，那就去找苹果手机的语音助手Siri来问问吧。

简而言之，重要的是停止对科学和人文的分裂，保持对世界上所有东西的兴趣，不管它们是否在你熟悉的领域内——物理学家会对历史感兴趣，语言学家会对生物学感兴趣。正如斯诺所说，这样，人类将会有更多的技能去面对将来可能出现的问题。我的建议是，你要对你周围的一切都感兴趣，无论是自然现象还是人文现象。当别人问你来自理科领域还是文科领域时，你完全可以回答：“两者皆是！” 就像你不会在挑选你自己喜欢的颜色时犹豫一样，你也会对文理学科兼收并蓄。

（杀破狼摘自四川文艺出版社《那些听过却从未搞明白的问题》）

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