Q1

二维码每个都不一样，会被消耗完吗?

by 早已年迈的年轻人

答：

几乎不会。人类现在大约每天消耗100亿个二维码。二维码有很多规格，即使最小的规格也有21×21，一共有2⁴⁴¹种，大约是5.678×10¹³²种。作为对比感受一下这个数字有多大，一百亿光年大概是10²⁶米。再考虑到不同的编码方式、版本差异以及重复使用，区区人类想把二维码用完可太难了。

参考资料：

[1]二维码若干介绍

by 井筠

Q.E.D.

Q2

我有一个很奇怪的想法💡人有五感观察世界，那么如果人再多一感，认知的世界又完全不一样了？🤔以及人的五感是怎么进化出来的呢？

by summer

答：

你的想法许许多多的天体和宇宙物理学家都想过。人们观测宇宙的方法可以用人的感官来类比：例如，像光学望远镜这种，可以视为人类观察宇宙的眼睛，其直接能给出人们光学图像，这可以称之为一感。此外，还有X射线波段、无线电波段、微波波段等等。同样的银河系，在不同的波段下展现出完全不同的景象：

上图左侧给出的是Hubble望远镜拍摄的可见光波段的M82星系照片，而右侧则是Chandra X射线天文台给出的M82星系X射线波段图片。同样的M82星系竟然在不同的观测方式中有着如此不同的景色！

设想同学某一天突然获得了额外的第六感：可以用肉眼看见X射线，那么当同学夜晚仰望天空时，就可以看见如上图右侧所示的星系了，这可以说是同学所认知的世界完全不一样了，但也可以说是，同一个物理实在通过不同的方式展现在了同学的眼中，从而使得同学多了一种认识世界的方式和窗口。其实，新的观测手段往往能够更新并加深人们对于物理世界的认识。例如近几年出现的引力波天文学就为人类打开了一个全新的窗口，试想，以引力波为声，去聆听宇宙的乐音，又会是一幅怎样的景象呢？

by Callo

Q.E.D.

Q3

坐飞机的时候完全不可以用手机吗？如果不可以，那是为什么呢？

by 布拉格

答：

坐飞机时是可以使用手机的，但需要在飞机上使用手机时，必须将手机设置为“飞行模式”，关闭移动通信功能。

通常在乘机特别是飞机起降时，会要求乘客关闭手机或者将手机调到飞行模式，这是因为驾驶现代飞机需要通过驾驶舱的电子设备和无线信号，与地面塔台的通讯系统协作，才能顺利完成。手机在正常运行状态时，即使在待机状态，也会不断地和地面基站联系。它们发出的无线电电磁波的频率、波段，有可能与飞机通讯系统的电磁波信号相近，甚至重叠。那么一旦发生这种可能，就有概率干扰飞机与地面塔台的通讯，影响飞机的导航通讯，引发错误操作，造成事故。飞行模式会关闭手机的这些通信功能，在飞行模式下使用手机是安全的。

过去，国内航班往往强制要求乘客关闭手机。而随着科技的进步和人性化管理办法的推行[1]，目前包括国内四大航司在内，绝大多数航空公司已经允许旅客在飞机上使用手机。在乘机时你甚至可以连接飞机上提供的Wi-Fi，进行轻松愉快的网上冲浪（在飞行模式下可以使用Wi-Fi，因为Wi-Fi属于局域网，并不是直接和广域网相连的），以后坐飞机再也不用担心跟地面失去联系啦。

不过，当飞机上也可以玩微信、发语音、看视频，我们似乎也失去了一块短暂地与世隔绝的清静地。

参考资料：

[1]《机上便携式电子设备（PED）使用评估指南》，中国民用航空局，2018年1月16日

by Childe

Q.E.D.

Q4

《超新星纪元》中的超新星视星等为-51.23，这是什么概念？有多亮？

by h

答：

视星等是一个对数概念，数值越小亮度越高。每差五等，看起来亮度差一百倍；每差一等，亮度相差约2.51倍。也就是说，1等星比6等星亮100倍，又比-4等星暗100倍。织女星的亮度被设为参考值0等，太阳的视星等是-26.8，满月视星等-12.7。-51.23的视星等比太阳小约25等，也就是亮度约太阳的一百亿倍（1后面10个零）

by 藏痴

Q.E.D.

Q5

按照微积分的思想，如果在写作业之前有很多事要做，再把这些事情分成很多小的部分，可以把这些事情看为无穷无尽的，那么是不是永远写不了作业？

by 小郭能吃能喝

答：

不知道这个问题是同学自己灵光一现妙手偶得否？其实，古代大哲学家芝诺也曾经思考过跟你一模一样的问题，只不过那里他思考的是追不上乌龟的阿基里斯（古希腊神话中最擅长跑步的人）的问题。

这个问题是这样的，假设阿基里斯想追上一只在他前方1公里的乌龟，其中他以每小时1公里的速度奔跑，而乌龟以每小时0.1公里的速度奔跑，那么阿基里斯为了追上乌龟，就要先跑完这最初始的1公里，可是在他跑完这1公里的时间里，乌龟已经向前移动了0.1公里。所以为了追上乌龟，阿基里斯又要向前跑完这0.1公里，那么在这段时间乌龟又向前跑了0.01公里，为了追上乌龟，阿基里斯又要跑这0.01公里，而这一段时间乌龟又向前跑了0.001公里...

同学所提的问题是不是简直跟芝诺悖论一模一样？只要把乌龟换成要写的作业，而阿基里斯和乌龟间的距离换成写作业之前要做的事情，勇士奔跑的速度看成同学完成这些事情的速度，而乌龟奔跑的速度可以看成同学在完成最开始事情的过程中，新的需要在做作业之前完成事情出现的速度。

那么，如何解释这一看似矛盾的悖论呢？其实，这里的一个重要的概念就是如何定义时间。时间通常是通过周期性事件定义的，芝诺悖论中的时间被称为芝诺时，这一时间是通过勇士跑到在上一个芝诺时的时候乌龟所在位置来定义的。就像太阳每次升起落下一次，被称为一个地球自然日一样，勇士从当前位置开始，每跑到上一次乌龟所在位置为止，被记为一个芝诺时。在芝诺时的度量下，勇士确实需要无穷长的时间来追上乌龟：芝诺时→无穷，勇士追上乌龟。

但在自然时间中，显然勇士只需要小时的时间就可以追上乌龟。这是为什么呢？其实，解决这个问题恰恰需要微积分，不难证明，芝诺时的无穷大极限恰好是自然时中的10/9小时，也就是说芝诺时中的无穷远的未来，在自然时中只不过是一个有限的时间！同样地，不妨定义同学所提出问题中的时间为能吃能喝时，则

相信同学一定能在有限的时间内完成作业前的事情，并开始开开心心地写作业😎

by Callo

Q.E.D.

Q6

下雨时我们看到的雨丝是一滴雨的运动轨迹，还是无数滴雨的集合？

by 匿名

答：

“自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁”：天上自由自在飘飞的花瓣轻得好像夜里的美梦，天空中飘洒的雨丝细得好象心中的忧愁。——秦观   《浣溪沙》

所以雨丝其实是同学心中的忧愁（误）

首先分析一下，如果仅仅有一滴雨，能否形成雨丝？通过观察下雨时水坑的表现，可以发现，水坑中同一个位置的积水经常被一滴滴顺次而至的雨水的落下激起涟漪，可见天上的雨丝应当是许多滴雨滴所组成的。但仅仅有很多雨滴便足够了么？其实不尽然。

如果仅仅有很多雨滴，人眼也不一定能感受到如丝细雨，这是因为许许多多的雨滴仅仅是一些点的集合，其数量终究只是一个可数集，而成连续状的雨丝可是连续统啊！所以，其实雨丝是千千万万个雨滴轨迹的集合，就像小编也无非是亿万个瞬息的集合一样🥺

by Callo

Q.E.D.

Q7

氯化钠气体导电吗？原理是什么？

by Stefan_Zhu

答：

不导电。氯化钠这种离子化合物在高温低压下确实是有气态的，比如NaCl相图在4000K以上有比较宽广的气态区 [1]。

但是气态时NaCl微观上是[2]“分子”，呈电中性，因此无法做载流子，在电场下也没有明显的响应（偶极矩四极矩之类的先忽略了）。所以气态NaCl（至少在6000K以下）不导电。

参考资料：

[1]Savintsev, A.P., Gavasheli, Y.O. High-temperature phase diagram of sodium chloride. Tech. Phys. Lett. 37, 1027–1029 (2011).https://doi.org/10.1134/S1063785011110125

[2]R. J. Mawhorter, M. Fink, J. G. Hartley; An electron diffraction study of alkali chloride vapors. J. Chem. Phys. 1 November 1985; 83 (9): 4418–4426.https://doi.org/10.1063/1.449060

by 藏痴

Q.E.D.

Q8

为什么硬盘如此小却能储存很多内容？

by 早已年迈的年轻人

答：

因为硬盘的数据都储存在微小的电子上。硬盘有机械硬盘和固态硬盘两种，机械硬盘是用电子的自旋方向记录数据，固态硬盘则是用晶体管的浮栅极所储存的电子数量记录数据。

我们先来看看机械硬盘：

磁盘上覆有一层磁性材料，上面分割成一块块记录单元。在磁盘转动时，磁头上的电磁铁可以向不同位置写入不同的磁极取向（也就是电子的自旋取向），这样就能记录数据。早先的记录方式是纵向的，磁极平行于磁盘平面，这样能保证磁极取向的稳定，但储存效率不高。

2005年，磁极采用垂直取向方式的新款磁盘正式投入商用。这一技术在记录层下额外增加了一层软磁性材料，能够增强磁头读写磁场的深度，从而允许记录层的磁极取向垂直于磁盘，这极大地提高了储存密度。

机械硬盘的读写速度依赖于磁头能否及时对准数据所在的位置，而这一过程全赖驱动臂和磁盘的机械转动。相比之下，固态硬盘只用通过主控芯片找到数据所对应的晶体管的位置就能实现读写，读写速度能比机械硬盘快十几倍。

固态硬盘的数据都储存在闪存芯片里，其中最核心的结构是浮栅晶体管。在P极上加正电压，浮栅极里原有的电子会被吸引而从下面的绝缘层隧穿出去，此时浮栅极的电子数少，记为状态“1”。要写入另一个状态，只要在控制极上加正电压，电子就会重新隧穿回浮栅极，变为状态“0”。

要读取这两个状态，可以在控制极上施加微小的正电压，这样两个N极间会出现N沟道，允许电子从一个N极到另一个N极。当浮栅极处于“1”状态时，控制极的正电压可以顺利地形成N沟道，但当浮栅极处于“0”状态时，里面的电子会屏蔽正电压，N沟道无法开启。通过检测两个N极间的电流，我们就能读出晶体管处于哪种状态。

以上的浮栅晶体管只区分两种状态，只储存1bit数据，称为SLC。实际上，我们完全可以把N沟道间导通的电流大小更细分些。目前主流的闪存芯片采用的方案是TLC，能分出8种状态，储存3bit数据。

by 牧羊

Q.E.D.

Q9

光能穿过玻璃，光是电磁波，所以能推出电磁波都能穿过玻璃吗？

by 匿名

答：

这个在逻辑和物理上都有问题……

按高中数学的三段论逻辑，合理的推导应该是大前提“电磁波都能穿过玻璃”，小前提“可见光是电磁波”，所以推出结论“光能穿过玻璃”。现在是用结论和小前提去推大前提，在逻辑上不能成立。

物理意义上，“穿过玻璃”包括“经过其他介质与玻璃的界面进入玻璃”和“以较小损耗通过玻璃内部”。对于进入玻璃的过程，在正入射情况下，进入玻璃的透射波强度与界面的入射波强度之比，n₁和n₂分别是（这种波长的）电磁波在两种介质中的折射率[1]。如果从空气向玻璃入射，可取空气中光的折射率n₁=1，而玻璃中电磁波折射率n₂是一个与波长有关的量，这一点已经为牛顿三棱镜分光实验所证明。所以很显然，对于一部分电磁波，空气-玻璃界面的透射率T就会非常低，几乎可以说无法进入玻璃，就无从谈起“穿过玻璃”了。

最后，网上时常会有“我有两只眼睛，某某大明星也有两只眼睛，所以我是那个大明星”之类的段子。玩梗可以，但是千万不要把里面的错误逻辑当了真。

参考资料：

[1]D·格里菲斯，电动力学导论，机械工业出版社

by 井筠

Q.E.D.

#投票

#本期答题团队

井筠、Callo、Childe、藏痴、牧羊

#点击这里或识别下方二维码快速提问

#上期也精彩

编辑：牧羊

↓ 点击标题即可查看 ↓

1.为什么摸鱼能提高工作效率？