世界上最大的生物是什么？
不是蓝鲸
而是一群蜜环菌
它看起来长得像一群普通的蘑菇
但通过DNA检测
科研人员惊奇地发现
方圆几里的蘑菇都来自于
同一株真菌母体！
这些子实体通过地下的菌丝相连
总重量估计达35000吨
哥斯拉见了恐怕也得摇头

Q1

风油精使人清凉的原理是什么？

by 我爱风油精

答：

包括物理降温和生物化学反应。

前者风油精主要成分是薄荷醇，水杨酸甲酯，樟脑，桉油等，多为挥发油类成分，涂抹在皮肤上迅速挥发变成气体，汽化吸热使皮肤感觉凉爽，和酒精涂抹在皮肤上感到凉爽原理相似。

后者和薄荷类似，都主要来源于其中的薄荷醇（分子式）成分，这种小分子渗透到皮肤组织，可以激活其中的冷觉感受器，向身体传递“凉”信号。所以并非真的物理温度降低而是产生一种凉的感觉。

by 深浅

Q.E.D.

Q2

为什么被蚊子咬后会越抓越痒？

by 晏祖

答：

首先，为什么蚊子要咬你？

要知道，雄性蚊子可不叮人和动物喔，只有雌性蚊子叮咬人和动物，它们这样做是为了吸血，血液中的蛋白质可以滋养它们正在发育的卵子，大多数雌性蚊子在没有血粉的情况下是无法产卵的。

其次，蚊子咬你时会发生什么以及为什么会痒？

当蚊子叮咬时，它会使用特殊的口器（长鼻）刺穿皮肤来吸血。当蚊子进食时，它们将唾液注入皮肤。这种唾液可以减少血管收缩、血液凝固、血小板聚集、血管生成以及降低免疫力，从而产生炎症。

至于为什么会肿块和瘙痒，其实是人类对蚊子唾液的过敏反应。我们的免疫系统对这种唾液非常敏感，会由结缔组织中的肥大细胞释放组胺这种化合物，组胺是一种中枢神经递质，这些化学物质会导致局部血管扩张，以及引起皮肤组织的炎症反应，同时刺激神经末梢，我们就有肿胀、发红和发痒之类的症状和感受了。

那为什么越抓越痒呢？其实还是你的大脑所控制的。蚊子的唾液对神经的刺激促使我们想要抓被叮咬的区域，前几秒可能还会感觉良好，但继续抓的话会进一步刺激神经末梢，身体会释放更多的组胺增加炎症，加剧瘙痒感。这形成了一个恶性循环，抓挠越多，痒感越强。此外，如果一不小心抓破了皮肤，就会增加感染的风险。所以大家一定要克服“心魔”呀！（实在不行的话可以选择在叮咬处热敷或者涂抹抗组胺的药膏）

最后的最后，因为我知道没有一个人能完好无损的度过每个夏天，所以，在这里还得提醒大家几点：蚊子是脆弱的昆虫，我们要保护它们……

蚊子如果暴露在干旱条件下或长时间暴露在明亮的阳光下，它们的身体会很快变干；蚊子的飞行能力很弱，任何微风或风扇产生的风都会使它们无法靠近；蚊子会被人类呼出的二氧化碳、身体产生的自然气味以及高体温所吸引；蚊子白天更容易被深色衣服吸引；蚊子在黄昏和黎明时最为活跃；雌性蚊子需要装水的容器来产卵。接下来就不用我教大家应该都明白怎么对症下药防蚊了吧。

愿你家无蚊！

参考资料：

[1]Histamine

[2]Mosquito

[3]Keppel Hesselink JM (December 2015). "The terms 'autacoid', 'hormone' and 'chalone' and how they have shifted with time". Autonomic Autacoid Pharmacology. 35 (4): 51–8.

[4]Andersen HH, Elberling J, Arendt-Nielsen L (September 2015). "Human surrogate models of histaminergic and non-histaminergic itch". Acta Dermato-Venereologica. 95 (7): 771–7.

by 十七

Q.E.D.

Q3

现实生活中生物的质量能否达到像哥斯拉或者金刚那种程度，如果能，那它们又该如何运动？by 门萨鸭

答：

哥斯拉和金刚并不是同样等级的巨兽。很多动物都能达到金刚的质量，但生物界可能只有少数几个个例能够达到哥斯拉那么重——而且它们无法进行通常意义上的“运动”。

图来自文献[1]

金刚并不十分大。按2005版电影中所展示的，金刚的体长大约只有成年女性的4~5倍。如果认为金刚的密度与人体密度相当，那么它的体重大约是人类的~倍。即使考虑到金刚比人类更强壮，它的体重也不应超过成年男性体重的200倍，即约15吨。这比成年雄性非洲象的极限体型略大，但远不如蓝鲸或已经灭绝的大型蜥脚类恐龙的体重。

但哥斯拉相比之下就大得离谱。初代哥斯拉设定高50米，重2万吨。这个设定的体长比成年人高约30倍，体重却比成年人重约30万倍，这暗示哥斯拉的密度很可能大于——比铜、铁还沉，与银接近。不过，现实世界也真的有生物的体重可以达到这个水平——比如美国的一片巨型蜜环菌占地 9.1 平方千米，总体重估计有 35000 吨[2]。只不过，绵延的真菌就没办法运动了。

限制地球上动物体型的要素，可以归结到下面四个方面：骨骼、散热、供氧以及神经。我们都可以做一个简单的量级估计。肌肉质量与长度成三次方关系，但决定骨骼承受能力的是横截面积，只随长度的平方增长——身高增长2倍，骨骼可以承受的力变大4倍，但体重却增长了8倍：动物体型如果变得很大就会极易骨折。同理，动物的“散热器”皮肤与供氧的肺泡面积都是与体长的平方成正比，但产热与耗氧的肌肉质量是体长的三次方。一旦动物体型长度超过临界点，就会被自己身体产生的热量热死、因为供氧不足被憋死。而神经传导速率最大约100m/s[3]，一旦体型太大，反应和动作都会明显变慢，也难以在与其他生物的竞争中活下来。

[1]电影《金刚》分析

[2]蜜环菌

[3]神经传导

by 藏痴

Q.E.D.

Q4

激光武器打到镜子上会把镜子击穿还是被镜子反弹？

by 匿名

答：

取决于镜子对激光武器的反射率以及激光武器的功率。激光武器发出单一波长，功率密度高的激光束照射镜子时，镜子对这一波长的激光产生反射和吸收，被吸收的激光能量就会对镜子发生热作用破坏，超过镜子的损伤阈值后就会造成击穿。所以当激光功率密度足够高，而镜子对它的反射率较低时，就会把镜子击穿。

图源:edmundoptics

例如在波长1064nm脉冲宽度12ns条件下，SF6型号的玻璃的损伤阈值为185J/cm2，当波长为532nm脉冲宽度10ns时激光会直接造成玻璃表面损伤。而当激光功率密度较小，镜子对它的反射率较高时，吸收的能量达不到损伤阈值就被散失掉，那镜子就会相安无事。所以击穿是有条件的，而反射（反弹）是一直存在的，只是随反射率大小有所区别。

参考资料：

[1]Bulk Laser Damage in Glass

by 深浅

Q.E.D.

Q5

电脑是怎么识别出图像中的物体的？是怎么鉴别违规内容的？

by Dsc

答：

对于我们人类来说，认出图片中是什么是一件再简单不过的事情，但是对于电脑来说这其实是一个非常难的问题。计算机视觉（CV，Computer Vision）就是专门研究怎么让电脑看懂图片里的内容，它已经成为了人工智能领域的一个重要分支。

微笑黄豆丨图源微信表情

以你一眼看到这幅图片，并认出图片中是微笑黄豆为例，我们人眼看到并认出一个东西的原理是，从接收到视觉信号开始（眼睛接收到光的刺激），接着做初步处理（大脑皮层某些细胞找到边缘和方向），然后抽象（大脑判定，眼前的物体的形状是圆形的，颜色是黄色的），然后进一步抽象（进一步判定这是微笑黄豆）。

而计算机视觉的基本原理与之类似，不过对于图片信息的处理是通过构造多层的神经网络来实现的。简而言之，经过预处理后的图片输入到神经网络中，较低层的提取并识别初级的图像特征，若干底层特征组成更上一层特征，最终通过多个层级的变换和组合，在网络的顶层对图片做出分类，从而对图片中是什么做出判断。

现在电脑已经可以非常准确地识别图片中的物体丨图源：Darknet

电脑鉴别图片中违规内容也是通过计算机视觉的方法来完成的，只要预先设定好含有违规内容的图片的特征，就可以将它从正常图片中区分出来消灭掉。

by Childe

Q.E.D.

Q6

地球同步卫星一定在赤道轨道上吗？

by 匿名

答：

不是必须的。

这位同学可能把地球同步卫星和地球静止卫星两者搞混了喔。

地球同步卫星是指卫星的轨道周期与地球的自转相匹配以及其运行轨道位于赤道附近的人造卫星，它所在的轨道称作地球同步轨道（缩写为GSO）。地球同步轨道通常也被称为“克拉克轨道”，以纪念著名科幻小说家Arthur C. Clarke。

地球同步轨道 | 图源参考资料

GSO是以地球为中心的轨道，其轨道周期与地球自转相匹配，为23小时56分4秒（一个恒星日）。自转和轨道周期的同步意味着，对于地球表面的观察者来说，地球同步轨道上的物体在一个恒星日的周期后会返回到天空中完全相同的位置。同时，地球同步轨道可以有任何倾角，在具有非零倾角或偏心率的地球同步轨道的一般情况下，地面轨迹或多或少是扭曲的“8”字形，每个恒星日返回相同的位置一次。

地球静止轨道 | 图源参考资料

而我们说的地球静止卫星可以看作是地球同步卫星的一个特例，它的轨道被称作是地球静止轨道（缩写为GEO），它是在地球赤道平面上的一个圆形地球同步轨道，倾角和偏心率都为0，轨道恒定高度为35786公里（22236英里）。当轨道完全位于圆形轨道的赤道上方时，卫星达到对地静止状态。

两者比较 | 图源：NASA/Robert Lea

地球同步轨道上环绕地球的卫星通常被用作气象监测以及通信等用途。

参考资料：

[1]Geosynchronous satellite

[2]Geosynchronous orbit

[3]Basics of S‍pace Flight

by 十七

Q.E.D.

Q7

为什么热传递只能是高温物体向低温物体传递能量，而不能是内能大的物体向内能小的物体传递能量？by 炮哥

答：

为了使问题更清晰，我们将问题表述为“为什么自然界在宏观物体热接触自发传递热量的方向这件事上是以温度为标准而不是以内能总和为标准？”。实际上，相关的物理规律被探索清楚之前，人们有很多很自然的理论构想受到广泛关注，比如第二类永动机。人们设想，大海、大地、大气如此庞大，是否可能通过热过程从这里边获取近乎无尽的能量呢？比如，让大海的平均温度降低1℃，所得到的热能大概有kJ, 而我国全国年发电量大概是kJ。这样来，海水从某种程度，就成为我们的永动机，这是多么美好的愿景！

直到某天，这个愿景被热力学第二定律否定，开尔文将其表述为：不可能从单一热源吸收热量使其完全转化为有用功而不产生其他影响。这条定律也被表述为，第二类永动机是不可能的。如果内能大的物体自发向内能小的物体传递能量，那第二类永动机就可以实现了~

也许有读者疑问，这里的“内能大”“内能小”不够严谨，我们总可以将几个物体绑定成一个整体，这样不就得到一个大内能的物体了嘛？这样不就混乱了嘛。所以更合适的问法应该改为“内能密度大”“内能密度小”。实际上，温度正是这样一个“内能密度”的体现，不过不是体积密度，而是某种程度上的内能相对熵的密度。这样一个概念的诞生和明确曾在热力学史上有过一段很长的波折，就不展开讲啦~热力学第二定律的诞生具有重要意义，其在第一定律的基础上，进一步指明了自然界能量的流动是有一定方向的~

by 小范

Q.E.D.

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编辑：千鸟