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科学界名气最大的颁奖典礼莫过于诺贝尔奖,但其实除此之外,还有一个和诺贝尔奖有所关联的奖项——搞笑诺贝尔奖(IgNobelPrize),自年开始,哈佛大学的桑德斯剧场每年都会有这么一场科学颁奖礼。
哈佛的“搞笑诺贝尔奖”颁奖现场确实会有不少科研大咖、诺奖得主到场,但场面并不严肃,一些奇奇怪怪的场景每年都在上演。
比如剧场里漫天乱飞的纸飞机,又或者一群获奖者牵着绳子一起上台,在现场科学家们甚至还会玩起呼啦圈,每年的“搞笑诺贝尔奖”颁奖现场都可以用“群魔乱舞”来形容。
和真正的诺奖研究——体现科学、严谨和严肃不同,获得搞笑诺奖的大多思路清奇,研究的方向也很有意思,比如:意大利面为何只能折成3、4、5等多段,而不是两段呢?
再比如啄木鸟每天啄树会头痛吗?这些令人迷惑的研究的背后,其实都有其意义所在,今天给大家介绍的这部纪录片《趣味科学》(TheFunnySideofScience),讲诉的就是来自桑德斯的搞笑诺贝尔奖颁奖礼,以及这背后获奖科学研究的故事。
看似无用的研究,其实都蕴含着研究科学的本质,循着科学家解决问题的思路:发现——假设——实验——验证——应用,很多事情都会豁然开朗。而这些都可以让孩子引发科学方面的启迪。
意面折断后只有N段而没有2段
搞笑诺贝尔奖(IgNobelPrize)中的Ig其实是ignoble(不光鲜的)的意思,这些研究都具备“奇葩”属性。
因此注定了无法获得正儿八经的诺贝尔奖提名,但ignoble同样也有讽刺意味,看起来研究和“不正经”的研究也能在实际应用中发挥大用处。
“意大利面研究”提出的问题很简单:为什么生的意大利面不能折成两段?这个问题自己动手就能发现,意面折断会崩解成多段。
为了研究这个问题,科学家们最先从制作工艺入手,和大多数面条一样,给小麦粉加水、捏面团、用机器挤压成条状,最后在热风隧道上烘干。
工艺没问题,那么内部构造呢?经过倍显微镜下的观察,问题发现了。在面条表面有疏密不同的孔,但这仅仅是面条受到外力第一次断裂的原因。接着科学家们采取是“实践出真知”的做法,但大量的实验无一例外,面条就没有能折成两段的。
研究进一步深入,科学家们开始猜想断裂是否同时发生,还是有先后的细微差别,力的传递是否存在于意面断裂实验中呢?为了验证猜想,科学家们用高速摄像机记录下了面条断裂的过程。
在每秒千帧的慢速回放中,他们发现了一股被不断传递的波,当松开面条的瞬间,面条在一股波的传递下弯曲。
当弯曲发生到一定程度后,面条开始断裂,当然波的传递是递减的,因此一根面条不会断裂地太多,在大量的实验中,一根面条很难断裂成10段以上。
破解了奥秘后物理建模顺理成章就被制作出来了,而之后科学家们又用方程式解释了这一运动行为。最终,意面为什么无法折成两段的研究被发表在了知名期刊《物理评论快报》上。
说了这么多,这一发现的应用方向在哪?很多人喜欢纠着“有用论”不放,对此科学家淡定的表示,这只是一项基础研究,在工程乃至医学领域的应用还需要很长一段时间。不过其实不用这么长的时间,在生活中这一原理其实已经有了很多应用。
小到撑杆跳用的撑杆,材料的弯曲和回弹能力不同,因此撑杆跳的材料要求较高再比如生活中常见的大桥、建筑、甚至于核反应堆中调节原子速变率的控制棒......
啄木鸟的啄木头脑袋会不会振坏?
小研究有大学问,因此其实搞笑诺贝尔奖一点也不搞笑,里面都是大学问。另一个典型的研究,啄木鸟为什么没有偏头痛?科研究者伊万·施瓦布当时戴着啄木鸟头饰上台领的奖,没错这个颁奖礼就是这么欢乐。
施瓦布是鸟类学家,因此他对啄木鸟的行为很感兴趣,一只啄木鸟一天可以啄树次,那么小小的脑袋承受得起这样的冲击吗?眼睛怎么没从眼窝里飞出来?
一个不需要科学研究就可以得出的结论,啄木鸟不傻,出于本能就不会做让自己痛苦的事,不过科学家需要的是科学解释。
于是施瓦布用高速摄像机记录了啄木鸟快速啄树的画面。慢放发现当啄木鸟嘴巴接触树木的时候,它的第三眼睑会将眼珠包围、固定,恰当的形容就是如同绑上安全带一样。
眼睛如此,大脑其实也是如此,通过对啄木鸟大脑构造的解析,科学家发现了啄木鸟不会得脑震荡的原因:在敲击树木时,脑部有两条环绕整个头骨的骨头起到缓冲作用。冲击力最终会作用于啄木鸟的下颌,从鸟啄向下传递到脖子以及肩膀的肌肉里。
最后,其实啄木鸟的大脑是很小的,因为冲击力被最大程度地分散到大脑以外,因此啄木鸟啄树木并不会对大脑造成影响。这一研究的作用其实也很容易想到——做头盔。
骑行头盔以及工地头盔的防震机理和啄木鸟头骨构造部分相同,而一些*用头盔也有效仿啄木鸟的头部结构,因此i可以实现更好的减震效果。
搞笑诺贝尔奖并不搞笑
自年以来每年哈佛都会举办这样一场颁奖礼,搞笑诺贝尔奖颁给的都是思维创新者,趣味科学和严肃科学其实并无高下、优劣之分。回头看看有哪些“搞笑”研究发现引发的科学进步:
牛顿在17世纪解释了“物体为什么往下落”这样的“愚蠢”问题;
19世纪达尔文解释了每个人类家族里总有奇怪的亲戚,其中一些就是猴子;
同是19世纪,孟德尔解释了豌豆是如何将自身性状传给下一代豌豆的。
不正经的研究背后其实透露的是科学的真谛,“不正经”的研究被人们比作是一场游戏,且科学家们经常会输,但偶尔能赢下的游戏往往能推动科学、社会往前迈进一大步。
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