【菜科解读】

对于会骑自行车的人而言，两个轮子几乎就是自己的“双脚”，大腿发力，一切尽在掌控之中。

而对于那些不会骑自行车的人，却怎么也想不明白，前后两个轮子的结构，是怎样屹立不倒的。

你会骑自行车吗

其实这个问题也困扰了科学家200多年的时间，到现在还是未解之谜。

倒与不倒

在没有任何外力的支撑下，一辆普通的自行车会顷刻之间倒在地上。

这是因为自行车受到的重力作用和车轮表面与地面的接触面积不成正比，如果车轮地表的接触面积足够大，那么除非有外力作用影响，否则它能够直立在表面。

自行车结构

比如，货车的车轮和地表的接触面积够大，即使单个轮胎，也能够直立，而自行车的车轮却很难做到。

如果将车轮改装为左右轮子的形式，固然能加大自行车和地表的接触面积，但还必须在前方加一个车轮，也就是我们常说的三轮车。

在自行车最早出现的时候，人们就是参照了马车的形式，做出了脚蹬的三轮车。

这样无疑能够维持自行车的稳定，但骑行起来却非常的费力。

而设计者将三轮改为两轮结构之后，经过反复尝试，惊讶地发现，即便如此也能够骑行。

自行车最初的样子

这是令人匪夷所思的事情，毕竟大家都不明白，平时放自行车都需要三脚架，但骑行起来却能够稳定来回穿梭。

很多人认为正是骑行给自行车的直立带来了稳定。

骑行带来的稳定

当人们骑行的速度越快，这种趋势也就更加明显，人们对自行车的把控便能轻松自如。

比如，我国上世纪的“二八大杠”，在骑行之前，往往需要助跑一段距离。

究其原因，是自行车在骑行的过程当中，与空气阻力、地面的摩擦力、重力达到了一种动态平衡的效果。

自行车骑行力的分析

此时空气阻力就像是自行车的“支架”，帮助它直立在路面。

然而，这样的说法有待商榷，毕竟自行车并不一定要在骑行的时候，才能保持平衡。

像马戏团的那些杂技表演者，他们能够在自行车静止的时候保持平稳，甚至还有钢丝骑行的说法，这都是非常奇特的。

如果大家觉得马戏团是在做假，那么我们民间也有很多骑行高手，他们都不需要任何支撑，仅凭一辆自行车，在不骑行的情况下保持平衡，甚至耍出许多杂技来。

杂技团自行车表演

此时，自行车受到的力只有重力和地面的摩擦力。

那么，是人体的质量加大了摩擦力让自行车保持了平衡吗？想要验证这个问题很简单。

只需要将一块同等质量的石头和人分别骑在自行车上进行对比，相信大家心中都有了结果。

显然，前者是无法让自行车保持平衡的，因此，摩擦力并不是影响的主要因素，也许它能够在其中发挥作用，但效果并不明显。

骑行者

陀螺效应

此时，相信大家都想到了和自行车一样，能够在特殊条件下保持不倒的物体。

它就是旋转中的陀螺，陀螺是典型的下窄上宽的物体，没有转动的时候，全程保持倾倒状态。

之所以它能够在转动时保持稳定，是因为重力作用的影响下，高速旋转的陀螺产生对支撑点的力矩，使其不会倒下，科学家将这种现象称为陀螺效应。

旋转的陀螺中力的分析

自行车的车轮在运动过程当中，转动的轮子在轴心产生了力矩，将本体稳定在其中。

为了验证这种说法的真实性，有的人便造出了能够抵消陀螺效应的自行车，结果发现，虽然骑上去比较吃力，但仍旧能够保持平衡。

可见，陀螺效应也并不是支撑自行车的主要因素。

前轮效应

1897年，法国科学院为了研究自行车能够保持直立的原因，还特意发布了悬赏通告，只要提供有用的线索和研究，就能够获得一笔不菲的资金。

自行车车轮受力分析

很快，全国都动员了起来，正所谓人多力量大，其中一个人便发现了前轮效应。

这个效应出现在自行车失去平衡之时，即将侧倒，它的前轮会往相同的方向偏转，而后轮则是往相反的方向调控。

如果此时再配合上人类所施加的力，调转前轮就能够将失去平衡的自行车给修正回来。

所以，控制自行车的前轮非常重要，只有凭借个人的感觉，对其施加不同的力，才能把控平衡。

自行车轮轴运转原理

这个说法是目前为止最可信的，骑过自行车的小伙伴都知道，一旦前轮失控，如果不能及时调整角度，很有可能“翻车”。

不过，生活中也不缺乏“高手”去打破这些科学的认知，比如不少人在小时候都爱做的——“放双把”骑车。

此时，人们没有利用自行车把头调控前轮的力，可仍旧能够保持稳定，同样是引人深思的。

有人猜测，在放双把之前，自行车的车身就已经保持了某种平衡状态，在速度波动不大，路面平缓的情况下，是能够在一定程度上保持平衡的。

危险动作请勿模仿

后来又有人提出，其实自行车能够稳定直立，是多种物理现象的集合，我们不能孤立地看待问题。

此外，人对自行车的操控也非常重要，越是熟练的人，就越能够掌握到自行车平衡的关键点，也就是人们所说的重心。

从世界上第一辆自行车的发明到现在已经过去了200多年，人们对此仍旧没有一个定论，相关研究可能还需要更多人的智慧。

在此之前，我们不妨了解一下自行车的发展历史，丰富自己的阅历。

自行车的历史

关于第一台自行车是谁发明的，历史学一直没有定论，有人说是1790年法国人西夫拉克所发明。

自行车的老祖宗

当时，西夫拉克走在雨后的街道上，行人众多，马车也密密麻麻，急速驶过的马车将水坑溅起，弄得行人怨声载道。

西夫拉克心中在想，可不可以发明一种更加简易的交通工具，既能够在密集的人群当中穿梭，又不会对行人造成影响？

经过不断的努力，第一台自行车便从他的手中诞生了。

有历史学家认为，西夫拉克的发明并不是真正意义上的自行车，它只不过是三轮马车的改版。

后来德莱斯按照前者的设计思路，发明出了两轮自行车，被不少历史学家认为是世界上第一辆自行车。

最初的自行车

50年后，英国的雷诺将钢丝横条改善了自行车的结构，使得它的车身大小得到改良，有了现代自行车的雏形。

随着自行车的不断完善，人们发现它是一个物美价廉的代步工具，越来越多的消费者对此青睐有加。

骑自行车强身健体

直到今天，自行车仍旧是我们出行的重要工具，为国人解决“最后一公里”烦恼。

参考资料

[1]、刘伟佳 吉林师范大学学报《陀螺效应对转子临界转速的影响》

[2]、炎黄春秋《中国自行车的早期历史》

[3]、伦敦科学博物馆《Caunter C. F. The History and Development of Cycles》

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭：气味、成因大不同，一文揭秘背后的科学原理

很多人将这种气味统称为“汗臭”，但实际上，它可能分为两种截然不同的类型：普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天，我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺，两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别，首先要认识我们皮肤下的两位“主角”：小汗腺和大汗腺。

小汗腺：遍布全身，是调节体温的主力军。

它分泌的汗液，99%以上都是水和少量盐分，本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水，主要来自小汗腺。

大汗腺：又称“顶浆腺”，主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”，含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道，但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争：酸馊味与刺鼻味 普通汗臭（酸馊味） 成因：当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面，皮肤上的细菌（如葡萄球菌）会分解汗液软化的角质蛋白，产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征：气味相对清淡，是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现，只要及时洗澡、更换衣物，气味就会很快消失。

狐臭（刺鼻味） 成因：大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液，被腋下的细菌（如棒状杆菌）分解，产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质，这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征：气味浓烈、刺鼻，常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性，即使刚刚洗完澡，过不了多久也可能再次出现，并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘：为什么会有狐臭？ 狐臭并非“不讲卫生”的产物，其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素：狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现，这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭，还决定了你的耳垢是干性还是油性（湿性）。

大多数有狐臭的人，都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响：大汗腺的分泌功能受性激素调控，在青春期开始变得活跃。

因此，狐臭通常在青春期后才会显现，并可能伴随终生。

一个常见的误区：刮腋毛会加重异味吗？ 恰恰相反！ 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重，但科学研究表明，刮腋毛不仅不会加重异味，反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积，为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发，使腋下环境更加潮湿，更利于细菌分解汗液产生异味。

因此，定期剃除腋毛可以减少细菌滋生，是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然，操作时要注意卫生，避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对？不同情况不同策略 对于普通汗臭： 勤洗澡、勤换衣：保持身体干爽是基础。

使用止汗剂：含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物：选择棉质等透气性好的衣物，有助于汗液蒸发。

对于狐臭： 加强清洁：使用抗菌沐浴产品，剃除腋毛。

使用专业产品：选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料，温和配方长效净味，适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助：如果异味严重影响生活，可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之，分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理，才能采取正确的方法，让你在任何场合都能自信从容。