物质本身有颜色吗？ |No.38

  by miracle

首先我们得说：颜色本质上并不是物体本身固有的属性，或者更大胆地说，任何事物都是没有颜色的。我们之所以看到一个苹果是红色的，是因为它反射的光线进入我们眼睛，刺激我们的视觉神经，使我们产生了“红色”的知觉。所以这涉及到两个过程：在光线进入眼睛之前的物理过程和光线进入眼睛后的生理（心理）过程。

先来说物理过程。我们能看到的物体，要么它是光源，要么它能够反射的光线。如果它是光源，那么它发出的光谱完全取决于它自身的性质（温度、元素组成等）；而如果它是后者，那么从它发出的光线就不仅仅是取决于这个物体本身的性质，还取决于入射的是什么光（谱）。例如打开的白炽灯无论什么时候看都是白色的，而一件正午时刻看起来鲜红的衣服，在傍晚的余晖中却似乎有点儿深红。正是因为这样，衣帽店即使白天也要开着柔和的灯光，这样他们才能保证衣帽不“变色”。

物体发出的光谱并不完全等于进入我们眼睛中的光谱，因为它还要穿过介质。雾霾天惨红的太阳和晴朗天气中刺眼的骄阳它们发出的光线并没有什么区别，只是前者的光线要穿过一层厚厚的醇霾，这层霾更大程度上（相比着空气）改变了太阳的光谱。

光线进入眼睛，穿过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体，打到视网膜上。视网膜上有两种感光细胞：视杆细胞和视锥细胞。这些细胞内含有视色素，视色素在光线照射下会发生一系列化学反应，产生神经兴奋，但它们只对特定谱段的光线敏感。能够产生色彩感觉的是视锥细胞。在我们的视网膜上有3种视锥细胞，分别包含光谱吸收峰在光谱红、绿、蓝区的视色素。这里也是我们“红+绿=黄”这样的公式能够成立的原因。但是到了晚上（光线强度较低），由于视锥细胞光敏性没有视杆细胞好，这时主要是视杆细胞发挥作用，我们看到的物体就似乎只有黑白色了。

总结一句的话就是：颜色只是我们的一种感觉，而不是物体的固有属性；它取决于光源的光谱、反射物体、中间介质以及我们眼睛（感光材料）这一完整的光路。我们说苹果是红的，那只是我们把自己的感觉强加给苹果的；苹果人家愿不愿意，还真说不定。

参考：

1. http://dba.med.sc.edu/price/irf/Adobe_tg/color/

main.html（光、物、视觉）

2. https://www.zhihu.com/question/30251879（关于视觉色彩）

这个问题实际上并不能用伯努利方程来解释。首先伯努利方程适用的是定常流动，也就是说，空间中某一点流体的速度是确定不变的。而在地面系中，火车运动，求解的问题不是一个定常流动的问题，所以无法使用伯努利方程。在随火车运动的参考系中，我们可以将流体认为是“近似定常”也就是稳定的。通过很简单的推理我们可以知道，无论风从窗户往里进或者往外吹，都是有进有出，这样车内的空气量才能平衡。这样的话，我们就能发现在这个问题中实际上是存在湍流的。这样的话也违背了我们在推倒伯努利方程式没有“旋”的假设。故这个时候伯努利方程也不适用。这个问题的正确解法应该是采用纳维-斯托克斯来求解。

声音是介质的的规则振动，它的消失主要可以考虑两个方面。第一个方面是距离引起的强度变化，音量的大小大致和声源与听者的距离平方成反比。可以将声波看成是球面波的扩散，而任意球面上的能量是一样的，所以越远，声音扩散的球面越大，这个能量密度也就越稀疏，这也就是你不想考虑的声音扩散。第二个方面是介质粒子的无规运动引起的耗散，声音可以看成许多粒子集体的规则运动，由于介质粒子之间的碰撞和相互作用，传播声音粒子的运动状态不断改变，那么这个规则的振动形式就会越来越微弱，最后就表现为声音听不见了。这个和摩擦使物体减速，道理是一样的，只不过大块物体是平动，这里是介质粒子集体的振动。

遥远星球发出的光有红移，怎么知道它红移了多少？毕竟没有对比的光谱~

By Lucypher

在人类可感知的范围内，恒星的数量约为10²⁴颗（地球上沙子的数量约10¹⁸粒），其中5%-20%与太阳类似。按照最低限5%计算应该有10²²颗。这些恒星中如果有1%的行星与地球类似，其数量高达10²⁰（地球上每粒沙子对应100颗类地行星）。如果在这些类地行星中有1%的机会出现生命，其中又有1%的机遇发展到类地文明，那么这个量有1百亿个，仅银河系，就有10万个。你觉得有外星人么？

为防止你头脑发热，我还得补充一个数据，光在真空中的传播速度为3*10⁸米/秒，至今无人能敌，即使这样的速跑冠军想走出银河系也得10万年，你对人类有什么建议？

下面开始脑洞了，大家系好安全带~~

那我们为什么找不到他们？

可能一：来过，当时我们不在（毕竟有记录的人类历史只有5千年）

可能二：悬臂理论（人类生活在宇宙的边缘，穷乡僻壤，没人愿意搭理我们）

可能三：我们感知到的是虚拟现实

可能四：宇宙人不对外广播（我没有看过三体）

可能五：人类太落后或者太先进（他们用手机，我们用对讲机）

可能六：动物园理论（你明白的）

可能七：高等文明就在身边，我们太原始（蚂蚁是否也在寻找我们？）

可能八：未完待续

断电这一过程，可以理解为通电的逆过程。导线通电产生磁场，磁场有能量，那么磁场的能量是从哪里来的呢？这个自然是电场给予的能量。所以呢，通电时，一部分能量从电场转移到磁场，断电时，这部分能量又从磁场转移到电场。

这个过程在导线上难以辨别，我们可以把导线绕起来，做一个漆包线线圈（假定这一部分电阻极小）。我们用线圈，导线，直流电源，灯泡连成电路。线圈与灯泡串联，通电时，灯泡会慢慢变亮，断电时会慢慢变暗。而并联时（假定自感系数极大），断电时灯泡会闪亮一下再熄灭，这就是自感现象。

我猜提问者大概是想问光子（无质量自旋1玻色子）的自旋为什么不能为0，因此为了方便（偷懒）我们只讨论自旋为1的粒子。先简述一下原因，因为并不存在这样的参考系：在这个参考洗里该粒子静止。如果去求解自旋算符的特征值，的确可以得到三个正交解，但其中一个解被上述的原因给排除掉了，因为该解对应一个不传播的场，对于零静质量粒子，当然就什么都没有喽。关于这一问题还有其他等价的回答，例如还可以从群论的角度分析转动对称性，也可以从规范不变性得到相同的结果，因为过(zhen)于(de)冗(bu)杂(dong)就不在这里列出了。

小编你可以计算出能形成固体（以地球岩石为主）行星的最大体积吗？

By: Limit

我们首先要明白，信息是有序的代码组合。而量子力学的随机性导致不可能借由纠缠发生超光速通信。我们直观地举个栗子~~设想小明和小白分别拿着一个球，这两个球有这样的规律L：如果发现A球是白色，那么B球是红色，反之亦然。小明看自己的球，发现红、白、红、白、白……的序列，小白发现白、红、白、红、红……的序列。虽然我们可以明白这样的规律，但是在他们碰头以前，他们只能发现自己的球的随机变化，并不能明白规律L，是碰头的这个非超光速过程让他们获得了规律L的信息。那么碰头之后，他们发现了规律L，他们又能做什么呢？事实是什么也做不了，因为球的颜色变化是随机的，他们根本无法利用这个随机的序列来编码信息。总之，如果我们设计一个利用纠缠传递信息的体系，必然能找到bug；否则必须借助信息在空间的连续传播。量子力学的随机性是它最不可理解和神奇之处，其实它正是纠缠现象在信息不能超光速要求下的必然结果。有兴趣的同学可以看看参考书籍：《跨越时空的骰子——量子通信/量子密码背后的原理》。