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为什么一首歌会在脑子里循环播放?真的是大脑卡碟了吗?| No. 452

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2025-03-21 14:13

主要观点总结

本文介绍了关于十个问题的答案,包括关于身体感知、物理学、生物学的多个领域的知识,通过多个专业领域的回答,让读者了解这些问题的科学解释。问题包括为什么踩到沙子上脚周围的沙子会变干、分子是否有温度、物质的味道是如何产生的等。

关键观点总结

关键观点1: 介绍文章主要内容和涵盖的问题领域

本文包括对身体感知、物理学、生物学等问题的解答,涉及沙子的变化、分子的温度、物质味道的产生等问题。

关键观点2: 概括每个问题及答案的要点

问题包括为什么沙子变干、分子温度的概念、物质味道产生的原理等。答案通过专业领域的解释,揭示了这些现象的科学原理。

关键观点3: 说明不同问题间的关联和逻辑顺序

这些问题虽然涉及不同领域,但它们都在探索自然界的奥秘,展示了科学的多样性。


正文

你有没有这样的时刻

一首旋律毫无征兆地钻进脑海

开启 “无限单曲循环” 模式

难道真的是大脑卡碟了吗?

Q1 为什么踩到沙子上这个脚周围的沙子会变干呢?
Q2 分子有温度吗?温度是什么概念?“温暖的分子”这种说法正确吗?
Q3 物质的味道是怎么产生的?
Q4 为什么在人非常生气的情况下,却总感觉到肚子饿,却又吃不进东西?
Q5 人声是否比硬件播放的声音更具有穿透性?(比如我想在浴室放歌或者唱歌)
Q6 水滴是如何形成上尖下圆的💧这种形状的?
Q7 请问“东南西北”是被发明的还是被发现的?
Q8 体脂秤是用什么方法估算出体脂率和含水量等数据的?这个估计值的误差有多大?
Q9 流鼻血到底应该仰头还是低头?
Q10 那些记不住的梦是什么时候开始忘记的呢?是醒来的瞬间吗?
Q11 为什么有时一首歌会在脑海中循环往复地播放?怎样解决这个问题?

Q1

为什么踩到沙子上这个脚周围的沙子会变干呢?

by 匿名

答:

当踩到沙子上时,脚周围的沙子变干这个现象实际上是 泥沙的胀流行为导致的 。自然状态下,沙粒紧密堆砌,颗粒间隙中充有海水(流体),起到润滑作用,使沙粒容易流动。此时沙面略湿润但结构松散。当外力作用(脚踩)时, 沙粒因外力发生“位错”,原有紧密结构被破坏,空隙增大,体积膨胀 。原本存在于表层沙粒间隙中的海水被吸入下方更大的空隙中,导致表层水分减少。上部沙粒因失去润滑作用的流体,黏度增大,流动性变差,沙体变得更硬实。结果就导致 脚周围的沙面因水分被下方空隙吸收而显得干燥,同时沙地因黏度增加而硬化,形成易于行走的硬实表面 。所以视觉上脚踩过的小区域会变更干燥。

参考资料:

  1. 吴其晔,巫静安.高分子材料流变学[M].高等教育出版社,2014.8. P43

by 姬子隰

Q.E.D.

Q2

分子有温度吗?温度是什么概念?“温暖的分子”这种说法正确吗?

by 匿名

答:

这个问题是大学物理课程——热学中的一个基础物理概念,根据课本中的定义, 温度是一个宏观统计物理量 ,用于描述系统的冷热关系, 是处于热平衡状态的系统的一个状态参数,其对应的微观本质是如分子原子在内的微观粒子热运动剧烈程度,是粒子内能的在宏观上的统计表现

分子只有内能的概念而没有温度的概念 ,并且 “温暖的分子”这种说法也并不科学,正确的说法应该是热运动剧烈的分子 。实际上分子内能与宏观温度是可以联系的,根据 能量均分定理 ,分子的每个自由度对应的平均能量为 ,其中 是玻尔兹曼常数,T即为热力学温度。例如刚性的双原子分子理想气体,不考虑相互作用,每个分子有3个平动自由度、2个转动自由度,因此分子内能为

参考资料:

  1. 秦允豪. (1999). 热学:普通物理学教程. 高等教育出版社.

by 凉渐

Q.E.D.

Q3

物质的味道是怎么产生的?

by 匿名

答:

味道包括由人的嗅觉感觉到的气味和舌的味蓄作用而感觉到的滋味。味觉感受器主要分布于舌面的味蕾中,每个味蕾由40-150个味觉细胞构成。当水溶性的呈味物质(如糖、盐、酸等)与味觉细胞表面的受体结合时, 会触发化学信号转化为神经电信号,通过神经传递至大脑味觉中枢,最终形成味觉 。而气味则由挥发性化合物(如酯类、醛类、硫化物等) 通过鼻腔进入嗅上皮,与嗅觉受体结合后产生神经电信号传递至大脑

不同的物质有不同的味道,是因为 它们会与不同受体结合并产生不同的神经冲动 。人类进化出来了许多种味觉、嗅觉受体,它们各自有各自对应的味道分子,它们通常有独特的化学结构相对应,例如甜味分子通常对应着蛋白质受体。

参考资料:

  1. 李英春.味化学简介[J].齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版),1985,(01):56-60.
  2. 彭金华.香味及其化学结构[J].甘肃教育学院学报(自然科学版),1994,(01):33-39.

by 姬子隰

Q.E.D.

Q4

为什么在人非常生气的情况下,却总感觉到肚子饿,却又吃不进东西?或者说老说没胃口?

by 魔鬼忠臣

答:

人在生气时感到肚子饿却吃不下东西, 其实是一场身体和情绪的“拉锯战” 。当你愤怒时,大脑会启动“战斗或逃跑”反应,瞬间释放大量肾上腺素。这种激素就像身体的“紧急按钮”,它会将血液从胃部转移到肌肉,让消化系统“罢工”—— 胃排空变慢、饥饿感被压制 ,你可能会觉得“明明饿,但一口都咽不下”。

不过,身体此时误以为要应对一场“生存危机”,反而会发出 矛盾的饥饿 信号,催促你补充能量。这种 生理上的矛盾 (饿但不想吃)可能持续到情绪高峰期结束。随后,另一种压力激素 皮质醇 开始接管,它通常 延迟激发食欲 ,这也是为什么很多人气消后会暴饮暴食(比如狂吃零食解压)。

从心理层面看, 高强度的情绪(如愤怒)会直接压制食欲 。研究指出,人在极度生气时,注意力完全被情绪占据,大脑根本没“带宽”处理吃饭的需求。更微妙的是,身体可能把 心跳加速、肌肉紧绷 这类情绪引发的生理反应, 错当成饥饿信号 (比如误以为“胃在叫”是饿了),但实际上消化系统根本没准备好接受食物。

此外, 自我控制能力 也在这场“拉锯战”中起作用。研究发现,平时容易情绪性进食的人,在愤怒时反而可能因情绪过度唤醒而僵住——即使饿,也完全不想动筷子。但等情绪平复后, 皮质醇驱动 的食欲反弹可能让人吃更多高热量食物,形成“生气-忍住-暴食”的循环。

简单来说,这种“饿却吃不下”的现象,是 应激激素、情绪唤醒和身体误判联手上演的一出复杂戏码 。想要打破它,或许可以先深呼吸冷静下来,给身体一点时间从“战斗模式”切换回“吃饭模式”。

参考资料:

  1. 赵天凤,胡雅梅.情绪性进食行为的研究综述[J].心理月刊,2023,18(02):219-222.
  2. 朱虹,蔡太生.情绪性进食与进食障碍倾向的关系:自我控制的中介作用[J].中国临床心理学杂志,2013,21(02):217-219.

by 玛卡巴卡

Q.E.D.

Q5

人声是否比硬件播放的声音更具有穿透性?(比如我想在浴室放歌或者唱歌)

by 匿名

答:

在回答这个问题之前,我们先做几个前情提要:

  1. 人声频率范围较窄(85Hz-1.1kHz),能量集中在中高频,而硬件设备播放的频率范围更广;
  2. 人能听到的声音频率范围是20-20000Hz;
  3. 人对人声更加敏感。

所以, 硬件设备播放的声音通常更具有穿透性 ,因为 低频段(20-200Hz)波长较长,容易绕过障碍物并引发共振,而且声波较人声更加稳定,更容易透过障碍物 。比如说突如其来的邻居家装修的电钻声、音箱播放的低音音乐等等。不过,为什么我们有时候也能清晰听到隔壁的说话交谈声呢?这是因为他们说话太大声了(也可能是墙太薄了), 尖锐的高频因为能量集中可以产生一定穿透效果 ,再加上人对人声本就更敏感,容易在开放环境中被感知,因此我们时长能将来自隔壁的”尖锐爆鸣“和”恶魔低语“听得一清二楚。

至于在浴室,从自己的听觉体验上来说,唱歌更好听;从浴室外的人听感角度来说……就不好说了。高 频段的声波较短,容易被反射或吸收,所以浴室的瓷砖墙面的强反射会增强中高频的混响 ,这时候我们唱歌就会有一种在音乐厅演唱的丰满感;而外界对于我们在浴室发出的歌声会被自动削弱中高频,听感奇怪;但是硬件播放的人工人声就会听得更加清晰。

参考资料:

  1. Marianne Latinus, Pascal Belin. Human voice perception. Current Biology. 2011,21(4):143-145.

by 4925

Q.E.D.

Q6

水滴是如何形成上尖下圆的💧这种形状的?

by 一到取名就犯难

答:

我们平时画水滴是不是都是这样——上面尖,下面圆,有点像蝌蚪的模样。然而,真实的水滴真的是这样吗?

很遗憾, 水滴的形状远比你想象的还要复杂 。我们先从液体表面张力说起,液体表面因张力的存在具有向内收缩的趋势。几何知识告诉我们,物体在一定体积条件下,在各种形状中,球体的表面积最小。这意味着对于一定体积的水,取球体形状时表面积最小,这时后表面能也最低,处于最低能量状态。 因此,在没有外力干扰的情况下,水滴会自然而然地形成完美的球形

然而, 在现实世界中,重力、空气阻力等因素的存在,会让水滴的形状偏离球形 。在水滴形成和下落的动态过程中,重力和表面张力之间展开了一场微妙的较量。起初,表面张力占据上风,水滴逐渐膨胀但并未下落;随后,重力开始发挥作用,水滴的底部被拉长,形成一个逐渐变细的“腰身”,而悬挂在下端的水滴则呈现出泪珠状——这或许就是人们将水滴想象成泪珠形状的原因。随着时间推移,腰身越来越细,最终断裂,形成一个细长的圆柱体,而悬挂的水滴则脱离并开始下落。当圆柱体与主水滴分离后,表面张力会使得圆柱体不断震颤,产生一系列复杂的波动。这些波动沿着圆柱体上下传递,最终将其分割成一个个更小的“卫星水滴”。

不仅如此,水滴的大小、气流的影响,甚至是周围环境的微小变化,都会对其形状产生显著的影响 。例如,较小的水滴由于表面张力占主导,更接近球形;而较大的水滴(如雨滴)则更容易受到重力和空气阻力的作用,形状更扁平。谁能想到,一滴小小的水滴,竟然承载着如此复杂的物理机制?

参考资料:

  1. 水滴的一千种形状
  2. 胡忆默.水滴形状的真相[J].大科技(科学之迷),2006,(07):29-30.

by Sid

Q.E.D.

Q7

请问“东南西北”是被发明的还是被发现的?方向是如何被定义的?宇宙里有东南西北吗?不同的世界地图形式可以对应着制造不同的对方向的定义吗?

by ayan

答:

方向的概念 是人类在观察自然规律基础上总结出的 空间定位方法 ,兼具自然属性与文化属性。天文学家利用地球自转产生的昼夜交替现象为方向划分提供了物理基础—— 太阳每日从东方升起、西方落下 ,南北方向则通过地球自转轴的两极确定。古人发现悬挂磁石总指向固定方位,由此建立了地磁场南北极的概念。这些 自然现象的规律性使方向具有客观存在性 ,但具体命名体系如"东南西北"属于 人类文化创造 ,例如澳大利亚部分原住民采用八方位系统,玛雅文明以颜色象征不同方向。







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