10 Научных Вопросов, Которые Вы Должны Знать, Как Ответить

{h1}

Вы знаете ответы на эти вопросы науки? Изучите эти 10 научных вопросов, на которые вы действительно должны знать, как ответить.

Правительство США тратит около 60 миллиардов долларов в год на субсидирование научных исследований, а программы выпускников в области науки и техники в университетах США настолько хороши, что привлекают многих из лучших и самых ярких студентов из остального мира [источник: Национальный научный фонд]. Окруженные технологическими чудесами, от говорящих банкоматов и телекоммуникационных спутников до супермаркетов томатов, которые генетически модифицированы, чтобы сохранить свой вкус, американцы должны быть чертовски умны, когда дело доходит до науки, а?

Ну, угадай еще раз. Тревожная истина заключается в том, что взрослые в США, как правило, смущенно невежественны, когда дело доходит до базовых научных знаний. Опрос Harris Interactive, проведенный в 2009 году, показал, что только 53 процента знали, что Земля вращалась вокруг Солнца в течение года, и только 59 процентов знали, что самые ранние люди и динозавры не существовали одновременно, как они это делали в Флинстоуны «. И только 47 процентов правильно заявили - с точностью до 10 процентов - что около 70 процентов поверхности Земли покрыто водой. Только каждый пятый взрослый в США может правильно ответить на все три вопроса [источник: ScienceDaily]. Исследование, проведенное в Мичиганском университете в 2011 году, показало, что только 28 процентов взрослых американцев обладали достаточным научным знанием, чтобы прочитать раздел «Наука во вторник» и понять его. Следует признать, что это улучшение по сравнению с исследованием 1988 года, когда только 10 процентов взрослых могли разобраться в научных статьях «Таймс» [источник: ScienceDaily].

Очевидно, что у нас есть достаточно возможностей для достижения чего-либо, похожего на универсальную научную грамотность. Но для тех из вас, кто испытывает отчаянное стремление сменить тему, когда кто-то упоминает бозон Хиггса, массивно-параллельные суперкомпьютеры или обостряющиеся споры о том, есть ли у динозавров перья, не бойтесь. Мы легко начнем с ответов на 10 действительно фундаментальных научных вопросов, на которые каждый должен знать, как ответить.

10. Почему небо голубое?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: вопросов

Спойте это с Армстронгом: «Я вижу голубое небо…» Goodshot / Thinkstock

«Я вижу голубое небо и белые облака», - напевал Луи Армстронг в своей песне 1968 года «Какой чудесный мир». И он, вероятно, сделал, учитывая, что его песня ода оптимизму. Европейские исследователи обнаружили, что свет от синей части спектра положительно влияет на эмоции, делая нас более восприимчивыми к эмоциональным стимулам и более адаптируемыми к эмоциональным проблемам [источник: Opfocus].

Но мы отвлеклись. Небо кажется голубым из-за эффекта, называемого рассеяние, Солнечный свет должен проходить через атмосферу Земли, которая заполнена газами и частицами, которые действуют как бамперы на автомате для пинбола, отражая солнечный свет повсюду. Но если вы когда-либо держали призму в руках, вы знаете, что солнечный свет на самом деле состоит из множества разных цветов, каждый из которых имеет разную длину волны. Синий свет имеет относительно короткую длину волны, поэтому он проходит через фильтр легче, чем цвета с более длинными длинами волн, и в результате рассеивается более широко при прохождении через атмосферу. Вот почему небо выглядит синим в те части дня, когда солнце кажется высоко в небе (хотя на самом деле это то место на планете, где вы стоите, движется относительно солнца).

Тем не менее, на восходе и закате солнечные лучи должны перемещаться на большее расстояние, чтобы достичь вашей позиции. Это устраняет преимущество длины волны синего света и позволяет нам лучше видеть другие цвета, поэтому закаты часто выглядят красными, оранжевыми или желтыми [источники: NASA, ScienceDaily].

9. Сколько лет Земле?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: научных

К сожалению, вокруг планеты Земля много космического мусора. Maciej Frolow / Фотодиск / Getty Images

Возраст Земли - это то, о чем люди спорили, иногда с горечью, в течение долгого времени. Еще в 1654 году ученый по имени Джон Лайтфут, чьи расчеты были основаны на Библейской Книге Бытия, провозгласил, что Земля была создана ровно в 9 часов утра Месопотамского времени, 26 октября 4004 года до нашей эры. В конце 1700-х годов ученый по имени граф де Буффон нагрел небольшую копию созданной им планеты и измерил скорость ее охлаждения, и, основываясь на этих данных, предположил, что Земле было около 75 000 лет. В 19 веке физик лорд Кельвин использовал разные уравнения, чтобы установить возраст Земли от 20 до 40 миллионов лет [источник: Бадаш].

Но все это было превзойдено в конце 1800-х и начале 1900-х годов открытием радиоактивности, за которым вскоре последовал расчет скоростей распада различных радиоактивных веществ [источник: Бадаш]. Земные ученые использовали эти знания для определения возраста камней Земли, а также образцов метеоритов и камней, доставленных астрономическими астрономами с Луны. Например, они изучили состояние распада изотопов свинца в горных породах, а затем сравнили его со шкалой, основанной на расчетах того, как изотопы свинца будут меняться со временем. Исходя из этого, они смогли определить, что Земля образовалась приблизительно 4,54 миллиарда лет назад с неопределенностью менее 1 процента [источник: Геологическая служба США].

8. Как работает естественный отбор?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: знать

Роговая акула замаскирована на морском дне; естественный отбор отвечает за его цвета? Джерард Сури / Oxford Scientific / Getty Images

Как и век Земли, теория эволюции, впервые разработанная биологом Чарльзом Дарвином в середине 1800-х годов, является еще одним предметом, который заставляет людей задуматься. Если вы когда-нибудь видели классический фильм «Унаследовать ветер», вы, вероятно, уже знаете о печально известном суде по делу Обезьяны в 1925 году. Известный адвокат Кларенс Дарроу безуспешно спорил от имени учителя биологии в средней школе по имени Джон Скоупс, которого обвиняли в нарушая закон Теннесси, который запрещал кому-либо учить, что люди произошли от «низших категорий животных», и постановлял, что библейская история сотворения была единственным приемлемым объяснением [источник: Линдер]. В последние годы именно антиэволюционисты воевали в суде и на законодательных собраниях, требуя, чтобы дети изучали «науку о сотворении» в школе, в дополнение к теории эволюции [источник: Раффаэле].

И если есть идея, которая особенно беспокоит антиэволюционистов, это центральная концепция Дарвина, которая называется естественным отбором. Это действительно не сложная идея для понимания. В природе мутации, то есть постоянное изменение генетического плана организмов, которое может привести к тому, что они приобретают отличительные черты от своих предков, происходят случайно. Но эволюция, более длительный процесс, посредством которого животные и растения меняются в течение нескольких поколений, не случайна. Вместо этого изменения в организмах имеют тенденцию становиться более распространенными с течением времени, если изменения помогают организму лучше выживать и размножаться.

Например, представьте, что некоторые жуки зеленые, но мутация приводит к тому, что некоторые жуки становятся коричневыми. Коричневые жуки смешиваются с окружающей средой лучше, чем зеленые жуки, поэтому не так много птиц съедают. Вместо этого, большее количество из них выживет и размножится, и может передать генетические изменения, которые сделают их потомство коричневым. Со временем популяция жуков постепенно изменится на коричневую. Это, конечно, простая версия. На практике естественный отбор основан на средних показателях, а не на конкретных лицах, и это не совсем гладкий и упорядоченный процесс [источник: Калифорнийский университет в Беркли].

7. Солнце когда-нибудь перестанет светить?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: знать

Так будет выглядеть солнце в последние годы? Комсток / Thinkstock

Этот вопрос напоминает нам еще одну популярную песню, сингл Скитера Дэвиса 1962 года «Конец света», в котором певица задается вопросом, почему солнце продолжает светить после того, как ее парень, по-видимому, бросил ее. Тщеславие лирики заключается в том, что реальность вокруг нас - будь то яркое солнце или птицы, поющие на деревьях - более долговечна, чем наши хрупкие маленькие чувства. По правде говоря, наша несчастная девушка имела несчастье родиться слишком рано - примерно на 5,5 миллиардов лет, дайте или возьмите несколько. Это точка, в которой солнце, которое, как и любая другая звезда, является гигантским термоядерным реактором, исчерпает водород в своем ядре, которое оно сжигает в качестве топлива для создания солнечного света, и начнет сжигать водород в окружающих его слоях.

Это будет началом солнечной спирали смерти, в которой его ядро ​​сократится, а его внешние слои значительно расширятся, превратив его в красного гиганта. В последнем взрыве Солнце поджарит солнечную систему с помощью теплового удара, который временно превратит даже обычно холодную окрестность Плутона и Пояса Койпера (после Нептуна) в небесную сауну. Вероятно, что внутренние планеты, включая Землю, будут либо втянуты в умирающего гиганта, либо превращены в пепел [источник: Overbye].

С другой стороны, если людям не удастся колонизировать солнечные системы других звезд, никто не будет рядом, чтобы испытать этот последний ад. Солнце, которое составляет примерно половину ожидаемой продолжительности жизни, уже постепенно нагревается, и через миллиард лет ожидается, что оно будет примерно на 10 процентов ярче, чем сейчас. Этого увеличения солнечного излучения будет достаточно, чтобы испарить океаны нашей планеты, оставив нас без воды, от которой зависит наш вид для выживания [источник: Overbye].

6. Как работают магниты?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: должны

Магниты: как они работают? ISTOCKPHOTO / Thinkstock

«Магниты: как они работают?» Это вопрос, который рэперы Insane Clown Posse поставили в своем сингле "Miracles" несколько лет назад, что привело к тому, что эти snarkmeisters на "Saturday Night Live" высмеивали их безжалостно. И это было неудачно, потому что это вполне разумная вещь, чтобы обдумать. Магнит - это любой объект или материал, обладающий магнитным полем, то есть сгусток электронов, движущихся вокруг него в одном и том же направлении. Теперь электроны - как рэперы из Детройта, которые носят маски клоунов, много проклинают и пьют Faygo Cola - любят соединяться парами, а у железа много непарных электронов, которые все хотят присоединиться к действию. Таким образом, объекты, которые являются твердым железом или содержат много железа - например, гвозди - будут притягиваться к достаточно мощному магниту. Вещества и объекты, притягивающиеся к магнитам, называются ферромагнитными веществами [источник: Университет Иллинойса].

Люди знали о феномене магнетизма очень давно. Есть встречающиеся в природе магниты, такие как магнит, но средневековые путешественники придумали, как натирать стальные иглы компаса против этих камней, чтобы они собирали электроны и становились намагниченными, что означает, что они создали свои собственные магнитные поля. Эти магниты не были особенно долговечными, но в 20 веке исследователи разработали новые материалы и зарядные устройства, которые позволили им делать более мощные постоянные магниты [источник: Ступак]. На самом деле вы можете создать магнит, называемый электромагнитом, из куска железа, обмотав вокруг него электрический провод, а затем соединив концы с полюсами одной из этих больших батарей с зажимами сверху [источник: Университет Иллинойса ].

5. Что вызывает радугу?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: знать

Радуга выглядит как дуга, так как нижняя половина не видна из-за земли. В воздухе это может выглядеть как диск. ISTOCKPHOTO / Thinkstock

Есть что-то в этом атмосферном явлении, которое вызывало благоговение у людей с древних времен. В Книге Бытия Бог положил радугу в небо после Великого Потопа и сказал Ною, что это знак «знак завета между мной и Землей» [источник: Библос]. Древние греки пошли дальше и решили, что радуга на самом деле была богиней, которую они назвали Ирис. Но они сделали ее зловещей фигурой - носителем вестей олимпийских богов о войне и возмездии [источник: Lee and Fraser, pg viii]. И на протяжении веков великие умы, от Аристотеля до Рене Декарта, стремились выяснить, какой процесс создал поразительное множество цветов радуг [источник: Броутон и Карриеро].

С тех пор, однако, ученые прибили это довольно хорошо. В основном, радуга вызвана каплями воды, которые остаются в атмосфере взвешенными после ливня. Капли имеют плотность, отличную от плотности окружающего воздуха, поэтому, когда солнечный свет попадает на них, капли действуют как крошечные призмы, изгибая свет, разбивая его на составляющие его длины волн, и затем отражая их обратно на нас. Это в свою очередь создает дугу с полосами цветов видимого спектра, который мы видим. Поскольку капли должны отражать свет на нас, чтобы увидеть радугу, мы должны стоять спиной к солнцу. Нам также нужно смотреть вверх от земли под углом приблизительно 40 градусов, что является углом отклонения радуги, то есть углом, на который она изгибает солнечный свет. Интересно, что если вы находитесь в самолете и видите радугу сверху, она на самом деле может выглядеть как диск, а не как дуга [источник: Физический класс].

4. Что такое теория относительности?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: должны

Сам гений: Альберт Эйнштейн. MPI / Getty Images

Когда кто-то ссылается на «теорию относительности», на самом деле они имеют в виду две теории: специальную относительность и общую относительность, которые были разработаны физиком-теоретиком Альбертом Эйнштейном в начале 1900-х годов [источник: nobelprize.org]. Но независимо от того, что вы называете работой Эйнштейна, это, несомненно, сбивает с толку большинство неопытных ученых. Эйнштейн подумал над умным способом объяснить это: «Когда мужчина сидит с красивой девушкой в ​​течение часа, это кажется минутой. Но пусть он сидит на горячей плите в течение минуты, и это дольше, чем любой час. Это относительность. " [источник: Мирский].

И это на самом деле подводит итог довольно хорошо, хотя детали немного сложнее. До Эйнштейна все в значительной степени верили, что пространство и время были неизменными качествами, которые никогда не менялись, потому что именно так они смотрят на нас с нашей точки зрения на Земле. Но Эйнштейн использовал математику, чтобы показать, что абсолютный взгляд на вещи был иллюзией. Вместо этого, пояснил он, пространство и время могут подвергаться изменениям - пространство может сжиматься, расширяться или изгибаться, а скорость, с которой проходит время, может также сдвигаться, если объект подвергается воздействию сильного гравитационного поля или движется очень быстро,

Более того, то, как появляются пространство и время, может зависеть от точки зрения человека, наблюдающего за ними. Представьте, например, что вы смотрите на старомодный тикающий будильник руками, чтобы узнать время. Теперь представьте, что эти часы находятся на орбите вокруг Земли, чтобы они двигались очень быстро по сравнению с вашим положением на поверхности. Если бы вы все еще могли видеть стрелки часов, они бы выглядели для вас меньше, чем на Земле, и тиканье часов было бы медленнее [источник: Корнелльский университет].

Часы движутся медленнее из-за явления, называемого «замедление времени». Пространство и время - это единая вещь, называемая пространством-временем, которая может быть искажена гравитацией и ускорением. Поэтому, если объект движется очень быстро или на него действует действительно мощная гравитация, время для этого объекта замедлится по сравнению с объектом, который не подвергается воздействию тех же сил. С помощью математических вычислений можно предсказать, сколько времени замедлится для быстро движущегося объекта.

Это, наверное, звучит довольно странно. Но мы знаем, что это действительно так. GPS, спутники которого зависят от точного измерения времени для определения местоположения на карте, является доказательством. Спутники движутся вокруг планеты со скоростью около 8 700 миль (14 000 км) в час, и если бы инженеры не отрегулировали свои часы, чтобы компенсировать относительность, в течение дня карты Google на наших смартфонах дали бы нам позиции, которые были на расстоянии 6 миль. (9,86 км) от [источник: OSU Astronomy].

3. Почему пузыри круглые?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: научных

Пузыри круглые, потому что они хотят быть - благодаря сплоченности. Райан Маквей / Getty Images

Ну, на самом деле пузыри не всегда идеально круглые, как вы, наверное, заметили, если когда-нибудь использовали одну из этих игрушечных штуковин, чтобы пускать мыльные пузыри. Но пузырьки хотят быть сферическими, и если вы сначала дунете на пузырек, имеющий более сигарообразную форму, он изо всех сил изменит свою форму. Это потому, что пузырьки в основном представляют собой тонкие слои жидкости, молекулы которых слипаются, потому что они притягиваются друг к другу, это явление называется сплоченность [источник: USGS]. Это создает то, что мы считаем поверхностным натяжением, то есть барьером, который противостоит объектам, пытающимся пройти через него [источник: USGS]. Внутри слоя молекулы воздуха, попавшие в ловушку, не могут выбраться, даже если они толкают воду. Но это не единственная сила, действующая на этот слой. Снаружи больше воздуха толкает их внутрь. Наиболее эффективный способ для жидкого слоя противостоять этим силам состоит в том, чтобы принять наиболее компактную форму, которая оказывается сферой, с точки зрения соотношения объема и площади поверхности [источник: научно-популярная наука].

Интересно, что ученые придумали способы сделать пузыри не круглыми, чтобы они могли изучать геометрию поверхностей. Они способны создавать пузырьки, которые являются кубическими и даже прямоугольными, путем подвешивания тонкого слоя жидкости на проволочной раме, отлитой в желаемую форму [источник: NEWTON].

2. Из чего сделаны облака?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: знать

Нет, облака сделаны не из волос ангела, а из кристаллов льда и воды. Тем не менее, по-прежнему довольно. Medioimages / Photodisc / Thinkstock

Надеюсь, это не сильно разочарует поклонников Джони Митчелла, но облака на самом деле не носы ангельских волос и мороженные замки в воздухе. Облако - это видимая масса капель воды, или кристаллов льда, или их смеси, которая подвешена над поверхностью Земли. Облака образуются, когда влажный, теплый воздух поднимается. Когда он поднимается выше и достигает более холодного пространства, влажный теплый воздух тоже охлаждается, и пары воды конденсируются обратно в крошечные капельки воды и / или кристаллы льда, в зависимости от того, насколько холодно они становятся. Эти капельки и кристаллы объединяются из-за принципа сплоченности, который мы уже обсуждали ранее. В результате получается облако [источник: Британика]. Некоторые облака толще других, потому что они имеют более высокую плотность капель воды.

Облака являются ключевой частью гидрологического цикла нашей планеты, в котором вода постоянно перемещается между поверхностью и атмосферой и изменяется в состоянии от жидкости к пару к жидкости, а иногда и к твердому телу. Если бы не этот цикл, вероятно, на нашей планете не было бы никакой жизни [источник: НАСА].

В 1803 году метеоролог Люк Ховард предложил четыре основных классификации облаков, названия которых основаны на латинских словах. кучевые облака, что в переводе с латыни означает «куча», описывает те нагроможденные комковатые облака, которые мы часто видим в небе. усик«Волосы» - это термин для облаков высокого уровня, которые выглядят тонкими, как пряди волос. Плоские, безликие облака, которые образуют листы, называются слоистые облака, что является латинским словом «слой». Наконец, есть нимб облака (на самом деле латинское название «осаждающее облако») - это низкие серые дождевые облака [источник: НАСА]. И иногда они объединяются - как очень высокие серые комковатые облака, которые вы видите перед грозами - называемые кучево-дождевые облака!

1. Почему вода испаряется при комнатной температуре?

10 Научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить: которые

Что заставляет жидкость исчезать из этих очков? ISTOCKPHOTO / Thinkstock

Нам, людям, нравится думать о реальности как о хорошем, стабильном месте, где различные вещи остаются в одном месте, если мы не хотим, чтобы они уходили куда-то еще. Но мечтай дальше. В действительности, если вы посмотрите на воду на молекулярном уровне, она действует как группа щенков, толпящихся в кровати собаки, с молекулами, сталкивающимися друг с другом и борющимися за положение. Когда в воздухе находится много водяного пара, молекулы сталкиваются с поверхностью и прилипают к ней, поэтому во влажный день на холодном напитке образуется конденсат.

И наоборот, когда воздух становится суше, молекулы воды в вашей чашке с водой могут попасть в воздух и прилипнуть к другим молекулам, которые плавают вокруг. Этот процесс называется испарением. Если воздух достаточно сухой, из вашей чашки в воздух выскочит больше молекул, чем попадет из воздуха в воду. Со временем вода будет продолжать терять молекулы в воздух, и в итоге вы получите пустую чашку [источник: NEWTON].

Способность молекул из жидкости выталкиваться в воздух и прилипать к нему называется давлением пара, потому что прыгающие молекулы оказывают силу, как газ или твердое тело, которое давит на что-то. Разные жидкости имеют разное давление пара. Жидкость, такая как ацетон - жидкость для снятия лака - имеет очень высокое давление пара, что означает, что она легко испаряется и попадает в воздух. У оливкового масла, напротив, очень низкое давление паров, поэтому при комнатной температуре оно вряд ли сильно испарится [источник: NEWTON].

Смог ли Ежик Соник выжить на собственной скорости?

Смог ли Ежик Соник выжить на собственной скорости?

Мог ли Ежик Соник реально справиться со сверхзвуковыми скоростями? WordsSideKick.com исследует, что еще может понадобиться Сонику, чтобы пережить его скорость.


Примечание автора: 10 научных вопросов, которые вы должны знать, как ответить

Я был увлечен наукой и техникой с тех пор, как мне исполнилось 8 лет, когда я с энтузиазмом изучал серию книг «Как и почему чудеса», в которых затрагивались темы, начиная с ядерной физики и заканчивая динозаврами. Я даже пытался повторить эксперименты, описанные в книгах, и заставлял своих родителей снабжать меня батарейками, проволокой, алюминиевой фольгой и другими вещами, которые мне были нужны. Я мог бы даже сделать карьеру в какой-то научной области, за исключением того, что в старшей школе я понял, что мне не нравится математика, и что я лучше объяснял эксперименты и исследования другим людям, чем сам выполнял эту работу. Сегодня, в дополнение к написанию статей для WordsSideKick.com, я также являюсь блогером для веб-сайта Science Channel.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com