【書摘】什麼!月亮圓缺不是地球陰影造成的?50 個科學迷思大破解,一起來刷新三觀!

彩虹有幾種顏色?人類有幾種感官?物質有幾種狀態?如果你的答案是「7、5、3」,抱歉啦,你通通答錯。

長期在《 Nature》、《Time》專欄撰文的科普作家 Brian Clegg 為讀者整理出 50 則我們從小聽到大、耳熟能詳的科學常識,再一一指出其中的迷思,像是蝙蝠根本不是瞎子、有些演化 10 年就可以完成、大多數的變色龍其實不會變色。至於彩虹有幾色?人類在視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺外還有什麼感官?物質在固態、氣態、液態之外的第四態是什麼?一起來翻開書頁找答案。

(以下內容摘自《閃電就是會打在同一個地方》一書,經商周出版授權使用。為閱讀需要已調整部分擷取內容,更多精彩文字請詳見該書。)

泡澡後指尖變皺是因為吸水的緣故

我們都知道在洗澡時指尖(和腳趾)會變軟還會出現皺紋,許多人認為這是因為皮膚吸水後腫脹起來造成的。但不論是我們的手腳,還是身上其他部位的皮膚,這些全都是防水的。

人很早就知道皮膚可以阻擋水分進入,不過一直到 2012 年才發現確切的防水機制。這主要靠的是稱為脂質 (lipid) 的脂肪分子,最知名的脂質是膽固醇,它是皮膚中的一種脂質,另外還有脂肪酸 (fatty acid) 和神經醯胺 (ceramide)。

脂質分子的結構是一條長鏈,由於其上的相對電荷的分布,分子的頭部會吸水,兩條類似尾巴構造的部分則會排斥水。脂質分子通常會彎曲成髮夾形,兩條尾巴朝向同一方向,但在皮膚的保護層中,防水的兩條尾巴各自指向相反的方向,因此無論水分子從哪裡來,都可將其推開。

既然如此,為何手腳上的皮膚會對水產生與身體其他部位不同的反應呢?最有可能造成這種效應的原因,是在潮濕的條件下,一切會變得很滑。

身體弄濕時,我們的手腳會出現一種神經系統反應,以提升它們的抓握能力,這就好比是汽車輪胎的設計。在完全乾燥的路面上,最好的輪胎是像一級方程式賽車在乾燥天候使用的無凹痕輪胎,這樣才會有最大量的橡膠與路面接觸,提供最佳抓地力。然而普通汽車輪胎都有在胎面壓製凹痕,減少與路面接觸的橡膠量。

之所以會想要減少接觸面,是因為輪胎表面的通道可以讓水溢出,將其推出去,減少輪胎和道路之間的濕滑水量。這樣在危險的潮濕環境中才會有更好的抓地力。我們起皺的手指和腳趾與輪胎胎面上的凹痕在雨中防止打滑的作用方式非常相似,似乎也是為了幫助我們避免滑倒和掉落東西。

洗澡時指尖變皺並不是皮膚吸水造成的。( 攝影/Jacob Kelvin;圖片來源/pexels)

金魚的記憶力僅能維持三秒?

金魚的記憶力很差,這是個被廣為接受的「事實」。甚至還有一則笑話:「他們以為我不介意老是吃同樣的魚飼料,因為我只有三秒鐘的記憶力。哦!好棒喔!我的飼料來了!」

這不是一個好笑話,當然科學和笑鬧並不總是能相得益彰。然而,這則金魚笑話的最大問題在於(無論你說的是金魚的記憶能持續三秒,還是時下同樣流行的五秒或九秒的版本)完全與事實不符。

我曾經在池塘裡養過金魚,每天在同一個地方餵牠們一次。後來只要我一出現在那個地方,魚就會開始在附近轉來轉去,等待食物的到來。如果牠們真的在幾秒鐘後就忘記一切,就不可能到同一個位置等我去餵食了。2003 年,一項大學研究的經典例子展示出每個養過動物的人早已知道的事,普利茅斯大學 的研究人員訓練魚去壓擠槓桿來獲得食物,這種機制後來改成每天只有一個小時才會有作用。他們證明魚的這種記憶可以持續好幾個月。

美澳電視節目《流言終結者》(MythBusters) 也在 2004 年播出的節目中進行了魚的記憶實驗。在他們的研究中,金魚會記得色卡和穿越迷宮的路徑至少一個月。而且顯然早在 1908 年就有論文支持魚類是有記憶的。

金魚的記憶並不短,至少不是只有幾秒鐘那麼短。(攝影/Chait Goli;圖片來源/pexels)

那麼,為什麼可憐的金魚會被冠上這樣錯誤的失憶罵名呢?比較晚近的是發生在 2015 年,當時微軟在加拿大的分公司發布了一則報告,聲稱由於我們接觸數位媒體,人類注意力能持續的時間正在下降。

文中指出,2000 年人類的平均注意力持續時間為 12 秒,但是到 2013 年已經降到 8 秒,還說明這比金魚的 9 秒「平均注意力持續時間」還低。微軟根據的資料來自於一個名為「統計腦」(Statistic Brain) 的網站。可惜我們完全無法在這網站之外找到當中任何說法的資料來源。

實際上,這種說法具有雙重疑點。首先,記憶與注意力的持續時間毫無關聯,記憶力完全是另一碼事。而且在 2013 年也沒有人主張過人類對事物的記憶只有 8 秒,因此這些統計數據的比較根本毫無邏輯可言。而且就連那些與人類有關的數字也是錯的。

撇開其他的不談,根本沒有所謂注意力平均時間這樣的東西。就拿看臉書、開車、讀書或看一部引人入勝的劇情片來講,我們放在這上面每一項的注意力完全不同。我們當然比過去更容易分心,但這並不意味著網路的存在破壞了我們對所有事物的注意力。也可以說,我們之所以不會把注意力集中在多數社群媒體上的發文,是因為它們實在沒什麼內容,就只是值得幾秒鐘的時間。

下次若有人老調重彈,提起那條可憐的失憶(或注意力不足)的金魚時,你可以胸有成竹地告訴他們這是錯的。也可以調侃那些記者或公關人員,說他們再次在世界上散播了這則關於記憶力的迷思。

「金魚記性很差」(這隻可憐的金魚,記性差到連自己都不認得了)經常被拿來當成笑話。(圖片來源/Fishmaster blog)

為了保持健康,每天需要喝八杯水

水對身體有益。這沒什麼好大驚小怪的,但我們當中有些人沒能喝到足以維持健康的水量。經常有人耳提面命地警告我們每天需要喝八杯水(大約兩公升),而且別想用奶昔或茶代替,只有純水才算數,而喝完這八大杯可是件苦差事。不幸的是(或者對喜歡喝其他各種飲料的人來說則是件幸運的事),這一切都沒有科學依據,除了確實有些人沒有喝到足量的水這件事之外。

水當然是飲食中不可或缺的一部分,這點恰恰反映著水對每個生物的重要性。構成我們的細胞含有水,水既可以防止它們崩解,又可以充當其間種種微小機制相互作用的介質,少了水,細胞就無法發揮作用。人體大約含有六成的水,我們可以幾個星期不吃東西,但是沒有水我們最多只能活三天左右。然而,在強調水分的必要性以及有效的補充方式時,往往會出現明顯的誤導。

每天喝八杯水這樣具體的要求,是另一則誤解科學發現的迷思。八杯這個數字似乎是來自 1945 年美國國家研究委員會的一項建議,即在我們的飲食中,每消耗一卡路里的食物,就應該包含大約一毫升的水。就 2000 卡路里這樣一般的消耗量來說,每天最少要喝兩公升的水(今日,許多人攝取的熱量甚至更多)。但這與喝幾杯水無關。

人需要喝水,但每天要喝八杯水的說法,並沒有科學依據。(圖片來源/pexels)

在我們的飲食中,很少會吃到完全乾燥的食物,就所有生命都依賴水這一點來看,這毫不足奇。我們攝取的水量大約有一半來自我們的食物,不需要特別喝水。而這一點立即將飲用水的需求減半。

研究顯示,純水和我們喜歡的大多數飲品間的水合作用沒什麼差別。咖啡因對水分通過身體的速度有輕微影響,但似乎不會對水合作用本身造成什麼影響。倒是吸收過多酒精會是比較大的問題,這就是為什麼最好不要在飛機上飲酒,因為光是機艙壓力降低就已經會讓人脫水。不過含水量高的酒精飲料,例如啤酒,仍然可以有效補充水分。小飲啤酒也是無妨的,畢竟幾個世紀以來,英國的標準飲料就是一種稱為「小啤酒」(small beer) 的淡啤酒,因為在過去許多地方的供水都不符合飲用安全。

不過還是有個好消息。如果你真的喜歡運動飲料的味道,它們確實能夠有效補水,不過也沒有比任何其他飲料更有效。儘管製造商聲稱,在運動口渴時,可以有效補充水份。「搶在口渴前補水」的主張並沒有科學依據,我們也不需在飲料中添加那些運動飲料中的電解質,雖然這些化學物質很重要,但我們可以從食物中獲取足夠的電解質,並不需要人為地提高電解質濃度。

即使八杯水的建議可能讓我們誤解,但大多數人都知道喝水不足的危險,反而對喝太多水的危險性感到陌生。如果喝水過量,身體細胞會膨脹,可能導致腦損傷,在極端的情況下甚至會致死。喝下一杯水當然不會造成這個問題,但一次喝超過一公升左右就開始有危及健康的風險。

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