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引 子 倒霉？是你不懂科学
第1 章 一生中最混乱的早上（1）
第1 章 一生中最混乱的早上（2）
第1 章 一生中最混乱的早上（3）
第1 章 一生中最混乱的早上（4）
第1 章 一生中最混乱的早上（5）
第1 章 一生中最混乱的早上（6）
第1 章 一生中最混乱的早上（7）
第1 章 一生中最混乱的早上（8）
第1 章 一生中最混乱的早上（9）
第1 章 一生中最混乱的早上（10）
第1 章 一生中最混乱的早上（11）
第1 章 一生中最混乱的早上（12）
第1 章 一生中最混乱的早上（13）
第1 章 一生中最混乱的早上（14）
第1 章 一生中最混乱的早上（15）
第1 章 一生中最混乱的早上（16）
第1 章 一生中最混乱的早上（17）
引 子 倒霉？是你不懂科学
引 子 倒霉？是你不懂科学
没有警笛声，没有闪光灯，也没有警戒线；没有乘坐着“神秘大篷车”来访的头戴墨镜的“卧底科学家”们，也听不到他们下车时“砰”的关门声，更看不到那装满各种新奇工具的黑大包。你只能靠自己了。你将完全依靠自己的力量尝试并解决眼前的困扰。无论是昂贵地毯上的污渍，还是在洗衣机里跳舞的MP3，或者是黏在你头发上的口香糖，这些都是你面临的问题。那么，你将要怎么做呢？
你可以拿一把椅子挡在地毯的污渍上；你可以像处理其他垃圾一样，把浸水的MP3 扔进垃圾桶；你也可以把黏住口香糖的那缕头发剪掉。你可以安慰自说这只不过是“墨菲定律”（凡事只要有可能出错，那就一定会出错）的体现，然后再买个巧克力冰激凌，告诉自己“这没什么大不了”。
还有一种选择，就是你把自己变成“卧底科学家”。你可以通过放大镜观察，发现“意外事件”背后潜藏的科学原理。你会很清楚地知道是什么在作怪，以及事情为什么搞砸了。很快，“意外事件”对于你来说将不再是棘手的问题，就像警察处理案件一样轻车熟路，因为你将很清楚该做些什么来收拾这个烂摊子。戴上你的墨镜，拿起你的黑色大包——成为一名“卧底科学家”，你准备好了吗？
你的第一步，就是要搞清楚“意外事件”的含义。我们这里所说的，并不是警察、消防队员或者救护人员处理的那种事件，而是常见的、每天都可能发生的事情。即使你不是当事人，但是当你阅读这些文字时，总会有某些人正在被某个地方发生的一些“意外事件”所困扰着。归根结底，每一起“意外事件”都是在科学上出了差错，或者，说得再通俗一点，是由于我们在运用科学时出了差错。
我们的世界充满着各种令人惊异的发明，从MP3 到去污皂，几个世纪以来的科学技术所取得的成就，演化而成了一个个产品，精巧，却为人类的生活带来了巨大的改变然而，我们周围的科学技术都是建立在一系列假设之上的，而这些假设，就是它们今后的用途。举个例子，洗发水用在你的头发上，能够发挥很好的功效，而一旦它被洒在地板上，就会立刻让人滑倒。我们日常使用的物品仅在特定的条件下才能正常使用。如果把某一物品在了它的“能力范围”之外——比如把金属容器放进微波炉、口香糖黏在头发上，或者红酒洒在了地毯上——科学就会立刻和你“作对”。去污皂在你的脚下立刻变成了润滑剂，你显然是发挥了它的“短处”。金属容器在微波炉里会发出吓人的火花，发出噼里啪啦的响声；口香糖在你的头发上会变成超强粘合剂；洒在地毯上的红酒变成了染色剂，甚至比地毯原本的花色还要顽固。
“意外事件”经常发生，现在你将了解到事件发生的真正原因。如果你足够大胆，请跟我一起进入“倒霉一整天”的世界。想象着这一系列的“灾难”都将发生在你身上，你将度过人生中最多灾多难的一天……
第1 章 一生中最混乱的早上（1）
不懂科学倒大霉
7:00 为什么总是睡过头
床上传来阵阵鼾声。你很快就睡着了，梦见自己迷失在一座繁忙的大都市中。你正要过马路时，一辆汽车在你面前停了下来。转瞬之间，汽车变成了卡车，倒退着向你开过来，并发出“哔哔”的告警音。你等着它停下调头，并想着这声音怎么那么熟悉。你忽然想起来，原来这就是你父亲经常用来运杂货的那辆卡车，难怪声音这么熟悉。但是父亲似乎遇到了困难，卡车进退两难停滞不前。终于，父亲开动了车子，但是你却发现它根本不是一辆卡车了。他怎么会用卡车来拉一袋玉米片呢？那只是一辆自行车。你发现自己和父亲一起骑着自行车沿着小山坡飞速下滑，风从你的耳边呼啸而过。你们经过了开满花的田野，前进的速度越来越快。你看到自己的脚下已经穿上了溜冰鞋。但是，这速度也未免太快了点吧？
你翻个身，望着天花板。这是一个奇怪的梦，你开始回想，但是却记不清了。你揉揉眼睛看了一眼钟表。你皱了皱眉。你的胳膊似乎不太对劲，你调整了一下位置，可是还是不对劲。你看了一眼床头柜上的手表。没错，你迟到了！这有史以来音量最大的闹钟竟然让你睡得死死的！可你睡觉一直很轻。这一切究竟是怎么发生的？
睡觉并不是一项简单的活动。你也许认为睡觉只是“闭上眼睛”或者“打个盹儿”，但是在睡眠的过程中，你的身体和大脑会经历一系列惊人的变化。如果不是这样，几天之内你就会发疯。“精神错乱”对我们所有人来说都近在咫尺。睡觉绝不是简单的“开关模式”的活动。我们不仅仅是“睡着”或“醒来”——实际上，睡觉远远比这复杂得多。同样地，我们也从来不会进入文学表达中所谓的“半梦半醒”状态，而是逐渐地进入不同深度的睡眠中。我们把不同的“深度”称为“阶段”，在每天夜里，我们会经历睡眠的 个阶段。
当你躺在床上，闭上眼睛，你的第一项任务就是从“清醒”过渡到“睡眠的第一阶段”。这是一个循序渐进的过程，你的肌肉开始放松，大脑活动减慢，眼球也逐渐静止。你的呼吸将会变浅并且有规律。如果在这时测量你的脑电波活动，我们将会看到你的脑电波从α （alpha wave）转为θ 波（theta wave）——你的神经元从一种放松的、脉冲状态转变为一种缓慢的、规律性的状态。但是，如果你在这个阶段受到了外界的打扰，你甚至不会意识到你快要睡着了。第一阶段将持续 ~10 分钟，接下来你将进入睡眠的第二阶段。
现在，你的心跳减慢，你的体温也会降低。如果你的喉咙比较松弛，那么也许你还会打鼾。你的肌肉会偶尔出现抽搐。观察你此时的脑电波活动，我们可以看到缓慢的、规律性的θ 波中出现了一些突然的中断，而这些中断与你的肌肉抽搐相一致。你的身体已经为更深层次的第三阶段和第四阶段做好了准备。此时，你的大脑活动更为缓慢，神经元的状态更加松弛，而脑电波变为更长且更平缓的δ 波（delta wave），这证明了你已经进入睡眠的第三阶段。直到你的大脑在超过半数的时间内都产生出更平缓的δ 波时，你才进入了睡眠的第四阶段，这个过程是比较缓慢的。这时的大脑活动与清醒时快速运转、混乱以及无规律的大脑活动截然不同。不夸张地说，如果你能在深度睡眠中醒来，你将处于完全没有判断力的状态。
第1 章 一生中最混乱的早上（2）
奇怪的是，第四阶段恰恰是你说梦话或发生梦游行为的阶段。这些行为与梦境没有任何关系，因为在这个阶段你还没开始做梦。深度睡眠中的行为活动更多地是由原始的、本能的情感因素驱动的，比如恐惧或愤怒。令人吃惊的是，在这种状态下，人们能够“胜任”一些极其复杂的活动。那些患有严重睡眠障碍的人有可能会从卧室的窗户跳出来，或者去厨房做一顿美餐，甚至开动汽车。不知为什么，你大脑中的所有部分都被你体内更深层次的、本能的自我给“劫持”了，而在这个过程中，你的意识思维还没有醒来。所幸的是，患有严重睡眠障碍的人毕竟是少数。我们大多数人顶多是在深度睡眠时咕哝几句，大部分都是些无关紧要的话语，我们的大脑只是处在最放松的状态而已。
睡眠的每一个阶段都会持续大约10 分钟，然后整个过程会倒转过来。当第四阶段结束后，你的大脑将再次缓缓苏醒，回到第三阶段，然后是第二阶段。从开始睡着的 0 分钟后，我们的大脑几乎又回到了清醒的状态，但是它并未回到第一阶段，我们也不会醒来，而是从第二阶段进入到了另一种大脑活动中——做梦。这个阶段也叫做“REM 睡眠”，意为“快速眼球运动性睡眠”（rapid eye movement）。
这是一种非常容易被检测到的睡眠类型，因为你的大脑和身体将会经历许多变化。你的心跳和呼吸会加快，你的身体将会突然放松，你的眼球将会在闭合的眼皮下开始转动，如果此时测试你的大脑活动，你会发现你的大脑与它清醒时的状态更加接近，伴随着一些复杂的非同步神经元活动。此时你正处于一个“梦的世界”，却丝毫没有意识到你正在做梦。你在大脑创造的虚拟世界中扮演着不同的角色。你的眼球的转动是随着梦中的事件而进行的，就像这些事件是真的一样。为了阻止肌肉对梦境做出同样的反应，你的大脑“切断”了自己的“电话线”，以阻拦从运动神经元到主要骨骼肌上的全部信息。除了控制眼球和与呼吸及心脏有关的肌肉以外，其他任何一块肌肉都无法活动。
梦境是“虚拟现实”的最佳形式。在梦中你真切地相信自己正在自相矛盾的世界中经历着奇怪的事情。这些事情或使你狂喜，或使你伤感，或使你愤怒，甚至使你恐惧。它们也许来自于你最近的生活，又或者和你的经历没有什么关系。但是，这些都是你想象中的虚构景象。
第1 章 一生中最混乱的早上（3）
这也许就像一次失去的机遇——在每个这样的夜里，我们都为自己创造出整个世界、回忆以及经历，然而我们却无法控制它们，而且之后也没留下什么记忆。如果我们能够控制自己的梦境，那么我们将会成为自己的“虚拟宇宙”中的上帝，能够梦到一切我们想要的事物。令人激动的是，确实有一种形式的梦境能够使你达成这个愿望——我们称之为“清醒梦”（lucid dreaming）。
当你处在REM 睡眠中，并且突然意识到你正在做的梦丝毫没有意义时，“清醒梦”就发生了。也许你捏住自己的鼻子却仍能呼吸；或者你努力尝试阅读一些文字时，却发现它们总是在变；又或者你能够意识到现实世界中是没有卡通人物的。无论发生了多么奇怪的事情，你都能意识到自己正在睡觉，那么你的意识思维就能够控制梦境。超过 0% 的人都有过“清醒梦”的经历。不过在多数情况下，这种意识会让我们醒过来，以致让我们失去了控制的机会。但是有些时候，我们也的确能够控制自己的梦。对一些人来说，提高控制梦的能力成为了一种有趣的经验，在REM 睡眠中运用一些技巧甚至小工具来影响梦境。
最初，梦境只能持续大约10 分钟。然后你就会醒来并翻个身，或者会再次陷入睡眠的几个阶段中。这种进入深度睡眠、开始做梦、然后再回到阶段性睡眠的循环过程将在每晚重复很多次。在每一次循环中，你的深度睡眠的时间会变得更短，而REM 睡眠的时间会更长，直到你在这一夜的最后做了一个1 小时长的梦。一个正常人会在每天夜里经历 次深度睡眠和REM 睡眠的循环，这些循环主要受到年龄因素的影响。婴幼儿比成年人的REM 睡眠时间更长。随着年龄增长，我们睡觉会越来越轻，所以成年人的深层次阶段的睡眠时间会更短。另外，成年人更容易在第一次睡眠循环中更快进入REM 睡眠，且持续时间更长。
我们尚不清楚大脑为何会以这种方式“睡眠”。我们不知道自己为何会做梦，我们也不知道自己为何每夜都在深浅睡眠中循环往复。也许这符合古老的进化论观点，确保我们在夜间对潜在的危险保持警醒；又或许这是一种让我们把前一天的经历分类从而更好地理解生活的方法。而且，我们并不是地球上唯一如此睡觉的生物：大多数哺乳动物和鸟类也像人类一样睡觉和做梦。
在黑夜将结束时，大多数人的深度睡眠时间都会减少，而更多时间都处在REM 睡眠中。这就是为什么我们通常在醒来时还清楚地记得刚才的梦，因为我们才刚刚从梦境转换到现实。但是这也是为什么，当我们听到了什么熟悉的声音，也更容易认为这声音来自梦境而非现实。即使在闹钟声中醒来（并按下了闹钟的按钮），由于我们在早晨大多处于REM 睡眠中，所以我们通常会在翻个身之后又立刻开始做梦。
如果你睡得太晚导致睡眠不足，或者你情绪低落，又或者你睡眠质量不好，那么你很有可会“睡过头”。严重的打鼾（严重到影响了人的呼吸或者吵得让旁边的人无法入睡）和扰乱睡眠循环的失眠症会使人们在第二天感到很疲倦且易怒。但是如果你不幸被剥夺了所有睡眠，不出3 天，你就会开始产生幻觉，并失去正常思考的能力。长期缺乏睡眠对免疫系统也会造成严重的影响，人只要超过11 天完全不睡觉就会死亡。但是如果你只是失眠，那就不必担心。在你躺在床上、期盼快点入睡的漫长的几个小时中，你将规律性地在第一阶段和第二阶段中交替，只是你自己没有意识到。要想不让人睡着是非常难的，就像不让人上厕所一样难。这些都是我们的生理需求。
讽刺的是，对于患有失眠的人来说，早晨按时起床是一个大问题，但是我们每个人都会时不时地睡过头。“睡过头”的事情太常见了，所以“智能型闹钟”总是热销。有的闹钟每天会发出不同的声音，是为了防止你对某一种声音形成习惯而忽略；甚至还有些闹钟可以边响边从床头柜“跳下来”，然后到处乱走，强迫你从床上爬起来去找它们。
无论如何，最好的解决方案就是养成良好的睡眠习惯：确保每晚在相同的时间段上床，并保证睡眠充足（推荐 小时为优）。如果能做到这两点，你将会发现，无论有没有闹钟，你都能够做到在正确的时间“自然醒”。
第1 章 一生中最混乱的早上（4）
7:10 可恶的洗发液
揉揉惺忪的睡眼，你打算洗个澡。热水从喷头中涌出，满浴室的水蒸气在清晨的阳光中变成了金色。你站在浴缸里，闭上眼睛淋着热水，任由思绪徜徉在昨夜的梦中。你摸索着拿到洗发水瓶，打开盖子，把洗发水挤到沾湿的手掌上。洗发水的温度比你的皮肤要凉一些。正当你试图把洗发水放回架子上时，瓶子不小心从手里滑了下去，掉在了浴室的瓷砖地上。你瞥了一眼， 发现洗发水流了出来。你叹了口气，没来得及把喷头关上就走出浴缸，想要赶紧把瓶子捡起来，以免浪费更多洗发水。你拿起瓶子然后转身，你的脚似乎踩到了一滩冰凉的东西……天旋地转，整个世界翻了个儿。等你回过神儿来，你发现自己的脸正对着浴缸底部，你的后背贴在冰冷的瓷砖地上，你的脑袋嗡嗡响，一阵阵地痛。
用粘腻的油性物质洗头发绝不是一个明智的选择。把一块猪油抹在你的头皮上必定会是一次可怕的经历。然而，古希腊人和罗马人大多喜欢用油质物洗澡——他们会用油按摩自己的身体，并把皮肤上的角质和死皮随污垢一起洗掉，就像用橡胶滚轴清洗窗户那样。油和肥皂是两种截然不同的物质，但是事实上洗发水和肥皂中有很多油脂成分。关于肥皂使用的最初记载可以追溯到 000 年前，而“ 无患子树”（sapindus， 通常被称做“ 无患子果实” 或“ 无患子皂荚”）应用的历史则更加久远。我们无法得知是谁发明了肥皂配方，但是依据肥皂的制造方法，曾有些人建议把动物尸体中残留的胶粘物质应用于肥皂制造。幸亏这仅仅是人们的想象而已。
其实，肥皂的做法十分简单。首先，将石灰和水混在一起，直到水变成“石灰水”（二者结合产生的氢氧化钾使石灰水呈碱性）。有一个古法鉴别石灰水是否合格：看鸡蛋是否能浮在水面上，如果可以，那么石灰水就可以备用了。下一步就是找到一些脂肪或油脂。动物脂肪经常被使用，如果有橄榄油更好。然后把油脂和石灰水混合，并确保油脂在混合物中占有恰当的比例。你可以把它们混在一起煮沸或者在冷却时混合——两种方法所产生的化学反应是相同的，这种反应被称为“皂化作用”。虽然在其他成分之间也可以产生相似的反应，但就肥皂制造来讲，“皂化”就是指碱性物质（石灰水）和脂肪或油脂的混合。如果通过几百倍的显微镜观察，我们就能看到详细的过程。油脂是由3 组相似的分子组成，粘连在一起。碱性物质打破了这些原子间的“纽带”，相当于切断了原子间的联系，从而破坏了分子结构。这些碎片通过其他方式重新组合，它们不再是油脂和碱性物质，而是转化成了某种形式的糖醇——甘油（glycerol），肥皂就制成了。
由于这种化学反应涉及的成分很简单且常见，因此类似的现象经常会发生在泥土中的尸体上。如果泥土呈碱性，而且周围有一些蠕虫或细菌，那么皂化反应会使尸体内的脂肪转化成“尸蜡”（adipocere）。最极端的一个例子：一个在1 世纪被埋葬的整具女尸都变成了肥皂。这具“肥皂女尸”目前被陈列在美国费城的马特医学博物馆（MutterMuseum）。然而她并不孤独——和她一并下葬的男尸也变成了肥皂，有段时间曾被陈列在华盛顿的史密斯森尼国家博物院（Smithsonian Institute）。