本和戴夫选择了他们最喜欢的裸科学片段:从拍摄外太空的核磁共振到橙色火球和巧克力茶壶。我们探索男孩们最好的裸跳。另外，我们和哈尔博士一起进行气体爆炸实验。
在这一集里
特斯拉加速器-高压乐趣!
与特斯拉通的大卫·伍德洛夫合作
本周，一年一度的特斯拉马拉松在剑桥科技博物馆举行。在特斯拉松上，热情的业余爱好者聚在一起展示他们自制的特斯拉线圈——一种基于与变压器相同原理的高压装置。
变压器的工作原理是，一个回路(称为初级回路)中的电流在次级回路中感应出大小不同的电流。这就是市电如何从输电线中的高电压降低到更安全的电压，从而到达你的房子。我和Derek Woodroffe见面，了解更多关于特斯拉马拉松是什么……
Derek - Teslathon是一群对高压电子产品、特斯拉线圈以及几乎任何与高压、电流、静电有关的东西感兴趣的人:各种与技术相关的东西。
本:所以任何能引起火花的东西都可以。
德里克-这是很重要的一部分。我们中的一些人试图制造最大的火花。我们中的一些人尝试用更有趣的方式来做这件事。当然，我们试图推动现代技术去做一些以前做不到的事情th是特斯拉自己发明的。
本-特斯拉线圈是怎么工作的?它们似乎是一个非常简单的原则。
德里克:这是一个非常简单的原则。实际上，它是一个标准的变压器，有一次和二次。特斯拉所做的是他引入了共振，所以初级电压有相应的电容。次级电容器具有相应的电容。两者相互同步，形成共振耦合，就像小孩子在秋千上推别人一样。你可以让一个很小的运动变成一个很大的运动仅仅通过共振上升或倍增的过程。
本:这使得你有巨大的电压，这就是为什么你有闪电般的叉子，似乎在我们身后的房间里飞过。
德里克:没错。有些线圈的启动电压约为240伏。它们经常作弊，并达到10,000伏特左右进入线圈的初级。然后，由于特斯拉线圈结构的谐振上升，我们将从顶部获得10万伏特或20万伏特的电压。但因为这是高频交流电，这意味着我们可以将相当大的能量注入火花或电弧中，这些火花或电弧会比10万伏的声音长得多。
这就是为什么他们在房间里伸出手，用手指摸来摸去。这里有一些巨大的闪电分叉。它真的安全吗?
德里克-不。答案很简单。像大多数有趣或好玩的事情一样，它并不安全。你必须非常小心。这个房间里的大多数人已经做了很多年了。他们了解自己的设备，因为他们必须从头开始建造。这不是你出去就能买到的东西。有固有的安全:我们都遵守一套规则的安全运行这类事件。人们必须远离设备。设备必须是安全的，但显然存在固有的危险。 Any high voltages, high currents, unpredictable equipment you've got to view with a degree of distrust.
本，我可以想象你的不信任意味着你必须在公共场合保持沉默。本周末参加特斯拉马拉松的人不会真正看到你的设备的全部功能。
德里克-他们看到的数量是有限的。有些事情我们肯定不会在公开场合做，而会在私下做。显然，公众的安全是最重要的，今天在这里观看特斯拉线圈的人绝对是最重要的。我们不想伤害任何人。这会破坏大家对整个活动的兴致。
本-剑桥工业博物馆，我们今天所在的地方，似乎是一个非常合适的背景。我知道你每年都会来这里做特斯拉马拉松。有家的感觉吗?
德里克:对我来说当然可以。我做这个已经有7年了，据我所知，真正的特斯拉松已经存在了9到10年。通常是在每年的同一个周末，不知道为什么正好是万圣节。我不知道这是计划好的还是偶然的!我们在这里一直都很受欢迎，很明显，我们和18赛季有联系th世纪科技似乎与泵站的其他机器和设备配合得很好。当然，我们也都喜欢去看看这类技术。
卡文迪什学会餐后会议录
与曼彻斯特大学的杰夫·休斯博士合作
杰夫:卡文迪什物理学会的餐后会议记录是研究学生们在每年的卡文迪什年度晚宴上唱的餐后歌曲的合集。有些学生唱得很好，所以他们唱了他们最喜欢的歌。他们中的一些人是非常优秀的有抱负的词作者，他们改写了一些歌曲的歌词，以反映卡文迪什实验室的事件和个性。他们只是在歌曲中讲述实验室里发生的事情。
本，这是学生的事。这只是学生和研究人员的一种乐趣还是一些更杰出的人也参与其中?
杰夫:在年度晚宴上，教授会在场，他是实验室的负责人。有些客人本来是实验室的学生，后来在其他地方找到了工作，取得了科学成就。他们会被邀请回来，这将为现在的学生创造一种非常好的传统和过去的连续性。这些前实验室成员可以作为他们的榜样，告诉他们他们可能渴望什么。
本:这是一个很好的机会，可以认识一些当时定义时代的科学家，同时，也有很多乐趣。
杰夫:当然。你能想象在一个晚宴上，你看到你的系主任和一位著名的诺贝尔奖得主站在椅子上，手挽着手，扯着嗓子高唱《友谊地久天长》吗?
本，这听起来像是很随意的事。这件事发生在年度晚宴上，但我们是怎么知道的?这类事情通常是一个内部笑话，不会被注意到。
杰夫:这是一个非常严肃的非正式传统。学生们对自己的歌曲非常满意，所以他们把它们保留了下来。1904年，他们出版了一本小册子，直到1926年，这本小册子再版了六个版本。我们就是这样知道这些歌的。我们从日记和信件中了解到他们是如何表演的。
本:你能给我举个例子，他们想出了什么样的歌词吗?
杰夫:是的。a·a·罗伯，数学物理学家，写于1905-06年。是一首叫奥弗林神父的爱尔兰吉格舞。我喜欢这个，因为我拉小提琴，也经常弹爱尔兰快步舞。想象一下爱尔兰吉格舞的节奏。它是:
我们可以提供各种各样迷人的服装
所有皇家学会的大人物
不过，没有人比他更臭名昭著了
比我们的教授，我们所有人的骄傲。
为JJ教授的健康干杯
他可以捕猎狮子许多天吗
然后观察并解出方程
找出力所遵从的关系。
当教授解开了一个新的谜题
或者发现了一个新的事实，他非常健康。
他去了茶室，坐在中间
对天底下的一切都开着玩笑
如果你对他的玩笑无动于衷
你会把系背心的钮扣弄掉的
因为当他开始喋喋不休地喝茶时，你就会痛饮
你忍不住和其他人一起笑
本-今晚，我们看到哈佛商学院合唱团表演了其中的一些，你认为这可能是100年来第一次演出吗?
杰夫:据我所知，这是我们今晚听到的三首歌，自20世纪30年代以来第一次被演奏。
本:所以，我们参与的是一个历史性的事件?
杰夫:当然!现在的科学历史学家对重现历史实验很感兴趣，我们今晚听到的是对历史歌曲的再现，我非常激动。
核磁共振扫描星空
与哈佛-史密森天体物理中心的艾莉莎·古德曼教授合作
Chris -哈佛大学的Alyssa Goodman教授就是这么做的。她正在使用一些系统，这些系统可以通过核磁共振成像进行更好的身体扫描，并将它们应用于夜空图像，以增强这些图像，她现在和我们在一起。你好阿莉莎。谢谢你参加我们的节目。告诉我们更多关于这项工作的信息。
Alyssa -我们在天文学上面临着一个挑战，我们越来越多地能够获得第三维度的数据:比如距离，但并不总是精确的距离。我们看到的不是平坦的天空，而是距离已知的地方。例如，我们可以在我的作品中看到，忙于形成新恒星的气体云。我们喜欢看看它们是什么样子的，就像我们可以在天空中的3D云周围移动一样。当然，在天文学中你不能这么做。我们需要一种方法将这些图像重新组合在一起，使其看起来更像3D图像，而我们需要的计算机软件与医学成像中使用的软件相似。
Chris:为什么把图像编译成三维图像会有这么大的问题?
Alyssa -事实证明，在其他领域，这不是一个问题，在天文学领域，人们只是不习惯有这样的信息。他们开始尝试建立自己的软件，然后我们意识到，很多其他人都面对这个广告做得很好，例如，制作动画电影。你可能知道皮克斯和类似的公司拥有一些最强大的电脑。事实证明，3D动画，移动的3D图片要实现高分辨率需要大量的计算。其他领域的人，正如我之前提到的，尤其是医学成像和电影，电影和好莱坞的人，已经很好地理解了这一点。我们试图借鉴他们已经学到的东西。
克里斯-当你开始这样做的时候，你的图像真的栩栩如生了吗?你能发现之前被忽略的细节吗?
Alyssa -我们感兴趣的一件事是，在我自己的工作中，这与恒星形成有关，就是物质的喷射和恒星膨胀的外壳对恒星形成的云的影响。想象一下地球上的云，你在其中引爆了一颗炸弹，你想看看膨胀波，某种从炸弹中膨胀出来的球体是什么样子。你一定很想看到它的3D图像。当恒星引发超新星爆炸或来自恒星的强风时，同样的事情也会发生在它们所在的云上。了解它是什么样子对我们来说非常重要。在很多情况下，很难看到这种情况发生。观察这些云在数百万年的演化过程中发生了什么是很重要的。这个软件让我们，在其他方面，以3D的方式看到这些恒星的流出物和外壳，人类的大脑可以理解，这在以前仅仅看图像的切片时是很难看到的。
克里斯:研究人员是否可以开始推测，事实上，我们自己的太阳系(换句话说，太阳和我们的行星)实际上是由附近的一颗大恒星撞击而形成的，这颗恒星的行为与你所描述的类似?它喷出了一股物质，推动了一团气体云，使其落入自身，然后形成了我们?
Alyssa:当然。有一种理论叫做触发恒星形成理论的观点是这些气体云在一定程度上是自引力的。它们靠自身的引力聚集在一起，但不完全是这样。它们可能会分裂，可能会坍缩，但如果你靠近它们，稍微推一下它们——某种触发——它们就更有可能迅速坍缩，形成像我们太阳系那样的东西。一种方法是产生一个大的爆炸波，要么来自这些流出物之一，要么来自某种外壳，可能是一颗超新星。
克里斯:你现在在看什么?学习的主要重点是什么?
Alyssa -现在，我们在过去的五六年里一直在做一些事情，叫做恒星形成区域的全面调查。这是一个又长又有趣的首字母缩略词，你可以在网上查到。它所做的是使用我们在地面上可以使用的所有技术来观察附近的一些恒星形成区域。光学波长和无线电波长。无线电是我们制作这些三维图像的地方。斯皮策太空望远镜，也就是哈勃望远镜的红外部分，也观察了这些相同的区域。它们本质上是我们想要了解恒星形成整个过程的目标区域。我们通过这个被我们称为天文医学的3D成像项目所能做的就是能够给人们提供这些非常大的空间区域的3D视图，能够在我们的脑海中拼凑出一幅正在发生的事情的图片。根据这张图，我们做出假设。最近我们的工作是关于自我引力作用的细节，这些气体的小块随着时间的推移有多大可能自行坍缩，并了解我们的理论是否正确。 The best way to do that is to see a picture of what they mean. We've been able to convince people that we think we're on the right track.
克里斯:你的网站上有一些很棒的照片。如果收音机里有人想看一下，网址在哪里，好让他们看看那些照片?
Alyssa -最好的方法就是在谷歌里输入我的名字:Alyssa Goodman，我想这是出现的第一个链接。
可以找到Alyssa的网站
在这里，有一些很棒的
图片，
电影，
虚拟现实对象甚至还有
3 d pdf可在
哈佛IIC网站。
化学中的元素——铊
亨利·尼科尔斯，自由科学记者
第一次世界大战期间，阿加莎·克里斯蒂先是在医院工作，后来又在药房工作，这段经历可以解释她的许多情节中都有毒药的存在。在1961年出版的惊悚小说《苍白的马》中，剧中的主角是铊，也被称为“投毒者的毒药”，因为这种柔软的银色金属的许多盐可溶于水，产生一种无色、无味、无味的液体，对受害者起延迟作用。以下是小说中戏剧性高潮部分的节选，小说的叙述者马克·伊斯特布鲁克(Mark Easterbrook)解开了几起无法解释的死亡之谜。
我把听筒砰地一声关上，然后又把它取了下来。我拨通了一个电话号码，这次很幸运地立刻接通了勒琼的电话。
“听着，”我说，“金杰的头发是一把把连根拔出来的吗?”
“嗯——事实上，我相信是这样。我想是发高烧吧。”
“我的脚发烧了，”我说。“金吉患的是铊中毒，他们都患过这种病。上帝啊，但愿我们能及时赶到……”
克里斯蒂可能在几年前的1957年就想到了她的阴谋，当时克格勃试图暗杀尼古拉·霍赫洛夫(Nikolai Khokhlov)，这位前克格勃刺客已经叛逃到美国。反过来，克里斯蒂在《苍白的马》中对铊中毒症状的戏剧性和详细描述被认为至少挽救了两条生命，并导致一名英国工厂工人被捕并被定罪，该工人使用铊杀死了他的继母和两名同事，并使大约70人恶心。它之所以如此危险，是因为铊离子具有与钾离子相似的生物学特性，它劫持了无处不在的钠/钾膜泵，将自己偷运到全身的细胞中，干扰了钾离子发挥的重要作用。
铊在地壳中相当丰富，存在于几种含硒矿物中。的确，1861年，英国化学家威廉·克鲁克斯(William Crookes)在制作一种这样的化合物时注意到，“突然间，一条明亮的绿线闪现在视野中，然后迅速消失。”他知道自己发现了一种新元素，并将其命名为铊，以希腊文的绿枝或小枝命名。第二年，他成功地分离出了少量的元素，但与法国化学家克劳德-奥古斯特·拉米(Claude-Auguste Lamy)所获得的数量相比，还是差得远。拉米当时正在独立研究大量的原料。1862年，拉米在伦敦国际展览会上获得了一枚奖章获奖理由:发现了一种新的丰富的铊资源1863年，克鲁克斯被选为皇家学会会员——很大程度上是由于他在铊方面的研究成果——海峡两岸对优先权的争夺才平息下来。随后对铊化学性质的研究表明，它与其他几种元素(包括银、汞和铅)具有相似的性质。以至于法国化学家让-巴蒂斯特·杜马后来把它称为“金属中的鸭嘴兽”。
克鲁克斯和拉米研究的原料来自于制造硫酸过程中沉积的废料。今天铊的商业生产与此没有什么不同，这种金属主要是作为冶炼铁、锌或铅的硫化物以制造二氧化硫的副产品而回收的。得到的铊含有两种自然存在的稳定同位素，其中约30%由原子质量203组成，其余70%由原子质量205组成。
由于其毒性，铊一直被用作灭鼠剂，尽管有更安全的杀鼠方法，而且这种化学物质在许多国家已被禁止在环境中使用。今天，铊在电子工业中用途最大。特别是，硫化铊的电导率在暴露于红外光时发生改变，使其成为光电池中的重要化合物。溴化碘化铊晶体也被用于红外探测器。在玻璃中加入像铊这样的金属也可以将其熔点降低到150摄氏度。由于这种低熔点玻璃不会像普通玻璃那样破碎，因此它们对制造电子部件特别有用。铊也正在高温陶瓷超导体中进行测试。
除了这两种稳定的同位素，还有另外23种放射性同位素，尽管它们中的大多数都有短暂的半衰期。其中的铊201在核医学中很有用。它被注入血液，并在钠/钾膜泵的帮助下进入所有组织。然后，这可以向临床医生揭示身体没有沐浴在血液中的任何部位或膜转运蛋白不能正常工作的地方。特别是，它被用于对疑似冠状动脉疾病患者的心肌血流成像。值得庆幸的是，铊201的半衰期很短，只有72.5小时，在它能造成更稳定的同位素的致命伤害之前就从体内消失了。
在《苍白的马》中，阿加莎·克里斯蒂没有像描述症状那样明确地描述铊中毒的治疗方法。“他们知道怎么治疗铊中毒吗?”叙述者马克·伊斯特布鲁克(Mark Easterbrook)到达医院时问道。“你不会经常遇到这种情况，”调查警官勒琼探长告诉他。“但我们会尝试所有可能的方法。”是的，对于那些喜欢他们幸福结局的人来说，你会很高兴地知道，金吉尔从铊中毒中完全康复了。
更多的化学元素，或最新的化学新闻从化学世界-访问
英国皇家化学学会网站。
打印你自己的房子
有请Freeform Engineering的Rupert Soar博士
本-我们的下一位嘉宾是用打印机盖房子，或者至少希望很快就能做到。Rupert Soar来自Freeform工程，他使用计算机辅助设计和快速制造技术来建造墙壁和结构，基本上使用巨大的3D打印机!你好，鲁伯特，非常感谢你参加我们的节目……
鲁伯特-嗨，本，嗨，海伦……
Ben -那么，Freeform工程-你是谁，你是做什么的?
鲁珀特:嗯，本质上我们是做快速原型的，有一点特长，我们专注于建筑行业，特别是那些我们真正打印大东西的大型元素。
Ben:那么，“快速成型”——我猜这个名字泄露了它是什么?这是为了快速制作原型……
鲁伯特-是的，有点。这就是它开始的地方。有增材制造，层制造，有很多不同的术语适用于这项技术。它们本质上都是相似的——用你的材料，喷射它，一次粘贴一层，随着时间的推移，建立一个三维的物体。
本:我想这通常是用于新设计的手机，或者你手里拿着的东西。
鲁珀特:当然，典型的塑料制品，但是，你知道，小型金属部件，适合的东西——手机、汽车、航空航天，都很常见。
本-但你想的是更大的事情?
鲁伯特-是的，在某种程度上。这样做的一部分实际上是让人们意识到这项技术是什么，进入建筑和设计领域。因此，我们要努力提供信息，培养新闻能力。建筑本身正在产生更复杂的设计和更有趣的设计在他们周围的建筑中。他们能够在计算机中生成令人惊叹的结构和形式，然后挑战是;我们到底是怎么制造这些东西的?这些设计现在都被困在电脑里了。所以，这些打印技术只是一层一层地工作，一次打印一层，实际上并没有什么神奇的东西——如果你看看任何房子是如何建造的，它都是由一层一层的砖块组成的。之所以用一块块砖砌成，是因为我们既可以在里面也可以在外面。所以这项技术真的很酷，因为它允许我们打印非常复杂的内部和外部的东西。
当然，复杂的东西通常意味着更大的费用，因为它需要更多的时间和更多的专业知识……
鲁珀特:如果你谈论的是传统的工程和制造业，试图从一个固体块中制造出一些东西，即使在最好的情况下，试图进入它的内部几乎是不可能的，但你真的可以进入这些结构，让它们变得非常复杂，做出非常了不起的事情。
Ben:现在建筑的关键之一就是使用正确的材料，我们之前在节目中谈到过像在小胶囊里的薄层蜡，当你达到一定的温度时，它会融化，然后再凝固，用它作为绝缘材料。你的快速原型制作是否受限于你所能制作的材料?
鲁伯特-是也不是，就像所有的事情一样。没有一种普遍存在的过程可以做所有的事情，但本质上，如果你拿着你的DeskJet打印机，在你的脑海中按比例缩放，而不是把墨水涂在水泥或石膏上，那么你就接近了我们要做的事情。你可以把水泥喷出来却不会在地面上塌下来，这似乎有点奇怪，但这是因为水泥目前用于模具和混凝土，而它的设计是草率的。你去掉那些缓凝剂之类的东西它就会很快凝固。所以，你可以很快地开始建立三维结构——非常非常大的结构，如果这确实是你想做的。
本，我想你已经给了我们一个很好的图像，它是如何工作的，但我想象的是一个巨大的框架，有一个喷墨式的头，实际上是一个桶，底部有一个你可以控制的洞，它在三维空间里向前和向后移动，并在你需要的地方释放你的材料。
Rupert -是的，如果你见过在造船厂工作的大型起重机，大多数人都有这样的印象，那是一个大型起重机，它正在放置大的东西，这就是它要去的地方-大型起重机系统或龙门架系统可以有沉积头或喷水头可以喷出东西并将它们组装起来;但这是一个非常简单的层面。随着技术的发展，一个非常非常大的机器很快就会变成很多很多的小机器，然后你就进入了自主机器人群，所有美好的未来都在我们面前。
Ben -这是一个可爱的想法，建筑工地可能有一天只由机器人组成，它们可以非常快速地完成工作，没有狼哨，没有建筑商的懒虫……
鲁伯特-就是这样。这很简单，你知道，把东西喷出来并做出东西并不难，问问任何一个用糖粉做蛋糕的人——这很简单。但是把它们聚集在一起，连接起来，然后你就打开了一个全新的世界，充满了你可以建造的可能性。
Ben:因为你可以一层一层地做，所以很有效;你可以一次跑完全程。你不需要先打印外墙，然后再把机器拿进去打印所有的内墙。你可以说——这就是我想要的房子的设计——开始吧!
鲁伯特-是的。这里的重点是传统建筑是一种等级森严的东西。你从上层建筑开始，逐渐地，第一次，第二次，第三次固定，如果你喜欢，你会降低分辨率，直到你真正地把螺丝，螺母和螺栓固定到结构中这是一个非常自上而下的方法。当你打印一个结构，同时打印墙壁内所有的通道和管道时，你必须同时完成所有的事情，所有的分辨率，所以你必须打印得快，把你的材料打印下来，但同时你必须打印得很好，才能得到所有的小通道和管道。这就是关键，正如我的一个朋友所说，“未来的房地产就在我们家的两面墙之间”这两个表面。目前，它们基本上是固体的，但很快我们就可以设计这些墙壁，制造并将更多的功能折叠到更小的空间中。这是推动这一进程的真正关键。
本:这真是太棒了。与传统建筑相比，成本可能如何?
Rupert -成本-你永远无法比较本质上已经存在了2000年的东西-你知道，我不会打败一个砖匠，我自己就是一个砖匠，我们可以快速工作。这样做的目的是使其他能力得以实现，这些能力是砖瓦工无法赋予建筑的。如果你在铺砖，我们用这个例子，那么你很擅长直线和正方形以及相当均匀的形状。一台打印机，如果你让它打印一条弯弯曲曲的线或者一个正方形它不会在意，它不会做任何区分。基本上你可以打印复杂的结构和形式。结构的复杂程度与成本无关。这就是现有建筑和未来建筑的根本区别。所以我们不会以任何方式取代传统建筑，我们只是要增加这些功能。所以很多关键的讨论都是关于可持续建筑的。自然通风，我知道你们在这个项目中已经有了覆盖，我们所能做的就是将这些结构、通道和功能折叠成越来越紧密的空间，在这些墙壁内，实际上制造和设计的结构真正能从环境中获取能量。 People know me for termites, I'm a bit mad like that but that's where we're going with that - walls as membranes and not barriers if you want a quick sound bite distinction there.
这一切听起来都很棒，我希望在不久的将来我们能在建筑工地看到它。这是自由形式工程公司的主管鲁伯特·萨伊在解释有一天你如何选择你想要的房子，然后把它打印出来!
和哈尔博士一起看《酷化学
布莱顿大学的哈尔博士
本周，哈尔博士向我们展示了以下很酷的化学实验:
 |
液氮中的灯泡 |
 |
干冰爆炸 |
- 以前的蛋白质，大米，大城市和疟疾
- 下一个我们祖先的音乐和食物
评论
添加注释