太空中的指尖陀螺?

我们的专家小组——植物科学家贝弗利·格洛弗、数学家詹姆斯·格莱姆、物理学家杰斯·韦德和天使投资人彼得·考利——将回答您的问题。是什么让植物……
2017年9月4日
提出的克里斯•史密斯

在《裸体科学家》最新一期的问答节目中,我们将在一个专家小金宝搏app最新下载组的帮助下回答你的问题——植物科学家贝弗利·格洛弗、数学家詹姆斯·格莱姆、物理学家杰斯·韦德和天使投资人彼得·考利。是什么让植物成为食肉动物?我们知道的最大质数是多少?二战期间的编码机器是如何工作的?另外,指尖陀螺在太空中能旋转多长时间,给植物浇水的最佳方式是什么,谷歌眼镜怎么了?

在这一集里

团队

00:52 -让我们见见专家组

克里斯·史密斯认识了我们的客人……

让我们见见小组成员
与贝弗利·格洛弗,剑桥大学,彼得·考利,天使投资人,詹姆斯·格莱姆,数字爱好者,杰斯·韦德,帝国

克里斯·史密斯认识我们的客人....

我们有贝弗利·格洛弗。她是剑桥大学的植物科学家。她还是剑桥植物园的园长。贝弗利,你现在有什么打算?

贝弗利:像往常一样,克里斯,但我认为九月份最令人兴奋的事情是为10月22日的大苹果日做准备。在那里,我们尝试整理出最好的苹果科学,苹果园艺,以及苹果的烹饪方法,当然,还有很多苹果的品尝,通常有30多个传统品种可供尝试。所以,这对我们来说是一件大事,需要做很多准备。

克里斯:这是一个很大的一口,但苹果是惊人的。关于苹果有很多科学知识吗?

贝弗利:有。这实际上很令人惊讶。例如,我们国内的苹果似乎有一个非常奇怪的杂交祖先。它的叶绿体来自海苹果,但基因组的其余部分似乎来自一种完全不同的亚洲苹果品种。很久以前就有很有趣的杂化现象。

克里斯-苹果核里真的含有氰化物会毒死你吗?

贝弗利-很多植物都会产生氰化物。从蕨类植物到你后花园的三叶草,所有的植物都在趋同进化,这是一件令人惊奇的事情。很多不同的植物都能产生氰化物,如果你摄入了太多,它对你没有任何好处。

克里斯-所以,不要吃苹果核?

贝弗利:在数量上。

克里斯:我现在可能要一次吃下54个苹果,不是吗?Peter Cowley也和我们在一起。他是天使投资人。事实上,他是一位屡获殊荣的天使投资人,投资于新技术。对于那些不了解的人来说,彼得,什么是天使投资人?

彼得-那些在非常非常高的风险下投资的人,在生意的早期阶段。然后在某些情况下,帮助企业发展。这是初始阶段。你可能听说过一个叫《龙穴》的节目,实际上它对天使行业并没有多大帮助,但它展示了人们所做的事情。

克里斯:为什么你认为这会给你带来坏名声?

彼得:因为天使和龙对待节目中人们的态度和方式。这在现实世界中是完全不同的。那个项目完成了……

克里斯-你的意思是,他们在现实世界中更令人讨厌,因为我听说他们在电视上很恶毒,不是吗?

彼得:可能会很恶心。

克里斯:这是现实吗?

彼得:不,这不是事实。我认为这方面有很多不足。不管怎样,电视节目是为观众做的,不是吗?

克里斯-谢谢你,彼得。彼得将和我们谈谈科技他面前还有一个非常令人兴奋的小玩意,稍后他会给大家介绍。我很感兴趣。坐在彼得旁边的是杰斯·韦德。现在,她是伦敦帝国理工学院的物理学家。她以前也参加过这个项目。很高兴你能回来,杰西,我知道这周早些时候,你做了一个科学演讲,没什么好惊讶的。你是物理学家,但你是和你妈妈一起做的。

杰茜——我确实是。我的母亲也是一名科学家。她是一名精神病学家,我们去了Jodrell Bank,这是一个很酷的地方,尤其是当你妈妈来自曼彻斯特时,我们去讨论学生的心理健康问题,以及在越来越多的人需要心理健康支持的时候,博士生如何获得心理健康支持。越来越多的人不懂,因为需求太大了,和妈妈一起站在舞台上,全程不打电话给她妈妈是非常困难的。所以,我想我一次都成功地叫她费曼博士。但这很棒,她用一种有趣的、奇怪的、严肃的妈妈的声音说话,我听起来很奇怪,但真的很棒。她很聪明,所以真的很有趣。

克里斯:我说服我妈妈和我一起去澳大利亚做巡回演讲,我们去了,她看了一下日程安排,说:“你知道,我想我还是留在珀斯吧。”所以,我去了澳大利亚的其他地方,继续做这个,尽管我们仍然玩得很开心,然后我们在珀斯团聚,然后我们去了西澳大利亚的一些精彩的地方。

现在坐在杰西旁边的是詹姆斯·格莱姆。他是一个数学沟通者。他也是Numberphile的主持人,这是一个关于数字乐趣的在线视频频道。它也是运行谜机项目的组织。现在,我们想让我们的“数学迷”们在这里接受测试,詹姆斯。但实际上,你们将扭转局面,你们不仅给演播室的小组带来了挑战,也给家里的每个人带来了挑战。这是什么?

詹姆斯:是的,我确实喜欢。所以,我认为最好的方法是做一些估计。我希望大家考虑一下加一茶匙糖。想象一下一茶匙糖。我的问题是,你觉得那茶匙里有多少糖粒?

克里斯-彼得?

彼得:是的。我们能让他们不要用谷歌吗?

詹姆斯-好吧,所以不允许谷歌。

克里斯-这对警察来说太难了。就是这样。这是詹姆斯本周的预告片。考虑一下吧。你们可以在节目中思考这个问题,我们会回来询问小组成员的想法,然后詹姆斯会告诉我们他认为的实际答案是什么,以及他是如何在节目中得出这个答案的。

食虫植物

05:20 -是什么使一些植物成为肉食性的?

为什么有些植物吃动物,而有些植物从太阳获得能量?

是什么使一些植物成为肉食性的?

克里斯向剑桥大学的贝弗利·格洛弗提出了这个问题。

贝弗利-那好吧。是什么使一些植物成为肉食性的?这是个好问题。所以,与动物相比,植物的基本问题是你不能移动。这就定义了植物所提出的许多问题和解决方案。所以,这一切都归结为营养物质,尤其是氮。所以就像动物一样,植物需要氮来制造蛋白质,植物体内所有的酶都是由氨基酸组成的,而这些氨基酸需要氮。但是氮真的很难得到。当然,我们通过吃东西来控制它。所以,植物有一系列不同的解决方案,它们中的大多数都在拼命地从土壤中吸取尽可能多的水分,因为土壤中的水分浓度很低,很难动员起来。 One or two plants living in generally very particularly nitrogen-poor soils particularly acid soils, some bugs and so on, have hit on the idea of actually just turning the tables and taking it back from the animal’s bodies themselves. So, they tend to have trap mechanisms. They trap insects in place and then once they’re trapped, they use proteases and other enzymes to digest those animal bodies and get the protein back for themselves.

克里斯:这些植物还是绿色的,不是吗?所以,这意味着它们必须有叶绿体,使它们能够进行光合作用,利用阳光中的能量产生化学能。那么,如果它们可以像捕蝇草一样从空中捕获所有的食物,它们为什么要这么做呢?

贝弗利:事实上,那样他们不会得到很多食物。这是从动物体内获取碳的一种非常低效的方式,通过光合作用更有效。植物比任何动物都更善于吸收碳。所以,他们是两全其美。所以从大气中吸收碳同时从动物体内吸收氮。

克里斯:你在植物园种植这些东西成功了吗,因为我对它们很感兴趣?这里的每个人,我是说,如果你们都留着这些东西,捕蝇草是孩子们的主食,不是吗?他们都死了。我没能保住他们的命。我曾经勤勤恳恳地喂它们。也许我喂得太多了。也许这是一种捕蝇草肥胖。

贝弗利:我认为你喂得太多了,所以我可以亲自告诉你,如果你喂它们金枪鱼,它们很快就会死。

克里斯-金枪鱼。

贝弗利-这可不好受。

克里斯-为什么会这样?

贝弗利-我猜,一般的捕蝇草在野外不会遇到很多金枪鱼。

克里斯-但谁喂它吞拿鱼?

贝弗利-是的,我只是想看看会发生什么。

克里斯-你做到了,好吧。

贝弗利——一个实验。

克里斯-一直都是科学家。

贝弗利——不。它们实际上不需要太多的氮。少量的小苍蝇中含有足够的氮,足以维持普通食肉植物的生命。但你也可能在错误的土壤中种植它。它们需要酸性很强的土壤类型,而大多数人对它们的处理太好了。如果你在这个国家种植它们,也值得考虑使用英国本土的。我们倾向于看外来植物,但实际上,比如我们自己的butterworts。看起来没有捕蝇草那么奇特,它们用粘毛而不是聪明的机械捕蝇器来捕捉昆虫。但是它们更容易生长和照料。

《银河系漫游指南

08:18 -为什么42是“宇宙的答案”?

来自大学挑战赛的鲍比·海鸥测试了我们的科幻知识……

为什么42是“宇宙的答案”?

Chris向来自Numberphile的数学交流专家James Grime提出了这个问题。

詹姆斯- 42是一个重要的数字,因为道格拉斯·亚当斯在《漫游指南》中把它作为生命、宇宙和一切的答案。现在,我可以先给你们道格拉斯·亚当斯的答案,那就是,这是个玩笑。他必须选一个数字,这个数字必须很小才能搞笑。它必须很小。它必须不显著。所以不能取整数。这不好玩,42就行了。我觉得声音也很重要。它有一种“ooh”的声音,在英语中是42。这是一个有趣的数字。 It’s been used before as a funny number. Monty Python have used it. Lewis Carroll also used it in the same sort of way. I know someone who used to go through the phone book and find ways of making them phone numbers into 42.

贝弗利:他还是她?他们是数学家吗?

詹姆斯-我不这么认为。我不这么认为。我想如果你这样做,数字42应该会出现一百次之一。所以,在所有条件相同的情况下,每个两位数都应该出现,一百次中有一次。不过关于42,我有一些有趣的事情。如果你把一张纸折叠42次,它将从这里到达月球。

克里斯-我不认为你能把一张纸折叠42次。

詹姆斯-是的,我不这么认为。如果你把它翻倍。想象一下把一张纸折起来。宽度将从这里延伸到月球。有人提出环游世界的一种有效方式就是把地球上的两个点,从一个点钻一个洞到另一个点,用一根无摩擦的管子穿过地球,光靠重力就需要42分钟,从一个点漂移,不管你去哪里,它总是需要42分钟。

唯一的问题当然是空气在管道中的压力。因为很明显,当你进一步下降到地球的质心时,重力意味着你使气体变得越来越稠密。管子中间的气体密度,我想我说的对吧,杰茜,就像撞到砖墙一样。

杰西:是的。

所以,这可能会比你的42分钟要长得多。

詹姆斯-显然不是42。

克里斯-贝弗利?

贝弗利:还有一个答案。我看过各种关于生命王国数量的计算。很难确定有多少个王国。在学校每个人都学五门课——植物、动物、真菌等等。但大多数的生命王国都是微生物。它们在我们看来都一样。它们的化学性质不同。通过分析生物学中有多少个界,我得出了42个,作为答案。

詹姆斯——我一点也不惊讶。我认为这是一种确认偏误的例子。如果你去寻找它,你会找到的。

Chris -所以,我们责怪Monty Python和Douglas Adams,但除此之外,这只是因为这听起来很好听。

詹姆斯——我想是的。

Chris -说话方式不同的中国人,他们也喜欢这个数字吗,还是他们有自己神奇的“说得好听”的数字?

詹姆斯:我知道科学传播者亚历克斯·贝洛斯研究了世界上最受欢迎的数字,世界各地的文化差异很大。在西方世界,你问一个最喜欢的数字,你会得到数字7。但在中国,你会得到数字4,我相信。

贝弗利:是关于数字中的音节数吗?我听说中国人更有数学头脑,因为他们的数字中的音节要少得多——所以从1到10,他们能比我们学得快得多。

詹姆斯-我不能说这个。我知道他们有不同的学习系统。

烦躁不安的转轮

指尖陀螺在太空中能旋转多久?

克里斯·史密斯向伦敦帝国理工学院的杰斯·韦德提出了这个问题……

杰西,我想肖恩必须考虑一下,一旦你开始旋转指尖陀螺,所有减慢它速度的力量。你在家里做过实验吗,你开始旋转的时候,看看它能旋转多长时间,并计算时间?你有像《裸体科学家》那样的观众吗,或者你试过吗?金宝搏app最新下载

克里斯:哦,是的。孩子们一直在这样做,实际上,他们在比赛,看谁的指尖陀螺的方位最好。

杰茜-他们能到什么时间?

克里斯:大概一分半,两分钟吧。

杰西:我认为这很重要;你之前说的关于轴承的事。这是因为角动量角动量是守恒的。我们没有去掉角动量。只是从一种物质转移到另一种物质。所以一旦你…

Chris -角动量是…

杰茜:差不多,事情是这样的,哦,天哪,我真的要把这个答案推下去,好吧,你可以很好地想象一下,当你想象一个芭蕾舞演员或滑冰运动员旋转时,他们开始旋转时伸出手臂,他们旋转得非常非常慢。当它们把胳膊伸进去的时候,它们开始旋转得更快,这是因为角动量是守恒的,实际上,当你把胳膊伸进去的时候,阻止它旋转的力矩要小得多。这是一种旋转方向的运动。

克里斯-所以,不是让一个大的质量通过一个大的圆,而是让同样的质量通过一个小得多的圆……

杰西:没错。

所以,你必须开得更快才能保持平衡。

杰茜-保持一切平衡。

这就是为什么你的滑冰运动员或芭蕾舞演员会加速。指尖陀螺有这个特性角动量它不能摆脱它。它不能停止旋转。

它不能停止旋转,实际上,它停止旋转的方式是因为它把一小部分角动量传递给了地球。所以当它旋转时,它会使地球以另一种方式旋转,稍微慢一点。随着时间的推移,它开始变慢。当你在这里旋转你漂亮的指尖陀螺时发生的另一件事是你有空气阻力。所以有东西把它向后推。有一些东西在向上,很明显,有滚珠轴承的摩擦。所以很多东西都对你的指尖陀螺不利,让它在大约2分钟内慢下来。如果你把它带到国际空间站我相信他们下次上去的时候也会带一个到国际空间站。

克里斯-国际空间站。

杰西:是的,对不起。国际空间站,朋友,生物学朋友,但你可能知道。但是如果你把它带到国际空间站,你就在减少重力。所以实际上只有空气阻力。所以你有空气阻力在对抗你,这可能仍然需要-我的意思是,你可能需要几年的时间,我想说,如果你在减少空气阻力。如果你把它放在国际空间站的外面,你会有一个更低的压力,那里的空气阻力要小得多。我想说,有点“计时”——国际空间站外面的压力是多少?大概是这里压强的10万亿分之一,所以可能…

Chris -可能是每立方米1个原子,我认为这是可以接受的空间密度。

杰西:没什么。所以,我想说这可能是在做数学运算。(15:10)实际上我们可以问数学家,但我想说,如果它在国际空间站外面,它需要数千万年的时间才能减速。

克里斯-这是一个很长的旋转,不是吗?

杰西:是的。所以,地球上有很多东西让它慢下来,然而,即使你看着它,它似乎仍然不会很快慢下来。所以,如果你把它带到太空,你会有更长的时间。

克里斯-我很好奇通过旋转指尖陀螺让地球向另一个方向旋转一点。

杰茜-很棒,对吧?

Chris -因为很明显,如果有足够多的人玩指尖陀螺,地球会变慢吗?

杰茜-我想你也可以看看。如果你上物理研究所的网站,他们有一些很棒的视频,关于这个,还有瓶子翻转。所以,瓶子翻转是一种前指尖旋转器很好地展示了角动量和伟大的儿童趋势是另一件你可以完全通过质心探索的事情以及你放进去的不同液体,它们的粘度和诸如此类的东西。这对现在的孩子来说是一个非常有趣的实验。你可以用手机拍下它们的慢动作,你可以看到质心在瓶子翻转时完全静止不动。但这是我们在家里探索这些东西的另一种好方法。

如果你真的想看看怎么做这个实验,我们网站上有一个厨房科学实验来解释这个实验。你可以登录nakedscientists.com/kitchenscience。

交通堵塞

埃隆·马斯克的超级高铁运输系统是什么?

克里斯·史密斯向天使投资人和技术专家彼得·考利提出了这个问题。

彼得-克里斯,我很惊讶你居然没听说过。你肯定听说过特斯拉,当然也听说过spaceX。嗯,超级高铁是埃隆·马斯克正在研究的东西。在某种程度上,这又回到了42分钟,因为这是一个被疏散的管道,然后将人们从一个地方运送到另一个地方。所以,如果你回到我成长的60年代,我们有类似的零售场所,百货商店会转移现金。所以你把一些东西放在一个小容器里,它会从某处的收银台发出来。然后现金会被换掉,然后他会回到商店。这是完全一样的。这是一根长管子,里面有真空,然后一群人沿着管子往下走。罗伯特·戈达德和埃隆·马斯克是在20年代模仿的他们用有趣的方式做到了这一点。 It made it open source which means that anybody around the world can use these ideas and there's about 400 or 500 people working on this around the world. And the once that are closest to happening are the one between LA and San Francisco, one in Abu Dhabi, and one in South Korea. And basically, what they're doing, evacuating the tube down to about a millibar. That’s a 10,0000ths of an atmosphere and using either the sort of air hockey table approach or magnetic levitation to shift down a capsule with people in it.

克里斯-那他们能跑多快?

应该是这样的,他们当然是,但是,他们仍然是出于某种原因,我不明白(18:35)小组里的其他人可能会这么做。音爆似乎仍然有问题即使你只有万分之一的大气。所以他们看到的是750到800英里每小时。所以没有比绕着地球转更快的了,抱歉,是穿过地球。但这是旧金山和洛杉矶之间的距离大约是350英里。我们说的是半个小时的行程。

克里斯-天哪!那会加快通勤的速度,不是吗?这是……

彼得:这对上班族来说是真的。我觉得太快了。

克里斯-我想是的。但如果你能把旅行缩减到那种程度,那就不是这样了,对吧?

彼得:没错,没错。认为有什么东西挡在路上,比如一片海洋之类的东西。当然,问题是,和早期的飞行员一样也有风险,不是吗?太空舱里的人,如果出了问题怎么办?停电时会发生什么?如果发生恐怖袭击怎么办?因此,将会是早期的采用者使用它。

克里斯-杰西,你能去那边吗?

杰西-不。我是说,我觉得这非常有趣。我在想加州糟糕的交通状况,所有通勤者的噩梦都是因为谷歌、埃隆·马斯克和Facebook。所有这些在帕洛阿尔托的大事件意味着旧金山的交通和从旧金山出发的想法,显然不是你开车,你必须坐飞机。但即使是去机场的交通也很糟糕,都是因为这些人在那里工作。然而,正是他们开发了在管子里射杀人的技术。

彼得:没错,但最大的问题是他们还没有真正采用公共交通工具,对吗?

杰西:是的。

美国的铁路系统很差,不是吗?

杰西:是的。

彼得:所以这就像修了一条铁路,太糟糕了。

杰茜:就像他们跳过了火车线,说:“我们用猫来包装它们吧……”

克里斯:那地震呢?因为地震在那里也很重要,不是吗?

杰西:哦,是的。

克里斯:你知道,如果有东西以每小时800英里的速度疾驰,然后突然,因为管道破裂而减压,这可能会造成严重破坏。

彼得:对,或者只是稍微有点变化就会抓住两边,然后谁知道呢?

Chris -那么你会说,可以说这不是你近期要投资的东西吗,Peter?你出去了吗?

彼得:对,没错。

向日葵和蜜蜂

20:48 -为什么蜜蜂对植物很重要?

蜜蜂数量的减少会对植物产生什么影响?

为什么蜜蜂对植物很重要?

克里斯·史密斯向剑桥大学的贝弗利·格洛弗提出了这个问题。

贝弗利:所以回到我的观点,实际上,大多数决定植物与其他生物相比如何运作的因素是它们不能移动。他们在原地扎根了。但就像任何动物一样,它们需要找到配偶,它们需要把一株植物的雄性配子和一株植物的精子结合起来,再把雌性配子和另一株植物的卵子结合起来。他们这样做的方式是,他们必须找别人帮他们拿东西。对于植物来说,最成功、最常用、最受欢迎的携带花粉粒(花粉粒中含有精子)的动物是蜜蜂。原因是蜜蜂非常聪明。他们可以学到东西。他们可以操纵复杂的结构。它们相当大。他们能应付重花。 They’ve got good colour vision. They can read cues and signals in the flower. And so actually, they're really, really good pollen vectors for plants. And an enormous number of plants rely on bees to get the male gametes from one plant to the female side of another. And without the bees, there wouldn’t be an awful lot of plant reproduction going on.

Chris -我确实读过一篇论文,科学家们说植物在花蜜中加入咖啡因,这似乎可以加强蜜蜂对特定花种的记忆,也可能给蜜蜂带来更多的能量。这是真的吗?

贝弗利-这是个很狡猾的策略。这是一张可爱的纸。是的,所以花是在用花粉和花蜜奖励蜜蜂。所以花粉充满了氮,花蜜充满了糖。不同的蜜蜂在蜂群生命周期的不同时间收集一种或另一种。你可以在花蜜和花粉中加入不同的东西,使它们更有吸引力,不那么有吸引力,或者吸引特定的昆虫。所以花蜜或糖和水的基本成分,有时还有其他微量营养素,糖的浓度可能会有所不同,糖的具体种类可能会有所不同。是的,有些植物——这并不常见,柑橘类植物就很擅长,它们会在花蜜中加入咖啡因。人们所做的实验表明,蜜蜂对花蜜中含有咖啡因的花朵形成了更好的搜索图像,并且比那些花蜜中没有咖啡因的花朵更能记住它们。

克里斯-杰西……

我能问一个与大黄蜂有关的物理问题吗?所以大黄蜂能感觉到磁场,对吧?其他昆虫能感觉到磁场吗?

贝弗利-我们还不知道。有一些研究是关于这在感知中是如何工作的但是昆虫是一个庞大的群体,有很多不同的,很多变化。他们中的许多人有不同的视觉系统,不同的感觉系统和不同的认知系统。所以我们还不知道谁能做什么。

德国军队在第二次世界大战中使用的一种谜机,用来发送密码信息

二战中使用的编码机是如何工作的?

Chris向来自Numberphile的数学家James Grime提出了这个问题。

詹姆斯:是的。二战期间不止一台密码机。我们从恩尼格玛开始。这就是那个著名的例子。这是纳粹德国在第二次世界大战中用来发送秘密信息的机器。那么它是如何工作的呢?从机械上讲,它只是一个电路。它只是一个连接到灯上的电池。所以你按下一个按钮,比如按一个字母(a),电池就会连接到字母(T)上,它就会亮起来。现在,接下来发生的是,里面有一个轮子,这个轮子会转动。 Now inside the wheel is full of wiring. So that’s where all the wiring is. So when that wheel turns, all the wiring gets turned which means the battery is connected to a different light. Which means if I press (A) again, it will become a different code letter. So, it’s constantly changing. That’s what made Enigma so difficult to decode.

克里斯-那么,如果你不知道他们从哪里开始,你是怎么解码的呢?

James -所以要解码,你需要知道的是你需要知道正确的起始位置。也许几英里外,你有第二个德国军官。他们也有一台恩尼格玛机,和第一台完全一样。然后他们输入密码,它会为他们解码信息,因为从数学上讲,恩尼格玛机的作用是将字母表中的26个字母变成13对。所以,如果我按下(A)它变成了(T)那么(T)就变成了(A)所以,它自己编码解码。

克里斯-我明白了。当艾伦·图灵和他的同事们破解这个著名的密码时,他们是如何做到的?突破是什么?

我想我应该,公平起见,我们应该提一下波兰人先做的。波兰人在1932年破译了密码。早在第二次世界大战之前,他们就神奇地在没有看到机器的情况下,仅仅通过代码就弄清楚了机器是如何工作的。爱,!完全能够逆向工程机器如何工作,然后他们可以建立自己的复制品。波兰人确实有破解密码的方法。这些方法有点脆弱,很可能会停止工作。所以这就是英国人需要做的。他们需要想出一种可以取代波兰方法的方法。艾伦·图灵有一个利用机器缺陷的方法。 I talked how the machine connects one letter to another in a pair. Well it makes 13 pairs, this means that a letter cannot be connected to itself. Now that was just a small clue. That’s not much. It’s a little clue, but it’s just enough to start breaking the code.

克里斯-那他们是怎么做到的呢?因为你仍然不知道你是否看到了一串看起来像是随机数或乱码的东西,你怎么知道他们写消息的那天,转子在哪里有效?

詹姆斯:那么,你要做的就是猜一猜。所以你猜一个单词或短语可能在这条信息中。德国人每天早上6点会做什么,他们会发送天气报告。所以,这是一封标准的信。这是一个标准形式。除了实际天气,你还知道天气预报说了什么,你知道天气预报说了什么。所以你可以在天气报告中使用一个短语,然后试着在代码中找到合适的地方。我们有了一个线索,一个字母不可能是它自己。所以,如果我们用“weather”这个词,或者德语中的“Wetter”,我们知道(W)不能变成(W), (E)不能变成(E)。所以我们可以找到合适的地方。我们不能有一个匹配的字母。 That’s not allowed. We find a match or when we find a position where it fits without a match, that bit of code might be the word ‘weather’. Now, we need to find the correct setting that makes that true.

克里斯:所以天气总是让我们失望,是吗?非常感谢。

詹姆斯:这很有用。

克里斯-杰西,快点。

杰西-你家里有谜机吗?你有吗?

詹姆斯-我确实在照看一台恩尼格玛机。

杰西:太酷了!

詹姆斯-太酷了。很酷,不是吗?

克里斯-我想我见过一个。西蒙·辛格在我们组织的一次演讲中带了一个。

杰茜-我想是那个。

克里斯-我想可能是吧。非常令人印象深刻。

詹姆斯-很可能就是我照看的那台机器。

眼镜

谷歌眼镜怎么了?

克里斯·史密斯向天使投资人彼得·考利提出了这个问题……

Peter -谷歌眼镜于2013年推出,几年后就销声匿迹了。这是一套内置了安卓电脑、摄像头、耳机和麦克风的眼镜。它背后的想法是,你可以有效地使用它,它也有一个投影到玻璃上,所以你可以看到一个屏幕。是的,它实际上是一台可穿戴电脑。但它有很多问题。最重要的是隐私问题,我记得有一次在一个推介活动中,有人向我推销。这个人说:“你介意我们录下这个广告吗?”当时房间里大概有六个人,包括一个帝国理工学院的学生,我们面面相觑,心想:“哦!”我们真的不能说不,因为我们是科技投资者,但我们真的感觉不太好。我认为这是导致它倒退的部分原因。

但谷歌实际上已经重新引入了它,就在最近几个月的企业版中。所以,他们所做的就是升级它。他们显然已经做得更好了,技术在进步。他们还把它做成了一个模块,可以安装在安全眼镜上。它适合戴在眼镜、处方眼镜等上。在过去的几年里,它已经在这个行业中使用了很长时间。它是用来采摘的。举个例子,你从货架上取东西。用于训练的有一大堆的应用程序是非常有限的。 So they’ve decided the general public don’t necessarily – aren’t ready for it which is probably true, which also got a red light that says it’s recording as well but that’s very minor! So effectively as a business tool, it’s out there still and that will grow, and there's no doubt. Whether it goes back or when it goes back into the public domain, I'm not sure.

一杯水

水导电吗?

克里斯·史密斯向杰斯·韦德提出了这个问题……

这是一个很好的问题。这是一个很棒的化学问题,你可以在家里做一些实验。基本上,自来水,或者像托马斯说的,水里面没有任何可以移动电流的离子。所以要移动电力,你需要一些东西来传输它。你需要一些东西,比如自来水里的盐或者游泳池里的氯,这些东西,盐含有钠和氯,这些东西可以抓住电,让它通过液体,把它带到另一边。所以,如果你有电池,你可以检查它是否在工作。你也可以在家里做另一个非常简洁的实验,在那里你有那些运动饮料。所以,运动饮料对其内部的电解质做了很大的宣传,实际上你可以通过建立一个小电路来测试,看看你是否能通过运动饮料因为这些东西也应该能够导电。所以,如果你有一个游泳池,你可以这样做因为你可以使用氯离子。如果你用的是普通的水,你也可以这么做,因为里面可能有盐。 And you can get rid of most of the minerals I think within water can't conduct. So, that’s your limiting factor there. You have lots of stuff inside normal water that you get out, but they're not conductive so you need something it can conduct.

那么,纯净水,纯净水,蒸馏水还会导电吗?

杰西-不。

克里斯-一点也不。

杰西:如果里面没有盐,它根本就不导电。

克里斯-它有点电离,所以是不是会有一点点断裂H2O变成了一点H +和一点OH -所以你可以得到一个非常非常小的。

杰西:好吧。可能只有一点点。但很可能,我们什么都探测不到。

克里斯-没有什么有意义的。

杰茜-没有对托马斯有意义的事。

黑板上的问号

32:02 -第一个绕地球飞行的动物是什么?向专家提问!

我们让我们的专家科学小组接受了一个可怕的测试。

第一个绕地球飞行的动物是什么?向专家提问!
与剑桥大学贝弗利·格洛弗合作;彼得·考利,天使投资人;James Grime, Numberphile;杰斯·韦德,伦敦帝国学院

来自剑桥大学的植物科学家贝弗利·格洛弗、技术专家兼天使投资人彼得·考利、伦敦帝国理工学院的物理学家杰斯·韦德和来自Numberphile的数学家詹姆斯·格莱姆都接受了克里斯·史密斯的考验。

Chris -第一个问题,这是给贝弗利和詹姆斯的。电灯泡是托马斯·爱迪生发明的。你认为这是科学事实还是科幻小说?

詹姆斯-我相信我可以回答这个问题。对我来说,那听起来像是胡说八道。

贝弗利——哦,天哪!

詹姆斯:我认为可能是早期从电和灯泡中获益的人之一,但我认为说他发明了灯泡是不正确的。

(必应(Bing) !]

克里斯-是的!你说对了。现在人们普遍认为英国物理学家约瑟夫·斯旺是现代灯泡的发明者。爱迪生为大众市场开发了一种商业上可行且实用的电灯泡。你们俩干得好。好了,有请杰西和彼得。辐射是玛丽·居里发现的。你觉得是科学事实还是科幻小说?

彼得——我想没有。我想,这可能和她的名字是一样的,但不是。你知道吗,杰茜?

杰茜,我从来没和她合作过,她可是大名鼎鼎,对吧?我假设和另一个是一样的。她可能是第一个测量它的人,但是……

彼得:对不起,是的。我在找……

杰西:我想想出一个很好的答案,到底是谁发现了它,但也许他们死得太快了。

克里斯:我们要讲事实还是虚构?

杰西-我们要虚构。

彼得:小说,对。

(必应(Bing) !]

克里斯-嗯,我的鼠标按钮坏了。你们各得1分。这周局势相当紧张。通常这个时候,我们已经有线索了。对不起,詹姆斯。

詹姆斯-发现了辐射,是吗?

克里斯——我来回答。我来告诉你。所以,玛丽·居里经常被认为是发现辐射的人,但实际上是她创造了“放射性”这个词,但实际上是她的博士生导师亨利·贝克勒尔第一个发现了它的存在。他就是那个著名的发现,如果你把铀盐放在一张硬纸或卡片上,然后把它包裹在照相底片上,就会使照相底片起雾。所以有一些不可见的光线穿过卡片,照射到照相板上。

詹姆斯:光不是辐射吗?

是的,伦琴在那之前就发明了x射线,并且用他妻子的手制造了第一批x射线。但实际上,辐射,我们在这里谈论的放射性是由贝克勒尔发明的,而不是居里。

杰茜-我们用贝克勒尔测量,对吧?所以,他确实得到了一些信任。

克里斯-所以他得到了他的荣誉。他的名字在部队里,没错。现在,我们进入第二轮,这是第一轮。我们称这一轮为“第一次”。贝弗利和詹姆斯,谁是第一个绕地球飞行的动物?

詹姆斯-听起来很有趣。

贝弗利-那是只狗,对吧?

詹姆斯-是的。

贝弗利——一条俄罗斯狗。

James - Dog听起来是个不错的答案。你以为我想到的是黑猩猩。

贝弗利-我想是条狗。

詹姆斯-但我觉得可能是老鼠。我想应该是更简单的。你想养狗、老鼠还是老鼠?

贝弗利-我想去遛狗。

詹姆斯-好吧,我们去遛狗。

(必应(Bing) !]

Chris -苏联在这方面走在了前面。他们是第一个将动物送入轨道的人,莱卡曾经是莫斯科街头的一只流浪狗,1957年11月,她成功地乘坐人造卫星2号进入太空,成为第一个正式进入地球轨道的动物。我们必须承认,她没有回来,而且当时的技术也没有办法把她从太空救回来。不幸的是,她上去了。她是先驱,但她也死在那里了。第四个问题,这是给你们的,杰西和彼得,哪个先出现,转基因植物还是转基因动物?

彼得-我不知道。

杰茜-我觉得是植物。

彼得:是的,所以它更有可能是一种植物,不是吗?

杰茜-也许这样更容易。哦,对不起。我可不想牵扯进去。我有一种感觉,动物是在很久以后才出现的。好吧,我要说几句关于多利羊的蠢话这并不是第一次对动物进行基因改造。我们选植物吧。

彼得:是的!

那!]

克里斯-你认识那个叫贝弗利的吗?

贝弗利——我想是的。

克里斯-是的。实际上,答案是1974年,Rudolf Jaenisch制造了第一只转基因老鼠。我们在这个节目里听说过耶尼施。他实际上是发明或共同发明IPS的科学家之一,即诱导多能干细胞,他们对成年细胞进行重新编程,使其成为干细胞。但他在1974年培育出了第一只转基因老鼠。直到1983年,第一个转基因植物实际上是一种烟草,由迈克尔·贝文、理查德·弗拉维尔和玛丽·戴尔·奇尔顿生产出来。那么为什么人们认为植物比动物更容易呢?因为从这个发现中可以看出它们并非如此,贝弗利?

贝弗利-我认为这是关于努力到底在哪里。所以植物可能更容易,因为任何一种基因改造的诀窍是,你改造了一个细胞,然后你想从它身上产生一个完整的有机体。正如我们对动物所知,这意味着要么取一个干细胞并对其进行修改,要么取一个已经决定了命运的细胞并将其去分化回到一个可以创造任何东西的阶段。这真的很棘手。这就是为什么有这么多关于干细胞的研究而对于植物,实际上所有的细胞都是多能性的你可以说服植物中的任何细胞再生成一个全新的植物如果你给它正确的激素和正确的糖。

那么,为什么培育植物比培育老鼠要花这么长时间呢?

贝弗利——植物科学家比动物科学家少得多。

克里斯-那就是原因了。对的,好吧。贝弗利和詹姆斯,一秒钟之内,我们要知道哪个更大。所以这是关于大小或规模的问题。在一秒钟内,哪个更大,是从你身体上脱落的死皮细胞的数量还是由一包质子组成的27公里长的大型强子对撞机回路的圈数?那么,更重要的是,每秒钟从你身体上脱落的死皮细胞,还是大型强子对撞机(Large Hadron Collider)长达27公里的环路中,一包质子所完成的圈数?

詹姆斯-你觉得呢?你认为……

贝弗利:我想是皮肤细胞。

詹姆斯-你认为是皮肤细胞。听起来你想说强子对撞机,所以,我要说-是的,你认为他们在试图欺骗我们?

贝弗利-好吧。

詹姆斯-我觉得是皮肤细胞。

那!]

詹姆斯——太聪明了!

克里斯-不。答案是质子绕圈。科学家估计,平均每人每天脱落约5亿个皮肤细胞。所以每秒钟大约有6000个死皮细胞从你身上脱落。但欧洲核子研究中心估计,质子在其大型强子对撞机中的加速速度仅比光速慢3米/秒,每秒可以绕27公里长的环运行1.1万圈。所以质子拴住了它。是的,它应该播放,好的。所以,这是水平挂钩所以你们得保住自己的名声,杰西和彼得。好了,开始吧。地球上所有人类的重量或者地球上所有蚂蚁的重量。 Which is bigger, the humans or the ants, do you think?

彼得:我猜是蚂蚁。这个地球上蚂蚁的数量一定是天文数字。

杰西:是的。

彼得:一定是天文数字。

杰茜-我同意你的观点。它们也在下面。他们赢了。

彼得:是的。

那!]

克里斯-不,对不起。实际上,是人类。

杰茜:有什么不同吗?

蚂蚁重…

如果我们除掉中国呢?

克里斯:蚂蚁重约5毫克,我们认为,虽然我们不知道,但科学家认为地球上有1万亿只蚂蚁。所以它们的总质量可能在400亿公斤左右。世界上有超过70亿人,如果算上所有15岁以上的人,他们的总体重超过3000亿公斤。所以,我们比蚂蚁多了一个数量级。但从历史上看,如果我们在18世纪做这个测试,你可能是对的,因为科学家也向后推断,在工业革命时期,也就是18世纪,蚂蚁可能比我们多,因为周围的人更少。

彼得:我能质疑一下每只蚂蚁的5毫克吗?

克里斯:你当然可以挑战。我不会给你加分的。

彼得:看起来很低。

克里斯-不。蚂蚁的摄入量在1毫克到50毫克之间,一些非常大的蚂蚁。

彼得:是吗?

克里斯:实际上,是的。如果你看看贝弗利家,你知道蚂蚁吗?

贝弗利:是的,你甚至可以在单个蚂蚁物种中得到这种数量级的变化。在一个蚁群里,有工蚁、兵蚁和不同种类的蚂蚁,它们的体型会有很大的变化。科学家们实际上是用它们来试图了解体重和爪子锋利之类的东西是如何随体型变化的,因为它们是如此多变的群体。

克里斯-这太棒了,不是吗?最后两队得分相同。所以你的水平挂钩,你离开你的声誉完好无损。

计算器

我们知道的最大质数是什么?

克里斯·史密斯向数学传播者詹姆斯·格莱姆提出了这个问题……

詹姆斯:那么,一个质数,你可能记得在学校里,就是那些只能被1和它自己整除的数字。你是对的。你将在新闻公告中听到我们最新发现的最大质数。这很重要的原因是我们在加密和网络加密中确实使用了大质数。但同时,这也是我们的计算机,计算能力的一种练习。这就是为什么我们有洞。我们还没有一次算出质数我们可以用古老的方法,通过筛选数字来算出质数,但是我们用概率方法来求出非常大的质数。不,我们没有一次解决一个问题。它在哪里停止?第一个缺口在哪里? It must be huge. I do not know that number off the top of my head, but it must be absolute massive.

克里斯-黎曼是一位著名的数学家他有一个奖金,我想大概是一百万美元奖金是给那些能提出质数预测公式的人的但这个公式从来没有被宣布过。

詹姆斯-没错。这就是黎曼假设。这一定是在1850年左右。他提出了这个函数这个函数不是用来计算质数的位置而是用来计算质数的位置。我们想知道有多少质数小于100。我不知道那是什么。我想大概有22个,或者肯定有。你可能想知道小于十亿的质数有多少。我们需要知道这个比例。黎曼有一种方法可以计算出公式中的误差这将帮助我们预测质数的模式。

克里斯:希望如此,然后你就能赚到一百万,你能不能,如果你能……

詹姆斯-然后你就可以声称…

克里斯-你可以领奖了。

詹姆斯,这个一百万美元的奖金,当然。

泼水

43:38 -电磁波可以用来寻找深层地下水吗?

我们如何找到埋藏在地下深处的水源?

电磁波可以用来寻找地下深处的水吗?

克里斯·史密斯向伦敦帝国理工学院的杰斯·韦德提出了这个问题……

我想他们确实用这个探测到了地下深处的水。首先,你可以用电来做,就像我们之前讨论的水是不导电的一样。你基本上可以把电放进岩石里,设置两个小电极,然后根据岩石的不导电性来找出水基,这样你就可以根据岩石内部的离子来估计不同岩石的导电性。

克里斯:但这能告诉你在地下某一位置有一个大水池吗?

杰西:所以你可以,因为你可以根据表面内部的岩石,对表面的导电性进行有根据的猜测。然后你就能知道它有多不导电了因为这个很大的物体基本上是一个绝缘体。但你也可以用更聪明的方法,有点类似于核磁共振成像,你可以激发水里的氢核,然后观察它们发出的信号。你可以用它来估算,下面有多少水。然后你甚至可以做更聪明的事情。当你有了这些水,你可以通过碳定年法来找出它的年龄这样你就可以知道这池水的年龄以及它的流动情况。

克里斯-还有一根v形的桦木,好吗?

杰西:对,如果你有一棵漂亮的树,你可以这么做,我想如果你想那样做的话。但我很确定你可以探测到地下的波。你可以探测到地下的电磁波,这可能就是很多地震探测和类似事情发生的原因。

杂草

为什么杂草如此顽固?

克里斯·史密斯向剑桥大学的贝弗利·格洛弗提出了这个问题。

贝弗利-那是因为那是他们的工作。基本上有一群科学家在30或40年前提出了一种理论,关于植物的不同方式,作为植物的不同方式。他们说,你知道,你可以保持静止,慢慢生长,抓住你所有的资源,种一些相当暴躁的东西,比如仙人掌。你可以是一种“长得又快又壮,打败所有竞争对手,但繁殖速度不快的植物”,所以你可能会想到像荆棘这样的植物,或者你可以是一种“活得快,死得早的植物”。所以,活得快,死得早,但在你这样做的时候,要扔掉很多种子。这就是杂草的基本策略。所以,你可以挖出其中一只,但它只活了几个星期。几个星期后,它可能会掉出一百万颗种子,当你拔掉第一颗种子的时候,它们就会冒出来。

克里斯-还有大麻,因为那有不同的策略,不是吗?它的根非常脆弱,但它可以从它们的任何一小部分克隆出植物。

贝弗利-所以,它更属于荆棘类。它实际上是一个竞争对手。它会一直持续下去。

电子产品

我们能制造的最小的微芯片是什么?

克里斯·史密斯向技术专家彼得·考利提出了这个问题。

彼得:是的,这是个有趣的问题。我不太确定他指的是微芯片。我们先来了解一下背景。首先,现在晶体管的磁道宽度已经降到7纳米左右。

克里斯:晶体管是芯片内部的东西,它使计算机有效地工作,不是吗?

彼得:没错。好吧。这实际上还没有投入生产。它们只有10纳米。这大约是人类头发的万分之一。它的可见光是它的40倍大,比它的波长宽。但我肯定这不是问题,因为晶体管只是开或关。我们谈论的可能是微处理器,而我带来的东西也差不多……

克里斯-这就是那个小玩意,对吧,你说过你会把这个带进来的。我们一开始就说过,彼得带来了一个小玩意,他会告诉我们这是什么。这是一个大盒子。它大概是20厘米乘15厘米,大约5英尺深,里面有很多电线和电路板。那是什么?

这是我开发和制造的第一台电脑,你们可以看到,造得很差,1975年造的。我引进它的原因是因为它有一个处理器,里面有大约4000个晶体管,实际上叫做scamp。它有32字节的内存。

克里斯-天哪!很多,不是吗?

彼得:你知道,你不能用32字节的内存做很多事情,不是吗?但我只是想把它和现代的微处理器或微芯片进行比较。

克里斯-你为什么要造这个?它做了什么?

彼得:我造它是因为我想学怎么造电脑。(听不清)必须要完成它。你必须进入,在前面,有一些开关你必须在这些开关上输入程序。有16字节的内存,所以你最多有16条指令,它会打开一些led,发光二极管,在前面。不管怎样,这只是一个例子。但是现在,我们的处理器有几十亿个晶体管,而不是几千个。大约有600,700,800平方毫米,它有更大的gpu。但我认为实际上……

克里斯:这是图形处理单元。

彼得-图形处理单元。这个问题可能与,我们将来要怎么做有关?量子计算,你有很多这样的量子位或者这些是我在剑桥做的投资,用来存储DNA链的数据。然后你有了一些东西,然后你有了拍字节,你有了巨大的数据量,可能和地球上一个桶的大小一样多。

克里斯-是的。目前,DNA的研究受到了阻碍,因为制造和解码DNA的成本非常高,而且……

彼得:嗯,写出来并不是——嗯,读出来也不是太糟糕,因为已经有好几年的序列了。写它是……

克里斯-是的,而且制造DNA非常昂贵。

彼得:没错。

但是人们说它有点像罗塞塔石碑。它是一种寿命很长,非常稳定的分子你可以把你的信息放进去你知道它会(相声)

彼得:它可以保存上亿年,正好可以长期保存。

盆栽植物

给盆栽浇水的最好方法是什么?

克里斯·史密斯向剑桥大学的贝弗利·格洛弗提出了这个问题。

贝弗利-也许吧。我在植物园的一位园丁对我的另一位同事最大的侮辱之一是,有经典的过度浇水者,而经典的过度浇水者总是自上而下地浇水。但实际上,你怎么做并不重要,只要你不让他们坐在里面。所以从植物的角度来看,水的问题是它们的根需要能够呼吸,就像地上的组织一样,它们需要能够吸入氧气并释放二氧化碳,如果它们的水被淹了,它们就无法做到这一点。所以无论你做什么,只要你给它几分钟,然后你把多余的沥干,它可能会很好。

克里斯:因为有人跟我说,你不能从上面给非洲紫罗兰浇水,因为它会腐烂、发霉、发霉。我得承认,我给非洲紫罗兰浇过水。是我妻子的,是我杀的。我感到非常非常内疚。我摆脱困境了吗?

贝弗利-我想你可以脱身了。不管怎样你都会杀了它。(笑)

糖的结晶

50:10 -一茶匙糖有多少粒?

数学家詹姆斯·格莱姆(James Grime)向裸体科学家问答节目的其他成员提问……金宝搏app最新下载

一茶匙糖里有多少粒谷物?

研究小组猜测一茶匙糖里有多少粒糖……

贝弗利——我能想到怎么做。我无法想象这个数字最终会是什么样子。

詹姆斯-跟我们说说你的想法吧。

贝弗利-嗯,我需要知道我的糖粒的体积。是粒状的还是蓖麻状的?我想我们同意了,卡斯特。我需要知道茶匙的体积这是一个相当简单的和。茶匙的体积应该是相当硬的。哦,不,我们知道是什么。是5毫升,很难计算。

詹姆斯——我认为你的方法很好。

克里斯-你得给我们一个数字。你逃不掉的,你的电话号码是多少?

贝弗利:5000万。

克里斯-好吧,贝弗利的五千万。杰斯?

杰茜-我在实验室里称过很多小东西。我在印刷电子领域工作,使用这些非常非常少量的聚合物或小分子。我想说一粒糖的重量大约是半毫克?

詹姆斯-是的。大概是。这里是0.2毫克。

杰西:好吧,那我就选25000吧。

克里斯-你有几个?25000个粒子。和彼得?

彼得-我要用一个特殊的数,3的6次方。

詹姆斯- 3的6次方。

彼得- 729。现在我知道它太低了,但我怀疑…

克里斯-不是42?

彼得:不,我不能把它弄得那么低。

克里斯-詹姆斯,你最好告诉我们,让我们从痛苦中解脱出来。最近的是谁?

James -嗯,我认为一个很好的答案是Jess和她的25000。根据4克重0.2毫克的糖,我有一个20000的答案。

克里斯:好的,你能给我们展示一下你的成果吗?因为在数学中展示你的成果是非常重要的,不是吗?你是怎么做到的,你必须在30秒内完成。

詹姆斯:那么,就像贝弗利的方法一样,我们可以看看晶体有多大。晶体的直径大约是0.7毫米。我们还得看看它们是如何有效地挤在一起的,因为它们之间有空间。所以我们考虑的是60%,通过计算,我们会得到20000的答案。

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