審稿人：
物理學家已經弄清楚了宇宙中一些最精細的細節，從黑洞的半徑到亞原子粒子的行為，但我們卻看不到它們。 然而，在生活中我們常常會遇到一些令我們驚訝的現象。 它們之所以令人驚訝，是因為它們缺乏科學解釋（有些現象最近才得到解釋）。
正如您將在下面看到的，有一些表面上看似平凡的謎團。
堅果
堅果
如果你搖動一盒混有各種堅果的混合干果，你會發現較大的堅果會浮到頂部，而較小的、切碎的堅果則留在下面。 人們通常認為，根據重力原理，在一堆大小不同的顆粒中，較大且較重的顆粒應該沉到下面。 實際情況與我們的常識有很大不同。 這被稱為“巴西堅果效應”。 而這種看似平凡的現象，實際上涉及到物理學中一個神秘的未解之謎——如何描述大量相互作用的物體。
當你搖動盒子時，在各種物體（無論是堅果還是其他不同大小的物體）中，即使較重的物體受到較大的引力，但隨著時間的推移，較大的物體會逐漸上升，較小的物體會逐漸下沉。 也許那些較小的物體通過物體之間的間隙到達底部。 對流也可能發揮作用，使小物體沉淀在底部。 所有這些可能性都可能與巴西堅果效應有關，但沒有人知道哪些因素或在多大程度上影響了這一結果，因此目前還沒有出現良好的計算機模擬結果。
泡沫
泡沫
今天你洗泡泡浴了嗎？ 也許沒有，但是你刮胡子、洗衣服了嗎？ 泡沫在我們的生活中隨處可見。 由于我們的普遍習慣，我們很少思考這個問題：氣泡是固體、液體還是氣體？
據加州大學洛杉磯分校物理學教授介紹：泡沫通常由 95% 的氣體和 5% 的液體組成。 不知何故，這種混合物使它們呈現出固體的某些特征。 泡沫中的氣體將液體分開，形成微小氣泡的基質，如果氣泡的液壁足夠堅硬，則泡沫可以在一定時間內保持其形狀。
然而，沒有任何公式可以根據泡沫的大小或所含液體的量準確預測泡沫的硬度或軟度。 “我們對氣泡的物理學知之甚少，”告訴美國宇航局科學。
冰
冰
科學家們已經探索了一個半世紀，但仍然沒有弄清楚為什么冰會讓人滑倒。 科學家認為，固體冰上覆蓋著一層薄薄的水。 即使這層水很薄，液態水的流動性也會使冰變得很滑，很難在冰上行走。 然而，更難理解的是，與其他固體不同，為什么只有冰上面覆蓋著一層水呢？
理論家推測，冰面可能由于與冰接觸并在冰上滑動而融化。 有人認為，這層水在鞋子接觸之前就已經存在，是由表面分子的固有運動產生的。
谷物
麥片
您有沒有想過為什么您的早餐麥片會結塊或粘在牛奶杯的一邊？ 這種現象被稱為“ 效應”。 這種結塊現象適用于任何漂浮的東西，包括早晨剃須后水中的氣泡和毛發顆粒。
劍橋大學研究生維拉和哈佛大學的數學家在 2005 年的一篇論文中首先解釋了這種物理效應。 他們證明了麥圈效應是由液體表面的幾何形狀產生的。
表面張力導致牛奶表面在杯子中間輕微塌陷。 由于牛奶中的水分子被玻璃吸引，牛奶的表面圍繞杯子邊緣向上彎曲。 正是由于這個原因，靠近邊緣的谷物沿著這條曲線向上漂浮，使其看起來好像它們緊貼著邊緣。
此外，漂浮在杯子中間的顆粒會導致牛奶表面因表面張力而凹陷，從而產生傾斜。 當兩塊谷物接觸時，它們的兩個凹陷會合二為一，導致它們粘在一起。
磁場
磁鐵：很奇怪，不是嗎！ 怎么了？
Jearl 是克利夫蘭州立大學的物理學教授，也是《物理學基礎》教科書（Wiley，第 8 版，2007 年）的作者，他解釋說，磁場自然地由構成物體的帶電粒子（尤其是電子）產生并向外輻射。原子。
通常，電子的磁場指向不同的方向并相互抵消。 （這就是為什么當你四處走動時，你體內的電子不會粘在冰箱上。）但是觀察奇妙的物理現象，當物體中的所有電子沿同一方向排列時，就像許多金屬中發生的那樣（很明顯，在磁鐵中），產生凈磁場。 這會對其他磁性物體施加力，根據其自身磁場的方向吸引或排斥它們。
不幸的是，試圖更深入地了解磁性的本質基本上是不可能的。 盡管物理學家提出了量子力學，非常準確地解釋了粒子的行為，但無法直觀地理解該理論的實際含義。
物理學家想知道：為什么粒子會輻射磁場，什么是磁場，以及為什么它們總是沿兩個方向排列，從而使磁體具有北極和南極？ “我們剛剛觀察到，當你讓帶電粒子移動時，它會產生一個磁場和兩個磁極，我們不知道為什么。這只是宇宙的一個特征，數學解釋只是試圖理解這個作業大自然已經給了我們并得到答案。
靜電
靜電是一種令人不快且神秘的存在。 我們所知道的是：當你的身體表面積累了太多的正電荷或負電荷時，當你觸摸某物時，這些電荷會中和并放電。 或者，當靜電積聚在其他物體（例如您觸摸的物體）上時觀察奇妙的物理現象，就會發生這種情況。 在這種情況下，您就是收費的路徑。
但為什么這些費用會累積呢？ 我們還不知道。 一個常見的（也許是部分正確的）解釋是，當兩個物體摩擦在一起時，摩擦力會將電子從一個物體的原子上撞開，然后這些電子轉移到第二個物體，使第一個物體的原子攜帶一個過量的正電荷并給第二個物體過量的負電子。 這兩個物體（例如你的頭發和羊毛帽子）將帶有靜電。 但為什么電子從一個物體流向另一個物體而不是雙向移動呢？
這從未得到令人滿意的解釋，西北大學研究人員最近的一項研究發現情況可能并非如此。 正如《科學》雜志中詳細介紹的那樣，人們發現帶靜電的物體上存在過量的正電荷和負電荷。 他還發現，當物體受到摩擦時，整個分子似乎會在物體之間遷移。
顯然，對靜電的解釋正在發生變化。
彩虹
彩虹
當陽光照射到地球大氣層中的水滴時，就會形成彩虹。 這些水滴的作用就像棱鏡，將光“折射”或分裂成其組成顏色，并以 40 到 42 度之間的角度將其從太陽發射出去。
當然，彩虹不再是什么神秘的科學問題。 它們來自穿過球形液滴的光：首先，光在進入液滴表面時發生折射，然后在液滴內部反射，并在離開液滴時再次發生折射。 所有這些折射和反射決定了它的最終方向。 這種解釋自 17 世紀物理學家艾薩克·牛頓時代起就為人所知。
但想象一下在那之前神秘的彩虹會是什么樣子！ 因為它們如此美麗、如此神秘，所以它們在許多早期宗教中都占有重要地位。 例如，在古希臘，人們相信彩虹是眾神的使者在人間和天堂之間行走的道路。
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