Q1
為什麼空腹喝牛奶會肚子疼？
by 小砍同學
答：
不僅會肚子疼，還會伴有脹氣腹瀉的症狀，這就是典型的乳糖不耐受症狀，或者更學術一點叫乳糖酶缺乏症。至於空腹與否，只要你喝的牛奶足夠多，你還是會肚子疼……當攝入含有乳糖的牛奶或其他乳製品之後，正常情況下會在小腸被乳糖酶分解成單糖（半乳糖+葡萄糖），然而當缺乏乳糖酶之後，乳糖不會被機體快速分解吸收，富集於小腸區域，使腸道滲透壓上升誘發水樣瀉。並且乳糖還會在腸道菌群作用下發酵產氣產酸（通常是短鏈脂肪酸），產生的脂肪酸同樣也會引起腹瀉，而產氣則會誘發脹氣。
常見的乳糖酶缺乏，一般是先天性或獲得性酶缺乏。先天性酶缺乏就是新生兒缺乏乳糖酶，只能依靠不含乳糖的配方奶粉（超市一般都有銷售）餵養。
獲得性乳糖酶缺乏則極為常見，超過90%的亞洲人都是如此。對大多數人而言，斷奶後乳糖酶表達量會逐漸下降，並且在成年後會迅速下降。雖然叫做乳糖不耐受，但其實這種不耐受的閾值在缺乏人群中也有較大差異，多數人可以毫無顧慮的飲用數百毫升的鮮牛乳，但也有像答者這種一箇中杯澳白就開始痛苦的。
獲得性乳糖酶缺乏在絕大多數地區是普遍現象，僅僅在西歐白人中是罕見現象，這被認為與人類在歐洲演化相關，畢竟能利用畜牧業帶來的奶製品，在溫帶海洋性氣候適宜畜牧業的西歐是個非常大的競爭優勢。
但對於我們而言，乳糖酶缺乏基本無解，只能控制飲食中乳糖量，而外援乳糖酶補充這種只能作為輔助手段（並且乳糖酶製劑的價格還是有些小貴）。
參考資料：碳水化合物耐受不良，默克診療手冊
by 某大型裸猿
Q。E。D。
Q2
為什麼幾乎所有東西被火燒了之後都是黑乎乎的一坨？
by 匿名
答：
這個問題需要分兩種情況討論，一類是發生了燃燒反應，一類是沒有發生燃燒反應。
先考慮發生了燃燒之後的殘留物。在所有的可燃物中，有機物佔了極大的比例。而有機物主要元素就是碳氫氧氮（CHON），這些物質在充分燃燒之後都會變成氣體。但是如果燃燒不充分的話，可能會殘留下來積碳，有的時候雖然只有一層，但是附著在不可燃物的表面，就像鍍了一層黑一樣。
拋開有機物，燃燒還有可能生成的固體中還有金屬鹽，金屬氧化物等。這些東西的顏色那可就五花八門了。比如燒紙錢或者植物殘留下來的灰燼，有的時候會呈灰白色，這往往是因為其中有一定比例的“草木灰”——碳酸鉀（金屬鹽），在純氧中燃燒鋁可以得到相當白的氧化鋁（金屬氧化物）。
在另一些情況裡，可能壓根就沒燒起來。根據小編的個人經驗（捂臉），如果把飯菜啥的放在火上一直燒啥都不管，過了很久再去看的話，會發現飯菜變成了黑乎乎一坨，鍋底有的時候也變成黑乎乎一坨。這兩種黑乎乎的原因略有差異。
鍋底黑乎乎往往是因為天然氣（主要成分：甲烷）在不充分燃燒的時候會生成碳，這些碳可能會附著在不可燃燒的鍋的底部，讓鍋底變得黑乎乎。而鍋裡的菜變得黑乎乎的原因是：上百度的高溫對鍋裡的食物進行了脫水反應。高溫打破了有機物中不穩定的化學鍵，讓由CHON等元素組成的有機物變成了水和碳之類的小分子。這樣本來好端端的食物就變成一堆黑炭了……
小編提醒：廚房用火，一定要注意安全喲。
by Luna
Q。E。D。
Q3
為什麼大部分醛類物質都有毒性？為什麼丙烯酸乙酯有低毒性？有機物的毒性是如何從結構組成上體現的？
by 匿名
答：
首先，不談劑量談毒性都是耍流氓。然後，強調一下，千萬不要以偏概全。甲醛、戊二醛固然毒性很大，但是其他醛類並不如此。肉桂醛、香草醛（香蘭素）這種不僅是天然化合物，也是合法的食品新增劑。並且生物體內大多數的糖都是醛糖，比如著名的葡萄糖就是如圖所示醛糖家族的一員，雖然它們在體內通常是半縮醛的環狀構型，但不能不承認它們是醛啊……
fig。 D-醛糖家族
至於有機物的毒性如何從結構組成上如何體現，其實這個問題也有些大了，如果我們看了一個有機物結構組成，就知道其毒性了，那我們還要豚鼠和毒理實驗幹嘛……
不過有機物的毒性也有一些所謂的規律可言，毒性基本就是對蛋白功能的抑制和對正常生理結構的破壞（無機物的毒性也基本是如此原理）。可以與機體正常蛋白結合互作的有機物無機物，基本都有一些生理性、藥理性、或者毒理性作用……比如甲醛，是非常常見的生物樣品固定劑，透過與生物樣品中蛋白和核酸以及脂質共價交聯，活性大分子都可以被甲醛變性交聯了，甲醛當然毒性很大。而對蛋白功能抑制，更多的是透過與蛋白結合來抑制蛋白的活性，比如尼古丁可以與乙醯膽鹼受體結合，大劑量尼古丁籍此引起尼古丁中毒。此外有機磷可以將乙醯膽鹼酯酶磷酸化抑制，積聚乙醯膽鹼，過度刺激乙醯膽鹼受體，引起病變。
參考資料：醛糖
by 某大型裸猿
Q。E。D。
Q4
有時迅速關門或者關抽屜在即將要關上的時候會感覺阻力突然增強了，而且可能還會伴隨風聲，求原因，如果是密閉空間內氣體被壓出造成的話，門的現象又如何解釋？
by 體某委
答：
naive的想法是，在密閉空間關門，門在關上的過程中將空間裡一部分氣體排出至屋外，導致屋內氣壓降低，在門將要關上的時候內外氣壓差將對門產生阻力。
不過更有意思的現象是，如果門的質量較小，房間的密閉性較好，這種情況下貌似我們無論用多大力氣摔門，門都不會砰的一聲關上。在門將要關上的一瞬間，在門與門框的縫隙處將產生巨大的氣流，阻礙門進一步閉合，彷彿門是撞在了非牛頓流體上，瞬間停止運動，甚至可能被反彈回來。當然當門的質量足夠大時，例如當門的質量趨於無窮時，可以想象縫隙處產生的氣流並不足以抵消門的慣性，這時門仍然會關上。下面展示了一組模擬密閉空間中關門時，房間內的氣流變化的圖片。
注入的六氟化硫氣體在關門時的濃度分佈和速度分佈。模擬的總時間T=8s，（a）-（c）位於T=4。5s，（d）-（f）位於T=7。9s。
可以發現在門將要關上的瞬間，確實有強大的氣流從門與門框的狹小縫隙中流過，正是這股氣流使得運動的門被迅速逼停。
參考資料：
［1］ Chang L， Zhang X， Wang S， Gao J， Control Room Contaminant Inleakage Produced by Door Opening and Closing： Dynamic Simulation and Experiments， Building and Environment （2016）， doi： 10。1016/j。buildenv。2015。12。013。
by John Watson
Q。E。D。
Q5
為什麼用手機拍下電腦螢幕（可能是畫素低，細看有網格狀）的照片後，放大縮小時會有紋路產生？
by 三歲小孩
答：
這是一種被稱為摩爾紋的現象，通常用數碼相機拍攝顯示器或投影儀畫面時會經常出現摩爾紋，而當我們放大或縮小拍攝下來的畫面時，摩爾紋的間距、位置以及形狀會發生改變，使得畫面中的紋路更加顯眼。為了更好地解釋這個現象，我們先從摩爾紋的產生原理講起。摩爾紋本質上是差拍原理的一種表現。從數學上講，兩個頻率接近的等幅正弦波疊加，合成訊號的幅度將按照兩個頻率之差變化。同樣，差拍原理也適用於空間頻率。空間頻率略有差異的條紋疊加，由於條紋間隔的差異、重合位置會逐漸偏移，也會形成差拍。比如兩組間隔分別為
和
的平行直線重疊在一起，如下圖所示：
圖片來源：維基百科
可以發現重疊以後形成的圖形有些地方更密一些，有些地方更疏一些，而這就形成了所謂的摩爾條紋，經過簡單計算可以得到摩爾條紋的間距為
。
對於顯示器和數碼相機，其顯示都是基於由畫素組成的網格，而我們用數碼相機拍攝電子螢幕時，這兩套畫素網格會產生交疊，從而會形成複雜的摩爾條紋。當我們放大或縮小拍攝的圖片時，相當於在改變圖片的畫素網格相對於手機螢幕的畫素網格的大小。更具體一點，作為類比，如果將手機螢幕的網格當成上述例子中的
間距格柵，而圖片為
間距格柵，那我們放大或縮小圖片相當於在調節
的大小，這樣當然會使得摩爾條紋的間距，位置（以及實際情況裡的條紋的形狀）發生改變。
作為題外話，其實不止照片，在凝聚態物理中，最近很火熱的轉角石墨烯等二維材料中也會出現摩爾條紋的身影。
轉角石墨烯，圖片來源：維基百科
基於同樣的原理，轉角後的雙層石墨烯會形成近似更大的元胞，為這類材料帶來更多的可調引數以及更加豐富的物理。
參考資料：Moiré pattern
by John Watson
Q。E。D。
Q6
請問光是光子組成的，那光運動的動能是誰提供的？比如太陽光的動能是太陽提供的，那手電光或蠟燭光的動能也是手電或蠟燭提供的嗎？
by 匿名
答：
回答這個問題，首先需要我們對光子這個模型有正確的認識。
一、光子是什麼
熟悉科學史的朋友都知道，“光的本質”這個問題見證著物理的發展。從牛頓的粒子說，惠更斯和菲涅爾的波動說，到麥克斯韋的電磁波說，愛因斯坦的光量子說。每一次對光的本質認識的深入，都伴隨著物理研究的重要進步。
雖然我們今天所說的“光是光量子”和牛頓最早提出的“光是粒子”看起來很相似，兩者實際上卻是千差萬別。光子作為具有波粒二象性的粒子，會有一些類似於經典粒子的性質，譬如能量、動量，但這只是一種類比的方式，二者從概念上已經是完全不同的事物了。
我們不妨比較一下經典粒子與光子在各個性質上的不同：經典粒子一定有大於零的質量，速度可以選取任意值；光子沒有靜止質量，但有能量，這就要求光子始終以光速
運動。經典粒子動能透過式子
來衡量，粒子的能量等於動能
+ 勢能
；光子由於速度固定，難以抽象出一個動能的概念，因此光子只討論總體能量，能量由公式
衡量，能量與光的頻率
成正比，
為普朗克常數。經典粒子可以透過碰撞等相互作用改變速度，進而改變能量和動量；光子也能透過與電子等其他粒子作用改變能量、動量。經典粒子不會產生或消失，總數量不會改變，但光子能夠產生和消失。
二、太陽、手電筒、蠟燭是如何發光的
有了之前對光子特點的瞭解，我們就能夠開始理解太陽和手電筒等的發光機制了。前面說到，光子能夠產生和消失，而發光現象其實就是產生光子的結果。太陽能夠發光，其實是由於太陽內以氫氦為燃料的核聚變過程中產生了光子。手電筒有舊式的燈泡手電筒和現在的LED手電筒，兩種本質都是因為電源供電使電子躍遷到激發態，再次躍遷到基態（或其他激發態）產生光子。蠟燭涉及到蠟的燃燒過程，反應過程中會有參與反應原子處於激發態的電子躍遷產生光子。
因此，並非是太陽、手電筒等物體賦予光子能量，而是他們透過各種物理化學過程產生了光子。
by Quesmark
Q。E。D。
Q7
為什麼凸透鏡成像只是上下顛倒，而平面鏡成像只是左右顛倒？
by 匿名
答：
首先要糾正問題中對凸透鏡和平面鏡成像的描述。
凸透鏡成像，上下和左右都顛倒；平面鏡成像，上下和左右都不顛倒。
人教版物理教材八年級上冊中，對平面鏡成像的描述是“平面鏡所成的像與物體關於鏡面對稱”。如下圖，左面是物體正方形ABCD，中間是平面鏡，右面是透過平面鏡成的像A’B’C’D’（虛線輪廓表示虛像）。
用灰色箭頭標示出物這邊的左。以物的左為標準，物的A在B左邊，像的A’也在B’左邊，並沒有左右顛倒。這裡實際上是“前後”發生了變化。以A相對於D的方向為前，
在物的一側和像的一側，“前”的方向是相反的
。因此平面鏡成像的特點可以描述為“
前後顛倒
”。如果我們分析像時以像的前為標準，A’就到了B’右邊。這就是我們日常說的“左右顛倒”。前後顛倒不影響上下，所以上下不顛倒就不難理解。教材中沒有使用“左右顛倒”這樣的表述，是十分嚴謹的。我們對比凸透鏡的成像就會明白。
凸透鏡成像，經常畫這樣的光路圖（這裡只分析成倒立實像的情況，成正立虛像時不存在上下左右顛倒）。
圖中的兩個物都在凸透鏡的一倍和二倍焦距之間，像都在二倍焦距之外，是倒立、放大的實像。用灰色箭頭標示出物這邊的上。以物的上為標準，物的A在D上邊，像的A’在D’下邊，這就是“上下顛倒”。以紅箭頭相對於黃箭頭的位置為前，
在物的一側和像的一側，“前”的方向是相同的
。凸透鏡成像中不存在平面鏡那樣的“前後顛倒”。
由於通常都是畫這種平面圖，左右的情況被忽略了。其實，凸透鏡是球面鏡，上下和左右是等價的。我們只要把整個光路以光軸為軸，旋轉90度，光路圖顯示的就是左右的情況。
用灰色箭頭標示出物這邊的左。以物的左為標準，物的B在C左側，而像的B’在C’的右側，這就是“左右顛倒”。
這種左右變化和平面鏡的情況是相反的。如果把凸透鏡說成是“左右顛倒”，那麼平面鏡就不能說“左右顛倒”，否則會引起混淆
。這也是我認為教材中沒有采用這種表述的原因。（當然，如果有的版本教材使用了這樣的表述，也請以教材為準。從上述分析也能看出，這只是分析問題的角度不同）
對於光學成像，關鍵是理解成像原理，會畫光路圖。掌握這些後，上述問題都可以迎刃而解，不需要特別記憶結論。
參考資料：人教版物理教材八年級上冊P78
by 老張
Q。E。D。
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本期答題團隊某大型裸猿、Luna、John Watson、Quesmark、老張
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編輯：他和貓