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[提问]
如果地球缩小到保龄球那么大，那么它的表面会比保龄球更加光滑。我的问题是，如果把一个保龄球吹到地球那么大，那么它看起来会是什么样子的？[回答]一个质量过硬的专业级别的保龄球是比地球要更加光滑的。Bad Astronomy专栏的菲尔·普莱特（Phil Plait）曾经研究过"地球比桌球更光滑"这一说法，他的结论是地球确实相比来说更加光滑，但不如桌球圆。他的这一结论是基于发表的桌球圆度公差之上的。不过，他找不到任何关于桌球表面起伏大小或形状的数据。幸运的是，曾有人对保龄球表面进行了数字化扫描。
扫描结果（以及保龄球表面粗糙程度的一些测量结果[1]）显示一个高质量的保龄球还是相当光滑的。如果把它吹成地球这么大，那些棱线和起伏[2]会有约10到200米高，峰与峰之间相隔在1到3千米之间。相比起地球来说，这已经相当光滑了：地球上最高的山峰有它的40倍高。那么这个保龄球世界（我们不妨称它为"莱布斯基"吧。）看起来会是什么样的呢？首先，保龄球的密度要比岩石小很多，因而莱布斯基的表面重力只有地球的四分之一。
而且它一开始是没有大气的。
保龄球上的球孔会扩大成直径近1000千米，深达数千千米的大洞。
在地球上，这么大的洞会直接把内部的熔融核心暴露出来。但莱布斯基没有熔融的内核。那为什么地球的核心是热的呢？原因有二：首先地球形成时坍缩在一起的星际灰尘到现在还在发出热量，其次核心里有大量放射性物质。莱布斯基这两个条件都不具备，因而它的核心从一开始就是凉的。这么大的洞已经没法抵抗自身的引力了：在这么大的尺度下，组成保龄球的聚合物的一些性质会变得像液体一样。在约半个小时时间里，整个洞就会慢慢坍
塌。
随着坍塌的发生，洞周围的物质会被加热到发光的程度。在洞的中心，一股白热状的烧焦的碳氢化合物会像喷泉一样直接喷向太空。当喷发最终结束后，莱布斯基上会留下几个巨型"伤疤"，在这些伤疤的位置曾经的无底洞坍塌成了一个个熔融的海洋。幸亏你提了这个问题，现在每当我举头望明月，看到月球上宁静海、安宁海和危海三个月海的时候，心中就会默念两个字：球孔！
[提问]人类可以把一个物体扔多高？[回答]人类很擅长扔东西，事实上，我们能干的很棒，没有其他动物能够像我们这样扔东西。是的，我知道大猩猩会扔大便（偶尔会扔扔石头），但它们扔得既没有我们准也没有我们稳。蚁狮会扔沙子，但它们是随便扔的，没有目标。喷水鱼通过射出水珠来捕捉小昆虫，但它们用的是特制的嘴巴而非胳膊。沙漠角蜥能从眼睛那儿射出血液束，距离可长达5英尺。我不太清楚他们为什么要这么干，因为每当我在文章里读到"从眼睛那儿射出血液束"这样的语句时，就会一动不动地注视着直到我阵亡为止。
因此虽然还有其他动物也会扔东西，我们人类估计是唯一能够随手抓起一个东西并相对准确地朝着一个目标扔过去的动物了。事实上一些研究人员认为，人类善于扔 东西的习性在现代人类大脑进化的过程中起了重要作用。（怪不得我们现在这么喜欢拍砖。。。）投掷不是一个简单活儿。为了让棒球能够来到击球手那儿，投手必须准确地在投掷过程中松手放开棒球，早了或者晚了0.5毫秒都足以使棒球偏出击球区。[5]准确的来说，通过手臂长度的最快的神经脉冲要花5毫秒。[6]这意味着当手臂朝着正确的位置挥去时，松手的信号已经传递到手腕处了。从计时角度来说，这就相当于一个鼓手从10层楼扔下一个鼓槌，而鼓槌在正确的节拍上落到了地上的鼓上。
我们看起来更善于往前扔东西，而不是往上扔东西。既然我们讨论的是最高能扔多高，当你往前扔时我们可以用朝上弯曲的抛物线；我小时候拥有的AerobieOrbiters（一种回旋镖玩具）一直被我扔到最高的树顶上去。但我们还可以通过使用像这样的一个装置来回避这一问题
它可以是一个跳板，一个润滑过的滑槽，甚至是一个悬空的吊索——任何能够偏转物体而又不增加或减少它的速度的东西都行。当然了，我们还可以试试这个：
但我想用偏流板可能会更容易些
我进行了一些基本的空气动力学计算，得出了以不同初速度扔棒球能达到的高度。我将以长颈鹿的高度作为单位：
一些臂力不错的人大概可以扔到五只长颈鹿这么高：
埃洛迪斯·查普曼（Aroldis Chapman）保持着世界最快投球的记录（时速105英里），理论上他的球能飞到14只长颈鹿这么高：
但如果投掷物不是棒球呢？明显的，在吊索、弩，或者回力球中弧形xistera收集器等工具的帮助下，我们可以以更快的速度把东西扔出去。但在这个问题中，我们还是要求要徒手扔。棒球可能不是理想的投掷物，但问题是很难找到其他投掷物的速度记录。幸运的是，一个叫做罗尔德·布莱得斯托克（Roald Bradstock）的英国标枪运动员曾举办过一个随机物品投掷大赛，在比赛中他扔过从死鱼到厨房水槽之内的一大堆东西。布莱德斯托克的经历给了我们许多有用的数据（还有许多无关的数据）。在这些数据中，一个很有潜力的理想投掷物是——高尔夫球。专业运动员扔高尔夫球的记录少之又少。但十分幸运的是布莱德斯托克曾经这么干过，他声称扔过170码（从投掷点到第一次触地点）的距离。[7]他扔之前是有助跑的，但尽管如此，仍然有理由相信扔高尔夫球是比扔棒球更好的选择。这也说得通：在投掷棒球的过程中制约因素是手肘上的力矩，而投掷更轻的高尔夫球能让手臂运动地更快一些。扔高尔夫球而非棒球带来的速度提升可能不是很大，但我们有理由相信一个经过一段时间训练的专业投手能更好地扔出高尔夫球。如果是这样的话，基于空气动力学计算，查普曼扔出的高尔夫球差不多能达到16只长颈鹿这么高：
这大概是一个投掷物所能达到的最高的高度了
除非你用一点小技巧，这样任何一个5岁的小姑凉都能轻松打破这些记录：
[提问]如果将一枚棒球以90%光速的速度投掷出去，挥棒击球时会发生什么呢？
[回答]
让我们先把怎么能让棒球飞到如此高速度的问题摆在一边。不妨假设投球队员只是做了一次普通的投球动作，而当棒球离手的时候，它莫名地就加速到了0.9c。这以后的一切我们都按照正常的物理学规则来推演：
问题的答案是——“很多事”，所有事件都将在极短时间内发生，而且对击球者（当然投球者也一样）来说，不是很有益于身体健康。为了计算出结果，我拿来了一堆物理书、一个Nolan Ryan（知名投手）的投球模型、和一堆核爆测试的录像带。你接下来要看到的，就是以我的能力所能推演出的纳秒级事件记录——由于球速太快，对球来说周围的一切实质上可以被认为是静止不动的，就连空气中的分子也是一样——空气分子通常以每小时数百英里的幅度来回振动，但由于棒球此时的速度达到了惊人的每小时6亿英里，所以对棒球本身来说，它们就像是凝结在了空中一样。“空气动力学”在这种情况下根本不存在。在通常情况下，空气会从运动物体的边缘流过，但在这枚棒球前方的空气分子们根本没有时间让开道来：球直直地冲撞过来，这一撞击是如此猛烈，以至于空气分子中的原子们干脆就和棒球表面的原子们合在了一起——产生了聚变。每一次这样的撞击都会引发一阵伽马射线和散射粒子的爆发。
这些伽马射线与碎屑以投手丘为起点、呈泡状向四周迅速扩大，它们将周围空气中的分子扯碎、将原子核中的电子剥离，使得球场内的空气成为一个不断变大的炽热等离子泡。这个泡泡的外壁以几近光速的速度向击球者迎面压去，速度比飞出去的棒球本身要快那么一丁点儿。
在棒球前端不断发生的聚变反应施加给棒球本身一个强大的反作用力，使球速减慢，就好比是一枚倒着飞出去的火箭尾部喷射出的气流试图把它往反方向推一般，不幸的是，棒球的速度实在是太快，就连这一系列持续进行的高热原子核能反应爆炸所产生的巨大力量都完全不能让它真的慢下来。不过，效果还是有的：棒球的表面被这些巨大的能量所侵蚀，无数细小的碎屑开始向四周爆裂飞散，而这些碎屑又以极高的速度飞行，当它们与空气中的分子相撞时，又会引发两、三轮的聚变反应。在大约70纳秒时，棒球飞到了本垒板前。击球者这时甚至还没有看到投手将球投出的那一个瞬间——因为携带着那一影像信息的光本身也几乎是和棒球在同一时刻到达。当然，说“球”已经不太精确，和空气的持续碰撞已经将这枚棒球分离殆尽，如今飞到打者面前的，是一团呈子弹头形状的等离子云（主要成分是碳、氧、氢和氮），以高速不断地在空气中撞出一条聚变反应的道路。首先和打者亲密接触的是那一层X射线外壳，然后在几个纳秒之后，碎屑云团也如约而至。当云团与击球者接触时，云团的中心部分仍然在以相当高比率的光速在前进，云团首先会碰到球棒，然后打者、本垒板、捕手都将被一齐卷入云团、直撞向他们身后的挡球网，不过等到达那里时，他们也已经全都分崩离析了。由X射线和高热等离子云继续向外和向上扩展延伸，依次将挡球网、双方队员、看台以及附近的住宅区吞噬。 这一切，发生在球飞出去后的第一个微秒（百万分之一秒）。假定你是在球场所在城市市区之外的一个小山丘上观看这一事件，你首先将会看到的是一阵炫目的、远超太阳光芒的亮光，光芒在接下来的几秒钟内逐渐减弱，你将看见一团火球迅速变大并升空成为一团蘑菇云。再然后，在一阵巨响之后，冲击波到达了，沿途的树木房屋无不灰飞烟灭。在棒球场周围大约一英里的地方，一切都消失了，而在已夷为平地的区域之外，城市被烈焰吞噬。球场成了一个大坑，坑的中心自然就是最初投出球去的地方。
在仔细研读职业棒球大联盟官方规则之后，根据规则6.08(b)条指出，在这一情况下应该将此球视为触身球，打者将被保送上一垒。
[提问]
我对高压锅抱有敬畏之心是正确的吗？如果你在一间普通的厨房里错误地使用了一只高压锅，在最糟糕的情况下会发生什么？[回答]
你是说最糟糕的事情？
记住高压锅是很危险的。从某种意义上来说它们是可能发生爆炸的，但猛烈程度不像你所畏惧（或期望）的那样猛烈。一个消费级的高压锅内的压强不会超过约2个大气压——和一瓶汽水里的压强差不多。这点压强能够造成危险，但一般来说它不会导致金属猛烈爆裂。那为什么高压锅会那么危险呢？想象一个世界，在那里百事可乐（没有打广告哦）烫的要命。然后再想象下有个人猛地摇了摇这罐可乐，然后放在你面前。
这就是一个高压锅能给你带来的真实威胁：如果密封措施失效（或者瓶盖过早地打开）的话，你在锅里炖的滚烫的东西就会向各个方向喷射出来。但这不是一场爆炸。喷射力甚至不会把盖子弹太远。如果你把来福枪枪管装在高压管上，即使是在理想状况下由此发射出的盖子的速度也不会比你手扔快太多。任何一种土豆加农炮（尤其是这种）都能完爆它。当然了，要回答的问题不是高压锅会不会爆炸，而是在最糟的情况下会发生什么。如果你破坏了安全阀（即令其无法排出气体），那么你有N种方法可以产生更具危险性的压强。你可以在里面装满水然后加热，或者装满Drano（一种清除管道堵塞的化学液）和铝箔，或者直接用压缩机往里面打空气。结果会发生什么呢？这取决于你的高压锅。有很大可能是它会发生泄漏，如果没有泄露的话那么内部大压强会积累到数百个大气压
（和潜水用氧气罐差不多），一旦它爆炸的话你就再见走好不送了。即使是这样，这也远不是能够发生的最糟糕的事情。坦白来讲有很多种方法可以保证你去见马克思。而我最中意的一种可能发生的最恐怖的事情需要进行如下操作：（注：千万千万不要尝试这么做，至于为什么你一会儿就明白了。。。）往高压锅里注入氧气直到压强达到5PSI（磅/平方英寸），然后泵入氟气直到有少许氟气从安全阀里漏出来。然后将高压锅置于明火上直至温度达到700摄氏度（是摄氏度不是华氏度哦。是的，可能早就触发烟雾警报了。）现在，将炙热的气体泵至用液氧冷却的不锈钢表面。这些步骤需要些小技巧，但是如果一切妥当的话，气体将会冷凝成二氟化二氧（O2F2）。这玩意儿极端危险。雷·布莱伯利曾说在暴露于氧气的情况下纸会在451华氏度时燃烧。而二氟化二氧的挥发性是如此之强以至于它能使任何有机物在零下300华氏度以上点燃和爆炸，也就是说它能让冰着起火来。在一篇介绍二氟化二氧的文章中，化学博客博主德瑞克·洛夫（Derek Lowe，其博客“In The Pipeline”很棒）曾用“极度可怕”、“十分让人担忧”以及“我从不想碰到的化学物质”等词汇来描述它。另一篇文章将氟成为“气体魔王”，并且列出了几位因为试图拿氟做实验而中毒或被炸飞的几位化学家。如果你二氟化二氧二氧化二氟的容器里，那么你不仅将见证一场大爆炸，还会看到一大片氟化氢云。记住氟化氢一接触到人体就会腐蚀组织，一开始是你的肺和角膜。正如洛夫指出的那样，这种化学反应（二氟化二氧和硫化物）还有一大部分有待探索。这也回答了我们的问题。高压锅在最糟糕的情况下会发生什么？
[提问]
如果你想击出一颗冰球并指望它把对面守门员一起撞进球网里，那么你得花多少力气？[回答]这不仅仅是你以多大的力气去击球的问题，我的这篇博文里讨论的就是没有速度限制的情况。一个地球人用一根棍子没法击出时速远大于约50米/秒的球，所以我们得假设冰球是被一个冰球机器人，或者一个电动滑板，再或者是一个超音速瓦斯炮发射出来的。这个问题说到底就是冰球运动员太重，而冰球太轻。一个穿戴全副装备的守门员的重量是冰球的600倍左右，即便是以最快速度击出的冰球的动量也不超过一个10岁小孩儿以1英里/时的速度滑冰时的动量。冰球运动员与冰面之间的作用力也很大。一个全速滑行的运动员能在几米距离内停下来，这意味着他与冰面之间的作用力相当可观（这同时说明如果你慢慢抬起冰球场的一边，那么倾角需要达到50度才能让所有运动员滑到另一边去。当然了，这个还得去做实验验证下）。基于我对冰球视频中碰撞速度的估计，以及我的一位玩冰球的朋友给我的一些帮助，我推算出一个165克重的冰球需要以2马赫到8马赫之间的速度运动才能使守门员被反冲到网里——如果守门员稳稳地站在冰面上的话速度要更大些，如果以向上的角度击打冰球的话速度会低一些。以8马赫的速度发射一个物体本质上来说不是很困难，要实现它最好的方法就是前面所说的超音速瓦斯炮，其实——就核心原理来说——它跟发射BB弹的BB枪没有区别……
但一个以8马赫速度运动的冰球会碰到很多问题。虽然它在尺寸上和棒球不在一个数量级上，但冰球前部的空气会被急速压缩，因而温度会急剧上升。但它不会像陨石那样速度快到足以电离空气并在身后留下一条发光的尾迹，但（只要时间足够长）冰球的表面将开始融化或碳化。而空气阻力将使冰球迅速减速，所以当一个被以8马赫的速度发射出来的冰球到达对方球门时可能速度只有初速度的很小一部分了。就算它仍保持8马赫的速度，它也不太可能击穿对面守门员的身体。相反它会因为剧烈的撞击而四分五裂，威力相当于一个大型爆竹或者一小条炸药。如果你能像我这样，那么你在第一眼看到这个问题时你想到的可能是冰球飞出一个洞口的卡通画面。但我们对于各种材料在极高速下会发生的变化的直觉是十分不正确的。相反，实际的场景大概是这样的：想象一下你以最大的力气把一个成熟的西红柿往一个蛋糕上砸……
这有助于你想象那个冰球砸中对面守门员后会发生什么……
[提问]
以当今的科技水平，可不可能派出一艘无人飞船来把处于太阳系边缘的“旅行者一号”探测器回收回来？[回答]“旅行者一号”探测器与地球之间的距离比其他任何人造物体都要遥远。在受到木星和土星的引力加速之后，它正以极高的速度冲出太阳系，而没有一个人造物体的速度能够达到如此之快。不过说来也奇怪，就在我写这篇文章的那天，“旅行者”号与我们之间的距离实际上在缩短，这是因为地球此时的轨道速度比“旅行者”号的逃逸速度要快。但过几个月后，等我们继续绕着太阳转到另一个方向之后“旅行者”号又要离我们而去了。
“旅行者”号探测器已经默默地飞行了35年，因而想追上它非常困难，但也不是不可能。目前正路过冥王星的“新地平线号”太空飞船是永远赶不上“旅行者”号了——它的速度不够快，前进的方向也不对。但它原本是可以追上的。“旅行者”号探测器为什么能跑这么快呢？因为它受到了木星和土星两者的引力加速作用，而“新地平线号”只受到了木星的加速作用。
引力加速其实不那么高深，这就像一辆路过的大卡车弹走一个乒乓球一样。倒是陀螺仪的原理不那么好搞懂。如果“新地平线号”没有投入冥王星的怀抱，而是耐心等待各大行星排成正确的位置（203X年很有前途），那么它就能得到木星和土星的一臂之力，然后至少在一两百年后追上“旅行者”号！（假设我们能够在这么远的距离撞上“旅行者”号。但我打赌能够做到，我们的火箭科学家可不是吃白饭的。）当然了，俗话说“上山容易下山难”，要赶上“旅行者”号还算简单，但要回来可就不那么容易了。“旅行者”号重一吨不到，速度高达每秒17千米（如果是在大气层里，那可是50马赫啊）。而它又是在星际空间中，又没法靠土星借力，想要让“旅行者”号停下来可要消耗不少燃料。这也正是工程师口中的火箭方程的残暴之处所在：随着速度的变化量的增大，所需要的燃油呈指数级数增长。从方程中我们可知要想让720千克的“旅行者”号掉头，我们至少得准备30吨燃料。但是想把这些燃料运到那边，我们需要更多的燃料，而为了这些燃料，我们会需要更多更多的燃料。（这就是火箭方程中指数项出现的原因）事实上，为了救回“旅行者”号，我们至少得发射60艘体积和“新地平线”号相当的飞船，并且它们只搭载燃料而不搭载其他东西。我们能做到么？妥妥的！而且可行的方案还不少。如果我们不用60~120艘“泰坦三号”火箭的话，10~15艘的“土星五号”火箭也行，而且发射次数还少了呢。但不管我们怎么做，这个项目将无比庞大并且耗资巨大，可以与当年的“阿波罗”计划相提并论。如果我们只是发射一个玩意儿并让它追上“旅行者”号，那么只需下图左边这么个小火箭，而如果你还想看到它们回来……那么你就需要下图右边那么多火箭，很震撼吧！
不过话说回来，要想摆脱火箭方程的残暴之处的方法还是有的：那就是别用火箭。离子引擎——这种引擎使用电场来加速排出的气体以达到极高的速度——比化学火箭的效率高得多，也使达到更高的速度更加可行。那我们为什么不都用离子引擎呢？因为它产生的推力实在是太小了，要想达到很高的速度需要极长的时间。这就相当于一辆只有一马力的车子跑到了惊人的公里数一样。（你确定这不是一匹马？哈哈）离子引擎是不错，但以现在的型号的能力要让你动起来得花一辈子时间……但既然追上“旅行者”号本来就要话很长时间，用离子引擎没啥不好的。我们可以发射一个飞行器（比如这个），让它追上“旅行者”号并抓稳，然后调好方向，然后泡杯咖啡等上几十年把“旅行者”号的速度降下来。一旦“旅行者”号的速度降到足够低的程度，那么太阳的引力就会把它拉回来，探测器将会慢慢飞向内太阳系。在经过200年左右的漫漫历程，再加上几次极为精准的轻推之后，我们能确保它的轨道和地球轨道相交。两个世纪之后“旅行者”号终于重返地球，但因为没法减速，它会烧毁在地球大气层中，因为我们压根就没想过派出一艘带启动减速外壳的救援飞船。于是几个世纪的艰苦卓越的努力以及大把大把的银子就这么被浪费了！！！
所以我觉得我们应该租借一艘救援船，把它开到澳大利亚新南威尔士海边的杰尔维斯湾(澳大利亚皇家海军船只“旅行者”号在1964年一次意外碰撞后沉没于此)
这次应该很容易就能把它捞上来了吧……
我们转型不易，新知识内容立足于正能量、实用，觉得《无聊的问题 有趣的回答（物理老师这样教 何愁教不出好学生…）》对你有帮助，请留言收藏！
