物理學(xué)家們已經(jīng)弄清楚了宇宙中一些非常精細(xì)的細(xì)節(jié)，從黑洞的半徑到亞原子粒子的行為，然而這些我們都看不到。但是，生活中我們經(jīng)常能遇到一些令我們感到驚訝的現(xiàn)象，它們之所以令人驚訝，是因?yàn)樗鼈內(nèi)狈茖W(xué)的解釋（有的現(xiàn)象最近才得到解釋）。

正如下文你將看到的那樣，有些神秘的東西表面上看起來是平淡無奇的。

堅(jiān)果

如果你搖動(dòng)一盒混有各種堅(jiān)果的什錦果盒，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大的堅(jiān)果會(huì)浮在上層，而細(xì)碎的小堅(jiān)果則留在下面。而人們通常認(rèn)為，根據(jù)重力原理，在一堆大小不一的顆粒物中，應(yīng)該是比較大的和比較重的顆粒會(huì)沉在下面。實(shí)際情況恰恰與我們的常識大相徑庭。這就是所謂的“巴西堅(jiān)果效應(yīng)”。而這個(gè)看似平淡無奇的現(xiàn)象，實(shí)際上涉及到物理學(xué)中一個(gè)神秘的未解之謎——如何描述大量相互作用物體。

在你搖動(dòng)盒子的過程中，在各種各樣的物體中（無論是堅(jiān)果還是其他大小不一的物體），盡管重的物體受到的重力更大，但是隨著時(shí)間的推移，較大的那個(gè)物體會(huì)逐漸上升，較小的物體會(huì)逐漸下沉。也許那些較小的物體是通過物體之間的夾縫到達(dá)底部的。對流也可能在其中起到一定的作用，它可能使細(xì)小物體沉積在底部。所有的這些可能性都可能和巴西堅(jiān)果效應(yīng)有關(guān)，但是沒有人知道具體是哪些，或者在什么程度上影響此結(jié)果，所以至今沒有較好的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果出現(xiàn)。

泡沫

今天你洗泡泡浴了嗎？也許沒有，但你刮胡子、洗衣服了嗎？泡沫在生活中隨處可見，由于我們的司空見慣，我們很少思考這樣一個(gè)問題：泡沫是固體，液體，還是氣體？

根據(jù)加州大學(xué)洛杉磯分校的物理學(xué)教授Douglas Durian的說法： 泡沫通常由95%的氣體和5%的液體組成。不知為何，這樣的混合使得它們體現(xiàn)出固體的某些特征。泡沫中的氣體將液體分離形成微小氣泡的基質(zhì)，如果氣泡的液體壁足夠堅(jiān)硬，泡沫可以在一定的時(shí)間里保持其形狀。

然而，沒有公式可以根據(jù)泡沫的大小或其所含液體的量來準(zhǔn)確預(yù)測泡沫的硬度或柔軟程度。 “我們對泡沫的物理學(xué)原理知之甚少，” Durian對美國宇航局科學(xué)部如是說。

冰

科學(xué)家們探索了一個(gè)半世紀(jì)了，可是還是沒弄清楚為什么冰會(huì)使人滑倒?？茖W(xué)家們認(rèn)為，固態(tài)的冰層上覆蓋了一層薄薄的水，即使這層水很薄，由于液態(tài)水的流動(dòng)性，使冰變滑，讓人覺得難以在冰層上行走。但是，比較讓人難以理解的是，和其他的固體不同，為什么偏偏只有冰會(huì)覆蓋著一層水呢？

理論學(xué)家們推測，有可能是因?yàn)榻佑|并滑動(dòng)冰層使得冰層表面融化。有的人則認(rèn)為，這層水在鞋子接觸之前就存在，并且是由表面分子固有運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。

麥圈

不知你是否想過，為什么早餐的麥片會(huì)聚集在一起，或者粘在盛有牛奶的杯子邊？這樣的現(xiàn)象稱為“麥圈效應(yīng)”。這種叢生現(xiàn)象適用于任何漂浮的物體，包括你早上刮完胡子后水中的氣泡和毛發(fā)顆粒。

劍橋大學(xué)的研究生Dominic Vella和哈佛大學(xué)的數(shù)學(xué)家Lakshminarayanan Mahadevan是在2005年的論文中首次解釋這個(gè)物理效應(yīng)的人。他們證明，麥圈效應(yīng)來自液體表面的幾何形狀。

表面張力使得牛奶的表面在杯子的中間略微塌陷。由于牛奶中的水分子被玻璃吸引，牛奶的表面在杯子的邊緣向上彎曲。正是這個(gè)原因，邊緣附近的麥片沿著這條曲線向上浮動(dòng)，看起來好像它們緊貼著邊緣。

另外，由于表面張力，你的杯子中間漂浮的谷物使得牛奶的表面出現(xiàn)凹陷，產(chǎn)生了一個(gè)傾角。 當(dāng)兩塊谷物接觸時(shí)，它們的兩個(gè)凹陷融合成一個(gè)，使得它們粘在一起。

磁鐵：很奇怪，是吧！怎么了呢？

克利夫蘭州立大學(xué)物理學(xué)教授，《物理基礎(chǔ)》教科書（Wiley，2007年第8版）的作者Jearl Walker解釋說，磁場自然地從構(gòu)成原子的帶電粒子（特別是電子）中產(chǎn)生并向外輻射。

通常情況下，電子的磁場指向不同的方向，并相互抵消。（這就是為什么當(dāng)你走動(dòng)的時(shí)候，你體內(nèi)的電子不會(huì)讓你吸附在你的冰箱上的原因。）但是當(dāng)一個(gè)物體中的所有電子以同一方向排列時(shí)，就像在許多金屬中發(fā)生的那樣顯然，在磁體中），產(chǎn)生凈磁場。這對其他磁性物體施加力，根據(jù)其自身磁場的方向吸引或排斥它們。

不幸的是，試圖更深層次地理解磁力的本質(zhì)上是不可能的。雖然物理學(xué)家們提出了量子力學(xué)，它非常準(zhǔn)確地解釋了粒子的行為，但人們沒有辦法直觀地理解這個(gè)理論究竟是什么意思。

物理學(xué)家們想知道：為什么粒子輻射磁場，什么是磁場，為什么它們總是在兩個(gè)方向上對齊，賦予磁體南北兩極呢？“我們只是觀察到，當(dāng)你使帶電粒子移動(dòng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場和兩個(gè)極點(diǎn)，我們不知道為什么。這只是宇宙的一個(gè)特征，數(shù)學(xué)解釋只是試圖理解自然給我們布置的家庭作業(yè)并獲得答案。

靜電是一種令人不愉快且神秘的存在。我們知道的是：當(dāng)你的身體表面積聚過多的正電荷或負(fù)電荷，當(dāng)你觸摸某些物體后，這些電荷會(huì)中和放電?；蛘?，當(dāng)靜電積累在別的東西上時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種事情，比如說你接觸到的東西。在這種情況下，你就是電荷的通路。

但為什么這些電荷會(huì)積累在一起呢？我們目前尚不清楚。常見的（也許是部分正確的）解釋說，當(dāng)兩個(gè)物體摩擦在一起時(shí)，摩擦力將電子從一個(gè)物體中的原子上撞走，然后這些電子轉(zhuǎn)移到第二個(gè)物體上，使第一個(gè)物體的原子帶有過量的正電荷，并給第二個(gè)物體過量的負(fù)電子。這兩個(gè)物體（如你的頭發(fā)和一個(gè)羊毛帽子）將帶有靜電。但為什么電子從一個(gè)物體流向另一個(gè)物體，而不是在兩個(gè)方向上移動(dòng)？

這從來沒有得到過令人滿意的解釋，西北大學(xué)研究人員Bartosz Grzybowski最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，情況可能不是這樣的。正如《科學(xué)》雜志所詳述的那樣，Grzybowski發(fā)現(xiàn)靜態(tài)帶電物體上同時(shí)存在過量正電荷和過剩負(fù)電荷。他還發(fā)現(xiàn)，在摩擦物體時(shí)整個(gè)分子似乎都在物體之間遷移。

顯然，對靜電的解釋正在發(fā)生改變。

彩虹

當(dāng)陽光照射在地球大氣中的水滴上時(shí)，就會(huì)形成彩虹。液滴有著和棱鏡類似的作用，“折射”或?qū)⒐饩€分離成其組分顏色，并將其從與太陽相反的方向以40至42度之間的角度發(fā)射出去。

當(dāng)然，彩虹不再是什么神秘的科學(xué)問題。它們來自于光線通過球形滴：首先光線進(jìn)入液滴表面后發(fā)生折射，然后在液滴里面被反射，并且在離開液滴時(shí)再次折射，所有這些折射與反射使其決定了最后的方向。這種解釋17世紀(jì)物理學(xué)家艾薩克·牛頓的時(shí)代就已經(jīng)知道了。

但想象一下，在那之前神秘的彩虹會(huì)是怎樣的呢！因?yàn)樗鼈內(nèi)绱嗣利?，而且如此神秘，所以它們在許多早期的宗教中都有一定特色。例如在古希臘，人們認(rèn)為彩虹是天神使者在地球和天堂之間走過的路徑。