摘要：向日葵生长素会在阳光下分布不均匀。在向日葵的茎部，生长素会在背光一侧积累，刺激背光面细胞拉长，从而使向日葵的茎部向光一侧弯曲，所以它总是向着太阳生长。不过，向日葵在完全成熟后，生长素对它的影响就会减小，头状花序基本固定朝向东方。

20个与科学相关的冷知识，你知道几个？

（1）向日葵为何总是向着太阳？

向日葵生长素会在阳光下分布不均匀。在向日葵的茎部，生长素会在背光一侧积累，刺激背光面细胞拉长，从而使向日葵的茎部向光一侧弯曲，所以它总是向着太阳生长。不过，向日葵在完全成熟后，生长素对它的影响就会减小，头状花序基本固定朝向东方。

（2）为什么猫从高处落下不容易受伤？

猫有一种独特的 “翻正反射” 能力。当猫从高处落下时，它的眼睛和内耳中的平衡器官会迅速感知身体的位置变化。然后它会灵活地扭动身体，调整姿势，使四肢朝下。此外，猫的骨骼结构比较灵活，它的脊椎骨可以灵活弯曲，而且猫的脚垫富有弹性，能在落地时起到缓冲作用，减少冲击力对身体的伤害。

但不是所有猫都有这么灵活，如果家里有养猫的，一定要记得封窗，避免猫出事。

（3）为什么星星会闪烁？

星星闪烁主要是因为地球的大气层。地球的大气层是不均匀的，而且处于不断的流动状态。当星光穿过大气层时，光线会被不同密度的空气折射和散射。

这些折射和散射的变化导致我们从地球上观察时，星星的亮度和位置看起来好像在不断变化，从而产生闪烁的效果。

（4）人的头发为什么会变白？

头发的颜色是由毛囊中的黑素细胞决定的。黑素细胞会产生黑色素，黑色素的多少和类型决定了头发的颜色。

随着年龄的增长或者受到压力、疾病等因素的影响，黑素细胞的功能会逐渐衰退，产生黑色素的能力降低。当黑色素的产生减少到一定程度时，头发就会逐渐变白。

（5）为什么水在 4℃时密度最大？

在水的温度下降过程中，水分子之间存在两种相反的作用力。一方面，温度降低，水分子的热运动减弱，分子间的距离有缩小的趋势；另一方面，水分子形成的氢键在温度降低时会变得更加规则和稳定，形成一种类似于 “笼状” 的结构，这种结构会使水分子间的距离有增大的趋势。在 4℃时，这两种作用力达到平衡，此时水的密度最大。

（6）为什么北极熊的毛是白色的？

北极熊的毛实际上是透明的中空小管。这些小管可以散射和反射光线，使得北极熊的毛看起来是白色的。这种中空结构的毛发还具有很好的保温性能，能够帮助北极熊在寒冷的北极环境中保持体温。

（7）为什么会有闪电？

闪电是云层中电荷分布不均匀导致的。在对流强烈的云层中，各种粒子相互摩擦、碰撞，使得云层中的电荷发生分离，一部分云层带正电，一部分带负电。当云层间的电场强度足够大时，空气就会被击穿，形成导电通道，形成闪电。闪电通道内的温度极高，可以达到数万摄氏度，使得通道内的空气迅速膨胀，产生雷声。

（8）为什么萤火虫会发光？

萤火虫发光是因为其腹部有发光器。发光器内含有荧光素、荧光素酶等物质。当萤火虫体内的能量物质（如 ATP）与氧气结合，在荧光素酶的催化作用下，荧光素就会被氧化发光。萤火虫发光主要是用于求偶信号传递，不同种类的萤火虫发光的频率、颜色和模式也有所不同。

（9）为什么人的指纹是独一无二的？

指纹的形成主要受遗传和胚胎发育环境的影响。在胚胎发育过程中，手指皮肤的生长受到多种因素的调节，包括基因表达、皮肤细胞的生长速度和方向、皮下组织的发育等。

这些因素的微小差异使得每个人的指纹图案在细节上都有所不同，包括斗型纹、箕型纹、弓型纹等基本类型及其组合方式，从而形成了独一无二的指纹。

（10）为什么金属会生锈？

以铁为例，铁生锈主要是因为铁与空气中的氧气和水发生了化学反应。铁的生锈（以铁为例）是一个氧化还原反应，化学方程式可简化为：4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃（氢氧化铁）。

氢氧化铁进一步脱水形成红棕色的铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），结构疏松多孔，无法保护内部金属。

（11）为什么月亮有阴晴圆缺？

月亮的阴晴圆缺是由于月球绕地球公转，地球、月球和太阳之间的相对位置不断变化导致的。当月球位于地球和太阳之间时，月球背对太阳的一面朝向地球，我们看不到月亮，这是新月；随着月球公转，我们能看到被太阳照亮的部分逐渐增多，出现峨眉月、上弦月等；当月球转到地球的另一侧，月球朝向地球的一面全部被太阳照亮，就是满月；之后又逐渐减少，出现下弦月等不同的月相。

（12）为什么人在太空会失重？

人在太空失重并不是因为没有受到地球的引力。实际上，在太空轨道上运行的航天器和其中的宇航员仍然受到地球引力的作用。但是，由于航天器在地球引力的作用下做圆周运动，其离心力与地球引力平衡，所以宇航员会感觉自己好像没有重量，处于失重状态。就像用绳子拴着一个物体做圆周运动，物体在圆周运动过程中，绳子的拉力提供向心力，物体好像 “飘” 起来一样。

（13）为什么盐水的沸点比纯水高？

当水中溶解了盐等溶质后，会产生一种叫做 “依数性” 的现象。对于盐水来说，盐的存在使得溶液中的溶质粒子（钠离子和氯离子等）会干扰水分子的汽化过程。根据拉乌尔定律，在一定的压力下，溶液的沸点会升高，凝固点会降低。因为溶质粒子占据了一部分液体表面，使得水分子需要更高的能量才能从液体表面逸出变成气体，所以盐水的沸点比纯水高。

（14）为什么铅笔芯能导电？

铅笔芯主要成分是石墨。石墨是一种由碳原子组成的层状晶体结构，在每一层石墨中，碳原子之间通过共价键相互连接，形成六边形的平面网状结构。这些层与层之间是通过较弱的范德华力结合的，并且存在着可以自由移动的电子。当在铅笔芯两端施加电压时，这些自由电子就可以定向移动，从而使铅笔芯能够导电。

（15）为什么会有海市蜃楼？

海市蜃楼是一种光学幻景。在特定的气象条件下，比如在海边或者沙漠中，地面附近的空气层温度分布不均匀，形成不同密度的空气层。当光线从一种密度的空气层进入另一种密度不同的空气层时，光线会发生折射。远处物体发出的光线经过折射后，会沿着弯曲的路径传播，使得观察者看到的物体位置好像发生了变化，或者看到了原本不存在于视野中的物体的虚像，就形成了海市蜃楼。

（16）为什么有些动物会冬眠？

动物冬眠主要是为了适应环境变化和节省能量。在冬季，食物资源变得稀缺，气温降低。冬眠动物通过降低身体的新陈代谢率，使身体进入一种低能耗的状态。它们的体温会下降，心跳和呼吸频率也会减慢。例如，刺猬在冬眠时，心跳从每分钟几百次下降到每分钟几次，身体的能量消耗大大减少，依靠体内储存的脂肪等能量物质度过食物匮乏的冬季。

（17）为什么声音在固体中传播速度比在空气中快？

声音是通过介质的振动传播的。在固体中，分子或原子之间的距离相对较小，相互作用力较强。当声音在固体中传播时，一个质点的振动很容易引起相邻质点的振动，而且这种振动传递的速度更快。而在空气中，气体分子之间的距离较大，相互作用力较弱，声音传播时分子的振动传递相对较慢，所以声音在固体中的传播速度比在空气中快。

（18）为什么冰在融化时温度不变？

冰是晶体，在熔化过程中有固定的熔点。当冰吸收热量时，其内部的分子结构开始从固态的规则排列向液态转变。在这个过程中，吸收的热量主要用于破坏冰的晶格结构，使分子间的氢键断裂，而不是用于升高温度。只有当冰全部熔化成为水后，继续吸收热量，水的温度才会升高。

（19）为什么飞机的机翼是上凸下平的形状？

飞机机翼上凸下平的设计是为了利用伯努利原理产生升力。当飞机在飞行时，机翼上方的空气流速比下方快。根据伯努利原理，流体速度越快，压强越小。所以机翼上方的压强小于下方的压强，这个压强差就会产生一个向上的升力，使飞机能够在空中飞行。

（20）为什么狗的鼻子那么灵敏？

狗的鼻子内部有复杂的结构。狗的鼻腔中有大量的嗅觉感受器，其数量远远超过人类。而且，狗的嗅黏膜面积很大，上面分布着许多能感知气味分子的嗅觉细胞。此外，狗大脑中负责嗅觉处理的部分相对发达，能够对嗅觉信息进行精细的分析和处理。这些因素使得狗能够分辨出极其细微的气味差异，具有非常灵敏的嗅觉。

以上内容，你知道几个？

来源：老郑说科学