本文出自圆神出版《和牛津剑桥新鲜人一起思考60个绝妙问题,激发你的创造力》,更多内容>>
你会怎么向火星人介绍地球人的样子?
如果一张纸能够一直折下去,要折几次才会碰到月亮?
如果人不在加州,你怎么知道加州确实存在?
牛津和剑桥大学的入学口试,专出怪问题挑战想要进入这世界顶尖大学的新鲜人。这些面试考题看似刁难,但用意其实在于激发面试者去思考,并从中找出真正聪明的学生。
因为有着多面向的思考,这些问题并没有所谓的「正确」答案。有些乍看之下是无法解答的,需要读者从这里挖出一点知识、那里推演一点逻辑,再加上重量级的玩心才能找出像样的答案,或者,才能真正明白为什么这些题目为什么没有答案!
这60个绝妙问题,重点不是知识,与教育程度也无关,读者可借此来做逻辑思考的练习,并激发出自己无穷的创造力。
Q11. 为什么不能在太空船里点蜡烛?
牛津物理系
太空船里其实可以点蜡烛,但如果点的是普通蜡烛,你就蠢毙了。由于太空里没有空气,太空船必须提供氧气让太空人呼吸。如果蜡烛燃烧氧气的速度快过太空船供氧系统的速度,太空人将死于缺氧。即使太空船来得及供氧,任务时间也会被迫大幅缩短。
更惨的是,若太空船富含氧气,点燃蜡烛将造成炼狱般的火灾。一九六七年美国阿波罗一号的三名太空人丧命。地球大气里约莫有二十一%的氧,七十八%的氮,但在气压极低的外太空,大气里的氮含量相当高,可能导致太空人得到减压症。减压症,又称沉箱病或潜水夫病,通常好发于潜水夫。当氮在血液里形成气泡,将导致麻痹,甚至死亡。所以太空舱只提供纯氧。这么一来,少了氮气减缓反应作用,纯氧极度易燃。不到一分钟,星星之火就能将整个太空舱变成大火球。
后来的太空任务,太空人在升空时穿着注满氧气的太空衣,船舱里则是六十%的氧气和四十%的氮气。一旦太空船度过危险的升空阶段,进入太空,氮气会排出去,舱内只剩纯氧,这时太空人就能脱下头罩。这个方法还是具有高风险。如果小小的电火花都能引起大火,更别说是蜡烛了。
为了预防减压症,现在的太空船和太空站都比照地球的大气浓度,大气压力也与地球相仿。所以,现在点蜡烛不会立刻引发大灾难,但还是会急速消耗维生的氧气。执行短程任务的美俄航天飞机,液态氧槽即可提供足够的氧气。
太空站则必须自行制造氧气,并尽量回收利用。风箱能使太空船的空气不断循环,并将空气抽回导管,除去杂质。木炭会吸附气味,精细的滤网除去浮尘微粒。类似冰箱冷凝器的冷却板,将太空人呼出的空气变成水,并存入槽里。太空人呼出的二氧化碳比较麻烦,通常会用氢氧化锂来吸收,然后排在外太空。
在美俄设计的氧气生成系统上,新的氧气来自尿液、废水及冷却板的生成水。透过电解作用,将水分解成氢和氧,氧气用于太空人,氢则排在外太空,或与无用的二氧化碳作用,化合出甲烷和水,用于洗涤或继续制造更多的氧。不过,这些供氧系统并不完全可靠,所以在长程任务里,太空人的氧气供给还是一个问题。所以太空站里可以点蜡烛,但只会持续耗氧,而且燃烧蜡烛无法跟人类呼吸一样,能制造可再利用的水。
不过,这个问题有个转折。其实和平号等国际太空站,有种「氧气蜡烛」,供紧急时使用。这种蜡烛以锂或过氯酸钠制成,燃烧速度很慢,过程中会释放出锂或氯化钠、氧化铁和氧。蜡烛可燃烧六个小时,国际太空站里储有三百五十组,足够让三个人整整呼吸三个月。,在太空船里燃烧氧气蜡烛不仅可行,还能救命!话虽如此,氧气蜡烛也不全然安全。一九九七年,和平号的蜡烛烧到失控,所幸无人受伤,太空站却毁损。更悲惨的是,二○○七年在北极海演习的英国核潜舰「不懈号」,据说因为氧气蜡烛而产生爆炸,导致两名海军身亡。