真实的穿墙术，保你一学就会

原创 窗敲雨 果壳

欢迎收看一周科技。本周你将看到：①视错觉“穿墙术”；②太空炸薯条；③猫咪避孕新方法；④用纸尿裤盖房子；⑤特别的非周期密铺“砖块”。

简易穿墙术

如何像《哈利波特》中的人物那样在9¾站台穿墙而过？虽然我们没有魔法加持，但仍然可以制造出与之相似的视错觉效果。

视频：“穿墙”视错觉演示 | Matt Pritchard/ Illusion of the Year

最近，“年度视错觉”网站（Illusion of the Year）公布了2023年的最新获奖作品[1]。这一次，获得冠军的作品就用乐高小人展现了“穿墙而过”的错觉效果。

这件作品的设计其实非常简单，纸质“围墙”中间掏了空洞，后方的桌面上贴上了正好与空洞部分对应的投影图案。从特定角度观察时，桌面上变形的砖墙图案恰好能与直立的墙面融为一体。为了确定桌面所需的投影图案形状，作者首先从想要拍摄的角度放置光源，然后描下了灯光产生的影子。

太空炸薯条

在新型设备的帮助下，一群研究者成功在微重力环境下炸了一锅薯条[2]。未来，在太空中执行任务的宇航员或许也有机会享受到同样的美味。

为了在失重环境下炸薯条，研究者设计了特制的炸锅 | European Space Agency

研究者准备了特制的封闭式自动油炸锅，在模拟太空环境的失重飞机上进行了实验。他们监测了油温与薯条温度，并用高速摄影记录下薯条表面气泡的运动。

失重环境下炸薯条时冒出的蒸汽泡泡 | European Space Agency

研究者原本担心失重会让油炸过程陷入混乱，因为此时浮力消失，薯条周围聚集的气泡可能无法散去，进而影响加热效果。不过事实证明，他们担心的事情并没有发生。即使缺少浮力，气压变化依然足以推动气泡脱离薯条，保证薯条与热油充分接触。也就是说，即使在太空中，炸薯条也是完全可行的。

猫咪避孕

美国研究者正在测试一种猫咪避孕技术，它或许能替代绝育手术，成为控制流浪猫与宠物猫数量的新方法。初步测试显示，只需打上一针，这种新方法就能持续阻止母猫怀孕，同时不会带来严重不良反应[3]。

参与避孕实验的受试家猫 | CINCINNATI ZOO & BOTANICAL GARDEN

这种新技术是一种基因治疗，它依靠经过改造的病毒载体向猫的细胞内引入一种激素基因。当基因得以表达，母猫体内的抗缪勒管激素（anti-Müellerian hormone）水平上升，它的排卵就会受到抑制，与雄性交配后也不会怀孕。

目前，这项技术还只在9只雌性家猫身上进行了最初步的测试，它的有效性与安全性有待进一步证实。

纸尿裤盖房

如何处理难以回收的废弃一次性纸尿裤？有研究者用它盖了一间房子[4]。

用纸尿裤盖房子？| MUHAMMAD ARIEF IRFAN

研究者将废弃一次性纸尿裤清洗、干燥并粉碎，将这些材料少量加入混凝土与砂浆，在印度尼西亚建造了这座试验房屋。在约36平米的单层房屋中，共使用了1.73立方米废弃纸尿裤材料。

根据这项研究，在建造3层房屋时，在不损害强度的前提下，房屋承重部分的混凝土最多可以加入10%纸尿裤材料，非承重部分则可加入最多40%。将纸尿裤用于建筑材料有利于减少填埋垃圾，同时也可以降低房屋建造成本。

花砖升级

在长达60年的探索之后，数学家们终于找到了一种真正的非周期性密铺单块图案[5]。只凭借这一种形状的“砖块”，就可以不留缝隙地铺满无限大的二维平面，同时拼砌图案不会出现周期性重复。

用一种“砖块”实现非周期性密铺 | D. SMITH, J.S. MYERS, C.S. KAPLAN AND C. GOODMAN-STRAUSS

在几个月前，同一组数学家就曾公布过一种的设计，但那一次的设计必须要将部分“砖块”镜像翻转才行，因此还不算是真正只用了一种图形。而这一次，他们改进设计，让新“砖块”不再需要镜像翻转就可以达到目的。新的“砖块”从一种14边形改造而来，它的每条边都从直线段变成了S形的曲线。

新的“砖块”设计 | D. Smith et al./arXiv

第一种非周期密铺图案诞生于1960年代，它用了足足20426种不同“砖块”才得以实现。到了70年代，数学物理学家罗杰·彭罗斯将所需的图形种类降到了2种。而现在，数学家终于完成了将图形种类降到1种的挑战。

参考文献

[1] http://illusionoftheyear.com/

[2] https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Research/Flying_frying_in_microgravity

[3] https://www.nature.com/articles/s41467-023-38721-0

[4] https://www.nature.com/articles/s41598-023-32981-y

[5] https://arxiv.org/abs/2305.17743

作者：窗敲雨

原标题：《真实的穿墙术，保你一学就会！》

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