自行车是怎么保持平衡的？
1780年，法国人希夫拉克制造出世界上第一辆自行车，它没有链条、无法转弯。
1874年，英国首次出现了拥有链条的自行车，它后轮大而前轮小，像个独轮车。
1888年，前后轮比例协调、车架结构更美观的现代自行车的雏形才真正诞生。
图源：Wikipedia
虽然自行车的历史悠久，使用者广泛，但它的物理学原理，至今无人能说清。
早在1875年，法国科学院就设立奖项鼓励探索自行车的物理学原理，然而至今尚无人获奖。
200多年来，物理学家们提出了多个假说，其中陀螺仪原理曾广为流行。根据这个理论，自行车的前轮旋转类似于陀螺，从而产生保持平衡的离心力。
然而，英国物理学家大卫·琼斯（David Jeans ）在20世纪70年代的实验挑战了这一理论。他设计了双前轮自行车，使其旋转方向相反，从而抵消陀螺效应，但这个平衡依旧没有被破坏。
大卫·琼斯认为，陀螺仪效应虽重要，但并非唯一因素，并提出了脚轮效应，即前轮轴不是垂直于地面，而是向后倾斜，对维持自行车的平衡很重要。脚轮效应的核心实际上也是前轮的离心力。
自行车结构图 | Wikipedia
2011年，一个国际研究小组在《科学》（Science） 杂志上发表论文，否定了陀螺仪效应和脚轮效应，认为它们都不是自行车保持稳定的关键原因。但这项研究的结论是，
“为什么自行车能够保持自我稳定，目前还没有简单的物理学解释”。
科学家也试图通过研究骑车人如何操控自行车并保持稳定，来间接探究自行车的平衡原理，进而研制出更易操控的自行车。
在骑行中，人类能通过极其复杂的直觉来保持自行车的稳定。例如，当速度非常低时，我们很容易就会意识到，扭转车把已无法控制方向，于是很自然地通过晃动膝盖来操控自行车。
但我们为什么会这么做？这个问题还是没人能回答。
伤口愈合的机制是什么？
手上不小心破了一个小口，往往会经历止血、结痂、痂脱落的过程，几天就好了。此后，伤痕慢慢恢复，恢复的速度、效果因人而异。
伤口愈合是生活中很常见的现象，对于以上流程，许多人也非常熟悉。但其实，伤口愈合的各种分子生物学过程非常复杂。
可以说，伤口愈合是人体中最复杂的生物学过程之一。
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在伤口刚形成的炎症阶段，各种炎症因子会向其他细胞发出信号：“这有伤口！需要再生修复。”
于是，伤口发红。这就是发炎了。
而其实，发炎是一个统称。按照参与的炎症因子种类、功能等，可以将炎症分为许多类型。
然后，进入组织再生阶段。组织的再生意味着多种细胞的生长、增殖和分化，而这些过程受基因调控，会涉及更多种类的细胞。
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研究显示，在伤口愈合过程中，有明显变化基因就有1000个。而我们对这些基因在整个进程中发挥的作用还所知甚少，目前只有少数几种生长因子的作用较为明晰。
另外，伤口感染也是很常见的现象。但围绕在我们身边的细菌，除了一些会妨碍伤口愈合、导致感染外，还有一些会促进伤口愈合。这些细菌具体是如何影响生长因子表达的？这可能又要科学家花很长时间来研究。
抽鞭子为什么会啪啪作响？
鞭子抽空气啪啪作响，可以简单地理解为鞭子末端速度过快，超过了声速，产生了音爆效应。但对这个过程具体原理的讨论还在持续。
首先，我们先了解一下，鞭子末端的速度为何能那么快。甩动鞭子，给了鞭子一定的动能。甩出去之后，鞭子从鞭把向鞭稍的方向，会逐渐静止。也就是说，在动能不变的情况下，鞭子保持运动的部分质量越来越小，速度也会越来越大，直到超过声速。
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然而，甩动鞭子的过程中，鞭子的动能并非不变。发出声音的部位是末梢，还是中间部分？这个问题也很难回答。
除了抽鞭子为什么啪啪作响，软绳运动的许多问题至今都悬而未决。
关于上面几个问题，你有什么思路吗？不论你有任何想法，都可以将它们打在评论区，和大家一起交流谈论。你的灵光一闪，说不定就是解开难题的金钥匙
本文原载于小创客 （ID：XCK202501）
