这个网站把科学知识做成“能动的杂志”,专门告诉孩子那些学校不教的知识
文 | 西林
少年商学院新媒体编辑
科技正在以前所未有的速度改变着世界的面貌,我们的孩子将要面对的世界,已远远超越我们的认知边界。
克隆器官,火星移民,量子计算…….什么样的孩子才能适应新世界的挑战,在未来竞争中脱颖而出,甚至成为那个改变世界的人?
答案是,他一定是对世界万物充满好奇的人。
好奇心,是引领孩子走向未来的航道。我们能送给孩子的最好礼物,就是帮助他们保有好奇,让他们与拥有好奇心和探索精神的人一道成长,不断驱动自我,探索万物。
今天给大家推荐的这个网站——Animagraffs,被称为是能“动起来”的科普杂志,因为它以非常直观又极具艺术感的交互方式,向孩子们展示了各种设备、事物背后的工作原理。下面我们主要从机械工作、生物科学、人体构造等角度为大家一一解读,拉至文末可以查看这个网站地址的获取方式。
机械工作原理
近日特斯拉车展维权事件引发热议,很多特斯拉刹车失灵事故接连曝光。此外,前两天更有美国《消费者报告》称在驾驶员座位上无人的情况下,特斯拉Model Y电动汽车可以在Autopilot模式下行驶。如果在公共道路上出现这种情况,是会带来极大危险的。
这个网站特别推出了一期关于自动驾驶技术的专题页面,向人们直观介绍起别后的运行原理:
首先,自动驾驶技术离不开以下这几个硬件的共同协作:雷达、激光雷达、GPS导航装置、摄像头、超声波雷达,这几个部分构成了一辆具备驾驶功能的汽车能正常行驶在路上的必备条件。当然,背后还离不开一个超级电脑来处理这些元器件收集到的各种复杂信息;
为了让大家搞懂它是如何处理复杂的路况信息,这个网站还贴心地用图像化的方式呈现了出来,直观又生动,孩子看完都能够大致了解它是怎样工作的。
比如说它就展示了激光雷达是如何发挥作用的:激光雷达会把汽车周围的人、车、物进行一个事实全区域化的扫描,通过发射不可见光束到物体上,然后车载计算机通过反光计算从发射到接收到反射光线的时间差,来判断被扫描物体与车体的一个距离,借此判断前面是否可以继续通行,或者绕弯通过(如下图左上角);
除了感知路况的硬件外,自动驾驶汽车并非完全不用人为介入,或者直接驾驶者就不用管了,自动驾驶汽车还有一个监控仪器是专门用来「注视」驾驶员的,如果驾驶员并没有关注路面情况,或者分心了,这时候车载电脑就会给驾驶员发送警告,提醒要时刻注意路面情况。这就是为什么前面说如果驾驶员没在座位上,是非常危险的。
因为路面状况千变万化,天气、未知因素同时也会影响这些车载元器件的工作效率,所以网站还横向对比了各个车载元器件在不同情况下在感知上的优缺点:
比如说车载雷达,它发送的雷达波能够同时跟踪30个以上的目标,但缺点是一些小的物体以及路面的交通标示它无法识别;
再比如说激光雷达,它感知的环境态势最为精细,能够弥补车载雷达粗放感知的不足,能够实时呈现车辆周围的环境。
但它的局限性也很大,比如说,它的感知范围就跟我们的人眼差不多,当遇到大雾、暴雨天气,它的感知能力就会造成很大的削弱,甚至当遇到玻璃的时候,还有会被反射误判的风险;
比如车载摄像头,它能呈现人眼看到的一模一样的图像内容,但它需要车载电脑有强大的图像处理功能。因为看到的越多,接收的数据就越多,就需要更强大的计算能力,去处理接收到的信息并实时反馈给驾驶者。这对车载电脑的计算力和稳定性有很大的要求,同时天气变化也会影响到它的工作效率;
分析了这么多,其实是想告诉我们,一辆可以上路的自动驾驶汽车,其实涉及到了很多复杂的知识,同时没有任何一个元器件能够完全适应所有路况,它需要多个不同的元器件去协作分辨、补短板,这样才能保证驾驶者能够安全地行驶在路面。
关于汽车方面的知识,这个网站还给我们分析了安全气囊是如何运作的,360°向孩子展现我们习以为常的事物背后的工作原理。这里就不展开来讲了,大家可以拉至文末,获取网站地址后,点进去查看~
人体构造
我们每天都在用眼,那如果孩子问你,眼睛是如何“工作”的,你会如何作答呢?
眼睛其实是一个感觉器官,它感知光线,将其转化为电信号,并将其发送到大脑以产生图像。
这个网站非常详细地给我们介绍了眼睛的各个组成部分,如眼角膜、虹膜、瞳孔、晶状体、前房....当提到了一些我们平时可能听都没听过的词汇时,它会用英文解释它的含义,比如说前房:前房内充满了水液,水液为晶状体、虹膜和角膜背面提供营养。
介绍了眼睛的组成部分后,它开始介绍眼睛的成像原理,它把一篇叶子当做成像的物体,来回移动,模拟我们看到物体的远近,进而向我们展示这个变化过程中光线是如何进入到我们眼睛里形成聚焦的,同时我们的眼睛又是如何根据物体距离的不同,像相机一样调整进入眼睛的进光量和聚焦的。
而当我以为这就完了的时候,它居然还通过物理学里的光学原理,解释了物体光线为什么在进入我们眼睛里会呈现倒影,包括光的传播、散射等。
网站中还有很多详细又精彩的立体展示,建议大家点进网站浏览。(*拉至文末获取网站网址)
生物科学知识
我们看过各种大自然纪录片就知道,目前哺乳动物中跑得最快的非猎豹莫属。
它们是闪电般的偷猎者,有着一个完美符合空气动力学的小脑袋,细长的身体,超大的呼吸系统,紧凑且能够高度集中的快速抽动肌肉群。它的这些构造都是专门为短距离爆发冲刺而生,身上没有一处地方是多余的,简直就是大自然的超高速奔跑机器。
这个网站就用了一个非常有艺术感、直观的页面对猎豹之所以跑得这么快做了一个科学解读,整个页面动起来真的非常好看。
比如说,为了说明猎豹究竟跑得有多快,就把它跟其他动物、人类、汽车作对比,数据显示,0到60英里(接近100公里/小时)加速,猎豹仅需3秒即可达到,仅仅比保时捷的911版本慢了0.3秒,比法拉利快了0.1秒。
同时猎豹也是所有陆上动物奔跑速度最快的,达到了64英里/小时,约等于102公里/小时。
版块详细列举了猎豹身体上各个不同器官的数据,比如说:
猎豹的眼睛:能够非常清晰地看到3英里(接近5公里)范围内的各种动物。
猎豹的尾巴:长度占到了猎豹身躯(除了尾巴外)的三分之二,这么长的尾巴是用来平衡身体的,同时也有一个方向舵的作用,它能让高速机动的猎豹快速转弯;
猎豹的爪子:同属猫科动物的猎豹,它的爪子反而跟狗更接近,面积更大,能在奔跑中给猎豹带来更大的抓地力。
跟猫不同,猎豹的爪子是不能完全收回去的,它一直是外露的,这其实都是为了在奔跑中有更好的抓地力,就好像我们田径选手的钉鞋,同时猎豹的脚垫也不是柔软的,它跟橡胶轮胎似的一样硬。
有了超高的速度,自然少不了呼吸上氧气的加持,猎豹的肺部也是极度高效和发达,在静止的时候,它跟人的呼吸速率基本接近,每分钟16次左右,但当它高速奔跑的时候,猎豹的呼吸速率能够惊人的150次每分钟,也就是每秒接近呼吸三次,而人类最快只能够每分钟80次。
除了给大家科普耳熟能详的动物的相关知识,对于大家不太熟悉的动物,这个网站还“兼职”帮忙辟谣。
前段时间《集合啦!动物森友会》这个游戏非常受欢迎,吸引了不少自然爱好者,因为游戏中有大量关于动植物的收集元素。但很多人都被一种动物吓住了——狼蛛(Tarantulas)
狼蛛,又名塔兰图拉毒蛛,它并不特指某一种蜘蛛,而是对部分穴居狼蛛和捕鸟蛛的泛称。它体型很大,被称为“蜘蛛世界的巨人”,宽度可以达到12英寸,獠牙长达一英寸,是昆虫甚至是一些相对较大的猎物如老鼠和鸟的可怕的捕食者。
尽管如此,如果采取适当的防护措施,它们一般不被认为会危及人的生命,,甚至被作为外来宠物饲养。
在很多人的潜意识中,可能都觉得狼蛛是那种主动进攻型的动物,但其实,当狼蛛受到捕食者的威胁时,它们的第一道防线总是躲藏和逃跑。如果真的被逼到了墙角,它们可能会用它们的獠牙来对抗攻击者,但它们并不总是费力地注入毒液。
即使它们使用毒液,也很少是致命的。毒液是用来制服猎物的,这个网站就直观地呈现了,毒液是如何发挥作用的:一旦抓住猎物,毒液就会抽离出来通过螯和獠牙延伸的腺体进入猎物,毒液从中起到中和猎物和帮助其液化的作用。
值得一提的是,狼蛛很少像我们常见的蜘蛛那样,用蜘蛛丝来固定猎物。它有一些特别的用途,比如:
作为其洞穴或树上住所的一种装饰;
作为其住所的一种门;
用来提醒自己有捕食者或猎物接近的绊线;
当它们脱去旧的外骨骼,等待新的外骨骼变硬时,用于蜕皮的软垫;
用于保护发育中的卵......
当然,网站里面还有很多很有趣的科普,比如说从日常生活中的“扬声器是如何发出声音的”、“消防车里有什么”,到国际空间站、“ Space Echo”等等,仿佛打开新世界的大门!