一根棒棒糖能舔多少次，你數過嗎？蚊子為什麼不會被雨滴砸死 ，你思考過嗎？一個人的名字和他的幸福感有沒有關聯？當你在聊天中敲出“呵呵”時，它意味著什麼？這些使人腦洞大開的問題，其實都有著真實的答案，研究者們憑藉著週密的實驗和嚴謹的論證，為我們帶來了高逼格低姿態的科學解讀。

　　沒錯，鳳梨科學獎又來了！

　　4月11日，2015年鳳梨科學獎在杭州浙江科技館盛大揭幕。在這屆鳳梨科學獎中，以下這些研究榜上有名：“有血緣關係的猴子長得更像”獲醫學生物獎， “一根棒棒糖能舔多少次”獲數學獎，“名字偏好與幸福感”獲心理學獎，“蚊子為什麼不會被雨滴砸死”獲物理學獎，“章魚胺決定饑餓後是否覓食”獲化學獎，“可以發電的紋身貼”獲發明獎，今年新增設的語言學獎被“‘呵呵’的網路功能研究”摘得，此外獲得特殊獎鳳梨U獎和鳳梨Me獎的分別是《美麗化學》和“一坨肉的365天”兩項作品。

　　鳳梨科學獎由浙江科技館與果殼網打造，素被媒體稱為“中國版搞笑諾貝爾獎”，本次頒獎禮上，還評出了2015年好奇心指數城市排名。

　　關於那些令人腦洞大開的研究成果，我們邀請來自果殼網的“大咖們”一一為您詳細解讀。

　　物理學獎

　　蚊子為什麼沒有被雨滴砸死？

　　解讀人：胡立德 美國佐治亞理工學院機械工程助理教授

　　漫漫細雨對我們來説時常是浪漫而愜意的象徵，可你有沒有想過，對體積微小的昆蟲，譬如蚊子來説，雨中漫步簡直就是一場災難大片。在蚊子眼中， “毛毛雨”不異於一輛輛甲殼蟲汽車從天而降！可惜的是，在如此漫天高速飛落的“甲殼蟲汽車”雨中，蚊子依然能夠嗡嗡作響而毫發無損。是什麼賦予了它們如此神通？

　　為了破解這一謎題，美國佐治亞理工學院的胡立德教授與美國疾病控制中心合作，對雨中飛舞的蚊子進行了高速攝像，以便仔細觀察蚊子被雨滴擊中瞬間的行為。

　　要雨滴擊中蚊子，並不容易

　　這可不是一件容易的事情：首先，要從幾米高的距離外讓雨滴開始加速並準確“擊中”蚊子簡直是不可能的任務，“守株待兔”等蚊子被“人工降雨”自然擊中的概率也微乎其微。研究員們於是採用了“水槍打蚊群”的策略，將數以百計的蚊子裝入一個細高的透明容器中，從容器頂端用高速噴頭向蚊群發射與自然界中雨滴速度相倣（大約每秒9米）的“模擬雨滴”，以增加蚊子被“雨滴”擊中的概率。

　　為了捕捉蚊子淋雨的瞬間，實驗人員在蚊子飛行高度的上方設置一道“鐳射封鎖線”，雨滴穿過鐳射線時，便觸發高速相機開始以每秒4000幀的速度拍攝，詳細記錄蚊子與雨滴相互作用中的每一個動作。

　　蚊子的秘技——“側身翻滾”“隨波就勢”

　　通過拍攝下的高速視頻，研究小組分析並歸納了雨滴擊中蚊子不同部位的各種情況，計算出了蚊子在遭遇雨滴的瞬間所受的作用力，以及其後隨雨滴向下移動的距離。他們發現，蚊子不像我們可能推測的那樣能夠躲避雨滴，但被雨滴擊中的蚊子也不會受到衝擊帶來的傷害。蚊子的秘訣，就在於它們體重極輕。

　　研究小組拍攝的高速視頻顯示，蚊子被雨滴擊中時並不抵擋雨滴，而是與雨滴融為一體，順應雨滴的趨勢落下。當雨滴擊中蚊子翅膀或腿部時，蚊子會向擊中的那一側傾斜，並通過高達50度的高難度“側身翻滾動作”讓雨滴從身側滑落。而當雨滴直接擊中蚊子身體時，蚊子先順應雨水強大的推力與之一同下落，隨之迅速側向微調與雨滴分離並恢復飛行。研究小組發現，只要蚊子不是在地面上不幸被雨點砸中，它的性命就沒什麼好擔憂的。

　　除了避免衝擊帶來的傷害，蚊子雨中求生的另一秘訣則是它們疏水性的細毛。覆滿防水細毛的身體使得蚊子在隨著雨滴下落的過程中與雨滴保持分隔狀態，從而能夠迅速擺脫雨滴重新飛起，在雨滴將它們砸落地面造成致命傷害前逃出生天。

　　微型飛行器像蚊子學習

　　胡立德教授的這一發現被發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，並引起了廣泛關注。事實上，這項研究不只是跟蚊子有關。研究和模擬這些動物應對大自然的特殊本領，可以為我們的科學家和工程師提供新的設計思想，解決機械技術上的很多難題——比如，如何更好地設計微型飛行器，讓它們能夠像蚊子一樣，在雨中輕盈地翱翔。

　　數學獎

　　一根棒棒糖能舔多少口？

　　解讀人：黃金紫 紐約大學柯朗所在讀數學博士

　　“棒棒糖需要舔多少口才能被完全吃掉？” 這幾乎是一個世界性的問題。上世紀80年代美國的一則著名的棒棒糖廣告中，一位小男孩向森林中的動物們請教這個問題，最終貓頭鷹先生告訴他説我們應該用實驗來檢驗。貓頭鷹開始實驗，但是到第三口就忍不住把棒棒糖咬碎了——於是得出了3口這個最終結論。廣告的最後説：“棒棒糖需要舔多少口？世界可能永遠也不會知道。”

　　實驗用的棒棒糖為什麼這麼大

　　在紐約大學柯朗數學研究所應用數學實驗室（Applied Maths Lab），我們意外發現了這個問題的答案——説意外，是因為我們研究的初衷是為了解釋溶解過程在自然界中的作用。

　　自然界中的固體溶解問題相當複雜，因此我們選擇了最簡單的幾何形狀——球形，以及最基本的水流——均勻水流（流速處處相等的水流）作為起點。我們希能通過這樣的簡單組合來了解固體在水流中溶解的基本規律。

　　為了獲得球形的可溶固體，我們自然地想到了購買棒棒糖來進行實驗。但是，發現市售的棒棒糖由於氣泡的問題，並不能很好完成試驗任務。最終，自製的直徑為6釐米的巨型棒棒糖登場，用這樣巨大的糖球做實驗恰到好處：如果使用更大的糖球，那麼它可能無法被放入實驗水洞中，如果太小，那麼溶解過程持續的時間又可能太短了無法記錄。而最主要的原因在於，我買的球形模具，恰巧是直徑6釐米的……

　　溶解將塑造出相似的形狀

　　在得到合適的糖球後，我們將其放置在能産生均勻水流的實驗用水洞中，並且通過照相機來記錄糖球形狀的變化。我們發現，糖球在溶解的過程中會形成獨特形狀（水流從左邊流向右邊）。

　　接下來將反光的顆粒放入水中後，長時間曝光所得到的照片顯示，反光顆粒形成的流線像星軌一樣記錄了其在水流中運動的軌跡。我們可以看到，水流將糖球雕刻出了圓而光滑的前部，在這之後由於水流從固體表面分離導致了球面上兩道明顯的分離線，更之後由於水流在尾流區的混合使糖球的後部形成了平滑的表面。

　　糖球的前表面所形成的完美的光滑曲面吸引了我們的注意力，並且發現這樣的幾何形狀是溶解過程所帶來的普遍的結果。

　　1000口，你想試試嗎？

　　經過一系列的公式推導，我們發現糖球完全溶解所需要的時間是和水流流速平方根的倒數成正比的。這和我們的直覺一致，就像攪拌咖啡一樣，快速的攪拌可以加快糖的溶解。

　　通過試驗中出的公式可以預測可溶解的固體在流動的液體中溶化所需要的時間，因此在工業領域特別是制藥業會有很大的用途——譬如，判斷藥片需要多長時間才能在胃液中溶解。

　　這個公式似乎可以解釋那個困擾著很多人的難題——棒棒糖需要舔多少口。我們新得到的公式算出了這個數字——1000口！這聽起來挺嚇人的，直到我們在推特上找到了RiffRaff41同學的實驗報告：850口。

　　在實驗數據的證實下，我們的預測多少還是可以接受的。

　　化學獎

　　找食吃還是繼續餓著？章魚胺來決定

　　解讀人：王立銘 浙江大學生命科學研究院教授、研究員、博士生導師

　　坐在上午最後一節課的教室裏，饑腸轆轆坐立不安恨不得一步衝到食堂；肚子咕咕叫的時候，翻箱倒櫃找出藏在角落的半塊巧克力……這樣的切身經歷，相信大家一定都有過。

　　吃飯不僅是生活中的頭等大事，科學家們也對其中的種種過程頗感興趣。生物學上把饑餓時候“上窮碧落下黃泉”尋找食物的行為叫做覓食行為，然而覓食行為到底由身體的哪一部分控制、有著怎樣的生物化學基礎，這一點卻一直沒有清晰的答案。

　　為“吃”而生的團隊

　　我們的研究團隊，就是為“吃”而生的——説得通俗一點，研究課題無非就是“為什麼吃”“吃嘛好”以及“吃多少”。為了解答“動物如何找飯吃” 這個好玩也重要的問題，我們就在實驗室裏擺弄起了小小的果蠅。

　　在研究中我們發現，如果小果蠅一段時間吃不到食物，它們就不再顧得上安靜地思考“蠅生”，而是開始在小管子裏面著急地四處“飛奔”，試圖尋找可以果腹的食物，甚至一直奔跑到餓死為止（像不像饑餓版的阿甘？）。

　　接下來，如果這些瘋狂尋找食物的果蠅們吃到了新的食物，它們又會重新恢復平靜。由此看來，這種“焦急奔走”的狀態，確實就是果蠅們在餓肚子時本能的覓食反應了。

　　發現章魚胺

　　那麼，這種反應背後，究竟有怎樣的化學物質基礎呢？我們把研究的注意力集中到了一種神經信號分子上，那就是章魚胺（Octopamine）。這種分子最早在章魚的唾液腺中被發現，它是去甲腎上腺素的“無脊椎動物版”，在昆蟲的神經系統中也發揮著重要的作用。

　　在用遺傳學方法阻斷了果蠅體內章魚胺的合成之後，這些果蠅的覓食行為也會隨之消失——即使斷了糧，這些具有基因缺陷的小果蠅也不會燃起找食物的鬥志，它們依然會像吃飽的果蠅一樣表現出一副懶洋洋的樣子。不過，這些“懶”果蠅還沒有忘了“飯來伸手”的基本生存技能。如果把食物擺到它們嘴邊，依然會狼吞虎咽地吃個肚圓。而且，這些果蠅對食物的選擇也和其他果蠅一樣——在餓肚子時，它們都更偏愛熱量高的食物。

　　這個發現也説明，“找東西吃”與“吃東西”這兩件事儘管看起來一氣呵成，但它們其實是兩個不同的過程，它們背後的生理機制也有差異。那麼，究竟饑餓如何分別激活了“找東西吃”和“吃東西”的機制，又保證動物們能夠足夠機智，在有吃的時候放開肚皮吃飯，沒吃的時候邁開腳步覓食呢？這就需要進一步研究進行探索了。

　　 醫學生物獎

　　有血緣關係的猴子長得更像

　　解讀人：老貓 分子生物學準博士，天文愛好者

　　臉盲症患者的生活有諸多不便，是的，哪怕是研究猴子也不行。

　　在動物行為學的研究中，研究人員需要面對個體識別方面的問題——你必須要知道誰是誰，才能知道這些個體的某些行為有什麼意義。雖然的確有分子生物學手段可以用——大概就是去找到動物們的便便，然後提取DNA做檢測，但是這樣的過程未免太過繁瑣，而且成本高昂了。

　　不過，對於靈長類動物研究者來説，他們還有一條捷徑可以走，那就是——看臉。

　　和人類一樣，這些非人靈長類的面部也都存在著細微的差別，不僅研究人員可以看出猴子們的差別，猴子自己，也會依賴於面部識別進行它們的社會交往活動。猴臉的差別的確是客觀存在的——鄭州大學的研究團隊在《獸類學報》（Acta Theriologica Sinica）上發表的論文證明了這一點。

　　第一次證明猴子長得確實像親媽

　　鄭州大學生物多樣性與生態學研究所的王白石博士表示，他所在的團隊在研究這些獼猴的行為的時候，需要對這些獼猴進行個體識別和命名工作，這是一個非常“臉盲症不友好”的工作，也就是在這個過程中，他萌生了“為啥不用軟體來識別這些猴子”的想法。

　　其實，科學界在電腦人臉識別方面已經做出了很多工作，而論文裏用到的“分塊主成分分析”是其中一種較為先進的演算法。這種演算法基於統計學特徵，可以有效規避光照變化以及面部表情對識別結果的影響。

　　王白石介紹説：“只有等那些獼猴適應了我們的存在，才能夠開始試圖獲取猴子面部的照片，獼猴們往往生活在密林之下，那裏的光線條件本身就不適合拍照。”對照片的要求是“儘量使被拍攝個體正視鏡頭、頭部端正、面部表情放鬆”。

　　得到照片之後，還有一系列複雜的程式的圖片處理，就可以計算得到最終的面部相似度了。這套實驗方法在針對獼猴的實驗中，第一次證明了，從統計學上來説，猴子還是長得更像它親媽的。而且猴大十八變，隨著年齡的增長，小猴會脫去臉上的稚氣，越長越像它的母親。

　　獼猴父子是否長得像，正在研究中

　　在被問及為什麼沒有用這個體系處理更複雜的父子關係的時候，王白石表示：“理論上來説，獼猴父子之間應該也能夠通過面部特徵進行識別的。杜克大學的一項研究表明，從未見過的同父異母的獼猴可以互相識別。但是在我們的體系中，要做這種比較的話可能會比較困難，因為確定父子關係本身就很難。我們可以通過繁殖與養育行為，來簡單地確定母子關係，但是因為雌性獼猴會與多個雄性個體進行交配，且雄性獼猴完全不參與後代養育的過程，因此在野外確定父子關係是不可能的。當然，我們可以利用分子方面的證據來確定獼猴的父子關係，不過這就慢得多了。我們其實的確也在進行相關的工作，將來應該會有後續文章發表。”