6月科学速览：六个差点被遗漏的趣味科学发现

科学界每天都有大量有趣的研究成果涌现，但受限于时间与篇幅，并非每一项都能得到充分报道。本文整理了6月份几乎被忽略的六个精彩科学故事，涵盖足球假动作的运动科学、粪便螺旋形状背后的物理学、硼元素巴克球的突破，以及维苏威挑战赛解读赫库兰尼姆古卷的最新进展。

足球假动作的科学密码

随着FIFA世界杯的火热进行，日本科学家也将目光投向了足球运动。他们以不同技术水平的大学生和初中生为研究对象，利用高速摄像机深入分析了"剪刀步假动作"这一常见过人技术。研究发现，纯粹的速度并非熟练运球的唯一关键。技术更出色的球员能够在保持高速运动的同时，主动调控与防守球员之间的距离，并通过协调膝关节的屈伸产生爆发性加速。与此同时，他们在完成假动作时脚抬起的幅度更小、躯干倾斜更明显，使动作更快速、更具欺骗性。

此外，上月发表于《流体》期刊的一项研究或许揭示了本届世界杯官方用球——阿迪达斯Trionda让守门员屡屡扑球失误的原因。研究人员将球放入风洞进行气动力学分析，发现球在达到特定速度后会出现加速而非减速的现象。这一现象源于所谓的"阻力危机"：当气流从平滑的层流转变为湍流时，阻力骤降，球速反而加快，与守门员长期形成的判断预期完全相反。在球缝处击球可以降低这一效应，而且该现象在高海拔地区出现的概率也更低。

维苏威挑战赛再获新突破

维苏威挑战赛是一个持续进行中的项目，通过"数字展开"技术与众包机器学习，致力于解读在赫库兰尼姆古罗马别墅中发现的无法辨认的古代卷轴。这批660余卷残损卷轴深埋于火山泥浆之中，直至18世纪才被发掘出土。考古学家认为，它们来自伊壁鸠鲁派哲学家菲洛德穆斯的私人工作书库。由于卷轴严重焦化且极为脆弱，稍加触碰便可能粉碎，长期以来被认为永远无法阅读。

2023年，该项目首次颁奖，奖励首批成功辨认出字母的研究者；2024年，颁出70万美元大奖，奖励制作出第一段可读文本的团队。去年，与维苏威挑战赛合作的团队还成功制作出收藏于牛津大学博德利图书馆的卷轴PHerc. 172内部的首张X射线图像，并从中辨认出希腊语"厌恶"一词。

最新突破：卷轴PHerc. 1667已被成功"虚拟展开"并完整解读，技术细节及逐列转录内容已发布于预印本平台arXiv。文本内容是一篇关于伦理与人类道德进步的哲学论著，最后一列揭示了"阿里斯托克雷翁"这一名字——他是斯多葛派哲学家克律西波斯的侄子兼弟子。研究团队据此推断，该卷轴可能成书于公元前2世纪。此外，团队还借助更高分辨率成像，在另一卷轴PHerc. Paris 4上发现了墨迹，并成功找回第三卷轴PHerc. 139的标题与作者信息。

首个硼元素巴克球诞生

巴克球（又称巴克敏斯特富勒烯）是由60个碳原子构成的碳分子，其排列结构与足球极为相似。1985年由莱斯大学物理学家首次发现，相关研究者因此荣获1996年诺贝尔化学奖，并由此推动了纳米技术革命的兴起。如今，布朗大学科学家首次通过实验证实了一种由80个硼原子构成的新型"巴克球"分子，研究成果发表于《化学科学》期刊。

化学家王来生为此钻研了三十年。他的团队曾制备出由36个硼原子构成的原子级薄圆盘；两块拼合后可形成硼等效石墨烯。2014年，他们还发现了由40个硼原子构成的中空笼状结构，但其对称性尚不完美。此次，研究团队用高功率激光照射硼靶，产生的硼原子蒸气冷却后形成不同类型的纳米团簇。通过称重与光电子能谱分析，他们惊喜地发现了一个兼具高稳定性和高对称性的80原子团簇。这一结果与现有理论预测有所出入，但研究团队在穷举了所有80原子硼的排列构型后，仍认为巴克球是最优解。

"弹射蜘蛛"猎食之道

研究人员在澳大利亚发现了一种具有独特捕猎策略的新种蜘蛛，相关研究发表于《当代生物学》期刊。这种夜行性蜘蛛不仅会织主网，还会在主网下方构建陷阱，以捕捉绿树蚁并将其以最高1367米/秒?的加速度弹射至主网。目前该物种尚无正式学名，属于Propostira属，研究者将其称为"弩蜘蛛"。

共同作者、布里斯班QIMR伯格霍费尔医学研究所的格雷格·安德森于2022年首次目睹了这一弹射现象，但当时动作太快，且缺乏足够的摄影设备。此后，他与合作者花费10天时间对蜘蛛进行深入研究。这些蜘蛛白天通常藏于叶片下方，傍晚时分开始用长达四小时织造锥形陷阱，并释放专门吸引绿树蚁的化学物质。一旦蚂蚁用下颚咬住陷阱，便会被困住；其挣扎会触发陷阱释放，将蚂蚁弹入主网。这一瞬间需要以每秒5000至7000帧的高速摄像机才能捕捉。研究人员推测，这是蜘蛛为规避在地面捕猎时遭受蚁群反击的风险而演化出的策略。

粪便螺旋形状背后的物理学

粪便表情符号之所以家喻户晓，正是因为其标志性的螺旋造型——从宽阔的底部盘绕而上，逐渐收细，状如旋转软冰淇淋。大多数动物向下排便，因下落高度递减导致末端逐渐变细。而沙蠋排出的却是螺旋均匀、不收尖的粪便。由于沙蠋生活在U形洞穴中，它们向上排便。达尔文早在1881年便观察到了这一现象。

根据发表于《自然·通讯》期刊的研究，两种螺旋形粪便的形成机制均遵循同一物理原理——弹性绳索盘绕理论，关键在于材料的硬度以及粪便运动方向与重力方向的关系。沙蠋的粪便是"反重力"排出的。研究人员总结认为，两种粪便的独特形状都是"弹性盘绕在重力场中的物理规律直接作用的结果"，并计划设计第二款粪便表情符号，正式向Unicode协会提案。肌肉控制或挤出速率对最终形状的影响微乎其微。相比之下，澳大利亚裸鼻袋熊排出的是方形粪便，这一奥秘在2021年的研究中被揭开——秘密在于其肠道内软硬相间的区域在消化过程中对粪便进行了塑形。

波提切利名画模特的真实死因

15世纪画家桑德罗·波提切利最著名的作品之一《维纳斯的诞生》，描绘了裸体女神站在巨型扇贝壳上的场景。画中模特据传（但存在争议）是佛罗伦萨上流社会的绝世美女西蒙妮塔·韦斯普奇，波提切利对其倾慕有加，在她英年早逝前曾五度为其作画。她的开棺灵柩被抬过佛罗伦萨街头，诗人波利齐亚诺称她为"无双之人"。

西蒙妮塔长期被认为死于肺结核，但2019年，伦敦玛丽女王大学的保罗·波齐利及其合作者提出了新假说：她可能患有垂体腺瘤，该肿瘤因泌乳素和生长激素分泌而持续增大，并最终导致与肿瘤相关的急性致命性卒中。

波齐利等人近期在《内分泌学、糖尿病与代谢》期刊发表论文，对上述分析进行了深化。他们研究了西蒙妮塔的公公皮耶罗·韦斯普奇与洛伦佐·德·美第奇之间的书信，其中记载西蒙妮塔在去世前数日于一场舞会中晕倒，症状包括头痛、幻觉、呕吐和高烧——这些均与垂体肿瘤迅速扩张的典型表现相符。研究团队还认为，《维纳斯的诞生》中模特眼睛位置的不对称可能提示其存在斜视或眼位不正，这将成为未来研究的课题。

Q&A

Q1：维苏威挑战赛是什么项目？目前取得了哪些成果？

A：维苏威挑战赛是一个利用"数字展开"技术与众包机器学习解读赫库兰尼姆古卷的持续项目。目前主要成果包括：2023年首次辨认出卷轴字母并颁奖；2024年颁出70万美元大奖，奖励第一段可读文本的制作团队；近期成功将卷轴PHerc. 1667完整虚拟展开并解读，确认其为一篇伦理哲学论著，并推断成书于公元前2世纪。

Q2：布朗大学的硼巴克球是怎么制造出来的？为何重要？

A：布朗大学研究团队用高功率激光照射硼靶，产生的硼原子蒸气冷却后自然形成纳米团簇，再通过称重和光电子能谱分析确认了一个由80个硼原子构成的高稳定、高对称性团簇，即硼巴克球。这一发现重要在于它是首个实验验证的硼巴克球，且与现有理论预测相悖，可能对纳米技术领域产生新的推动作用。

Q3：粪便为什么会呈现螺旋形状？

A：根据发表于《自然·通讯》的研究，粪便的螺旋形状由弹性绳索盘绕理论决定，关键因素是材料硬度以及排出方向与重力的关系。大多数动物向下排便，因下落高度递减而末端变细；沙蠋向上排便，形成均匀螺旋。肌肉控制或挤出速率对形状影响极小，两种形状本质上都是重力场中弹性盘绕物理规律的直接体现。

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