We don't understand yogurt
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小时候在学校里，我学习了四种物质状态。固体、液体、气体，然后是等离子体。但最近，我和一位名叫雷·罗伯逊·安德森的物理学家交谈过，

她告诉我，实际上还有另一种物质状态存在。

牧场酱、洗发水、炒鸡蛋、鼻涕，甚至你的眼球。还有牙膏和酸奶。番茄酱。任何你想到的东西，任何像软乎乎或粘糊糊的材料，有时有点像液体，有时有点像固体。所有这些都是这种额外物质状态的一部分。它被称为软物质。

所以软物质基本上是指比固体更弯曲或更柔软的东西，但比液体更能保持其形状。虽然科学家几个世纪前（比如在17世纪）就弄清楚了固体和液体的某些规则，但软物质遵循的是它自己的规则。像雷这样的物理学家仍在试图弄清楚这些规则是什么。

所有这些我们周围的东西，你并没有真正考虑过。它们太复杂了，有很多东西需要理解。你知道，物理学的一个主要目标是提出一个统一的模型来理解宇宙是如何运作的。这很好，也很棒。但我们不明白酸奶。所以我们不明白这些东西，你知道，我们每天都会遇到的东西，比如牙膏、洗发水和酸奶。我们真的不明白它是如何运作的。

运作方式。所以，让我们从这里开始，然后看看我们能否建立起宇宙的统一模型。这就是《无法解释》。我是伯德·平克顿。今天节目中，为什么我们不明白酸奶？为什么软物质如此难以理解？雷说，围绕软物质材料的一个重要核心谜团是

它们所做的事情非常奇怪。以我们的酸奶为例。

想象一下，你有一小盒来自杂货店的单份酸奶。你知道，当你第一次打开盖子时，它看起来非常结实，对吧？如果你把它倾斜到一边，它不会滑出来或从边缘倒出来。如果你用勺子舀它，你可以舀出一块酸奶，它是固体。好的，那么如果你搅拌它，它就会变得更像液体。搅拌后，如果你倾斜它，你实际上可以把它倒出来。它变成了液体。

这是一个非常普遍的现象，对吧？你在Nutella、牧场酱、油漆和蛋黄酱中都能看到它。这就是你有一个番茄酱瓶子，如果你只是把它翻过来，番茄酱就不会动。如果你摇晃它，它就会突然变得更像液体，然后你就可以把它倒出来了。

然后为了让事情变得有趣，某些形式的软物质就像这个世界的反面。欧布莱克就是一个完美的例子。如果你从未玩过欧布莱克，我强烈建议你尽快这样做。它很容易制作。你只需要将玉米淀粉与水混合。但结果是这种奇怪的乳状液体，在某些情况下是硬的，而在其他情况下是软的。如果你击打它。

它会变硬，你的手无法穿过这种液体。但是，如果你试图慢慢地把手伸进去，你可以完全把它浸没。然后，如果你试图把手拉出来，它就会卡住。所以它是一种液体，它可以填充容器。但是，如果我有一碗它，我试图把它扔向你，它不会离开碗。所以你不会被玉米淀粉和水弄脏。所以这就是，你越试图变形它，它就越僵硬。

总而言之，有很多例子表明不同的软物质材料表现出各种软硬软的行为，对吧？它一直在你周围发生，以不同的形式。然而，虽然已经进行了大量的研究，

科学家们像雷一样，仍然有很多关于这些材料是如何做到这一点的知识想要了解。已经提出了许多理论，并提出了许多不同的模型来捕捉某些特性。但不是所有特性。

布雷说，当你放大构成不同材料的实际分子时，问题就开始了。所以固体基本上所有的分子都紧密地排列在一个整齐有序的结构中。液体中的分子就像球池里的球一样四处弹跳。

但软物质材料介于两者之间。例如，在软物质材料中，一些分子可以连接在一起，例如，形成链条。链条可以滑动和四处移动。所以这就是，我喜欢把软物质描述成一碗意大利面。现在，如果我试图从碗里拉出一根意大利面，

很难。它可能会弹回来。但是，如果你轻轻地拉，你也许能够把它解开。而且，如果你把整个碗倒出来，它可以像液体一样倒出来，就像意大利面一起移动和重新排列。但是，当你试图拉动一根相对于另一根时，它具有一定的弹性。

因此，为了准确理解软物质材料发生了什么，为什么它会以这种方式起作用，像雷这样的物理学家基本上必须弄清楚所有这些分子意大利面条是如何相互作用的，例如它们是如何相互接触或相互滑动的。

这很难。在一碗意大利面中，你可能有50根意大利面。在一个材料中，你有10的23次方根意大利面。那就是100万亿亿根意大利面，雷应该跟踪它们。

然后不同类型的软物质可以有不同的分子意大利面碗，对吧？里面有不同的东西。比如意大利面和意大利面条。还有肉酱。所以你必须考虑一下，哦，肉酱是如何与，你知道，它是否使意大利面更容易彼此流动？或者它会导致它变得粘稠？哦，所以它真的就像……

你在意大利面里加黄油了吗？没错。不，它非常滑。没错。或者你出于某种原因加了蜂蜜，因为你是一个生病的动物？不，说真的。是的。然后取决于，你知道，如果你改变，比如说，温度或pH值，那么你的意大利面可能是煮过头了，或者可能是煮得恰到好处，或者可能是混合的。所以所有这些事情你都必须考虑。

总而言之，弄清楚任何给定的软物质材料是如何发挥作用的需要大量的工作，对吧？很多把意大利面扔到墙上的工作。但雷说，学习软物质也可以让我们学到很多关于我们自己的知识。因为事实证明，你和我和我们认识的每个人基本上只是一堆穿着皮肤雨衣的软物质。

顺便说一句，这也是软物质。休息后更多内容。

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意大利面。很多牛至。意大利面。

一个相当令人信服的原因是弄清楚为什么软物质是这样的，以及它是如何发挥作用的，那就是生命是由一堆柔软的东西组成的。比如我们的眼球、鼻涕、唾液、舌头和皮肤。但在更基本的层面上，

雷说，你可以把我们细胞的一部分看作软物质。因为我们的细胞，对吧，构成我们眼睛和鼻涕，以及我们的肌肉、骨骼部分、心脏和大脑的小块。

我们的细胞内部有一种骨架。雷说，这种细胞骨架有时可能是硬的，赋予我们的细胞形状。所以细胞可以紧张起来，它们也可以液化来做一些事情，比如分裂、爬行，以及形成结构。这些细胞骨架可以变得更柔软、更像液体。了解软材料基本上可以帮助我们理解事物

生物学，生物学如何在数十亿年的时间里进化出柔软、粘糊糊的活体材料。

雷还想更进一步。她说，如果我们能够弄清楚像我们的细胞或像欧布莱克这样的软物质是如何工作的，如果我们能够弄清楚这些东西在分子水平上是如何真正工作的，我们就可以设计出各种各样的受软物质启发的奇特东西。我喜欢举的一个例子是，你知道，比如想想防弹背心。所以防弹背心，它需要做的是，

当某些东西以非常非常高的速度撞击它时，它会绷紧，对吧？所以如果子弹击中，你希望它绷紧。但是，你知道，如果你只是四处走动，你知道，如果风吹或其他什么东西，你不需要它一直都非常坚硬和紧张。如果我们弄清楚像欧布莱克这样的东西中的所有分子是如何聚集在一起做它们的事情的，

那么我们也许可以制作一件在大多数情况下柔软灵活的背心。但是，如果它被子弹击中，速度非常非常快，那么它就会绷紧，就像你的欧布莱克一样。但是一旦子弹掉到地上，它就会恢复并再次变得像液体一样。想象一下，这真是太神奇了，哦，这是我的小农家女装。是的，没错。对吧？

没错。然后雷说，如果我们能够弄清楚细胞是如何进行硬化和软化的，那么我们也许可以制作我们自己简化版本的细胞。这些材料会对它们的环境做出反应，并根据不同的条件转变为更坚固或更流动的物质。

她梦想制造一座自我修复的桥梁。基本上就像一座桥，如果它开始出现某种裂缝，裂缝周围的细胞启发材料会发生反应并变得更具流动性。基本上填补了这个裂缝。然后一旦它们填补了它，它们就会感觉到它已经被填补了，然后它就会再次凝固。所以你基本上是在你甚至不知道有裂缝之前就修复了桥梁。

老实说，雷对想要以某种方式重制或重新混合的天然粘液有一个无穷无尽的清单。有一种管状蠕虫，一种海洋管状蠕虫，我研究了一段时间，它实际上有一种生物发光的粘液。它会用它来捕获食物，但它也允许营养物质通过。它生活在这些管子里，它用粘液制造这些管子。所以太疯狂了。它用一种粘液做到这一点。

她说，如果我们能够模仿这种蠕虫粘液，我们也许能够建造我们自己的网，让像营养物质这样好的东西毫无问题地通过它们，但会硬化起来以捕获我们想要从海洋中过滤掉的不好的东西，比如微塑料。有很多，你知道，像我最近与某人合作，我们正在研究生物膜。生物膜基本上就像你在某物上有一层细菌。你可能在你的淋浴喷头或水龙头上看到过它们。它们显然也生长在船上。

雷说，如果我们能够了解它们的工作原理，我们也许能够阻止它们。有很多问题我们不明白，而且我很想研究。比如每当我参加会议或与某人交谈时，它就像，“哦，是的，我正在研究这个。”我说，“哦，太酷了。我想研究一下。”你知道，比如，你知道，像蜘蛛丝，你知道，甚至像蛋壳这样的东西，以及这些材料，就像

完全令人着迷，而且我们不明白。所以这就是让我兴奋的原因，只是知道我想要回答的问题比我有时间回答的问题多得多。在我与雷交谈时，我完全被她的热情所感染。但最终，我们不得不结束我们的通话。

所以我回到了我的办公桌前，基本上做了我的工作。我告诉我的编辑们这次采访，我也和我的同事们谈论了一下。因为我很兴奋，而且因为我想了解我如何构建这一集。但我主要是在工作模式中，直到当天晚些时候我感到饿了。

我走进我们办公室的厨房。在那里，在生活中有时会发生的一些奇怪而奇妙的巧合中，有人在厨房的桌子上留下了一瓶牧场酱。我承认，这感觉像是来自宇宙的信号。我不确定为什么宇宙会选择通过一瓶微辣的牧场酱来发送信号。这也许是以后统一模型需要回答的问题。

但在那一刻，与雷的谈话中所有的快乐和奇迹都完全沉淀下来了。因为不知何故，看着这瓶牧场酱，我真正意识到整个世界都充满了谜团。即使是这种荒谬的调味品也包含着我们尚未解决的谜题。♪

如果你想了解更多关于软物质的信息，你可以阅读Rae Robertson Anderson的著作《生物聚合物网络》。或者对于更容易理解的内容，她建议你访问她的TikTok，即physics_mama。这是用两个m的mama，在那里她与她的孩子们一起制作物理视频。

这一集是由我，伯德·平克顿制作的。它是由豪尔赫·贾斯特编辑的。梅雷迪思·霍德诺特负责节目。诺姆·哈森费尔德为这一集创作了音乐。克里斯蒂安·阿亚拉负责混音和声音设计。梅丽莎·希尔斯检查了我们的事实。朱莉娅·隆戈里亚的事实是蟾蜍和青蛙可以通过皮肤吸收水分。我一直、一直、一直感谢布莱恩·雷斯尼克共同创作了这个节目。

还要感谢Colm Kelleher抽出时间，并感谢Uri Bram的帮助。如果你对牧场酱有深刻的思考，或者对牧场酱有肤浅的思考，我们很高兴

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