放大300倍的华丽沙粒，99%竟是生物残骸……韩国沙子主要是矿物

如果将海滩上的沙子放大300倍，会是什么样子呢？在“BODA”频道的“看科学”EP.219中，主持人 Jung Young-jin 与天文学家 Ji Woong-bae 教授、物理学家 Kim Beom-jun 教授以及地质学家 Kim Gi-beom 教授共同出演，回答了观众的疑问。第一个问题是，通过放大沙子观察，发现其样子与想象中的沙子截然不同。

华丽的沙子照片，几乎99%是生物残骸

画面中包含了蜂窝状的重复图案、蜗牛或贝壳形状、像三脚架一样尖锐的形状，以及像植物茎一样细长的绿色颗粒等。出演人员从结论开始解释说，这里的东西几乎99%都是生物的残骸。其中有些是破碎的贝壳碎片，而海洋中的浮游生物也并非完全是果冻状，而是都有骨骼。这些骨骼大致分为两类，其中一种是硅酸盐（SiO4），即硅质骨骼，它可以是外骨骼，也可以是内骨骼。

当浮游生物大量繁衍后集体死亡时，柔软的部分会全部分解，只留下骨骼。如果拥有硅质骨骼的浮游生物像赤潮一样大量繁衍并死亡堆积，就会形成由这些骨骼构成的岩石——硅藻岩，即所谓的硅藻土。不过，出演人员指出，照片中的颗粒看起来并不像是特定物种大量繁衍的结果，而是非常多样化的海洋浮游生物和底栖生物的痕迹。他们解释说，如果只是随手舀起沙子，是不会看到这样的景象的，这是通过显微镜观察，挑选出形状各异的颗粒并按种类一一摆放后拍摄的，带有一定的设定成分。此外还补充说，在海边或河边的沙子之间可能会混入生命体的骨骼，而这类生物主要生活在亚热带海域。

海云台是石英，加勒比海是珊瑚……沙子颜色不同的原因

如果舀起韩国的沙子用显微镜观察会怎样呢？出演人员回答说，韩国的沙子主要是矿物。从大范围来看，是陆地上的岩石经过风化和侵蚀，逐渐变小达到沙粒的大小。沙子并没有特殊的定义，而是一个尺寸概念，直径在64微米到2毫米之间的物质被称为沙子。既有生物起源的沙子，如果火山喷出的火山灰达到沙子的大小，也可以称为火山碎屑沙。节目中还提到，冰岛的黑沙是玄武岩成分的火山灰。

通常被称为白沙滩的海云台海滩之所以偏白，原因也被介绍了出来。陆地上的岩石主要是花岗岩，构成花岗岩的矿物有石英、长石和云母。黑云母是黑色的，长石是不透明且呈微黄色的，而石英是透明、洁白且明亮的。由于云母和长石非常容易受到风化影响，机械性地易碎且化学上也容易分解，因此随着河水流下，最后存活下来的就是石英。将这些石英聚集在一起，就形成了洁白且闪闪发光的白沙滩。

加勒比海滩之所以格外洁白，是因为那里靠近赤道，海水非常温暖，生物生产力极高。那里会产生大量的具有钙质骨骼的浮游生物和珊瑚，珊瑚死亡后被海浪冲碎的遗骸变成了沙子，从而形成了比由石英构成的海云台白沙滩更洁白的浴场。极端的对比可以在济州岛的牛岛看到。牛岛上既有因火山爆发形成的黑色玄武岩质火山灰被海浪冲刷堆积而成的Geommeolle Beach，也有韩国能见到的最白的海滩——红藻团块海滩。红藻吸收海水中的碳酸钙来构建结构并附着其上，它们会制造出像豆子一样的砾石或细小的沙粒，这些颗粒由碳酸钙（即石灰）组成，因此呈现白色。

摔倒时挥动手臂会让身体前倾

第二个问题来自一段夏季MT（集体活动）视频。被认为是最弱的物理学家 Kim Beom-jun 教授在“推手”比赛中获得了第一名，因为他在几乎要摔倒的瞬间疯狂地挥动手臂，大大延迟了摔倒的时间。对于挥动手臂在物理学上是否有效果的问题，出演人员用物理学中的角动量守恒进行了说明。

举例说明的是无人机和旋转椅。拥有四个螺旋桨的无人机是两两成对向相反方向旋转的。因为如果全部向同一个方向旋转，无人机机身本身会向相反方向旋转。螺旋桨只有一个在顶部的直升机，则利用辅助螺旋桨来防止方向偏转。坐在旋转椅上，双脚离开地面后猛地转动身体，椅子向反方向旋转也是同样的原理。解释称，向后摔倒时挥动手臂，身体必须向与手臂旋转方向相反的方向转动，结果就是身体会前倾。出演人员表示，在那一瞬间身体本能地知道这一点，非常神奇。

此时，手臂必须通过逐渐增加速度来挥动，加速度非常重要。为了防止摔倒，手臂长且拳头重的人更有优势。因为角动量随着旋转中心到旋转物距离的增加以及旋转速度的加快而增大。对于“如果转得极快，是否可以不摔倒并保持倾斜状态”的问题，得到的回答是，必须达到足以抵消重力导致的倾倒转动程度，所以实际上似乎并不容易。

类人机器人和跳远中也能看到的原理

研究这一原理的人们制造了小型机器人，让机器人在试图摔倒时用电机转动手臂，结果机器人重新站立了起来。提到现在的类人机器人制造时，以前是尽可能追求稳定性，但现在则是在失去平衡时，学习人类的动作并向那个方向移动。也有实验表明，无法移动手臂的机器人更容易摔倒，而人如果被捆住手臂，即使重心稍微晃动，摔倒的可能性也会增加。解释称，在建筑之间拉起绳索进行走钢丝的人们总是拿着长杆，是因为杆子越长越有利。

在跳远运动中也能看到手臂的动作。运动员起跳时手向前，着地时手向后。虽然把沉重的拳头向后移动时身体重心是不变的，但脚可以向前移动，因此着地时的运动员尽可能将手臂向后，才能让脚向前迈出。出演人员表示，对于分秒必争的运动员来说，每一个这样的姿势都可能产生相当大的影响。