那些不明觉厉的物理理论离我们有多近
那些不明觉厉的物理理论离我们有多近
100多年前,爱因斯坦提出了他最漂亮的广义相对论,描述物质和能量如何弯曲时空,时空弯曲又如何影响宇宙中的物质运动.
Keep跑步软件、咕咚跑步软件实时记录跑步轨迹,我们每天导航都在使用的GPS定位系统,很多人都无法将它们与爱因斯坦广义相对论做关联。
高坐神殿的物理科学,离我们的生活实际上那么近。而揭开这层面纱的,是一场长达4小时的物理课。
2023年的最后两小时,搜狐张朝阳身着西装手持烟斗致敬爱因斯坦,直播推导广义相对论。
满满5大块公式黑板,在新年钟声敲响前完成推导,用硬核方式探索时间奥秘。张朝阳从广义相对论与时间的原理出发向大众科普了日常生活道理,他以爱因斯坦、史瓦西等科学家的经历出发,探讨解决问题的思维逻辑。“如何缓解时间流逝产生的焦虑”,“一招治愈拖延症”等与时间有关的生活妙昆虫记怎么画络热议话题。
张朝阳致敬爱因斯坦的“模仿秀”,只进行了20分钟。讲到兴奋处,道具烟斗不知不觉就放下了。转而拿起了粉笔,与最得心应手的搭档在黑板上共同攻克晦涩的物理问题。
4小时课程完全脱稿,他从广义相对论基石“等效原理”出发,解释了加速度和引力在局部区域内的不可区分昆虫记英文友理解引力如何被视为时空弯曲的结果。在这基础上,最终顺理成章推出爱因斯坦场方程。
大量的知识干货在极短时间内涌入,没有任何水昆虫迷哥哥友直呼烧脑。张朝阳表示:“听不懂也没关系,每个人都能感受一下相对论是怎么回事。”
推导完成后离新年还剩十几分钟,他又补充了爱因斯坦场方程的史瓦西解,以及如何从中计算出黑洞这个进阶知识点。整场直播紧张又硬核,演讲以“时间”为题,但实际上更像是一辆通往过去连接未来的“时空列车”。
2021年11月5日,张朝阳“破天荒的昆虫的史诗堂物理课”开播,从经典力学的基础公式推导开始,物理课便与昆虫有关的成语友相伴的固定课程,目前已经开展了近200期课程直播。在物理课直播间的白板上,物理先驱们一个个伟大而迷人的公式被张朝阳虔诚地反复演算,这种大道至简的魅力不仅感染着他的心中热情,也令昆虫大战友折服于物理的神奇。
《昆虫记阅读心得》还会与时事热点紧密结合。超级月亮、七星连珠等罕见天象现身时,昆虫的成语友科普天象背后的宇宙运行规律;去年电影《昆虫的成语》上映期间,张朝阳复刻了奥本海默的宽檐礼帽+复古西装形象,以独特有趣的形式科普 “玻恩-奥本海默近似理论”。
1月17日,搭载天舟七号货运飞船在海南文昌成功发射,张朝阳昆虫的成语红”身份现场观礼火箭发射全程,还实地探访了文昌航天发射场,在涉及齐奥尔科夫斯基公式、轨道方程、霍曼转移、双椭圆转移的物理知识中研算推导解密火箭飞天的科学奥秘。
两年多的时间里,张朝阳用上千张餐巾纸的演算引导大家探索物理奥秘,从流体力学到量子力学,小到汤圆大到恒星末日,观微洞真,俯仰天地。兼具硬核科普与生活物理的丰富课昆虫的成语友喜爱与认可,直播间等候上课的学生越来越多。作为知识直播IP样本,物理课也带动了科学学习热潮。
昆虫的成语红”“硬核科普”是贯穿《昆虫的成语》的关键词。他一直强调基础科学的重要性,“学习物理不仅是满足好奇心,工程和日常生活当中有很多方面都有应用。”张朝阳曾在直播课中解析物理原理在医疗设备、汽车、电器等工业领域的应用,比如汽车方向盘转弯、核磁共振成像、紫外光杀菌等。
比如汤圆的馅是非牛顿流体、人体血管中血液的流动与伯努利方程有关、温室效应的形成可以用物理公式推演得出、同温度下铁棍为什么比木棍温度更低、恒星末日可以用钱德拉塞卡演算 正如每日都会使用的GPS定位,每夜抬头都能看见的星空,近在咫尺之处都充满了真理与科学。
隔墙有耳、破镜不能重圆、真金不怕火炼、但闻其声不见其人、如坐针毡、纸包住火、冰冻三尺非一日之寒、四两拨千斤不仅这些朗朗上口的古诗词、耳熟能详的成语中暗藏宇宙,被风扇、菜刀、灯泡、镜子、汽车、彩虹、开水、雷达、电、水等环绕的日常生活也处处关乎物理知识。
为什么一靠近火车会有一种被吸进去的感觉?为何飞机的机翼、船舶靠码头、地铁、火车站台上的那条安全线如此醒目?这是流体力学给予的警示。
如果动作到位,绣花针也可以借助水的表面张力漂浮在水面上。也可以运用凹面镜对光的聚合作用,把一个装满干玉米粒的锡纸盒放置在太阳底下,两个小时后你就会收获炸得到处是的“太阳爆米花”。
怎样不打破鸡蛋去区分是生还是熟?在物理的世界里,可以把熟鸡蛋看成一个刚体,在鸡蛋状刚体旋转时,把鸡蛋横着放使其旋转,它就会自己翻个身,变成竖着转的状态,这样一个简单的生活实验与物理学中的“科里奥利力“有关。
“举重冠军”昆虫为什么能举起比自己重几十倍的物体?但若把昆虫放大,其体重的增长会快于其承受重量的能力。也就是说放大到人类大小的昆虫非但举不起大重量,甚至有可能被自己的体重压垮,这里可以用物理学中的“标度律”进行分析与解释。
有人利用熵增定律来对待房间的卫生问题,有人用x射线衍射分析送给女友的施华洛世奇到底是不是是玻璃,还有老教授运用牛顿第二定律自证无责,为一场意外的交通事故划上完美句号。
基础科学的学习和研究并非科学家和高精尖人才的专利,而是全人类皆需怀揣的求知欲。
正如张朝阳所说,“在象牙塔里很多演算不只是满足人们对于未知世界好奇心,而是距离创造美好生活、解决人类实际生活中存在的问题如此之近。”
去了解生活背后蕴藏的道理,去探索宇宙运行的规律,不仅可以赋能科技创新,还能更好去理解我们存在的世界,发现精彩探索奇妙,应对生活的不确定性。
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