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由武侠入门数理化,从学渣到学霸

2020-10-27 14:55:01



还记得当年,但凡听过周杰伦《爱在西元前》的人,都能在地理考试时写出个两河流域美索不达亚米平原,那么绕口的句子、那么陌生的名词,漫不经心跟着曲调哼出来,就发现,哎哟也不是很难嘛!



类似经历不少,想来你也能回忆起不少。


出于热爱而去主动学习一个艰涩、冷门的知识,投入热情,还能高效吸收,这样的经历谁没有两三个呢。校园里口语顺溜的英语大神们,谁没在那段美剧大热潮里,刷过几部经典剧呢。



才知道,学渣与学霸,只差个点化。自己在成为学霸路上的最大阻碍,那就是兴趣。


你知道吗,对有爱的理科学霸来说。

连武侠幻想世界,都有一个科学解释,你且来看。

来自作者微博@李开周


武侠世界的功和能

乾坤大挪移的物理原理


物理学将单个物体受力之后的动量变化程度叫做“冲量”,冲量既可以反映动量的变化量,又可以反映作用力在时间上的累积效应



话说《倚天屠龙记》第二十七回,六大派高手被赵敏困在万安寺塔,大火烧起,众高手只能逃到第十层,再也没地方去了。想施展轻功往下跳,离地已有十丈,无论轻功多么高明的人都得摔死

就在高手们闭眼等死的时候,明教教主张无忌及时赶来了,他站在地面上,朝塔顶众人喊道:“跳下来吧,我接住你们!”

可是谁也不信他的话。为什么呢?离地太高,冲力太大,张无忌根本接不住嘛!


如果他硬撑着去接,那么他的双臂和脊椎将会同时折断


但是张无忌很神奇,他会乾坤大挪移神功,用这门神功接人,不但自己没事儿,众高手也完好无损。


张无忌是怎么做到的呢?

只有一个可能:他延长了动量的变化时间,使跳塔冲量在很长的时间里慢慢转化为零。动量的变化时间越长,冲力就越小,当变化时间趋向无穷大时,冲力就等于零了。冲力等于零以后,只剩下重力起作用,张无忌从高空接人等于在平地抱人,当然没问题。


武侠世界声和光

听风辨器


几乎所有的武林人物都会掌握一门辨别声音的本领,其中最高强的本领叫作“听风辨器”之术:通过声波和气流的微小变化,迅速判断出射向自己的暗器来自何方以及还有多远,再做出合理的应对之策



《笑傲江湖》里,风清扬教令狐冲“独孤九剑”,其中“破箭式”尤其需要听风辨器:“练这一剑时,须得先学听风辨器之术,不但要能以一柄长剑击开敌人发射来的种种暗器,还须借力反打,以敌人射来的暗器反射伤敌。”

而中有一回,令狐冲躲在岩石上不动,左冷禅和林平之就无法分辨出令狐冲的位置。由此可见,听风辨器并不是靠发射和回收超声波来实现的。


那么听风辨器的声学原理到底是什么呢?

应该是“多普勒效应”。

 

何谓多普勒效应?

声波(或光波)会因为声源(或光源)和观测者的相对运动而不断变化。在相对运动的声源前面,声波被压缩,波长变得较短,频率变得较高;在相对运动的声源后面,声波被延伸,波长变得较长,频率变得较低。


凌波微步与量子物理

测不准定理


速度和位置,在量子物理学中属于“共轭量”,意思是不可能同时测准的一对物理量。

 

到底是什么原因呢?

德国物理学家海森堡(Heisenberg)给出了解释:


量子太小了,看不见,摸不着,你想观测到它,只能发射出频率很高、能量很强的光子或者电子,使它们撞击在被测量的量子上面,再根据反弹回来的光子或电子做出判断。如你所愿,光子或电子弹了回来,向你报告量子的位置,但它们报告的只是撞击那一刻的位置,而不是报告那一刻的位置,因为量子遭受撞击,早飞得无影无踪了。如果你想测出量子的速度,道理也是一样,你想测得越准,派遣的光子或电子就得越强,你要测量的量子也就被撞得越远


后人将海森堡总结的这条物理定律称为“测不准定理”,又叫不确定性原理”。



《天龙八部》主人公之一段誉擅使一种名为“凌波微步”的奇门武功,这门武功可以看作是对测不准定理的宏观表述

保定帝、段正淳、玉虚散人、高昪泰四人齐声喝道:“小心!”却见段誉左踏一步,右跨一步,轻飘飘地已转到了南海鳄神背后,伸手在他秃顶上拍了一掌。

南海鳄神为了打到段誉,必须准确知道段誉的位置和速度,当他看清段誉的位置时,段誉已经改变了速度;当他看清段誉的速度时,段誉已经改变了位置。也不可能同时测准位置和速度,故此永远打不到段誉。



图源网络,部分文字整理自《武侠物理》


物理学、化学不只是考试的工具,而是很有意思的。


由武侠入门数理化,从学渣到学霸。

这从来不是高分捷径,也不会画考试重点,但或许多了份兴趣,枯燥立马变有趣,学习欢迎你!


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