小時候,每天幻想著窗外飛來一隻叼著錄取通知書的貓頭鷹,騎著掃把上學,看一場魁地奇比賽,再陪著哈利波特戰勝伏地魔……
《哈利波特》給小時候的我們種下了魔法的種子,手中的魔法棒就是愛與和平的象徵。長大之後,重看《哈利波特》,除了更愛「永遠的教授」斯內普之外,我還發現了很多「扯淡」的物理知識。
《哈利波特》的第一部中,姨夫帶著一家人來到了動物園,小哈利意外地發現自己能與蟒蛇對話,還能讓關住蟒蛇的玻璃消失。
物體能憑空消失嗎?
答案當然是不能的。在初中就學習到的「能量守恆定律」已經證實,宇宙中任何物質和能量不可能憑空出現,也不可能憑空消失。
但是,如果你把「消失」理解成「人眼看不見」。那麼,科學家會告訴你,物理真的會憑空消失。
比如說,燃燒的汽油。最後我們什麼都看不到,但物質並沒有消失,只不過是中的碳和氫原子和空氣中的氧氣結合成了水蒸氣和二氧化碳。
霍格沃茨「搞事」三人組不知道拿隱身衣做了多少件壞事,去圖書館看禁書,去學校禁區,偷偷去見海格……
可是長大了才知道,隱身衣背後的科學原理有多複雜。目前還沒有一件能「騙」得了可見光的隱身衣。
2006年的英國,英國倫敦帝國學院科學家潘德利(J.B.Pendry)教授及蘇格蘭聖安德魯大學物理學家奧哈茨等人在《科學》雜誌上發表文章,提出他們所構想的隱身衣基礎理論。
他們認為,我們可以改造隱身衣材料表面的折射率,使它既不反射也不吸收電磁波,從而使電磁波繞過被隱身的區域,物體就完全隱形了。
日後,這句話被視為隱形技術研究的奠基理論。
僅僅四個月之後,美國杜克大學的史密斯教授小組與潘德利教授合作,使用銅金屬與玻璃纖維製造出了一卷甜甜圈似的圓環隱身材料。
隨後,科學家們相繼研究出可見光波段的生物隱形器件、貓咪肉眼不可見的隱身衣。
目前,所有的隱身衣技術都還在概念階段,並未投入實踐運用。
小時候,誰不想要哈利波特手中的魔法棒。魔棒一指,就有神奇的事情發生,潭水立馬結冰、亂糟糟的房間立馬整潔、散落一地的紙張裝訂成本書,還能破鏡重圓。
而這些魔法的奧秘就在一個字「熵」。
什麼是熵?熵是度量系統的混亂度。比如,兩個裝滿空氣的箱子。一個箱子中的分子聚集在箱子的一角,另一個則遍布在箱子的每個角落。顯然,分子聚集在箱子的一角更為序。換句話說,熵值比較小。反之,另外一個箱子的熵值更大。
那麼,從無序變為有序,從熵大將為熵小,是可以實現的嗎?答案是:基本上不可能。因為違反了物理學定律。
比如,魔棒將潭水變成冰。本來潭水的溫度跟空氣一致,想讓它變成冰,周圍的空氣就要吸收它的熱量。結果就是,空氣溫度升高,潭水溫度降低。這就意味著,熱量要從溫度低向溫度高傳導,而這完全違反了熱力學第二定律。