文/漢青
江湖上流傳著這麼一個段子:
文科生望著漫天落葉感嘆:「葉子的離去,是因為風的追求,還是樹的不挽留。」
理科生白了文科生一眼,說:「那是脫落酸。」
文科生與理科生的「世紀之爭」出現在各種段子裡,兩個群體被潛移默化的貼上刻板的標籤:理科生呆板、生活缺乏情趣,沉浸在公式和數字的封閉世界;而文科生就會死記硬背,不懂舉一反三、邏輯思維……
其實用標籤來割裂兩個群體並不科學,理科生的嚴謹和文科生的浪漫集合在一起,往往能產生意想不到的效果。
比如說最近中科院物理所………的井蓋就靠這個火了。
說起中科院,大家印象中那是一個科學家、院士群英薈萃的地方,研究各種黑科技,物理所那更是高大上了,這井蓋怎麼火了起來,難不成是井蓋成精了?
原來是最近中國科學院物理所給單位裡很多井蓋加上了「塗裝」,畫了很多卡通圖案。
畢竟是中科院的井蓋,總不能畫個「小豬佩奇」吧~
圖片中是四川某高校的井蓋
中科院的井蓋也塗上了卡通圖案,但是每幅圖都代表一個物理學公式,堪稱科學與藝術的完美結合。很多文科生看了以後直不明覺厲,而理科生看了以後往往能會心一笑,表示原來如此。
戰忽局的小夥伴們,光看圖你能猜出幾個來?
蘋果樹下的牛頓(萬有引力)
蘋果樹下坐著一個小人,一個比腦殼還大的「蘋果」砸了下去,估計大家都能猜到,小時候流傳的段子:牛頓被蘋果砸了靈機一動想到「萬有引力定律」,實際上英國皇家學會研究了《牛頓一生回憶錄》手稿,發現牛頓根本沒有被蘋果砸過,不過這個段子已經深入人心了……
通信晶片離了它不行(傅立葉變換)
這個波浪一看就不是普通的波浪,像不像某種信號?正弦曲線可能很多人還記得,但傅立葉變換不是每個專業都能接觸到的,這幅圖有點難度。
實際上傅立葉變換在很多學科中都有著廣泛的應用,最近炒得很熱的「晶片」、「5G網絡」等都和它息息相關:你打電話時候,手機晶片中就有專門進行傅立葉變換的組成部分。
薛丁格的貓(薛丁格方程)
這個圖就有點詭異了,貓咪身體一般是正常的,還有一半成了骷髏架子,象徵著死亡。
能做到「半死不活,又死又活」的喵星人,肯定是薛丁格家的啦,圖中的方程是薛丁格方程。
作為量子力學的奠基人,薛丁格提出了一個著名的思想實驗叫「薛丁格的貓」,藉此來聲動形象的闡釋量子力學的基本原理。
假設把貓咪關在一個密封的盒子裡,盒子裡有一個被放射性原子控制的機關,如果原子核衰變,機關會釋放毒藥,貓咪會死亡;如果原子核沒有衰變,貓咪就還活著。
不打開盒子,觀察者無法確認貓咪是活的還是死的,貓咪處於「又死又活」的疊加態,一直到盒子被打開。
這種現實中看起來匪夷所思的現象在量子力學卻是最基本的原理,由此還衍生出很多科幻作品中關於「平行宇宙」,「蝴蝶效應」的討論。
虐狗模式(泡利不相容原理)
虐完了「薛丁格的貓」,又要開始虐「狗」了。馬上又到「520」了,右邊那隻「單身狗」被左邊的小情侶虐的掩面痛哭……
注意小黃人身上的箭頭,這表示「自旋方向」,學過高中化學的同學可能還記得「泡利不相容原理」,簡單來說就是一個原子軌道上最多可容納兩個電子,而這兩個電子的自旋方向必須相反,對單身狗充滿了敵意……
吸管「彎了」(斯涅爾定理)
這個相對前面兩個要簡單很多,小貓在喝魚缸裡的水。這吸管怎麼進水裡就「彎了」呢?這是生活中很常見的現象——光的折射,圖中是斯涅爾定理。
電磁炮要靠它(麥克斯韋方程)
牛頓把天上的地上的物理學規律統一起來,而另一位英國物理學家麥克斯韋則把光與電磁統一在了一起。
麥克斯韋方程用優雅簡潔的方式刻畫了磁場與電場的關係,圖中表現的是電場與磁場振動方向相互垂直。
飛機上天的秘訣(伯努利方程)
小孩拿著一張紙,輕輕往紙的一邊吹氣,紙的另一邊就會飄起來。
圖中的方程是伯努利方程,學過流體力學和傳熱學的同學應該會有印象。紙張飄起來的原理不就是飛機能翱翔天際的秘訣嗎?
戰機、軍艦、潛艇、汽車的氣動設計都要應用到這個方程。
浮在木頭上蜥蜴(浮力原理)
這是比較直白的一張圖,蜥蜴漂浮在木頭上,代表了浮力,唯一的槽點就是:這玩意怕不是恐龍吧……
艦艇有個很重要的指標叫「排水量」,什麼「萬噸大驅」,「10萬噸核動力航母」都指的是「排水量」,那為啥不說這個船的鐵殼重量呢?
因為船在水裡靠著浮力才不會沉下去,肚子裡面空的可以裝武器彈藥、動力艙室等等,浮力和排水量相關,排水量越大能裝的東西就越多。
核武器的秘密(質能方程)
愛因斯坦提出了非常經典的「質能方程」,小小的質量乘以光速的平方,將爆發出巨大的能量,原子彈為啥那麼厲害,原因就在這。
這個方程是用來解釋核變反應中的質量虧損和計算高能物理中粒子的能量。
迷之問號(不確定性原理)
問號是啥?一臉懵逼中……
搞不懂就對了,看公式就知道,它就是「不確定性原理」,是量子力學中一個很基本的定理。一個微觀粒子,你無法同時測到它的位置和動量,飄忽不定,知道了位置,那它的動量你就測不準了,量子力學中的現象與宏觀世界的規律有太多矛盾之處……
不愧是中科院啊,畫個井蓋都這麼有內涵,書本上的公式、定理、數學圖形都太過枯燥了,用這種趣味的方式解釋科學原理,開動想像力把它們「融入生活」是一個不錯的主意~
圖片來源:中科院物理所