想不想知道物理学家们看书的方法?用过的都说好
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看书的理想与现实
Ideal And Reality
关于看书,一般来说,我们的希望是这样的
打开书本 → 津津有味 → 看了还想看
然而实际上往往是这样的……
打开书本 → 读了几个字
→ 感觉好累啊 → 玩了起来
今天,我们就来教大家物理学家的看书方式。
力学看书法
Mechanics
自由落体实验
测量书本的质量,体积和书本内文字的密度,估算看书所需的时间以及里面所含内容的多少。
测量其他人阅读该书的面部响应信号以及读后感,来研究该书有趣程度。
为了方便研究书本内容,强烈建议大家的头部在书本的质心参考系保持静止。
友情提示 : 力学看书法感觉有点跟不上时代的发展了,面对电子书有点力不从心。
热力学看书法
Thermodynamics
声音在空气中传播示意图
从热力学的角度来看,书本就是一个巨大的由字符组成的系统,考虑到一般书本的文字数量,我们可以认为它处在热力学极限下。面对这个平衡的复杂体系,我们需要去抽象出合适的特征来描述这样的系统。
对于一本书而言,在阅读前,我们需要关心的特征有语言,这本书是中文还是英文;类型,传记文集教科书还是参考指南;学科,文学数学还是物理学……在阅读后,我们要提炼作者的观点和思路,
其实我们在讨论气体状态的时候就是这么做的,虽然里面有大量的分子,但往往人们只关心知道它的温度,压强和体积。
实际上发展到现在的统计力学,物理学家们可能会和你说
想要这本书里的财宝吗?
想要的话可以全部给你,
去算配分函数吧!
这本书所有的财宝都放在那里了
配分函数(Partition function)是一个平衡态统计物理学中经常应用到的概念,经由计算配分函数可以将微观物理状态与宏观物理量相互联系起来。
电磁学看书法
Electromagnetism
电磁波在空间中传播。电磁波是横波,电场方向与磁场方向相互垂直,又都垂直于传播方向。
电磁力在决定日常生活中大多数物体的内部性质中发挥着主要作用。而光,实际上就是一种电磁波。我们所谓的看书,用电磁学的眼光来看就是分析物体表面的介电函数。光线在照射到书本的纸张表面后,反射回来的光便不尽相同。
对于由极性分子形成的介电质,假设施加外电场于这种介电质,则会出现取向极化现象。
介电函数用来衡量物体在外加电场的作用下,正负电荷中心被拉开,也即极化的作用大小。这个数值并不是固定的,可以随着在物质内的位置而改变,随着电场的频率而改变。甚至它有可能都不是个数,而是一个可以用矩阵表示的二阶张量。
光学看书法
Optics
看一本书,就是让光进入你的眼睛。
首先最重要的一点是成像。现在很多人都近视了,书本或者屏幕反射的光无法通过眼睛内的「透镜」,晶状体正确地在视网膜上成像。所以为了看书,我们需要合适的透镜,让书本的像正确成像。
第二点要求在于光强。虽然你满足了一切成像条件,但是如果你想晚上对着月亮看书,显然那就不太靠谱了。
量子力学看书法
Quantum Mechanics
nyan cat 版薛定谔的猫
用量子力学的观点来看,书本就像一个量子系统。你看书的过程就是在试图了解这个量子系统的本征能谱,系统的能量只能在一些特定的数值中取值。因为这些数值都是固定的,所以并不是什么随随便便的能量都能被系统吸收(不知道为啥小编脑子里突然觉得这个和“爱情不是你想买,想买就能买”好像……)。
光谱示意图
所以看书的时候要选择合适的书,因为有可能书的本征能量差比你能给出的最大的能量还要大。
所以看书的时候要积极地思考,不断地去尝试各种能量看看系统能不能吸收,尽可能地去了解系统都有哪些能级。
一个波包量子隧穿的数值模拟
一个瞎编的小 Tip:都说“书中自有颜如玉,书中自有黄金屋”,量子隧穿告诉我们,只要你看书够久,这些“颜如玉”“黄金屋”全都会蹦到你的脑子里哦。
当然,一个最直白的方法写出系统的哈密顿量,求解定态薛定谔方程。想要这本书里的财宝吗?想要的话可以全部给你,去写哈密顿量吧!这本书所有的财宝都放在那里了
下面是不正经时间
虽然上面也是不正经的
蒙特卡洛看书法
Monte Carlo Method
利用蒙特卡洛方法计算圆周率,我们在正方形内均匀撒点,通过落在圆内的点的数量来计算圆的面积,从而得到圆周率的大小
随机地从书里面抽取文字,只要采样足够多,我们就能知道书里到底在讲啥。
天文看书法
Astronomy
找一个天气合适的晚上,选取合适的望远镜对准远处书本上的文字,分析各个波段上的能量谱。
“天哪这个书上居然一个方块字都没有!”
“哇哦我们发现了一本英文书!”
粒子物理看书法
Particle Physics
欧洲核子中心展示的粒子碰撞模拟
建立模型,然后把看不懂的书全部撕开,试图从产生的碎片里分析原来的书是啥样的。
大家平时都用过什么读书法呢?
在留言区分享一下吧~
编辑:Cloudiiink
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