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我们就像狗子一样,拿到个啥,都把它拆得七七八八

2019-08-17 16:43 作者:二次元的中科院物理所  | 我要投稿

正所谓

有狗狗的人能遛狗,没狗狗的人云吸狗」


表情来自 weibo@小肥柴小肥柴

现代的网络的使用越来越便利,网速也越来越快,与之相伴,也涌现了越来越多新业务,比如云吸猫 / 狗。对于小编这种没有养狗狗的条件,又十分喜爱狗狗的人来说,在网上关注宠物博主,吸一吸虚拟的汪星人,假装就像自己养的

真实的养狗生活肯定不如网上那么美好,毕竟你也不确定它今天是不是又拆家了。

刚拆完家的哈士奇,面对「采访」的镜头十分羞涩 图片来自网络

破坏还是创造,几乎是这个宇宙最永恒的辩题之一。不知道大家有没有听说过无限猴子定理Infinite monkey theorem)[1],一只猴子在键盘上随机地敲打字符,终有一天它可以打出莎士比亚的著作。而熟悉热力学的朋友则会说,对于孤立系统,熵只增不减,无序和破坏才是最终的答案。

如果不去说这些有点玄乎的东西,其实不止活力无处发泄的狗狗喜欢「拆」,我们人类自己其实对「拆」这件事情,也是有所偏爱。   

早些年的时候一款很火的游戏,游戏目标就是用一颗颗射出的钢球打碎沿途中各种形状的玻璃制品,图片来自网络

大概「得不到的永远在骚动,被偏爱的有恃无恐」。这种被压抑的欲望,往往会在很奇怪的地方体现出来。比如网上经常可以见到,「捏泡泡纸为什么特别解压?」「为什么捏方便面可以发泄情绪?」这种话题。每当到了七夕或者情人节的时候,还有单身网友发起众筹,大家一起买光影院里面所有的单号座位,拆散所有看电影的情侣,要让全场「红白相间」

上海:单身网友买光电影院情人节“单座号电影票” [2]

不过云宠物这件事情并不是一个新概念了,大家耳熟能详的数码宝贝动画片里面的第一部动画片,数码宝贝大冒险里面,主角们和他们的数码宝贝其实大概也是类似的关系。他们更是进入到数码宝贝的世界里,帮助他们拯救和保护数码世界。当然这个过程还是免不了一顿拆,甚至负责制作动画的电视台都未能幸免(捂脸)。

数码宝贝中发生在富士电视台的战斗场面,直接就把电视台也给拆了……图片来自〖圣地巡礼〗数码宝贝

爱拆家的科学家

其实拆家这种事情,科学家也真的没少干。关于原子内部结构乃至各种微观粒子的发现和产生,其实就是大写的拆拆拆。不说太遥远的东西,就说在液晶显示器 (LCD) 普及以前,家里面看电视用的显示器都是用的显像管。显像管的工作原理其实并不复杂,通过不断地加热钨丝,随着钨丝温度不断提高,组成物质的原子里面的结合不那么紧密的电子就会被「拆」出来。在外加电场的作用下,电子获得极高的速度,高速撞向荧光屏,从而在显示屏上显示出一个又一个的亮点。

硬核老式显像管电子发射和扫描示意图

上面说的这只是小打小闹的,要说更大规模的拆家事业,还要数大型强子对撞机吧。这个中文名听起来可能会有点拗口,但是说到 LHC,大家也许会更熟悉一些。虽然建造的过程颇多波折,但是自动 2008 年第一次试运行以来,如今已经到了第 11 个年头了。在其巨大的环形超高真空隧道里面奔腾着的是两束朝着相反方向运行的质子束。在一些设计好的探测器所在位置,两束粒子流迎面碰撞,把运行的动能转化为其它的高能粒子。

两束接近光速的质子在探测器中相撞 Credit: YouTube/Particle Fever

当然,物理学家拆家不是为了爽,也不是太多能量没地方花了,只是单纯地因为到目前为止,除了把原子撞得七零八落以外,实在没有办法探索更高能量的粒子和粒子内部更加细微的结构了


把西瓜打碎,就能知道西瓜内部的组成成分是什么了,图片来自 nike@giphy

对于理论物理学家们而言,拆家的最终目的还是为了验证那些看起来十分精巧的理论模型,到底能不能够经受实验的考验。这里我们再来聊一个关于「拆」的事情,只不过这个时候我们要拆的是「次元壁」

额外维示意图,图片来自 columbia.edu

比如在弦论里面,就有理论提出描述我们这个世界,可能需要除了现在已知的四个时空维度以外的其它维度。这个维度也被称为额外维。不过我们的现实生活中明显没有感受到额外维度的存在呀,所以可以合理假设这个维度极其地微小。就像一个窗户玻璃板一样,你从远处看起来的话,它是二维的。但是凑近看以后,才会发现玻璃板其实也有厚度,是三维的。为了破开这层「次元壁」,人们同样需要更高能量的粒子,才能够探测额外维里面的细节。[3]


和拆家联系紧密的炸药奖

看到「别人的世界」里面的建筑,我就想要一组 TNT

在我们讨论怎么「拆」的时候,难免要触及到最有效率的拆家手段 —— explosion ~ 有句话怎么说的来着,爆炸就是艺术啊。现在开山铺路,拆老楼盖新楼,都免不了用上各种高精尖的炸药。当然用炸药的场面也十分的壮观。

在大家耳熟能详的大奖里面,诺贝尔奖应该算是科学领域里面最为出名的奖项之一了。而炸药奖这个昵称,也来自于诺贝尔生前在如何安全地生产和使用******上的贡献。硝酸甘油(Nitroglycerin),即甘油的三硝酸酯,是一种爆炸能力极强的炸药,它其实并不是由诺贝尔所发明,而是在 1847 年由都灵大学的化学家索布雷洛发明。[4] 就像大多数含能物质一样,因为他们的能量高,所以很容易就发生化学反应从而爆炸,所以一般来说都不能受热,撞击,保存的条件非常苛刻。但是这么娇贵的东西,肯定没有办法在工业中大规模使用。

诺贝尔发明了一种使硝酸甘油稳定的方法,至今已发展到数百种配方,但原理都是把硝酸甘油和挥发性低的次级炸药,各类其他配料,粘结剂,填充料等混合在一起,如硝化纤维,硅藻土等等,最终制成了高稳定性、防误爆的******。顺带一提,硝酸甘油也有很好的医疗功效,临床上可以用来治疗心脏衰竭、高血压,也被用来处理及预防心绞痛等,一般认为其具有舒张血管的作用。

三硝基甲苯,也被简称为 TNT,在最开始被合成出来的时候,没牌面到只能去当黄色染料

回到「爆炸」「拆家」这件事情上来,现在更熟悉的连核弹都用其作为爆炸能量计量单位的 TNT (三硝基甲苯),其实和诺贝尔关系不是太大。TNT 最大的优点在于稳定,和硝酸甘油不同,精炼的 TNT 对于摩擦、震动都并不敏感。即使被枪击,也不易爆炸。使用 TNT 需要雷管引爆。在 1863 年德国化学家第一次******* 的时候,甚至因为其太稳定都没法发现其实际上是一种炸药,而仅仅把它当成了一款新型的黄色染料……[5]



面壁者和破壁人

也许是「拆」这个概念太过深入人心,在各种各种的影视作品里面都能见到「拆」的身影。三体里(剧透警告),为了面对近乎无所不知的智子的威胁,人类只能开展面壁计划,仅仅依靠面壁者个人的思维来制定战略,从而对抗三体世界。而与之相对的被称为破壁者。[6]

破壁。图片来自 jsot@giphy

虽然拆一堵墙看上去很容易,但是实际上远没有你想象中的那么简单。大概就像三体里面壁者罗辑,凭借黑暗森林理论最终制衡三体扛起了人类的命运。

事实上,真正的用混凝土浇筑的「壁」强度相当之高,一般来说都可以超过 50MPa,而一个大气压下气压值为 0.1 Mpa。我们就算用铁锤用尽全力去砸那么一下,混凝土基本上都是纹丝不动。现在家庭装修里面,经常出现的「大锤八十,小锤四十」,砸的都是砖墙而非混凝土墙。……当然,对于建筑中的那些重要承重构件,是万万不能挥锤子的。

破壁人」大征集~

看了上面那么多拆拆拆的例子,我猜你已经手痒难耐了,忍不住赶紧去买包干脆面捏捏捏?

告诉你一个小秘密

现在,我们正在征集「破壁人」

你是富有洞见的高校学生、企业家、年轻学者吗

你相信你的想法、研究或项目正在打破壁垒,塑造未来吗?

给你三分钟,撼动全世界!

成为中国「破壁人」的代表,前往德国柏林

在世界科学、商业及政策领军人面前闪亮呈现!

2019 跨界创新世锦赛(中国·北京),即 “Falling Walls Lab BEIJING",是由德国 Falling Walls Foundation 发起,由中科院物理所主办的国际顶尖科创赛事/论坛,Falling Walls Lab 汇集世界新生代科研领袖,被 BBC 誉为 “the brightest minds on the planet",是德国乃至欧洲最高层级的科技创新交流论坛,从 2011 年开始,每年由世界各国顶级学术机构举办本国挑战赛,选拔优胜者赴德国柏林参加 11 月 8 日世界总决赛。今年,中国北京首次获得赛事主办资格。

决赛现场汇集各国科技代表,每年均有欧盟主席及各国政要、企业家参会交流(德国总理默克尔连续多年参会,前任国家自然科学基金委主任杨卫院士 2018 年参会)。

参与方式

8 月 18 日起,登录 falling-walls.com/lab/apply 相继选择 "Asia"、"Beijing",提交个人信息和参赛作品,初赛报名截止时间为北京时间 9 月 20 日 23:59(即线上提交截止时间)。决赛的时间为 9 月 28 日。更多活动细节请见后续推送。

提交内容包括个人简历(CV),展示内容标题 (Breaking the Wall of...),一段简短的介绍,对标题所述问题的解决方案。注意:提交内容需用英语

奖励设置

2019 跨界创新世锦赛(中国·北京)设置奖项如下

  1. 一等奖 1 人将代表中国赴德国柏林参加 11 月 8 日举办的跨界创新实验室世锦赛总决赛(Lab Finale)。

  2. 二等奖 3 人奖金 10000 元人民币,同时将推荐克思普朗克研究所、洪堡大学、慕尼黑大学、斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院等顶级名校相关专业实验室访问机会。

  3. 三等奖 6 人奖金 6000 元人民币,同时将获得阿里巴巴、华为、西门子、空中客车等世界顶级科技公司实习推荐名额。

我们等着你独特的「拆家」方案


* 详细信息以 8 月 18 日 Falling-Walls 官方海报为准

参考内容:

[1] 无限猴子定理 - wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Infinite_monkey_theorem

[2] 上海:单身网友买光电影院情人节“单座号电影票” http://news.ifeng.com/society/2/detail_2014_02/12/33725423_0.shtml

[3] 人类是如何判断四维空间存在的?千年等一回, 知乎 https://www.zhihu.com/question/52219201/answer/144620539

[4] 硝酸甘油 - wikipedia https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A1%9D%E9%85%B8%E7%94%98%E6%B2%B9

[5] TNT - wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/TNT

[6] 三体 II - 黑暗森林, 刘慈欣

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