那些不明觉厉的物理理论离我们有多近？

梦晨 2024-01-22 14:02:59 来源：量子位

允中 发自 凹非寺
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100多年前，爱因斯坦提出了他最漂亮的广义相对论，描述物质和能量如何弯曲时空，时空弯曲又如何影响宇宙中的物质运动.

100年后，爱因斯坦场方程决定了今天GPS的精准度能达到米量级。

Keep跑步软件、咕咚跑步软件实时记录跑步轨迹，我们每天导航都在使用的GPS定位系统，很多人都无法将它们与爱因斯坦广义相对论做关联。

高坐神殿的物理科学，离我们的生活实际上那么近。而揭开这层面纱的，是一场长达4小时的物理课。

2023年的最后两小时，搜狐张朝阳身着西装手持烟斗致敬爱因斯坦，直播推导广义相对论。

满满5大块公式黑板，在新年钟声敲响前完成推导，用硬核方式探索时间奥秘。张朝阳从广义相对论与时间的原理出发向大众科普了日常生活道理，他以爱因斯坦、史瓦西等科学家的经历出发，探讨解决问题的思维逻辑。“如何缓解时间流逝产生的焦虑”，“一招治愈拖延症”等与时间有关的生活妙招也成为网络热议话题。

“物理网红”和广义相对论的硬核魅力

张朝阳致敬爱因斯坦的“模仿秀”，只进行了20分钟。讲到兴奋处，道具烟斗不知不觉就放下了。转而拿起了粉笔，与最得心应手的搭档在黑板上共同攻克晦涩的物理问题。

4小时课程完全脱稿，他从广义相对论基石“等效原理”出发，解释了加速度和引力在局部区域内的不可区分性，帮助网友理解引力如何被视为时空弯曲的结果。在这基础上，最终顺理成章推出爱因斯坦场方程。

大量的知识干货在极短时间内涌入，没有任何水分，很多网友直呼烧脑。张朝阳表示：“听不懂也没关系，每个人都能感受一下相对论是怎么回事。”

推导完成后离新年还剩十几分钟，他又补充了爱因斯坦场方程的史瓦西解，以及如何从中计算出黑洞这个进阶知识点。整场直播紧张又硬核，演讲以“时间”为题，但实际上更像是一辆通往过去连接未来的“时空列车”。

2021年11月5日，张朝阳“破天荒的第一堂物理课”开播，从经典力学的基础公式推导开始，物理课便成为了与网友相伴的固定课程，目前已经开展了近200期课程直播。在物理课直播间的白板上，物理先驱们一个个伟大而迷人的公式被张朝阳虔诚地反复演算，这种大道至简的魅力不仅感染着他的心中热情，也令无数看客网友折服于物理的神奇。

（张朝阳在物理课中演算过的部分物理公式）

《张朝阳的物理课》还会与时事热点紧密结合。超级月亮、七星连珠等罕见天象现身时，张朝阳向网友科普天象背后的宇宙运行规律；去年电影《奥本海默》上映期间，张朝阳复刻了奥本海默的宽檐礼帽+复古西装形象，以独特有趣的形式科普 “玻恩-奥本海默近似理论”。

1月17日，搭载天舟七号货运飞船在海南文昌成功发射，张朝阳以“物理网红”身份现场观礼火箭发射全程，还实地探访了文昌航天发射场，在涉及齐奥尔科夫斯基公式、轨道方程、霍曼转移、双椭圆转移的物理知识中研算推导解密火箭飞天的科学奥秘。

张朝阳观礼火箭发射的相关话题也相继登上抖音、头条、知乎热榜。

两年多的时间里，张朝阳用上千张餐巾纸的演算引导大家探索物理奥秘，从流体力学到量子力学，小到汤圆大到恒星末日，观微洞真，俯仰天地。兼具硬核科普与生活物理的丰富课堂，深受网友喜爱与认可，直播间等候上课的学生越来越多。作为知识直播IP样本，物理课也带动了科学学习热潮。

基础科学的殿堂触手可及

“物理网红”“硬核科普”是贯穿《张朝阳的物理课》的关键词。他一直强调基础科学的重要性，“学习物理不仅是满足好奇心，工程和日常生活当中有很多方面都有应用。”张朝阳曾在直播课中解析物理原理在医疗设备、汽车、电器等工业领域的应用，比如汽车方向盘转弯、核磁共振成像、紫外光杀菌等。

比如汤圆的馅是非牛顿流体、人体血管中血液的流动与伯努利方程有关、温室效应的形成可以用物理公式推演得出、同温度下铁棍为什么比木棍温度更低、恒星末日可以用钱德拉塞卡演算…… 正如每日都会使用的GPS定位，每夜抬头都能看见的星空，近在咫尺之处都充满了真理与科学。

对于普通人而言，基础科学离我们很远吗？其实不然。生活中万物皆有理。

隔墙有耳、破镜不能重圆、真金不怕火炼、但闻其声不见其人、如坐针毡、纸包住火、冰冻三尺非一日之寒、四两拨千斤……不仅这些朗朗上口的古诗词、耳熟能详的成语中暗藏宇宙，被风扇、菜刀、灯泡、镜子、汽车、彩虹、开水、雷达、电、水等环绕的日常生活也处处关乎物理知识。

为什么一靠近火车会有一种被吸进去的感觉？为何飞机的机翼、船舶靠码头、地铁、火车站台上的那条安全线如此醒目？这是流体力学给予的警示。

如果动作到位，绣花针也可以借助水的表面张力漂浮在水面上。也可以运用凹面镜对光的聚合作用，把一个装满干玉米粒的锡纸盒放置在太阳底下，两个小时后你就会收获炸得到处是的“太阳爆米花”。

怎样不打破鸡蛋去区分是生还是熟？在物理的世界里，可以把熟鸡蛋看成一个刚体，在鸡蛋状刚体旋转时，把鸡蛋横着放使其旋转，它就会自己翻个身，变成竖着转的状态，这样一个简单的生活实验与物理学中的“科里奥利力“有关。

“举重冠军”昆虫为什么能举起比自己重几十倍的物体？但若把昆虫放大，其体重的增长会快于其承受重量的能力。也就是说放大到人类大小的昆虫非但举不起大重量，甚至有可能被自己的体重压垮，这里可以用物理学中的“标度律”进行分析与解释。

有人利用熵增定律来对待房间的卫生问题，有人用x射线衍射分析送给女友的施华洛世奇到底是不是是玻璃，还有老教授运用牛顿第二定律自证无责，为一场意外的交通事故划上完美句号。

基础科学的学习和研究并非科学家和高精尖人才的专利，而是全人类皆需怀揣的求知欲。

正如张朝阳所说，“在象牙塔里很多演算不只是满足人们对于未知世界好奇心，而是距离创造美好生活、解决人类实际生活中存在的问题如此之近。”

去了解生活背后蕴藏的道理，去探索宇宙运行的规律，不仅可以赋能科技创新，还能更好去理解我们存在的世界，发现精彩探索奇妙，应对生活的不确定性。

— 完 —

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