人走路时为什么要甩手——角动量守恒
作者: physixfan大家也许小时候都有过一个疑问:人们走路的时候为什么要甩手呢?为什么如果走顺拐了会感觉特别别扭呢?一个很常见的解释是,为了保持身体平衡..这种解释了和没解释没什么区别的答案是永远正确的,但问题是具体甩手是怎么保持身体平衡的?
为了讲清楚这个现象,需要先引入一个叫角动量的概念。(本文中所研究的现象只涉及绕轴的旋转,因此在这里就引入一个角动量的简化版本的定义好了。)对于一个质量为m质点:先随便找一条直线作为参考轴,设被研究的质点到这条轴的距离为r,如果质点垂直于r方向的速度为v,那么这个质点(相对于参考轴)的角动量则为L=rmv。如果被研究的物体不是质点,例如是一只人类,那么她整个的角动量是她身上所有质点的角动量之和。
定义了角动量之后,可以通过简单的推导立刻推出一个非常牛逼的性质,角动量定理:物体的角动量变化率等于它所受的外力矩。(大家应该记得力矩是什么吧..就是r乘以垂直于r方向的力。)于是乎,倘若系统没有外力矩作用,那么角动量就华丽丽的守恒了:此即为传说中的角动量守恒!这种情况是十分多见的:例如一个旋转着的陀螺,为什么它不会很容易倒下呢?原因就在于角动量守恒:就选取陀螺的转轴为参考轴,那它就是不受外力矩的,因此它的角动量守恒,因此在理想情况下它将一直转下去。大家还记得动量p可以写成p=mv吧,于是角动量L就等于r×p。因此角动量守恒就可以被称之为rp守恒~!(这只是非官方叫法,莫当真。。。)
角动量守恒与能量守恒、动量守恒这三个守恒定律,是这个宇宙中最基本最牢不可破的三条定律,它们都是我们宇宙基本时空性质的反应。根据理论力学中的一个深刻的定理——诺特尔定理:能量守恒等价于时间平移对称性,即物理定律并不随着时间的流逝而发生改变;动量守恒等价于空间平移对称性,即物理定律并不随着空间地点的改变而改变;角动量守恒则等价于空间各向同性,即物理定律并不随着空间朝向的改变而改变。
回到本文一开始的问题上来。…
那些神一样的论文
作者: physixfanNo.1 神正文
《一例“写作障碍”病的失败自疗报告》
嗯,就是这样。
论文原址:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1311997/
reviewer的耀眼评议:“仔细用柠檬汁和X光检测这篇论文后本人木有发现任何问题,建议无需评议光速发表。……读这篇论文真是享受。”
还tmd有8次引用!!!
No.2 神摘要
我的人人网状态(之三)
作者: physixfan•冯诺伊曼说,如果你不觉得数学很简单,那是因为你不知道生活有多复杂;我说,如果你不觉得物理很易懂,那是因为你不知道女生的想法有多么难以理解……
•人凭什么认为自己有主观能动性?导致一个系统不能被准确预测的原因大概只有两个吧 一是混沌 二是量子层面上的不确定性..而这二者造成的结果都是随机的啊!人的所谓主观能动性从何而来呢?
•我越来越倾向于这样一种观点:人们所以为的主观能动性或者说选择的自由 其实只是一种假象。。它其实等于基因+过去的经历的总和+物理定律固有的随机性。。而这三者没有任何一条是可以人为改变的。。。
•数学家已经证明过“如果我们有自由意志,那么亚原子粒子也有”?!求解释!!!
•从上大学的那一刻起 我就基本与她分道扬镳了 但是今天又见到了她无与伦比的美 让我恍然意识到 其实在心底她还是牢牢占据着那个位置的…可她实在太高贵 高攀不起 我只能选择默默地远远的欣赏……她就是纯数学……
•如果我是一个夸克或者电子什么的就好了 就再也不用担心韶光易逝人生易老了……/*其实这句话的意思是基本粒子有时间反演对称性 而宏观体系则不具备..*/
•“我不相信时空是11维的(超弦理论) 因为11维的拓扑结构太简单了……最精秒最复杂的拓扑结构就在4维里 我不相信上帝创造世界的时候会选择个拓扑结构那么简单的维数……”——古今数学思想
•个人认为 以后应该把数论﹑广义相对论﹑量子场论等作为所有地球公民的必修课 而且为了学懂这些课应该先学会相应的先修课程……这样之后差不多就具备基本的科学素养了……………
献给业余数学之王:澄清对费马原理的误解
作者: physixfan2011年8月17日,是费马(Pierre de Fermat)诞辰410周年。今天, 谷歌推出新涂鸦——费马大定理以纪念这位最专业的业余数学家。
除了费马大定理,相信大家也一定都听说过费马原理。它通常被表述为过空间中两定点的光,实际路径总是光程(或者时间)最短。费马原理是一条十分令人着迷的原理,从它可以推导出光的直线传播定律、反射定律和折射定律,几乎包含了几何光学的全部内容。然而,对于这个原理,很多人都存在着或多或少的误解,这是由于费马原理表述有误造成的。在今天这个有纪念意义的日子里,本文就来一一澄清。
首先说明一点,在费马原理的表述中,光程和光传播所用的时间是等效的,因为这两个量之比就是真空中的光速c。所以本文中后面只说光程而不说时间。
百度百科的不靠谱说法
不妨先看看 百度百科 给出的费马原理的定义:光波在两点之间传递时,自动选取费时最少的路径。这是一种很常见的错误表述,只要看下面这个平面镜反射的例子就知道了。
从A发出的光线,经过平面镜的反射到达B点,这条光线必然是可以真实存在的。可是这是光程最短的路径吗?显然不是,从A发出直接到达B的光线光程更短。所以使用“最小”一词是绝对错误的,费马原理其实是个局域性的原理,所有诸如最小的词均应当替换为极小。只要光程取极小值,无论是否是最小,它都是真实存在的光线。
用“极小值”表述正确吗
…盘点数学里十大不需要语言的证明
作者: physixfan0. 勾股定理&余弦定理
这个大家小学就学过的古老定理,有着无数传奇故事。我可以很随意的写出她的10个不同的证明方法。而路明思(Elisha Scott Loomis)在 《毕达哥拉斯命题》( Pythagorean Proposition)提到这个定理的证明方式居然有367种之多,实在让人惊讶。这里给出一个不需要语言的证明方法。
实际上勾股定理是余弦定理的一种特殊情况,而余弦定理的证明,同样可以不用语言。
1. 关于反正切的恒等式
…IE浏览器用户智商低? Meme理论的伟大胜利
作者: physixfan今天方舟子的一条微博引发了我的兴趣:“调查结果表明IE使用者的平均智商明显低于其他浏览器使用者。可能是因为智商低的人较不愿更新、改变浏览器。http://t.cn/aYPoqN” 微博里的链接正是发布这个调查结果的论文原文,写的非常正规、非常让人信服。
然而,这个调查报告发布者本人,却在几天之后在其网站上自己发布了澄清消息,标题就是《IE浏览器调查其实只是个恶作剧》,之后他又发了文章《这个恶作剧是如何开始及传播的》。。。也就是说其实这个调查根本就不存在,他只是自己捏造了这样一个调查报告出来!
可是就是这样一个论文却引起了广泛的反响,BBC\CNN\新华网\凤凰网等很多很多有影响力的媒体,都针对这篇论文做了报道及严肃讨论。就连我一向十分敬重、怀疑精神非常牛逼的方舟子居然都中枪了…还好他发了这条微博之后立刻就又发了辟谣贴。。。(话说,这则谣言真的很难被考据癖给戳穿 因为为了造谣传谣作者自己注册了网站 并且写了一篇十分正规的学术论文…)…