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Recent Articles

31
Jan

辛普森悖论:诡异的男女比例

作者: physixfan

大学的男女比例问题一直是广大宅男同胞所关心的重大问题,也是高中同学聚会时必然谈起的话题,对于选择大学来说,这也是一项重要指标~..

一天,我拿出两个大学(P大和T大)的统计数据开始研究。“物理学院,P大男女比例大于T大;数学科学学院,P大男女比例又是大于T大…哇,怎么所有专业P大的男女比例都高于T大啊…那还犹豫什么呢,我肯定报T大了!”正当我刚刚心意已定的时候,突然看到了统计数据的最后一行:P大的总体男女比例低于T大!“什么?!有没有搞错?怎么可能P大的所有专业男女比例都高于T大,但是整体男女比例却低于T大了呢?!肯定是哪里算错了吧…”于是我拿出计算器狂敲,却发现没有任何一个计算错了的数据,这种情况真的可能发生吗?

多说无益,请看下面编造出来的一份男女比例数据:(其中假设两所大学都只有物院和外院两个专业)

物院的数据:

男生人数 女生人数 男:女
P大 45 8 5.6:1(大)
T大 101 51 2.0:1

外院的数据:

男生人数 女生人数 男:女
P大 50 201 0.25:1(大)
T大 9 92 0.10:1

学校整体数据(即上述两个专业人数之和):

男生人数 女生人数 男:女
P大 95 209 0.45:1
T大 110 143 0.77:1(大!)

数据可不会是骗人的,不信可以自己动手验算一下,真的出现了这种违背常理的情况!这种现象被称为“辛普森悖论”,虽然这么叫,但其实这不是个真正的悖论,它内部没有包含逻辑上的矛盾,只是违背了人们的常理。…

20
Jan

生命与负熵

作者: physixfan

热力学第二定律说道:在孤立热力学系统中,系统的熵永不减少。熵是用来表征系统混乱程度的物理量,因此这条定律实际上是在说,孤立系统的混乱程度永远是在增加的。直到达到热平衡,系统的熵达到了极大值,系统状态将不再改变,归于沉寂。“落叶永离,覆水难收;欲死灰之复燃,艰乎其力;愿破镜之重圆,冀也无端;人生易老,返老还童只是幻想;生米煮成熟饭,无可挽回。”【1】无数自然现象,无不印证着熵增原理的正确性。

然而,生命现象却似乎是个例外。生命是一种总是维持低熵的奇迹。一个生命,在它活着的时候,总是保持着一种高度有序的状态,各个器官各个细胞的运作井井有条。它并不会立即达到一种类似热力学平衡的不再活动的状态,相反,生物能够主动“做某些事情”、运动以及不断与外界进行物质能量交换恰恰是生物区别于普通物体的一个重要因素。而一个生命一旦死去,就会很快被熵增原理的强大威力给收服,很快将趋于热平衡状态,变成一片死寂的一堆极其无序的物质。那么,究竟是什么原因使得生命看似违背了普适的熵增原理呢?

问题的根源就在于,热力学第二定律只是用于“孤立系统”,即与外界没有物质、能量交换的系统。而生命之所以能长时间维持自身处在低熵有序状态,其秘诀正是在于它与外界的物质能量交换,即新陈代谢。

我们要搞清楚的是,新陈代谢的目的本质并不是交换物质。构成我们身体的原子,无非就是碳氢氧氮磷硫,和外界的普通原子没有什么区别,仅仅交换原子并不能给生命带来直接好处。

更应该明确的是,新陈代谢的目的本质也不是交换能量。似乎很长一段时间里,人们一直把吃饭喝水看成是单纯的吸收能量,认为生命以能量为生,而且至今大部分没有学过物理学的人也是这么看待的,人们满足于这样一种简单的理解。但是,“其实这非常荒唐,因为一个成年有机体所含的能量跟所含的物质一样,都是固定不变的。既然体内一个卡路里跟体外一个卡路里的价值是一样的,那么,确实不能理解单纯的能量交换究竟有什么用处。”【2】

那么,新陈代谢的本质究竟是什么呢?到底是怎样一种物理过程使得生命得以维持低熵,避免死亡呢?…

17
Jan

复数方法巧解平面几何题

作者: physixfan

快放假了才买到《复分析——可视化方法》这本书,相见恨晚啊,这本神书,如果我能早点读,这学期的复变函数估计就学的不会这么吃力了。。。在这本书开头的地方有一个用复数方法解决平面几何问题的例子,我一看便惊了:这正是我初中时候见到的一道印象极其深刻的平面几何题,曾为它绞尽脑汁也没有想出做法呢,然而这本书就用复数的方法巧妙而自然给解决了~ 贴出来共享一下。

题是这样的:证明,在任意四边形的四条边上各做一个正方形,那么连接相对的正方形中心的线段互相垂直并且等长。示意图如下。

geometry

27
Dec

我的人人网状态(之一)

作者: physixfan

•一个东西美不美 跟相互作用的手段是有关的…如果你是个伽马射线探测仪 再美的秋叶在你眼中都是透明的…

•幸好听不见,低于20HZ的声音,不然这个世界,我哪里找安宁;幸好超过780nm,就不再光明,不然我该如何睁开,凝望夜空的眼睛?这个宇宙,就是答案。(转载同学的)

•如果哪天有个永生的外星人来到地球 发现地球上的人类居然只能活最多也就1百年 总有一天会死去 而且更为残酷的是人类自己也都知道这一点 它会不会觉得人类很不可思议.. 它会不会无法理解 人类居然也可能活的很快乐…

•跟wsmlby神牛讨论了一下马克思主义原理的问题..然后得出结论:要想实现共产主义 唯一的途径是 人类不能以实体形式存在 必须通过某种方式把意识导入到Matrix里面 然后永生并且无法繁殖…

•机器和人到底本质区别在哪里?之前看到的一个说法是哥德尔不完备性定理会限制机器对事物的判断 现在经高人指点发现其实这个说法也不对。。。那么难道就没有一个严格的标准可以区分机器和人吗。。?(现在想明白了一点 确实没有…)

•人生就像无穷级数 所追求的理想/人就像被展开的那个函数…一般情况下 只要不断努力 总会无限接近它/她…但是人生的悲剧就在于 很可能在你无限地趋于自己的极限的时候 才猛然发现 自己的级数和根本就不收敛于你追求的那个被展开的函数……

•大家都知道笔尖下算出海王星的故事…;但是…

27
Dec

如何在家中制造核爆

作者: physixfan

警告:本文将用图片的形式,生动形象地教你如何在家中制作原子弹爆炸的景象,并且如何安全拍摄。效果如图:

这是我们近代物理课上老师教给我们的方法,现在泄密给大家,保证大家跟着本文看下去一定可以学会,其实并非大家想象的那么困难……

8
Dec

谣言粉碎机:粉笔摔倒地上会摔成几段?

作者: physixfan

昨天晚上宿舍夜聊的时候,dcr神牛说起了这样一件事实:一个粉笔掉到地上,无论它是以怎样的初始状态开始运动的,最后掉到地上,只要它摔断了,就一定是断成3段(而不是2段或者别的几段)。。。我当时听了之后世界观就崩溃了,怎么会是这样呢?要是说摔成2段就罢了,还可以理解,这个3段是怎么出来的。。。后来我在人人网上发状态,好多同学跟帖说,他们的高中老师或者力学老师也讲过这样一个事实。。。我当时就在奇怪,为什么哥活了20+年了,这样一个简单而又有趣的事实我就从来没有注意到过呢。。。

鉴于没有学过材料力学之类的课程,理论分析可能会不给力,所以我决定先做实验验证一下这个事实,然后通过实验现象思考一下原因。(结果今天白天给忘了,到了晚上才想起来,于是实验材料就只能是cz神牛从教学楼带回来的10跟粉笔。。。)

今天的实验结果如下:

如果粉笔从刚刚能摔断的高度下落,那么粉笔其实是摔成2段的。。。两段并不一样长,短的那段大概只有粉笔原长的1/4左右。。。至此,我相信谣言已经破解了。。。囧。。。

接下来的实验,是从更高一点的高度让它下落,如果从站直并且手臂平伸的高度下落的话,粉笔确实会摔成3段。这大概就是这条流言的起源吧,认为人一般来说都是从自己比较舒服的姿势去扔粉笔,然后这个高度范围恰好是让它断成三段的情况。。。

然后再次提升高度,…