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物理定律助你七夕「科学表白」,谁说天下有情人终将分手

2018-08-17 14:05 Patwf&Cloudiiink

据说今天又是情人节,混沌君从中科院物理所薅来一篇「七夕科学表白指南」(一看就是高智商出品的“正经货”有木有)


作者从牛顿力学开始,由浅到深,依次从力学、热力学、量子力学的角度重点分析了两个问题


为什么你会是单身?
如何运用物理知识找到爱情、成功脱单?


喂喂都醒醒醒醒,绝地岛、王者峡谷已经人满为患,正在或打算去追求另一半的胖友们,物理学高材生传授独门脱单秘笈啦。


拿去不谢!


作者 | Patwf&Cloudiiink

来源 | 中科院物理所(ID:cas-iop)



1

人也有惯性


在开始本篇内容之前,我们先一起来回顾一下非常重要的两个力学定律。



牛顿第一定律

物体在不受力或者所受合力为0时将保持静止或匀速直线运动

牛顿第二定律

物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。


牛顿第一定律即惯性定律,它告诉我们物体具有保持自身运动不变的特性。一个物体的质量越大,则其惯性就越大,想改变它的运动状态就越难。人也有“惯性”,行为方面的被称为习惯,思维方面则被称为定式。


“人类是被一种力量驱赶着的物质,因此,在力学领域里主宰运动的一般法则,也适用于人类。”


结合牛顿第一定律与牛顿第二定律可以解释一个问题——为什么有的人会单身很久?


一个单身的人如果保持自己的 style 不变,且没有受到外部的作用力,那么依据牛顿第一定律,他将一直保持单身。


单身越久,就会越习惯一个人,即惯性越来越大。


因此想改变就越来越难,进而陷入一个死循环。其实我们身边这类人还挺多的,常见的症状有:


“我一个人挺好的啊~”、“女/男朋友是什么,能吃吗?”


《生活大爆炸》


当然,他们只是不想去求解人生这个方程的爱情解了。一个问题一时半会解不出来,或是进行几次试探求解都失败了,又或是你完全把这个解放弃了,并不能证明这个解就不存在。甚至有些时候,证明解不存在甚至比求解本身还要难。


想脱单不容易,但并不是不能脱单。牛顿第二定律告诉我们,物体在合外力的作用下会产生加速度。只要施力的时间足够长,速度就会发生显著的改变。现在的你马上就想行动起来了?别急。


一个现实中的牛顿第三定律例子


牛顿第三定律

相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。


当你在追求对方的时候,对方往往会产生反作用,其实心里是有点小拒绝的。这时如果你逼的太紧,给对方太大的压力,那么对方的反作用力就会把你推开,你的追求宣告GG。


这也是一扇有机关的门,特别皮的那种


所以牛顿第三定律揭示了一条黄金法则——虽然牛顿第二定律说我们的前途是光明幸福的,但是追求爱情的道路是磕磕绊绊充满曲折的!


爱情的发展有很多个阶段,在初期它像是伸出又收回的手,而你心上人的心扉像是一扇有机关的门,只用蛮力可能不但推不开反而会让门彻底坏掉,再也打不开。



2

恋爱要让两个人一样热



能量守恒定律

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体,而且能量的形式也可以互相转换。


喜欢一个人,就想对 Ta 付出为 Ta 好,听起来就像是你向另一个系统传递能量。虽然能量的总量不变,但是不同类型的能量其“价值”不同,功可以全部转化为热,但是热不能全部转化为功。所以,当你给外界传递能量的时候,要选择合适的方式。



喜欢就买,不行就分

多喝热水,重启试试


比如,一杯热水确实是强有力的功能性道具,但是有时女生并不想听你说“多喝热水”。一些感动对方的行为如果不得当,则往往只会感动自己,适得其反。



陷入爱情的人相比于内心毫无波澜的人来说要温热许多,你喜欢对方,对 Ta 各种热情,而 Ta 在初期可能对你比较冷淡,因此你需要去温暖Ta的心,让 Ta 和你一起热起来,然后进入热恋状态。从热力学的角度来分析,喜欢一个人→追求一个人→两个人在一起是一个热传导的过程,可以用一个简单的模型来分析讨论。




左边红色的是一个温度为 T1 的高温方块,右边灰色的是一个温度为 T2 的低温方块,中间蓝色的是可以导热的介质。此时中间蓝色的介质是什么温度?毫无疑问,它将处于 T1 和 T2 之间,因此红色方块得先加热介质,而后介质才能够加热灰色方块。此时蓝色的介质其温度并不是均匀的,而是有一定的梯度,即温度从左往右由 T1 降至 T2 


从能量利用率的角度来分析,这一过程显然是不经济的,最快的加热方案应该是这样的:



这就是说,当你追求某个人时,虽然需要对Ta身边的各种同学、朋友花点心思,但追求不应该曲线救国,而应该单刀直入,拿出你的魄力来。有什么话想说给对方,有什么礼物想送给对方,就自己直接说直接送,不要中间隔好几个人。没有中间商赚差价则卖家可以多买钱,买家可以少花钱。


此处敲黑板划个重点:如果要表白,最好当面和对方说,千万不要找第三个人来转述!



热力学第二定律告诉我们,孤立系统的熵永不减少,系统总是趋于熵增、自由能减小,就比如不去收拾的屋子总会越来越乱,放在包里的耳机线每次都会缠绕的比情字还难解。


这就是说,在你追求另一半的时候你必须把你的系统开放,要和外界进行各种物质、能量、信息交换。如果只是闷头在揣摩对方的心思,从对方一点轻微的举动来分析对方喜不喜欢自己,就像是熵不断增大的孤立系统,你陷入了情绪的旋涡。所以暗恋让人痛苦,喜欢 Ta,就不要憋着藏起来生怕被对方发现,没有人有理由去讨厌一个喜欢自己、欣赏自己的人。



3

波粒二象性与人的多面性


到底是波动还是粒子?


当我们在讨论光电效应的时候,光子是粒子性的一份一份的;而当我们讨论光的干涉衍射时,光子却是波动性的。也就是说同样一个物体,如果我们站在不同角度去研究它,会显露出来不同的特性。有点像酒的色、香、味都是它所具有的属性,用不同的方式去“探测”它、做不同的实验,会得到它不同方面的属性。


你所喜欢的那个人,既有成熟的一面,又有幼稚的一面;既有阳光的时候,又有阴暗的时候。就像是不可分割的波粒二象性。



也许,Ta 看起来很冰冷,天凉的时候却不拉上衣服的拉链,细雨纷纷时没有打伞却不慌不忙。


也许,Ta 看起来很温热,因为你从没见 Ta 沮丧过,无论何时遇到 Ta,Ta 都会对你微笑。


也许,Ta 看起来很深邃、很成熟,总喜欢思考一些深奥的问题,总有和别人不一样的独到的见解。


也许,Ta 看起来很幼稚,一杯奶茶、一个棒棒糖,就能让 Ta 开心地像个孩子。


你所喜欢的那个人,也许是在震动的晶格里穿梭,时而把自己隐藏在电子云中;也许是在绕着理想的原子核旋转保持着希望与憧憬的角动量守恒。但从你喜欢上 Ta 的那刻起,Ta就成了你心里的自由电子——到处都能找到 Ta 。而你想要的则是为 Ta 建立起谐振子势,成为 Ta 的平衡中心。




4

建立方程,确定目标


你所处的环境、你长久以来所形成的思想与人格,以及你所遇到的那个人,也许这三者当中的每一个都能够找到相似的,但是三者结合起来,便不可替代。对的时间、对的地点、遇到了对的人,这三者加起来,才叫缘分。


就像定态薛定谔方程虽然都是



但是势场 V 的形式不同,它的解便大不相同。


所以如果你真的喜欢 Ta,就别采取别人告诉你方法、套路去对付那个你生命中独一无二的“势场”。你应该做的是发自内心想去了解对方,想走进对方的世界。




求解一个方程,当然要多观察方程的特征,定性了解方程解的性质。同理,你想追求Ta,不仅要多方面的去了解对方,更要了解自己。你需要去了解对方的兴趣与爱好,但也不能忽略了自己本来就已经具备了的长处与优点。


若你一开始就喜欢上了错的人,在求解方程最开始的时候就猜错了解的形式,那你的努力都会付诸东流。有时候,合适的人也很重要


“北京的雨还在下,地铁口卖煎饼的阿姨身边的母猫生了孩子,隔壁公寓家的孩子昨晚练的钢琴曲不再磕磕绊绊了,你还是不爱我”

By 我的同学小刘



5

测量那猜不透的心思


物理不仅有理论,还有实验。


量子计算机的计算离不开这些处于 0 和 1 叠加态的量子比特


就像你遇到了一位陌生的、令你心动的 Ta,你对 Ta 的了解并不多,可能你们并没有说过话,可能你们只是互相看了一眼,更或许对方都没有注意到你,但你想去要对方的微信号。此时对方就处于给与不给你微信号的“叠加态”,你一点都猜不透 Ta 的心思,你不知道 Ta 到底会不会答应你。


我们知道,量子体系在探测之后会坍缩到某一个本征态。比如一直可怜的薛定谔猫,在你打开匣子之前猫可能是死的也可能是活的,但在你打开匣子后发现猫死了,你再把匣子关上、打开多少次,猫都只可能是死的。



薛定谔的喵喵喵


常人言“见光死”还是有一定理论依据的,所以,千万不要轻易地表白!


一旦系统坍缩到某一本征态,重复测量同一个值是不能让它变为另一个态的。对方开始或许可能还有点喜欢你,但是你搞了一出很不适宜的强行表白,并且被对方拒绝了,那么对方就会开始给你架起防备和晶体,严重的话可能朋友都没得做。


当然,实验会有误差,粒子可以隧穿,量子态还能随着时间演化,如果你真的爱 Ta,请不要放弃任何可能与希望。



6

量子跃迁与心动荧光


荧光分子跃迁能谱图


当光照射到荧光分子上时,如果光子能量满足两个能级之间的能量差时,外层处于基态的电子会吸收光子能量,跃迁到激发态。处于激发态的电子是不稳定的,会回迁到基态,在回迁的过程中就会放出荧光。



X


此 MAC 非彼 mac……


细心的读者一定注意到了,每一个S的能级都有很多个不同的振动能级,因此对于能量的吸收与释放并不是固定值,而是有一定的分布。这就好比个人的心动点,比如女朋友喜欢 MAC 而你送了 YSL,虽然并不严格满足要求,不过问题不大。但是如果你送了某宝几块钱一支的口红,你就摊上事了。


要强调的是,如果你一直拿激光照荧光分子,它是可能光漂白的!也就是说你不能只简单地送一样的东西,偶尔还要换换花样。


共振能量转移中的受体和供体


再来说一说荧光分子里的共振能量转移。


当两个荧光染料离的很近时,一个充当供体,另一个便充当了受体,供体会将能量传递给受体。也就是说当你照射供体时,供体传递的能量会使得没有受到激发光照射的受体也发出荧光。敲黑板了划重点了!供体与受体能量传递的效率与它们之间距离的六次方成反比。距离太远,你就接收不到你对象发给你的信号啦。




7

相遇的不确定性


其实面对人这么复杂的系统,人与人之间多种多样的喜怒哀乐实在难以用数学来描述。这样对初值高度依赖的混沌系统里,我们的一切都有着太多的可能性。


混沌系统里的奇异吸引子


你可能永远也不知道你回头的一个小眼神在 Ta 的内心里掀起了多大的风暴?


你或许也不知道今天早上意外落在地铁上的那本书,将会成就怎样的因缘?


你的那个 Ta 其实在任何地方都可能出现,也许惊喜就在下一刻,就在一次转身回眸,你终将遇到那个人!




8

写在最后


最后的最后,敲黑板划一个重点,也是最最最最最重要的一个重点!


理论的成立需要满足特定的条件,方法可不可以用要看具体情况,一个人能不能脱单,最重要的因素并不是他掌握了多少套路,而是……两个字,你们自己猜!



*本文转载自中科院物理所微信公众号(cas-iop),欢迎转发到朋友圈,转载请联系原作者。


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混沌君准备好了活捉学霸


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同样可以用来了解自己和你的TA噢

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