今天才知道,空壳星球的内部是没有重力的

    曾经想过要写一篇科幻小说,讲一种生活在空壳星球内表面的文明,如何发现自己的星球是圆的,如何成功地环游世界一周,又如何发现自己其实是在星球的内表面。今天我长出了一口气,幸好当初没写这样的文章,不然就闹笑话了。今天我才知道,空壳星球内部的人是不能居住在星球的内表面的,因为空壳星球内的任意一点都没有重力。

    这其实并不难理解。虽然脚下的土地离你更近,产生的重力作用更显著,但可惜这部分土地并不多。星球的更多部分将会位于你的头上,但可惜它们又离你太远了,影响也不会太大。近的部分太小,大的部分又太远,这两者很可能是一种平衡的状态。

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视频:Steiner问题的肥皂膜解法

    给定 n 个村庄的位置,要想把他们全部连通,最少需要修建多长的公路?这个问题被称为 Steiner 问题,是由数学家 Jakob Steiner 提出来的。注意,和最小生成树不同的是,公路是可以在中间汇合、分岔的。目前已经知道,Steiner 问题是 NP-hard 的,在规模很大的情况下,不能有效地得出最优解来。

     

    然而,大自然却是无敌的,它可以迅速秒杀这样的难题。由于肥皂膜总会试图让自己的表面积最小,利用肥皂膜实验,我们可以轻易获得 Steiner 问题的解。我在很多书上都看到过肥皂膜实验的方法,不过却从没见过真正的实验视频。今天我终于看到了这样的视频,把它搬进墙来,和大家分享。这个视频也很好地解释了一个普遍存在的误区:说肥皂膜实验一举解决了 NP 问题是不恰当的,因为这个实验只能找到极小值,并不能找到最小值,运气不好的话,实验结果会是失败的。

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44个精彩的物理趣题

    这个 Blog 几乎一直在讲数学趣题,却很少提到物理趣题。其实,我个人觉得,物理也是相当好玩的(我是化学不好才选的文科)。隐约记得初中搞物理竞赛时,曾见过大量让人大呼过瘾的好题。前几天看到了一个绝好的网站,里面有相当多的物理题目,让我激动了好一阵子。我搜集整理了里面的一些好题,加上了我自己的一些补充,在这里和大家分享。不过,由于我的物理实在不怎么样,如果出现什么错误,请大家及时纠正。

    那个网站上的“官方解答”并不见得靠谱,也不知是因为我没有悟到,还是因为它真的不靠谱。不管怎样,我给出的基本上还是它的官方答案。其实,阅读过程中你会发现,答案是次要的,真正有趣的其实是问题本身。

    几乎从没写过物理题目的 Blog ,想要用一篇文章总结物理趣题,因此毫无疑问——这是一篇非常,非常,非常长的文章。建议大家用自己喜欢的方式做个书签,一天看一点。如果觉得还不过瘾,推荐订阅物理大牛 EagleFantasy 的 Blog

    另外,此日志一出,想必又会收到无数邮件,询问我作图用的什么工具的。在此就先回答了——请见 FAQ

    开始吧。

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