六分钟看完《what if》|牛排从多高掉下来到地上正好能烤熟?

什么样的人可以称得上是神人?我们来看下面几个标准:

1. 上知天文下知地理; 

2. 会写文章; 

3. 会画画; 

4.幽默风趣; 

5. 长得帅。

怎么感觉是在说我呢,哈哈哈。。


好吧,当然不是我。不过,今天我们要介绍的这本书的作者就是这样一位神人。

兰道尔·门罗,前NASA员工,玩转物理、天文、生物、化学、数学各学科知识。2006年成为全职网络漫画家,是美国超热门科普漫画网站xkcd的创立者,被誉为美国“国宝级”科普漫画家。

本书内容就来自他的“What If”科学问答专栏。如果人体内的DNA瞬间消失会怎么样?牛排从多高的地方掉下来正好能烤熟?如果棒球被以0.9倍光速掷出会产生什么后果?他轻松接招粉丝们提出的各种脑洞大开的问题,并配上xkcd风格的火柴人漫画,以机智幽默的方式告诉你,再荒诞的问题都可能有一个科学答案。

本书作为2014年全美最畅销趣味科普书,持续2周上榜美国亚马逊畅销书榜NO.1,入选2014年度最佳图书,并被比尔·盖茨列入了2015年推荐书单。

那么,书中到底都有哪些古怪的问题呢?下面就让我们一起来感受一下作者脑洞大开的世界。

1. 相对论棒球

Q:如果棒球被以0.9倍光速掷出会产生什么后果?

A:答案是——在相当短的时间内,周围的一切都悲剧了。

假设这只是一次普通的投球,但在投手掷出球的那一刻,棒球被魔法加速到了0.9倍光速(魔法君深藏功与名)。从那一刻起,正常的物理规律再度开始发挥作用。

正常情况下,空气会流过运动物体的表面,但现在由于棒球的速度实在太快,棒球前方的空气分子根本没有时间躲开棒球,空气中的氮和氧会与棒球材料中的碳、氢、氮等元素发生聚变反应,释放出一股伽马射线暴和四处飞散的粒子。

这些伽马射线和碎屑会形成一个以投球手为中心不断扩大的气泡,它们会扯碎空气中的分子,把整个球场内的空气变成不断膨胀的等离子泡,并以比棒球更快的速度向击球手飞去。

在棒球被掷出70纳秒后,它来到了本垒板前,由于棒球几乎和光速一样快,此时的击球手可能刚看见棒球被掷出,一脸懵逼。然后等离子云团先撞上球棒,转瞬间击球手、本垒板、裁判和接球手都会被云团夹带着撞上后面的挡球网,同时解体。不过这还不算完,等离子云团会继续前进,将挡球网、双方队伍、看台以及周围的居民区全部吞没,而这一切都将发生在球被投掷出后的第一个毫秒内。

如果你在城市外一个小山丘上观看这场赛事,你会看到一个巨大的火球腾空而起,形成一个蘑菇云。离球场中心大约一两千米范围之内的所有区域都会被移为平地,火焰风暴会吞噬整座城市,而原先那个球场所在地将会留下一个大坑。

最后,根据美国职业棒球大联盟规则,这个球将被判定为“触身球”,击球手将被保送上一垒。

裁判,他这球犯规了……咦?裁判呢?

2、随机伴侣

Q:如果每个人都有且仅有一个知心伴侣,但这个人是随机匹配的,会发生什么?

A:那将是多么可怕的一个噩梦啊!

假设你的知心伴侣在你一出生时就已经确定了,你不知道是谁,也不知道在哪里,但当你们四目相对的时候就会认出彼此。那么问题马上出现了,首先,你的知心伴侣还活着吗?如果我们那位伴侣真的是随机匹配的,那么有90%以上的几率他们已经去世很久了。

这真是太可怕了,不过事实比这更糟,既然我们的伴侣可以是已经死去的人,那么也有可能是将来还没出生的人。所以我们需要假设你的知心伴侣和你生活在同一时代,当然,最好年龄还要只相差几岁。

有了年龄的限制,那么在现今地球上近70亿人口中,可选的伴侣就仅剩下不到5亿人了。我们假设你平均每天都会去看几十个以前从未看到过的陌生人,如果其中有10%的人和你年龄相近,那么一生中你会看到约5万个潜在的伴侣,而所有可能伴侣人数约为5亿人,因而你找到真爱的几率只有万分之一。

这么一来,孤独一生的可能性实在太大,整个社会可能会重新进行组织,尽可能增加眼神交流的机会。比如建造两个巨大的相向运动的传送带,上面各站一排人……

或者使用改良的网络聊天轮盘……

如果每个人每周7天,每天花8小时在这个系统上,并且每次只需几秒钟就能判定看到的人是不是知心伴侣,那么理论上来讲,这套系统能在几十年内帮助所有人找到知心伴侣。

不过现实情况下,许多人都不可能把所有时间都用来寻找伴侣,因此我们之中仍然只会有很少一部分人能找到真爱。在如此之大的压力之下,有些人可能会弄虚作假,随手找一个单身的人假装是一见钟情。他们会结婚,把他们之间的不和隐藏起来,还要努力在朋友和家人面前装出笑脸。

所以,一个充满随机知心伴侣的世界实在孤独得吓人,遇到真爱不易,请珍惜。

3、牛排坠落

Q:从多高处掉下来的牛排才能在掉到地上时正好烤熟?

A:但愿你喜欢匹兹堡生牛排,捡起来吃之前别忘了解冻哦!

从太空中掉回来的物体会变得非常烫手。当它们进入大气层时,位于前方的空气来不及跑开,因而会在物体前方被不断压缩,同时温度也会逐渐升高。那么,牛排从多高的地方掉下来才能正好被烤熟?

牛排从25千米的高度坠落至地面总是需要6~7分钟时间,在这段距离中,空气温度大部分时间都低于冰点,这意味牛排会在温度低于0℃、风力媲美飓风的狂风中待上6~7分钟。所以,就算在下落过程中牛排已经熟了,掉到地面后你还是需要解冻才能食用。

从39千米高度掉下来的牛排应该不会像菲利克斯那样突破音障(跳伞运动员菲利克斯从39千米的高空跳下后,在离地30千米的地方突破了音速),它甚至不会被显著加热。即使突破了音障,牛排应该也不会支离破碎。

想要突破音障,你需要让牛排从50千米的高度落下来,但这仍然不足以把它烤熟。我们需要更高的高度。如果从70千米高度落下,牛排的速度会快到把空气加热到177℃左右。不过这股热空气只会持续不到1分钟,时间太短不足以把牛排烤熟。

接着我们来到了100千米——太空边缘的正式定义。这种情况下,牛排外表面很有肯能会烧焦,但热量很快就会被冰冷的平流层狂风消散掉,因此内部并不会被烤熟。

250千米呢?这个高度已经在低地球轨道的范围里了。在这种情况下,牛排的外表面可能焦得恰到好处。但很不幸,内部仍然是生的,除非在高超音速下猛地颠簸了一下炸成了碎片。

如果从更高的地方落下,牛排前方的激波将会达到数千度,这时牛排的表层会被彻底烤成焦炭。而被烧成焦炭的肉没有多少结构强度,因而会被狂风吹走,使得更深一层的肉被烧焦。但即使在这么高的高度下,牛排所受的高温时间仍然不足以把整块肉从里到外都烤熟。

事实上,我们还可以尝试更高的高度和更快的速度,但当温度达到一定程度后,或者烧蚀的时间长到一定程度后,整块牛排就会慢慢解体。如果大部分牛排能够坚持到最后落到地上,内部仍将会是生的。

匹兹堡的钢铁工人喜欢把牛排摔到刚出炉还在炽热发光的金属表面,把牛排的外层烤熟,但内部仍然保持生的状态。

所以,如果你喜欢匹兹堡生牛排的话,可以从一个亚轨道火箭上把牛排扔下来,并派出一支回收小队把它找回来擦干净,再加热一下,去掉烧焦的部分,然后就可以开吃了。

当然,在本书中类似的问题还有很多,作者脑洞大,而提问者的脑洞更大,因此也就有了许多连作者都不忍回答的问题。

不忍回答的问题合集

Q:向切尔诺贝利反应堆里倒反物质能够阻止它熔毁吗?——A.J.

Q:美国每年有多少幢房子被大火烧毁?让这个数字大幅增长(比如上升15%)最简单的方法是什么?

Q:如果说全球变暖会使温度上升,超级火山爆发会使全球气温下降,那么两个灾害结合在一起是不是就相互抵消了?

Q:如果你把一辈子亲吻的力气都省下来,并且都用到一次亲吻上,那么你能产生多大的吸力?

。。。

Q:如果我被人用刀刺中躯干,有多大的几率刀没有刺到任何器官并且我能活下来?


后话

看到这里,我想你应该已经被这位国宝级漫画家的机智幽默深深折服。那么,这位神人到底长啥样呢?

下面这张图是作者在TED上演讲的照片,只能说真是年轻有为,帅气十足!不过遗憾的是,他已经结。。婚。。了。。

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