点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:《张朝阳的物理课》国庆特别节目开讲,上演近5小时“数学马拉松”
首页> 光明科普云> 科普资讯 > 正文

《张朝阳的物理课》国庆特别节目开讲,上演近5小时“数学马拉松”

来源:光明网2024-10-07 15:44

  “我们今天致敬斯托克斯!”10月6日,《张朝阳的物理课》国庆特别节目开讲,搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳硬核解构“雨滴为什么不伤人”背后的流体力学原理,并求解了被称为“数学史上最难方程之一”的纳维尔-斯托克斯方程。看似简单的生活问题背后,涉及多个层级的数学和物理原理,课堂全程持续近5个小时,马拉松式的硬核推演堪称一场“数学盛典”。

  他表示,在视频自媒体时代,一个科研或者小范围教学和研究的话题通过大众传媒就能变成一个公众事件,大家用自媒体把所学所懂的事情讲出来很有意义,“要对中文互联网做出贡献,让中文互联网的内容质量得到提高。”

《张朝阳的物理课》国庆特别节目开讲,上演近5小时“数学马拉松”

  从流体力学到雨滴下落 张朝阳求解“数学史上最难方程”

  雨滴从几千米的高空下落为什么不伤人?雨滴下落的状态等同于自由落体吗?张朝阳解释这一现象背后的原理:雨滴受到空气阻力影响,下落速度越大受到的阻力越强,其状态不是恒定加速度的自由落体。

  为了从根本理解这一结论,张朝阳从第一性原理出发去计算球形物体在不可压缩流体中受到的阻力公式,也就是斯托克斯定律。尽管结论看起来简单,但其推导过程极为复杂,涉及诸多数学概念和数学方法。全程马拉松式的硬核推演知识点满满,为了让本次讲解更加系统、紧凑,张朝阳还将其中一部分步骤单独留到了下一次直播课。

  在直播课中,张朝阳运用张量分析的工具改写纳维尔-斯托克斯方程,并在小雷诺数近似的情况下求解球形物体在粘性流体中匀速运动时的流体速度、压强分布,由此推导出关于阻力的斯托克斯定律。

  “今天实际是数学物理方法的一节课。”张朝阳在推导纳维尔-斯托克斯方程过程中展现了巧妙的数学处理方法,比如使用张量分析、爱因斯坦求和规则等广义相对论方法,以及曲线坐标系的散度、旋度和梯度、分离变量法、切换直角坐标和球坐标等。直播间网友们跟着“张老师”推导,在深入理解流体力学的同时,也收获了灵活运用数学处理方法的新思路,“就像看了一场数学盛典”。

  现场互动环节,张朝阳与高校学子们针对雨滴的变化、状态展开了进一步讨论,他指出雨滴半径变化会影响沉降速度,但是否会在气温、压强影响下汇聚成更大的雨滴,需要对流体的粘滞系数进行测量实验,是更为复杂的工程问题。“万物皆有理”,张朝阳还介绍,流体力学在工程应用上非常广泛,比如火箭发射弹道轨道的表面流体、飞机起飞的推升力、汽车制造的涡流等均有其相关研究。

  推导理解过程才能创造研究 “1/3读书法”效率更高

  一个雨滴下落的日常问题讲解了近5 个小时,看似简单的方程居然包含了这么多推导。在张朝阳看来,很多东西比想象的要复杂,我们要心怀敬畏、不能不求甚解,只有真正推导理解了过程成为自己的知识,才能灵活运用去创造研究。坚持硬核推导,也成为《张朝阳的物理课》的一贯特色。他还推荐“1/3读书法”效率特别高——即1/3时间思考、1/3时间读书、1/3时间推导,“一定要降低被动吸收知识的时间比例,把书放下来,自己来想问题、推导。”

  有学生提到,5个小时的硬核直播对于99%的大众来说有点难,如何看待传播这种知识的意义?张朝阳表示,物理是一门需要计算的科学,即使现在听不懂也没有关系,通过直播回放、短视频可以反复学习,以后总有一些人会懂。他还指出,我们处在视频自媒体时代,一个科研或者小范围教学和研究的话题通过大众传媒就能变成一个公众事件,大家用自媒体把所学所懂的事情讲出来很有意义,使得人类知识传播更充分,创造性更强。

  220余期直播课、21,000多分钟在线时长、3本科普书籍……从2021年11月“破天荒的第一堂物理课”到火爆出圈成为知识直播代表IP,近三年来《张朝阳的物理课》陆续演算了牛顿力学、电动力学、量子力学、天体物理、相对论等众多物理领域知识。作为“物理网红”,张朝阳希望将严肃高端的物理话题带给全天下成为一种风尚。(柯岩)

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 乙巳年黄帝故里拜祖大典在河南新郑举行

  • 上海:纪念五卅运动100周年文物史料专题展开幕

独家策划

推荐阅读
3月30日,2025中国网络媒体论坛“坚持主流价值导向 推动算法向上向善”主题分享会在广西南宁举行。主题分享会上发布了“算法向善”南宁宣言,重点互联网企业代表集体签署。
2025-04-01 09:46
目前全球6G研发已从概念探索进入关键技术攻关阶段,中国围绕2030年实现6G商用这一目标加速布局。
2025-04-01 09:50
AI医疗只是辅助手段。
2025-04-01 09:48
31日,在2025中关村论坛年会“重大科技成果发布活动”上,由北京金融监管局联合市科委、中关村管委会、市经济和信息化局、市委金融办共同指导,全国首个商业航天保险共保体组织——“北京商业航天保险共保体”正式发布,助力北京商业航天加速发展。
2025-04-01 09:47
3月31日,“南海二号”钻井平台在惠州19-6油田海域进行钻探作业。
2025-04-01 09:45
2025中关村论坛年会重大成果专场发布会31日举行,围绕“四个面向”发布19项重大科技成果,展现了我国在前沿科技引领、开源开放合作、创新驱动发展等方面的成效。
2025-04-01 09:41
现场发布2024中国正能量网络精品征集展播活动结果,与会领导为中国正能量十佳网络精品代表、突出贡献单位颁发荣誉证书和纪念牌。
2025-04-01 09:48
主题分享会上发布了“算法向善”南宁宣言,重点互联网企业代表集体签署。
2025-04-01 09:47
今年以来,我国以DeepSeek为代表的大模型企业通过算法优化、有针对性的训练和开源生态协作,在使用“缩水版”GPU芯片的情况下,将千亿参数模型训练成本压缩至同类模型的1/10,走出了一条从粗放式算力堆砌向内生式效能提升的新路径。
2025-03-31 10:21
“联合科研团队初步确定,青龙山恐龙蛋化石普遍表现出特殊排列规律,如常见同层埋藏的恐龙蛋3至5枚一组排列成微微弯曲的弧线,多组弧线近平行展布。
2025-03-31 10:03
由西湖大学孵化的西湖仪器,日前成功实现12英寸碳化硅衬底激光剥离自动化解决方案,大幅降低损耗,提升加工速度,推进了碳化硅行业降本增效。
2025-03-31 10:02
日照两城河口国家湿地公园,一群绿头鸭在水面上自由飞翔。
2025-03-31 10:01
3月28至29日,作为2025中关村论坛年会的重要组成部分,中关村国际技术交易大会“全球高校科技成果转化促进大会”在北京工业大学举行。
2025-03-31 09:59
2025中关村论坛年会于3月27日至31日在北京举办,以“新质生产力与全球科技合作”为年度主题。其中将举办碳达峰碳中和科技、世界绿色设计等论坛,为新质生产力发展注入绿色动能。
2025-03-28 03:30
日前,我国自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”成功下线,将承担世界最长公路水下盾构隧道——海太长江隧道工程左线掘进任务。大海古称“沧渊”,海太长江隧道横跨长江入海口,全长39.07公里,其中过江隧道长11.185公里,最大埋深超75米,计划于2028年建成。“沧渊号”开挖直径达16.66米,整机总长176米,总重量超5650吨,再创国产超大直径盾构机新纪录。
2025-03-28 04:00
3月27日,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源HEPS正式宣布启动带光联调,这标志着HEPS装置建设进入冲刺阶段。HEPS是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源,也是我国第一台高能量同步辐射光源。截至2025年1月,经过多轮束流调试,HEPS储存环束流强度达到40毫安以上,发射度降低到93皮米弧度。
2025-03-28 04:00
3月27日,以“新质生产力与全球科技合作”为主题的2025中关村论坛年会在北京中关村国际创新中心拉开帷幕。来自100多个国家和地区的上千名嘉宾齐聚一堂,共议前沿科技趋势、共享创新思想、共谋发展机遇。
2025-03-28 03:30
近日,国家卫生健康委会同国家市场监督管理总局发布50项食品安全国家标准和9项标准修改单。截至目前,我国已累计发布食品安全国家标准1660项,包含2万多项指标,涵盖全部340余种食品类别。
2025-03-28 04:00
记者日前获悉,自去年10月全球洲际间断分布的5种崖柏属植物全部落户重庆市开州区崖柏国家林木种质资源库以来,科研团队已成功繁育崖柏实生苗30万株,崖柏扦插苗20万株,
2025-03-27 04:00
职业技能培训对劳动者提技增收、缓解就业矛盾意义重大。党中央、国务院高度重视职业技能培训工作,2024年印发《关于实施就业优先战略促进高质量充分就业的意见》,要求健全终身职业技能培训制度。
2025-03-27 05:10
加载更多