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圣诞老人背后隐藏的科学是什么
在我们工作中面临的所有挑战中,也许没有人比那个身穿红色衣服的人:圣诞老人更难。在一个漫长的夜晚中,一个健硕而年迈的老人,只装备了一只被八只驯鹿拉着神奇的雪橇,设法向世界各地的儿童运送玩具。您所要做的就是相信他,圣诞节的愿望就可以实现。
圣诞老人在世界各地孩子送礼物
但这怎么可能呢?随着人口的增长以及相信圣诞老人的儿童人数的增加,挑战似乎越来越大。然而,凭借科学的力量,圣诞老人在这项年复一年的工作中持续取得的成功向我们表明,他一定已经解决了五个现代科学技术仍然无法解决的难题。如下是圣诞老人的科学。
在圣诞节,您是否想过圣诞老人摆在他面前的任务多么艰巨?全世界的人口已经更新为今天的74亿,我们可以估计全世界大约有16亿家庭。在这些家庭中,估计有31%的家庭相信圣诞老人将在圣诞节前的某个晚上访问他们的家:总共约有5亿个家庭。
- 图注:根据PEW关于这个主题的最新(2013年)调查,有31%的家庭相信圣诞老人会在圣诞节拜访他们的家庭。
这些家庭分布在地球上整个可居住的陆地表面,面积约为6500万平方公里。拥有5亿户家庭,他们之间的平均间隔约为0.33公里,圣诞老人在俄罗斯平安夜的日落到阿拉斯加圣诞节的日出之间,总共需要大约42个小时的工作时间。
- 图注:北美航空防务司令部 (NORAD)负责北美大陆的空中交通 ,包括负责为正在作战演习和训练的战斗机加油(如图所示)以及跟踪圣诞老人,多年来,他们每年都会这样做。
在短短42个小时内,有5亿个家庭受到访问,圣诞老人需要完成太多的工作。至少,他必须:
- 在不浪费太多时间的情况下从前一所房子移到下一所房子,
- 停放雪橇并离开,不被发现进入家庭,
- 将所有必要的礼物送到那所房子,吃剩下的零食,
- 然后不被发现就离开房屋,重新进入雪橇,然后重新开始整个过程。
如果我们将全部42个小时分配给他来完成此任务,那么对于每个家庭,他最多只能在这些任务的总和上花费300微秒(或0.0003秒)。至少对于具有常规技术的正常人而言,这似乎是不可能的。
但是,如果圣诞老人真的是世界上最伟大的科学家,那么一切都可能落实到位。以下是他明确克服的五个挑战,并猜测如何应对。
- 图注:许多流行的圣诞老人描述并不涉及他遵循科学确定的最佳路径,但这绝不应该导致我们得出结论,圣诞老人不能完成工作。事实上,科学告诉我们他到底是怎么实现的!
1.)旅行。
让我们给圣诞老人带来疑问的可能性,并假设他在圣诞节探险中花费了一半的时间从一所房子转移到另一所房子:每所房子150微秒。要在极短的时间内行驶0.33公里(0.205英里)的距离,这意味着圣诞老人需要以2200公里/秒的速度行驶。甚至还不是最高速度:这只是平均速度!
当然,这已经非常快了:大约6400马赫,甚至比任何雪橇、汽车、火车、超音速飞机甚至任何人类的航天器都要快。但是,即使这个惊人的速度也不到光速的1%,并且比我们从核反应,粒子加速器或太阳中看到的粒子要慢得多。
只要圣诞老人拥有适当的燃料和足够的能量,这绝对是可以实现的。当然,这会导致下一个问题。
- 图注:当然,在开放驾驶舱以令人难以置信的大速度旅行对大多数人来说将是一个毁灭性的命题,包括圣诞老人在内。但是,随着正确的技术进步的应用,在一个疯狂的夜晚,在不伤害自己的情况下,有可能飞到5亿个家庭。
2.)承受热量和加速度。
一方面,无论他的雪橇是开放式驾驶舱还是封闭式驾驶舱,圣诞老人都必须与极高的阻力作斗争,这意味着要散发大量的热量。我们在大气层中经历过的唯一相对较大的速度是流星和重新进入地球地球的卫星,它们通常表现不佳。
但是,放置在驯鹿前面而不只是雪橇上的足够坚固的隔热罩可以消散与大气高速碰撞产生的所有热量:每秒约数万亿焦耳。 如果圣诞老人认为绝对必要的是在雪橇前保持视野开阔,则通过某种真空泵将驯鹿前的大部分空气抽空,这将是他获得成功的第二种选择。
- 图注:宇航员鲍勃·克里彭带着双子座B舱和严重伤痕累累隔热罩,以比圣诞老人低很多的速度重返可谓是九死一生,但也许北极技术将给我们提供我们所需要的。
但是,即使我们可以将空气阻力问题作为一个非要件,加速度仍然会带来严重的麻烦。对于大多数人来说,大约0.1秒从0加速到100 kph的速度行驶是一个灾难,我们会在如此之大的加速度中昏过去。如果1g是地球表面的重力加速度,则本例中0到100kph的度将导致27g的加速度。但是圣诞老人要达到他的平均的挨家挨户旅行速度,就需要15亿g。
约翰·比丁少校保持着人类在很短时间内的加速记录,他在1954年用火箭“雪橇”达到了83 gs。但是,要忍受这种加速度的方法并不一定需要将圣诞老人变成机器人,只需让他的血液正常流过就是身体。信不信由你,有足够的压力,加上比人的心脏更有力量的涡轮/泵系统,会让他保持清醒通过这一切。
当您想到圣诞老人时,您可能不会考虑生物改造,但是,全世界的儿童的幸福感确实值得进行器官置换手术。
- 图注:当量子粒子接近势垒时,它将频繁与它相互作用。但是,有一个有限的概率,不仅反射出势垒,而且穿过势垒。如果圣诞老人能够利用这种可能性,这将是一个更清洁,更安全,优越的选择,走下烟囱。
3.)进入每个房屋。
攀爬几百万个烟囱,其中有许多在熊熊的烈火中-除了数百万没有烟囱的房屋之外-显然是遥远过去的民间传说。机械钻机也带来了许多障碍,我们绝对不希望诉诸“圣诞节魔术”来解释圣诞老人的滑稽动作。否,也就是说,当科学为我们提供合理的选择时。
在量子宇宙中,存在一个有限的可能性,即只要任何质量碰到有限厚度的障碍,它都可以隧穿到另一侧,而不是撞到另一侧或从其弹起。这种现象称为量子隧道效应,已知会发生,并且可以计算出其概率。如果圣诞老人掌握了量子隧道的控制,他可以轻松地:
- 随意进入房屋
- 把他需要的东西带进去
- 完成他的圣诞老人式任务
- 然后回到他的雪橇。
当涉及科学时,请不要与圣诞老人打赌。
- 图注:简单地带着礼物到达正确的地点,送圣诞礼物可能和圣诞老人一样简单快捷,只需放下他带进家里的包裹。无需烟囱、壁炉或开窗。
4.)送礼物怎么样?
这一步真的不应该花费很多时间。只要圣诞老人将隧道正确地定位到正确的位置(例如,通过树木或精心悬挂的长袜),这实际上就是一个瞬时过程。如果您将自己的礼物放在合适的位置,那么您要做的就是:放开它们。
理想情况下,圣诞老人会将包裹好的礼物带到地面上方,树的正下方或下方,可以忽略不计的微小距离,然后释放它们。这是每5亿个家庭中每个圣诞老人需要完成的两项主要任务之一:送礼物。只要他能安全,及时地安全到达家中,毫无问题地进入并放下礼物,他几乎就可以离开了。仅剩下一项任务要做,也许这是所有任务中最重要的一项。
- 图注:留给圣诞老人的零食可能会取悦他的味蕾,并为他的身体提供燃料,但他们的真正目的应该是为驯鹿加油,为他梦幻般的圣诞飞行提供动力。
5.)吃圣诞节点心。
如果没有这种能源,圣诞老人和他的驯鹿团队可能没有必要的燃料将其推广到全球所有五亿家庭。他背负着沉重的重量-数百万吨的礼物-使所有这些孩子开心。 在完成交付之前,他必须将重量拖超过1亿公里。
宇宙中的所有事物,包括圣诞老人和他的飞行驯鹿,都必须遵守能量守恒原则。即使我们假设每个家庭要携带的礼物只有2.0千克(4.5磅),这仍然是地球上最大飞机安东诺夫An-255的有效载荷能力的4,000倍,安东诺夫An-255号,多年来用于将航天飞机从着陆地点运送到最终目的地。
- 图注:能够提升最重的有效载荷的飞机是安东诺夫An-255MriyaCossack,图中所示的是苏联布兰号航天飞机一起被拖到地面上的飞机。这架飞机由化学燃料驱动,其质量效率仅为0.001%。
但是,圣诞老人(和他的飞行动力驯鹿)不是将火箭燃料仅将其质量的0.0001%转换为能量,而是可以利用爱因斯坦最著名的方程式以100%的效率将质量转换为能量:E = mc^2。 即使是一个小小的饼干,也只有几克,也只有很小的质量,这可以为圣诞老人和他的百万吨负荷从一所房子到另一所房子提供动力,这都是由于质量能量等效的无限效率所致。
无论您留下圣诞老人饼干和牛奶,椒盐脆饼和啤酒,奶酪和饼干,还是蛋酒和水果蛋糕,都一样:它具有可以转化为能量的质量。凭借这种强大的力量,圣诞老人不仅可以完成旅程,而且还可能会获得一年的人、驯鹿和小精灵小吃。在漫长的旅途中,他可能还会捡起足够的剩菜,以度过非圣诞节季节。
- 图注:1968年,阿波罗8号宇航员拍摄的著名的“地球升起“照片。这是第一次载人飞行任务离开低地球轨道,也是宇航员第一次报告看到圣诞老人。
的确,大多数讲述圣诞老人故事的人不会为圣诞故事的真正科学细节所困扰,而宁愿依赖寓言、奇迹或圣诞魔法。寓言、奇迹和圣诞魔法掩盖圣诞老人每年圣诞节之旅的真正秘密:仅他一个人就已实现的科学突破。
这使我们想到了最大的问题:圣诞老人是真的吗? 这个问题留给了许多人的想象,但在51年前,当第一批人类乘坐阿波罗8号绕月球运行时,这一切都改变了。随后,肯·马汀利(位于休斯顿的任务控制地)和吉姆·洛弗尔(吉姆·洛弗尔)(阿波罗8号)进行了交流。 真的没有任何疑问。
“089:32:50 马汀利:阿波罗8号,休斯敦。
089:33:38 马汀利:阿波罗8号,休斯敦。
089:34:16 Lovell:阿波罗8号休斯顿
089:34:19 马汀利:你好,阿波罗8号,声音清晰。
089:34:25 洛弗尔:受到,请注意,有圣诞老人。
089:34:31 马汀利:是的,您是第一个看到他的人。”
祝大家圣诞快乐,节日快乐。 关于圣诞老人,只有一门神秘科学要解决:他如何去洗手间? 也许这是2020年代最好的一个谜。
如何评价国外公司设定的关公圣诞老人造型
每年一度的圣诞节已经来到大家的身边了,虽然对于中国大陆来说,圣诞节其实并不算特别重大的官方节日,不过要说圣诞节的节日气氛,总还是有的,起码国内的很多商家企业们会在圣诞节期间一个劲地营造节日氛围。圣诞节当然少不了圣诞老人这一标志性的人物形象,西方的圣诞老人形象如今基本上都是身材胖胖的,留着长长白胡子,穿着红白棉袍,一脸和蔼可亲的样子。而最近,有一家名为Mighty Jaxx的新加坡设计公司就推出了一款中西文化合璧的圣诞老人形象,而这名圣诞老人,就是大家都非常熟悉的关羽,关二爷。
在《三国演义》中,关羽是一名器宇轩昂,忠肝义胆的武将,在中国人的心目中,关羽是一名地位非常崇高的人物,以致于众多中国人,都会在家里或者公司企业放上一尊关二爷的雕像,用以供奉拜祭。Mighty Jaxx这一次请来了香港的设计师迪嘉,来亲自设计这款比较有创新意义的圣诞老人雕像,由关羽关二爷为大家庆祝圣诞节,这确实是崭新的想法。
拾部君所理解的创新,其实并不是凭空而来的,创新是将已有的不同的要素有机地融合在一起,然后再从融合的过程中诞生出新的东西,这种新的东西是经过了对已有要素的解构,以及对将要出现的新内容的再重组过程。如今有很多创作者都在尝试将不同文化背景的内容进行结合,中国文化的内容与西方文化的内容进行结合,这就是所谓的“中西合璧”。这款关二爷版圣诞老人的雕像,在其创作者的理念中,就是这么一种中西合璧的产物。
这款关羽关二爷的圣诞老人造型雕像中,关二爷穿上了代表圣诞老人的红白长袍,关二爷左手托着自己长长的白胡子,右手拿着自己的武器青龙偃月刀,摆出一副非常威武的架势。这款雕像的设计师在关羽关二爷的脸型上作了一定的调整,关二爷的脸型与大家在影视作品中看到的不一样,这款关二爷雕像的脸型跟西方如今的圣诞老人脸型一致,基本上都是比较富态和蔼的那种感觉。
拾部君觉得这一次将中国传统文化中的知名人物形象关羽,和西方重要传统节日圣诞节进行结合的尝试,应该还是比较好去接受的。如今西方圣诞老人的形象融入了很多西方文化的审美情趣以及价值观念,既然中国欢迎这个西方传统节日进来,中国人其实可以按照自己的审美情趣和价值观念,对圣诞节的各种象征性形象进行一定的合理改造,那样的话,说不定在中国度过圣诞节,还多了些新意和中国味。如果对西方圣诞节的历史有所了解的话,其实欧洲那边的圣诞节引入到美国之后,美国是对圣诞老人的形象,进行了大幅度的美国化的。
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连特朗普都质疑7岁小孩子对圣诞老人的信仰,作为一个中国人你还在信仰这个圣诞老人吗
到底有没有圣诞老人,其实这个不重要,重要的是包括中国人在内的地球人,能在每年特定的日子里,让自己有一个期盼。有多少中国人真的会相信“财神爷”眷顾,道理一样的,不就是讨一个好的意头吗?
特朗普在电话里问7岁小孩是不是还相信圣诞老人,其实是在他电话中随口一说。在旁人听来是一件“很煞风景”的事,但他早就口无遮拦惯了,这个也是他我行我素风格的一个体现。
总统和夫人能抽出时间,在白宫里陪伴各地的孩子,在电话里听听他们的圣诞期许,是一件愉快轻松的事。可是,对于特朗普这个大嘴巴总统,有媒体就等着他嘴上跑火车呢,这不,又出状况了。其实,这也无伤大雅,只不过在媒体上,特朗普又再次被贴上一个标签而已,在节假日本来就新闻寡淡的日子里,再给他上一次新闻头条的机会。
夫人梅拉尼娅也很投入地陪孩子们聊天,这是一个成年人和儿童共同参与的游戏,自始至终都是愉快的。
重点还真不是特朗普和7岁孩子“讲道理”,不要去相信圣诞老人了,重点是总统每年保持了固定动作,给孩子们解答和圣诞有关的各种问题,每个总统的答案都不尽相同,享受这个过程。
假如任性的特朗普今年决定不和孩子们玩儿了,不聊圣诞了,那才是“新闻”。
特朗普在圣诞日的规定动作还包括和美国各地军人通话,嘘寒问暖,表达感谢。和陪伴孩子一样,也体现这个群体是受到总统重视。(完)