你说平易近心 就像多变的魔方 眼眶里又出现波浪

Q1

看到有一种说法是病毒不被认定为生命，是真的吗？

by 匿名

答：

现阶段生物学局限主流不雅不雅不雅不雅不雅不雅不美不雅不雅不雅不雅念是，病毒不属于生命体。

如今认为细胞是构成生命体的最小单位，因为细胞是在契合的前提下可以自力保管的最小单位，并可以困惑其***，扩增遗传物质，完成生命的关头--增殖。

病毒当然与细胞一样带有特异列举的核酸作为遗传物质，可是病毒的保管和增殖过程都依托于宿主细胞，没有一种病毒可以自力完成这一过程，并且其基因组极端复杂。是以有不雅不雅不雅不雅不雅不雅不美不雅不雅不雅不雅念认为病毒本源于细胞，是细胞中可以自我++的bug。

当然也有一些不太好界定的特例，举两个例子，衣原体作为原核生物，但其细胞构成极端复杂，没法脱节宿主细胞自力保管。而巨病毒作为病毒，其基因组却相当宏壮。

by 某除夜型***猿

Q.E.D.

Q2

2048这个小游戏幻想上讲，最除夜能合出若干很多若干好大年夜大年夜大年夜大年夜都字呢？

by 匿名

答：

施工进度镇楼。

游戏中弹出的数字有必定随机性。我们这里假定弹出的数字充分亲善，永远弹出我们需求的数字。

以4×4的游戏为例，一种“斗劲极限”的数字排法是从2¹⁵最早蛇形逐阶减小，不时到第15个格子里是2。

接上往的末尾一个空格弹出2，然后一同贪吃蛇式地回并出2¹⁶（也就是131072）。再经由不懈施工弄出15块蛇形列举，在末尾一个空格弹出4，是以可以回并出2¹⁷……以此类推，假定能主动弹出的最除夜数字是2ᵐ，而一共有n个空格，那么幻想上能分化的最除夜数字就是。

写完谜底回头一看，本来我已分化出了2¹⁵，我玩的版本最多能弹出8，这么看我另有3阶就神功除夜成了。冲！

by 井筠

Q.E.D.

Q3

魔方的解法是若何用数学推出来的？

by 匿名

答：

独霸的数学是群论，求解魔方的过程是一个“求逆”运算，有点近似于减法和除法，和矩阵求逆。它之所以艰苦，在于这个群太重除夜了，并且求逆运算经常是艰苦的。此处就一些基身手理给出简明引见。

甚么是群？设集结G中定义有乘法运算，假定G对这类运算知足上面四个前提，则称G构成群

我们随便创作创造，全数大年夜大年夜约的魔方独霸构成一个集结，端方乘法轨则为举办一个独霸后再举办此外一个独霸，则可验证该集构构成一个群，这就是魔方群。随便邃晓全数大年夜大年夜约的魔方构型和魔方独霸是一一对应的，且全数魔方构型可以屈就上述乘法轨则构成群。我们要做的{U,D,L,R,F,B}，就是对给定的(打乱的)魔方，找到它的逆元。魔方有六个根本独霸，分袂代表上(Up)、下(Down)、左(Left)、右(Right)、前(Front)、后(Back)六个面顺时针动弹90°，任何魔方独霸都可以由这六个独霸经由过程乘法轨则生成。

人们常选择特定的独霸组合作为“积木”，独霸它们构建出想要的动弹独霸，进而掉落踪掉落踪答复答复全数魔方的解法，包含罕有的从底向上的编制。对易和共轭是罕有的技能。肆意元素R，S的对易定义为

元素的共轭定义为

个中S为群中肆意元素。

不凡是独霸元素的共轭促进动弹魔方时对不想挪动的块的影响。比如，下图中假定奉行对易

则影响的是橙色高亮的7个块，但假定奉行它的共轭

那么绿色圆点标识表记标帜的两个块就不会受影响。

【注：本答复中形如S1S2S3……的独霸序列，位于右边的独霸先奉行】

参考材料：

马中骐. 物理学中的群论 第二版[M]. 北京:科学出版社,2006.

MITOPENCOURSEWARE

by 利有攸往

Q.E.D.

Q4

温度是若何影响原子核束厄狭隘电子的身手的？

by silence

答：

物理上在不思虑亚原子筹划的时辰，筹算原子的平动动能

个中玻耳兹曼常数

这就把温度和能量联络了起来。多么，有时光物理学家也会用温度来表达能量。电子伏特与开尔文的换算相干是1eV ≈ 11600K。

在孤单原子中，原子核与电子连络的能量一样往常在10eV放置，按上面的换算除夜约是11万开尔文。比如氢原子的第一电离能为13.6eV。罕有元素原子中第一电离能最低的是K，是4.3eV，换算成温度除夜约是50000K。这个温度大年夜大年夜体便可以看作孤单原子中的电子仅靠热行动离开原子核束厄狭隘时的温度。很较着，这个温度弘远于室温，是以在但凡气候下不须要思虑温度改削对原子核-电子束厄狭隘强度的影响。

在晶体中，除夜量原子轨则列举，彼此影响，构成所谓的强联络相干络统。物理学家展开了能带论在描摹这类琐细中的电子，被原子核束厄狭隘的电子构成价带，可以在不合原子间逍遥挪动的电子构成导带。导带与价带之间的最小能量差被称作能隙。能隙一样往常较小，有时可达几电子伏，但良多材料的能隙都在毫电子伏量级，甚至零能隙的材料也很罕有。毫电子伏的能隙对应几十到几百开尔文，恰是考验考验室体恤的温度区间。这时辰，温度就会较着影响电子的激起，考验考验上默示为电阻等电学性质随温度的改削在2-300K改削较着。

by 躲痴

Q.E.D.

Q5

我9岁的儿子经常在晚上九点放置看见月亮，他有一天问我：月亮是不是是脱轨了？他的按照是天天的不合个时分月亮在天空中的职位是不合的，不单方位不合，连远近也不合。我不晓得若何给儿子诠释，贫穷物理所教员看看能不克不及用深化的言语帮我答复这个问题，特别很是感激冲动冲动冲动。

by 除夜宇

答：

天天不应时分，月亮都邑因为公转而改削绝对恒星布景的职位。你可以先这么大年夜大年夜致地想象：假定月亮不绕地球公转，那它理应除夜致在天天的不应时分展示（真实仍是会变，因为地球也在绕太阳公转，四时星空都不一样）；但如今月亮每个朔看月绕地球公转一圈，天天相当于转1/30圈，要让月亮涌如今不合视角，地球就良多自转1/30圈，也就是除夜约48分钟。你可以查查天天的月出时分表，根本上是天天会推后30~70分钟。

至于远近的不合，只是因为月球的公转轨道是一个椭圆，月球转到不合的经度职位天然就有不合的远近了。

参考材料：

北京的月出、月落和月相

by 牧羊

Q.E.D.

Q6

汽车的尾灯发出的红光是白光灯透射白色玻璃产生发火的，为何不克不及用红光灯更调？

by 匿名

答：

理论上，如今除夜除夜都车尾灯用的就是LED（发光二极管）灯直接产生发火的红光，而不是白光透过白色玻璃产生发火。

到这里大年夜大年夜约有同窗问，啊甚么，LED灯还能直接产生发火红光？是的。理论上LED灯真实不克不及直接产生发火白色的光。汗青上起首展示了白色和绿色的发光二极管，直到中村修二等人创作创造了蓝色的二极管（后来凭此创作创造掉落踪掉落踪了诺贝尔物理学奖），并与白色和绿色同化，才产生发火了纯真敞亮的白色。

是以，汽车尾灯直接独霸红光二极管是很天然的工作，而不是经由过程白光灯透射白色玻璃产生发火白色光这浅近例。

至于为甚么用白色灯罩而不必通明灯罩，这个小编并没有找到刚毅的材料。小编料想多么的方针是起到同自行车尾部反光条近似的警示感染。

在夜晚前车辆未开启尾灯的气候下，后边的车辆灯光照射到前车尾灯并反射，还是可以展示较为刺目标白色，而通明灯罩则没有这个终局。

by 小范

Q.E.D.

Q7

流体星球的洛希极限若何推导？

by 匿名

答：

这是一个很宏壮的问题，刚体不必思虑星球的形变，它的洛希极限可以很轻松地用引潮力=球体的万有引力争得:

但流体要思虑星球本身外形在引潮力下的改削，跟着流体星球接近主星，它会从圆圆的球成椭椭的橄榄球，这会使它更随便被拉扁扯破，所以它的洛希极限也比刚体更除夜，为：

为了尽大年夜大年夜约深化易懂，我们这里殉国一点严谨性，试着做一个复杂大年夜大年夜致的推导。

主星的引力势和两个星球彼此公转惯性离心势是[2]

式中的Pn是勒让德多项式，它是: 按径向展开所得的角向系数，这是对改削对称的势做小量展开的经典数学身手，也是物理学家的传统艺能[doge]。上式中n=0的项是一个常数，对力没有供献，n=1的项有: ，正好和公转惯性离心势彼此抵消，所以对引潮力有供献的项是从n=2最早的: 。对这两个势求梯度后掉落踪掉落踪:

对流体星球被扯破的问题，我们只体恤径向上的力，可以看出最除夜引潮力涌如今θ=0或π的职位：

接上往思虑流体星球本身产生发火的引力势。假定它被拉成了一个椭球，我们就得学一学描摹椭球的数学对象。椭球可以算作椭圆绕着一个轴改削而得，改削半径记为re，改削轴半径记为rp，它们的绝对差值定义为椭球的的扁率: ，椭球的平均半径是R定义为与它等体积的球的半径，在扁率不是很除夜的气候下可以近似为: 。经由多么定义后，椭球外不雅的方程也可以近似为：

举办亿些积分后，算出流体星球产生发火的引力势为：

第一项与球体的引力势相当，第二项描摹了球体变椭后引力势的改削，这一项决意了流体洛希极限比照刚体除夜出来的部分。对它在径向标的方针求梯度掉落踪掉落踪椭球体对本身的引力：

在星球即将被扯破的职位，引力正好等于引潮力，联立(1)(2)(3)式，可以算出：

对沿改削轴拉长的椭球，re<rp，扁率是负的，所以方括号中的数比2除夜，这半定量地说了然流体的形变会招致洛希极限的增除夜。

这个筹算用了良多小量近似，它依托于椭球的扁率不除夜这个假定，所以只能作为一个大年夜大年夜致的下场。但它了然地展示了用引潮势和引力势的筹算思路。文献[1]用更严格的最小势能法给出了流体星球被扯破时偏疼率的数值下场为0.88，换算成我们定义的扁率是-0.53，真实已超出本筹算合用的近似局限了。

参考材料：

于凤军.过客流体天体的洛希极限[J].除夜学物理,2018,37(08):8-12.DOI:10.16854/j.cnki.1000-0712.170625.

潮汐力为何能扯破天体？

by 牧羊

Q.E.D.

Q8

流速快的中心压强下，为甚么我对着一张纸吹气，纸张不向我的嘴接近反而会被吹飞？

by 匿名

答：

流速快的中心压强小”是伯努利事理的一条推论。

伯努利事理是指定常不成膨胀的无黏流体知足

个中p为流体压强，ρ是流体密度，C是常数。

很较着伯努利事理来自机械能守恒定律，在等高行动（h结实）的气候下，可以邃晓成流体微元在外力p的感染下加快掉落踪掉落踪了动能。这个外力是有标的方针的，也就是沿着流线（流体微元的行动标的方针，可以类比电场线）。在沿流线的标的方针，按离源由近到远压强慢慢降低，但不时除夜于零；垂直流线标的方针，屈就伯努利事理，压强小于零。假定独霸流场可视化等身手仿真，或用水流模仿，便可以看到气/水流射出后，邻近流体味沿着垂直流线的标的方针汇进，然后直到远处散开。

by 躲痴

Q.E.D.

本期答题团队

某除夜型***猿、躲痴、牧羊、小范、利有攸往、井筠

编辑：Gyoku