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Fermat's Library
類人類注定要把吐司掉到黃油面朝下 🥪
在1995年,羅伯特·馬修斯(Robert Matthews)寫了一篇論文,顯示吐司掉到黃油面朝下不僅僅是運氣不好或墨菲定律的證據(「如果有可能出錯,那麼它就會出錯」)——這是物理學,最終可歸因於基本常數的值。
吐司通常在從桌子上傾斜掉落時開始旋轉,但大多數桌子的高度(約75公分)剛好足夠讓它旋轉約半圈,最終掉落時黃油面朝下。這並不是因為黃油的重量或空氣動力學,這些都是微不足道的。相反,這與掉落過程中的扭矩和時間有關。
在這篇論文中,馬修斯建立了一個詳細的吐司翻滾動力學模型,並實驗性地顯示在現實條件下(水平速度很小),存在一種內在的偏向於黃油面朝下的著陸。
令人驚訝的是,這種偏向與基本常數有關:桌子的高度受到人體高度的限制,而人體高度又受到生物力學穩定性和分子鍵強度的限制(參見Press,1980)。根據基本常數的值,這一結果是普遍的——所有智能的類人類生物注定要把吐司掉到黃油面朝下。
要避免這種命運?稍微用力一下可以增加水平速度,減少旋轉扭矩,這是一個反直覺的解決方案,但有物理學的支持。

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喬治·格林(George Green)今天正好出生232年。常被稱為物理學的拉馬努詹(Ramanujan),他是諾丁漢一位磨坊主的兒子,主要是自學成才。在35歲時,他將磨坊出租,並撰寫了《數學分析在電學和磁學理論中的應用論文》。在這部作品中,他引入了現在所稱的格林公式、格林函數和勢,為勢理論奠定了基礎。他以小冊子的形式自費出版了這篇論文,並得到了朋友的財務支持。只有在這一成就之後,他才前往劍橋接受正式教育。在那裡,他又撰寫了幾篇有關數學物理的論文,儘管他的初始作品仍然是他最著名的。可悲的是,他在48歲時去世。
後來的歷史學家深入研究了格林在諾丁漢自學期間可用的資源。在他們的發現中,有一個引人注目的條目來自當地紳士俱樂部的圖書館:拉普拉斯的《天體力學論》。如果這是他學習的基石,那麼他是如何掌握法語的仍然是一個謎,因為在撰寫他的重要作品之前,他從未上過學。

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