关于水晶球的“猜想”

来源 :青少年科技博览(中学版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:guocheng19896230801
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  牛顿说过:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”
  什么是猜想呢?猜想是人们依据事实,凭借直觉做出的合理推测,是一种创造性的思维活动。猜想貌似简单,但要正确或近似正确地证明它着实不易。
  面试的“水晶球问题”
  我们来看一道面试题,它检验的是应聘者的反应和思维水平:
  在一条航行在太平洋上的游船上,导航员称游船正航行在地球上最深的水域—马里亚纳海沟上面。这时,一位游客不小心把一颗重5千克的水晶球掉进了海里。请问,这颗水晶球大概要花多少时间沉到海底?
  你会因为“条件不够”而轻易放弃,还是会因为拘泥于细节的准确性而迟迟不愿开口?尤其那两个关键条件——马里亚纳海沟的深度和水晶球在海水中下降的速度,可能会使你苦苦思索。
  事实上,大部分应试者都不能冷静推理、科学思考,而是乱猜一气。他们认为,既不可能得出准确的答案,费了半天劲算个数值也没什么意义。与其白费脑筋,不如碰碰运气。极少有人按照合理的思路设法找出比较接近的答案。
  著名的“费米难题”
  说到这里,你也许会问:这道题能测出一个人的经营才能和创造能力吗?
  我的答复是:很有可能。现实生活中,我们要做出一个决定,条件不一定都很充足。有见识并有创造力的人总是能够独立思考。要知道,如果每一个决定事先都要严密论证它的正确性,有时根本就没有时间和财力。相反,你较有把握的猜测常常是当时的最佳选择。
  费米是诺贝尔物理奖得主,第一颗原子弹的研制人之一。他喜欢用生动的例子训练学生的独立思考能力。所谓“费米难题”就是不提供准确解题必需的全部条件。
  有一次,费米问学生,芝加哥市一共有多少位钢琴调音师。见学生们茫然,费米提示把这个问题“分解成一些便于操作的小问题,然后鼓起勇气作猜测和假设”:芝加哥有多少居民?可靠的估算是300万。每个家庭有多少人?平均4人。多少家庭有钢琴?大概三分之一。全市大约有25万架钢琴,而一架钢琴隔多少时间需要调音呢?平均5年。这样一来,芝加哥每年有5万架次的钢琴需要调音。每个调音师一天为多少架钢琴调音?4架。假设他一年工作250天,那么每年约为1 000架钢琴调音。
  由此,费米和学生推测:芝加哥大概有50位钢琴调音师。
  这个结果准确吗?事后有人通过电话号簿把芝加哥的所有钢琴调音师统计出来,统计结果与费米课堂上那个如同游戏般的猜测十分接近。
  实用的“富兰克林方法”
  为什么猜测有时会这样准确?部分原因是“平衡(均)律”在自然界和我们的生活中无处不在。猜测过程每一个小问题的关键点,你的推测都有可能过高或过低,但是,如果这样的“点”多取几个,误差就会被抵消了。
  下面我们来看另一道面试题:
  大家都知道,各种各样的颜色对热辐射的吸收能力和反射能力是不一样的。你能够用最简单的办法,把不同颜色吸热能力的差别表达出来吗?提示:假设时值冬季,但是天并不太冷。
  结果,只有少数应试者经过思考和合理的猜测找到了正确的方法。
  其实,解答这个问题的正确方法,早在美国建国初期就被当时著名的政治家兼科学家本杰明·富兰克林找到了。
  富兰克林在一个太阳初升的早晨把各种颜色的绒布块放在积雪上进行实验。这是富兰克林对结果的记录:“几小时后,吸收太阳热量最多的黑布已经下陷,落到太阳照不到的雪窝里。深蓝色布下陷得和黑布差不多。浅蓝色布陷落得明显比黑布少。其他颜色的布块则颜色越浅下陷得越少。纯白布仍然留在雪面上,纹丝不动。”
  即使你没有听过这个故事,只要知道“黑色能吸收大部分辐射热,而白色能反射大部分辐射热”这个常识,再根据我的提示,也不难把上述实用的方法想象和估测出来。问题是,许多人由于所受的是刻板的教育和训练,不敢或不善于大胆地去猜!
  经典的“梅森发现”
  美国发明家斯坦·梅森也是一位善于猜想的人,他开发了能使食物处于微波炉最佳受热烹饪位置的炊具。
  要制造這种炊具,必须先找到微波炉内各处的“热点”,即能接受最大密度微波能量的地方。
  为了解决这个难题,梅森把一层层放有玉米粒的搁板放进微波炉,然后观察哪些地方的玉米粒先爆成玉米花。最终,他发现了微波在微波炉内的“热点”的分布模式:它们不在入口处,也不在中央,而是呈一种蘑菇云状。
  据此发现,梅森设计了适合这种模式的烹饪餐盘。
  梅森没有用任何复杂的科学检测仪器,而是用十分简单聪明的办法发现了近似准确的答案。费米如果还健在的话,一定会对梅森的创意与发现大加赞赏。
  简单的“水晶球答案”
  最后,让我们回到开头提到的问题。它的答案是:马里亚纳海沟深约11千米,水晶球在水中下落的速度约为3米/秒,所以水晶球大约需要1个小时落到海底。
  这个答案也能猜出来吗?能!
  大家都知道地球的最高点——珠穆朗玛峰的高度接近9千米。根据自然界的“平衡律”,我们可以推测,地球的最低点深度的数量级应该与最高点的高度差不多,也在10千米左右。然后再根据你平时的经验:在3米深的游泳池里,一个重物从水面落到池底大约要1秒。有了这两个估计,你就能把答案猜出来了。
其他文献
“没有高考的人生是遗憾的。”妈妈耳提面命。  “只有高考的人生是可怜的。”爸爸语重心长。  我的人生当然不能有遗憾,所以一周有六天零二十三个小时我是一个信奉“唯有读书高”的标准高中生。但我的人生也不能是可怜的,所以每个周末,不管作业是否完成(自从上了高中,作业似乎没有完成的时候),我都会挤出一小时,完成从初三延续至今的“三个一”工程:手写一封信,通过腾讯公益捐一次款,提出一个问题。  先说写一封信
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
肖邦自小就受家庭的影响而喜欢上了文学,成年后的肖邦又结识了很多诗人,自己的伴侣乔治桑也是当时欧洲知名的女诗人,受此影响,肖邦开始当时钢琴创作新体裁——钢琴叙事曲的创
1985年9月以来,作者应用眼外肌后徙加调整缝线术矫正23例斜视,年龄5~24岁。大多数患者是大度数斜视的学龄前儿童及术前难以预测手术量的较复杂病例。共同性内斜视7例,共同性
国网内蒙古东部电力有限公司(简称国网蒙东电力)从成立初期省公司本部仅有领导4人,到现在国网蒙东电力有着万余名职工,成为国家电网公司在内蒙古大地上创建“两个一流”坚强
期刊
同侧声刺激镫骨肌反射测试过程中,常产生一种与镫骨肌反射曲线方向相反的曲线,为了弄清产生这种曲线的因素和机理,作者采用Madsen ZO 73型声阻抗仪进行测试,检查前定时将探
难搞在工作中通常不是什么好事。亚马逊(Amazon)上有1387本书教人们怎么对付难搞人士,比如《对付难搞人士不用纠结》(Since Strangling Isn’t an Option)。但我却找不出哪怕
中国文化的地位在哪里?作为在中国的音乐家,你可以了解世界上的任何音乐风格,在网上轻松买到最奇怪的乐器,并用你愿意使用的音乐语言表达。但是,在这样一个全球化的大环境下,
国网辽宁省电力有限公司技培中心(以下简称国网辽宁技培中心)以培训需求为导向,以培训创新为引领,以提高培训质效为核心,强化本质安全,确保优质服务,努力超越、追求卓越,在锐
期刊
作者采用鼻外经筛蝶窦进路的视神经管减压术治疗因外伤性视神经管骨折导致失明的病人11例。其中8例病人获得不同程度的视力恢复,总有效率72%。本文介绍了手术方法,分析了手术