搞科研,干嘛那么正经啊!
2019-11-24 10:00

搞科研,干嘛那么正经啊!

虎嗅注:科研是一个有点严肃的话题,不过“不正经科研”的代表人物毕导显然不喜欢严肃。在虎嗅F&M创新节年轻馆的现场,这位研究过“如何抢到大红包”“秋衣外穿才保暖”“薯片落地能不能吃”等等不正经课题的年轻人,分享了自己关于科研探索的心得体会。


以下是毕导在活动现场的演讲实录:


毕啸天:感谢大家的热情掌声,很高兴能有这个机会跟大家分享我的一些不正经科研。

 

可能单说“毕导”这个名字你不一定知道是谁,但如果说一些我曾经做过的不正经的研究成果,大家应该能回想起来:

 

我在2017年研究过一个话题“微信红包究竟应该先抢还是后抢,才能抢到大红包”。这是一个很现实的问题,当时我借了几台手机给自己发了几百个红包,得出的结论是,每个人当前能抢到的金额服从一个“0.01到当前剩余均值2倍左右的均匀分布”。


 

什么意思呢?10个人抢一个100块钱的红包,第一个人能抢到的是一个0-20之间的一个分布。你不会抢到任何大于20的红包。如果一个人运气不好只抢到了1块钱,局面就变成了9个人抢99块钱。此时的均值就变成了11块钱,所以第二个人就能抢到0-22块钱的红包。

 

因此你会发现一个显著的规律,就是:越往后抢,越有可能抢到大红包,同时你抢到手气最佳的概率也会越大。

 

在那之后我就制定了一个策略,凡是看到红包,不应该马上就出手,应该先憋到后面一点再抢——后来我就再也没有抢到过红包。

 

可能有很多人还看过之前我一些其它比较搞怪的小发明,比如说之前做过一个自动洗袜机,下面的粉丝真的非常多,看来以后跟虎嗅的活动还是要多搞。之前还做过一个《天冷如何科学保暖?》——秋衣外穿。


还有以前有个话题“香蕉和枣一块吃,能看到人生的走马灯”,当时我用了红枣、冬枣、熟透的香蕉和半熟的香蕉,调整蕉枣比做了一系列实验,最后结论是你应该先吃熟香蕉,后吃冬枣,以2:1的比例,你能吃到那个最恶心的感觉。


有“科”无“普”

 

之前有粉丝问我过一个问题:毕导,你作为一个正儿八经的清华大学的博士,是怎么一步一步变成今天这副德行呢?

 

这个问题让我陷入了沉思。

 

其实,在我人生的前21年,我活的都是比较平凡而且低调的,直到第22年我的实力不允许我再低调下去了,发生了这么一件事:

 

对二甲苯,英文缩写叫PX,这是一种比较平凡的化学品,但是它是在全国被抵制最多的一个化学品。2014年3月底,广东茂名要上一个PX的项目。当时群众上街游行,这一次的“反派”们想了一个很聪明的招数:他们改了那个词条,把PX的低毒改成了剧毒,“剧毒”的“剧”改的还是“巨大”的“巨”。


 

很多人一查,一个剧毒的化学品要在我们市上马了,我一定要上去抵制。

 

当时发生了一件什么事?PX保卫战,在2014年的3月30日有人把这个词条的低毒改成了剧毒,但几个清华大学化工系的大四学生,他们把这个词条改成低毒,对方改成剧毒,这边改成低毒。

 

最后那边受不了了,拉锯战持续到了4月4日,被锁定在了低毒。为什么要讲这个事呢?因为当时我就是那个中二少年中的一员,当时长的还是比较青涩标致的。



其实这个事件很大程度改变了我,我有一个感触很深的地方,我发现:为什么这么简单的一件事,你稍微查一下就能查出来一件事,但是大家就会被蛊惑然后上街呢?因为中国太多的科普只有“科”没有“普”。

 

大家思考一下这个问题:你觉得科普究竟是“科”难还是“普”难呢?

 

尽管应该是科难,但是我发现一个很惊讶的事实,就是中国大部分掌握了科学的人,他没有一个很好的讲故事能力。这就给我一个启示,其实科学需要像谣言去学习讲故事的能力,怎么样你的科学让大家能听得进去。

 

用科学讲故事

 

我们系里面有几位很有意思的老师,其中一位是化工系的张巧老师,这是一位非常优秀的青年教师。

 

有一次我跟我一个师兄去给张巧老师敬酒。师兄说咱们这样,你看张老师也喝大了,咱们在杯子里面倒点水,到张老师面前去挥一下,张老师喝大了他也看不出来。等我们到张老师那里说:“敬您一杯。”张老师也非常高兴,说:

 

“你们二位也是咱们化工系化工学的不错的,我来考你们一个问题:一个人向你敬酒的时候,怎么用化工知识分辨出杯子里是酒还是水呢?”

 

非常尴尬,在座的各位肯定也有懂酒的,有这么一个现象,就是:酒会有一个挂壁的现象。张老师当时看我们两个人愣在那,说:“我来告诉你们吧:如果我们把一个酒杯看作化工里面一层榻板,由于乙醇的挥发度高于水,所以乙醇会优先挥发,并且在上层榻板凝结之后,形成小液滴,因此就会出现这样的挂壁现象,你们俩的杯子上面什么都没有啊。”


 

还有一位很著名的物理化学老师,朱文涛先生,在座的各位如果你可能在他网上看过他的课。

 

朱伯伯年轻的时候给他老婆买了一个金戒指,他老婆刚开始非常高兴,但是很快就陷入了怀疑:你平时从来什么东西都不给我,今天突然买了一个金戒指,肯定有问题,你这个戒指是假的吧。

 

朱伯伯说我是一个学物理化学的人,你在质疑我,马上把那个金戒指拿回去,放到实验室里面,用他的热台去测了这个金戒指的熔点,发现跟纯金的熔点几乎没有差别,也就是说这个金戒指是24K的足金。

 

回到家之后,朱伯伯一把把实验报告拍在了老婆的脸上:看,戒指是纯金的。老婆很羞愧,说之前还错怪你了,戒指现在还我了吧——戒指已经熔化掉了。

 

这两位老师都很有意思,对我产生了很深的影响,我们系里还有非常多这样有意思的老师。他们是有趣的科学家,但是科学家实际上在大部分人的心中都是一个无趣、老学究的存在,我一直在思考他们为什么能成为有趣的科学家呢?


 

我陷入了沉思,一个有趣的科学家究竟是因为他们先变的很渊博,掌握了很多知识,因此他们看待生活中任何事情的时候都可以串成一张网,所以看任何事都有趣起来;还是因为他们先是有趣的人,本身就很热爱观察生活,把这种思想代入到了科研当中之后,他们就可以做出发自内心的好科研,他们热爱科研,所以后来成为了大科学家。

 

我不知道这两种究竟哪种是对的, 也许两种都有,但如果让我去提炼有趣的科学家当中的关键词的话,我想会是两个词:一个是好奇心,一个是探索。

 

当我们遇到同样的事的时候,我比你多好奇一层,比你多想了一步,比你多有一层探索欲望,所以我比你多做了一步,我跟你面临的都是同样的事情,但是因为我有好奇我探索,所以我跟你看到的世界已经变得不一样了。

 

前段时间我在看一个科学家演讲的时候,他有一句很震撼的话,他说:不要觉得是科学家才能探索,每个人都是生活的探索者。

 

这句话一下点燃了我,开始懂得用这样探索的精神去探索生活中的每一件小事,就让我觉得生活中很多事都很有意思。


尿液动力学

 

前段时间我做了这么一个问题“男生上厕所的时候如何防止液体溅脚上”——大家倒也不必觉得这是因为我自身个人的困扰而产生的这个选题,它只是一个纯科学性的探讨。

 

可能很多女生不一定进过男厕所,不一定知道男厕所里面长什么样子。

 

可能很多男生会发现液体冲击到了壁面之后会反弹,然后湿到你的裤子和鞋,当你买了AJ的时候你上厕所一定要小心。当时我就思考这个因素究竟是什么,你怎么的去避免。

 

它大概有三个因素:


  1. 初速度

  2. 入射的角度

  3. 冲击壁面的材质

 

初速度的问题比较难以在这么大雅的现场展示,如果大家好奇,可以bilibili上面搜索毕导,你可以看到那期视频。


 

我给大家讲一讲入射角。当时我用Python编了一个程序,研究结果是:当你的发射角小于55度的时候,它所有的反弹会被收敛在池壁内部,大珠小珠落玉盘,所以应该把这个角度控制在55度以下。

 

后来我在注意观察自己上厕所的时候发现一个细微的现象,那就是尿总会在离体15厘米之后由尿柱子分裂成尿珠。而尿珠是一种尿柱更容易飞溅的物种。它实际上在多维宇宙里有很深的研究,现在前沿的一些宇宙学研究发现黑洞在某些方向上分裂成一些小的、子的黑洞。

 

黑洞中存在一个叫做Gregory-Laflamme不稳定性,在尿液里面存在一个Plateau-Rayleigh不稳定性,如果你把黑洞看成一坨尿液的话,你会发现这两种不稳定性在它的方程形式上面有惊人的相似之处,因此现在前沿有一个问题,就是如何利用流体力学去研究黑洞分裂,把黑洞模拟成一种液体。


二者的不稳定性方程

 

所以冥冥之中你会发现人体的废水,竟然和宇宙的规律有着非常充分的联系。不要小看生活中任何一件小事,在不经意间你其实已经为自己尿出了整个宇宙。

 

早年的我曾经有过一个研究,叫做“薯片掉地上究竟还能不能吃”,可能很多人听过这个,当时叫“相切可吃理论”,那个时候我怎么说的?我说薯片是一个弧面,弧面掉在地上它跟地面接触的是一根线,就是相切接触,相切是一根线,一根线的面积是0,所以薯片掉地上脏了吗?脏了,脏了多少呢?脏了一根线,一根线的面积是多少呢?是0,所以它等于没脏。

 

当时就很多人反驳我你这太不科学了,如果真的是相切面积是一根线,绝对是0的话,压强等于力除以面积,面积是0,那压强就是无限大,无限大薯片就压地球压到地球背面去了,一定哪里出了问题。


 

所以我就做了模拟、受力分析、有机元素分析,发现事实上中间会有微弱的形变,让它产生一个面积,这个面积是多大呢?在座各位如果有学过弹性力学的同学,会明白它是可以计算的,一个薯片掉在地上的接触面积大概是1.2个平方毫米,非常的微小,但还是有面积。

 

得到这个结果我非常的兴奋,但它并不能回答我的问题,究竟这薯片能不能吃?我们都听过一个5秒定律,就是说一个东西掉地上只要5秒以内捡起来就还可以吃——通常人们会根据你掉在地上的东西贵不贵来决定我是否应用这条定律。

 

但其实这是一条很荒谬的定律。想象一下细菌不可能说在地上等了你“1、2、3、4、5,冲啊”,这是不可能出现的。后来在学界有这样的研究,薯片的表面是油性物质,油性物质会倾向于吸附地上的油性的脏东西,灰尘其实很多都是油性的。


 

我当时测了一下这个5秒定律,对照组一个是0秒,一个是5秒,一个30秒,下面那个是荧光粉,我分别把它捡起来。开始我以为那个荧光粉最多的应该是30秒那个,但实际实验结果竟然跟我想的是相反的。这个实验有很多不严谨之处,但学界也对5秒定律有一些比较充分的研究,大家的结论是:细菌不会等5秒,细菌是在瞬间完成接触的,也就是1秒以内细菌就已经上去了,所以都不能吃了。

 

但后来我又发现一个很有意思的研究,是来自缅因大学的。它说:人体的免疫力可以通过后天的训练得到增强。他们做了这样一个实验,通过把掉在地上的食物给他的那些被试者们吃,最后发现一方面他们的免疫力得到了增强,另一方面他们学校也节省了很多的食物浪费。这是一个很优秀的实验结果,而且那些被试者最后也都没有死。

 

所以如果让我给大家一个建议的话,就是一般情况下地面上面的菌落没有那么的多,因此“杀不死你的薯片只会使你变得更强”,这是一个可以得出的结论。



怀揣探索欲

 

以上这些都是纯无用但我又觉得很好玩的研究。其实我一直在思考,因为正常我这样的研究不可能发paper的,我就在思考有没有这样的paper。

 

后来我真发现了,很久以前有一个我很喜欢的paper,应该是在2003年还是2006年一个叫托尔的教授发表的,他造了一个长得很像人的分子,并且发了一篇paper,研究就是这么简单,就是做了一个长得很像人的分子,别的没有什么了,然后这个分子小人还可以通过酯化反应,把两个小人的手连在一起,然后就可以让小人跳来跳去。

 

后来有一年我正在学分子的3D建模,我就做了这么一个东西,给这个小人做了一个分子模型,然后使这个小人升温。大家知道升温会使得化学键不断地振动,然后小人就会跳起舞来,我把这个东西写成了一篇公众号推送。


 

当时很有意思,那个教授的组里有个博士生是我的粉丝,那个读者把我这篇推送大概地翻译了一下给他的教授看了。我不知道这个教授看了之后什么感觉,但他是根据粉丝给我回述的,他说当时这教授看完之后觉得非常的感动,他说做科研做了这么多年了,在大洋的彼岸,在中国终于找到了一个真正懂我科研的有趣的中国小伙子。

 

当时我觉得很感触,一方面就是科研人的生活真的已经很苦了,就让他们去苦中作乐吧。另一方面是让我觉得,真的,只要怀揣着一份好奇心,只要怀揣一份探索的欲望。

 

希望大家也都去珍惜你自己的探索,珍惜你周围人的探索,你将会让你的生活变得非常的好玩。

 

以上就是我今天分享的全部内容,谢谢大家!

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