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本文來源：一席
ID：yixiclub
畢嘯天，一位93年的清華大學
化工系在讀博士，突然火了
因爲他常常一本正經地
去設計一些無厘頭的東西
比如：
怎麽設計出一個自動洗襪機？
微信運動步數怎麽作弊？
薯片掉在地上還能不能吃？
怎麽搶到微信群最大的紅包？
今天我們就看看
這位較真型天才
是怎麽去做“設計”、“發明”的
讀博、做科研是非常單調的
但我發現，當我在單調的環境裏面
就特別喜歡用做科研的思維方式
去琢磨一些雞毛蒜皮的小事
01
發明：自動洗襪機
我特別討厭洗襪子，又無聊又麻煩又痛苦
每一次洗襪子之前我都要先攢一大堆
然後鼓足了心理勇氣再去洗它們
我就想，怎麽造一個自動洗襪機呢？
參考了洗衣機的工作原理
我取了我們家平時洗水果的盆
用來做裝襪子的盆
然後拆了電腦的主機風扇
作爲帶動它旋轉的東西
然後再用兩個磁子
就可以做一個磁力攪拌器
然後我就找了一雙襪子實驗
我們看一下洗的效果
竟然失敗了，因爲力量不夠
所以我想，有什麽東西
能提供一個強力的攪拌？
于是從廚房裏面找到了一個打蛋器
還不是成功
因爲襪子在打蛋器的
兩根柱之間遊來遊去
兩種方法都失敗了
于是我想到了傳統的方法：打衣服
我就找到了一個大鼓，上鋪一個襪子
澆一些肥皂水然後開打
過了一段時間，我突然覺得不對
這比正常洗一只襪子還要累
怎麽自動化，批量化呢？
于是我就召集了一支打鼓大隊
發條小玩具，上了發條之後
就可以聚在襪子的周圍
打得很開心
實驗成功了！
大家萬衆一心，衆志成城
問題來了，它們是發條玩具
你要不停地上發條
結果你比它們還累
一直在那裏上發條
于是我覺得應該找個
更穩定持久的裝置
就有了一個點子：
靈感來自搓衣板
機械裏面有一個裝置
叫曲柄連杆裝置
這個滑塊可以把一個圓周運動
轉化爲一個直線往複運動
從這個靈感
我就制作了這樣一個
機械式半自動洗襪機
可以說非常地酷炫！
02
發明：防霧霾裝置
有段時間霧霾特別嚴重
那段時間每天出門
很多同學都戴著一個大口罩
目前驅散霧霾的有兩種天氣：
一種是刮風，一種是下雨
所以我不戴口罩，我戴一個
會刮風的帽子，非常地有效
爲了加上一點下雨的效果
我還會背一個噴壺
我把它叫作風雨型防霧霾可穿戴設備
03
發明：微信曬步數
作弊工具
朋友們特別迷戀刷微信運動的步數
今天你兩萬步
明天我三萬步
非常煩人
因爲我每天宅在家裏面
步數只有八步
我開始研究微信運動監測機制
原來監測的是加速度
所以有些人把手機拿在手裏拼命地甩
可以把微信步數甩上去
知道了這個原理
作弊的方法就非常簡單了
我把它叫作招財貓微信運動作弊器
這個東西非常優秀，因爲
當你開心的時候你可以拿它來作弊
你不開心的時候可以拿它撸貓
後來朋友們覺得我賴皮，不玩了
他們開始玩一些新的運動App
那個App不僅可以監測手機的擺動
還可以監測手機有沒有發生位移
這樣就沒法用招財貓作弊器了
因爲不會動
但這也難不倒我
我到小攤上買了一些小玩具：小爬兵
讓它們這麽爬著帶我的招財貓往前進
很快就把這個問題克服了
當然這個東西有的時候會失敗
有的時候我發現它們會
自己把自己扭住、纏住
04
理論研究：薯片掉在地上
還能不能吃
有一次我跟一個同學吃薯片
不小心一個薯片掉地上了
我趕緊撿起來就吃了
他特別不理解
他說畢導
掉地上了多髒啊，你還吃
他這一句話又讓我陷入了沉思
薯片掉地上能不能吃？
我們這麽來思考這個問題
我畫了一張 Matlab 的圖
這張圖模擬了一個薯片掉在地上的樣子
薯片大家都知道，一般是做成一個弧面
有的時候特殊一點還可以做成
馬鞍面，但整體上是個弧面
一個弧面掉在一個平面上面
它是什麽接觸呢？
它是一個相切接觸
相切接觸就是說，兩個面其實是相交于一條線
一條線在二維上面的面積
積分等于多少呢？面積等于零
所以我們就可以解答這個問題了
一個薯片掉在地上髒了嗎？髒了
髒了多少呢？髒了一根線
一根線的面積是多少呢？
等于零，所以沒髒
當時他不服，說你有病吧
他說那個薯片掉地上
也不一定是這麽掉的呀
它可能反過來掉
我說反過來掉也沒有關系，我都給你畫好了
就算你直立地插在地上
它的相接就會變成從兩個點到一個點
一條線、兩個點、一個點
它面積都是零
所以這個我就總結了叫作相切可吃定理
也就是說對于薯片這樣子的東西
不管怎麽樣，都是可以吃的
05
理論研究：怎樣才能
搶到最大的紅包
現在搶紅包已經是我們每年過年的
一個全民競技體育了
但我發現了一個奇怪的現象
就是不管別人發多大的紅包
搶到我手裏的每次都只有幾分錢
于是我想，微信發紅包一定有一個規律
如果我最後能找到這個規律的話
我就能搶到所有同學都破産爲止
馬上開始實驗了
我借來了四部手機
連上我自己的共五部手機
建了五人群開始發紅包
我做了非常多次實驗，結果肯定是對的
我把它命名爲末位紅包抽屜原理
也就是 N 個人搶 N+1分錢
則必有最後一個人搶到2分錢
這個收益率很可怕，他的收益率
達到了前面一個人的兩倍
我用5個人搶50塊錢的紅包
發了150次
然後統計了每一次這5個人的數據
得到這樣750個數據
我把750個數據做在一張表上面
很驚訝的一個結果：
第一個人可能只能搶到0到20
第四第五的人
才能搶到0到50中間的任一個數字、
我終于發現了微信紅包內部的算法規則：
每個人當前能搶到的金額
服從一個0.01到當前剩余均值兩倍的
左開右閉區間的均勻分布
然後我編程給自己發紅包
然後有一天我就給自己發了五千萬個紅包
結論是：第1個人永遠不會超過20
然後我又給自己發了兩億個紅包
最後做出來這樣一張圖
這個實驗把搶紅包裏所有的情況都概括了
它統計出了從3到任意多個人搶紅包
可能發生的情形和概率
得出一個結論：
越往後往往搶到手氣最佳的概率越大
所以後來，我看到紅包都先憋一會兒
我等前面的小紅包都搶走了
我再去把那個大的撈回來
後來在這種思想的指導下
我就再也沒有搶到過紅包…
06
生活智慧：秋衣到底
該怎麽穿
去年有一天我去一個飯館吃飯
當時等位的人特別多
老板就安排說你到那個大門口去等位吧
那個大門口門開著，我就只穿了兩件衣服
風呼呼往裏刮，特別特別冷
在瑟瑟發抖中我就想
不對呀，我是一個學化工的人
我一個學過熱學的人怎麽能怕冷呢？
我決定窮盡畢生所學思考一個問題：
怎麽樣科學地保暖
大家平時穿衣服都有自己固定的順序
一般來說都是先穿秋衣秋褲
再穿毛衣毛褲
再在外邊套一件風衣、大衣等等
大家有沒有想過這個順序究竟科學嗎？
不一定
假設人是一個桶
人可以等效成一個恒溫37度
裏面半徑大概20厘米
高一米七五的一個圓柱
在座各位好像有的人在低頭看自己的身材
完全無法反駁
這個時候我給你一件秋衣和一件外衣
你就可以把它穿在外面
這個秋衣和外衣可以等效爲包在這個桶外面的兩層桶
現在我們就要思考一個問題了
如果我給你一件秋衣和一件外衣
哪一件的保暖效果更好？
我們用一件秋衣和一件風衣
分別包裹住一個初始溫度爲54度的熱水袋
5分鍾之後
觀察這件衣服的外表溫度上升到了多少
最後我們實驗的結果發現
在5分鍾之內
秋衣的溫度從室溫上升到了44度
而風衣的溫度只從室溫上升到了23度
這個實驗告訴我們一個什麽結論呢？
就是風衣的保暖效果是遠好于秋衣的
你覺得這是廢話
這個結論還要你來下？
下面我們要思考一個更關鍵的問題：
保暖效果好的衣服
應該貼近人穿還是遠離人穿呢？
大家肯定沒思考過這個問題
我就用遊標卡尺先測量了風衣和秋衣的厚度
然後我們根據化工裏面的一個柱坐標下的圓筒壁徑向熱流量方程
就可以算出你在不同的穿法下面的散熱功率是多少
經過我的計算發現
當把秋衣穿在裏面，風衣穿在外面時
你的散熱功率是330W
當把秋衣穿在外面，風衣穿在裏面時
你的散熱功率就只有328W
差了整整2W
2W 是什麽概念？
如果你秋衣外穿在寒風裏面站上整整兩天兩夜
你就可以節省出整整一個雞蛋的能量
從這張圖我們就可以更加直接地看出這個結果
左邊是正常的秋衣在裏風衣在外
右邊是秋衣在外風衣在裏
你可以看到
這個紅色的代表的是一個溫度的場分布
藍色代表的是寒冷，紅色代表熱
你看看當秋衣外穿的時候
這個溫度可以牢牢地集聚在你身體的周圍
這個就非常地有效了
所以這才是一個科學的穿法
在這個天氣越來越冷的時候
如果你感覺冷的話
不妨像我一樣——科學保暖
秋衣外穿，從我做起
07
總結
我自己特別喜歡我的本科化學物理老師朱文濤跟我說過的一句話。
他說什麽是清華精神，清華精神就是把一個複雜的問題，轉化爲若幹個我們已經會解決的簡單的問題。這句話我覺得說得特別地精髓。其實生活都是一樣的生活，有的時候你換一個思路，開一開腦洞，做一些轉換，你就能看到不一樣的東西。
經常有人在看完這些文章之後會問我，你整天研究這些亂七八糟的東西有什麽用？他說生活中你見過誰把秋衣穿在大衣的外面？你見過誰洗襪子的時候還搞那麽一些亂七八糟的機器？你有什麽用？
其實生活中我特別害怕面對這樣一些問題。
因爲我也同樣害怕我在生活中會變成一個要求別人去做有用的事情的人。我覺得本來一個單純好玩的事在你要求它變得有用的時候，那一個瞬間它就變得不好玩了。
在去年的11月，也就是當時供暖之前，我發了那一篇秋衣外穿的文章。不知道是誰把這個東西分享到了一個傳熱學的教授群裏面，那裏面有幾百個專家教授。其中一個教授看完這個文章非常生氣，他說這篇文章太不嚴謹了，怎麽可能最後得出這麽一個荒謬的結論呢？你的大前提就不對，沒有考慮到熱量的傳導和對流之間的關系，等等等等。
後來我在一次學術會議上面不小心碰到了這個教授。當時他見到我說，你就是那個寫秋衣外穿的人？我說教授，是我寫的。他說你有沒有考慮到這些嚴謹方面的問題？我說考慮到了，就是故意那麽寫的。
當時那個教授也是半開玩笑地跟我說，你博士哪年畢業啊？我說理論上是兩年之後畢業。他說等到你畢業那一年，我一定會來你的答辯刁難你的。聽得我一陣後怕。
所以現在想告訴大家一件事，就是如果你以後再看到我胡說八道的時候，你可千萬別太一本正經了。
謝謝大家。
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