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论物理直觉与进化
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人类从有文字记载以来到牛顿力学的发现有数千年历史，在这数千年的文明史中有无数的人从高处落下，掉下悬崖的、掉下屋顶的、从树上掉下的、掉入地洞的，很多人掉下后安然无恙，很多人下坠时间可能超过1秒钟，但似乎没有任何记载称，有人说我感到了身体轻了或者失重；在这数千年中，有无数人在进行奔跑，所谓奔跑有一个双脚离地腾空的阶段，也没有人记载说，我奔跑时感到了失重。大猩猩不能说话，如果大猩猩能够语言表达，它们应该会承认，从一个树上跳到另外一颗树上的过程中，没有什么失重感。
学了初中物理之后，我们知道，无论是人往下掉，还是往上跳，当人的重心悬在空中，没有支撑，人向下加速度 a 约等于 g （由于空气阻力a 略小于g)，人等同于自由落体运动，处于失重状态。身体给脚的压力原来是人体质量m乘以 g ，这时这个压力减小到 m * (g-a)。然而几千年的人类实践完全没有察觉到这个压力的变化。从生理学的角度，这可能涉及到细胞的压力反应延迟。 这种缺乏失重感直到牛顿的出现才有所改观。随着科学知识的普及，连幼儿园的小朋友都开始知道在 jump house 里 或者蹦床上腾空时，寻找那种失重的感觉。
由此可见，人类的进化不仅是一种基因上、生理上的变化，更是包括知识的增加。这种知识又影响了我们对世界的感知。古人看到闪电雷鸣，以为是神灵发怒。现在的两岁小孩会知道那是电磁作用，眼睛似乎能看到空气被电流击穿。
物理直觉并不是动物感官直觉。要理解牛顿力学并不是那么容易。很多初中物理没有真正学懂的，以后学物理也是继续死记硬背，而不会增加其理解层次。这种人看到下面图中的问题就往往回到了原始的状态，无法用物理直觉超越动物感觉。
上台阶时当人体处于下图姿势时，台阶上的一脚受力是多少呢？
完全停留在动物感觉的人会说，此时一脚着地，支撑力N为人体重量 W。 但是，【这个时候你不能再套用双脚着地的情况，而必须计算人重心的向下加速度，既然有向下的加速度，人就会怎么样？会感到有失重。 F = W - N = ma 推出 N = W - ma. 】
以上的 F = W - N = ma , 推出 N = W - ma = m (g -a ) 不过的牛顿第二定律的最简单应用。这里面唯一需要确定的因素是 人体重心加速度 a 的大小。 如果 a 是零，当然不存在失重，a 越接近 g，失重越多。但有点物理直觉就应该知道，因为人体重心悬空离脚着地点较远，这个向下加速度应该相当大。具体计算表明，a 约等于 0.75 g . 因此，N = mg - m a = 0.25 W。
从上面的例子可以看出，科学的发展也将使人类的进化发生分化现象。一种人无法将知识与感官结合，而停留在原始状态；而另一种，则能够用知识提高感官的能力，而成为一种不断高等化的人类。
发表评论 评论 (5 个评论)
- 回复 iMan6
- 《进化失败的一朵奇葩-白痴博士》
看在国庆节的份上，我老人家今天就开恩，给进化失败的美国理论物理博士，免费上一课上楼梯力学。白痴博士听清楚了！
上楼梯是双脚腾空吗？上楼梯是一腿突然失去支撑吗？一点分析能力没有只会死搬硬套的白痴！！！如果还是听不懂，那去做个简单的实验：按你图示这样，你自己能像你说的那样上楼梯吗？ 如此白痴，500年出一个的奇葩！
按你画的这个上楼梯示意图，那么上楼梯必然有失重。可惜这是白痴大脑中的臆想，不是实际情况。实际上，前腿大腿水平，后腿着地静立时，重心不在两脚中间点，即前后脚的反力都不是 W/2。此时重心而在后脚上方（反力为W），前脚反力为零（忽略腿的自重）。当后脚离地时，重心在前脚（反力为W），后脚反力为零。期间是靠身体的变化，把重心从后脚移动到前脚的。这就是我老人家在《白痴笑料岳东晓》中说的单腿上楼梯的模型。后腿不蹬地，是理想的单腿上楼梯模型；后腿不蹬地，是修正的单腿上楼梯模型。岳博士，听懂了吗？白痴笑料！
任何人，随便找个楼梯按你画的那个示意图站一下 - 前腿大腿水平，后脚着地，身体挺直静立着，就能验证我说的是千真万确的一目了然的事实了：体重全压在后腿上，前腿自由放松着。
白痴，你现在明白，为什么你的同行科学网上的教授熊德国，当众指着你的鼻子破口大骂：“不跟狂狗纠缠”了吗？他之前已经从理论上解释得很清楚了：“金鸡独立”，“悬臂梁”，“简单的静力分析”。可惜你根本听不懂这么通俗易懂的物理解释，而且还在那边大言不惭地说我们是根据感觉，而不是力学原理分析问题。愚不可及还自以为是丧心病狂，除了一脚踹下楼梯，没更好的办法。
- 回复 岳东晓
- http://www.zzwave.com/home.php?mod=space&uid=2&do=blog&id=29950 <初中几何静力学入门>
有读者认为可以通过身体前倾将重心移到上面那只脚的上方，但这是另外一个问题。很容易看出，这个情况下，膝关节必须弯曲，身体必须前倾，为了使大腿水平，大腿、小腿内侧必须接触，此时重心通过脚掌，那么虽然支撑力为W，但力臂几乎为零，力矩也几乎为零，与所谓 力矩为 N *L 的情况完全不同。
