【漫士科普】别怕！逐帧带你看懂火柴人vs物理【上】

毕导:
你这也太快了！年轻人就是能肝啊[脱单doge]

【回复】等到有火柴人vs化学的时候就交给您了[保佑]
【回复】回复 @漫士沉思录 :那火柴人VS生物的时候怎么办，后面会不会有火柴人VS地理火柴人VS历史然后出了一大堆学科后直接你再临来一个大乱斗
【回复】@毕导 毕业了就把THU删了吗，第一眼还以为是高仿号[傲娇]
科思莫斯CosMoss:
再补充一点关于恒星系引力弹弓那一块的知识，毕竟我是做航天科普的（大伙有兴趣可以去我主页看看喵） 引力弹弓在上个世纪以及这个世纪的行星际探索中广泛使用，典型的如旅行者一号/二号，先驱者10/11号，卡西尼-惠更斯号土星探测器，信使号水星探测器，尤利西斯号太阳探测器等 up说的“挑战者号”是美国的航天飞机名字，这玩意没有离开过近地轨道，何来引力弹弓……原视频里这里的引力弹弓轨迹略显粗糙，引力弹弓轨迹应均为双曲线，视频里看起来像是半圆和直线拼起来的…… 而且，引力弹弓在大部分情况下对于航天器参考系来说是失重过程，不需要加速，切入窗口和飞出角度是提前模拟好的，除非计划在行星引力场中执行机动，但通常执行的都是深空机动，也即DSM，来调整引力弹弓的轨迹 一般而言，除非一次引力弹弓即可达成目标，设计多次弹弓的原则是：一次弹弓是为了下一次弹弓，玩过坎巴拉的朋友们应该深有体会 再临接近太阳的时候并不是弹弓严格意义上，而是即将坠毁，他把火箭推力方向偏向引力场反向也是为了更快的让垂直速度方向向上避免坠毁 这个“太阳”从光谱和大小上看明显是一颗红矮星，再临接近它的时候才没有被融化 鉴于再临火箭的尾焰是白色的，合理推测其使用液氢作为燃料，那么如果设计使用焊接细小液氢管道作为火箭表面进行主动冷却，即可避免火箭熔毁，这就是火箭发动机的再生冷却。美国Stokespace在设计可回收二级时就是用的这个思路。

【回复】牛！我是想说旅行者号来着，嘴瓢了属于是[保卫萝卜_哭哭]太阳那部分实在不清楚咋回事
【回复】流浪地球1的时候就应该去看引力弹弓的科普的，不知为啥当时完全没刷到[笑哭]今天该看看了
【回复】引力弹弓那里，到恒星部分开始时候逃逸速度不够，弹幕有几个小鬼就看过个流浪地球就来乱yy洛希极限[辣眼睛]
熊叭叭叭的:
过了两个小时了，还不更新第二集？？生产队的驴都比你勤快[辣眼睛][辣眼睛]

【回复】充电评论说的对[脱单doge]
【回复】回复 @NPC-非玩家角色 :他在美国 什么晚上 赶紧干活[doge]
蜘蛛纸牌233:
想起生物课老师说的话: 数学的火，点亮物理的灯，照亮化学的路，通往生物的坑[微笑]

【回复】回复 @逍遥在六界 :对于普通人来说，21世纪最大的谎言就是这是生物的世纪，对于天才来说则是最大的馈赠。小时候经常听别人说好好学习长大了就不用做刷盘子这种苦活，直到我学了生物，现在经常实验室给师兄刷试管烧杯
【回复】记得上竞赛班的时候，生物课讲化学，化学课讲物理，物理课讲数学
【回复】分子生物学这些年可是大显神威呢[doge]
_柒月長安_:
所以说……Alan到底是什么身份？是动画师的同时还是理论物理学家和数学家？[思考]，好不好还能是其他学家[doge]

【回复】是团队哦 而且团队里有很多画火柴人的大佬 所以看起来非常流畅代价就是即便可能是分组开工半年更新一期系列视频
【回复】早期是自己做 后面发展成ip后 就肯定是团队运营了 质量也是真的高 免费看都觉得不好意思了
【回复】回复 @1米5的小高个 :而alan本人更多的是在剧本创作要不是动画制作了
玉轩埋嵋:
这条片子跟数学最大的不同在于，后半段那种前人指引，巨人肩膀的表达，实在太浪漫。

【回复】回复 @幽林妖魅 :我感觉数学是纯粹的热血王道，就像无数前人的钻研一样，永不止息，亘古辉煌
【回复】数学和欧拉公式欧拉欧拉也是一种浪漫呢[doge]
【回复】回复 @空格君KG : 数学其实是一种传承
秋风凛冽OvO:
巧了刚看完原视频，vs数学那个视频主要是表现上的创意，物理这个剧情也挺有意思，还好勉强能看懂= =，物理这篇其实很多也只是把一些猜想的表象表现出来吧，理解难度还好

【回复】如果之前看过太空漫游，星际穿越这类科幻片，对于最后高潮部分的设计其实会有熟悉感，理解难度也回降低许多。 但在这些背后的物理知识理解就因人而异了
【回复】回复 @Jinx_就是_Jinx : 确实。看过星际穿越，所以即时感满满，看的时候都懂，但你要是想让我喵两句那还是算了
【回复】回复 @Jinx_就是_Jinx :你也知道那是科幻，科幻不能当科学
Sterntraume:
漫士漫士，08:53中的推导公式好像错了，应该是y=-2Ⅴ0平方分之g乘以ⅹ平方

【回复】确实，我做的太赶了[保卫萝卜_哭哭]没注意
【回复】回复 @漫士沉思录 :up注意休息，避免毛发脱落
【回复】回复 @漫士沉思录 :没事没事，漫士那么辛苦地为我们做解析，有错误在所难免，要好好休息！[妙啊][妙啊]（其实只是我当时看的时候觉得有点奇怪，好像没推出来，所以就看了好久，发现有问题[笑哭][笑哭]）
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老师，我想问一下，视频中的引力弹弓其本质是不是动量守恒定律啊？因为两者挺相似的，再临被弹出去时其速度与星球公转速度方向一致有点像动量守恒里的正碰使速度最大，而最后薅到的速度近似于星球公转速度的二倍也很像动量守恒中质量极大的物体A以v₀撞击静止的质量极小的物体B，B的速度近似于2v₀。（本人高三，如有错误欢迎指正，谢谢老师[微笑][微笑][微笑]）

【回复】我也高三，感受到了差距[灵魂出窍]
【回复】这样我们来算一下，假设初始状态，飞行器和大质量天体运动速度分别为v和V，取距离天体无穷远为零势能点，那么此时系统的总能量为，{E} =\frac{{1}}{2}MV^2+\frac{{1}}{2}mv^2 -\frac{{GMm}}{r} 。其中，M为大质量天体的质量，m为飞行器的质量，G为引力常数，r为距离。若将参考系放在大质量天体上，则上式变为{E} =\frac{{1}}{2}mv^2 -\frac{{GMm}}{r}简单起见，我们以大质量天体为参考系。引力弹弓分两个阶段：接近和远离。在接近阶段，r变小，引力所作的正功全部转化为飞行器的动能，既：在飞行器接近大质量天体的过程中，飞行器的速度越来越快。在远离阶段，r变大，引力作负功，飞行器动能转化为势能。由此可见，若以大质量天体为参考系，飞行器经过天体后，飞行速度于之前相比并没有增加。此时系统的总动量为\vec{P}= m\vec{v} +M \vec{V} 。在飞行器经过大质量天体的过程中，只有引力作用，整个系统的能量和动量皆守恒。也就是m\vec{v _ 1}+M \vec{V}= m\vec{v _ 2} +M \vec{V' } \frac{{1}}{2}m\vec{v _ 1^2}+\frac{{1}}{2}M \vec{V^2}= \frac{{1}}{2}m\vec{v _ 2^2} +\frac{{1}}{2}M \vec{V' ^2} 其中 v1、v2分别为飞行器始末状态的速度，V'为天体末状态速度。此外，取距离天体相同的位置，因此势能不出现在上式中。由于飞行器和天体的速度都不在同一直线上，需要考虑入射角度的问题，上式无法直接计算出末状态的速度。但是，若入射角度与天体速度方向一致，既对心碰撞，可以计算出碰撞后的速度分别为{v _ 2} = \frac{v _ 1(M-m)+2MV}{m+M} {V'} = \frac{V(M-m)+2mv _ 1}{m+M} 当M远大于m时，v2接近于2V，而V'则几乎不变。因此，若飞行器于天体对心碰撞后反弹，则可以约获得2倍的天体的速度。由于引力弹弓不可能是对心碰撞，所以飞行器通过引力弹弓获得的额外速度的极限是天体速度的2倍。所以你说的很对，棒棒哒！！！
ElfeSeule:
很好奇为什么你搞人工智能的为什么会知道这么多物理知识

【回复】因为姚班需要数学物理信息学全部融会贯通
【回复】回复 @漫士沉思录 :我很好奇物理知识对于人工智能有什么用，我是网络空间安全专业硕士，不是同一专业但是也是算有相关性，我阅读的任何一篇论文除了使用场景都没有能涉及到物理学的知识，我希望能阅读一下您的博士论文，很好奇对于人工智能目前模型+训练的模式为什么会牵扯到物理学。 而且我很好奇姚班的课程设置，据我了解博硕除了研一基本是没有课程的，在实际研究中也没有接触物理学的机会，很好奇您做的研究里为什么会有物理学知识？无恶意，望回。
【回复】回复 @ElfeSeule :姚班是交叉信息学院的，属于理科，网安是工科，而且叉院只是研究领域是人工智能，人家姚班创始人就是提出的多学科交叉，本身你们的专业培养相关性就不大
正确的错别字:
看了几遍还看不懂的我：尔辈不能究物理

【回复】可惜这篇课文删了，好多人应该不懂这个梗
【回复】回复 @Technetium星 : 因为理论是正确的，但达不到石狮子到下游，移动不了几米或几十米就到河床被沙子完全埋住了
【回复】回复 @渺鱼梦雨 : 河中石兽把，现在删了吗？
交易一切的杰克:
看Alan的原视频：知识从脑中光速跑过，一点都没剩下 看up解析：知识从脑中缓慢流淌，可还是一点都没留下

【回复】正确的中肯的一针见血的😭
没吃饭的村民:
很难知道Alan团队的成员学历有多高[妙啊][妙啊][妙啊]

【回复】这应该不是一个团队的工作，很有可能请了不少外援的科学家给予一些帮助
【回复】懂不懂哥伦比亚大学艺术生的含金量啊[doge]
【回复】回复 @Not_vegetabledog :对他们就说是“常识”[脱单doge]
无名可以取了:
个人认为28:52这里会坠入恒星以及之后避免坠入的原因是： 在一开始接近恒星时再临下意识想逃离，选择了最容易想到的方法（沿着引力的反方向加速），可以看到他转了下火箭。但是实际上火箭的力不足以抗拒引力，反而会坠入恒星。而之后又转了个方向，沿着当前速度方向加速，最快速度达到逃逸速度反而能跑

【回复】回复 @下棋之人B :洛希半径对这么小的东西没什么表现，对星球那种大小的才会起到作用
【回复】再临他是火柴人啊，二次元纸片人的事少打听
【回复】回复 @下棋之人B :并不会，恒星太大了，洛希极限算出来基本在恒星内部
荧惑鸢汐Powehi:
在80%光速的那一段，应该还有钟慢效应的体现，接近光速的物体时间流速变慢，但是外人看着没变化，这会导致不断接近光速的物体看到前方的路程越来越短，自己越来越快，所以再临应该是经过了现实很久的一段时间才到达类星体的，只是自己感觉很快罢了（应该是这个意思，希望指正[给心心]）

【回复】确实，这里的摄像视角是与再临同速的，时间流速看再临是正常，看星体是快。反之，星体看再临是慢，星体看星体是正常[妙啊]
【回复】钟慢尺缩来自于狭相，相对论相对论，静止参考系看移动参考系时会觉得移动参考系的时间变慢，反之移动参考系看静止参考系也会觉得静止参考系的时间变慢。 以视频中0.8倍光速为例，静止参考系看再临，静止参考系体感10年，看再临则只过了6年。反过来再临实际体感也是6年，但看静止参考系的时间则仅为3.6年。
【回复】不能说是体现吧，因为没有展示“静止”坐标系的时间。另外80%光速钟慢效应下，“静止”坐标系的时间也就再临时间的5/3倍
resheph:
高中物理学的不太好所以转文了，开头的经典力学部分还可以看懂。电磁学与万有引力部分反倒相对明白一些（电磁加速和多普勒效应的蓝移与红移）。到最后黑洞的部分，还是因为小时候看的蓝猫淘气星际大战中介绍过黑洞视界的部分，所以还可以。到最后进入奇点，开始轮回之时正式阵亡了[妙啊]。

【回复】不过看到弦理论时候就想起了谢耳朵，本来是自己的研究方向，但因为无法找到磁单极子也无法证明，最后不得不转道了
【回复】我是文科感觉太难受，转理科的[脱单doge]
AI视频小助理:
一、一部关于火柴人探索物理世界的动画，涵盖了经典力学、电磁学、万有引力等多个方面，细节丰富，难度较高。 00:01 - 介绍自己的背景和火柴人vs物理的视频 01:02 - 视频分为三个部分，包括经典力学、电磁学和万有引力等内容 03:13 - 视频中涉及到许多前沿的宇宙学和黑洞理论，需要深入学习 二、ALANBECKER的动画中存在的一些物理问题，如运动和受力的分解、抛体运动、角动量守恒等，同时街舞和陀螺仪的相关知识。 08:09 - ALANBECKER的动画牺牲了严谨性，图示误导了受力分解 09:02 - 弹跳的高度每次都是原来的1/4，因为地面是非弹性碰撞，速度每次减半 13:51 - 陀螺仪可以维持飞行器的姿态，角动量守恒需要特定轴，陀螺会抵抗姿态改变力 三、物理学中的能量和动量概念，以及它们在不同情况下的表现形式。此外，视频还提到了相对论的一些基本概念。 16:17 - 伽利略通过实验和逻辑找到真理，开创现代科学黎明 17:11 - 动能和势能的表达式，注意颜色代表能量存储方式 22:03 - 火箭通过喷出物质获得冲量，提供加速度，洛伦兹因数衡量相对速度 四、光的性质和衍射，以及引力弹弓的原理和应用。此外，视频还涉及了磁场的强度公式和磁力对电流的作用。 24:25 - 相对论在很长一段时间里，人类都没有任何感性的认识。 25:35 - 光的衍射，光虽然通常以直线方式传播，但当光遇到很小的小孔时，它可以从这个小孔的位置重新作为一个点光源向其他地方传播。 26:59 - 引力弹弓，通过从某一个特定的角度切入行星的轨道，沿着这个行星旋转，在无形当中薅到这个公转的行星的速度能量。 五、磁力和电磁炮的原理，以及多普勒效应和黑洞的构造。其中介绍了磁力、电磁炮、多普勒效应和黑洞的概念和原理，帮助观众更好地理解相关知识。 32:33 - 偏导号表示对一个纯标量的场求梯度，力量永远是势能的梯度 36:09 - 洛伦兹变换在明可夫斯基空间下的可视化图示 39:05 - 黑洞的构造包括旋转的吸积盘和垂直喷射的喷射流 --本内容由AI视频小助理生成，关注解锁AI助理，由@两面包夹火龙果 召唤发送

【回复】速通视频啊，总结得挺好的，下次也来总结吧[妙啊]
【回复】最不令人忍俊不禁的一集
时雨雨yuyu:
等一波火柴人vs化学[给心心][给心心][给心心] （我可太喜欢化学了）[脱单doge]

【回复】回复 @-_清枫_- :化工不是化学工业吗？和化学一样？[脱单doge]
【回复】生物火柴人研究作者各个器官[微笑]
【回复】这下我这个化工科研狗能看懂了[笑哭]
女神齐娜:
有种很奇特的感觉 火柴人VS任何视频中，都有很多艺术化处理不符合物理的现象，比如各类打斗，可是大家看的都很正常 但这个视频里再临只是踹了一下火箭就加速了，却有一种严重违反物理规律的感觉

【回复】很显然，再临戴着牛仔帽，踹火箭进行加速，是有象征在里面的，最大的可能就是象征不断开拓物理学疆土的“开拓者”，也就是弹幕里说的那个“星际牛仔”
【回复】因为这里是把火箭当马，还有电视机拍一下就会正常显像这类似的梗在里面
【回复】可能因为这是科普向吧，艺术加工显得比较突兀