一位物理学教授跟我赌了一万美金说我错了

巨引源:
以历史经验来谈，不少科学家其实巨犟。一但形成自己的认识后比小将都不容易接受新观点，甚至不惜排挤打压。于是在业界留下了一个又一个对赌佳话……

【回复】对赌还是看霍金 输了证明自己的理论是对的 赢了有钱[偷笑]
【回复】回复 @老滑稽 :但也是勇于承认错误的[藏狐]
Mr_Enigma:
这才是真正有意义的辩论，是为了更好的理解一个问题。是值得我们学习的精神。

【回复】弹幕有很多都在说杠精……他们是在为自己的低文化素质辩护嘛
【回复】都是大佬，评论里看不起人家教授的，笑死我了[喜极而泣]
【回复】回复 @狼丶约 :看不懂，只能是是杠了
战网乌拉:
我最服真理元素的是他查文献的能力，印象中好几次对赌他的查到文献的质量都远远高于对手……

【回复】回复 @新天介观员 :本科工程，phd物理教育，之后就一直youtuber作为主业，没当过教授
【回复】毕竟这家伙也是教授啊，学术素养是杠杠的没话说。[笑哭][笑哭]
蛮蛮壮:
很多人无法理解这一原理的原因是不知道能量从何而来，关于这一点仔细想想你会发现实际上还是搭了顺风车，风速的存在实际上增大了风车向后的推力。所以多出来的能量仍然来自风的空气动能。 而跑步机上的黑鸟，能量来自履带的阻力所带来的动能。 而如果想到这一点，你就会明白并不只是杠杆这么简单。这里利用的是空气与地面的相对速度，从这个相对速度中窃取动能，这个想法太天才了，打破了我对物理的认知。

【回复】把系统的每一个过程剥离出来分析可能会导致错误，很容易忽略能量守恒的问题。如果将小车看成一个整体分析。小车的内部肯定是守恒的(不管热，内能转换)。整体受向后的地面摩擦力，向后的风的阻力，所以合力向后有负加速度。所以小车会减速。(至于扇叶向后的推力所做的功的来源还是地面摩擦力做功经过机械能损失后的结果)。但是实验中，车子速度的确比风速快了，那是因为刚才的分析忽略了在小车大于风速前会有小于风速的过程。实际上小车内部的结构转动会存储能量，可以简单的看为飞轮，小于风速的时候，风对小车做功一部分提供小车动能，一部分转换为飞轮动能储存起来，当小车高于风速，风做负功，而这时飞轮的动能可以释放，一部分抵消摩擦力和风阻的负功，剩下的可以给小车加速。但是飞轮的能量毕竟会耗完，所以不能稳定超过风速，应该会快过风速一会后就减为风速一以下再超过风速往复交替。
【回复】直到那个大小轮车出来之前，我都没理解为什么会快过风速，那个小实验真的很形象了
【回复】回复 @薛定谔的猫会不会飞 :高于风速时，风并不是做负功，这车就可以逆风开，又比如逆风航行的帆船，谁告诉你风往后吹，风的动能就不能用来向前进呢，它确实收到了向后的风阻和摩擦力，但螺旋桨/帆一样可以让风的动能用于向前开，说实话这确实有点反直觉
BT平:
科学史上有很多次打赌，无论胜负都是值得尊敬的人。

【回复】比如 霍金和彭罗斯 赌一年瑟琴杂志[doge]
【回复】比如赌 板蓝根，连花清瘟[脱单doge]
修道的基:
不是螺旋桨带动车轮往前跑，而是车整体被风吹着，车轮不得不运动，并带动螺旋桨转动，螺旋桨转动时向后推动气流，和风吹来的气流碰撞从而产生更大的推力。

【回复】回复 @COCO踏麦泥 :草了我也是 我没看第一个视频 这甚至是我第一次听到黑鸟这个 我一开始是认为螺旋桨被风吹动然后带动车轮 这就解释了为什么教授会认为车的速度不可能超过风速 因为车前进的动力是风作用在螺旋桨上的 但是实际上是反过来的 螺旋桨被车轮带动推动气流
【回复】看完整個視頻還不明白，看你這段話動了
【回复】这视频主要说的是螺旋桨产生的推力大于车轮带动螺旋桨的阻力，因此黑鸟可以持续比风速快。对面的教授只是认为推力不可能比阻力大，但跑步机的那个实验，结果很明显了。
double_7_:
这个装置确实令人耳目一新，实际上仔细想想这并不是什么反直觉的事情，因为生活中最常见的热机，就是利用温度差从外界获取能量，那么从速度差中获取能量也就自然而然了。 想象有一个热源和一个冷源，热源充当风（因为风速高于地速），而冷源充当地面，一个与冷源和热源接触的热机，如果热机不做功，那么随着温度的传递，热机本身的温度可以与热源相等，但是算上热机本身做的功，那么温度比热源更高也就不足为奇了。

【回复】稍微想象一下就可以知道能量确实是守恒的，但这对于大部分人来说真的很反直觉[怪我咯]
【回复】回复 @茶具蝌蚪 :建议多看几遍视频
Ferb-:
上期黑鸟的视频说了好多物理教授不相信，这期就有人来现身说法[doge]

【回复】那个左博承认错误了，治学态度还是不错的
狂战斧马铃薯:
这种算不算是“公开化的同行评议”[doge]

_HuZky_:
其实很好理解，各位可以设想一个场景： 当风与车速一样且同向时，车身虽然相对于风是静止的，但螺旋桨相对于风仍然是远低于风速的（因为螺旋桨逆风吹风提供了一个反向风速），因此风仍可以作用于逆风吹拂的螺旋桨桨叶片上，所以只要还有力能作用到桨叶上，车身整体的合外力便不为零，那么超越风速就是很正常的事情[OK]

【回复】回复 @中华游隼 :简单理解就是你在跑步机上跑，相对场馆地面速度为零这时突然被人踹了一脚，你是不是会向前倒？风扇就是那个踹的力，它被风和车轮共同驱动
【回复】简单说说我的看法吧，由于有一套装置将螺旋桨和车轮耦合起来（也就是将螺旋桨的旋转和向前移动耦合起来），可以实现在螺旋桨向前的速度大于风速时，螺旋桨某处仍然有风从背后吹过来，给螺旋桨一个向前的推力。
【回复】你这个理解错了 螺旋桨是车轮驱动的，风与车速相同时，动力完全由螺旋桨提供，风不在做功。阻力是逐渐增加的，知道螺旋桨的推力大于阻力，车就一直在加速。
风然羽烈:
这车反直觉在于低于顺风风速车轮是从动轮，车被顺风吹着跑，高于风速车轮是主动轮，动力来源于上面的螺旋桨，把那个想成一个风力发电机就比较好理解了，汲取风能驱动车辆

【回复】其反直觉最核心的点在于后轮和桨叶是互联的，如果两者独立，便不会超过风速。
【回复】低于风速也是主动 只要螺旋桨的速度稍微高一点，螺旋桨升力系数，螺旋桨等效力矩和链条传动比的乘积超过1，就开始主动出力了 升力系数的最大值可以接近20，甚至更高
【回复】回复 @就不告诉你呦 :核心就在于升力系数巨大。 升力系数是用于固定翼的概念，即升力除以阻力。在速度较低时速度越快升力系数越大。 对于螺旋桨，可以指定一个力臂长度，然后使用升力系数的概念：升力与阻力的比例。 可以形成这样的简要推理：螺旋桨升力15F 阻力1F。此阻力传动到车轮形成省力杠杆，车轮阻力7F。此时存在7F的动力用于加速
辰涯:
高中创客比赛就这个题目，逆风小车，有人做的车贼快，可惜不是我[委屈]

【回复】回复 @hzy3000 :完全一样的原理，顺风能跑逆风更快
【回复】这是顺风小车，完全不是一个东西。
【回复】回复 @zhzhah :好家伙，那你不如说基本原理都是四大基本力的作用，这样什么机器都是一个原理[doge]
LordRondo:
这个视频看的我心理五味杂陈 作为一个四年没接触理科知识 七年没接触物理知识的纯文科生 基本毛都看不懂了 但还是看得津津有味 敬佩他们对知识和最真理的纯粹热爱 抛开地位和偏见 竭尽全力也不是为了证明我比你强 而是 这个事是对的 我更羡慕的是理科这样的交流环境 我为我的文科生身份自豪 网上有抹黑文科生开学科炮的我会毫不留情地用文科教会我的词藻怼回去（笑）我也热爱我学习的文科知识 目前正在为将来从事这些知识相关的工作努力 但文科是真的没有这样的交流环境 在哪里都没有 网络上就不说了这就是敏感重灾区 在现实生活中无论是亲人还是朋友我也找不到哪怕一个能和和平平谈论的 文科知识体系都太主观了 主观到在你还没来得及完全陈述出观点之前 帽子就已经扣上来了 主观到我甚至不敢在这里随便举一个例子 后来我就放弃跟人交流学术知识了 相信知识是一种隐私 会好受一点

【回复】文科的本质是人文，起源于人身上。每个人其实都有人文，但人文没有对错之分，因为存在即合理，所以它就是主观的，基本很难分出客观上谁对谁错。科学不一样，它是世界运转底层规律，是有客观事实的，没有了人类科学还是在那里，这就是理科[doge]
【回复】回复 @逆了个大天 :对 我想说的就是这个 越主观的东西越难交流 因为分歧要比客观的东西多 而且大环境如此 人文社科观点确实很容易被扣帽子
【回复】不知道对不对，也不知道是否事实的确如此，或者从古至今由来如此，就是存在一个引人深思的现象：那些老一辈的作家，在现在的生活中有种普遍的感受，就是孤独。
空气系Silka:
这个问题反直觉的地方在于，小车持续加速到比风还要快的时候，加速所需能量从何而来。不过Derek上一期BV18K4y137wm 一直在讨论受力，而流体力学是出了名的难理解，所以有很多质疑。包括这一期的这位教授。但，这一期Derek依旧在讨论受力。 呼，我为他补充一下能量方面的分析吧：由于螺旋桨的存在，风动力车在跑得比风快而且螺旋桨旋转的情况下，风所做的功，比起 螺旋桨不旋转且车相对于风静止 的情况下，风所做的功更大，类似于一张更大的帆在跑得比风慢。这样就能解释小车持续加速的能量的来源了。

【回复】说白了是车即使超过风速，也是在降低空气动能，转移到车上。
【回复】风（空气分子）的动能转移一部分到了小车上，反直觉的地方在于小车速度大于了风速
【回复】只要有能量差就能做个“收费站”窃取能量 这实验就是利用风和地面的速度差。这能量可以用来加速车子（到无限远），也能给手机充电或者烧开水
bili_98306491508:
就算up主实验没成功，也不能证明教授是对的，只是“暂时还没被推翻”而已。up主打这个赌，未必会赢，但一定不会输！这是不公平的。理论派和动手派的打赌，本身也是处于劣势的。因为动手派只需要“尝试”，并不需要太多理论基础。打个比方，这么多年了，还是不断有人想做永动机来挑战焦耳（焦耳说过“永动机不可能”，正如视频中的教授）。那些挑战者们需要具备丰富的物理理论知识吗？并不需要（尽管他们也能说出一套一套的），动手就行，万一蒙对了呢。教授用错了模型，他的模型，不是“螺旋桨”而是“帆”。此外，教授打赌的内容是：“任何情况下，都不可能发生”，这是“证明”。up主打赌的内容是：“有可能发生”，哪怕只有一个反例，就可以对教授的结论进行“证伪”。证明和证伪，这两件事的难度是不同的。up主有无数次的机会可以去修正和改良实验对象，但教授一次改良的机会也没有。此外，教授打赌的依据是他自己的前概念，而up主打赌的依据并不是自己的前概念，而是历史上现成的案例。

【回复】公不公平不重要，因为输赢对他们本来就不是最重要的事，重要的是通过这个赌局让大家重视这个问题，并且得到正确答案。努力探索这个问题的过程比这个赌局本身更重要，追求真理的精神才是作者想传达的。
【回复】回复 @中提琴保护协会 :可以去问问坚持做永动机的人，他们有没有理论依据，他们也能说得一套一套，不会承认自己毫无根据。流体非常非常复杂，很多都是先用实验做出结果，再用理论去反补，这不是什么丢人的事，因为现有的流体理论很难预测，没有人敢拍着胸脯保证成功，如果没有已经成功的实验经验，up主不会有自信与人打赌，事实上他只需要复制“乌鸟”即可。你可能是把“动手派”理解为贬义词了，所以才有意见。请注意，“动手派”不等于“没有理论”，而是先动手得出现象，再尝试用新的理论解释，即“实验先于理论”，历史上法拉第、赫兹、费米、伦琴、丁肇中等等太多太多。“理论派”也不是不实践，而是先用现有理论预测，再用实验验证，即“理论先于实验”。当然，严格来说，up主的确不是动手派，他是“复制派”。“乌鸟”的创造者才是动手派。此外，理论就是理论，已经写在教材里，不存在是否“详实”。不同的人对理论的掌握程度不同，你可以说某人“理论功底更深厚”。还有，“同日而语”不适合用于比较两个人，而通常是用来形容某人与曾经的自己相比较。建议改为“等量齐观”。最后，出于个人的好奇心问一个题外话：现在经常能见到以“笑死”作为开头的评论，以及“卧槽”的弹幕，是语言匮乏还是跟风使然？
【回复】接前文： 第六，“永动机”和“乌鸟”在一开始都是为了推翻（一个是为了推翻理论，一个是为了推翻常识）而进行实验，在实验成功之前，他们都不知道自己是对还是错，他们都不是“用理论压倒理论。”我是针对这方面进行类比的。区别当然是有的，“永动机”至今未挑战成功，“乌鸟”挑战成功。但这个问题已经在上上条我回复的文字里具体说明了，不再赘述。 第七，你引用“经典力学”和“相对论”来作为例子才是不恰当的，因为这属于“用理论压倒理论”。爱因斯坦提出相对论的时候，相对论还没有任何现象支撑，就已经先提出了理论。到这里，你应该已经认识到，你所说的“现象--猜想--实验--建立理论”为什么仅仅是“部分理论的建立过程”而不是物理理论建立的必然顺序。
我去做数分算了:
这个故事告诉我们，喜欢一个up主，不用和叔叔客气，直接开对赌协议，他好我也好。

河童KappaTech:
理解这个其实找几个特殊情况分析就很清楚了嘛。假设风速v永远不变。考虑3种情况：当车静止时，当车与风同速时，还有车最终能到达的最快速度。 当车静止时，风吹带来一个推力，使车有一个向前的趋势。这时轮子开始转动，带动叶片转动，对抗风力。这导致车子的加速度比轮子和叶片不链接的车子加速度慢。 当车和风同速时，轮子还在不停转动，带动叶片转动，在周围相对于车子静止的风中产生推力，使车继续加速。 当车超过风速时，此时相对于叶片和车子是逆风行驶。当轮子驱动叶片推动空气所产生的风速大于周围的风速（也就是反向车速）时，车还能继续加速。直到最终叶片转动产生的风速没法大于车的速率，这时状态达到平衡，车也达到一个大于风速的最终速度。理论上如果叶片无穷大，或者叶片转速与轮子转速的比值无穷小，或者轮子无穷小，最终速度也可以达到无穷大。