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高盛面试题里的物理

已有 6129 次阅读 2015-3-17 05:32 |系统分类:科普集锦

据说这是一个高盛的面试题:

在一个一米长的棍子上有一些蚂蚁。它们有的向左爬,有的向右爬,所有蚂蚁爬行速度一样。当两个蚂蚁头碰头的时候,他们立马反向,然后继续以原来速度爬行。以蚂蚁的速度,如果没有碰撞,从棍子一端到另一端的时间是5分钟。蚂蚁一旦达到棍子一端,就掉下去了。请问,从开始算起,多长时间后棍子上没有蚂蚁了?

答案是5分钟。道理很简单,两个蚂蚁碰撞后各自反方向爬行,跟他们没有碰撞,一直匀速爬行是等价的。因为我们没有必须在乎是哪个蚂蚁向左,哪个向右。换句话说,我们没有必要跟踪单个蚂蚁的轨迹。在某个时刻某个位置朝某个方向爬行的蚂蚁的身份是个无关的信息。

这个问题里的思想在流体力学里有重要应用。

水的运动大家都见过。怎么计算饮水机水桶里的水的运动?拉格朗日的路子是这样的,把一桶水看成很多个水分子的集合,写出系统的拉格朗日量,进而写出每个分子的运动方程,试图求解之。这个路子便是要跟踪每个水分子的轨迹。欧拉的路子则是,我没必要跟踪每个水分子,他们是全同的,重要的是在特定空间特定时间处的那一小团分子它们的速度是多少。也就是,在某个时刻,空间上的流场是怎样的?这个流场怎么随时间演化?

所以,高盛的那个面试题就是要用欧拉的思想。


博主注:小学初中高中的时候,欧拉就是神啊。他的七桥问题的论文没有一个单列的公式,散文一般,娓娓道来,结论自然如水落石出。



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