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也说自然风与电扇风的差异
李老师突发奇想,在网上搜索“电风扇的风不如自然风舒服”的话题,列举了很多原因,如(1)直吹不舒服(2)湿度温度不同(3)味道不同(4)风扇灰大等。他也从湍流角度解释了舒服不舒服的问题,看上去似乎有理(因为没有参数,也不好深入比较),只是让人感觉怪怪的。如果你要比较电扇风和自然风,第一步就是要保证电扇风和自然风的风速、湿度、温度、湍流度相同,比较才有意义。如同作药物参照实验,如果脱离了这些过程参数,单纯比较结果,就没有意思了。所以,我不理解这样的比较有什么价值。第一,舒服不舒服,太主观,难以量化。与其说舒服(心理学与生理学概念),不如定量说散热效果好(物理学概念)。如果论文选题用舒服,就不科学,因为主观因素加进去,碰上一个较真的评委,和你争论一下心理学是否是科学,你就傻眼了。第二,两种风的形态不同,场合不同,说两种不同的人,往往忽视了他们的不同应用场合。因此,造成是否舒服的不是风,而是另有原因,这里我来深入琢磨一下。
很多说自然风好的人,完全没有意识到为什么我们要电扇风。为什么?两种可能性,一种是室内,没有自然风,只好用电扇风替代;另一种虽然是室外,有自然风,但环境温度太高,散热条件恶化,所以需要电扇风。后者很好理解,你不舒服了,才需要电扇风,所以电扇风给你的印象就是不舒服。当你对自然风满意的时候,也是你对自然风印象最好的时候。所以,自然风总是比电扇风在潜意识里让人感到舒服。这是心理学的印象,也是生理学的结果。
问题出在第一种可能性上。为什么室内的电扇风和室外的自然风,虽然风速、湿度、温度、湍流度都相同,但仍然是自然风让人感到更舒服?或者说散热效果更好?通常人体在空气中的散热方式有两种:对流和辐射。当你在风速、湿度、温度、湍流度相同之时,只能保证人体的对流散热条件相同,却无法保证室内室外的辐射换热条件相同。对于室内,如果室外温度高(使用电扇的前提条件),意味着墙壁会妨害你的辐射散热。当你在室外的时候,你是向大气辐射散热的,环境的背景温度要低于墙壁,因此室外的辐射散热效果更好。也就是说,虽然电扇风和自然风的风速、湿度、温度、湍流度相同(意味着对流散热条件相同),由于你在室内室外的辐射边界条件不同,所以你在室外感到比室内更舒服(或者说散热效果更好),这是自然风的伴随条件决定的,而不是自然风本身决定的结果。换句话说,自然风更舒服,是因为产生自然风的散热条件同时优于产生电扇风的散热条件,这是物理学原理得到的结果。
《列子》中让人耳熟能详的寓言“两小儿辩日”,就存在一个类似的心理学判断依据不定的问题。如果你不能使用相同的测试条件和判断依据(儒家人物都比较唯心,最怕有人较真,所以列子对孔子的贬低不是没来由的),鸡同鸭讲,就会陷入永远的辩论当中。做科学实验,首先要把所有的变量除一个以外全部固定下来,才能得出有意义的比较结果。如果大家都在上下漂浮,就变成捣糨糊,过程比较就失去了应有的价值。孔子的困境,就在于缺乏科学思维的训练,这是我们在科研过程中需要注意避免的问题。
图1. 孔子的困境,也是困扰中国科学数千年的难题,重视唯心思辨,缺乏逻辑思维训练。
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GMT+8, 2024-9-2 07:23
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