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毕小天，清华大学化学工程博士。

经常有人看完我的文章后问我，整天研究这些乱七八糟的东西有什么意义呢?其实我在生活中特别害怕面对这样的问题。

因为我也很怕自己这一生会变成一个要求别人做有用的事情的人，我觉得当你要求别人做一件有用的事情的时候，一件简单好玩的事情在那一刻就会变得无趣起来。

真是胡说八道

毕晓天

今天非常荣幸能够站在议事会的讲台上，我叫毕晓天，是清华大学化工系四年级博士生。

因为我曾经担任过本科辅导员，所以大家都叫我毕主任。

大家可能听说过，读博士和做科研的生活比较单调。

但有时候我发现，当你把我放在这样一种相对单调的环境中时，我特别喜欢用科研的思维方法来思考生活中一些琐碎、无聊的事情。

去年年底有一段时间，北京的雾霾特别严重，众所周知，人类目前应对雾霾问题主要有两种方法，一个叫风，一个叫雨。

所以那段时间，我每天出门，都看到很多同学都戴着厚厚的口罩。

我不戴口罩，戴个可以挡风的帽子，很有效。

有时，为了给风增加一点雨水效果，我会随身携带喷雾瓶。

把这两个放在一起，我们叫它防风雨防雾霾可穿戴设备，这是我的一个小发明。

曾经有一段时间，我有几个朋友因为某种原因特别痴迷于微信运动计步。

今天你走2万步，明天我走3万步，很烦人。因为我天天呆在家里，所以我的步数只有8步左右。

后来我开始研究微信运动监测的是什么，其实就是人走路的时候，手机放在口袋里，走路的时候会有摆动和停顿，监测到一个加速度。

所以生活中你会经常发现，有些人只要把手机在手里晃一晃，就能增加微信步数。

知道了这个原理之后，我们作弊的方法就很简单了。

我把这个东西叫做招财猫微信运动***，这个东西很好用，开心的时候可以用它来作弊，不开心的时候可以用它来抚摸猫咪。

后来他们觉得你太懒了，就不玩了，开始玩一些新的体育应用。

这个app不仅可以监测手机的摆动，还可以监测手机是否移动了。这样你就没法用这个东西作弊了，毕竟招财猫是不动的。

但这当然没有困扰到我，我到街边小摊买了一些小玩具、小爬虫，让它们这样爬着，带领我的招财猫前进，很快我就克服了这个问题。

当然这个东西有时候也会失败，有时候我发现它们会自我扭曲、自我纠缠。

前段时间微博上有一个很火的话题，叫#香蕉和枣一起吃，能看到生命的走马灯#

很多人可能都亲身试验过，我觉得这个问题很有意思，因为香蕉和枣都是生活中很常见的食材，以前从来没听说过，两者一起吃怎么会产生如此神奇的现象。

我觉得这是一个好问题，值得研究。

我回去看看他们是怎么描述的，靠前个发现它的人说他能从嘴里看到生命的走马灯。

后来有人描述说能看到孔子和苏格拉底打斗，我觉得这个描述已经很难了，这个时代要知道苏格拉底长什么样子，已经不容易了。

随着吃的人越来越多，描述也变得越来越丰富。

后来人们作出了很多描述，比如腐烂的死虾、满天的神佛、洗涤剂、死苍蝇、粪便等等。

看了这些描述，我觉得这个说法不科学。因为洗衣粉、死苍蝇、屎的味道完全不一样。不用担心我怎么知道它们的味道完全不一样。

我是一个科学人，科学人遇到这么无聊的问题，就会去研究，这就是科学精神。科学精神就是我可以吃屎，但是我要用科学的方式去吃。

我们回过头来看他对香蕉和枣子的描述，他既没有说枣子是红枣还是冬枣，也没有说一起吃是什么意思，是先吃这个再吃那个，还是两个都拿起来往嘴里吃？

这个描述让我买了之后就不敢吃了，于是就买了大概三斤香蕉，两斤红枣，两斤冬枣，开始了这次实验。

实验步骤也非常简单。

靠前步：刷牙，清洁口腔；

第二步：先吃一口香蕉，再吃一口枣，咀嚼并充分混合，让味道扩散；

第三步，也是最关键的一步：你需要找到离你最近的人，突然对他吹一口气，看看他有什么反应。

我当时自己一个人在嚼着，嚼着，开始还没什么感觉，后来突然觉得不对劲，好像有一股恶心的味道飘了上来，大概是类似84消毒液的腥臭味。

不知道你们能不能理解那种感觉，但是理工科的人心里本能的就有一个优化的想法。

我的意思是，我愿意花一个小时去思考，如何把一个原本需要十分钟才能完成的任务优化到只需要五分钟。

所以后来我想，既然恶心的味道已经出来了，就应该思考如何优化这个恶心的味道，让它更恶心。于是我设计了一些实验，像这样：

首先，你要使用不同的水果组合，香蕉应该是熟透的香蕉还是半熟的香蕉，枣应该是红枣还是冬枣。

其次，你还可以研究不同的枣和香蕉的比例，看看吃的时候会给你的嘴巴带来什么样的体验。

我们再回头看一下一起吃饭的描述，这个描述非常不科学，非常不严谨，那么他是先吃香蕉，再吃枣吗？

或者我应该先吃枣然后再吃香蕉？

或者我应该把两样东西都放进嘴里然后一起咬？

经过了这么多的实验，在我吃饱喝足快要吐的时候，我终于得出了这个结论：

这玩意大概就像先吃了一个熟透的香蕉，再吃了一个冬枣，当两者的体积比例为2:1的时候，就能达到精致的恶心程度。

当我感觉到嘴里那种恶心的感觉时，我想，太好了，这就是我想要的感觉，这是科学的胜利。

作为一名科学工程人，研究像这样的客观问题有时需要提出一些新的理论和模型。

我是一个喜欢建立一些新的小模型来解释生活中的事物的人。

最近天气越来越冷了，又到了大家瑟瑟发抖等待暖气的时候了，当然我们南京的朋友就不用有这个担心了，因为你们本来就没有暖气。

去年有一天我去一家餐馆吃饭，等桌子的人很多，老板就叫我到门口等。

门开着，我只穿了两件衣服，里面风很大，非常冷。

我一边冻得瑟瑟发抖，一边想，不对啊，我可是学过热力学的化学工程师，怎么会怕冷呢？

我决定用我一生的知识来思考一个问题：如何科学保暖。

每个人穿衣都有自己固定的顺序，一般都是先穿上长内衣、长裤，再穿上毛衣、长裤，外面再套上风衣、外套等。

你有想过这个顺序是否科学吗？不一定。

我们用传热模型来思考这个问题。在数学和科学中，建立模型的靠前步通常是从实际问题中抽象出一个理论假设。

我们的靠前个假设看起来特别科学，因为它来自现实生活。

靠前个假设是，如果把人比作一个桶，那么人可以等效为一个恒温37度、半径约20厘米、高1.75米的圆柱体。

看起来你们当中的一些人正在看不起自己的身体，这是完全没有办法反驳的。

这时候我给你一件秋装大衣和外套，你可以穿在外面，这个秋装大衣和外套可以相当于在这个桶外面包了两层桶。

现在我们要思考一个问题，如果我给你一件秋装大衣和一件外套，哪一件会让你更暖和呢？

保暖效应是什么意思呢？一件衣服保暖意味着热量很难从衣服的一侧传递到另一侧。为此，我们设计了这样一个实验。

我们用一件秋衣和一件风衣包裹一个初始温度为54度的热水袋，5分钟后观察衣服表面温度上升了多少。

最后我们实验的结果发现，在5分钟内，秋衣的温度从室温上升到了44度，而风衣的温度只从室温上升到了23度。

这个实验告诉我们什么结论呢？风衣的保暖效果比秋装好得多。

您认为这是无稽之谈，而且您是得出这个结论的人吗？

接下来我们需要思考一个更加关键的问题：保暖效果好的衣服到底应该贴身穿，还是远离身体穿？

我肯定你还没想过这个问题。

我先用游标卡尺测量了风衣和秋装的厚度，然后我们利用化工中柱坐标系下圆柱壁面径向热流方程，计算出不同方式穿着时的散热功率。

经过我的计算，发现当你里面穿秋装，外面穿风衣的时候，你的散热功率就是330W。

当你外面穿秋装，里面穿风衣的时候，你的散热功率只有328W。

差额是20,000!!!20,000意味着什么？

如果你把秋装当外套穿，在寒风中站两天两夜，就能保存一整个鸡蛋的能量。

从这张图中我们可以更直观的看到结果。

左边是里面穿普通秋装外套，外面穿风衣，右边是外面穿秋装外套，里面穿风衣，可以看到红色代表温度场分布，蓝色代表冷，红色代表热。

你看，当你把秋装当成外套穿的时候，温度是能够牢牢的聚集在你的身体周围的，这是非常有效的，所以这是科学的穿法。

所以，供暖来了，你当然没有暖气了。在这渐冷的天气里，如果你觉得冷，不妨学学我的做法——科学保暖，出门穿秋装，从我做起。

我是一个特别不喜欢洗袜子的人，因为我觉得洗袜子很无聊、很麻烦、很痛苦。

每次洗袜子之前，都要先积攒一大堆，然后才鼓起勇气去洗。

但我的室友很烦人。他从来不让我用洗衣机洗袜子。他说你的一只袜子会污染整台洗衣机。

当时我就在想，市场需求这么大，为什么一直没有一台全自动袜子洗衣机呢？所以我就在想，我怎样才能自己制作一台全自动袜子洗衣机呢？

大家都用过洗衣机，它的原理其实很简单，无非就是一个滚筒，你把衣服扔进去，滚筒自己转动，带动里面的水，然后就能把衣服洗干净了。

既然原理这么简单，我们自己制作一个自动袜子洗衣机就更加简单了。我把平时洗水果用的盆子拿来做成了这个袜子盆。

然后我们从我们的电脑主机上拆下一个风扇，带动它转动，然后用两块磁铁，做成一个磁力搅拌器。

我们先来看一下碧岛1号袜子洗衣机的样机。

试运行很好，磁铁在下面的风扇的带动下可以很好的转动。然后我找出一双珍藏了十天的袜子，扔进了盆里。

我们来看看洗涤效果吧。

结果很奇怪，失败了。磁铁一碰到袜子就移开了。磁铁为什么会移开？是因为袜子太臭吗？并不是。

然后我就想，这应该是磁力搅拌，但是它的功率不够。所以我很自然地想到，生活中有没有什么东西可以提供强大的搅拌呢？

很多人可能已经猜到了，我在厨房里找了一个打蛋器，把打蛋器放进了洗袜子的盆里。

但事实上，整体的效果并不是很成功，因为你会发现袜子就像一条鱼一样，在打蛋器的两个柱子之间来回游动。

不，两种方法都失败了，看来搅拌不是办法。很多时候，这种时候，你就得从我们中国祖先留下来的智慧中寻找答案。

怎么做呢？捶打衣服。捶打衣服是中国最传统的洗衣服方法。

我当时就想到了自己，小时候考过八级秧歌专业，于是找来一个大鼓，在鼓面上套上一只袜子，再在鼓面上浇上点肥皂水，就能很轻松的用袜**奏出一段曲子，很有嘻哈的感觉。

整个洗袜子的过程变成一种享受，我就这样一直洗着袜子，洗了一会儿，突然觉得哪里不对劲。

你是个东西，你打鼓，是开心，但是这样洗一只袜子好像比平常洗一只袜子要累一些。

我想，我为什么要自己打鼓呢？我可以找帮手。很快我就组建了一支庞大的鼓队。

大家刚才可能看到过，这些小爬行动物朋友，它们都会像这样敲鼓敲锣。

我们先来测试一下，看看一边让他们这样打鼓，一边洗袜子，效果是怎么样的。

这些是小型发条玩具，可以将其卷起来并围在袜子上以增添乐趣。

实验成功了，大家团结一心，愉快地战斗着。

我们可以给它一个特写，打斗很生动，眼神很专注。

我最初以为我已经解决了这个问题，但后来我意识到并没有。

因为它们是小发条玩具，当最后一个玩具上紧发条时，靠前个玩具已经停下来了。

所以如果你想像这样打你的袜子，也许你比它们更累，而且你一直在给它们上发条。

做完这些，我感觉我应该有一个更稳定，更耐用，更耐磨的机械设备来洗袜子。

让我们回到祖先的启示，如果我们有一只这样的脚，穿上袜子，在搓衣板上来回搓，问题不就解决了吗？

找到脚和搓衣板并不难，那么我们该如何解决这个来回的问题呢？

机器里有一种叫曲柄连杆的装置，这个滑块能把圆周运动转化成直线往复运动。

所以基于这个灵感，我做了一个机械半自动袜子洗衣机，非常酷。

我再给大家讲一个故事，一个关于抢红包的故事，这也是我自己做的一个小探索。

春节大家都玩过抢红包的游戏，现在抢红包已经成为了每逢过年过节的一项全民竞技运动，抢到那几分钱大家都很开心。

可是有一段时间我发现一个奇怪的现象：不管别人给的红包有多大，我得到的红包永远只有几分钱。

那些后来抢到红包的人，往往就是能抢到更大红包的人。

这不科学吗？腾讯这么大的公司，没必要在算法里针对我。难道先抢微信红包和后抢红包的规则不一样？

想到这个主意我心里很兴奋，心想如果我最终能找到这个规律，我就可以把同学们全部抢劫，直到他们破产为止。

我马上又开始实验，借了周边的四部手机，连上自己的，一共五部手机，建了个五人群，开始发红包。

在发红包之前，我做了一个试点实验：N个人争夺N+1分钱。

我们都学过抽屉原理，如果N个人争夺N+1分钱，那么一个人应该分得2分钱，其余人应该分得1分钱。

但实际实验结果却不是这样，只有最后一个人才能抢到那2分钱。

我做过很多实验，结果绝对正确。

我把这个东西起名叫：最后一个红包抽屉原则。也就是说，如果N个人抢了N+1分钱，那么最后一个人一定抢2分钱。

这回报率太恐怖了，他的回报率是先前那人的两倍。

这个结果虽然很简单，但是却体现出一个现象，那就是微信红包内部的算法肯定是不统一的。

先抢和后抢肯定是有区别的，而且看起来后抢会稍有优势。

真的是这样吗?我又做了进一步的实验。

我以5个人抢50元红包的方式，发了150次，然后统计每次这5个人的数据，得到了750条数据，我把这750条数据放在一个表里。

可以看到，结果相当让人吃惊：当5个人争夺50元红包时，靠前个人拿到的红包从来没有超过20元。

我们做了150次，统计规律肯定没有问题，第二个人拿到的钱从来没有超过25元，第三个、第四个、第五个人之后，能抢到的钱就慢慢多了。

如果我们做一个统计分析，看平均值，其实五个人抢的钱数额是差不多的，都在10元左右，因为五个人抢了50元。

但是你看它的标准差也就是波动的话，你会发现这个标准差越来越大。就是说靠前个人可能只能抢到0到20之间的一个数，第四个人、第五个人也只能抢到0到50之间的一个数。

后来我经过仔细研究，终于发现了微信红包的算法规则，每个人当前可抢到的金额在0.01到当前剩余均值的2倍之间，左开右闭的范围内呈均匀分布。

什么意思呢？就是说如果5个人争50块钱的话，平均每个人能分到10块钱。

这时候靠前个人抢的时候，只能抢到0-10×2，也就是20元，你可以想象靠前个人是多么倒霉，只抢到了2元。

那么下一道题就变成了4个人争夺48元，平均每个人能分到12元。

12的2倍是24，所以第二个人最多能抢到24元。所以这个范围是一个不断扩大的过程。

最后，我发现了这个模式之后，你就可以想出一些非常无聊的想法了。

比如说你可以编程给自己发红包，然后有一天我给自己发了5000万个红包，发现了一个模式。

这个规律在看5000万个红包的时候非常明显，可以看到靠前个人从来不会给出超过20个红包，后面的红包分配也逐渐趋于平滑。

另外通过编程还可以算出一个现象，就是运气最好，这也是很多人关注的一点。

每个人、每个位置获得优秀运气的概率是否相等？其实并非如此。最后我发现，当有 5 个人参赛时，获得优秀运气的概率依次递减。

然后我的想象力又发散了，我就想，如果5个人都这样，那那些争抢的人是不是也这样？于是我就又做了一个节目，很无聊，就给自己发了2亿红包。最后，我就做了一个这样的图。

这张图可以说是微信抢红包流程的全貌，把所有的情况都概括了出来。

它从 3 个人计数到 27 个人，如果你愿意，我可以计算任意数量的人。

从3个人到27个人，不同的人在抢红包的时候，各个位置拿到最好运气的概率有什么变化？

从这张图的最后，我可以粗略地得出一个结论，当抢红包的人越多的时候，越晚抢到最好红包的概率应该越大。

所以下次看到红包，我会先拿着，等你先把面前的小红包都抢完，我再去抢大红包。

后来在这个想法的指导下，我再也没有收过红包。

所以读完这些故事，你可能会觉得理工科生的生活还是很丰富多彩的。

有一天我跟两个朋友，一对情侣，去吃火锅。

我们三个人一起吃着火锅，聊得不亦乐乎。突然，我发现不对劲，我发现锅里的东西有些奇怪。

大家都吃过九格火锅，九格火锅的加热区域在锅底的中央，所以一般来说，中间的格子最容易加热，温度也最高。

然后中间的格子通过铁板和锅底把热量传递给周围的八格，所以九格中，中间格子的温度最高，周围的格子逐渐下降。

那时候，我发现这个锅是这个样子的。

中间的黄油太热，所以会变黄。四周太冷，所以黄油仍然浮在上面，而且会变红。

我当时很激动，跟他们说：“你看，这个锅，居然用牛油的黄色和红油的红色来表达它自身的温度场分布，这个锅本身的形状和它的温度场函数的分布是一样的。”

当时我给它取了个名字，说这个东西就叫：3×3网格差二维非稳态温度场红黄双色可视化模型。

当你听到这句话时，你可能会想，街对面的那对夫妇会不会认为我是个傻子。

其实不然。他们学的都是工程学。

我们三个人看到后，围着锅子聊得很开心，还拍照留念，随后还一起探讨了非稳态传热温度场在双味锅、清汤锅中的应用。

吃火锅的时候，同学点了一盘黄瓜片，当时他就自言自语道：“你觉得这黄瓜要煮多久才能吃？”

这个问题让我陷入思考：黄瓜要煮多久才可以吃？

让我们这样想。如果我们以食物的熟度作为横轴，以食物的可食性作为纵轴，我们实际上可以为任何食材画出一条可食性曲线。

比如牛肉、虾丸、鸭血等都有这种性质。

当它是生的，也就是x等于0的时候，它是完全不能食用的，而当它煮熟后，它就完全可以食用了。

所以当x等于1的时候，它就会超出坐标的范围，所以这些东西在烹饪过程中会经历从完全不能食用到接近可食用再到完全可食用的过程。

我把这个叫做火锅可食性的单调性原理，也就是说火锅的本质就是越煮越可食，所以这个曲线一定是向右上方倾斜的。

让我们想想黄瓜。黄瓜可以生吃，但煮熟后肯定也可以吃。

所以黄瓜的食用曲线应该是这样的：可以生吃，也可以熟吃。

因为这条曲线是单调递增的，所以像黄瓜这样的东西在整个领域内都是可以吃的。

当时我就反省自己，问自己，怎么会问这种黄瓜要煮多久才能吃的问题呢？

根据连续可食性定理，黄瓜什么时候都可以吃。

所以以后如果你在煮火锅的时候，碰到一种不知道什么时候可以吃的食材，多思考一下连续可食性定理是很有用的。

关于饮食，我还有很多东西需要学习。

有一次我和同学一起玩，一起吃薯片，有一片不小心掉在地上，我赶紧捡起来吃。

他实在想不明白，对毕主任说：“掉在地上这么脏你还吃。”

他的话让我又开始思考，掉在地上的薯片能吃吗？我们不妨这样思考一下这个问题。

我画了一张模拟薯片掉到地上的图。

众所周知，薯片一般都是做成曲面的，有时候特殊的话也会做成马鞍面，但总体来说都是曲面的。

曲面落在平面上是什么样的接触?是切线接触。

切线接触意味着两个表面实际上在一条线上相交。二维中一条线的面积积分是多少？面积为零。

所以我们可以回答这个问题。

薯片掉到地上会脏吗？会。它有多脏？它弄脏了一条线。一条线的面积是多少？它是零。所以它不脏。

他当时真的很不服气，说：“你有病吧？”他说：“薯片掉在地上不一定是这个样子，有可能是反过来的。”

我说反了也没关系，我都给你画好了，就算你把它直立在地上，它的连接处也会变成两点连成一点。

一条线，两点，或者一个点，它们的面积为零。

所以我把这个总结为切线可食用定理。也就是说，像薯片这样的东西，不管怎么样，都是可以吃的。

我有自己的公众号，叫笔道，经常会在上面发一些我无聊时研究的随机小东西。

我个人特别喜欢我的本科化学和物理老师朱·沃达（Zhu ）对我说的一句话。

他说，的精神是什么，精神是将复杂的问题转变为我们可以解决的几个简单问题。

实际上，生活是同一生活。

阅读这些文章后，人们经常问我，整天研究这些混乱的事情有什么意义？

他说：“您是否见过有人在外套外面穿着长袖衬衫？您见过有人用这么混乱的机器洗袜子吗？您有什么用？”

实际上，我特别害怕在生活中面临此类问题。

因为我也担心我会成为一个要求别人在我的生活中做有用的人。

去年11月，在打开暖气之前，我发表了一篇有关秋季服装的文章，我不知道是谁与一批有数百名专家和教授的教授分享了这篇文章。

一位教授在阅读本文后很生气。

后来，我在一次学术会议上遇到了这位教授，他说：“我是戴上秋天的衣服的人，我说我是否曾经考虑过这些严格的问题。”

当时，这位教授还开玩笑地问我：“我什么时候会毕业，我说我会在两年后毕业。

因此，现在我想告诉您一件事，也就是说，如果您下次我说话说话，那就不要太认真了。

谢谢你们。

视频：抓住红色信封的秘密，真相是在最后一刻揭示的！