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“最大随机性”定律解释了破碎的物体如何以最烦人的方式破碎
一个新的数学方程描述了物体破裂时不同碎片大小的分布。值得注意的是,从气泡到意大利面条,所有东西的分布都是相同的。
来源:LiveScience掉落的花瓶、压碎的方糖和爆炸的气泡都有一些共同点:一个新的数学方程揭示了它们以相似的方式破裂。
一位法国科学家最近发现了一个数学方程,它描述了物体破碎时形成的碎片的尺寸分布。根据 11 月 26 日发表在《物理评论快报》杂志上的一项新研究,该方程适用于各种材料,包括固体、液体和气泡。
物理评论快报虽然裂缝通常以不可预测的方式在物体中传播,但研究表明,所产生的碎片的尺寸分布似乎是一致的,无论它们是由什么制成的 - 您总是可以预期较大碎片与较小碎片之间存在一定的比例。科学家们怀疑这种一致性表明了分裂过程中的某些普遍现象。
法国艾克斯-马赛大学的物理学家 Emmanuel Villermaux 没有关注碎片的形成方式,而是研究了碎片本身。在这项新研究中,维勒莫认为,分割物体遵循“最大随机性”原则。这一原理表明,最可能的碎片模式是最混乱的——使熵或无序最大化的模式。
伊曼纽尔·维耶莫但这种随机性必须遵守一定的限制。为了解释这一点,Villermaux 引入了他和同事在 2015 年发现的守恒定律。该定律增加了物体破碎时空间碎片密度的物理约束。
守恒定律Villermaux 还通过将重物掉落到方糖上并观察它们如何碎裂来测试该方程。 “那是我和女儿们一起进行的一个夏季项目,”维勒莫告诉《新科学家》杂志。 “很久以前,当我的孩子们还小的时候,我就这样做了,然后又回到了数据上,因为它们很好地说明了我的观点。”
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