白鹭拉屎这么不正经的话题,在宁波大学理工科师生眼里成了严肃的学术课题。这两天,宁波大学周吕文老师《被“天屎”击中的概率有多大?》的研究,被中科院物理所官微转载,阅读量超4万。
用严谨的数学模型解析白鹭排泄物的分布,推导公式计算被“天屎”击中的概率。这样的想法,不止周老师,宁大2021级物理专业本科生路集善在此前也做了类似的研究。
师生的研究一起被宁大官微选用
在宁大人眼里,没被鸟屎砸中的大学是不完整的。
每到春夏之交,成群的白鹭在校园筑巢繁殖,“天屎”随时意外到来,形成了有名的“天屎之路”。为此,学校设置文创伞以便师生防御“天屎袭击”。
鸟屎砸人,这个寻常的自然现象,在路集善、戴仕狄、郭梦霖和谢时涛同学眼中,是个能推导计算的概率问题。
“路上看到鸟屎斑,同学说,如果有人仰头张嘴接鸟屎,接中的概率会有多大?我们不如做个‘冰淇淋模型’吧。”路集善和同学脑洞大开,分析被鸟屎砸中的因素,汇集大家观点后开始推导公式。
在推导中,路集善发现最初设想有思维漏洞,理论模型也与常识脱钩。于是,他又和同专业老乡探讨,进一步完善理论模型,写了四页纸的推导,和宁大机械学院周吕文老师关于鸟屎的研究一起被宁大官微选用。
留言中,有同学对路集善的理论模型提出疑问,还有师生在周老师的研究与路同学的数学建模中评判高下。路集善觉得,任何一种理论模型都不是一蹴而就,无论是一次正确的引导还是错误的尝试,都将是伟大的。
用学术解析日常,是理工男的浪漫
用做学术的严谨态度,解析常见现象,这是理科生的幽默感。除了研究白鹭排泄物,路集善还用计划统计物理解决教室找座位的难题。
教室找座看似和运气有关,但如果把人看作独立粒子,且更希望在低楼层自习,不愿意和他人共享同一个教室。路集善认为去自习的人应该满足玻尔兹曼分布。
玻尔兹曼分布律是统计力学中的一个核心概念,用于描述在热力学平衡状态下,一个封闭系统中微观粒子(如理想气体分子)按照各自能量分布的统计规律。
路集善认为,大家不愿意爬楼找座位,受重力势能影响,与楼高呈线性关系;更愿意一人独占教室可以理解为社恐势能,和人的分布有关。在这两种能量作用下,路集善按照玻尔兹曼分布律推导出公式。
“我拿着这个公式去做实验,发现得到的数据有时符合,有时不符合。我忽略了另一个重要的点!”路集善所说的点是指楼层结构与教室分布。“假设一层楼有200个座位,分布在10个教室和分布在20个教室,容纳的人数明显不同,因为人们更喜欢在空房间独自自习。”路集善又把楼层结构和教室分布的影响考虑进去,推导出方程式。
“为了验证公式准不准确,我去教学楼挨个教室数人,然后与公式计算出的结果做对比,大多数吻合,个别误差在个位数。”路集善说,以后会多做几次验证,完善之后将推导过程发在宁大论坛上,供同学一起探究使用这个成果。
成长路上看似步步惊心,实则水到渠成
由此看得出来,路集善是个理科学霸,还会学以致用。
在一个周末,记者采访了路集善。和之前采访的善做科研、善做规划、擅长学习的学霸不太一样,他的身上有一种难得的松弛感,一种不落俗气的怡然自得。
路集善爱说相声,是宁大草尖相声社的大师兄;他不喝咖啡喜好茶艺,是传统文化的拥趸;他坚持所爱醉心物理,大一以优异的物理成绩转专业,进入因高考志愿调剂而错过的物理系;他总有天马行空的想法也乐意实践,在他眼里的“捉弄”,在同学那里是“搞笑”……别人说他是“活宝”,他说自己只是会“整活”。
记者好奇,是怎样的家庭教育培养了一个松弛又好学、有趣又有才的学生?“我刚出生没多久,查出来心脏有问题,做完手术不能剧烈运动。”路集善说,正是因为天生体弱,父母对他没有太高期望,只是希望他健康成长。
宽松的教育环境,给了他自由成长的空间,他不是无师自通的天才,学习不算优秀。
“初二到了叛逆期,和班主任老师不和,她的课不听不学,成绩中下。”路集善说,好在当时贵州没有实行普职分流,他上了私立高中。可是中考结束的那个暑期他被诊断脊柱严重侧弯,他去重庆做完手术卧床三个月,无奈高一休学半年。
复学之后,他的入学考试全年级倒数,学校规定要在高一结束进入年级前70%。“当时一个年级理科生150多人,父母对我没要求,我对自己有信心。”路集善说,这种信心源于他从小到大对数理化的热爱。很快,他在理科方面的优势凸显,并在老师推荐下参加全国物理竞赛获得省二等奖,高二后的成绩稳居年级前10,高考以超过贵州一本线50分的成绩进入宁波大学。
“我不是把计划表贴在课桌上的规划大师,也不算极其专注的学生。”路集善会有大致的计划,但并不严苛到几点几分做什么,他也不会一个时间段只做一件事。“我坚持自己的节奏,习惯多任务同时处理。”现在路集善正备战考研,父母和爷爷奶奶经常打电话提醒他“小心身体,不要太累”“考不上没关系”。
路集善说,家人的“大心脏”让他有一种难得的松弛感,也让他发展爱好坚持所爱,成长路上看似步步惊心,实则热爱驱动,水到渠成。
记者 王冬晓