雨滴下落为何不伤人？张朝阳开启“数学马拉松”求解流体力学基本方程

张朝阳解析雨滴下落之谜

纳维尔-斯托克斯方程的硬核解读

10月6日，《张朝阳的物理课》国庆特别节目中，搜狐创始人张朝阳深入探讨了“雨滴为何不会伤人”背后的流体力学原理，并求解了被誉为“数学史上最难方程之一”的纳维尔-斯托克斯方程。这场长达五小时的课程不仅揭示了日常生活中的科学奥秘，更成为了一场精彩的数学盛宴。

雨滴下落的物理原理

张朝阳指出，雨滴下落并非简单的自由落体。由于空气阻力的作用，随着速度增加，阻力也随之增大，最终达到一个平衡状态。为了深入理解这一现象，他从基本原理出发，推导出球形物体在不可压缩流体中受到的阻力公式——斯托克斯定律。这一过程涉及复杂的数学运算和概念，展示了严密的逻辑推理。

数学工具的应用

张朝阳利用张量分析、爱因斯坦求和规则等方法，对纳维尔-斯托克斯方程进行了改写和求解。他还引入了曲线坐标系下的散度、旋度和梯度等概念，进一步解析了球形物体在粘性流体中匀速运动时的流体速度和压强分布。这些技巧不仅展示了数学的魅力，也使得整个推导过程更为系统和紧凑。

自媒体时代的科普价值

张朝阳强调，在视频自媒体时代，将科研成果和教学内容通过大众传媒传播具有重要意义。他希望通过自己的努力，提升中文互联网的内容质量，让更多人受益于科学知识的普及。