圖文/畢嘯天，清華大學化工系博士
（文章結尾有視頻哦~）
非常榮幸今天能站在一席的演講台上。我叫畢嘯天，現在是清華大學化學工程系的一名直博四年級的學生。因為我之前做過本科的輔導員，所以大家都叫我畢導。
大家可能之前有所耳聞，讀博士、做科研的生活本身是比較單調的。但有時候我發現，當你把我放在這麼一個相對單調的環境裏面，我就特別喜歡用做科研的思維方式，去琢磨一些生活裏面雞毛蒜皮無聊的小事。
去年年底有一段時間，北京的霧霾特別嚴重。大家也都知道，人類目前應對霧霾問題主要有兩種手段：一種叫作颳風，一種叫作下雨。所以那段時間每天出門，我看到很多同學都戴着一個厚厚的大口罩。
我不戴口罩，我戴一個會颳風的帽子，非常地有效。
有的時候為了讓這個颳風加上一點下雨的效果，我還會背一個噴壺。
這兩個加在一塊，我們把它叫作風雨型防霧霾可穿戴設備，算是我的一個小發明。
前段時間在微博上有一個話題特別火，叫作 #香蕉和棗一起吃會看到人生的走馬燈#
很多人可能都自己親身測試過這東西。當時我看到這個問題覺得特別有意思，因為香蕉和棗這兩個東西本身都是生活中非常常見的食材，我以前怎麼沒聽人說過這一茬，兩個一起吃會有這麼神奇的現象。我覺得這是個好問題，值得研究。
我就回頭看他們都是怎麼描述的。最開始發現的那個人，他說是能在嘴裏看到人生的走馬燈。後來還有人描述說能看到孔子和蘇格拉底打架。我覺得這個描述已經非常地不容易了，在這個年代知道蘇格拉底長什麼樣就不容易。
吃的人越來越多，這個描述也越來越豐富。後來人們做了非常多的描述，比如說什麼死蝦腐爛、滿天神佛、洗潔精、死蒼蠅、翔，等等等等。
當時我看完這些描述之後，覺得這好像不科學。因為洗潔精、死蒼蠅和翔，它們不是同一個味道。你們別管我是怎麼知道它們不是同一個味道的。
我是理工男嘛，理工男遇到這麼無聊的問題就要研究嘛，科學精神。科學精神就是我可以吃翔，但這個翔我要吃得很科學。
我們回過頭去看他描述的香蕉和棗，他既沒有說這個棗是紅棗還是冬棗，也沒有說一起吃是什麼概念——是先吃這個再吃這個呢，還是兩個拿起全部都放在嘴裏呢？這種描述就使我買回來也沒法吃。所以我就買了大概三斤香蕉、兩斤紅棗、兩斤冬棗，開始做這個實驗。
實驗的步驟也非常地簡單。第一步：先刷牙，清潔口腔；第二步：先吃一口香蕉再吃一口棗，充分地咀嚼混合，讓這個味道散出來；第三步，也是最關鍵的一步：你要找到身邊離你最近的一個人，突然朝他哈一口氣，看他有什麼樣的反應。
當時我正在自己嚼啊嚼啊嚼，開始其實沒有什麼太大的感覺。後來突然覺得不對，好像有一種噁心的味道上來，那大概是一種類似於84消毒水的腥味。
不知道大家能不能理解那種感覺，理工男內心裏面本能地有一種優化的思路。什麼意思呢，就是我是很願意花一個小時的時間去思考，怎麼把一個原來要十分鐘就能做完的事情優化到只要五分鐘就能做完。
所以後來我覺得既然這個噁心的味道已經出來了，那我就要思考怎麼樣能把這個噁心的味道優化得再噁心一點。所以我就設計了這麼一些實驗——
首先你用不同的水果組合，香蕉究竟是熟透的香蕉還是半熟的香蕉，棗究竟應該是紅棗還是冬棗。
其次你也可以研究不同的棗蕉比，在吃的時候究竟會給你的口腔帶來什麼樣的體驗。
我們再回過頭去看這個一塊兒吃的描述，一塊兒吃是很不科學很不嚴謹的一個描述。那他究竟是先吃香蕉再吃棗，
還是先吃棗再吃香蕉呢，
還是兩個東西都放在嘴裏面一起咬進去呢？
做完了這麼多實驗，最後在我吃得差不多快要吐的時候，我終於研究出了這個結論：這個東西大概是在先吃熟香蕉後吃冬棗，在兩者體積比為2:1的時候可以達到一種極致的噁心。
當我在嘴巴裏面感受那種噁心的時候，我覺得太棒了，這就是我要的感覺，這就是科學的勝利。
作為一個理工男去研究像這樣子的客觀存在的問題，有時候也需要去提出一些全新的理論和模型。我這個人就很喜歡建立一些新的小模型去解釋生活中的事情。
最近天也越來越冷了，又到了大家瑟瑟發抖等暖氣的時候，當然南京的朋友們沒有這個煩惱，你們本來就沒有暖氣。
去年有一天我去一個飯館吃飯，當時等位的人特別多，老闆就安排說你到那個大門口去等位吧。那個大門口門開着，我就只穿了兩件衣服，風呼呼往裡刮，特別特別冷。在瑟瑟發抖中我就想，不對呀，我是一個學化工的人，我一個學過熱學的人怎麼能怕冷呢？
我決定窮盡畢生所學思考一個問題：怎麼樣科學地保暖。
大家平時穿衣服都有自己固定的順序，一般來說都是先穿秋衣秋褲，再穿毛衣毛褲，再在外邊套一件風衣、大衣等等。大家有沒有想過這個順序究竟科學嗎？
不一定。
我們用一個傳熱學的模型來思考這個問題。在數學裏面，在科學裏面，你建立一個模型的第一步，一般都是要先從實際的問題當中抽象出來一個理論的假設。我們的第一個假設也是因為來自於生活當中，所以顯得特別地科學。
第一個假設是說假設人是一個桶，人可以等效成一個恆溫37度，裏面半徑大概20厘米，高一米七五的一個圓柱。在座各位好像有的人在低頭看自己的身材，完全無法反駁。
這個時候我給你一件秋衣和一件外衣，你就可以把它穿在外面。這個秋衣和外衣可以等效為包在這個桶外面的兩層桶。
現在我們就要思考一個問題了，如果我給你一件秋衣和一件外衣，哪一件的保暖效果更好？
保暖效果是什麼意思？一個衣服保暖就是說熱量很難從衣服的這一側傳到衣服的那一側。為了這個東西，我們設計了這樣一個實驗。
我們用一件秋衣和一件風衣分別包裹住一個初始溫度為54度的熱水袋。5分鐘之後，觀察這件衣服的外表溫度上升到了多少。
最後我們實驗的結果發現，在5分鐘之內，秋衣的溫度從室溫上升到了44度，而風衣的溫度只從室溫上升到了23度。
這個實驗告訴我們一個什麼結論呢？就是風衣的保暖效果是遠好於秋衣的。
你覺得這是廢話，這個結論還要你來下？
下面我們要思考一個更關鍵的問題：保暖效果好的衣服應該貼近人穿還是遠離人穿呢？
大家肯定沒思考過這個問題。我就用遊標卡尺先測量了風衣和秋衣的厚度，然後我們根據化工裏面的一個柱坐標下的圓筒壁徑向熱流量方程，就可以算出你在不同的穿法下面的散熱功率是多少。
經過我的計算髮現，當你把秋衣穿在裏面，把風衣穿在外面的時候，你的散熱功率是330W。當你把秋衣穿在外面，把風衣穿在裏面的時候，你的散熱功率就只有328W。差了整整2W。
2W是什麼概念？如果你秋衣外穿在寒風裏面站上整整兩天兩夜，你就可以節省出整整一個雞蛋的能量。
從這張圖我們就可以更加直接地看出這個結果。
左邊是正常的秋衣在里風衣在外，右邊是秋衣在外風衣在里。你可以看到，這個紅色的代表的是一個溫度的場分佈，藍色代表的是寒冷，紅色代表熱。你看看當秋衣外穿的時候，這個溫度可以牢牢地集聚在你身體的周圍，這個就非常地有效了，所以這才是一個科學的穿法。
因此在這個暖氣即將來的時候，當然你們也沒有暖氣。在這個天氣越來越冷的時候，如果你感覺冷的話，不妨像我一樣——科學保暖，秋衣外穿，從我做起。
給大家講另外一個故事，是一個關於搶紅包的故事，也是我自己做的一個小探究。春節搶紅包大家都玩過，現在搶紅包已經是我們每年過年的一個全民競技體育了，每個人搶到那幾分錢都特別地開心。
但有段時間我發現了一個奇怪的現象，就是不管別人發多大的紅包，搶到我手裡的每次都只有幾分錢。而往往是搶紅包比較晚的那些人，他們可以搶到一個比較大的紅包。
這不科學吧？我說騰訊這麼大的一個公司，它沒有必要在算法上針對我呀。難道微信紅包先搶和後搶的規律是不一樣的？想到這個想法我非常地興奮，我覺得如果我最後能找到這個規律的話，我就能搶到我所有的同學都破產為止。
馬上又開始實驗了。我在周圍借來了四部手機，連上我自己的一部，總共是五部手機，建了個五人群開始發紅包。發紅包之前我先做了這麼一個先導實驗：N個人搶N+1分錢。
大家都學過抽屜原理，N個人搶N+1分錢就應該有一個人搶到2分錢，剩下的人都搶到1分錢。但實際做出來實驗結果不是這樣的，永遠只有最後那個人才能搶到那個2分錢。
我做了非常多次實驗，結果肯定是對的。這個東西我把它命名為末位紅包抽屜原理。也就是N個人搶N+1分錢，則必有最後一個人搶到2分錢。這個收益率很可怕，他的收益率達到了前面一個人的兩倍。
這個結果雖然很簡單，但是它反映出來一個現象，就是微信紅包的內部算法肯定不是均勻的，先搶後搶一定是有區別的，而且貌似後搶會佔一點點優勢。
究竟是不是這樣呢？我做了一個進一步的實驗。
我用5個人搶50塊錢的紅包，發了150次，然後統計了每一次這5個人的數據，得到這樣750個數據。我把750個數據做在一張表上面。
大家可以看出來，很驚訝的一個結果：5個人搶50塊錢的紅包，第一個人從來沒有超過20塊錢。做了150次，所以統計規律肯定是沒有問題的。第二個人從來沒有超過過25塊錢，等到第三第四第五的人他們能搶到的錢數慢慢才上去。
如果我們做一個統計學的分析，從平均值上來看，其實5個人搶到的錢差不多，都是在10塊錢左右，5個人搶50塊錢嘛。但如果從它的標準差，就是一個波動的情況，你會發現標準差越來越大。也就說第一個人可能只能搶到0到20，第四第五的人才能搶到0到50中間的任一個數字。
後來經過我仔細地研究，我終於發現了微信紅包內部的算法規則是什麼，每個人當前能搶到的金額服從一個0.01到當前剩餘均值兩倍的左開右閉區間的均勻分佈。
什麼意思呢？大概是說，5個人搶50塊錢，那平均每個人能搶到10塊錢。這個時候，第一個人搶的時候，他就只能搶到0—10×2也就是20塊錢。你想第一個人多不巧，他只搶到了2塊錢。那接下來的問題就變成了4個人搶48塊錢，這個時候平均每個人能搶到12塊錢。12的兩倍是24，第二個人最大能搶到就變成24塊錢。所以這個區間是一個不斷放大的過程。
最後等我發現了這個規律之後，你就可以做一些很無聊的腦洞。比如說你可以編程給自己發紅包，然後有一天我就給自己發了五千萬個紅包，得出來這樣一個規律。
在五千萬個紅包下面這個規律就非常地明顯了。你可以看到第1個人永遠不會超過20，後面的這個規律分佈在慢慢平緩下來。
此外，通過編程你還可以統計一個現象，就是最佳手氣，這是很多人關注的一個點。最佳手氣在各個人各個位置的概率是均等的嗎？其實也不是。最後我發現最佳手氣的概率在5個人搶的時候是依次遞減的。
然後我的腦洞又發散了一下，我說難道5個人是這樣，那幾個人搶都是這樣嗎？於是我又做了一個編程，很無聊，就給自己發了兩億個紅包。最後做出來這樣一張圖。
這張圖可以說是微信搶紅包裏面包羅萬象，它把所有的情況都概括了。它統計出了從3個人搶到27個人搶，如果你願意的話，我可以統計到任何多個人搶。從3個人到27個人，不同的人在搶紅包的時候，每一個位置搶到手氣最佳的概率這個變化究竟是什麼樣子的。
從這張圖的最後我大概得出一個結論，就是通常搶紅包的人比較多的時候，應該是越往後往往搶到手氣最佳的概率越大。所以以後我看到紅包都先憋一會兒，我等你們先把前面的小紅包都搶走了，憋到後面我再去把那個大的撈回來。
後來在這種思想的指導下，我就再也沒有搶到過紅包。
所以你看完這些故事，覺得理工男的生活好像也蠻豐富多彩的。
現在想告訴大家一件事，就是如果你以後再看到我胡說八道的時候，你可千萬別太一本正經了。
謝謝大家。
