如何不切實際地解決實際問題（簡體書）

如何自拍（用天文望遠鏡）？如何給手機充電（用機場的扶梯）？如何寄快遞（從國際空間站）？如何判斷你是不是90後（用碳-14年代測定法）？如何過河（把河水煮幹）……

針對每個人都會在生活中遇到的普通問題，“科學怪咖”蘭道爾·門羅用專業、嚴謹的多學科知識和大出天際的腦洞，一本正經地給出荒謬卻有趣的回答，完全刷新你對這個世界的認識。

蘭道爾•門羅

曾在NASA工作製造機器人。2006年成為全職網路漫畫家，美國最熱門科普漫畫網站xkcd的創立者。玩轉物理、天文、生物、化學、數學各學科知識，輕鬆接招粉絲們提出的腦洞大開的問題，幽默機智的回答配上xkcd風格的火柴人漫畫，讓人拍案叫絕！他曾被提名為“雨果獎最佳粉絲藝術家”，已出版作品《What if? 那些古怪又讓人憂心的問題》《萬物解釋者》《How to：如何不切實際地解決實際問題》，均獲比爾•蓋茨強烈推薦。國際天文學聯合會將小行星4942命名為“門羅”。如果“門羅小行星”撞上地球，很可能會導致大滅絕。

★暢銷全球百萬級科普書《What if?那些古怪又讓人憂心的問題》《萬物解釋者》作者的腦洞新作。一經上市便佔據各國圖書暢銷榜鼇頭。

★如果你喜歡《瑞克和莫蒂》《生活大爆炸》裡的超大腦洞和極客幽默，一定不要錯過這本“科學怪咖”的新作。作者蘭道爾·門羅是全球火爆的“科普網紅”和漫畫家，他的每本書都會被比爾?蓋茨推薦！他曾在NASA製造機器人，還擁有一顆以自己名字命名的小行星。

★這是一本你*沒讀過的生活自助指南，每一個樸實無華的問題，都有一個離經叛道的答案。用天文望遠鏡來張自拍？從國際空間站怎麼寄快遞？如何在家自製泳池？靠幾隻蝴蝶為你傳輸文件？門羅用超大腦洞和科學事實，在非對即錯的枯燥世界裡，為你尋找解決實際問題的第三種可能性。

★在開懷大笑之餘，讓你輕鬆get超多新知，秒變“知識青年”！本書涵蓋數學、物理學、天文學、航空航天、人口學、能源學等多門學科的專業知識，還有歷史、新聞、名人軼事、專家訪談等趣味內容，每一頁都是滿滿知識點！

★這不僅是一本科普書，還是一本超好看的爆笑漫畫！門羅的招牌式原創漫畫貫穿全書，簡單卻可愛的火柴人們為你演出一場場搞笑短劇，在詼諧的對話、奇妙的場景、大膽的想像中，科學知識不再枯燥無味！

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在你學習知識的時候，這本書會讓你開懷大笑……你會忍不住讚歎宇宙的壯闊、複雜，以及人類為了瞭解它而付出的巨大努力。如果你想得到一些輕鬆的啟迪，不要錯過這本書。――CNET（全球*大IT門戶網站）

這是一場充滿智慧、具有教育意義的測試，“用不尋常的方法解決普通的問題”……門羅的漫畫簡筆小人是一個意外的藝術收穫……除了引人發笑，這本書還成功地實現了一個嚴肅的目標：讓讀者思考。――《出版者週刊》

對邏輯謎題、大腦黑客、改善法、瘋狂科學和其他形式的精神刺激的愛好者來說，讀這本書是一種享受。”――《科克斯》雜誌

門羅創造了另一個有趣的問答系列，在流行文化場景裡探索能源、屬性和自然現象……這本書用生動的公式幽默地解釋了門羅猜想背後的科學原理，一定能讓高中生及成年人從中獲得樂趣和知識。――《圖書館雜誌》

還是門羅老師一如既往的味道，他會在荒誕的故事設定中給你挖掘出普適而有趣的科學規律。這本書生動地向你展示了，科學家的腦洞能發散到多大！――超人氣科普作家 畢導

蘭道爾?門羅是我們的國寶。――菲爾?普萊，天文學家，TED演講者，Discovery天文節目主持人

前言

你好！這是一本專出餿主意的書。

至少，大部分都是餿主意，也有可能不小心摻了幾個好的。如果是這樣，我表示歉意。

有些聽起來很荒謬的主意，最後卻被人發現是一場革命。在被感染的傷口上抹黴菌聽起來太不靠譜了，可是青黴素的發現證明這樣做是奇蹟療法。不過，世界上有很多令人噁心的東西，你當然可以把它們抹在傷口上，但其中的絕大部分都不會緩解傷情。不是所有荒謬的主意都是好主意，那麼，怎麼區分好主意和餿主意呢？

我們可以試試，看結果如何。但有時候，我們可以用數學、研究成果，還有我們已知的事實，來推斷如果我們真的去做了，將會有什麼結果。

當NASA（美國國家航空航天局）打算把一輛汽車般大小的“好奇號”探測器送上火星的時候，他們得先想辦法讓它輕輕地降落在火星表面。在此之前，火星車使用的是降落傘和氣囊，所以NASA工程師也考慮過讓好奇號用老辦法。可是好奇號太大，也太重了，降落傘在火星稀薄的大氣層裡無法足夠慢下來。他們也考慮過在火星車上加裝火箭，讓它懸浮著輕輕降落。可是火箭噴出的廢氣會在地面產生塵埃雲，把地表遮住，這樣好奇號就很難安全著陸了。

最後，他們想出了一個點子叫“天空起重機”：造一台載具，依靠火箭高高懸浮在空中，然後用一根長繩子把好奇號慢慢降到地表。這聽起來是個很荒謬的主意，可是他們想到的其他主意更糟糕。他們越是細看“天空起重機”，越覺得這個主意靠譜。所以他們真的這麼做了，並且成功了。

我們降生到人世時，都不知道如何去行事。如果我們要做什麼事情，運氣好的話，能找到別人來教。但有時候，我們必須自己動腦筋。所以，我們要想出主意，然後判斷它們到底可不可行。

這本書探究的都是尋常問題的不尋常答案，以及如果你真的去試了，可能會發生什麼。搞清楚這些辦法可不可行，是一件很好玩，也很長知識的事情，有時候還能給你帶來驚喜。某一個主意可能很糟糕，但搞明白它為什麼這麼糟糕，也能學到好多東西，說不定還能幫你想出更好的辦法。

就算你已經知道了做這些事情的正確方法，站在那些還不知道的人的立場上，設身處地想一想，也是很有用的。畢竟，哪怕一件事情對成人來說是“常識”，僅在美國，每天也有超過10000個人是頭一回聽說的。

正因為如此，如果有人承認自己不知道某件事，或者從未學會做某件事，我不會嘲笑他們。如果你嘲笑了他們，唯一的後果就是讓他們意識到，自己學會什麼東西都不要告訴你。那你就會錯過好多好玩的事情了。

這本書可能沒法教你如何扔球、如何滑雪，或者如何搬家，但我希望你能從中學到些什麼。如果是這樣，你就是今天的10000個幸運兒之一。

01 如何跳得很高

人類跳不了太高。

籃球運動員能縱身一躍，摸到空中的籃筐，這主要還是因為他們個子高。平均而言，一位職業籃球運動員只能向上跳出六七十厘米，普通人一般跳30厘米高。要想跳得更高，你得借助其他東西。

起跳前助跑很有用。跳高運動員就是這麼幹的，目前的世界紀錄差不多是2.4米。但是，這個數字是從地面算起的。因為跳高運動員的個子通常很高，他們的重心已經離地快1米了，而且他們跨過欄杆的時候會讓身體向後弓，所以重心實際上是從欄杆下面通過的。跳出2.4米的高度，並不需要他們真的把重心抬高2.4米。

要想打敗跳高運動員，有兩種方案：

1.從小就參加體育訓練，直到你成為全世界跳高冠軍。

2.作弊。

第一種方案無疑令人欽佩，但如果你選擇了它，那你就不該讀這本書了。讓我們來聊聊第二種方案。

在跳高時作弊的辦法可多了。你可以搬個梯子來越過橫桿，但那恐怕算不上是“跳”。你可以穿極限運動愛好者喜歡的彈簧高蹺，要是你體格健壯的話，說不定它能幫你打敗不借助道具的跳高運動員。但要論純粹的垂直高度，運動員其實早就想出了更好的招數：撐竿跳。

在撐竿跳的時候，運動員先跑起來，把一根有彈性的桿子插進身前的地裡，然後把自己彈上天。靠著桿子，撐竿跳運動員跳出的高度可以增加好幾倍。

撐竿跳運用的物理學原理很好玩，跳出的高度其實和桿子的關係遠沒你想像的那麼大。關鍵不是桿子的彈性有多好，而是運動員跑得有多快。桿子只不過是一個把速度從向前變成向上的好工具。從理論上講，運動員完全可以用別的辦法來改變方向。比如，他們可以不用桿子，而是跳到滑板上，沿著平滑的彎曲斜坡向上，也能跳到幾乎相同的高度。

我們可以用簡單的物理學來估算撐竿跳運動員的極限高度。短跑冠軍可以用10秒鐘跑100米。如果一個物體在地球引力下以這個速度被送上天，一點點數學知識就能告訴我們它會飛多高：

因為撐竿跳運動員是先跑後起跳，所以他們的重心起點已經在地面以上了，這個高度會加在跳高的最終結果裡。正常成年人的重心差不多在肚子的位置，通常佔身高的55%左右。男子撐竿跳世界冠軍雷諾•拉維勒尼的身高是1.77米，所以他的重心會讓成績增加約0.97米，預測出的最終結果就是6.07米。

我們的預測符合實際嗎？真正的世界紀錄是6.16米。迅速估算能達到這個精確度，很棒了！

當然，如果你拿著桿子出現在跳高比賽現場，肯定會被立刻取消參賽資格。雖說裁判會反對，但他們多半不會阻止你，特別是如果你一邊靠近他一邊揮舞桿子的話。

你的跳高紀錄不會被記載下來，但是沒關係——你心裡知道你跳了多高。

但如果你願意更加肆無忌憚地作弊，還可以跳得比6米更高，甚至高得多。你只需要找到一個合適的地點起跳。

運動員跑步的時候會利用空氣動力學。他們穿光滑緊身的衣服來減少空氣阻力，從而跑得更快，跳得更高。為什麼不更進一步呢？

當然，拿螺旋槳或者火箭把你自己往前推是不算數的。你絕對不可能一臉嚴肅地管這叫“跳高”。這不是跳，這是飛。但是如果你只是……“滑翔”一點點的話，誰也不能說你啥。

所有物體下落的軌跡，都會被它周圍的空氣運動影響。跳台滑雪選手會調節自己的身體形狀，讓他們的跳躍大大受益於空氣動力學。如果周圍有合適的風，你也可以這樣。

短跑者順風奔跑的時候可以跑得更快。同樣的道理，如果你在一個風往上刮的地方起跳，也能跳得更高。

要純靠風把你推上去，得有很強的風——比你的終末速度還快。你的終末速度，就是你從天上掉下來穿過空氣最終達到的速度，在這個速度上，風經過你時對你產生的推力和向下的重力抵消了。這個速度與風把你從地上刮起來所需的速度是一樣的。因為一切運動都是相對的，所以你是在下落途中穿過空氣，還是風在向上刮的過程中經過你，並沒有區別。

人比空氣重得多，所以我們的終末速度很大。一個人下落的終末速度大概是200千米/時。要想靠風幫忙，你需要的向上的風速至少要和你的終末速度差不多。如果風速太慢，那就沒法對你的跳高成績產生多少影響。

鳥懂得利用溫暖上升的空氣柱，就像坐電梯一樣。它們可以在空中轉圈翱翔而無須扇動翅膀，只靠上升的空氣把它們帶上去。這樣的熱上升氣流比較弱，要想推動重得多的人體，需要強得多的上升空氣。

近地面那些最強的上升氣流往往源自山嶺附近。當風遇到山的時候，氣流會被推向上方。有些地方就這樣形成很大的風。

不幸的是，就算是最佳地點，向上刮的風也遠遠抵達不了人的終末速度。你頂多只能靠風跳得高一點點。

我們也可以不再試圖增加風速，轉而用空氣動力學原理來降低終末速度。一件好的翼裝，即在胳膊和腿之間有翼膜的衣服，可以把一個人墜落的速度從200千米/時降到50千米/時。這樣還是不足以乘風往上飛，但確實足夠提高你的跳高成績了。只不過，你得穿著全套翼裝起跑，這大概就會抵消你從風中獲得的好處。

要想大幅提高跳高成績，你不能停留在翼裝，必須邁入降落傘和滑翔傘的世界。這些大傢伙能大幅降低人的下落速度，地表的風也可以強到把人抬起來。技術熟練的滑翔者可以從地面起飛，依靠熱氣流和山嶺風升到1千米的高空。

但是如果你想要真正的跳高紀錄，那還可以更進一步。

空氣流過山脈的地方會形成所謂的“山波”，它們通常只能延伸到大氣層低處，這就限制了滑翔者能抵達的最大高度。但是在有些地方，當條件正合適的時候，這些大氣擾動可以和極地旋渦、極夜噴流相互作用，創造出能抵達同溫層的空氣波。

2006年，滑翔機駕駛員斯蒂夫•福塞特和埃納爾•恩奈沃森乘著同溫層山波抵達海拔15000米的高空，這一高度快趕上珠穆朗瑪峰的兩倍了，比最高的民航飛機還高，還創下了新的滑翔紀錄。福塞特和恩奈沃森說他們其實可以乘同溫層山波飛得更高，不這樣做只是因為氣壓太低，他們的抗壓服都滿滿地鼓了起來，導致沒法操作滑翔機。

如果你想跳得更高，你只需要造一件滑翔機形狀的衣服，可以用玻璃纖維樹脂和碳纖維，然後前往阿根廷山區。

如果你能找到合適的地點，環境條件又剛剛好，那麼你可以把自己封進滑翔機衣服裡，跳到空中，乘著山嶺上升氣流，讓風把你一路帶到同溫層。滑翔機駕駛員如果乘風而行，甚至可能比其他固定翼飛機的巡航高度還要高。這一跳，很了不起嘛！

如果你運氣特別好的話，甚至有可能會找到一個奧運會舉辦地的上風位置起跳。這樣，當你跳下懸崖時，同溫層風就會帶你飛過賽場……並讓你創造跳高史上最偉大的世界紀錄。

他們大概不會給你金牌的，但沒關係。你自己知道，你是真正的冠軍。