提示:本文前面內(nèi)容涉及一些物理化學術語址否,不感興趣可直接跳到文末的的結晶視角部分看要點。
物理學家盧瑟福有句名言:
一切科學要么是物理學碎紊,要么是集郵術佑附。
有趣的是,盧瑟福卻獲得了諾貝爾化學獎——那個年代化學只是物理的一個分支仗考∫敉科學大廈的結構如下:
物理是基礎,化學是物理的應用秃嗜,生物學則是化學的應用权均,認知科學是生物學的應用顿膨,而心理學、社會學叽赊、經(jīng)濟學都是這些基礎科學的組合應用恋沃。
「結晶」是我2020年前半年的關鍵詞,我從這個詞中收獲了一些有啟發(fā)的思路必指。還特意花時間研究這個詞的物理化學現(xiàn)象囊咏。
結晶概念讓我對學習,對如何做筆記有了更深刻的認知塔橡。并將我做筆記梅割,組織知識的方法命名為「結晶筆記」,是原來卡片方法的一次升級葛家,會體系化的在知識星球分享户辞。
結晶的三個含義
在現(xiàn)代漢語詞典中,結晶的釋義有三個:
物質從溶液癞谒、熔融體或氣態(tài)里形成晶體的過程底燎。常用于提純物質。
晶體物質弹砚。
比喻珍貴的成果:如愛情的結晶书蚪,勞動的結晶。
結晶的兩個步驟:形核與生長
結晶是一個相變[1]的過程迅栅,從液相或氣相變化到固相,首先得有一個附著點晴玖,這個附著點就是晶核读存,它是晶體的生長中心。因此結晶首先需要一個「核」呕屎,形核就是形成晶體的生長中心让簿。
形核的兩種方式
晶核的形成有兩種方式,一種是自發(fā)的秀睛,一種是非自發(fā)的尔当。
自發(fā)形核:溶液絕對純凈,無任何雜質蹂安,只依靠溶液的能量變化直接形核椭迎,又叫均質形核。這顯然是一個非常理想的狀態(tài)田盈,物質不可能有100%純凈畜号。自然界大部分形核都是非自發(fā)形核。
非自發(fā)形核:依附于某些雜質的質點而形成晶核允瞧,又叫異質形核简软。我們熟悉的雪花蛮拔,就是通過非自發(fā)形核結晶。
高空中懸浮的灰塵顆粒痹升,或者微小的粉塵建炫,都能吸附小的水珠(高空中的水蒸氣遇冷形成微小的水珠),這些都可以成為晶核疼蛾。
晶核通過不斷吸附水珠肛跌,重量變大,受重力作用据过,無法懸浮在高空惋砂,于是便掉落下來,當氣溫較低時绳锅,便形成雪花西饵,氣溫較高時便下落為雨。
圍繞晶核不斷長大的過程就是晶體生長鳞芙。
晶體生長的兩個條件
晶體生長是原子按晶體點陣規(guī)律要求眷柔,逐個占據(jù)適當位置而與晶體穩(wěn)定牢靠地結合起來的過程。
我們可以推知原朝,讓晶體生長需要的條件:
第一驯嘱,液相要不斷地向晶體供應原子,這就要求液相有足夠高的溫度喳坠,以使液態(tài)原子具有足夠的擴散能力鞠评;
第二,要求晶體表面能夠不斷而牢靠地接納這些原子壕鹉。
二者缺一剃幌,晶體無法生長。
結晶的難易
大部分礦物和有機分子容易結晶晾浴,結晶的質量一般較好负乡,即無明顯缺陷。而較大的生物化學顆粒脊凰,如蛋白質抖棘,往往難以結晶。分子結晶的難易程度取決于原子力(礦物物質)狸涌、分子間力(有機和生化物質)或分子內(nèi)力(生化物質)的強度切省。
下面是我從自然界的結晶現(xiàn)象出發(fā),獲得的一些啟發(fā)視角杈抢,可以稱為「結晶視角」数尿。
結晶視角
001 結晶筆記的「結晶」也有三層含義:
是想法從混亂的思緒中變清晰的過程。
明確的想法惶楼。
比喻珍貴的成果:思想的結晶右蹦,集體智慧的結晶诊杆。
002 我們不會自發(fā)學習。只有當環(huán)境變化時何陆,大腦才有吸收外界信息的意愿晨汹,才會學習。
003 使無序的想法結晶贷盲,需要外界提供一個「晶核」淘这,晶核讓想法可附著,就如同雪花需要灰塵顆粒巩剖。結晶筆記的晶核是問題铝穷,是概念。也就是說結晶筆記是基于問題佳魔,圍繞概念而展開曙聂。
004 晶核(概念或問題)要生長,大腦得持續(xù)活躍——類似于液相有足夠高的溫度鞠鲜。同時要保持開放宁脊,通過接納外部信息,想法就會長大贤姆,變得清晰榆苞。
005 晶體向四周擴散生長。結晶筆記不依賴類目霞捡,不以層次組織坐漏,而通過相互關聯(lián)生長,讓原創(chuàng)的碧信、有趣的想法涌現(xiàn)仙畦。
006 不求一次理解。有意義的概念和模型音婶,很難一次理解(大分子很難結晶)。將它分解或者通過多個視角理解莱坎。做2.0版的盲人摸象——不過早下結論衣式,分別摸清楚每個部位,當摸遍所有部位后檐什,就能努力拼出整頭大象的樣子碴卧。
007 結晶筆記的目的是創(chuàng)造思想和實踐的穩(wěn)定子配件,豐富我們的心智模型工具箱乃正。
這些將自然現(xiàn)象跟思考方法強拉硬扯只為方便理解住册,不是嚴格的論證。但我有一個樸素的信念瓮具,如果一個創(chuàng)造事物的方法跟已存在的自然現(xiàn)象吻合荧飞,這種方法有更強的生命力凡人,更近于「道」。
就象晶體管和神經(jīng)元的底層原理相通叹阔,而編程的設計模式是從建筑模式獲得了的啟發(fā)挠轴,大自然才是最高明的算法設計師。而大自然用結晶算法耳幢,創(chuàng)造了極美的自然現(xiàn)象岸晦,看下圖。
這張gif是我從B站錄的睛藻,是微距鏡頭下真實的結晶之旅启上,文末有清晰視頻鏈接,你會驚嘆自然的神奇店印。
最近各類筆記工具升級的升級冈在,開發(fā)新品的開發(fā)新品,欣欣向榮吱窝,熱鬧非凡讥邻。但一個東西的價值不在于它是什么,而在于它被怎么使用院峡。
如果筆記工具需要一場革命兴使,那么筆記技術更需要一次變革。我希望通過開發(fā)結晶筆記技術照激,幫助我們更清晰的思考发魄,更深刻的理解自我。
B站視頻:微距鏡頭下的結晶之旅
https://www.bilibili.com/video/BV1z4411J7W9
注釋:
[1]相變:物質從一種相轉變?yōu)榱硪环N相的過程俩垃。物質系統(tǒng)中物理励幼、化學性質完全相同,與其他部分具有明顯分界面的均勻部分稱為相口柳。與固苹粟、液、氣三態(tài)對應跃闹,物質有固相嵌削、液相、氣相望艺。
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