问题

日常生活里有哪些我们不太容易感知到,但实际是经过反复优化的事情?

回答
生活中那些我们习以为常、甚至觉得理所当然的事情,背后往往隐藏着不为人知的、经过千锤百炼的优化过程。它们就像空气一样,无处不在,却常常被我们忽略。今天,我们就来聊聊这些藏在细微之处的、我们不太容易感知到的、但实际经过反复优化的“幕后英雄”。

一、 开关门的设计:从“笨重”到“轻盈”的进化

你有没有想过,为什么家里的门或者办公室的门,轻轻一推就能顺滑地关上,甚至在你离开后还能自己缓缓合拢?这背后,是无数次关于“力学”和“用户体验”的迭代优化。

最初的模样: 最早的门,可能就是一块简单的木板,用铰链固定在门框上。关门全靠人力,也容易因为风吹或其他外力而砰地一声关上,甚至把人夹住。那时候,门的“优化”可能仅仅是找到了一个更结实的铰链。

加入“闭门器”的智慧: 随着技术发展,人们发现让门自动关闭是个很棒的主意。于是,最早的闭门器出现了。它们通常是弹簧式的,利用弹簧的弹性来拉动门。但早期弹簧式闭门器的问题是:
力度不均: 有时候关门太快,太用力,会“砰”一声巨响,有安全隐患。
调节困难: 想要调整关门速度,需要拆卸或者手动拧动弹簧,非常不方便。
易损坏: 弹簧在高强度反复使用下,容易疲劳或断裂。

液压闭门器的革命: 为了解决这些问题,液压闭门器应运而生。这简直是物理学在日常生活中的一次优雅应用。
工作原理: 它内部有一个油缸和活塞,当门被推开时,活塞会在油液的阻力下缓慢移动。而当门关闭时,活塞会带动一个齿轮,通过齿轮带动弹簧或油压,精确控制关门的速度。
精细的调节: 最关键的是,现代液压闭门器通常都有多个可调节的阀门和螺丝。你可以通过它们来精确控制:
最终关门速度: 让门在最后几厘米放慢速度,轻轻合拢,避免撞击。
整体关闭速度: 控制整个关门过程的流畅度。
“锁门”力度: 有些闭门器还有“锁门”功能,确保门在合拢后能牢牢锁住,不再被风吹开。
持续的优化: 即使是液压闭门器,也在不断被优化。比如,为了在低温环境下保持更好的油液流动性,使用了特殊的阻尼油;为了减少噪音,优化了内部结构和密封;甚至还出现了带有“缓降”功能的闭门器,让门像飞机舱门一样平稳地落下。

对比一下: 想象一下没有优化过的门和经过液压闭门器优化的门。前者可能需要你费力去推拉,关门声震耳欲聋,而后者则是一种几乎无感的、顺畅的体验。我们每天都在开关门,但很少有人会去思考,这“顺滑”和“安静”是多么精妙的设计。

二、 电脑键盘的按键布局:QWERTY的“反直觉”背后

我们每天都在敲击键盘,但你有没有好奇过,为什么字母的排列不是按照A、B、C这样排列呢?事实是,我们最熟悉的QWERTY键盘布局,恰恰是一个在早期打字机时代为了“解决问题”而进行的“优化”。

最初的“乱序”: 早期的打字机,按键是按照字母顺序排列的。但当时机械结构非常粗糙,如果打字速度太快,相邻的字母杆很容易因为互相碰撞而卡住。

“反优化”的优化: 为了解决这个问题,人们开始研究更高效的按键布局。有证据表明,QWERTY布局是打字机制造商克里斯托弗·拉森·肖尔斯(Christopher Latham Sholes)及其同事在研究了常用字母组合的频率后,有意将最常一起出现的字母(如“T”和“H”,“S”和“T”)分离开,使得打字时,连贯使用的字母键距离更远,从而减少机械冲突。
举例: 比如,“TH”这个组合在英语中非常常见,QWERTY布局就把“T”放在左手食指,而“H”放在右手食指下方,需要手指移动的距离更长,降低了卡键的风险。

习惯的力量和惰性: 尽管QWERTY布局在物理上是为了防止卡键而设计的,但随着打字机和后来的电脑普及,它已经深入人心,成为了一种根深蒂固的习惯。虽然之后出现了一些声称更高效的键盘布局(比如Dvorak布局,据说能让打字速度提高20%以上),但由于学习成本和用户习惯的惯性,QWERTY布局依然占据主导地位。

今天的优化: 即使是QWERTY布局,在今天也还在不断优化。比如:
人体工程学键盘: 将键盘分成两部分,中间有角度,减少手腕的扭曲。
键帽形状和高度: 不同区域的键帽设计成不同的弧度,让手指更自然地落在按键上。
键程和触发力度: 有机械键盘可以让你选择不同的轴体,调整按键的响应速度和手感。

对比一下: 如果键盘按照A、B、C排列,可能会非常容易卡键,打字体验极差。而QWERTY布局虽然从字母顺序上看“不直观”,但它巧妙地解决了当时的技术难题,并随着时间的推移,在不断演变中变得更加符合人体工学和用户需求。我们可能从来没想过,键盘的布局是为了避免“卡壳”而设计出来的“反优化”。

三、 交通信号灯的等待时间:看不见的“流体力学”与“博弈论”

每次开车或者步行,我们都会经历红灯停、绿灯行的过程。这看似简单的交通规则,背后却涉及了复杂的计算和优化,以确保交通的顺畅和安全。

最基础的优化: 最简单的优化是设置固定的红绿灯时间。比如,主干道绿灯时间长一些,支路绿灯时间短一些。这能保证主要方向的车辆快速通过。

引入“感应器”的智慧: 随着技术发展,我们看到了越来越多的“智能交通信号灯”。它们通过埋在地下的感应线圈或者车道上方的摄像头来实时检测车流量。
按需分配: 如果某条车道的车很多,系统就会适当延长这条车道的绿灯时间,缩短其他方向的绿灯时间,以缓解拥堵。
减少空等: 如果某条车道没有车,即使到了它的绿灯时间,信号灯也不会亮起绿灯,避免了不必要的等待和资源浪费。

更高级的“区域协调”和“博弈论”: 在一些大型城市,交通信号灯之间不再是独立的,而是形成了一个整体的网络。
绿波带: 通过精确计算不同路段的车辆行驶速度和信号灯时间,可以形成所谓的“绿波带”。这意味着你在一开始的绿灯通过后,可以在接下来的几个路口都能遇到绿灯,一路畅通无阻。这就像在为车辆排队“打节奏”。
流量预测与调整: 甚至可以根据一天中不同时段的交通流量模式,提前设定不同的信号灯配时方案。比如,早高峰和晚高峰的配时方案肯定不一样。
博弈论的应用: 在某些复杂路口,信号灯的配时甚至会考虑到不同方向车辆的“博弈”。比如,如果左转车辆太多,需要给它们更长的等待时间,但又不能让直行车辆等待过久,否则会造成直行方向的拥堵。这就是一个在不同“玩家”(车流)之间进行最优资源分配的问题。

步行者的优化: 信号灯不仅仅是给车辆服务的,也考虑了行人。
行人过街按钮: 很多路口都有行人过街按钮。按下后,系统会判断是否需要为行人延长绿灯时间或者单独设置行人过街的绿灯时间。
步速计算: 行人过街的绿灯时间通常是根据一个标准的步速来计算的。如果你走得比较慢,可能会在绿灯结束前还没走到对面。这也是一个平均化的优化结果,为了照顾大多数人。

对比一下: 如果所有的红绿灯都是固定不变的,那么在非高峰时段,我们可能会经常遇到不必要的等待;而在高峰时段,拥堵会更加严重。智能信号灯则像一个无形的大脑,在不断分析、计算、调整,用最科学的方式分配宝贵的“路权”,让我们在繁忙的城市中,能感受到相对顺畅的移动。

这些例子只是冰山一角。我们身边还有很多很多这样的例子,比如:

超市购物车的设计: 前轮万向,后轮固定,这样才能方便转向又保持稳定。
拉链的咬合: 精确到微米级的齿牙设计,才能顺畅拉合。
自动扶梯的速度和踏板收拢: 既要保证安全,又要尽可能快速地运送人群。
手机App的界面布局: 按钮大小、间距、颜色搭配,都是为了让你更容易操作和理解。

我们之所以不太容易感知到这些优化,是因为它们做得太好了,好到让我们觉得“理所当然”。它们是工程师、设计师们通过无数次的实验、数据分析、用户反馈,一点一点打磨出来的结果。下次当你顺畅地开关门、敲击键盘、通过路口时,不妨稍微停顿一下,感受一下这背后隐藏的“匠心”与“智慧”。这些看不见的优化,正是让我们的生活变得更便捷、更舒适、更高效的关键。

网友意见

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这题我来答!

当然是水果和蔬菜这些食材的变化啊。大家可能认为我们日常吃的这些瓜果蔬菜自古以来就长这模样,但实际上如果把这些物种放回远古的话估计连它们妈妈(祖宗?)都认不出来。

[注]:以下图片均来自Business Insider.

Here's what fruits and vegetables looked like before we domesticated them


1、古代的大西瓜(实际截取自一副油画)


现在的西瓜:


2、远古野生玉米(这个我绝对认不出):


现代玉米(经过无数次选择育种,穗轴部分的体积已经是远古祖先的1000多倍)


3、远古野香蕉(认不出+1):


现代香蕉:

现代香蕉是由小果野蕉Musa acuminata(含糖量更少,果肉坚硬,不可生食,食用时需要做进一步加工,热带地区的一种日常食物)和野蕉Musa balbisiana杂交而成。


最后再放个大招:

......


4、古代野生胡萝卜(别拿树根骗我!):


现代胡萝卜:气的我脸都变色辣 ヽ(`Д´)ノ

(说气的帽子都绿了的那个你别跑!)


不得不感叹一句:过去的农民伯伯们真不容易,啥玩意都肯培养!ˊ_>ˋ

当然,也离不开鸟儿和走兽的功劳。

总之,吃货改变世界 :)

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