作為人類的好朋友，雞在我們的餐桌上意義重大。怎麼做雞也是一門學問，emmmm，我是說怎麼「做」雞。常見的做法有油炸、煨湯、燒烤……這些你可能都見識過了，但你想過怎麼通過朝一隻雞扇巴掌來把它弄熟嗎？
2019年情人節那天，有個叫「水生植物先生」（MrWaterplant）的id，在reddit論壇上就提了這麼一個問題——「既然動能可以轉化為熱能，那麼我能通過朝一隻雞扇巴掌來把它弄熟嗎？」
看到這種提問，你很自然地會升起疑問，朋友你為什麼要在情人節思考這種問題？你到底跟雞有多大仇？以及，這種事情真的可能嗎？
發出怒吼：「雞可殺！不可辱！」| kinja-img.com
說起來，這個看上去很像段子的問題其實是道不錯的物理學題目。
此前網上也有過一些類似的疑問，比如蘭德爾·門羅創作的網路漫畫xkcd回答過「牛排從多高的地方掉下來，能在掉到地面時正好被烤熟？」算出來的結果是，250千米處可能是最佳高度，能得到一塊半生不熟的牛排。低於250千米，牛排更生。高於250千米，會進入彈道導彈的「剝蝕區」，牛排會被烤焦並解體。
天外飛牛排 | xkcd
類似的問題還有「一隻冷凍火雞從多高的地方掉下來，能在掉到地面時正好被烤熟？」這個問題我恰好在2010年時計算過，結論是14.2千米的高度或許就能行。
你可以看到這兩個結果差得挺遠，但估算本來就有誤差嘛。無論如何，讓我們來研究研究這個掌摑雞肉的物理學問題。
烹飪就是加熱
比如你想烹飪一隻雞，你可以把它烤熟、炸熟、煮熟，還可以用微波爐把它弄熟。重點是你要把這隻雞從室溫加熱到74攝氏度。
把雞弄熟有兩個好處。第一，熟的肉類更方便人類消化，我們從熟肉中攝取的卡路里也比生肉多。第二，在74攝氏度上，雞身上的有害細菌多半都被殺死了。所以說，別吃生雞。
雖然弄熟的雞不光是溫度較高的生雞肉，但我還是假定它就是吧。烹飪對雞造成的變化不僅是改變了它的溫度，但這一點我們也暫且忽略不計。我們關心的問題，是需要多少能量才能改變雞的溫度？要回答這個問題，我們來看看熱能的改變。
熱能的多少不僅取決於溫度的變化，還要看物體的質量和類型。寫成公式就是這樣的：熱能變化=質量×比熱容×溫度變化。
在這條公式中，ΔT指的是溫度的變化，C是比熱容。
「比熱容」C是個什麼東西？我舉一個例子來說明：假設我要加熱相同質量的鋼材和泡沫塑膠。鋼材和泡沫塑膠的原始溫度相同，但加熱鋼材需要更多能量，因為鋼的比熱容是0.49 J/(g•°C)——這個單位讀作焦耳每克攝氏度，而泡沫塑膠的比熱容只有0.3 J/(g•°C)。
那雞又怎麼樣呢？一隻雞的比熱容是多少？這個數值我不知道，只能靠猜，就用水的數值4.186J/(g•°C)代替吧（水的比熱容是很高的）。或者我也可以用一種和雞類似的東西。用火雞怎麼樣？火雞和雞差不多對吧？我正巧也測量過火雞的比熱容。
下面是測定火雞比熱容的方法：
取火雞一隻（事先要知道它的質量和初始溫度）。
把它和一些熱水放進一隻隔熱的盒子裡。
過一段時間測量水和火雞的溫度。
因為我知道水的比熱容，所以可以用水溫降低了多少來算出火雞熱能的增加。下面是一張變溫曲線圖（證明我真的算過）。
我從計算中得出火雞的比熱容是6.018J/(g•°C)。沒想到它居然比水還高。
能量守恆：從巴掌到熱能
假設雞和火雞相似，我就能算出把雞弄熟所需的熱能變化了。可這些熱能又從哪裡來呢？沒錯，從一隻手掌的拍打中來。
那麼一記掌摑能提供多少能量？假設你手掌的質量是mh，手掌移動的速度是v，那麼一記掌摑的動能K就是：
當手掌擊中雞身時，手掌就會停下。這時它的動能為零，所以它之前的動能一定去了什麼地方。這些動能大概有大部分都變成了雞肉增加的熱能——以及手掌增加的熱能！也就是說，要把火雞弄熟，你也得把自己的手掌一併弄熟。不過我們暫時不要擔心手掌，只要估計它的能量有一半進入了雞身，一半留在了手掌就行了。
所以到底要拍多少下？
打得足夠多的話，這隻雞不但會死，而且會熟 | knowyourmeme.com
主要概念已經有了，現在只欠計算。
我們先來設定幾個初始的假設：
→ 雞的質量＝2千克。你在店裡買到一整隻生雞大概就這麼重。別擔心，如果你不喜歡這個數字，你可以在下面自己改掉。
→ 初始溫度＝23攝氏度，目標溫度＝74攝氏度。
→ 手掌的質量＝200克（此處純屬瞎猜）。
→ 掌摑的速度＝3米每秒怎麼樣？還是加快一點，算它5米每秒吧。
→ 能量係數＝0.5。這是掌摑產生的能量進入雞身的比例。我用符號「f」來表示。
現在我可以計算雞在一次掌摑後的溫度變化了。
計算可得，每巴掌造成的升溫 = 1.03855×10-4攝氏度
需要的巴掌數 = 4.91069×105
這說的是，你要拍打49000下才能把雞拍熟，前提是拍打的速度要很快。
假如你一秒拍一巴掌，連續打上13小時37分鐘，雞就差不多熟了。（記得采取一些措施給你的手掌降溫，畢竟手掌熟了可不太好。）
但如果把熱輻射也進算在內的話，拍打中損失的能量要用斯特潘-玻爾茲曼公式計算。物理學就是這麼麻煩（但很有趣）。
也許你不同意我的假設。你可以隨意改變數值並重新計算。是的，數值是可以變的，沒什麼大不了。
比如說，臉書網上的Parker Ormonde就把人的手掌質量估算為400克，巴掌的速度估算為11米每秒。他算出來的結果就是，普通的巴掌扇23034下就差不多了。如果要一巴掌扇熟的話，巴掌速度要達到1665.65米/秒。
我這秒速1.6千米的一巴掌下去，你可能會熟 | knowyourmeme.com
解決了徒手煮雞難題後，現在只剩下三個未解之謎——
人類手掌的質量到底是多少？歡迎測定，但別搞出不好的事情。
網友們到底有多喜歡「非常規烹飪法」？
物理學家們到底有多閒？
作者：Rhett Allain
翻譯：紅豬
編輯：遊識猷
題圖來自youtube/Jixcx
編譯來源：
Rhett Allain. (2019). How Many Times Do You Have to Slap a Chicken to Cook It? https://www.wired.com/story/how-many-times-do-you-have-to-slap-a-chicken-to-cook-it/
Slaps Chicken at 3275.95 MPH. (2019). https://knowyourmeme.com/memes/slaps-chicken-at-327595-mph
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