从平安夜到圣诞节早晨，留着白胡子的爷爷在世界各地给愿意相信他存在的孩子们挨家挨户送礼物，而他的装备里有装满礼物的神奇雪橇和八只驯鹿。
这位老爷爷就是圣诞老人。天真烂漫的孩子们总是会有这样的疑问：圣诞老人真的存在吗？而对于物理学家而言，更关心的问题则是：圣诞老人要如何在一夜之间给全世界的孩子送去礼物呢？这听起来简直就是一个不可能完成的任务。但我们今天不妨比较轻松的来讨论一些可能性。
圣诞老人面对的首要难题就是：工作量巨大！他大约需要向全世界约5亿个家庭配送礼物。由于时区、日期变更线以及日落日出时间的不同，这意味着圣诞老人大约有31个小时的时间完成平安夜的全球礼物配送任务。
在此期间，他必须做的事情有：
- 从上一个家庭到下一个家庭；
- 离开他的雪橇；
- 悄悄地进到屋里；
- 送出所有礼物；
- 吃人们留给他的零食（也有人给他留的是饼干和啤酒）；
- 然后悄无声息地离开房子；
- 登上雪橇，前往下一个家庭。
而圣诞老人平均只有223微秒来完成这些任务！对于我们而言这显然是不可能的。但是人家毕竟是圣诞老人，肯定有一些不为人知的”魔法“！让我们来看看那些圣诞老人可能遇到的问题。
1. 一辆敞开式雪橇，里面还有一个圣诞老人，是无法承受高速运动所产生的热量或加速度的。
在这么短的时间内要送完全部的礼物，那么圣诞老人的速度必须是音速的上千倍（这里，我们不考虑他以接近光速运动的情形。但如果是这种情况，根据相对论，圣诞老人可以为自己争取更多的配送时间，因为运动速度越快，时间流逝的越慢）。而在高速之下，仅大气的摩擦力就可能造成一场灾难。在圣诞老人旅行的每一秒内，他需要散去的热量是一个非常巨大的数字。但这并非无法完成，圣诞老人有两种应对这个问题的方法：
- 他可以用一个隔热板保护驯鹿和自己以确保自由穿行。但如果我们考虑的是一辆敞篷雪橇，就还得有第二个选项了。
- 他可以拥有非常先进的空气动力学飞行器，这样面前的空气大部分都会被抽走，只留下一丝微风。所以只要给圣诞老人提供一点氧气，他就可以畅行无碍了。
再是关于加速度，这个问题比较难以应对。对于大多数人来说，如果速度在0.1秒内从0加速到100公里每小时简直就是一场灾难；你会因为加速而昏迷甚至更糟。可想而知，圣诞老人将面对的是怎样的一种情况！再加上我们知道世界上大多数人都集中在城市地区，以这样的速度进行从一个屋顶到另一个屋顶的短途旅行简直是灾难性的事件。
圣诞老人需要的很简单，他只需要一种能让他的血液维持正常流动的方式。一套加压足够的太空服，再加上一个比人类心脏强大得多的生物涡轮系统就足以做到这一点。是的，圣诞老人的生物改造或许是让你意想不到的地方。但我们当中又有谁亲眼见过圣诞老人呢？他或许有着许许多多的奇妙之处呢。
2. 圣诞老人如何能安静地走进房子，却从来不留下脚印呢？
当你想到一个超重的老人穿着靴子在世界各地旅行时，你脑海中浮现会是什么画面呢？圣诞老人或许可以通过连接在雪橇上的机械装置从外面进入屋内。无论是通过门、窗户、烟囱还是其他设备，一个能承载圣诞老人的机械臂都能轻松搞定这件事情。这对任何人来说都是一项艰巨的任务。所以，圣诞老人肯定拥有一些神奇的科技魔法。
3. 他怎么能这么快速地送出礼物？
如果他必须全靠手动完成，那么这的确是个难题。但是如果圣诞老人有一只机械臂可以把他送进房子，这只机械臂必然也可以帮助他发放礼物。因此只需花几分之一秒的时间，他就可以完成任务再悄咪咪地离开了。
4. 那他怎么还有时间吃人们留给他的零食呢？
吃零食实际上非常必要。毕竟把礼物拖到世界各地肯定消耗了圣诞老人大量的能量，因此他需要燃料的补给呀！当然，神奇的魔法一定帮会飞的驯鹿搞定燃料的问题。但如果我们非要按照能量守恒来计算，那么圣诞老人每一次旅行需要多少能量呢？
假设圣诞老人满载着送给世界各地儿童的礼物，再假设他送给每户人家的礼物重2公斤，那么他大概有100万吨左右的礼物要送。这大约是最大的飞机（安东诺夫An-225，负责运输航天飞机之类的东西）有效载荷能力的4000倍。火箭燃料既贵，效率又低！火箭燃料中只有大约0.001%的质量会转化为能量；剩下的都被白白浪费了。但如果圣诞老人的驯鹿——圣诞老人背后的动力来源——能够通过爱因斯坦质能方程E=mc²把牛奶和饼干转化为能量呢？
令人大为震惊的是，只要一块小小饼干，就能给圣诞老人加上他承载的所有礼物提供从一户人家穿行到另一户人家所需要的能量，因为E=mc²是100%有效的。剩余的能量圣诞老人可以自己留着。
关于圣诞老人如何送出这些礼物，还有其他一些看起来合理的设想，其中有的依赖于科技，有的则依赖于魔法，还有一些需依赖于许许多多的帮手……可以设想的可能性有很多。
