物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

永遠忘不了那段重新迴歸科學的日子。

概念、定理、定律、推演、求證.......心裡直犯嘀咕:

這個科學與藝術咋就那麼不一樣呢?前者精確、縝密,開不得一點玩笑;後者卻混沌又奔放。很多時候竟像玩遊戲般。

也許是老了,大腦開關不大靈光,一遇要從藝術躍轉到科學時,就警告自己,千萬不能總想著玩遊戲。哪知:隨著對物理概念、定理、定律等研究的深入,我發現科學創造竟然與寫詩如此這般地相似,玩遊戲!

不同的是:前者是和文字玩,後者卻是和數學玩。

物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

研究自然界的規律時需要對一些物質的量進行定義,然後找出這些量之間的關係。既是科家們的目標,也是自然界借數學公式向人類表達著規律性的存在。

就物理學而言,如果你稍加留心,便會發現很多的物理量及物理定理的出現都是那些大物理學家們將舊有的表徵某一物理規律的數學公式打斷、拆分,重新組合的結果。

如:將v變成mv,再將mv變成二分之一mv平方。

表現出的樣子變了,物理量的意義也變了,從最初的速度變為動量,又從動量變為動能。物理規律自然也跟著變。

小人物小玩,大人物大玩。作為小人物,如果能夠達到痴迷於這些數學公式背後的世界,就已經在人群中鶴立雞群了。大人物顯然並不滿足於此,他們的胸中還有著一個更大、更廣褒的世界,他們要和宇宙玩。這一玩不得了:

搞數學的高斯玩出了物理中的高斯定理,工程師的亨利玩出了自感……物理學家牛頓、數學家萊布尼茨二人獨自在自己的世界裡玩出了微積分。

微積分的出現好像就是橫空出世。

物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

數學人說給了他們一個煥然一新的數學,物理人說物理研究的深度和廣度空前增大。牛頓卻表現得滿不在乎:

就是為了精確測定物體在某一時刻、某一位置的速度,一不小心微積分誕生了。

微積分挺好,玩遊戲時的半徑增大了。當然,牛頓一點也不否認在"在萬有引力的牛頓命題"中出現的尷尬:萬有引力定律是假定行星繞日為圓軌道運行得出的,偏偏又冒出來個開普勒,宣稱說發現行星繞日運行的軌道不是圓而是橢圓。世人皆將疑惑的目光投向牛頓:萬有引力定律還成立嗎?

據說:好朋友哈雷比牛頓自己還緊張。牛頓說卻怕什麼,有微積分!當哈雷得知牛頓已經用萬有引力定律計算出了行星軌道是橢圓的結果時,早已經是淚流滿面。

人的遐思決無止境,而且冒著危險,以一種遊戲的心情深入到自己想知道的世界,正如雨果所說:

"類似於反光的作用,也就是說遐思會令大自然眩目。"

因為能遊戲者,必是那些"在夢想的幽邃視野中,清楚望見絕對存在者的高峻,在怵目驚心的幻象中望見無極山峰。"(引自《悲慘世界》)的人。

物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

研習高等物理少不了觸碰微積分。開始時完全是被逼急了的狀態,為了完成任務,無奈地走了進去。未曾想:既來之,則安之。不想出來啦。

微積分真是漂亮極了——其實你從它彎彎勾勒的S體型中就能看出。有時像一位風情萬種的寂寞女郎,翩翩而來!男人的雙眼為之凝滯了;有時又像一條神秘莫測的大河,流著流著,便將路上的一切都擁進了自己的懷裡。

雖然是那麼地飄忽不定,那麼地難以捉摸,但只要被你掌控了,你立馬便可成為打遍天下的無敵高手。無論你面對的事物多麼複雜,事物變化得如何詭異,都可以將微積分化整為零的思想高高豎起:

分,無限制地分,直達人類能夠達到的細分極限。在這樣的狀態裡,你如果要變,又能變到哪裡去?有多少時間容你去變?如此,正在變的、正準備變的,都變成了不變,再將這眾多的不變累積起來,詭異、複雜還剩多少?。

哈!微積分的視域裡世界變簡單了。

物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

讀金庸小說經常為各種武林秘籍的莫測和高深所吸引:《九陰真經》、《辟邪劍法》……直到《葵花寶典》。

據說如果能夠夠到《葵花寶典》,便是觸到了至極的真經,得此秘籍者可以橫掃天下。引得一代又一代的武林中人刻苦修煉的同時,互相殘殺,甚至不惜自殘。把個偌大的江湖搞得烏七八糟,人性的醜惡也在這樣的角逐中暴露無遺。讀書的人便在唏噓哀嘆中完成了一次次人性的昇華。

其實,微積分何嘗不是科學人的《葵花寶典》。

通常情況下,物理學在研究各種運動時通常都要給出幾個規律性的公式,研習也好、應用也好,始終圍繞著這不變的規律。而在微積分的世界裡竟然全部被收了編。

沒有數學公式,沒有規律性的陳述,只有幾個微積分的符號赫然地擺在那裡。一切運算皆從原始的定義出發。路程到速度,用微分;速度到加速度,用微分;反之,則積分、再積分……

物理學中玩遊戲者,不小心玩出了“葵花寶典”

對宏觀、微觀世界的探索變成了大量的微積分運算。難怪拉格朗日能搞出個《分析力學》,通篇的微積分運算,以至於學習到最後竟然忘記了是力學分析,還以為就是數學呢。

"法"無定"法",至極的大"法"乃無"法"。微積分的無"法",恰恰說明它是大"法"。一個大字,道出了宇宙般的情懷,親愛的朋友,來吧!你永遠不必自宮。

(本文圖片均來自網絡,如有侵權即刪)


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