神系统:从高三开始引领科技革命

罗曼黑斯廷斯

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第95章 物理学加冕

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当陈启明睁开眼,那股由纯粹逻辑构建的数学之美仍在他意识中回荡。

万事万物皆为数,但数本身只是语言,是描述宇宙这本巨着的语法。而物理,正是这本巨着本身的故事,是那用数学语言写成的、波澜壮阔的史诗。

他没有犹豫,再一次闭上了双眼。

这一次,他没有进入那座由光线与符号构成的数学圣殿。他的意识,坠入了一个更加宏大、更加具象的世界。

这是一个无垠的模拟宇宙。在这里,他不再是旁观者,而是拥有上帝视角的体验者。他可以随意拨动时间的快慢,可以放大到普朗克尺度,也可以俯瞰整个星系。

首先,他来到了意大利比萨。一座倾斜的高塔在他面前拔地而起。他看到一个面容坚毅、目光锐利的中年人,伽利略,站在塔顶。他没有看那些嘲笑他的人群,只是将两个重量不同、但体积相似的铁球,同时松开。

陈启明没有用眼睛去看,而是用他的“感知”去捕捉。他“看”到了引力场对两个铁球施加了完全一致的加速度。他“听”到了它们划破空气时,那几乎完全同步的微弱风声。当两个铁球“砰”地一声同时落地时,这声音仿佛一道惊雷,劈开了笼罩在中世纪上空的神学阴云。

物理之美,始于对现实最勇敢、最直接的观察与质疑。

场景瞬间切换。他来到了一间昏暗的、充满了各种线圈和磁铁的实验室。一个出身贫寒、只有小学学历的男人,法拉第,正专注地将一根磁铁插入线圈。他身旁没有任何复杂的数学公式,只有一双能“看见”力线的眼睛。

陈启明看到,随着磁铁的运动,一根根无形的、由数据构成的磁感线,穿过了线圈。这扰动,在铜线中激发出了一股定向流动的电子洪流。电流计的指针,轻微地、但却坚定地偏转了。

“无中生有”。电与磁,这两个看似孤立的现象,第一次被联系在一起。陈启明感受到了一种朴素而伟大的美,那是源于实验、源于直觉的、最纯粹的发现之美。

紧接着,一个更加年轻、更加狂放不羁的身影出现了。他站在一片雷暴之中,周围电蛇狂舞。是特斯拉。他不像法拉第那样小心翼翼,而是像一位指挥家,肆意地挥舞着手中的“指挥棒”,驾驭着交流电这头狂暴的巨兽。陈启明看到,能量以波的形式,源源不断地传输到远方,点亮了整个虚拟的城市。这是将理论转化为磅礴力量的工程之美。

然而,这一切都只是序曲。

真正的神,即将登场。

陈启明发现自己置身于17世纪英格兰的一片苹果园中。万籁俱寂,只有风吹过树叶的沙沙声。一个年轻人,牛顿,正靠在一棵苹果树下沉思。

突然,一颗苹果脱离枝头,垂直落下。

在陈启明的“上帝视角”中,这颗苹果下坠的轨迹,不再是一条简单的直线。他看到,一条由引力常数G、地球质量m和苹果质量m构成的金色虚线,从地心延伸出来,精准地“拉”住了这颗苹果。

同时,在遥远的太空中,另一条同样性质、但更加宏伟的金色虚线,从太阳的中心延伸出来,“拉”住了地球,让它沿着一条完美的椭圆轨道运行。

那一刻,陈启明看到了。月亮的轨迹、潮汐的涨落、炮弹的抛物线……宇宙间所有宏观的运动,都被这同一条、简洁到极致的定律所支配。

F = G * (m1*m2) \/ r2

这个公式,如同神谕,在他面前的虚空中缓缓浮现。

“如果我看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”牛顿谦逊的声音响起,但陈启明感受到的,却是君临天下的绝对自信。牛顿以一己之力,将一个混乱、不可知的宇宙,变成了一台精准、可预测的、如同钟表般运行的机器。这是秩序之美,是数学赋予物理的、最强大的确定性之美。

古典物理的宏伟大厦,就此封顶。

但宇宙的故事并未结束。一股新的、更加神秘的力量,即将登上舞台。

陈启明周围的环境,变成了一片由交错的电场和磁场构成的海洋。他看到四个如同古代符文般的方程,悬浮在空中,散发着摄人心魄的光芒。

它们是麦克斯韦方程组。

它们是物理学中最美的诗篇。

陈启明看到,第一个方程(高斯定律)说,电荷是电场的源头,如同泉眼涌出泉水;第二个方程(高斯磁定律)说,磁场没有源头,它永远是闭合的曲线;第三个方程(法拉第电磁感应定律)说,变化的磁场会产生电场;第四个方程(安培-麦克斯韦定律)说,变化的电场和传导的电流都会产生磁场。

这四个方程,彼此耦合,相互激发。陈启明看到,当他用“意念”在空间中制造一个微小的电场扰动时,这个扰动立刻根据第三和第四个方程,激发出一个磁场;而这个新生的磁场,又反过来激发出新的电场……

这个过程,如同一圈圈涟漪,以一种恒定的速度,向外传播。

麦克斯韦的虚影出现了,他指着这个传播的“涟漪”,脸上带着洞悉天机的微笑。他告诉陈启明,去计算一下这个传播速度。

陈启明的心念一动,真空介电常数和真空磁导率的数值自动代入。

结果,是一个让他灵魂为之战栗的数字:299,792,458米\/秒。

是光速。

就在那一刻,那传播的电磁波涟漪,轰然爆发,化作一道璀璨夺目的光!

电、磁、光……这三种看似毫不相干的东西,在麦克斯韦的笔下,被完美地统一了起来。这是一场伟大的加冕,是物理学中无与伦比的、大一统的和谐之美。

然而,就在这完美的理论大厦之上,两朵小小的“乌云”出现了。一朵是黑体辐射,另一朵是迈克尔逊-莫雷实验。

陈启明看到,普朗克为了解释黑体辐射,极不情愿地提出了“能量子”的假设,仿佛一个打开了潘多拉魔盒的先知。

紧接着,整个宇宙的“画风”突变。

他被拉到了瑞士伯尔尼的一间专利局办公室里。一位思想无拘无束的年轻人,爱因斯坦,正坐在桌前,进行着他着名的思想实验。

陈启明跟着爱因斯坦的思绪,坐上了一列以光速行驶的火车。他看到,时间在这列火车上,变得粘稠而缓慢;他看到,空间在前进的方向上,被压缩得如同薄片。

紧接着,爱因斯坦将他带到了一个巨大的、由弹性薄膜构成的宇宙模型上。一颗巨大的铁球(太阳)放在中央,薄膜瞬间凹陷下去。另一颗小铁球(地球)在这凹陷的边缘滚动,它的轨迹,就是所谓的“引力”。

E = mc2

这个简洁而蕴含着毁天灭地能量的公式,如同宇宙的终极密码,在陈启明眼前闪耀。

“这个世界最不可理解之处,在于它是可以理解的。”爱因斯坦的声音平静而深邃。他以一人之力,彻底颠覆了牛顿建立的绝对时空观,将引力归结为时空的几何。这是思想的革命,是挣脱一切束缚的、最自由的想象之美。

古典的大厦已然崩塌,量子的大门就此敞开。

陈启明眼前的景象变得光怪陆离。他看到了海森堡的“不确定性原理”,位置和动量化作两团模糊的概率云,无法同时被精确捕捉;他看到了薛定谔的那只又死又活的猫,在打开盒子之前,坍缩成一个令人啼笑皆非的叠加态;他看到了狄拉克那简洁优美的方程,却预言了反物质这个如同镜像世界般的幽灵;他看到了费曼那些涂鸦般的路径积分图,将复杂的粒子相互作用,变成了几笔简单的线条……

当陈启明从这场贯穿了四百年的物理史诗中苏醒时,他睁开双眼。

他看到的,不再是单纯的地下实验室。他看到空气中氮气和氧气分子的热运动,看到头顶灯管中电子跃迁释放出的光子,看到脚下坚实的地面本质上是原子间电磁力的宏观体现,看到自己身体的质量与那庞大的静止能量之间,只隔着一个光速的平方。

整个宇宙,在他眼中,成了一部结构精巧、逻辑自洽、充满了壮丽与和谐的伟大作品。

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