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《1900:游走在欧洲的物理学霸》第566章 第一个神兽!芝诺的乌龟!极限概念

    第566章第一个神兽!芝诺的乌龟!极限概念!空间真的是连续吗?

    现在这个时代,远没有后世的资讯发达。

    后世很多耳熟能详的概念,或者说俗称,此刻都没有成型。

    而且人们也比较正经,不会像后世喜欢用各种“噱头”来吸引眼球。

    很明显,物理学神兽的概念就属于能立刻吸引人的噱头。

    真实历史上,物理学四大神兽的概念鼎鼎有名。

    这个称呼到底是什么时候出现并流传开的,已经不可考。

    可不管怎么样,它的目的已经达到了。

    四大神兽的传播度和神秘性,甚至比相对论和量子力学更强。

    物理学四大神兽分别是:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。

    光听名字,就能让人产生一种高山仰止的感觉。

    “科学、神奇、高深.”

    但是现在,薛定谔的猫还没有出现。

    李奇维只能提出“三大神兽”。

    他看着台下众人懵逼的表情,就能知道,此刻并没有神兽这个噱头的概念。

    哪怕是郎之万、德布罗意等人也不清楚什么意思。

    “物理学神兽?什么意思?”

    “不是很清楚,从未听说过这种概念。”

    “难道是”

    当然,只要李奇维说出三大神兽具体是什么,这些物理大佬们肯定立刻明悟。

    至于在场最多的学生们,不仅懵逼还很兴奋。

    他们这个年纪正是处于科学与幻想交织的冲动时期。

    由于时代的限制,教材的落后等问题,不少学生甚至都不知道三大神兽的本意。

    但是这种新奇的叫法一下子就让会场内兴奋起来。

    “嘶!物理学神兽,这名字一听就牛逼哄哄的!”

    “布鲁斯教授说它们是猜想,那一定神秘莫测!”

    “快点说吧,我已经等不及了!”

    在众多学生的火热期盼目光下,李奇维微微一笑,继续说道:

    “物理学三大神兽是我自己总结的概念。”

    “我借鉴了历史上曾出现的三个和物理学相关的猜想,把它们合在一起。”

    “由于这些猜想的主题都和动物有关,所以我称呼它们为三大神兽。”

    “它们分别是:”

    “公元前464年,古希腊先贤芝诺提出的【芝诺的乌龟】;”

    “1814年,法国数学家和天文学家拉普拉斯提出的【拉普拉斯兽】;”

    “1871年,英国物理学家麦克斯韦提出的【麦克斯韦妖】。”

    哗!

    众人皆是一惊!

    随即他们的表情各异。

    郎之万、德布罗意等物理大佬们恍然大悟。

    “哦!原来是这三个猜想。”

    “布鲁斯教授太用心了。”

    “这三个概念在物理学中非常经典。”

    “很适合今天的场合。”

    显然,对于大佬们而言,三大神兽并不陌生。

    他们都听说过这三个著名的猜想。

    但是这不意味着他们可以用俯视的心态来面对了。

    因为其中一个猜想,直到今天也没有被完美解释!

    所以,哪怕是郎之万等人,也开始满脸兴奋。

    “布鲁斯教授难道是准备解决那个最难的猜想吗?”

    奥本海默、安德森等学生中的佼佼者们,眼睛明亮,若有所思。

    以他们的天才程度和知识储备量,显然在课外接触过这三大猜想。

    虽然他们没有深入研究过,但是也知道怎么回事。

    “原来三大神兽是指这些猜想!”

    “如果我没有记错的话,芝诺的乌龟和微积分有关,拉普拉斯兽和经典力学有关,麦克斯韦妖好像是和热力学第二定律有关。”

    忽然,汪德昭肯定地说道:“是这样的!”

    他的表情很兴奋。

    原来他之前曾亲自请教过上一届的奥赛大佬赵忠尧,希望对方传授奥赛题目经验。

    赵忠尧在聊天时,提到过这些历史上著名的猜想,并且还让汪德昭回去好好查一查。

    汪德昭没有辜负赵忠尧的好意,特意查了很多资料。

    因此,他恐怕是在场学生中对三大神兽最熟悉的人了。

    “果然还得是我赵哥,知识面宽广。”

    “我相信他未来一定能震惊物理学界!”

    此刻,汪德昭忽然有种众人皆醉我独醒的装逼感。

    他微笑着对众人解释道:

    “芝诺的乌龟悖论已经被解决了。”

    “拉普拉斯兽可以用布鲁斯教授最新的不确定性原理解释。”

    “至于麦克斯韦妖,应该暂时还是个猜想,并没有被证明或者证伪。”

    “而且,它也是三大神兽中最复杂的一个。”

    哗!

    周围人皆是震撼!

    大部分人甚至连一个猜想都没听说过呢。

    现在这位大佬竟然连哪个猜想被证明了,哪个还未解决都知道。

    “物理奥赛果然是卧虎藏龙之地!”

    “靠,你们这些人也太卷了!”

    “考试又不考,学那么多干什么。”

    “.”

    小伙子们瞬间感受到了危机。

    他们在自己的国家内都是天之骄子,放到国际舞台上,就有点不够看了。

    奥本海默忍不住侧目,看向旁边这个普普通通的华夏青年。

    刚刚的对话还历历在目。

    他没想到汪德昭竟然如此牛逼!

    奥本海默忽然觉得自己刚刚高冷的样子有点尴尬。

    毕竟,通常不应该是越牛逼的人越高冷嘛。

    汪德昭倒是没有想那么多,此刻,他正在脑海里回想着三大神兽的细节内容。

    这时,李奇维的声音传来。

    “我知道在座的诸位,有些人对于三大神兽应该不陌生。”

    “但是今天,我会从另外的角度,重新阐释三大神兽,希望能给你们带来一点启发。”

    哗!

    这一刻,不仅是学生们,就连郎之万、德布罗意等人也无比期待。

    三大神兽或许蕴藏着更深层次的道理!

    李奇维笑着说道:

    “我会按照时间顺序一个一个分析。”

    “首先是芝诺的乌龟。”

    他看向在场的学生们,问道:

    “你们当中有谁能帮我向大家描述这个猜想吗?”

    话音刚落,以汪德昭为中心,他的周围众人瞬间齐刷刷地把目光聚焦在他身上。

    这一幕让场上众人都忍不住看过去,不明所以。

    汪德昭心中得意,但是脸上却有点不好意思。

    李奇维见状,虽然不知道刚刚那里怎么了,但也能大概猜个几分。

    于是,他笑着说道:

    “德昭,看来大家都很信任你啊。”

    “你来说说吧。”

    汪德昭闻言,表情变得坚定。

    他大大方方地站起来,一口流利的英语让李奇维轻轻点头,非常满意。

    “芝诺的乌龟是一个关于运动、时间和空间的猜想。”

    “说的是古希腊有一个十分厉害的运动员叫阿基里斯。”

    “他身体强壮,四肢有力,是当时众人眼中的奥运健儿。”

    “然而,先贤芝诺却石破天惊地说道:阿基里斯永远也追不上一只乌龟。”

    “众人听后都觉得不可思议,简直和天方夜谭一般。”

    “一个小孩子都能跑的比乌龟快,更不用说阿基里斯了。”

    “于是,大家就问为什么。”

    “芝诺说道:我们想象这样一个思想实验。”

    “假设现在阿基里斯和乌龟开始赛跑。”

    “为了公平起见,让乌龟提前跑到100米处,然后阿基里斯开始追赶。”

    “众人赞同,觉得这样很合理。”

    “这时,芝诺继续说道:当阿基里斯跑到100米处的时候,乌龟已经向前又跑了10米。”

    “当阿基里斯跑完这10米时,乌龟又向前移动了1米。”

    “于是,阿基里斯要想追赶上乌龟,又得跑完这1米。”

    “以此类推.”

    “当阿基里斯想要追赶乌龟的时候,他必须先跑到乌龟刚刚所在的位置。”

    “但是乌龟在阿基里斯追赶的这段时间里,它又向前移动了一段距离。”

    “所以乌龟会永远领先阿基里斯一小段距离。”

    “并且这个距离即便再小,它也不会是零。”

    “因此,从理论上分析,阿基里斯就永远也追不上乌龟。”

    “众人闻言,都面面相觑。”

    “虽然大家知道芝诺的观点肯定是错误的,但是却不能解释为什么。”

    “这就是【芝诺的乌龟】。”

    汪德昭冈说完,会场内顿时响起热烈的讨论声。

    小伙子们都是物理尖子生,对于这种有趣的物理问题非常感兴趣。

    很明显,芝诺的思想实验虽然乍一看很有道理,但它肯定是错误的。

    因为它不符合实验的结果。

    现实中,随便找个人肯定跑赢乌龟。

    所以,问题的关键在于,如何用科学逻辑来打败芝诺。

    李奇维笑着说道:

    “很好,感谢汪德昭同学的讲解。”

    “我相信听完这个故事后,聪明的你们应该很快就能想出来如何反驳芝诺了。”

    “我们现在随便建立一个位移和速度的方程,就能证明阿基里斯能追上乌龟,而且能精准地算出时间。”

    “但是从数学上而言,这一切都需要严密的逻辑来解释一个问题。”

    “即:无限个数相加,能不能得到一个有限值。”

    “乌龟领先阿基里斯的距离,就是无限个数。”

    “如果我们能证明,这些距离加在一起,是个特定的值,而不是无穷大,那么就能完美解决芝诺的悖论。”

    “这个问题一直困扰着数学家两千多年,直到极限的概念提出和微积分的建立后,它才被完美解决。”

    “现在我们知道,芝诺提出的无穷数列是收敛的,所以,阿基里斯可以追上乌龟。”

    众人闻言,都点点头。

    大家对微积分实在太熟悉了。

    这个堪称物理学领域最重要的数学工具,是所有人的必修课。

    哪怕是之前没有听说过芝诺的乌龟的学生,也很快就能理解。

    只是,感觉有点干巴啊。

    “我怎么觉得这物理学第一个神兽有点平淡普通啊,好像够不上神兽之名。”

    “是啊,虽然它在两千多年前可能确实很难,但现在很简单,没什么有疑问的地方。”

    “其实就是极限和收敛概念的应用。”

    这时,有胆大的学生问道:

    “布鲁斯教授,我觉得芝诺的乌龟更像是一个数学问题,而不是物理问题。”

    “为什么您会把它列为物理学神兽呢?”

    众学生闻言,皆非常赞同。

    他们也有同样的感觉。

    这个问题里好像根本用不到物理的知识。

    当然,如果非要说速度位移公式也算物理,那确实能沾边。

    不过,这也跟布鲁斯教授的逼格不符啊。

    奥本海默、汪德昭等人则在默默思考。

    他们很清楚,布鲁斯教授既然特别提出这个猜想,那就必然有着不为人知的深意。

    至少,是他们这些学生们暂时不知道的东西。

    “或许布鲁斯教授想说的关键,不在数学,而在物理。”

    “但芝诺的乌龟里有什么物理问题呢?”

    他们想不出来。

    郎之万、德布罗意等物理大佬们若有所思,他们大概猜到了。

    “难道是空间和时间的极限?”

    在众人的疑惑中,李奇维微微一笑,然后说道:

    “没错,严格来说,芝诺的乌龟确实是一个数学问题,而不是物理问题。”

    “但是之前我也说了,我会用一个全新的角度来思考三大神兽问题。”

    “芝诺的乌龟里,乌龟永远比阿基里斯领先一点距离。”

    “和芝诺大概同时期,我们华夏也有一位伟大的思想家,他的名字叫庄子。”

    “他曾经在一篇文章中写道:一尺之捶,日取其半,万世不竭。”

    “意思是有一根1英尺长的棍棒,如果每天截取它的一半,永远也截不完。”

    “一尺之捶和芝诺的乌龟有异曲同工之妙。”

    “它们都说明空间是可以无限划分的,没有最小的极限。”

    “如果我们从这个角度思考,就会发现,芝诺的乌龟里包含一个很明显的物理问题。”

    “我们生活的空间是连续不断的。”

    众人恍然大悟。

    原来是这个问题。

    但是很快,大家又非常疑惑。

    “空间是连续的,这不是理所当然的吗?”

    “以乌龟爬过的距离为例,肯定没有最小的长度啊。”

    “这个物理问题有什么好讨论的吗?”

    然而,李奇维接下来的话,却是让所有人震惊了。

    “但是。”

    “我想问问在座诸位,空间真的是连续的吗?”

    “对于人类而言,到底存不存在最小的尺度呢?”

    哗!

    全场骇然!

    (本章完)

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