1900:游走在欧洲的物理学霸
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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?

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书名:
1900:游走在欧洲的物理学霸
作者:
虚空圣堂
本章字数:
8890
更新时间:
2025-04-01

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!

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