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對凌波微步的物理學(xué)解釋

2012-04-29 00:44:03阿瓜
初中生學(xué)習(xí)·高 2012年11期
關(guān)鍵詞:段譽凌波微維空間

阿瓜

金庸武俠小說中對輕功的描寫,真可謂“亂花漸欲迷人眼”。其中對凌波微步的描寫最為神奇,一個毫不懂武功的人也能修煉,居然可以從絕頂高手手下逃生。這也許是金先生專門為才子型主角設(shè)計的一種輕功,使之動起來神清氣爽,宛如閑庭信步,瀟灑至極,確實令人神往。按天龍八部的解釋,凌波微步的名稱出于曹子建《洛神賦》:“凌波微步,羅襪生塵……轉(zhuǎn)盼流精,光潤玉顏。含辭未吐,氣若幽蘭。華容婀娜,令我忘餐?!本唧w步法出于易經(jīng)六十四卦。其步法十分巧妙,在與人對壘時,即使蒙住雙眼也不會被對方打到。就算與喬峰比賽腳力,也不落下風(fēng)。

在段譽的幾場逃命戲中,我們可以看到,段譽都是自走自的,每一步都是從“匪夷所思”的角度,在刀劍之間滑過。具體這個“匪夷所思”的角度在哪里,金庸沒有說。武功高手的出招速度之快,只有在最短時間內(nèi)跑出最長距離才能逃走,段譽走的絕非直線,違反了“兩點之間直線最短”這一基本常識。他能夠逃脫,按常理解釋不通。

凌波微步的物理學(xué)解釋

根據(jù)牛頓力學(xué)及歐幾里德幾何,我們所處的空間為三維空間,兩點之間直線最短,這是公理,用不著證明。經(jīng)典力學(xué)的基本框架也是如此構(gòu)造的。但上世紀(jì)初的一場物理革命,將經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)否定了。

按照麥克斯韋方程組,光速為定值,不以光源速度和參照系的速度為轉(zhuǎn)移。愛因斯坦據(jù)此并結(jié)合洛倫茲變換,創(chuàng)造出了狹義相對論。按此理論,光速是自然界速度的極限,物體接近光速運行時,質(zhì)量、時間、空間都會發(fā)生變化。隨后愛因斯坦又引入了等效原理,以黎曼幾何為數(shù)學(xué)工具,創(chuàng)造了廣義相對論,得出了著名的時空曲率方程。

按照廣義相對論,我們所處的時空并不是平坦的,只要存在引力場,時空就被彎曲。因此我們傳統(tǒng)意識中的“直線”是不存在的,只是曲率大小不同。就好像以前人們認(rèn)為地球是一個平面,但其實是個球體。我們的宇宙空間也是如此。例如,地球繞太陽做圓周運動,其實是在太陽的引力場所造成的彎曲空間中作“直線”運動。

如果按廣義相對論解釋的話,段譽所走的“直線”才能說得清。凌波微步的路線,按常識看雖然不是直線,但在地球引力場中卻是直線,是有曲率的直線。

相對論在大尺度上解釋問題取得了一些成就,但在小尺度上卻遇到了麻煩。如在解釋亞原子粒子的行為上,用相對論根本行不通。這就引出了量子論。

相對論和量子論是當(dāng)今物理學(xué)的兩大基石,但不可否認(rèn),兩種理論并不兼容。

相對論描述的是一種“連續(xù)”的空間,而量子論描述的是“不連續(xù)”的空間。因此有的物理學(xué)家致力于完成一種“大統(tǒng)一論”,來使兩者完美結(jié)合。愛因斯坦在后半生就把精力完全傾注于此,但沒什么進展。

有的物理學(xué)家傾向于用高維如5維或6維來進行統(tǒng)一。因為在高維度下,物理理論會變得非常簡單。例如麥克斯韋方程組,用4維空間來描述,用一個簡單的方程就行了。但這就對我們的常識提出了挑戰(zhàn):我們所處的空間真是3維的嗎?

從理論上講,物理學(xué)家或數(shù)學(xué)家可以構(gòu)造任意維的空間,但實際上,我們的頭腦不可能想象出高于3維的維度。假如我們進入一個4維空間的話,會怎么樣呢?有些科幻作家曾經(jīng)想象了從2維空間的“平面國”進入我們3維空間的情形。例如,在2維平面有“一個人”被囚禁在一個圓內(nèi),在他的意識里,只有“前后左右”,沒有“上下”,因此逃不出來。但如果我們通過“上下”維度將他救出,“平面國”的獄卒肯定不會知道。我們進入“第四維”也是類似。如果將我們囚禁在一個封閉的空間內(nèi),通過“第四維”就可以逃脫。假如一個4維世界的生物進入了我們的空間,我們可以用一根針將它固定在我們的世界中??苹米髌穼Υ艘呀?jīng)描述很多了,在此不再詳述。

我要說的是,段譽在走凌波微步時所謂“匪夷所思”的角度,極有可能是從我們無法意識的“第四維”出現(xiàn)的,因此敵人防不勝防。

由凌波微步所想到的

具體我們所處的空間是幾維,物理學(xué)界至今也無定論。按照最新的超弦-M理論,將萬有引力、電磁力、強力和弱力4種自然界的基本力統(tǒng)一起來,需要10維,也有人說是26維。不管怎樣,我們?nèi)祟惖拇竽X只能理解3維空間。

凌波微步來源于易經(jīng),也許早在一千多年前我們的祖先已經(jīng)對當(dāng)前的物理學(xué)有所認(rèn)識了,才能創(chuàng)造出超越當(dāng)時技術(shù)條件的“凌波微步”來。再想想金庸小說里的其他武功,如“乾坤大挪移”,也超越了人力所及,只有用相對論的時空說才能解釋。

前段時間有人對金庸小說中產(chǎn)生的一些時間表示懷疑,例如張無忌和郭靖的年齡問題。其實用高等物理學(xué)就可以解釋。這些人都是高手,在修煉時或許是近光速運動,或許是進入了高維空間:他們已經(jīng)超越了時空??傊遣荒芤猿WR來揣度高手行為的。

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