但那个“事实”,可能会给林小镜带来麻烦。
林小镜看着唐诗诗在沙子上写自己的名字,心想:我可能需要和这个女孩保持距离。
但她也知道,突然保持距离会引起注意。她和唐诗诗的关系已经建立了一段时间,突然疏远会被老师注意到,也会被唐诗诗注意到。她需要的是一个渐进的、不易察觉的距离调整——不是“不跟你玩了”,而是“今天想一个人玩”。
慢慢来。不急。
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三岁零十一个月。
林小镜在午睡时间做了一件她一直想做的事:把原世界的物理学史在脑子里过了一遍。
从亚里士多德到伽利略,从牛顿到麦克斯韦,从爱因斯坦到量子力学。她不是简单地回忆名字和年代,而是追溯每一个关键发现的逻辑链条——前人遇到了什么问题,提出了什么假设,做了什么实验,得出了什么结论,这个结论又引发了什么新问题。
物理学史就是一部“人类如何认识规律”的历史。
亚里士多德认为力是维持运动的原因。错了。伽利略通过斜面实验发现,没有力的时候物体会保持匀速直线运动。牛顿把这个观察抽象成第一定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿第二定律:F=ma。力等于质量乘以加速度。这是一个微分方程——加速度是速度的变化率,速度是位置的变化率。所以F=ma本质上是一个二阶微分方程。
牛顿第三定律:作用力和反作用力大小相等,方向相反。
三个定律,加上万有引力公式,构成了经典力学的全部基础。用这几个简单的方程,可以计算行星轨道、潮汐涨落、炮弹轨迹、桥梁受力——几乎一切宏观低速的物理现象。
这是人类智慧的巅峰。
然后麦克斯韦统一了电和磁。四个方程,描述了电场和磁场的所有行为。从这四个方程,麦克斯韦推导出了电磁波的存在,并计算出电磁波的速度等于光速。于是他得出结论:光是一种电磁波。
这是第二次统一。牛顿统一了天上和地下,麦克斯韦统一了电、磁和光。
然后爱因斯坦来了。他发现牛顿力学和麦克斯韦电磁学之间有矛盾——在高速运动的情况下,牛顿力学和麦克斯韦方程不自洽。他花了十年时间思考这个问题,最终提出了狭义相对论。
狭义相对论的核心是:光速在真空中对所有惯性参考系都是常数。从这个简单的假设出发,爱因斯坦推导出了时间膨胀、长度收缩、质能等价——E=mc2。
然后他又花了十年,把狭义相对论和引力结合起来,提出了广义相对论。引力不是一种力,而是时空弯曲的表现。物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。
这是第三次统一。引力被纳入了几何的框架。
然后量子力学来了。它揭示了一个更奇怪的世界:在微观尺度上,粒子没有确定的位置和动量,只有概率分布。观测行为本身会影响被观测的系统。世界不是确定性的,而是概率性的。
量子力学和广义相对论之间有不自洽之处。统一它们,是当代物理学的最大难题。弦理论、圈量子引力、超对称——各种尝试都在进行中,但还没有一个被实验证实。
林小镜在脑子里过完了整个物理学史,从古希腊到二十一世纪。
她发现一个规律:每一次重大的物理学突破,都是对“规律”的更深入理解。不是推翻旧规律,而是揭示旧规律的适用范围。牛顿力学在宏观低速下是正确的,在高速下需要相对论修正,在微观下需要量子力学修正。每一个新理论,都包含旧理论作为它的近似。
这说明“规律”是有层次的。在某个层次上成立的规律,在更深层次上可能只是近似。但近似不是错误——在适当的条件下,近似就是正确的。
认识规律,就是不断地挖掘更深的层次。永远不会到底,因为每挖一层,下面还有一层。
这就是科学的本质。不是到达终点,而是永远在路上。
林小镜睁开眼睛,看着天花板上的裂缝。
她在路上。虽然只有三岁,虽然被困在幼儿园的教室里,但她在路上。
这条路很长。但路就在那里。
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2012年6月1日。
儿童节。
幼儿园举办了庆祝活动。上午是游园会,下午是文艺汇演。孩子们被要求穿最漂亮的衣服,家长们被邀请来观看。
苏婉清给林小镜穿了一件白色的连衣裙,头发扎了两个丸子头,用红色的丝带系了蝴蝶结。林小镜站在镜子前,觉得镜子里的自己像一个瓷娃娃——精致的、易碎的、不像真实人类的。
文艺汇演在幼儿园的小礼堂里举行。每个班出两个节目。小班三班的节目是合唱《小星星》和舞蹈《数鸭子》。
林小镜被安排在了合唱队里。她站在第二排,和唐诗诗并排。音乐响起,她跟着唱
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