《三体》①:物理学理论
在《三体》的第二章“台球”中,讲到汪淼去找丁仪,想要了解更多有关杨冬的事,因为丁仪是杨冬在世时的男朋友。
丁仪带着杨冬,玩了五次打台球的游戏。丁仪和杨冬都喜欢打台球,因为这会让他们想到加速器中的粒子碰撞。他们把台球桌搬到客厅的四个角落,丁仪拿起黑白两个球,将黑球放到洞旁,将白球放到距黑球仅十厘米左右的位置,每次汪淼都能把黑球打进洞里。
按照物理学的规矩,在这五次试验中,两个球的质量是没有变化的,所处位置也没有变化(以球桌面为参照系来说),白球撞击黑球的速度向量也基本没有变化,因而两球之间的动量交换也没有变化,所以五次试验中黑球当然都被击入洞中。这说明:物理规律在时间和空间上是均匀的。
但是,这些规矩在超高能粒子中,比如高能加速器将实验中粒子对撞的能量提高一个数量级,这是人类以前从未达到过的。在新的对撞能级下,同样的粒子,同样的撞击能量,一切试验条件都相同,结果却不一样。不但在不同的加速器上不一样,在同一加速器不同时间的试验中也会不一样。这种相同条件的超高能撞击试验一次次地重复,但每次的结果都不同,也没有规律。
在读到后面出现的三体、周文王、乱纪元、脱水人等,不得不感叹作者的脑洞,如此神奇,如此不可思议的世界都能被作者塑造出来,以前从未想象过的世界。
但是读完这里时,我却觉得其实也很好理解。不同的物理条件下,会遵循不同的物理规矩。根据牛顿运动定律的适用范围:(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低);(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子;(3)参照系应为惯性系。因此,台球与台球之间的碰撞,是符合经典力学范畴的。在微观物理世界,也即粒子的运动规律,则需要用量子力学、粒子物理学理论来解释。
《三体》书里说:“人类历史上的所有物理学理论,从阿基米德原理到弦论,以至人类迄今为止的一切科学发现和思想成果,都是这个伟大定律的副产品,与我们相比,爱因斯坦和霍金才真是搞应用的俗人。”虽然我没还没读懂“爱因斯坦和霍金才真是搞应用的俗人”这句话,但目前物理学界公认,20世纪初爱因斯坦相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。作者只是纯粹地不认同他们的理论,还是这本书需要否定他们的理论才能进行?
而如果粒子运动速度又有了数量级的提高,或许又会进入到了另一个领域,会有不同的运动规律来解释。或者,N年之后,所有的物理规律又会出现一个大一统的规律,就像牛顿总结三大定律一样,也说不准哈。
还好《三体》是一本科幻类的小说,任何事的出现或许都是要有科学依据的,而不是一本灵异小说,“幽灵倒计时”就挺让人害怕的。如果是灵异小说的话,我估计就要弃书了,灵异的东西如果太吓人了,还是不要碰吧,不然容易把自己搞得神神叨叨的。所以,相信科学,我会保持一份好奇心继续读下去。