如何以“废后喝下毒酒前,含泪问我‘你会解偏微分方程组吗?’”为开头写一个故事?

发布时间:
2024-06-30 22:47
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废后喝下毒酒前,含泪问我:

“你会解偏微分方程组吗?”

我递上鸩酒,恭恭敬敬:

“母后放心,我不仅会偏微分,还会全微分、多元函数复合求导……”

我抬起头看着伊,心坎里便禁不住突突地发跳,赶紧弱弱地补上一句:

“积分也会。”

结果伊只是无力地点点头,又问:

“你懂经典力学吗?”

我心中一动,便壮着胆子朗声作答:

“当然,我不仅懂经典力学,我还懂相对论和量子力学……”

伊长叹一口气,缓缓道来:

“自从被打入冷宫的那一天,我就料到今天的结局。好在你已经长大,我也了然无憾。只有一事,我一直想不通。如果得不到答案就去死,那我死也不能瞑目。“

“当年我在这冷宫之内,闲来无事,便手搓一个经典力学模型,做做思想实验解乏。可日思夜想,竟越发难解……”

伊从头上拔出玉簪,如雪般长发散落一地。只见伊刺破手指,用血在三尺白绫上写下——

一张图:

我倒抽一口冷气,扑通跪下:

“孩儿请母后明示。”

伊微微一笑,一如多年以前,倾国又倾城。

“经典牛顿力学模型罢了。”

我不敢多言,只得垂首听下去。

“众所周知,如果把一个小球放在拱顶的顶点上,它无法保持稳定状态,必然会滚下去。但是在理想模型中,排除一切微扰,小球可以永远停留在顶点上。”

“不过,我设计了一个特殊的拱顶。如果把球到顶点的曲面距离称为r,球到顶点的垂直距离称为h,那么曲面可以用以下方程描述:”

血不够用了,伊又刺破一根手指。

“曲面是绝对光滑的,所以小球只受到重力。重力沿曲面切线分量是:”

“根据牛顿第二定律,距离r对时间t的二阶导数就是加速度,易得:”

说到这里,废后又叹了一口气:

“孩儿,抬起头来。”

我抬起头。

“孩儿,你既然会解偏微分方程,不如现场解一下,即可得到小球在曲面上的动力学方程。记得边界条件是,t=0时刻,小球在顶点r=0的位置。”

我大惊:

“母后恕罪!孩儿虽学过偏微分方程,可时日已久,再加上近日沉迷宫斗无法自拔,所以……不如请母后指教……”

伊忽地站起,两手搭在髀间,张着两脚,正像一个画图仪器里细脚伶仃的圆规。

我愕然了。

果不其然,母后的巴掌准确地呼在了我的脸上。

“哈!不学无术的东西!如此不成器,宫斗怕也难活过第一集吧!看来还真是你爹亲生的,和你父王一个样!”

伊含着泪,重重地坐下。

“也罢,不如今日就告诉你真相。”

“这个偏微分方程有2个解。显然,r=0是平凡解,也就是小球永远在顶点静止。然而第二个解是:”

“这个解在物理上直观的解释是:小球先在拱顶位置停留任意时间T,然后滚下来。”

“那么问题来了:根据牛顿第一定律,物体受力了才会改变运动轨迹,不受力就永远会改变运动轨迹。这个球先是停在拱顶一段时间T,然后改变轨迹滚下来,请问是谁改变了小球的运动轨迹?

我的后背开始发凉。

“按这个解,小球可以在顶点停留任意长时间,它想什么时候下来就什么时候下来。那岂不是意味着,牛顿力学是非决定论的?

“母后,莫非您的意思是,这是一个……悖论?”

“我在此冷宫面壁十年,也未能参透,所以,看来是的。”

“那您这杯毒酒还打不打算喝了?酒都凉了。”

伊大哭:

“孩儿啊,如果连经典力学理想模型都不会解,我有何面目见先帝牛顿于九泉之下?!”

我也大哭:

“母后啊,我苦读十余载,只为早日成为皇家认证做题家,将来完成大统一理论的大业。没想到今日连一个小破球都搞不定,果然一切都是幻觉,物理学tm的不存在!”

我端起杯子:

“母后,我先干为敬。”

The End


这个悖论,就是著名的“诺顿穹顶”。

如果你真想了解是怎么回事,可以看看我的这篇回答:

有哪些你觉得特别有意思的物理学悖论?

不过我得先警告你:20年来,无人能解。

壮士,干了这杯酒,你行你上。


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END