的所有事情,本质上都是反过来。

    把散乱的石头垒成墙。

    把贫瘠的土壤筛成田。

    把腐烂的植物残体沤成肥。

    把流失的水引进蓄水坑。

    把杂乱无章的生活,整理成一套可以重复运行的生存系统。

    他一直以为自己是在种地,在修屋,在求生。

    直到这一刻他才明白,自己是在一个巨大的熵增荒原里,拼命制造一小块局部低熵区。

    而代价,是太阳能,是食物,是体力,是工具磨损,是时间,是他一次又一次把更大的无序排到外界。

    他并没有战胜热力学第二定律。

    他只是像所有生命一样,借着能量流过自身的短暂过程,在宇宙的混乱里,勉强维持出一点点秩序。

    这是他在废土的第六年秋天。

    力学、振动与波、热学的几座山头,已经被他用微积分和统计学的工兵铲,铲得平平整整。

    但江临没有急着欢呼。

    因为普通物理还有最后,也是最硬的一块骨头。

    电磁学。

    这天下午,江临结束了农田的工作,带着一身泥尘回到石屋。

    他洗了把脸,翻开电磁学教材的验尸篇。

    库仑定律,电场,高斯定理,电势。

    这些名词高三做题天天见。

    但在大学物理里,它们换了一身更为复杂的行头。

    高中算电场,都是算点电荷,或者无限大的均匀带电平板。

    大学算电场,算的是一根带电直线,一个带电圆环,一个带电半球壳。

    到处都是积分。

    要用微积分的思想,把带电体切成无数个无穷小的电荷元 dq,然后算每一个 dq 产生的微小电场 dE,最后沿着物体的几何形状进行积分。

    如果是线电荷,就用线积分。

    如果是面电荷,就用面积分。

    如果是体电荷,就用体积分。

    前几年,江临在多元积分这一块没少吃苦头,算电场分布简直像上刑。

    但现在,他在高等数学里苦练了很久的重积分和曲线曲面积分,在这里终于迎来了最爽快的输出。

    他花了整整一个星期,把各种奇形怪状的带电体的电场分布和电势分布,用积分算得明明白白。

    然后,他碰到了那个让他心跳加速的东西。

    麦克斯韦方程组的积分形式。

    这组被誉为人类历史上最优美的公式,静静地印在书页上。

    电场的高斯定理。

    磁场的高斯定理。

    法拉第电磁感应定律。

    安培-麦克斯韦定律。

    四个方程,囊括了宇宙中所有宏观电磁现象的奥秘。

    但真正让他头皮发麻的,是教材后面那句轻描淡写的话。

    利用高斯公式和斯托克斯公式,可以把麦克斯韦方程组从积分形式改写成微分形式。

    穿过闭合曲面的通量,变成空间中每一点的散度。

    沿闭合曲线的环量,变成曲面上每一点的旋度。

    江临盯着散度和旋度两个词看了很久。

    他忽然意识到,电磁学不是在研究几个电荷之间隔空推拉。

    它真正研究的,是整个空间本身如何被源改写,又如何在每一个局部点上响应这种改写。

    这让江临想起了自己在第三次废土里,为了搞懂电磁感应的楞次定律,在帐篷里画了整整一天的受力分析图。

    那时候他觉得电和磁是两种截然不同的东西,只是偶尔会互相影响。

    但麦克斯韦方程组用最冷峻的数学语言告诉他。

    电场和磁场,根本就是同一枚硬币的正反面。

    变化的电场产生磁场。

    变化的磁场产生电场。

    它们在真空中交替激发,互相拥抱,然后以光速向外传播。

    这就是电磁波。

    这就是光。

    江临猛地转头,看向石屋那扇方形小窗外。

    暗红色的夕阳光芒正斜斜地洒在石桌上。

    这跨越了不知道多少光年,穿透了废土厚重的云层和悬浮微粒,最终落在石屋地面上的光芒,本质上就是电场和磁场在空间中的交响乐。

    他坐在石桌前,久久没有动弹。

    物理学的浪漫,在这一刻达到了顶峰。

    它不是写在诗句里的风花雪月。

    它是用最严谨的数学符号,写下宇宙运行的底层秩序。

    第六年的冬季。

    废土迎来了第一轮寒潮。

    江临在火塘边烤着火,暂时合上了电磁学教材。

    这具庞大而复杂的物理学尸体,经过他耗时将近一年的反复解剖验证,终于被他验出了第一层骨架。

    那些以前靠生吞活剥记住的公式,现在大多都有了坚实的微积分底座。

    他拿出时间胶囊的记录本,在最新的一页郑重地写下。

    【普通物理学,微积分主干,第一轮验尸完毕。】

    写完这句话后,江临本能地想在后面补上一句。

    【所有数学逻辑已打通。】

    可是笔尖刚落到纸上,他又停住,想了想,把笔放下,重新打开电脑。

    点开振动与波那一册教材的后半部分。

    那里有一节内容,他却始终没有吃透。

    多自由度系统。

    两个弹簧振子耦合在一起。

    三个质量块连成一排。

    甚至一整串原子在晶格里振动。

    单个振子的时候,他可以写出一个二阶微分方程,然后用高等数学里的方法把它解开。

    可一旦振子变成两个,三个,乃至无数个,方程就不再是一条线。

    而是一张网。

    每一个变量都牵着另一个变量。

    每一个自由度都在和其他自由度互相纠缠。

    他试着从最简单的两个质量块写起。

    左边的质量块有位移x?,右边的质量块有位x?,中间一根弹簧把它们拴在一起。

    方程很快写出来了。

    可问题也立刻出现了。

    第一个方程里不只有x?,还有x?。

    第二个方程里也不只有x?,还有x?。

    两个自由度像两根打湿的线,互相缠在一起。

    他当然可以用代入法硬消。

    硬算不是不行。

    可教材没有这么做。

    教材把它们写成了矩阵。

    然后告诉他,真正要找的,不是某一个质量块此刻在哪里,而是整个系统天然愿意怎样振动。

    矩阵,特征值,特征向量,简正模式。

    江临盯着那些词看了很久。

    他明明已经看懂了每一个微分符号。

    明明已经知道弹簧的恢复力从哪里来。

    明明已经能推导单个振子的运动方程。

    可是当两个振子耦合在一起时,他忽然发现,自己不会看这个系统了。

    不是不会算某一道题,而是不会从结构上理解它。

    书上说,要把耦合方程写成矩阵形式。

    书上说,要寻找系统的本征频率。

    书上说,每一个特征向量,对应一种简正模式。

    这些字单独拆开,他都认识。

    连在一起,却像一堵厚重的墙,冷冰冰地横在他面前。

    江临忽然意识到,高等数学给了他一把锋利的刀。

    这把刀可以切开连续变化的血肉。

    可以处理速度,加速度,变力做功,电场分布,热运动统计。

    可是物理学真正往深处走,靠的不只是变化。

    还要看见结构。

    一个系统里有多少个自由度。

    这些自由度如何耦合。

    怎样把混在一起的运动分解成彼此独立的模式。

    怎样从一堆纠缠的方程里,找出真正支配系统行为的骨架。

    那副骨架,不叫微积分。

    那副骨架,叫线性代数。

    江临低头,看着时间胶囊记录本上那句刚写下的话。

    【普通物理学,微积分主干,第一轮验尸完毕。】

    他的确没有资格再往后加所有数学逻辑已打通。

    因为前方还有一具更深的骨架,正安静地躺在黑暗里,等着他去开棺。

    江临沉默片刻,在那一页的最下方,又补了一行字。

    【下一阶段:线性代数。】

    【目标:理解多自由度系统、矩阵方程、特征值、特征向量与简正模式。】

    写完最后一个字,他合上记录本。

    石屋外,废土的寒风掠过荒原,卷起细碎的沙尘。

    石屋内,火塘里的光映在他的脸上,明明灭灭。

    江临看着电脑屏幕上那一串陌生又熟悉的词。

    他忽然笑了一下。

    高等数学啃了几年,微积分终于内化成了工具。

    可当他真正要往普通物理的深处走时,很快就撞上了下一堵墙。

    没有线性代数,他连多自由度系统的振动都只能硬算。

    根本谈不上理解。

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