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遇事不決,量子力學(一)

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遇事不決,量子力學(一)

仙畫開始之前,天幕會先散發出柔和的光芒。

這個光芒能持續個將近二十分鐘,足夠大家做好準備。

就像是預告。

已經經過了十幾次視頻轟炸的古人們,如今對這個代表著什麽再熟悉不過,當下搬桌子、搬椅子,舉起燭臺甚至是火把,立刻在戶外找到了自己最舒適的角度。

有人甚至立刻習慣性的去找自己有著共同興趣的好友,邊看邊聊,豈不美哉?

而各朝代的重臣們,不用說,立刻讓仆人們準備好了車馬,往宮裏面趕——反正陛下遲早也要召見的,不如先提前去了。

各個時空,各個城池,一片忙亂。

準備的時候還要再聊上幾句;

“這次要講的是什麽?”

“不知道,路姑娘上次沒說。”

熟悉了之後,百姓們親切的稱路小柒為“路姑娘”,再也不是沒名沒姓的“後世女子”了,也不再是代表著神秘與恐懼的“女神仙”了。

民間還有以她為原型的各種話本和演義故事。

“反正,這幾次的我是沒聽懂,不過看熱鬧還挺有意思。”

“咱們聽不懂沒關系,只要那些聰明人聽懂了就好,這可都是好東西。”

“那肯定。”

等到人們差不多都準備好了,仙畫也開始了——

【大家好,我是你們的UP主路小柒,今天我們的主題是,聊一聊那些推動世界進步的物理大發現和物理學家們。】

【物理學,咱們的基礎教育必修學科,無數學生的噩夢,讓多少人痛不欲生。】

【但是“物理”這個詞,在華夏古代的意思其實是事物之道理。】

【三國的時候,一位叫楊泉的學者寫了一本書叫《物理論》,可以說是江南地區唯物主義思想的代表,但它裏面主要是講宇宙觀和一些機械知識之類,但和我們現在所說的物理學沒太大關系。】

【到了明末清初,一些西方的物理學著作被翻譯進來,“物理”這個詞才逐漸演變為現在的含義。】

【物理學,如果你現在去百度,它會告訴你這是一門研究物質最一般的運動規律和物質基本結構的學科。大到宇宙,小到粒子,都是它的研究對象。】

宇宙中正在運行的各種天體,各種恢弘的運動;

地球上的各種物體,自然的、人造的;

鏡頭不斷地放大,開始出現了細胞、原子、質子、電子等,它們同樣在不斷地運動;

【它也是當今最為精密的一門自然科學學科。】

【物理學的歷史滿打滿算也不過是三百多年,華夏古代是沒有物理學的,只是有一些很樸素的物理知識。】

凹面的青銅鏡被人利用來取火,天幕上出現一行字:“物理學-光學”;

唐朝時的調音律官在水碗中註入不同的水量,讓敲擊聲的曲調發生變化,與之相對應的字是“物理學-聲學”;

人們用磁石來制造司南以及指南針之類的物件,這屬於“物理學-磁力學”;

張衡所制造的水運渾天儀,用水流下的力量來帶動齒輪,屬於“物理學-力學”;

還有熱學、流體力學等等各方面的一些發現與利用。

樂師敲擊著自己手中的樂器,驚訝的道:“物理還和我們有關?”

工匠們放在手中制造的齒輪,嘀咕著:“這不就是機械嗎?和這什麽物理、力學的有什麽關系?”

只有像是沈括、張衡等有著一定科學素養的人正在勉力理解後世關於物理學的定義。

“世間萬物的運動規律......”

何解?

秦朝。

嬴政的眉頭微微皺起,這又是他不懂的領域。

不過,後來路小柒舉的這一系列例子,從字面意思上他當然看懂了。

“這物理居然包含了這麽多內容。想來也是極其重要。”他在心中暗自尋思。“罷了,不懂的先記下,先看看能不能有什麽能立刻用得上的。”

他的鹹陽學宮已經開了好幾年了,可以說蒸蒸日上,替他網羅了不少的人才。

但有一個問題就是,除了之前的農學、醫學,後來又開了算學、經史學之外,暫時還沒有其他的新的學科入駐。因為不知該如何系統的去教學,也找不到合適的博士來授課。

就好像之前的化學,他的火器營中倒是有一大批方士,但他們自己對仙畫所講的一些東西都似懂非懂,怎麽派去教課?

去教煉丹嗎?

看來,這物理恐怕也是如此了。

還是需要時間來沈澱啊!

嬴政嘆了一聲,也不知在他有生之年,能不能看到鹹陽學宮真正變成後世的大學一樣,成為大秦培養人才的基地?

思緒有著飄遠,這時,扶蘇和幾位公子還有一些重臣也都陸續的到了。

“賜座。”他淡淡的道。

帝王連同朝臣們開始將註意力放在了仙畫上,貪婪的試圖從其中獲取到一些可以改變現狀的技術。

......

【這裏要點名表揚墨家學派的《墨經》。墨翟和他的弟子們所組成的墨家,對於物理知識的研究和認知,簡直可以說是獨步天下。】

【尤其是在光學方面,有著很多超越時代的認知。】

一本古書出現在天幕上,封面上寫《墨經》。

翻開書,路小柒定在了這一段。

“景到,在午有端與景長,說在端。”

“在午有端,指的就是光線的交叉點。翻譯過來之後,其實說的就是物體反射的光與影像的大小同針孔距離的關系。物距越遠,像越小;物距越近,像越大。”

物理課堂上,老師正在給學生們講解一個簡單的實驗。

在一只燃燒的蠟燭面前放一塊板,板上有一個小孔,透過這個小孔,燃燒的燭光竟然在墻壁上投射出一個倒影。

老師把中間有小孔的板子拉遠又拉近,可以看到墻壁上的投影也在跟著變大變小。

“同學們看到了沒有?這是因為光是按直線傳播的,在針孔的地方,不同方向射來的光束互相交叉,於是就形成了倒影。”

“這就是小孔成像的原理。現在的一些照相機和攝影機就運用了這個原理。”

照相機哢嚓一聲,把人們的影像定格了下來。

【墨子對光學的研究還不止於此,他對平面鏡、凹面鏡和凸面鏡也有一些研究,得出了一些幾何光學中的原理。】

【這兩年,咱們發射了一顆量子衛星,就將它命名為了墨子號,就是為了紀念墨子這位華夏物理學的先驅。】

【可惜,墨家學派後來沒有繼續在學術路線上走下來,流傳下來的資料也比較少。當然了,這也和當時的政治大背景有關。】

【百家爭鳴,後來,也只留下幾家而已。】

墨家!

鹹陽宮中上下人等,對墨家可一點都不陌生。

墨家在先秦時期,和儒家道家法家一樣也是顯學,兼愛非攻的學說讓很多人都跟隨,墨者的機關術更是威震六國。

“最近可有墨者來投?”嬴政問蒙毅。

蒙毅回道:“有,但不多。”

“他們的巨子可有出現?”

蒙毅搖頭:“墨者們都不知道巨子現在在何處。”

嬴政微微頷首,表示知道了:“繼續招募墨者,朕以誠意待之,時間一久,他們自然也能明白朕的真心。”

墨家雖然在秦國橫掃六國的時期做出了很大貢獻,但這些年卻逐漸從朝堂上銷聲匿跡了。

嬴政對他們是有所提防的。

墨者的組織太過嚴密,以巨子為中心,一呼百應。它就像是一把雙刃劍,用得好尚且不說,用不好就容易傷到自己。

但是,仙畫的出現讓嬴政看到了墨家的價值。

他覺得,大秦需要墨者。

當然,他們得改得稍微更無害一些。

民間。

大隱隱於市的墨家巨子和墨者們正在為仙畫提到了墨子而感到欣喜不已。

“他們還將衛星命名為了墨子號!”

“他們沒有忘記墨子!”

甚至有人激動得聲音都有所哽咽。

“《墨經》之中的確提到過這些內容。”他驕傲的道,不過又有些慚愧,“可惜,這些年,咱們不再做過這些東西,竟無絲毫寸進。”

他身邊的墨者們安慰道:“巨子無需擔憂,從現在起鉆研此事,也並不晚。”

“不錯,而且在大秦,只有我們才熟悉這些知識。”

巨子點頭,又想起一事:“之前響應了朝廷招募的那些兄弟們,傳來消息了嗎?”

“傳來了,說是過得還不錯,在鉆研各種機械。朝廷的確是真心想要這方面的匠人。”

巨子沒有再說什麽,眼神中閃過一抹幽思。

他當然知道當今的皇帝陛下對墨家是既想用又有所忌憚,他也時常在想,墨家要不要改變,如果不改是不是會從此銷聲匿跡,如果改,要往哪方面去改。

這幾次的仙畫給了他一個很好的方向。

那些專精於學術研究的學派和各種協會給了他靈感。

放棄掉朝堂上的學說紛爭,轉向與專心研究機械、物理、化學等等,為天下培養更多的科學人才,這同樣也是一條路。

而且科學這條路,甚至可能還比政治要來得更為重要。君不見,後世之人對於科學家的重視似乎超過了其他,名垂青史。

只要這些學說能夠一代一代的傳承下去,墨家就不會亡。

或許到時候,兼愛非攻的理想自然而然的就能傳播開。

至於他身為巨子,可能會因此而失去的很多權力,他並不放在心上。

比起墨家的存亡,這些算得上什麽呢?

巨子隱隱下定了決心。

漢朝。

劉徹註意的是那些可以留下影像的相機與攝像機。

“此物甚好!”他誇獎道,不由自主的想到了又離開了長安的張騫,“若是張騫能有此物就好了。”

這樣他就能看到現在的西域到底長什麽樣子。

或許,還能看到衛青和霍去病大破匈奴的場面。

豬豬羨慕,豬豬垂涎。

......

【墨家之後,當然也有很多新的認識,零零散散的遍布在力學、光學、熱學、磁力學等等上面。】

【但遺憾的是,除了沈括的《夢溪筆談》、趙友欽的《革象新書》、宋應星的《天工開物》等少許書籍之外,很少有專門講這方面的著作。】

【沈括、宋應星大家都耳熟能詳,但趙友欽其實也值得提一提。】

【他是個奇人,在宋末的時候就提出了“地體”也就是地球的這個概念,對天文和數學也頗有研究。但最突出的還是他的物理學貢獻。】

【他做過世界上最早的、規模最大、記錄最詳的光學實驗。】

趙友欽醉心於墨子的光學學說中。

他對自己的學生道:“你們有沒有發現,如果這個孔夠小,那不管它是不是圓的,得到的成像卻都是圓形。而且當它與墻面的距離變近,成像就會越小,也會越亮。”

學生道:“發現了,只是不知其中的道理。”

趙友欽興致勃勃:“我準備來實驗一下。”

為了這個實驗,他甚至造了一間屋子!

他還在屋子裏挖了不同深度的井,制造了不同大小的孔,然後放上幾千根蠟燭,不停的觀察距離、光線與成像之間的規律。

【趙友欽的研究使得他對小孔成像以及光的研究比墨子時期又要精進極多。】

當趙友欽獲得了巨量的數據後,他對學生道:

“所以,照度其實是隨光源強度的增強而增強,隨著像距的增大而減小。”

“有意思,有意思!”

【趙友欽得出的這個照度定律內容,直到400多年後才由德國科學家萊托博再次提出。而且他能夠從客觀實驗出發來探索物理學,這樣的觀念又比伽利略要早了兩百多年!】

【只是,可惜啊!他的很多作品都因為戰亂或其他原因沒有傳下來,只有《革象新書》一本流傳於世。】

【並且,趙友欽的學術研究雖然堪稱領先世界,卻形單影只,沒辦法形成規模和系統性的討論,自然就很難更加深入的發展下去。】

【這一點,之前講過很多,我們就不再贅述了。】

宋末元初。

趙友欽正帶著家人躲在龍游縣一帶,陸丞相帶著官家在崖山跳海之後,消息傳來,趙友欽悲痛之餘甚至想要跟隨著宋室一同而去。

他覺得自己身為男兒,身上還有著趙家皇室的血脈,竟不能匡扶社稷,實在是沒有顏面再繼續活下去。

因此開始絕食。

仙畫就是在這時候出現的。

“父親,這說的是你嗎?”他的兒子驚喜之極,“您和我說過,地體就是圓的。”

趙友欽驚愕的點點頭,喃喃道:“這說的應該就是我......”

他完全沒想到,自己一個不出仕,只是愛好折騰一些無用之物的閑散之人,居然也能青史留名,而且得到了後世那麽高的評價。

妻子含淚道:“夫君既然在上一世都能好好活著,為何這一世不能?”

她將仙畫中的趙友欽看成是上一世的趙友欽。

趙友欽看了看她,又看了看兒子,原本悲痛的心生出一絲絲希望來。

或許,自己的存在並不是全然沒有價值。

趙友欽掙紮著坐起來,握緊了妻子和兒子的手:“放心,我會好好活下去,先給我盛一碗白粥來。”

他看向窗外的雞鳴山:“我們不如就在此地落腳,好好的生活。”

他要重新撿起來關於天文、算術和物理的知識,或許這次,能讓它們更好的傳承下去。

在更早的北宋時空。

沈括嘀咕道:“實驗,他們很重視實驗。”

他感覺後世對於趙友欽做實驗這件事的重視與讚譽甚至要超過了趙友欽從實驗中得出來的道理。

他的妻子橫他一眼:“你做的那些不也是實驗?不過,以後不準把這些東西再帶回家裏,去外面做去!搞那麽水壺來燒,也不知道是幹什麽?”

沈括連忙賠罪:“夫人切勿動怒,那些水壺可是有大用的。”

......

【來看看西方。】

【在西方,物理學一開始也只是屬於自然哲學當中的一部分。】

【亞裏士多德當然要提。】

【他生活在墨子之後的大概七八十年左右,是古希臘哲學的集大成者。】

【他的物理學主要思想來源於他對自然現象的一些觀察和總結。在以牛頓為代表的經典物理學沒有出現的時候,亞裏士多德的物理學說統治了西方將近兩千年。】

身穿古希臘式長袍,留著大胡子的亞裏士多德正在自己創辦的學校裏對著學生們上課。

“凡是運動的事物,必然都有推動者在推著它運動。或許,我們可以將這個推動者稱之為‘力’。”

“它們必須與推動者直接接觸,才能產生運動。所以,真空必然是不存在的,空間裏要存在著各種物質,才能通過直接接觸來產生‘力’。”

“自然界厭惡真空。”

“物體越重,下落速度也就越快。”

【雖然這些學說後來被證明有很大的謬誤,但是作為史上第一個有系統的提出這些觀點的人,亞裏士多德的偉大毋庸置疑。】

【打破他的這些謬誤的,正是物理學史上不得不提的一個人。】

【伽利略!】

唐朝。

記性一向非常好的李世民忽然道:“伽利略......這名字略為耳熟。”

好像仙畫中有提過。

他身邊服侍的筆吏立刻翻看之前的記錄:“陛下,這位伽利略在之前講顯微鏡的時候曾經出現過,提出過自由落體定律,還做出了顯微鏡。”

李世民來了興趣:“看來還真是個大人物。”

民間。

大部分百姓們都不太能理解“力”這個概念。

但是,他們能理解另外的一個觀點。

有人篤定的道:“那當然是重的東西先落地,輕的東西後落地了。”

“不錯,這肯定不能一樣。”

【我們剛剛在講趙友欽的實驗時,就拿伽利略作為時間早晚的對比。因為,伽利略被認為是將實驗引入到現代科學中的第一人。】

伽利略出現在仙畫中。

他合上亞裏士多德的著作,目光堅定的說道:

“真理並不在蒙滿灰塵的權威著作中,而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。”

【他提倡數學與實驗相結合的研究方法,認為不能單純依靠聖經和哲學中的假設,認為只有實驗才是知識來源的唯一途徑。】

【他的這種觀點,對於現代科學的意義甚至要遠遠大於他的具體發現。】

【客觀的、實踐得出來的規律,才是真理。如今,這已經成為了科學界的共識。】

【而伽利略對於亞裏士多德學說中一些謬誤的反駁,也是用實驗來證明的。】

著名的比薩塔上。

伽利略和他的弟子維維安尼站在塔的頂端,對著下方圍觀的人群道;

“亞裏士多德曾經說,物體越重,下落的速度就會更快。我們今天,將證明他的這一學說是錯誤的。”

伽利略的手上拿著兩個鐵球,展示給人們看。

“這兩個鐵球,一個更重,一個更輕,但如果我在同一時間松開手,它們將會同時落地。”

下面的人發出了一陣陣的噓聲。

“我們不信。”

“怎麽可能會同時落地?”

“你居然敢質疑偉大的亞裏士多德!”

在質疑聲中,伽利略松開了自己的手,兩個重量不一的鐵球以極快的速度向下砸去。

“砰”的一聲響,這兩個球同時落地了。

現場像被按下了靜止鍵,鴉雀無聲。

遇事不決,量子力學是個梗哈,不代表我後續會寫到這個,因為我不會,哈哈哈哈。

ps

墨家在秦始皇時期到底是什麽個狀態,我沒查到史籍,那就以現在比較流行的這個觀點來吧。

本章參考:

《風景這邊獨好——中國古代物理學的成就》

《簡明六講之一,小孔成像的偉大發現》

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