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沈凝开始分析:“经典力学的常数娘,只有G一个的话……我想,普通班的各位也刚在物理课上学过这点:F=ma这个式子,原本可以得到的是F=kma,k就是系数。”
“对哦,是有这个东西来着。”夏一梓竟也一脸醍醐灌顶的样子,随后陷入沉思。
“但是,由于力的单位被设置成‘1牛顿的力即为将1kg的物质的加速度改变1m/s^2的力’,这个常数也被确定为1而省去,而这也是计算力的时候需要使用国际单位制的原因。”接过沈凝的话后,罗默宇思索片刻,露出恍然大悟的表情,“这是最基本的物理定律之一,即使物理定律真的是客观存在,常数娘……”
……然后呢?
林玥和孙雨晴仍在云里雾里。
沈凝分析:“这是经典力学中最基本的定理之一,其系数和其他常数理因有同等,甚至更重要的地位。但它却没有对应的常数娘——仅仅是因为人们选择了这个单位制,不把它作为一个需要记住的常数看待。这是不是说明,常数娘是专门为人类而准备的东西?”
居然会是这样吗?!
G吐槽:“嗯?这倒也是,没有一个伴儿我也挺孤独的嘛。”
以G这种家伙的性格,真的会有朋友吗……孙雨晴心想。
林玥也醍醐灌顶:“我原本也以为她们是某种客观存在的人格化,但没有想过,其实常数本身也依赖于人的选择。”
夏一梓也陷入沉思:“是啊,我之前也都没想过这点。”
沈凝澄清:“科学仅仅是人对这个世界的建模而已,它从未宣称过自己是真理。常数也只是人类所使用的模型之一,本来就不会是客观存在。”
是这样吗?孙雨晴一直认为自己所学到的就是正确的。
沈凝继续分析:“另一方面,如果说她们报出的自己的数值与单位和人类所掌握的相同,这还可以用’她们来到地球后学习了我们的单位制’来解释,但现在看来,人类常用的单位直接影响她们的存在与否,这就完全无法把她们解释成单纯的‘客观存在的人格化’了。”
夏一梓又说:“也不能排除这是个巧合吧。不过,其他领域也有类似的情况,比如电通量之类,只要问问那些领域的常数娘,就能证实这一假设了。”
“与此同时,你们或许没有听说过一种叫‘自然单位制’的东西。它是将一些基本的常数,比如普朗克常数、真空光速等设定成一个简单的值,比如1,以将一些基本公式的形式简化,并方便计算。”
沈凝走到黑板前,拿起粉笔:“举个例子,现在我们需要在时间和空间的坐标系里画出光的行进。但是光速是个很大的数字,如果采用国际单位制,线的斜率就会大到接近表示空间距离的纵坐标轴,这样就很难从视觉上体现。这时候,我们就需要更改时间或者空间的单位,比如说,把长度的国际单位制中‘光走一秒经过距离的约3万分之1’改成‘光走一秒经过的距离’,使得光速为1,这样就很容易观看了。”
这么看倒还挺好理解的。
沈凝就像一个熟练的老师一样继续讲课:“我也希望你们从这个例子里看出,常数的数值取决于单位制的选择,不过这并不影响它们是恒量,各种数值只是对这一恒量的描述罢了。可以发现,我们刚刚做的事情,和把F=kma的系数设为1的过程并无不同。如果采用自然单位制,根据之前的推理,我们目前所见到的常数娘中,有相当一部分就不会存在。”
沈凝再度抛出一个令人震惊的结论:“所以,常数娘之所以是我们见到的这些,是不是为了方便普通人——方便我们去理解?”
也就是说,某个宇宙中的神秘存在注意到了她们,从而派出了常数娘,还照顾了她们的知识水平?!
“那有没有把我设定成1的时候啊?”G缠着沈凝问。
“有啊。把G设定为1的话,F=kma的k就是一个不一样的数字了。”
“那不存在的就是我了……”G嫌弃地别过头,“我才不要,现在这样不挺好的。”
G不断地刷存在感,倒是把气氛缓和了不少。
“好了,暂时不需要你了,回去吧。”沈凝说。
孙雨晴也将《常量数集》打开,还没有得到G的同意,就把她送了回去。她想,反正G留在外面也只会闹腾,被送回去是活该。
数集自动翻到G的那一页,显示出字迹:你们干什么!等等啊喂!
林玥提议:“那接下来就让她们留在书里,直接问她们好了。”
“下面一个,电磁学……就让静电力常数k来吧。”沈凝继续着。
孙雨晴把《常量数集》翻到k的那一页。
“k,你知道有多少电磁学,或者电动力学的常数娘吗?”
纸上浮现字迹:多着呢。我,ε0,μ0,c0,e,eV之类的,其他没了。有几个我见过面,还有几个我确实不认识,只知道她们叫什么。
“什,什么……”孙雨晴快被这堆符号绕晕了。
“没关系,我知道她说的是什么。”沈凝在笔记上飞速记录,“还有,这些都是在物理上很常用的常数,并且没有计算电通量时涉及到的系数,这样一来,基本就能证明刚刚的假设了。”
也就是说,人类选择的单位制真的影响她们是否存在?
“下一个的话,既然真空光速也算进电动力学,那光学和相对论应该也不会有常数娘了。目前还没有碰到过热力学的常数娘,那就剩……量子力学。普朗克常数h。”沈凝再度示意孙雨晴。
当孙雨晴把数集翻到第一页时,沈凝问:“量子力学常数一共有哪些?”
h在书中回答:u,R∞,KJ,RK和α。
还是完全看不懂……
在笔记上记了些什么之后,沈凝套上笔盖,总结:“这样看来,常数娘所对应的常数都很常用,而且在不同领域的分布不均匀。可以确定的是,这些常数有很多都并不是宇宙诞生之初,由于对称性破缺等等原因确定下来的常数,后者也不完全包括在前者之内。我的意思是,即使宇宙真的被设置了运行程序和初始参数,且我们的科学是它的其中一部分的准确描述的话——这些当然都是‘常数娘是客观定律的人格化’的前提——常数娘所代表的常数也并不是这些初始参数,而是在这些程序和参数的基础上做出的推论,并且这些推论恰好是人类所熟悉的。”
“也就是说,常数娘是为了人类而创造出来的,这个推论现在彻底实锤了对吧。”夏一梓总结。多亏了他的这句话,孙雨晴才知道沈凝的结论是什么。
“目前的证据确实都指向这一结论。那么,今天的讨论就到此结束吧?对你们有些人而言,这确实过于烧脑了。”
孙雨晴记得还有事情:“那这周末我们去哪?”
沈凝提议:“这周五晚是猎户座流星雨极大的时候,天气预报也显示晴天,我知道附近最好的观测地点,一起去看吧。”
“那,要带望远镜什么的吗?”孙雨晴问。
沈凝轻推眼镜:“我家是有天文望远镜,但流星雨用肉眼观察就可以了,用望远镜会局限视野,反而让观测变得困难。”
夏一梓惊呼:“哇,你家有天文望远镜!起码拿出来给我们见识见识啊!”
“对啊对啊!”孙雨晴表示一万个赞同。她没有想到,自己真的有触碰天文望远镜的机会。
“是啊,顺便看看其他的星星也好。”林玥提议。
“那好吧。”沈凝答应。