“唔,有意思。七肢桶作出反应就是这条定律?”
“点没错。莫尔黑德在伊利诺斯视镜前用动画向七肢桶演示费尔马定律,它们接着向们重复遍。眼下莫尔黑德正竭力让七肢桶用符号公式表现这定律。”他笑得嘴都合不拢,“你说,这算不算超级漂亮?”
“是挺漂亮没错。可怎会从没听说过费尔马最少时间律?”拿起个活页本朝他挥挥。这是本物理学原理初级读本,物理学家在其中汇编许多主题,建议们与七肢桶讨论。“这里头翻来覆去讲普郎克量子论、原子裂变理论,光折射连个字也没提。”
“们从前觉得这些东西对你最有用,猜错。”盖雷点也不害臊,“说实在,费尔马定律居然会成咱们第个突破口,这可真奇怪。这条定律用语言解释起来很容易,但要想对它作出数学描述,只有微积分才行。而且还不是普微积分,得用上变微积分。们早先还估计会首先从代数或几何些简单定理作出突破哩。”
“确奇怪。你有没有这种想法,什容易什困难,七肢桶看法也许跟们人类不样?”
条直线,直到与水接触。水折射率与空气不同,所以光走方向产生改变。这些你以前学过,对吧?”
点点头,“当然。”
“关于光走路径,有个极其有意思特点:如果要穿越两个点之间距离,光走路径必然是耗时最小,即时间最短条。”
“再说遍?”
“运用你想像力,做个假设。假设束光走路径是这条。”他在黑板上简图添上道虚线。
“没错。所以简直按捺不住,急着想看看它们对费尔马定律数学描述是什样子。”他面说,面来回踱步,“如果对它们来说,变微积分比代数几何更简单,这就可以解释为什们跟它们谈物理会那困难。跟们相比,它们整个数学系统好像来个七颠八倒大掉个。”他指那本物理读本,“告诉你,这本书,们定会马上重编。”
“以费尔马定律为出发点,过渡到物理学其他领域?”
“有这个可能。物理学中,类似费尔马最少时间律定理多着呢。”
“是啊,这种定理本人也有,露易丝最小
“光线走不是这条路径,这是条理论上线。它比光实际走路线还短些。但是,你要记住,们这束光穿越空气,进入水中。光在水里速度比在空气中慢。请看这条理论线,它距离虽然比实际线更短,但理论线在水中部分比实际线要长些。所以,光线如果走这条理论线,虽然它距离短,但所费时间比实际路线更长。”
“嗯,明白。”
“现在再想像下,如果光走是这另外条线。”他在简图上画上第二道虚线。
“这第二条理论线,与实际线相比,这条线在水中部分更少,但它总长度比实际线长得多。光如果走这条路线,花时间也同样比实际线长。”
盖雷放下粉笔,用粘着白粉手指朝简图比画下,“光如果走上任何条理论线,它在旅途中所费时间都比实际线更长。换句话说,束光实际所取路线永远是最快条。这就是费尔马最少时间律。”
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