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阿贝拉星域的探险家

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第11章 普拉维国度的远征
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    5972年,朗耳贝迪发表论文《弦振动形成的波动曲线》,提出了波动方程,并证明了曲线和震动的函数关系。次年,他进一步讨论了不均匀弦的振动,提出了广义的波动方程。当时很多学者对朗耳贝迪并不看好,甚至把“波动方程”归为欧里家族理查德的“波动论”。但朗耳贝迪用物理学著作《动力学》予以回击,提出了三大运动定律,惯性定律、平行四边形法则和动量守恒定律。书中还提出了朗耳贝迪原理,继承发展了米妮第二定律,把动力学问题转化为静力学问题处理,还可以用平面静力的方法分析刚体的平面运动,这一原理简化了力学问题,为分析力学的创立打下了基础。然而,用静力学问题取代动力学问题,把复杂的问题简单化的处理方式,让很多学者把朗耳贝迪与欧里划上等号,认为《动力学》是典型的形而上学。自此,朗耳贝迪终身不得其志。

    6122年,年轻学者李驽欧在朗耳贝迪的《动力学》的基础上研究了多质点体系、刚体和流体动力学,并在弹性定律基础上对弹性胁变与形变作出了普适的数学表述,总结了变形体力学的最终形式。

    同一年,年轻的数学家思雅琪在朗耳贝迪的波动方程中提炼出“极限”的概念,波动路程的改变量Δs与时间的改变量Δt之比表示波动的平均速度,让Δt无限趋近于零,得到物体的瞬时速度,并由此引出导数概念和微分学理论。思雅琪意识到极限概念的重要性,试图以极限概念作为微积分的基础,但她无法得出极限的严格表述。这因此遭到普拉维国度权威的学术机构——普拉维学术厅——首席执行官莱克贝尔的攻击,认为微分学是一种诡辩,引发了普拉维国度的“无穷小悖论”。

    6123年,希区阿卡通过严谨的实验论证“波理运动”是广泛存在的,引入“合子”的概念,将波理运动扩展为“合子热运动”,在显微学的深度发展下,该实验宏观可见,又避开了特拉里提出的“离子”概念,因此被普拉维国度的学者广泛认同。合子热运动标志着普拉维国度的热力学的建立和发展,分子运动论和热现象的统计方法也随之建立起来。6176年,西区阿卡的学生蓝韵在对“合子”进一步研究过程中,无法解释物质的“多样性”和“变种性”,发表论文称,“合子”并不是宇宙最小单位,理论上可以继续划分,这种观点限制于显微技术的瓶颈,且触及到了特拉里的“数密理论”和“离子”概念,淹没在浩瀚的学术海洋中。

    6221年,普拉维国度的最权威学术机构——普拉维学术厅——被曝出贪腐,盘古大陆上掀起了一场科技复兴风暴,破除了近一千年的迂腐垄断,刮起了学术新风尚。6233年,普拉维学术厅为特拉里、朗耳贝迪等学者平反昭雪,但这些学术大家要么在囚牢中化作一堆白骨,要么孤老病死在床,能活着沐浴在普拉维学术清风明月下的寥寥无几,也已是风烛残年。

    6237年,比尔根据实验结果提出比尔定律:“在密闭容器中的定量气体,在恒温下,气体的压强和体积成反比关系。”比尔定律是第一个描述气体运动的数量公式,为气体的量化研究和化学分析奠定了基础,也是雅维文明历史上第一个被发现的“定律”。比尔建造出普拉维国度第一台“热气机”。

    6287年,欧里家族的学者亨特发表论文支持蓝韵的观点,称合子不是宇宙最小单位,而是由离子组成。不同数量和密度的离子组成了纷繁复杂的合子。亨特还在比尔定律的启发下通过实验证实了气体合子像固体合子一样是由离子构成的,区别在于在气体中离子距离较远互不连接,所以它们能够被挤压得更密集些。亨特还揭示出离子的结构,是由位于内核的离子核与位于外部的光子组成。这与特拉里通过“分形理论”预言的离子结构相似,即离子的“红阳系”模型。凸显出特拉里的“数密理论”的重要性,也象征着风雨飘摇的欧里家族的再次崛起。

    6300年,欧里家族的查尔斯扩展了朗耳贝迪的波动方程,公布了“查尔斯公式”,首次把微分学和积分学联系起来,找到了解决曲线的长度、曲线围成的面积和曲面围成的体积等问题的方法。证明了微分与积分是可逆运算,同时在理论上标志着微积分完整体系的形成。6302年,查尔斯把“查尔斯公式”推广到二重积分与曲线积分,从一维推广到多维。

    6367年,安德烈将“查尔斯公式”与特拉里的“数密理论结合”,认为离子的积分是数量的增长,离子的微分是密度的增加,以此计算出144种密度不同的离子模型。

    亨特-安德烈的离子模型揭示了离子结构,并首次将“光子”的概念带入众人的视线,让人们意识到离子外层的“光子”是生命体视觉的主要激发源。对科学的探索及对奥秘的好奇,催发更多的学者投入到“光子研究”的大潮中。

    6672年,布朗制造出消色差折射望远镜,观察到光栅的衍射现象。而后,光子的干涉、衍射和偏振等现象的发现与光的本性问题的讨论相结合,光学便成为长期持有争论的学科。一些学者支持微粒说,而另一些学者支持波动说。两种学说各有千秋,但均需要借助力学模型来解释光的某些现象。6689年,卡迪尔第一个近似地测定了光的波长,区分了相干光与不相干光的概念,提出波长、频率的概念和干涉原理,并以此解释光子环,有力支持光子波动说。但6692年,吕林发现光的偏振,认为这是对微粒说的证明。6693年,阿拉法用晶体观察到被偏振的白光的色现象,在反射光与折射光彼此垂直的情形下,反射光是完全偏振的,建立了带作图法的衍射理论,对波动说做出全面推进。

    随着亨特-安德烈离子模型的建立,普拉维国度的学者逐渐发现“热”是一种运动。6421年,霍兹等先后二十三位学者从“热气机”的效率、机械、电、化学等不同侧面独立作出研究,得出“热是离子运动”的论断。6498年,布鲁克在研究离子运动时,认为运动是离子的属性,能量是离子运动的度量,离子热运动说明了热能是组成物质的离子热运动的能量。既然热能和其他形态的能量都是物质的运动,那么热能和其他形态的能量可以相互转换,并在转化时能量守恒完全是理所当然的。布鲁克用“查尔斯公式”测定了热功当量,充分发展了能量守恒原理的普遍意义,进一步推导出离子热运动的能量与其它各种形式的能量可相互转换的定律。特别能量守恒定律,又称为热力学第一定律,得到普遍承认,揭示了热、机械、电和化学等各种运动形式之间的统一性,从而实现了物理学的第二次理论大综合,很快成为全部自然科学和技术科学的基石。

    6529年,迪尔文在热气机的热功转换进行研究的基础上,发现热功转换有两种特征:一是功热转化功可以自动地转化为热,功转热是不可逆过程,其反向过程,即降低流体的热力学能或收集散给环境的热量转化为功重新举起重物回复原位的过程,则不能单独地、自动地进行,热不可能全部无条件地转化为功。二是在自然状态下,热永远只能由热处传到冷处。热量一定自动地从高温物体传向低温物体;而反向过程,热量由低温传回高温、系统回复到原状的过程,则不能自动进行,需要依靠外界的帮助。迪尔文将这两个特征归纳为热力学第二定律:不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。迪尔文想要探索热力学第二定律的根源,借用微积分的思路,将单个离子视为导数,把热源不断微分,最后得出的结论竟然与特拉里的“数密理论”高度一致,即:外界对物体做功转热的过程并不可逆,导致积累的数量以“积分”的分形向外扩增;自然状态下,离子热运动只能从热处传到冷处,导致了密度的变化,密度变化诱发了物体的突变性。随后,迪尔文把热力学第二定律与特拉里的“数密理论”相结合,引入了“熵”的概念,用来表示一个物理系统的能量突变程度(混乱程度)及多样程度(无序程度)。熵的概念和第二定律的建立,立即在化学、天文学以及和一切与热现象有关的科学门类中起了不可轻视的作用。

    正是因为热力学第一、第二定律发现,特尼认识到热平衡的重要性,在6538年提出了热平衡定律,即热力学第零定律:如果由大量合子、离子组成的两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也必定处于热平衡。

    6811年,迪尔文的学生哥达贾试图把热力学第二定律用查尔斯公式求导,提出了“绝对零度”的概念,将其视为功和热的导数,进行了严密推理如下:物系在接近绝对零度下进行定温过程时,物系的熵不变。物系的熵不变的过程本为孤立系统的可逆绝热过程。所以,在接近绝对零度时绝热过程也具有了定温的特性,这时就不可能再依靠绝热过程来进一步降低物系的温度以达到绝对零度。因此,哥达贾认为绝对零度只能无限接近,永远无法达到。将其叙述成定律的形式为:“不可能应用有限个方法使物系的温度达到绝对零度。”该定律被称为热力学第三定律,揭示了宇宙中物体合子和离子中与热能有关的各种运动形态不可能全部被停止。

    普拉维国度的学术浪潮在哥达贾提出热力学第三定律后的第二年嘎然而止,因为普拉维国度的掌权者罗戈·德里斯·达奇尔瓦·多拉克斯——坎塔尼奥王国第三十八代流亡后裔——不顾议会的反对,在科技爆发的时代背景下,终于开启了忍辱负重后的跨海复仇。

    6814年,一千八百艘满载士兵的战船从普拉维国度的“伊丽莎白港”出发,直奔西南的奥主大陆而去。同一时间,奥主大陆南岸的浪士希伯伦才统一了马拉卡丝雅帝国不到两年的时间。

    东西文武,旧怨一触即发!
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