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第179章 来吧,物理学(1 / 1)

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徐辰先是按照张乐阳给的书单,去图书馆借了几本大部头。

《固体物理学》、《磁性物理》、《拓扑绝缘体与拓扑超导体》……

看着这堆加起来比砖头还厚的书,徐辰深吸了一口气。

“来吧,物理学。”

……

接下来的三天,徐辰再次来到图书馆,开启了“闭关模式”。

对于普通人来说,跨学科学习就象是翻越一座高山,隔行如隔山,每一个新概念都是一道坎。。

因为物理学的语言,本质上就是数学。

“譬如,张乐阳提到的所谓的‘非共线反铁磁’,在数学上就是一种特殊的矢量场分布,其序参量不再是标量,而是一个张量。”

“而那个听起来很高大上的‘贝里曲率’,本质上就是动量空间中的几何相位,可以用微分几何中的连络和曲率来描述。”

原本张乐阳说需要“个把月”才能啃完的知识点,徐辰只用了大约5天时间,就基本全部吃透了。

这并非夸张。

物理学的难点,往往在于如何将抽象的数学推导与具体的物理图象映射起来。很多物理直觉,其实是创建在对数学逻辑的深刻理解之上的。

比如那个经典的“四维空间”。

普通人很难想象四维空间是什么样子的,因为我们的大脑被三维世界限制住了。,四维空间不过就是 r4线性空间,它的性质和三维空间 r3在代数上没有任何本质区别,计算起来毫无障碍。

只要理解了数学逻辑,物理图象自然就会在脑海中浮现。

历史上,这种“数学家跨界教物理学家做人”的案例彼彼皆是。

1954年,杨振宁和米尔斯为了解释强相互作用,从物理上的对称性出发,推导出了着名的“杨-米尔斯方程”。当时,他们完全不知道这个方程在数学上意味着什么,只是觉得它很美,很符合物理直觉。

直到十几年后,当物理学家和数学家开始深入交流时,人们才震惊地发现:

物理学家苦苦追寻的“规范势”,竟然精确地映射于数学家早在几十年前就研究透彻的“纤维丛上的连络”!

而那个描述粒子相互作用的“场强”,竟然就是几何中的“曲率”!

杨振宁曾对此感到无比困惑,他问陈省身:“这既让人震惊又让人困惑,你们数学家凭空想像出了这些概念,居然和我们物理世界最底层的规律一模一样?”

而陈省身的回答,成为了数学史上最霸气的宣言之一:

“不,不,这些概念不是凭空想象的,它们是自然的和真实的。”

数学家不需要做实验,不需要看星星,他们只需要在逻辑的虚空中构建结构,就能触碰到宇宙最本质的真理。

……

然而,就在徐辰沉浸在知识的海洋中时,一个声音打断了他的思绪。

“那个……师兄,打扰一下。”

一个略显尤豫的声音在耳边响起。

徐辰抬起头,看到一个穿着格子衬衫、戴着黑框眼镜的男生正站在桌边,手里拿着几张草稿纸,神情有些局促。

“恩?有什么事吗?”徐辰放下手中的笔。

男生看了一眼徐辰手边那本厚厚的《拓扑绝缘体与拓扑超导体》,眼中闪过一丝敬畏。这本书可是凝聚态物理领域的“天书”,一般只有博士生或者专门搞这个方向的研究生才会去啃。而眼前这位“师兄”看起来气定神闲,草稿纸上写满了复杂的公式,显然是位深藏不露的高手。

“是这样的,师兄。”男生有些不好意思地挠了挠头,“我是物理学院大三的,有个关于‘布洛赫定理’在强磁场下推广的问题,我想了半天也没想明白。我看您在看这么深的书,能不能……帮我指点一下?”

徐辰愣了一下。

大三?叫我师兄?

他下意识地摸了摸自己的脸。我有那么老吗?我明明才大一啊。

不过转念一想,在学术圈,达者为师。既然人家诚心求教,自己也不好拒绝。

“拿来看看吧。”徐辰接过男生的草稿纸。

上面写着一个关于磁平移算符对易关系的问题。

徐辰扫了一眼,立刻就明白了症结所在。

“你这里卡住了,是因为你还在用普通的平移算符思考。”徐辰拿起笔,在纸上画了一个闭合路径,“在磁场下,平移操作不再是对易的。你绕着一个闭合回路走一圈,虽然回到了原点,但波函数会多出一个相位因子。这个相位因子,就是磁通量。”

“你看,如果你把这个算符写成指数形式……”

徐辰一边说,一边在纸上飞快地推导了几行公式。

“这就是着名的磁平移群代数。有了这个相位因子,你再把哈密顿量代进去,就能得到霍夫斯塔特蝴蝶能谱了。”

随着徐辰的讲解,男生的眼睛越瞪越大。

困扰了他一整晚的难题,在这个“师兄”笔下,竟然象切豆腐一样迎刃而解!而且对方用的数学工具极其娴熟,甚至比他们的任课老师讲得还要透彻!

“太……太厉害了!”男生由衷地赞叹道,“师兄,您是哪个组的博士啊?讲得太清楚了!我以前怎么没在学院里见过您?”

“博士?”徐辰笑了笑,把草稿纸递还给他,“我不是博士,我是大一的。”

“大……大一?!”

男生的下巴差点掉在地上。他难以置信地看着徐辰那张年轻得过分的脸,又看了看桌上那堆深奥的专业书。

“大一就能看懂《拓扑绝缘体》?还能秒解磁平移群?”

男生感觉自己的世界观受到了冲击。他自己也是物理学院的尖子生,当年也是竞赛保送进来的,但在大一的时候,还在跟《力学》和《微积分》死磕呢,哪看得懂这些天书?

“你是咱们物院这届强基班的?”男生试探着问道,“这届强基班这么变态吗?”

徐辰摇了摇头,一边收拾书本一边随口说道:“不,我是数院的。”

“数……数院?!”

男生的声音陡然拔高了八度,引得周围几个正在自习的同学纷纷侧目。

他瞪大了眼睛,像看外星人一样看着徐辰。

数院的人?大一?跑来看物理系的博士教材?还顺手帮物理系大三学长解题?

这特么是什么操作?

突然,男生象是想起了什么,猛地盯着徐辰看了几秒,然后惊呼出声:

“等等!大一……数院……数学这么好……”

“你……你是徐辰?!”

“那个证明了哥德巴赫猜想的徐辰?!”

徐辰无奈地点了点头:“是我。纠正一下,不是完整证明。”

“卧槽!”男生忍不住爆了句粗口,随即意识到这是图书馆,赶紧捂住嘴巴,但眼中的震惊之色丝毫未减。

“原来是徐神!怪不得!怪不得!”男生激动得语无伦次,“我就说嘛,谁能把数学用得这么出神入化!原来是本尊!”

“徐神,您怎么看起物理书来了?难道是要跨界打击我们物理学院吗?”

“随便看看,帮朋友查点资料。”徐辰笑了笑,没有多解释。

“随便看看……这就是神的境界吗?”

送走了这位满脸崇拜的“学弟”,徐辰重新将注意力回到了书本上。

……

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