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第五十三天,江临把矢量势的问题解决了一部分。
那天下午,废土的天空被厚重的灰黄色云层压得很低,连风都带着一股铁锈味。
他刚刚锉完编号008的练习件,右手臂酸得几乎抬不起来。
歇了一会,他用布把008号件表面的粉末擦干净,然后拿起90度刀口角尺,迎着露营灯的光线靠了上去。
光缝变得非常细微。
他拿出塞尺,一点一点试探。。。。
所以,他把角尺换了三个不同角度,连续复核三次,又把工件调转方向重新靠尺,确认并不是自己手歪或者灯光角度造成的误判之后,才在日志本里写下。。首次达到本项设置目标。】
写完这一行,他把008号件和前几天完成的007号件并排放在一起。
007的优点是左右方向误差控制得好,但中间凸起的问题还没有彻底压住。。
这道锉纹,在普通人眼里根本不算什么。
但在钳工的微观世界里,这就是报警信号。
它说明,在推锉后半程,手腕的压力转移太快,齿尖在那个位置瞬间多啃掉了一丝金属。
按下葫芦浮起瓢。
为了压住中间凸,手腕动作又在另一个方向上变形了。
在脑海里反思了一番,他休息了一阵,拿出手机,点开今天要推进的理论课程视频。
内容是电磁感应,法拉第定律。
屏幕里的老教授拿着半截粉笔,在黑板上不急不缓地推导。
磁通量随时间发生变化,就会在空间中激发出感应电动势。
普通大学物理讲到这里,往往画个线圈,套一下公式就结束了。
但这是电动力学。
教授在板书里,开始把空间中的真实电场,写成标量势和矢量势的组合形式。
江临拿过手写板跟着一步一步往下推导。
在静电场里,电场只是电势的负梯度。
事情很简单。
电势像坡,电场像坡度。
但在时变电磁场里,一切都变了。
根据法拉第电磁感应定律的微分形式,再结合磁场可以写作矢量势的旋度,矢量势A对时间的偏导数,堂而皇之地挤进了电场表达式里。
幽灵变量A,它又回来了。
这一次,它不再仅仅作为计算磁场B的方便工具,躲在幕后。
它直接从幕后跳到了台前,光明正大地进入了决定带电粒子受力的电场表达式里。
江临握着笔,盯着纸上的那一项,足足看了半分钟。
视频还在继续播放。
教授开始讲解规范变换的内核逻辑。
标量势和矢量势可以手牵手同时发生改变,你给A加之某个标量函数的梯度,同时对电势作相应的时间项修正,只要变换规则映射得上,最后算出来的真实电场E和真实磁场B,保持不变。
物理定律在规范变换下,具有免疫力。
江临伸出手指,在屏幕上点了一下暂停。
老教授定格在黑板前。
石头屋里只剩墙角那个老旧逆变器发出的微弱电流声。
他转身,在桌面上翻找了一下,把前几天那张写满困惑的草稿纸抽出来。
上面赫然写着他曾经的执念。
【如果A不唯一,它到底是不是物理实体?】
当时写下这句话的时候,下面跟着好几个大大的问号。
现在,那些问号依然在。
但它们的位置变了。
不再是堵在胸口的一团乱麻,而是变成了某种具有方向感的疑问。
他重新翻开日志本,拿起笔,开始梳理。
【事实一:矢量势A的取值不唯一,存在规范自由度。】
【事实二:真实可测的电场E和磁场B,不随规范变换而改变。】
【事实三:在经典宏观物理世界里,仪器直接测量到的是E和B,而不是某一个规范下的A。】
【旧问题批判:我之前一直问哪一个A才是真的。这个问题本身就问错了。物理世界不关心我选了哪一个规范。】
【新问题创建:正确的问题应该是——在这套可以改变表述的规范框架里,到底是什么结构保持不变?】
写到什么结构保持不变的时候,江临原本有些佝偻的后背,不由自主坐直了一些。
这个问法,比他之前纠结实体还是虚幻,清楚太多了。
记忆的闸门被推开一道缝。
在第四次废土那段不堪回首的岁月里,当他硬啃量子力学进阶部分时,他曾在一本教材上见过一个诡异的实验现象。
阿哈罗诺夫—玻姆效应。
那时候,他只是粗略见过这个名词。
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