返回第二十一章 举报,这人开物理挂了  15岁,成为国宝级天才科学家首页

关灯 护眼     字体:

上一页 目录 下一页

“切丛”、“馀切丛”、“微分同胚”、“辛流形”、“哈密顿矢量场”这些词蹦出来,还是让大部分本科生听得一愣一愣的。

    林崇渊眼中闪过一丝讶异。

    这个回答,不仅完全正确,而且视角比他预期的更加几何化、更加现代,直指问题的数学内核。

    这不象是一个普通物理系本科生的回答,甚至很多研究生都未必能如此清淅地表述。

    “很好。”

    林崇渊点了点头,示意肖宿坐下,“回答得非常准确,而且点出了经典力学与微分几何,特别是辛几何的深刻联系。

    看来这位同学对相关数学工具很熟悉。你是数学系的?”

    “是,老师。我是数学系访问学生,肖宿。”

    肖宿坐下,如实回答。

    肖宿!

    这个名字终于被正式放到台面上。

    教室里响起一阵低低的、压抑不住的“哦——”声,果然是他!

    林崇渊显然也听说过最近数学系的风闻,眼神里多了几分了然和兴趣。

    “原来是肖宿同学。看来数学学得好,对理解物理本源确实有帮助。不过,”

    他话锋一转,带着一丝探究。

    “物理毕竟不止于几何结构,还需要面对具体的系统、具体的相互作用和物理图象。

    我们接下来要分析一个具体例子,中心力场问题,看看如何从对称性导出角动量守恒。

    肖宿同学,既然你几何直觉这么好,能否从诺特定理的角度,简要说明一下旋转对称性如何导致角动量守恒?”

    这个问题更深入了一些,将对称性、守恒量(物理)和诺特定理(数学物理桥梁)结合起来。

    肖宿再次站起来,这次思考时间更短,几乎脱口而出。

    “根据诺特定理,如果力学系统的作用量在某个连续对称变换下不变,那么就存在一个映射的守恒量。

    对于中心力场,系统具有空间旋转对称性。

    考虑绕某一轴的无穷小旋转变换,生成元映射角动量算符。

    作用量在无穷小旋转下的变分为零,通过变分计算直接可以导出一个流守恒方程,即角动量分量随时间变化率为零。

    从几何上看,旋转对称性意味着哈密顿量在相空间上沿着某个旋转生成的李代数元素映射的哈密顿矢量场方向李导数为零,这等价于该生成元(即角动量)与哈密顿量泊松括号为零,所以守恒。”

    这一次,连林崇渊都微微睁大了眼睛。

    不只是正确,而且表述极其精确、凝练,直接从变分原理跳到流守恒方程,再点到泊松括号的几何描述,逻辑链条完整得象教科书,却又带着个人清淅的理解脉络。

    这学生……脑子里象是装着一整套完整的理论物理和微分几何的映射词典。

    教室里已经不只是低语了,不少学生张着嘴,看看肖宿,又看看黑板,再看看自己笔记本上还在纠结勒让德变换具体计算步骤的草稿,突然觉得大家学的好象不是同一门《理论力学》。

    “那个……他说的‘泊松括号为零’,是咱们下学期《电动力学》里才会稍微提一下的内容吧?”

    一个物理系男生低声问同伴。

    “何止,他用的‘李代数’、‘生成元’、‘李导数’这些词,我好象在研究生开的《经典力学II》大纲里见过……”

    “所以,他不仅听懂了,还用了一套更高级的语言把林老的问题重新‘翻译’并‘证明’了一遍?”

    “我感觉我的CPU有点干烧了……这真是十五岁?”

    林崇渊沉默了几秒,脸上终于露出笑容,那是学者遇到真正理解自己领域精髓的后辈时,才会露出的、发自内心的赞赏笑容。

    “精彩。肖宿同学,你的理解非常深刻,直抵问题的数学内核。看来顾清尘教授真是捡到宝了。

    请坐。”

    肖宿坐下,脸上依旧没什么表情,似乎只是完成了一次普通的课堂问答。

    但他能感觉到,旁边座位一个数学系来选修的同学,正用一种近乎“瞻仰神迹”的眼神偷偷瞄他。

    课程继续进行。

    林崇渊在讲解中心力场具体方程时,提到了一个有趣的现象。

    在平方反比引力(如万有引力)作用下,粒子的运动轨迹是圆锥曲线,而当考虑广义相对论修正时,行星的近日点会发生进动。

    他随口提了一句。

    “这个进动,用牛顿力学是解释不了的,需要爱因斯坦的场方程。从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦的广义相对论,是我们对引力本质认识的巨大飞跃,其数学表述也从简单的势函数变成了复杂的张量方程。”

    这时,肖宿忽然举手了。

    林崇渊有些
本章未完,请点击下一页继续阅读>>

『加入书签,方便阅读』

上一页 目录 下一页