虚构宇宙与现实世界科学概念的结合往往能激发大众的好奇心与想象力。其中一个引人注目的例子便是美国物理学杂志的一篇论文《超级英雄宇宙中的遍历性拉格朗日动力学》。该论文在超级英雄的虚构世界中,结合了高级本科物理学的概念。在这些概念中,遍历拉格朗日动力学,为理解超级英雄宇宙中固有的活力和不断演变的叙事提供了一个特别有趣的框架。
拉格朗日动力学,其核心是对经典力学的重新表述,侧重于能量和最小作用量路径。它不使用力,而是使用拉格朗日量,一个表示系统动能和势能之差的函数。运动方程,从拉格朗日量的作用积分的最小化推导出来,描述了系统随时间的演化。这种方法在描述具有约束和对称性的系统时特别强大。
遍历性,一个与动力系统深刻交织的概念,增加了另一层复杂性和丰富性。简单来说,遍历系统是指在足够长的时间内,一个量的时间平均值等于其空间平均值的系统。想象一下容器中的气体:遍历性表明,如果长时间观察单个分子,它将探索容器的整个体积,并且它在任何区域花费的时间将与该区域的体积成正比。应用于拉格朗日动力学,遍历性意味着系统受其拉格朗日量支配,将在其相空间中探索所有可访问的状态,轨迹密集地填充可用空间。
现在,让我们将这些概念转移到充满活力的超级英雄宇宙的画布上。考虑一个受超级英雄保护的城市,它本身就是一个动态系统。超级英雄作为拉格朗日主体,在城市中移动,应对威胁,帮助市民,并参与战斗。他们的行为并非随机,而是受一种隐含的“拉格朗日量”支配——也许是一种最大限度减少伤害和最大限度伸张正义的驱动力,并与其自身的局限性和资源相平衡。城市本身,拥有多样化的社区、犯罪猖獗的底层社会和不可预测的事件,代表了该系统的相空间。
在这种背景下,遍历性表明,在足够长的时间内,超级英雄将遇到并与其城市的所有方面互动。他们将巡逻每一条街道,对抗每一种类型的恶棍,并见证人类经验的完整光谱,从平凡的日常生活到非凡的危机。他们的旅程不是线性进展,而是一场广阔的探索,一条轨迹密集地填充了他们城市环境的相空间。这种遍历探索不仅仅关乎物理空间,它延伸到可能性的空间。超级英雄将面临各种各样的挑战、道德困境和战略选择。遍历性意味着他们将及时遇到并应对所有这些可能性,他们的行动和决定塑造了他们在这一复杂空间中的轨迹。
超能力本身可以从拉格朗日动力学的角度来看待。考虑一个拥有超速度的英雄。他们的力量可以被解释为操纵他们拉格朗日量的能力,使他们能够最大限度地减少在最短时间内穿越遥远距离所需的作用量。他们的运动不仅仅是快速;它们是优化的、高效的时空路径,由他们增强生理机能的潜在拉格朗日量决定。同样,一个心灵遥控的英雄可以被视为操纵他们周围物体的拉格朗日量,改变他们的势能景观以实现所需的运动和效果。在这个框架中,每一种超能力都成为与宇宙拉格朗日量互动和塑造宇宙拉格朗日量的独特方式,使英雄能够实现违抗普通物理学的壮举。
然而,超级英雄宇宙的遍历性并非没有其复杂性和偏差。正如在现实世界的动力系统中一样,完美的遍历性是一种理想化。超级英雄宇宙虽然充满活力,但也可能表现出非遍历性区域,即相空间中较少探索甚至避免探索的区域。例如,一个英雄可能会陷入与同一个反复出现的恶棍战斗的循环中,他们的轨迹被限制在相空间的有限区域,阻止他们充分探索更广泛的挑战。同样,一个恶棍可能会执着于某个特定的计划或目标,他们的行为变得可预测且非遍历,阻碍了他们适应和演变的能力。
此外,动力系统理论中的“吸引子”概念可以转化为超级英雄的背景。吸引子是相空间中轨迹趋于收敛的区域。在超级英雄宇宙中,这些可能代表稳定状态或重复模式。一个城市可能存在持续的犯罪问题,这是一个反复吸引超级英雄注意力和行动的吸引子。英雄的道德准则,他们对正义坚定不移的承诺,可以被视为他们决策过程中的一个吸引子,引导他们的行为朝着某些道德结果发展。
混沌理论的引入进一步丰富了这种遍历景观。混沌系统虽然是确定性的,但对初始条件表现出极端的敏感性,通常被称为“蝴蝶效应”。在超级英雄宇宙中,这转化为即使看似微不足道的行动也可能产生深远且不可预测的后果的想法。英雄看似微不足道的决定可能会无意中引发一系列事件,导致全球危机,或者反派的小破坏行为可能会产生意想不到的灾难性后果。这种混沌元素突出了超级英雄叙事的动态和不可预测的性质,其中对可能性的遍历探索不断被意外转折和涌现现象所打断。
超级英雄宇宙中遍历拉格朗日动力学的伦理和哲学意义是深刻的。如果宇宙确实是遍历的,英雄和反派只是在随着时间的推移探索可能性的广阔相空间,这是否会削弱他们的选择和行动的意义?这是否意味着一种形式的决定论,即所有可能的结果最终都会被探索,而与个人能动性无关?
总之,通过遍历拉格朗日动力学的视角来看待超级英雄宇宙,提供了一个强大而富有洞察力的视角。它使我们能够理解这些虚构世界的活力不是随机的混乱,而是对可能性的结构化探索,受能量、作用量和遍历性的潜在原则支配。超级英雄和反派的行动、他们的力量、他们的道德选择以及他们宇宙中展开的叙事,都可以通过这个框架来阐明。它揭示了一个宇宙,既在其潜在规律上是确定性的,又在其涌现的复杂性上是无穷无尽的惊喜。
习惯一个人
陀螺仪在当今社会应用很广,陀螺仪其中一个基本特性:定轴性,当陀螺转子以高速旋转时,在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时,陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变,即指向一个固定的方向;同时反抗任何改变转子轴向的力量。这种物理现象称为陀螺仪的定轴性或稳定性。其实以上的基本特性描述是不严谨的,以上的基本特性描述是只有在转子轴向在大于0度小于90度范围内才可以成立的,在大于等于90度小于180度范围内是不成立的,在夹角等于90度时反抗任何改变转子轴向的力量大小和方向无法确定(有点像薛定谔的猫),当夹角稍微大于90度时反抗任何改变转子轴向的力量大小和方向确定,不在是保持陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变,而是指向一个固定的相反方向,明显可以重复观察到,网上有卖金属倒立自动翻转陀螺可供参考,是最典型的实践证据。自动翻转陀螺在翻转的同时重心增高,势能变大,传统物理学理论无解。 陀螺仪的定轴性,在反抗任何改变转子轴向过程中如果不存在重力以外的外力,定轴性表现是和轴向角动量守恒是冲突的,和牛顿第二定律是冲突的。研究结果可以理论个实验重新定义 时间 和 空间。