第379章 和稀泥的大贤者（6 / 9）

直是两个画风。

    此时此刻，实验室的一角，坐在一张橡木桌前的伊拉娜正在向科林导师阐述着自己最新的发现。

    而她的灵感正来源于不久之前，科林导师在科学课上讲授的基础力学。

    “……在您教给我们的力学框架里，我们关心的核心是‘力’。一个物体之所以会运动，是因为有力作用在它身上。这种表述非常直观，可以用一个很简洁的算式‘F=ma’来表示。”

    “然而当我想用它来分析复杂系统时……比如一个双摆，或是在弯曲轨道上滑动的珠子，力的分析就会变得极其复杂。”

    伊拉娜抬起头，用一种带着探询和期待的目光看着罗炎，小心地说出了自己的猜想。

    “既然如此，我们能不能换一个角度？不从‘力’出发，而是从‘能量’出发，来描述整个系统？”

    听到这个问题，罗炎的眼中闪过一丝惊讶，随即化作一抹发自内心欣慰的笑容，赞许说道。

    “当然可以，这是个很棒的想法。之前我在课堂上讲到能量守恒的概念时就在想，你们之中谁会最先将‘力’和‘能量’这两个核心概念联系起来……目前来看，你是第一个看见这条捷径的人。”

    对于一个接受过九年义务教育的人来说，认识到这一点并不难。

    然而对于一个生活在工业革命前时代的人来说，想要凭借有限的知识和眼界领悟这一点可就太不容易了。

    得到导师肯定的鼓励，伊拉娜的脸颊微微泛红，将头埋下来继续看向了摊开在桌上的詹姆斯·瓦力先生的手稿。

    她深吸一口气，冷静下来继续说道。

    “您之前提到，我们能用‘路径寻优方程’来验证詹姆斯先生提出的猜想。即，一个物体从一个点运动到另一个点，它会选择一条让某种‘作用量’最小的路径。”

    “我最初无法理解这个‘作用量’究竟是什么，又该如何用数学的语言进行描述。但在您的课堂上，我从您讲述的能量守恒定律中获得了启发。”

    她拿起羽毛笔，在稿纸上飞快地写下了一行潦草的算式，那双明亮的眸子里闪烁着自信的光芒。

    “为了让‘最不费劲’这个想法能被量化和计算，我们需要一个数学工具来定义一条路径的‘总代价’。我将它定义为S，它等于系统在任意一瞬间的动能T，减去它的势能V。”

    “那么，一个系统从时间t1到t2的‘总代价’S，就是它在这段时间内，每一瞬间‘代价’的累积——也就是积分！”

    “如此一来，‘最小作用量原理’就变成了一句无比简洁的描述——系统实际发生的运动路径，就是使这个S值最小的那一条路径！”