張凡戲園風(fēng)雪是都市小說(shuō)小說(shuō)《知識世界:從經(jīng)典力學(xué)開(kāi)始》中出場(chǎng)的關(guān)鍵人物,“戲園風(fēng)雪”是該書(shū)原創(chuàng )作者,環(huán)環(huán)相扣的劇情主要講述的是:書(shū)籍開(kāi)篇沒(méi)有直接寫(xiě)到張凡想了解的直線(xiàn)運動(dòng),而是寫(xiě)到了研究運動(dòng)的兩種方法,從大到小的方法,從小到大的方法。第一種方法是,先研究軌跡,再來(lái)分析速度。認為軌跡是最基本的,速度則次之。就是先研究運動(dòng)的大的整體方面,然后再涉及局部細節...

第5章 圖書(shū)館 試讀章節


到達圖書(shū)館之后,發(fā)現圖書(shū)館人滿(mǎn)為患,張凡心想這些人也太拼了吧。

在圖書(shū)館找到了一本關(guān)于直線(xiàn)運動(dòng)的書(shū)籍,然后就找個(gè)空余的地方坐下來(lái)慢慢汲取知識。

張凡隨意地坐在一個(gè)座位上,周?chē)旧隙甲鴿M(mǎn)了人,而正對張凡的是一名女生。

不再打量周?chē)沫h(huán)境,打開(kāi)書(shū)本閱讀。

書(shū)籍開(kāi)篇沒(méi)有直接寫(xiě)到張凡想了解的直線(xiàn)運動(dòng),而是寫(xiě)到了研究運動(dòng)的兩種方法,從大到小的方法,從小到大的方法。

第一種方法是,先研究軌跡,再來(lái)分析速度。認為軌跡是最基本的,速度則次之。就是先研究運動(dòng)的大的整體方面,然后再涉及局部細節。這是人們早期研究機械運動(dòng)所走的一條路,符合人們的認識過(guò)程。

這個(gè)就是這個(gè)力學(xué)世界的整體流派,整體流派在利用規則的時(shí)候往往會(huì )作用于整體,因此在力學(xué)世界中適用于大器件工作。比如讓物體升天,不用考慮物體內部結構,強行升天。

第二種方法是,從局部到整體,先研究局部細節,再來(lái)分析整體。認為瞬時(shí)、局部情況更為基本,理解瞬時(shí)、局部的變化情況之后再來(lái)討論整體運動(dòng)。這是牛頓創(chuàng )建的方法,也是現代物理學(xué)的一個(gè)基本方法。

而力學(xué)世界的精密的工作則是多數由局部流派的人掌控。局部流派對同樣物體升天的情況,他們會(huì )利用規則考慮物體的內部結構,從而讓內部帶動(dòng)整體升天,不會(huì )強行升天。

張凡有點(diǎn)驚愕,沒(méi)想到這個(gè)世界的規則力量還真的這么離譜。

書(shū)籍下面一段則是坐標系。

怪不得當初在掌握參考物的時(shí)候,張凡感覺(jué)到似乎缺少了什么,原來(lái)是缺少了坐標系。

坐標系就是在參考空間中任選一點(diǎn)作為原點(diǎn),建立各種坐標系。最熟悉的就是笛卡爾

空間直角坐標系。

雖然坐標系沒(méi)有讓張凡得到規則化也不明白位置矢量是什么,但加深了對參考的理解。

對此張凡繼續閱讀,也明白了位置矢量是什么。

在參考物或空間任選一點(diǎn)參考點(diǎn)為O,質(zhì)點(diǎn)的位置為P,質(zhì)點(diǎn)的位置矢量R等于位置大小加上方向,即矢量=大小+方向。大小等于OP的間距,方向等于從O指向P點(diǎn)。(見(jiàn)評論)

在三維空間坐標系(笛卡爾坐標系)中,位置矢量可以用坐標和單位矢量表示,如矢量r=x矢量i+y矢量j+z矢量k。矢量i,j,k都是單位矢量表示方向,而x,y,z,則是坐標系的坐標。

質(zhì)點(diǎn)在空間運動(dòng)時(shí),位置矢量的末端P畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)的運動(dòng)軌跡。

看到這句話(huà),張凡頓時(shí)來(lái)了興趣,然后伸出手,對著(zhù)空間中隨意亂畫(huà),然后心里默念:“規則:軌跡化?!?br>
緊接著(zhù)空間憑空出現了一條的軌跡,這條軌跡正是張凡手指在空間亂畫(huà)的軌跡。

張凡前面的白衣女生看到了張凡的行為后,就細聲問(wèn)道:“同學(xué),你也是質(zhì)點(diǎn)大學(xué)的新生嗎?”

驚訝對方為何能辨認出自己的身份,開(kāi)口詢(xún)問(wèn)道:“對,你怎么知道的?”

白衣女生開(kāi)心解釋道:“我也是新生,我入學(xué)快一個(gè)星期。你是在使用規則:軌跡化嗎?我之前也是這樣,后面才知道只有新生才會(huì )這樣做?!?br>
在張凡了解到,因為新生對一切規律的好奇,因此都會(huì )動(dòng)手嘗試。但是白衣女生告知張凡有些規律在不完全了解的情況下,不要輕易嘗試。

這個(gè)軌跡化只有自己是能看到的,別人是看不到的。這也是白衣女生告訴張凡的消息。

張凡也知道了為什么這個(gè)白衣女生會(huì )這么熱情,因為她遇到的新生很少,基本上都是老生,同時(shí)也有可能會(huì )分到同一個(gè)班級,所以事先打個(gè)招呼。

白衣女生看到張凡正在閱讀直線(xiàn)運動(dòng)這一書(shū)籍,說(shuō)道:“同學(xué)你是在了解直線(xiàn)運動(dòng)的規則嗎?我也是,待會(huì )可以一起討論嗎?”

面對有人邀請,張凡當然同意了。

正所謂討論式的學(xué)習有利于更快地更好地掌握規則。

張凡知道了這個(gè)女生叫李舒苒,女生也知道了張凡的名字。

今晚的目標,張凡打算掌握直線(xiàn)運動(dòng)的規則,便埋頭苦干。

對于質(zhì)點(diǎn)相對于某參考系在一條直線(xiàn)上運動(dòng)的情況,為了方便研究,在這一參考系中可將某一坐標軸設置在此直線(xiàn)上。

接著(zhù)質(zhì)點(diǎn)運動(dòng)過(guò)程中的位置x隨時(shí)間t的變化關(guān)系可表述成x=x(t)。

由于張凡在時(shí)空隧道被洗去的是相應的物理知識,并沒(méi)有影響他的數學(xué)知識。

因此理解起來(lái)十分容易,上式所言的第二個(gè)x其實(shí)是映射符號,可以寫(xiě)成x=f(t),也可以寫(xiě)成,也可以寫(xiě)成x=g(t)。

簡(jiǎn)單而言就是位置等于一個(gè)函數,該函數的自變量為時(shí)間t,位置與時(shí)間建立了一定的聯(lián)系,該聯(lián)系的本質(zhì)是函數。所以位置x為關(guān)于自變量為t的函數。

至于在這里,矢量卻突然消失了,在張凡看來(lái),這并不是消失了,而是因為單位矢量的方向不再變換,保持一個(gè)方向,所以在直線(xiàn)運動(dòng)中,可以用正負號表示方向。

張凡頓時(shí)領(lǐng)悟到:“所以x=x(t)稱(chēng)為直線(xiàn)的運動(dòng)方程,所以這就是規則:直線(xiàn)運動(dòng)!”

李舒苒看到張凡頓悟的樣子問(wèn)道:“你理解直線(xiàn)的運動(dòng)方程了?”

“對。不過(guò)我感覺(jué)好像這個(gè)規則并不能使用?!?br>
“我前幾天剛領(lǐng)悟直線(xiàn)的運動(dòng)方程的時(shí)候也發(fā)現了,但是最后才明白,這個(gè)規則要領(lǐng)會(huì )位移和速度的關(guān)系才能基本使用。當領(lǐng)會(huì )到了加速度的含義后,便可以發(fā)揮出這個(gè)規則的力量了?!崩钍孳劢忉尩?。

“這樣子啊?!甭?tīng)到李舒苒的解釋?zhuān)瑥埛策€打算埋頭苦干。

李舒苒建議道:“要不我給你講講我得最新的理解,說(shuō)不定你能通過(guò)我理解來(lái)領(lǐng)會(huì )到他們?!?br>
張凡看到別人提出的幫助欣然接受了,單靠自己埋頭苦干,盡管有所收獲,但是感覺(jué)到腦袋暈乎乎的。

于是張凡和李舒苒離開(kāi)圖書(shū)館,李舒苒打算邊走邊表達自己的理解。