艾文得到了索菲亞留在草稿紙上的知識。
接下來的日子,艾文的生活節奏快得嚇人。
白天,他利用編目員的身份,在圖書館里翻找所有和統計力學有關的書,從舊的熱力學筆記到最新的概率論研究,一本都不放過。
晚上,他的閣樓就變成了實驗室。
煤油燈整晚都亮著,光照著鋪滿地板和牆壁的稿紙,上面全是密密麻麻的公式和符號。
索菲亞的手稿攤在中間,那些靈魂注釋像鬼火一樣,到了晚上就會自己亮起來,既給他指路,也給他挖坑。
索菲亞的推導嚴謹又優美,完全遵循經典力學的規則。
她引入了“系綜”這個新概念,直接研究大量粒子所有可能狀態的集合,用概率把微觀和宏觀聯系起來。
但這個理論在最後一步卡住了。
要怎麼給系綜里無數種可能的狀態,加上那個正確的概率權重?老辦法好像走不通了,前面完全沒路了。
索菲亞的注釋在這里也變得焦急、反復,好像她生前在這里花了無數工夫,卻什麼結果都沒有。
就在這時,艾文不再順著那條走不通的思路想下去,而是開始思考一個很大膽的問題︰
“如果......根本就沒有一條正確的路呢?”
“如果概率的分布,本身就是最自然、最隨機的?那個叫‘平衡’的狀態,其實不是力的均衡,而是最混亂、最無序的狀態?亂到任何其他狀態跟它一比,都顯得不自然了?”
這個想法,就是對物理學根基的決定論的一種背叛,是一個危險的錯誤。
但艾文抓住了這個靈感。他開始建立數學模型,定義了一個函數來計算系統的混亂程度——他叫它“熵”。
他的核心假設很簡單,甚至有點狂︰在一個孤立系統里,熵只會自己增加,系統最後會變成熵最大的狀態——也就是熱力學平衡。
這個假設被強行加進了索菲亞建立的理論框架里。
一開始,整個框架都在排斥它,公式變得扭曲,符號也閃爍不定。但慢慢的,當艾文把這個錯誤的基礎和索菲亞正確的部分小心翼翼的結合後,奇跡發生了。
之前卡住的推導一下就通了!
熱力學第二定律不再只是一個觀察現象,而是從微觀概率里自然推導出來的結果。
能量均分定理、狀態方程......一個個關鍵結論都被解了出來。
整個統計力學體系在一個動態的、概率的圖像中,變得完整又合理了。
可就在艾文以為自己成功的時候,他筆下的公式發生了可怕的變化。
他正想寫出熵的最終數學表達式,把它和微觀狀態數聯系起來,推導里卻冒出了一個很不和諧的東西。
紙上的墨水在他手中好像活了一樣,扭來扭去,最後變成了一個絕對不該出現在物理學公式里的單位——
【熵】 = [ 能量 溫度 ] + k ? ∫ (瘋狂 立方米) dv
“瘋狂立方米”!
艾文的呼吸停住了,一股寒氣從後背直沖頭頂。k 是個未知的常數,而那個積分符號的意思是......瘋狂是一種能在空間里分布,還能累積的密度?
他試著去理解這個單位,但光是看著它,就感覺自己的腦子像是被扔進了離心機,思維被甩得亂七八糟。
他好像能感覺到,周圍穩定的現實下面,藏著一種細微又沒意義的背景噪音,那就是瘋狂的底層?現實的結構不是絕對堅固的,它扭曲的程度,好像就跟這個瘋狂值成正比?
艾文顫抖的幾乎握不住筆,但最後還是在靈魂注釋的微光旁邊,寫下了這個最終的、統一的,卻讓人不安的表達式。
當他寫完最後一筆,那份屬于索菲亞的冰冷執念,好像完成了最後的任務,發出了一聲又滿足又疲憊的長嘆,然後徹底消失了。
稿紙變暖了,就像普通的紙一樣。
艾文癱軟在椅子上,渾身都是冷汗。他和索菲亞,一個付出了生命和靈魂,一個賭上了理智,一起建成了統計力學這座大廈。
但他知道,他們可能也打開了一個潘多拉魔盒。
這份手稿的價值沒法計算,但它包含的恐怖,也一樣深不見底。
他完成了一件大事,但也背上了一個他可能根本承受不起的秘密。
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