《三体》感悟

有好多年没看过科幻小说了,在自己对所谓科幻小说的定义还停留在外星人+机器人的琼瑶感情剧时,无意中看到了这本《三体》。从物理学到宇宙学,从脑科学到信息学,从生态学到文化学,从军事学到社会学,从数学到心理学,从文学到哲学,作者构建了一个又一个的让我瞪目结舌的知识点和悬念让我为之震撼。抛开自认为不够完善的黑暗丛林法则等社会学概念,把自己认为自己最感兴趣的东西记录一下,都是一知半解的内容,等有了机会再好好去感受吧。

 

N 体问题:

    在三维空间中给定 N 个质点,如果在它们之间只有万有引力的作用,那么在给定它们的初始位置和速度的条件下,它们会怎样在空间中运动?

庞勒维猜想:

    对于N体运动, N 大于三 时, N 体问题存在非碰撞的奇点解。

射手假说:

    有一名神枪手,在一个靶子上每隔十厘米打一个洞。设想这个靶子的平面上生活着一种二维智能生物,它们中的科学家在对自己的宇宙进行观察后,发现了一个伟大的定律:“宇宙每隔十厘米,必然会有一个洞。”它们把这个神枪手一时兴起的随意行为,看成了自己宇宙中的铁律。
农场主假说:

    一个农场里有一一群火鸡,农场主每天中午十一点来给它们喂食。火鸡中的一名科学家观察这个现象,一直观察了近一年都没有例外,于是它也发现了自己宇宙中的伟大定律:“每天上午十一点,就有食物降临。”它在感恩节早晨向火鸡们公布了这个定律,但这天上午十一点食物没有降临,农场主进来把它们都捉去杀了。

 

现代物理学到底是不是真的存在?

我们认为无比正确的物理定律是不是射手打出的子弹洞,或者是农场主扔出食物?
我们这个宇宙是不是依存于另外一个多维宇宙?
或许这是我们永远无法理解的。就象一个二维世界中的圆永远无法发现三维世界的奥秘一样。
这样想来,古人所说的“人外有人,天外有天”还真是一种更为朴素的宇宙时空观。
或许随着宇宙维数的增多,低级的宇宙就是依附于高一层级的宇宙。就象在阳光的照射下,我们二维的影子依附于三维世界中的我们一样。
如果成立,那么感恩节到来的时候,我们这个宇宙岂不是毫无还手之力么?或者当那个射手忽然兴起把距离改成5厘米或者1厘米,那么是不是我们的物理学,数学。。。等等大厦是不是轰然倒塌呢?

在Python编程中,"运动"通常是指模拟经典的牛顿问题,这是一个物理学上的经典问题,涉及到质点之间的引力相互作用。这种运动通常用于展示多动力学、天力学以及数值计算方法,如欧拉法或四阶Runge-Kutta方法。 要编写这样的程序,你需要了解基本的物理定律,比如牛顿第二定律F=ma,以及如何通过向量运算表达引力作用。Python提供了诸如NumPy库来处理向量和矩阵运算,Matplotlib库则可以用来可视化运动轨迹。 下面是一个简化的示例,展示了如何使用Python的基本数学模块和循环来模拟运动: ```python import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt # 定义常数 G = 6.674e-11 # 引力常数 m1 = m2 = m3 = 1 # 质量相同的物 r0 = [1, 0, 0] # 初始位置 v0 = [0, 0, 0] # 初始速度 # 设置时间步长和总时间 dt = 0.01 total_time = 10 # 计算并更新位置和速度 def update(state, masses, G): r = state[:3] v = state[3:] forces = np.array([[-G * masses[i] / np.linalg.norm(r - rj)**3 * (r - rj) for j in range(3)] for i in range(3)]) a = forces.sum(axis=0) / masses return np.concatenate((v + dt * a, r + dt * v)) state = np.zeros(6) # 初始化状态(位置+速度) positions = [r0] # 存储所有时间点的位置 for _ in range(int(total_time / dt)): state = update(state, [m1, m2, m3], G) positions.append(state[:3]) plt.plot(*zip(*positions), 'o-') plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.title('运动模拟') plt.show() ```
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