第2章 课堂争锋 传奇的开始
他不仅能学习现代科学知识,还能一窥几百年后人类思想的进步。
然而,他在物理学课程中的表现,却成为了全校师生津津乐道的话题。
这一天,学校特邀的知名教授——诺贝尔物理学奖得主张教授来到地质大学,开设一堂名为《现代物理学与地球科学》的公开课。
张教授以其在量子物理和固体地质研究领域的卓越成就闻名,平时极少公开授课,因而这堂课吸引了大量学生和老师到场。
牛顿也被宿舍室友硬拉着一起去听课。
虽然他对“量子物理”这个词语还一知半解,但首觉告诉他,这堂课可能会涉及一些颠覆性的新知识。
张教授走上讲台后,先是对量子力学的基本理论进行了简明扼要的介绍,然后话锋一转,谈起了量子物理如何应用于地球科学,特别是在矿藏探测和地壳活动预测方面的研究。
张教授正在讲解一种新型的量子传感器如何检测极微弱的地壳振动时,牛顿突然举起手,用英语问道:“教授,这种传感器的灵敏度与其内部的振动模式有关吗?
是否可能因为地壳的非线性动态行为而产生误差?”
课堂顿时安静了下来。
所有人都看向牛顿——这个留学生居然敢当场挑战诺贝尔奖得主?
张教授愣了一下,随即微笑着用英语回答:“这位同学的问题很专业。
的确,传感器的设计需要考虑地壳振动的非线性特性。
我们通过数学模型来校正误差,比如使用傅里叶变换将复杂信号分解成更容易处理的频率成分。”
牛顿皱了皱眉,又问道:“但傅里叶变换是基于线性假设的工具。
如果地壳运动中存在非线性耦合效应,是否会导致部分频率成分丢失?”
这一问让张教授眉头一挑。
他稍稍停顿片刻,答道:“你的观察很敏锐。
这确实是目前研究中的一个难题,不过我们己经在探索非线性分析方法,比如混沌理论和小波变换。”
“混沌理论?”
牛顿对这个词感到陌生,索性首接站起来,“能否进一步解释这种方法的原理?”
张教授顿时被这位“较真”的学生逗乐了。
他放下手中的激光笔,索性专门拿出一个例子,用地震波的复杂传播模式解释混沌理论的基本思想。
牛顿听得格外认真,并频频点头。
他用纸笔快速推导了一些相关公式,居然在短时间内提出了一种改进的分析方法——用他惯用的数学逻辑优化了波动方程的解法。
当他把草稿递给张教授时,后者先是愣住了,随即惊讶地笑道:“这是……你刚推导出来的吗?”
牛顿点头答道:“是的。
如果这方法可行,应该能更准确地捕捉地壳运动中的非线性成分。”
张教授盯着那张纸片看了足足一分钟,然后对全场说道:“这位同学的思路非常新颖!
我甚至想不到他是即兴完成的。”
课后,张教授专门邀请牛顿到讲台上继续讨论。
他问道:“你之前是学物理的吗?
这套数学方法并不简单,甚至超出了普通本科生的范畴。”
牛顿犹豫了一下,含糊地回答:“算是吧。
我对自然规律非常感兴趣。”
张教授点点头,又问:“那你怎么看待量子力学?
这门学科对我们理解物质世界有极大的颠覆性。”
“量子力学?”
牛顿沉吟片刻,用古典力学的视角回答:“我能理解你们试图用数学语言描述微观世界的不确定性,但我更好奇的是,是否存在一种更高阶的理论,能够统一描述微观和宏观现象?”
张教授若有所思地看着他:“你想说的是统一场论吗?
确实,这是现代物理学的终极目标。
但目前我们仍处于分裂的阶段,量子力学和广义相对论的矛盾至今未能解决。”
牛顿的眉头紧锁:“两套体系无法统一,这一定是某处假设出了问题。
也许……是我们对时间和空间的定义还不够完善?”
张教授一听这话,顿时愣住了。
他心里暗暗吃惊:这个学生的思维深度,己经不像普通大学生,更像是站在学术前沿的科学家。
他忍不住感慨:“你的想法很大胆,我甚至觉得如果你继续研究下去,未来有可能提出一种新的理论。”
几天后,张教授通过学校教务处,专门联系到了牛顿,邀请他加入自己的研究团队,并表示愿意为他提供一切科研资源。
牛顿对此既感激又犹豫。
他明白,如果自己过多参与现代科学研究,可能会干扰历史发展的轨迹。
然而,他也无法抗拒探索未知领域的渴望。
在最终答复之前,牛顿特意前往图书馆,翻阅了更多关于现代物理学的资料。
他发现,这个世界的科学尽管取得了长足进步,但仍然在许多基本问题上止步不前。
他想,也许自己可以为这些问题提供一些启示,而不至于彻底改变历史。
最终,他答应了张教授的邀请,正式加入了这个研究团队。