《源石科學(xué)基礎(chǔ)》炎京大學(xué) 源石科學(xué)專業(yè) 網(wǎng)課記錄 第二節(jié)

(月末任務(wù)比較多,課程視頻要晚一點(diǎn)才能剪出來(lái),所以就趕在約定的4月前先把文本版放出來(lái),涉及下一期視頻內(nèi)容和節(jié)目效果上的劇透,請(qǐng)慎重閱讀,但對(duì)文字敏感的同學(xué)可能直接看文本會(huì)比看視頻舒服很多)
簡(jiǎn)介:本專欄為炎京大學(xué)《源石科學(xué)基礎(chǔ)》的網(wǎng)課文本記錄,這是第二節(jié)課,源石與源石技藝作用原理部分。1123.2.20

聲明:本作品是基于游戲《明日方舟》的二創(chuàng)作品,但并未遵循《明日方舟》游戲內(nèi)設(shè)定與世界觀,本作所有內(nèi)容純屬虛構(gòu),請(qǐng)勿采信作品中的任何內(nèi)容,《明日方舟》游戲內(nèi)的一切設(shè)定請(qǐng)以官方為準(zhǔn)。 本作品純屬整活,目的僅為博君一笑,請(qǐng)不要把其中的任何一個(gè)字當(dāng)真,歡迎大家在評(píng)論區(qū)模仿正在學(xué)習(xí)這門(mén)課的同學(xué)們發(fā)言,請(qǐng)友善討論,非常感謝~

好,同學(xué)們,到點(diǎn)上課,還沒(méi)睡醒的同學(xué)趕緊收拾收拾準(zhǔn)備上課了。
那么開(kāi)始咱的源科基的第二節(jié)課,這節(jié)課應(yīng)該會(huì)比較長(zhǎng),講的東西比較難懂但很重要,之后很多東西都會(huì)以這節(jié)課的內(nèi)容為基礎(chǔ),大家打起精神來(lái)。這節(jié)課呢咱就專注解決兩個(gè)問(wèn)題,那就是源石的本質(zhì)和源石技藝的作用方式,課件上的小標(biāo)題我也寫(xiě)了,“給所有奇跡一個(gè)解釋”,我們上節(jié)課末尾提到的那篇論文不僅提出了源石技藝可能的一種作用方式,這種方式也適用于解釋很多幻想作品中的各種神奇現(xiàn)象,這節(jié)課講的東西如果正確,那他很有可能在描述我們這片大地的底層運(yùn)行方式,我認(rèn)為這對(duì)大家對(duì)這片大地正確的看法和觀點(diǎn)的建立是頗有幫助的,甚至呢有想法的同學(xué)可以試著寫(xiě)點(diǎn)那叫什么,聽(tīng)說(shuō)你們年輕人挺愛(ài)看的那個(gè)叫什么,網(wǎng)文,是嗎?哈哈,學(xué)以致用啊,發(fā)揮想象力,你們可以做出點(diǎn)好玩的東西來(lái)。
好,開(kāi)始正題,我們先從上節(jié)課的兩個(gè)問(wèn)題開(kāi)始,先講第二個(gè)問(wèn)題,第二個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單,“至純?cè)词遣皇羌儍粑??”,嗯,給大家五秒發(fā)一下答案,是還是不是?我沒(méi)記錯(cuò)的話這是初中化學(xué)物質(zhì)分類里講過(guò)的,我的記憶中當(dāng)時(shí)老師直接告訴了我們答案讓我們記住,因?yàn)樵虮容^復(fù)雜,考試也不會(huì)考,所以就沒(méi)有細(xì)講,我看看有多少同學(xué)還記得初中的知識(shí)啊。好,答案是否,至純?cè)词皇羌儍粑锇。?tīng)起來(lái)比較反常識(shí),你都至純了為啥還不是純凈物,這就要從至純?cè)词退泻性词钚缘奈镔|(zhì)的成分說(shuō)起了,舉個(gè)例子啊,這是什么?丙酮,最簡(jiǎn)單的飽和酮啊,這是它的鍵線式,但是含有源石活性的丙酮的鍵線式就需要寫(xiě)成這樣,把中央位置的這個(gè)碳原子換成代表源石的菱形符號(hào),這幾條線可以接上也可以不接,菱形的四個(gè)角也可以代表碳的四價(jià),換成菱形符號(hào)就表明這種化合物它是有源石活性的,為什么要這樣做呢?我們來(lái)看兩張圖,這是純化后的普通丙酮和源石丙酮的元素組成分析結(jié)果。


可以看到普通丙酮元素比例是完全符合化學(xué)式的,同學(xué)們隨手算算就能驗(yàn)證,而有源石活性的丙酮,很明顯,它的元素成分除了碳?xì)溲跬膺€多了別的元素,這說(shuō)明它顯然不是純凈物,而且這不是提純能力不足造成的,研究表明,這些有源石活性的物質(zhì)中的雜質(zhì)的存在方式非常詭異,比如源石丙酮,質(zhì)譜和原子光譜分析顯示這里面有一定比例的丙酮分子中的碳原子被氮磷等原子取代了,這明顯是違反價(jià)鍵規(guī)則的,但它確實(shí)就這么存在了,這也是為什么我們要用菱形符號(hào)去代替丙酮中央的碳原子以表示其具有源石活性了。這個(gè)菱形符號(hào)的用途還挺多的,除了我們剛才說(shuō)的可以代表碳四價(jià)原則之外還可以把對(duì)角線連起來(lái)表示手性碳原子,或者把苯環(huán)中間的圈換成菱形代表源石苯,用法很多啊,更專業(yè)的使用方法大家上相關(guān)課程比如有機(jī)化學(xué)的時(shí)候會(huì)學(xué),IUC命名法什么的,這里我們不多贅述。剛才我們解釋了純的源石丙酮不是純凈物,同理,至純?cè)词惖木w也因?yàn)榇嬖谄渌仉s質(zhì)和詭異的不符合價(jià)鍵規(guī)則的雜原子取代而不是純凈物,這些不符合價(jià)鍵規(guī)則的鍵理論上是非常易斷的,因此這也是源石相比具有相同組分的物質(zhì)額外含能的原因之一,另一個(gè)比較重要的原因在晶體結(jié)構(gòu)上,如果有學(xué)了晶體學(xué)的同學(xué)應(yīng)該知道,絕大多數(shù)晶體都是有二、三、四、六次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的,它們的倫琴射線衍射圖樣同理,但是源石晶體不同,源石晶體的倫琴射線衍射圖樣是有五次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的,和普通晶體完全不同,這種晶體被統(tǒng)稱為源晶,在宏觀上,我們平??吹降慕?jīng)典的至純?cè)词w通常是正十二面體或者正二十面體的,它們是同時(shí)有五次和六次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的。這種特殊對(duì)稱性我先做一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋,一會(huì)兒講第二個(gè)問(wèn)題的時(shí)候我們?cè)偕钊肓私?,源石晶體的這種特殊結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)程有序的,但是沒(méi)有平移對(duì)稱性,而普通晶體是同時(shí)具備這兩點(diǎn)的,舉個(gè)例子,我們可以用正三角形正方形或者正六邊形鋪滿一個(gè)平面,但是沒(méi)辦法用正五邊形鋪滿一個(gè)平面,可以簡(jiǎn)單理解為這就是普通晶體有二三四六次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸而沒(méi)有五次軸的原因,那么它是如何形成的呢?我們來(lái)看這張圖,這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的二維方格子點(diǎn)陣,我們斜著截取一個(gè)帶狀區(qū)域,然后把這個(gè)帶狀區(qū)域里的陣點(diǎn)投影到與這個(gè)帶狀區(qū)域平行的一條直線上,這條線上的投影點(diǎn)是長(zhǎng)程有序的,它符合斐波那契數(shù)列描述的分布,但是它沒(méi)有平移對(duì)稱性,我們就可以稱它為一維源晶,顯然它是二維圖像投影得到的,因此同理我們可以推斷,有五次對(duì)稱軸的源晶也是高維晶體在三維空間的投影,如果前面都聽(tīng)不懂也沒(méi)關(guān)系,我剛才這一大段的論述都是為了短平快地解釋清楚剛才這句話:源石晶體是高維晶體在三維空間的投影,記住這句話就行,而且這種結(jié)構(gòu)是含能的,這種含能結(jié)構(gòu)所儲(chǔ)存的能量就是源石晶體額外含能的原因之二,而且這部分含有的能量相對(duì)更多,一般占90%以上。液化源石雖然沒(méi)有固體結(jié)構(gòu),但有猜想認(rèn)為液化源石液體中會(huì)存在具有這種含能結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇,只不過(guò)顯然這種形式更不穩(wěn)定,這也是液化源石活性更高的原因之一。
我們剛才其實(shí)提到了源石晶體的早期定義,人們?cè)?jīng)就是用這種對(duì)稱性的差異來(lái)定義源石晶體的,之前的定義就是倫琴射線衍射圖樣具有五次或六次以上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的固體就是源石晶體,簡(jiǎn)稱源晶,但這個(gè)定義因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)了一種新的晶體而被棄用了,這種鋁錳合金很純凈,成分完全符合化學(xué)式,它同樣有著普通晶體不具有的五重軸,但它不像源石晶體那樣因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)而額外含能,隨后人們也發(fā)現(xiàn)了許多這樣不含碳但具有五重軸的合金,這些新的晶體被稱為準(zhǔn)晶,與源晶區(qū)分開(kāi)來(lái)。這也是最近的事情,如果能找到你們父母那一輩的舊課本就會(huì)發(fā)現(xiàn)那上面還是用的舊定義,欸說(shuō)到舊定義啊,再往上翻一輩,你們爺爺奶奶那輩的課本上,對(duì)源石的稱呼還是石原元素,這字太老打不出來(lái)啊,就是石字旁加一個(gè)原字,有同學(xué)應(yīng)該能注意到,源石在維多利亞語(yǔ)里叫Originium,origin就是起源、原初的意思,而-ium的后綴多用于元素名字末尾,直譯可以譯為原初元素,因?yàn)槭欠墙饘俟腆w所以譯為了石原元素,可以看出古早時(shí)期人們認(rèn)為源石是一種獨(dú)立元素的,我們上節(jié)課講的拉沃希確認(rèn)了源石中的主要組成元素和碳的性質(zhì)幾乎完全相同,后來(lái)的民捷列夫做元素周期表的時(shí)候,找不到這個(gè)元素的位置,他就把碳那格畫(huà)了個(gè)斜杠把這倆放一格里了,他認(rèn)為石原元素就是碳元素的另一種特殊形式。所以——科學(xué)在發(fā)展,各種定義也在因?yàn)槿藗儗?duì)這片大地了解的不斷深入而不停更新,科學(xué)史真的挺有趣的,同學(xué)們沒(méi)事可以了解一下。
好,第一個(gè)問(wèn)題,至純?cè)词遣皇羌儍粑?,咱們算是解釋清楚了,階段性勝利,睡著的同學(xué)醒一醒啊,你們這個(gè)年紀(jì)不應(yīng)該睡得著的啊。我們整理一下剛才一些比較重要的結(jié)論啊,首先,至純?cè)词患儯衅渌仉s質(zhì),其次,源石晶體是高維晶體在三維空間的投影,這一來(lái)自高維的結(jié)構(gòu)額外含能,就這兩點(diǎn),好,休息幾秒,提提神,我們繼續(xù)解決下一個(gè)問(wèn)題。
下一個(gè)問(wèn)題是怎么理解源石的定義,這張是上節(jié)課結(jié)尾的PPT啊,這里給出了源石和源石技藝的定義,這是兩個(gè)非常重要的概念,我們這節(jié)課最主要的目的就是把這兩個(gè)概念搞清楚,我相信很多同學(xué)聯(lián)系上下文后腦子里可能已經(jīng)有了一些猜想,這很好,大家要勤于思考,如果真的猜對(duì)了那么你的理解一定比其他同學(xué)更深,達(dá)到這一步的同學(xué)我可以斷言他期末考試不會(huì)有問(wèn)題。
好,首先,維度這個(gè)概念很重要,高維這個(gè)詞反復(fù)出現(xiàn),那么這就需要我們對(duì)維度有所了解,來(lái),復(fù)習(xí)一下初高中的數(shù)學(xué)知識(shí),因?yàn)楸容^簡(jiǎn)單我就講快一點(diǎn),我們來(lái)看看不同維度的空間都是什么樣的,這是一個(gè)一維的軸,數(shù)學(xué)上一般用作實(shí)數(shù)的數(shù)軸,對(duì)吧,這根軸由一個(gè)原點(diǎn)和一條直線組成,我們想要表示這根軸上任意一點(diǎn)的位置只需要一個(gè)數(shù)字就行,比如-3就是在負(fù)方向上距離原點(diǎn)3個(gè)單位的位置,這根軸就是一維線性空間。好,我們?cè)偌右桓S,新的軸與舊軸垂直,原點(diǎn)重合,這是什么?這是二維平面直角坐標(biāo)系,想表示這個(gè)平面上的一點(diǎn)需要幾個(gè)數(shù)字??jī)蓚€(gè),對(duì)吧,兩個(gè)數(shù)組成二維坐標(biāo),這就是二維平面空間。好,再加一根軸,新軸與之前的兩根軸都垂直,原點(diǎn)重合,這是什么,這是三維空間直角坐標(biāo)系,想要表示這個(gè)空間內(nèi)一點(diǎn)就需要三個(gè)數(shù)字,三個(gè)數(shù)組成三維坐標(biāo),這就是三維空間,也是我們所處的空間。好,以此類推,再進(jìn)一步,我們同時(shí)垂直于這三根軸,再加一根新的軸,來(lái)組成四維空間,行不行?能不能想象得出?思考一下?!碚撋鲜强梢缘?,只不過(guò)以我們?nèi)S的大腦是想象不出來(lái)的,我們只能用理性的數(shù)學(xué)方法計(jì)算它,比如我們知道四維空間中的一個(gè)點(diǎn)需要含有四個(gè)數(shù)字的坐標(biāo)來(lái)表示,但是永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法從感性的角度徹底理解它,那我們還怎么研究它呢?降維法就是最直觀的一種研究方法,我們可以通過(guò)我們可理解的三維空間與二維空間的關(guān)系去推導(dǎo)出四維空間與三維空間的關(guān)系,從而理解四維空間的運(yùn)行規(guī)律。哦對(duì),最后再提一句,零維空間是什么?……就是一個(gè)點(diǎn)嘛,對(duì)吧。
幾個(gè)維度的空間我們都有概念了,現(xiàn)在來(lái)思考一下不同維度空間之間的相互作用,首先講一個(gè)簡(jiǎn)單的概念,你們高中應(yīng)該也學(xué)過(guò),“投影”,投影就是指把一個(gè)東西的影子投射到一處空間上,在大多數(shù)情況下這是一個(gè)經(jīng)典的降維操作,比如拍照,就是把三維空間投影到相機(jī)的底片上,生成一張二維的照片,比如你看東西,三維空間投影到你的視網(wǎng)膜上,形成了二維的影像,由此我們可以得出一個(gè)結(jié)論,智慧生命所“看”到的一切都是其所在空間物質(zhì)的降維投影,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是三維生物看到的是二維圖像,二維生物看到的是一維線段,四維生物看到的就是三維空間了,只不過(guò)我們無(wú)法想象罷了。投影這部分也不難,我相信大家都能理解,不再贅述。
下一步,我們來(lái)探索不同維度空間之間的相互作用,來(lái)睡著的同學(xué)們醒一醒,接下來(lái)我們玩點(diǎn)好玩的,首先我們不妨建立一個(gè)二維的平面空間,同學(xué)們可以拿張白紙,這張白紙就是一個(gè)二維的平面空間,現(xiàn)在你們可以在這張紙上面畫(huà)個(gè)圓,賦予他生命,這個(gè)小圓就成了這個(gè)二維空間的一個(gè)二維生命。你可以為他畫(huà)上眼睛,畫(huà)出毛發(fā),畫(huà)出大腦,畫(huà)出內(nèi)臟……你是這片空間的造物主,而他是你的亞當(dāng),想做什么隨你喜歡。這就是我的亞當(dāng)啊,我隨手畫(huà)的,不要在意畫(huà)得好不好看啊,這不是重點(diǎn)。

現(xiàn)在請(qǐng)?jiān)煳镏髟谀愕膩啴?dāng)眼前畫(huà)幾個(gè)物體,正方形圓形什么東西都行,我畫(huà)的是這些啊,然后結(jié)合我們剛才講的,思考一個(gè)問(wèn)題:亞當(dāng)會(huì)看到什么樣的景象?
三維的我們看到的是二維的圖像,那么二維的亞當(dāng)看見(jiàn)的就是一維的線段了,我在亞當(dāng)眼前畫(huà)了一個(gè)方框,對(duì)他來(lái)說(shuō),這就是個(gè)二維的箱子,里面畫(huà)著一個(gè)圈和一個(gè)五角星,我們作為三維的造物主是能同時(shí)看到這所有的二維圖像的,我們能看到箱子里有什么,但亞當(dāng)不行,亞當(dāng)就只能看到箱子的一條邊,這個(gè)箱子對(duì)于三維的我們來(lái)說(shuō)是開(kāi)放的,但對(duì)于亞當(dāng)來(lái)說(shuō)是封閉的。
好,現(xiàn)在,請(qǐng)?jiān)煳镏髟谀X中想象幾個(gè)操作:一,捏癟二維空間的箱子;二,挪動(dòng)二維空間的箱子;三,拿走二維空間的箱子到三維空間中;四,把箱子又放回二維空間中的其他地方;五,用火點(diǎn)燃這個(gè)箱子;六,拿起二維空間中的亞當(dāng)?shù)饺S空間中。
我們一一分析這些行為在亞當(dāng)眼中造成的變化:一,亞當(dāng)眼中,箱子莫名其妙的變癟了;二,箱子莫名其妙的被挪動(dòng)了,三,箱子直接憑空消失了,露出了里面的小包;四,箱子憑空又出現(xiàn)在了其他地方;五,箱子莫名其妙的著火了……如果亞當(dāng)有我們的文學(xué)知識(shí),那他一定會(huì)給這些不可理喻的神奇現(xiàn)象起名叫魔法或者神跡。
接著,你可以直接把亞當(dāng)剪下來(lái),拿到空中完成第六個(gè)操作。在亞當(dāng)眼中,他剛才看到的一切瞬間消失了,取而代之的是一堆反復(fù)變化的景象——他看到了我們的維度,他用他二維的眼睛看到了我們?nèi)S空間的一維投影,然后你變化亞當(dāng)?shù)慕嵌?,讓他看向自己曾?jīng)生活的二維紙面空間,這時(shí)候,他就像你一樣,可以直接透過(guò)箱子看到里面的小包和小包里的東西了,只不過(guò)是以一維的形式,他還是無(wú)法像你一樣能直接把握二維物體的全貌。

同時(shí),亞當(dāng)還可以復(fù)制你剛才做過(guò)的“魔法”,如果你在二維空間再畫(huà)個(gè)夏娃做觀察者,那么亞當(dāng)也可以在二維平面的上方悄無(wú)聲息的做出一系列對(duì)夏娃來(lái)說(shuō)是魔法的操作,比如摘掉夏娃的心臟或者大腦什么的,二維空間的封閉圖形對(duì)于在二維空間的夏娃來(lái)說(shuō)是封閉的,但對(duì)于在二維平面之上的亞當(dāng)來(lái)說(shuō)就都是開(kāi)放的,有了另一個(gè)維度的操作空間,亞當(dāng)也幾乎是無(wú)所不能的。這就為我們解釋源石技藝的作用原理提供了基礎(chǔ)。
那么為了解釋源石技藝,提出這個(gè)觀點(diǎn)的“博士”做了這樣一個(gè)假設(shè),他以我們腳下這片大地為這個(gè)假設(shè)命名,稱為泰拉意識(shí)假設(shè),這個(gè)假設(shè)即:意識(shí)是高維物體,意識(shí)器官,通常而言是大腦,是高維意識(shí)在三維空間的投影。
想象一下,亞當(dāng)二維的大腦上面長(zhǎng)出了兩條胳膊,這兩條胳膊能以他的意志從二維平面上方對(duì)二維空間進(jìn)行干預(yù),直接執(zhí)行之前作為造物主的我們才能做到的“神跡”,很多同學(xué)已經(jīng)可以想到了,這就是二維空間的源石技藝。當(dāng)我們能夠掌握這種能力的時(shí)候,他也就不再是不可理解的神跡,而是一種技藝了。
回頭再來(lái)看看我們對(duì)源石和源石技藝的定義,源石定義:生物高維意識(shí)的化石在低維的投影。源石技藝定義:高維意識(shí)實(shí)體通過(guò)源石輔助對(duì)三維空間或其他意識(shí)產(chǎn)生作用的技術(shù)。同學(xué)們是不是有了更新的思考?
我們剛才用了降維的方法來(lái)理解,一直在講二維空間亞當(dāng)?shù)氖虑?,現(xiàn)在我們把一切都升一維,變成我們所處的三維空間,想象在我們?nèi)S空間的“紙面”之上,還有一個(gè)維度,我們的大腦在那個(gè)維度上還有一個(gè)實(shí)體,這個(gè)“紙面”之上的實(shí)體就是我們的意識(shí)本身,通過(guò)一些技巧和源石的輔助,我們就可以施展源石技藝,讓我們的高維意識(shí)直接動(dòng)起來(lái),從高維改變這片大地。
這節(jié)課大致的內(nèi)容講的差不多了,不過(guò)還有幾個(gè)比較關(guān)鍵的點(diǎn)沒(méi)有解釋,比如源石定義中的“化石”,源石技藝定義中為什么要“通過(guò)源石輔助”,以及我們有了這套理論體系之后如何解釋其他現(xiàn)象,并指導(dǎo)開(kāi)發(fā)新的源石技藝,還有一些哲學(xué)上的思考,這些我們就下節(jié)課再聊,抱歉呃這節(jié)課拖堂了,有些同學(xué)忘了關(guān)麥,以至于我隱約能聽(tīng)到呼嚕聲,好,下課下課,同學(xué)們回去可以多想想,我沒(méi)講的部分大家也可以思考下試試看,如果能憑自己找到答案那成就感將是無(wú)比巨大的,而且結(jié)論你一輩子都不會(huì)忘,那我們下節(jié)課再見(jiàn),拜拜~