七天的简单太空训练也没有打消魏诚的兴奋劲。
一个月前,魏诚解决了数学七大千禧问题中的Navier-Stokes方程存在性问题,这是他十多年来的坚持不懈回馈给他的最甜美的礼物。中国航天局邀请他临场参观即将在“天宫”空间站举行的模拟实验,对他的理论进行模拟。他还被邀请通过网络在空间站给xx中学初三(1)班的同学们讲课,向初中生介绍他的工作。课程将在全国范围内直播。
现在魏诚正在空间站的舱室里讲课,他所在的舱室有一面透明的舱壁,舱壁另一侧有一个巨大的水箱,连接着各种复杂的设备,这些设备被用于精确控制水箱内各处水的流动方式的。
水箱中心有一片彩色的颜料,虽然很稀但不难看清。颜料伴着水流优美地变换着身姿。
一束白光照在三棱镜上,被三棱镜折射成七色光,这让魏诚所在的舱室变得绚丽多彩。
“三棱镜的原理,你们以前可能已经学过了。白光是混合光,三棱镜能把组成白光的单色光分解出来,就像这样,”魏诚说,“事实上,所有颜色的光线,都是由各种频率的单色光按比例混合而成。”
魏诚点了一下手机屏幕,发射白光的机器现在发出颜色不断变换的光线。在三棱镜的折射下,七色光带变得忽明忽暗,时而红色光最亮,时而橙色光与绿色光同时最亮,到了最后,机器发出的光线又稳定在白色。
“大家觉得,是这束白光更亮呢,还是白光分解出来的七色光更亮?”
“白光更亮……”同学们说。
“是的。根据能量守恒定律,白光的能量等于白光分解出来的不同频率光线能量的总和。现在,同学们想一想,除了光,还有什么可以像光一样分解为不同频率的叠加呢?”
同学们想了一会。一个女生怯生生地举起了手。
“声音”,她说。
“嗯,是的。”魏诚又向大家介绍声波的分解,任何音色的声波都可以分解为不同频率声音的叠加,而且声波所含的能量也等于它分解出的不同频率的声波的能量总和。
“这样的例子还有很多,你们以后的学习过程中会逐步接触到。这是我们今天的第一项准备工作,下面我们来讲第二项。”
与光线有关的设备被收了起来。在魏诚背后的幕布上,投影仪投影出了狼、羊、菜构成的卡通画面。
“我们先讲一个故事:一群旅人经过一片广阔的草原,那里生活着野狼和野羊,野狼群时常捕食野羊,大多数野羊惶惶不可终日。旅人们出于好心,将那里的野狼通通杀死了。几年后他们再次经过那里,发现那里的草原已经开始变成沙漠,野羊也不见了。”
“大家想一想,这种情况是怎么发生的呢?”
同学们想了一会,一个男生举起了手。
“狼没了以后,羊的繁殖越来越快,数量越来越多,最后把草吃光了。”
“没错,就是这样。在这片草原构成的世界里,狼、羊、草的数量随着时间推移不断变化。羊越多,草的增长就越慢,如果羊太多,草的数量就会下降。狼的增长由羊的数量决定,如果羊多,狼增长得就快,如果羊太少,狼就会饿死。而羊的增长速度,则同时由狼的数量和草的数量两项决定。”
魏诚播放了一段动画,用卡通的方式表示了狼、羊、草的数量,随着时间的推移,狼、羊、草的数量逐渐变化。
经过了一些对数量变化的解释,魏诚说,今天的第二项准备工作也完成了。
魏诚飘到透明墙壁附近,给同学们展示透明墙壁的另一侧。彩色颜料还在持续地变换形状。魏诚觉得,时间差不多了。果然,颜料毫无征兆地抖动了一下,好像有只看不见的手摇晃了一下巨型水箱。
无线电信号通过空间站和“北斗”通讯卫星传遍全球。全世界的科学工作者都欢呼起来,虽然魏诚的论文早已由多个相关专家检查通过,很多人也已参与了美国Clay数学所发给魏诚一百万美元奖金的仪式,但这是魏诚的工作第一次以现实的方式展现在公众眼中