第123章 现在的年轻人,一个比一个猛(1/2)
王浩的低呼声一声低呼,自然引起了讲台上张教授的注意。他有些好奇的下讲台,来到了第一排,目光自然而然的落在了李东的那张草稿纸上。只看了一眼,这位见多识广的燕大教授就微微一愣。紧接着,他竟然觉得老脸有些发烫。自己刚才还在讲台上信誓旦旦的说,王浩那种利用旋转60度构造等边三角形的方法,是切入这道题最高效的解法。可现在,看着李东草稿纸上画着的那个带细线和重物的模型……他有点后悔说那话了……他当然看得懂这是什么,只是在一堂纯粹的《几何与拓扑基础》课上。谁的脑回路会突然跳跃到经典力学上去?这小子居然用极其基础的受力平衡和重力势能,硬生生的砸开了这道纯几何极值题的壳。李东正拿着笔,准备在纸上再顺手推演一下,突然感觉光线被挡住了。他一抬头,正好对上张教授那玩味的眼神。“呃……张老师,我这个其实……”李东刚想开口解释两句,张教授却阻止了他往下说。“李东,你上去。”“把你的这个思路,给全班同学讲讲。”此话一出,教室里的同学们面面相觑。“嗯?怎么还有更优的解法吗?”“这道费马点问题,不旋转构造的话,难道直接用解析几何硬建系去算导数求极值?那计算量不得爆炸啊!”而坐在李东旁边的王浩,眼神复杂的看着李东。作为天才,他并不嫉妒李东,只是看着室友那种总能跳出三界外、不在五行中的解题姿势,感到一种深深的无奈。“天才和天才真的也有差距呀……”李东无奈的站起身,走向讲台对台下的同学说道。“其实就像王浩同学刚才的解法,那在几何上确实是最简单的。”“但是,我们或许可以换个角度来看待这个问题。”他在黑板上画了一个类似桌面的平行四边形,然后在上面点了A、B、C三个点。“假设,我们现在有一张绝对光滑的水平桌面,在桌面上对应着题意,打下A、B、C三个小孔。”“忽略掉一切绳子质量、桌面摩擦和空气阻力。”“然后,我们取三根长度均为L的细线,将它们的上端在桌面内打个死结,也就是点P。”“下端分别穿过这三个小孔,并在每一根细线的末端,各悬挂一个质量均为m的等重砝码。”随着李东的画图和描述,台下的学生们脑海中不自觉的浮现出了一个生动的物理力学模型。李东继续在黑板上写到。“以桌面为零势能面,向上为正方向。”“那么穿过小孔A的那根细线,它下方悬挂的砝码高度,就是-(L - PA)= PA - L。”“它的重力势能就是mg(PA - L)。”“同理,三个砝码的总重力势能Ep,可以表示为:【Ep = mg(PA - L)+ mg(PB - L)+ mg(PC - L)】【即:Ep = mg(PA + PB + PC)- 3mgL】写到这里,李东用粉笔在(PA + PB + PC)下面画了一条横线。“根据物理学中的势能原理,系统静止达到稳定平衡时,重力势能最低。”“而在这个公式里,m、g、L都是常数,所以当系统势能最低时,对应的必然是PA + PB + PC取得最小值。”“那么,当系统达到平衡状态时,桌面上的那个结点P,受力情况是怎样的呢?”“它在桌面上受到三个来自细线的拉力作用而平衡,三个拉力大小均等于砝码的重力mg。”“要使三个大小相等的共点力合力为零,它们之间的夹角必须完全相等。”李东说出了最后的答案:“即角APB =角BPC =角CPA = 120度。”整个阶梯教室安静极了。用物理学的能量视角去求几何线段的极值。严格从纯数学的角度来说,这种方法是有些投机取巧的,甚至稍微偏离了数学推导的严谨性。但它震撼人心的地方,恰恰在于那种跨学科的降维思维。几何法的最大难点,在于“灵感门槛”——为什么偏偏要想到旋转60度去构造等边三角形?如果没有大量的做题积累,很多新手会完全卡死在这里,找不到构造的方向。但物理法用的是“重物自然下垂找平衡”的生活常识,不需要硬憋几何技巧,直觉上就能直接理解,理解的门槛反而更低。更重要的一点是,通用性。几何法只能解决3个点的费马点问题,一旦拓展到4个点、甚至N个点的极值问题(比如N个点的广义费马点问题),几何构造会变得极其复杂,甚至无法实现。但物理法却可以直接推广。多一个点,就在桌面上多钻一个孔、多挂一个等重的砝码。平衡状态的结论依然成立!它从本质上抓住了“极值=势能最低”的核心逻辑。在未来的科研道路上,面对复杂的课题时,往往不是为了学术而学术,而是为了解决实际落地的问题。能跳出单一学科的桎梏,抓到解决问题最高效的工具,这才是最顶级的科研直觉。而李东现在的思维,显然已经领先了这群同龄的天骄们很大一段路程了。台下的同学们看着黑板,突然有一种茅塞顿开的感觉,李东这一课确确实实让他们收获很大。这种全新的思路,让他们隐隐感觉到,以后在做科研时,或许可以少走很多弯路。“看这个切题的角度,李东的物理应该也不错吧?”有人忍不住小声嘀咕了一句。坐在第一排的王浩听到这话,在心里凄凉的“呵呵”了一声。“你们恐怕不知道,这家伙开学第一天就在寝室里说,他最喜欢的就是物理!”以前王浩还以
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