第5章:驗證質(zhì)量守恒定律
亞歷山大家的女仆為卞文浩,或者現(xiàn)在應(yīng)該叫林格,送來了晚餐。謝過對方以后,林格又把目光聚集在了畫冊的封面上。林格·霍夫曼的大名就寫在上面,他想了想,提筆在中間添了三個字母,變成了:林格·BWH·霍夫曼,這也算是他的執(zhí)念吧。
打開房間正要走出去的女仆停了一下,轉(zhuǎn)過身來問道:“林格先生,您今天晚上要一直待在藏書室里做研究嗎?”畢竟他連飯都沒有出去吃。
林格想了想回道:“嗯,今晚我就待在這里?!?p> “知道了先生?!迸桶站狭艘还箨P(guān)上房門退了出去。她覺得今天的林格先生有一點奇怪,先是莫名其妙的暈倒在地,然后又一個下午都躲在房里不出來。如果不是因為魔法師的病只有魔法師能治,她肯定早就去請巫醫(yī)來了。
林格自然不知道女仆艾琳在想什么,他現(xiàn)在的注意力完全被吸引在了掌心的那一團(tuán)躍動的小火苗上?;鹉Хㄊ亲罨A(chǔ)、會的人最多的魔法之一,十個魔法師里有七個都會。在林格的眼里這一團(tuán)憑空出現(xiàn)的火焰簡直是世界上最不可思議的存在,放在那個沒有魔力的現(xiàn)代社會,拍電影都不用做特效了。
火不可能脫離可燃物單獨存在,這是一個普通人稍微想想就能明白的簡單道理:沒有可燃物火怎么燃燒呢?以前陪妹妹看電影的時候,他對電影中的那些憑空從手掌心里冒火的特效嗤之以鼻,因為這根本就不現(xiàn)實——虛假的東西令他渾身不舒坦。
現(xiàn)在林格就渾身不舒坦了,他的后背直冒汗。掌心里的那一團(tuán)火散發(fā)著明黃色的光芒,它具有真實的溫度,還會隨著熱脹冷縮的空氣向上冒動,但它的根部卻是一團(tuán)掌心向上兩厘米厚的空氣。對于林格來說,這種詭異的現(xiàn)象足以顛覆他的世界觀,一股不可名狀的恐懼從他的后腦向下蔓延,是他渾身都起了雞皮疙瘩。別小看這種小小的現(xiàn)象,因為它足以證明在這個世界里所有的基礎(chǔ)規(guī)律和法則都與他原先認(rèn)識的那個世界不同。
火都能憑空冒出來了,那還有什么不可能的嗎?
不過過了一會兒,林格冷靜了下來,仔細(xì)的回顧了一下以前所學(xué)的知識,他發(fā)現(xiàn)自己好像有點慣性思維了。整理了一下思路,他開始從頭思考:
首先第一個問題:火的本質(zhì)是什么?
簡單解釋一下就是:可燃物分子在高溫作用下化學(xué)鍵斷裂,然后與空氣中的氧分子結(jié)合。該反應(yīng)釋放出化學(xué)能,并將能量傳遞于可燃物和氧氣分子或者是空氣分子的電子上,使電子能級增加。由于高能級電子狀態(tài)不穩(wěn)定,它們會在極短的時間內(nèi)重新回到低能級,再將自己的能量以電磁波和分子動能的形式釋放出來,該現(xiàn)象稱為電子的能級躍遷。這時,火焰就誕生了。它的光來自于電子躍遷,它的熱來自于電子躍遷以及化學(xué)鍵斷裂或結(jié)合時的部分分子動能。
綜合起來一句話就是:電子躍遷和分子動造就了火的光和熱。在這個結(jié)論里面并沒有可燃物的存在,也沒有氧氣的存在,這意味著二者并不是火焰出現(xiàn)的必要條件。只要有能量讓電子從低能級轉(zhuǎn)化為高能級,就自然而然地產(chǎn)生了光,有了光我們就能看見火;而化學(xué)鍵的能量作用下的斷裂與結(jié)合也會釋放出大量的熱,火就會變得很燙人。
林格看了看自己的手掌,思考有了頭緒:也許自己的手掌心里并沒有可燃物來提供能量,但是魔力可以呀!林格由于身體使用魔法已經(jīng)習(xí)以為常了,所以一直在自然而然地源源不斷地釋放出魔力。林格中斷了魔力的供應(yīng),掌心里的火焰瞬間消失。
林格松了一口氣,抹抹頭上的冷汗(這真不是熱的):還好還好,要是能量守恒定律都可以被打破的話,那他真的可以不用面對這個危險的世界了。大部分魔幻小說里所描述的那些情景放在現(xiàn)實根本不可能存在,因為它們違反了最基本的物理和數(shù)學(xué)定律。想想哪天假如1+1不等于2了,那這個世界分分鐘就得因為法則不能邏輯自洽的問題而瞬間坍塌湮滅。
當(dāng)然這一個小小的舉動并不能證明更多,林格需要做一些實驗來確定這個世界的運行法則是否正常。林格想起了量子力學(xué)多維空間理論中所說的那些,在高緯度空間里,世界分為無限多種可能,如果你能在其中找到一個世界,并發(fā)現(xiàn)在那里面無論什么情況下1+1都等于2,那么恭喜你,你找到了一個可行性世界,意思就是這個世界是可以穩(wěn)定存在的。
所以說1+1=2簡直是世界上最偉大的定律,無論對于物理還是數(shù)學(xué)來說。
林格思考了一會兒,決定了他所需要做的實驗和方式。根據(jù)思路來,首先第一步:如果你想證明這個世界是真實的,是可以存在的,是可以自由運行的,那么這個世界需要滿足哪幾個條件?
答案:1.質(zhì)能守恒。2.信息熵守恒。
由于質(zhì)能轉(zhuǎn)換很難實現(xiàn),信息熵又無法量化,為此林格只需要證明:質(zhì)量守恒定律,能量守恒定律以及熱力學(xué)第二定律。
確定并將實驗流程寫在紙上后,林格產(chǎn)生了一種不可名狀的興奮感。他感覺現(xiàn)在自己就像一個偉大的物理學(xué)家,他要證明這個世界上最偉大的物理定律。
現(xiàn)在天色晚了,林格壓抑下自己激動的心情,決定等明天開始正式做實驗。其實他的心里還藏著點小九九:他打算明天讓自己的那幾個學(xué)生一同觀看他做實驗。畢竟這么偉大的事情怎么可以沒有人觀看呢,就像伽利略扔鐵球一樣。
第二天一早,林格從自己睡的書桌上爬了起來,興沖沖地跑了出去。林格要做的實驗很簡單,不過由于這個世界的特殊性,所以林格將其分為有魔力影響下和無魔力影響下的兩類,通過對比來尋找魔力的性質(zhì)。
之前根據(jù)林格大腦里的記憶,在他以前所看過的魔法書上,以及看別人施展魔法的過程中,林格都沒有發(fā)現(xiàn)有明顯違反質(zhì)能守恒定律的記錄和跡象。這大大增強(qiáng)了他的信心。
經(jīng)過一個上午的忙碌,林格通過吩咐亞歷山大家的仆從以及自己親自動手制作的方式,收集全了實驗材料。然后在一眾仆從疑惑的眼光中滿面紅光地走進(jìn)了藏書室。
自從林格成為亞歷山大家的魔法教師以后,藏書室就成了他教導(dǎo)兩位小姐的主要場所,說是教室也不無不可。亞歷山大給自己的兩個女兒菲爾·弗倫斯和洛娜·弗倫斯各配了兩個丫頭伴學(xué),美其名曰給仆人們也有一個學(xué)習(xí)魔法的機(jī)會。不過那四個丫頭比她們服侍的小姐還要漂亮,林格總覺得這里面隱藏了弗倫斯先生某些不可告人的秘密。之前被林格咸豬手攻擊到的女孩就是四個丫頭中的一位,她站在林格前面,還低著頭不敢直視他。
“咳咳!”林格咳嗽兩聲打斷了女孩們停留在實驗器材上的好奇目光正聲道:“今天暫停一下魔法理論知識的學(xué)習(xí),咱們來做一個有趣的實驗。”
“那老師,咱們要做什么實驗?zāi)??”提問的女孩是亞歷山大的大女兒菲爾·弗倫斯,她有一頭褐色的短發(fā),左發(fā)梢上別著一個淡藍(lán)色的貝殼發(fā)卡,她的眼睛也是淡藍(lán)色的,身上穿的過膝連衣裙和小皮靴都是藍(lán)色的,只有長襪是白色的。
面對菲爾的提問,林格神秘地笑了笑:“問得好,我們今天要做的就是讓我們了解到這個世界運行的偉大規(guī)則的偉大實驗!”
“噢~”女孩們張開小嘴做恍然大悟狀。
“那么接下來,就是做實驗的時間了,首先……”林格轉(zhuǎn)過身去拿了兩個東西在手里向女孩們展示,“大聲的告訴我,我手里拿的是什么?”
“玻璃杯!”
“蠟燭!”
四個伴學(xué)的女孩回應(yīng)了林格的問題,倒是菲爾和洛娜睜著大眼睛疑惑地望著林格,似乎在問他為什么要問這樣簡單的問題。
“好啦,這種簡單的問題我就不再問你們了,接下來還有幾個東西先展示給你們看。”林格看出來了兩個小姑娘的疑惑,收起了小心思,然后繼續(xù)拿出了細(xì)口玻璃杯、一小圈銅絲網(wǎng)、一個大瓷盤還有一杯水。
“首先第1個實驗,驗證在無魔力參與的普通物質(zhì)物理變化過程中質(zhì)量始終守恒的實驗——”
?。??小姑娘們一頭霧水。
“簡稱燒開水。”林格微笑道。
“噢~”女孩們又做恍然大悟中。不過洛娜卻感到十分奇怪,這燒開水算什么實驗呀?
首先林格拿出了一臺簡易制作的杠桿吊盤天平,然后將細(xì)口玻璃杯按入一旁地下的水盆里灌了小半瓶子的水,又取出一截實心鐵塊。把鐵塊放在天平的一邊,把玻璃杯們和瓷盤放在天平的另一邊,通過向鐵塊那一邊不斷地添加少量的沙子,最終使兩端基本平衡。
“現(xiàn)在這種情況說明兩端的物體重量相等,你們都明白吧?”林格微笑著問道。
“嗯嗯!”女孩們都點了頭。
實驗繼續(xù)。林格又取出了兩塊石頭對著一小團(tuán)棉花擦呀擦呀擦——“哄!”著火了,然后趕緊把棉花夾起來點燃蠟燭。林格對這種原始的取火方式深惡痛絕,如果他不是魔法師,那么接下來他第一個要做的任務(wù)就是發(fā)明火柴。
隨后林格將那一小圈銅絲網(wǎng)罩著蠟燭火焰插進(jìn)蠟燭油中,在火焰的加熱和銅絲的傳熱作用下,更多的蠟燭油被氣化蒸發(fā),形成了火勢更大更明亮的火焰。這一變化讓從未見過此情景的女孩們感到十分驚奇,以為這是老師的魔法。
林格把粗粗的蠟燭放在瓷碟上,用彎折的鐵絲把細(xì)口玻璃杯架起來放在蠟燭上加熱,然后又將普通玻璃杯倒扣在細(xì)口玻璃杯上方,又在普通玻璃的屁股上墊了兩層浸了水的布。在銅絲網(wǎng)的幫助下,蠟燭的火焰已經(jīng)足以在短時間內(nèi)加熱一杯水了,沸騰的水蒸氣會在普通玻璃杯內(nèi)冷凝變回水,而浸水的布則用來保證普通玻璃杯有足夠的冷凝時長,瓷盤則用來收集滴落的冷凝水。
只要實驗前后玻璃杯加瓷盤加水的質(zhì)量基本保持不變,那么實驗就算是成功了,畢竟質(zhì)量守恒定律并不需要特別精確驗證?,F(xiàn)在林格和他的學(xué)生們正耐心等待蠟燭將細(xì)口玻璃杯內(nèi)的水燒開。
洛娜在等水燒開的過程中終于忍不住發(fā)問道:“老師,我們做這個實驗干什么呢?”
林格神秘兮兮地說道:“來證明一條真理!”
“真理?什么真理?”小洛娜眨巴著褐紅色的大眼睛問道,其他的女孩們也很期待地望著林格。
林格自信一笑道:“質(zhì)量守恒定律!”