一直觉得,牛顿第二定律包含着人生哲理。这个想法在脑中形成很久了,曾经想把这个思想写给一个亲密友人分享,而当感情失去,友人变成陌路,却还没做成这件事。终于知道,人生很多事情,等待就预示着错过。我已经错过他,却不想错过你们,于是,我写下我的思想,与有缘之人分享。
a=F/m,多么简洁美丽的公式。m是你的特征参数,它代表了你的本质;F是源项,这是每个人一生中所承受的各种力,代表了世界与你互动的方式和强度;而a,包含了速度和位置,它就是你的人生轨迹。所以,牛顿第二定律说明:你的人生轨迹,是由作用于你的源项,和你的本质所决定的。
让我用一些模拟来作一个科学的说明。首先来看我拍摄的静电纺丝高速摄影照片。
静电纺丝是一种生产纳米纤维的方法,利用静电场对聚合物溶液进行牵伸,最终形成纳米纤维。我在此不讨论该技术,我展示的是聚合物射流的运动轨迹。可以看到,聚合物射流初始经历了一段直线运动,然后,由于一个微小的扰动,它的轨迹开始变成一种螺旋形的不稳定形式,叫作鞭动(whipping)。
同时,我对静电纺丝的纤维运动轨迹,以及另一种制备纳米纤维的方法——熔喷技术的纤维运动轨迹作了数值模拟。下图左为静电纺丝纤维运动,图右为熔喷纤维运动。再次说明,我无意介绍这两种技术,我只告诉你,这两种技术的不同,在于静电纺丝利用的是静电场,而熔喷利用的是气流场。
静电纺丝纤维运动轨迹:扰动不段扩大 熔喷纤维运动轨迹:扰动扩大后受到抑制
铺垫很长,因为人生也很长。在北卡沉静的日子里,我一个人欣赏落叶,那叶子脱离树枝的开始一段时间,重力起到决定作用,叶子有一段垂直下落的过程;一阵微风吹过,这是一阵轻得让人感受不到的微风,或者只是空气的波动,便会给这落叶加上一个微小的横向扰动,于是,当我抬头,便看见这片袅娜的叶子,优美地螺旋下落,落向那片它未知的土地。这种螺旋形的运动轨迹,与静电纺丝中的纤维鞭动轨迹如出一辙。我想到我要做的静电纺丝模拟,如果只应用牛顿第二定律,那么将会得到直线运动的纤维,这不符合实际运动过程。于是,我给牛顿第二定律方程加上了一个初始扰动方程:x=asinωt,y=acosωt。纤维运动轨迹呈现在我的面前,它果然就是那种螺旋形的轨迹。
那么,为什么在运动方程上加上一个相当于声音振幅和频率的微小扰动,静电纺丝纤维就会偏离它原来的轨迹,开始舞蹈了呢?仔细研究F,即纤维所受的力,我们发现,施加在纤维上的源项形成了一个不稳定的体系,它会将初始扰动不断扩大,最终形成弯曲不稳定的鞭动,这即是数学中的分岔。再对比熔喷纤维的不稳定运动,我们发现在给熔喷纤维加上初始扰动之后,纤维的不稳定运动开始扩大,但很快得到了抑制,最终趋向稳定运动。这是因为,熔喷纤维所受的合力F形成了较稳定的系统,因此它最终会抑制扰动;而且,熔喷聚合物熔体的粘性远大于静电纺丝聚合物溶液的粘性,这也是熔喷的不稳定运动得到抑制的原因。
综上所述,源项和本质,决定了聚合物纤维的运动轨迹,同样决定了我们人生的轨迹。在简单的社会,人生之路本是一条直线。社会的复杂化,人所承受的力纷繁复杂,使人生处于一种难以预测的不稳定状态,因而,一个小小的扰动,比如,一次心动的相遇,一场不该有再遇,书写了人生的扰动方程,改变了你人生的轨迹。但是,别忘了,我们还有校正我们人生轨迹的重要参数,m,这是你的本质参数。有些人的本质,足以抵御扰动,就如我上面所举的熔喷纤维一样,在经历了一段时间的不稳定运动之后,回到正常的轨迹。而有些人却无法抵御扰动,就如静电纺丝纤维,将扰动扩大成鞭动,那是超出了我们预料的不稳定运动,从此,我们的人生,就不在自己的掌控之中了。
遗憾吗?抑或,人生就是因为复杂、不可控而充满了诱惑,不同路径的人生之路,使世界变得复杂、神秘而美丽。而你,将有着怎样舞蹈的人生轨迹?
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