最近忙於科研,一天大部分的時間都在坐著看電腦,但坐久了腰疼。這兩天實在是忍不住,去醫院一檢查,好嘛,腰間盤突出了。
我心想這不開玩笑麼,年輕人能得這病?妥妥的誤診。我說我腰間盤沒病,醫生說我有病,我問他怎麼證明,只見他小手一揮,說:“沒病?沒病走兩步”。
走就走,剛想從椅子上站起來,突然腿麻了。眾實習醫生詫異:“他還沒走咋就麻了呢?”醫生微微一笑,回頭說:“你突你也麻”。
經歷了這一遭,我算是知道了,有沒有病,關鍵不在於是否真的走了兩步,而在於想走兩步的時候是否真的能走,即“想走兩步”和“能走兩步”之間微妙的關係。
“想走兩步”這種“身未動,心已遠”的趨勢,本質上就是力學中著名的
虛位移
,俗話來說,就是
想走,但不用走,走了,又沒完全走
。
為了詳細說明虛位移的特點,我回憶就診那天的經過,醫生問了我三個問題:
這就說明,
虛位移是無窮小的
,即只能走一點,不能走多了。
即
虛位移不是任意的,要滿足一定的約束條件
,去二仙橋,只能走成華大道。
再就是
虛位移不是實際存在的,是憑空想象的
,胡說八道是因為想上電視。
因此,
虛位移就是滿足約束條件的無窮小非實際位移
。那現在問題來了,虛位移是怎麼和得病聯絡起來的呢?首先我們都知道,人的行動是由意志決定的,我們先產生走兩步的想法,然後身體才會作出反應,產生實際的位置變化,即:
身體狀態的變化
正比於
虛位移
之前說過虛位移是無窮小的,只能走一點點,那身體狀態也就只能變一點點。接下來根據醫學的基本理論,沒病的人吃香喝辣,能睡能走能跳,即:
有病
→
想走
,但走不了
=
有虛位移
,但身體狀態沒有變化
因此,一個人如果有病,就意味著
對於任何的虛位移,身體狀態的變化為零
。這下終於理解了為什麼醫生說“沒病走兩步”,本質上就是看看你是否在想走的時候可以走,如果可以,那OK,沒病;如果想走走不了,那就壞了,肯定有病。
人作為一個複雜力學系統,必定服從相應的力學原理。上述關於走兩步的討論本質上就是一個最基本的力學原理——虛功原理。我們說一個力學系統的
虛功
正比於
虛位移
對於某些特別重要的狀態,比如平衡狀態,滿足:
平衡
→ 對於任何
虛位移
,
虛功都為零
這便是虛功原理的最一般表述。再推廣到任意的函式或者泛函,我們知道:
函式的自變數是數或陣列,泛函的自變數是函式
那麼就有:
函式或泛函的無窮小變化
正比於 自變數的無窮小變化
因此:
駐值
→ 對於任何
自變數的無窮小變化
,
函式或泛函的無窮小變化都為零
綜上所述,“沒病走兩步”這一思想幾乎將微分和變分的本質思想淋漓盡致地闡述出來。走的那兩步相當於一種試探,以後遇到想要研究的力學系統,可以類似地說:“平衡?平衡走兩步”。讓系統的自變數“走一點點”,看看系統總能量的變化,要是“走一點點”後總能量不變的話,那就說明這個系統是平衡的。
寫了這麼多,突然發現自己又長時間久坐了,快起來活動一下,扭扭腰,走兩步,要不就真得病了。
END
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編輯:樂子超人