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物理|只要掌握了它，就可以推导出整个物理大厦


物理|只要掌握了它，就可以推导出整个物理大厦
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物理学在诞生以来 ， 无数天才都为它添砖加瓦 ， 终于成为了高耸入云的巴别塔 ， 可是由于地基不稳 ， 物理大厦曾一次次崩塌 ， 但其中一块基石却从来没有变过 ， 随着岁月的流逝 ， 反而更加奕奕放光 ， 这块基石就是最小作用量原理 。

  1. 胡不归
一个青年正匆匆地赶路 ， 他神色焦急 ， 因为他的老父亲已经处于弥留之际 ， 他要在最短的时间内回家看父亲最后一眼 ， 可是他现在必须停下来做一个选择 。
在他面前是一片沙地 ， 他要想回家必须穿过沙地 ， 在沙地旁边是一条大路 ， 走沙地速度要慢一些 ， 青年略一思忖 ， 就踏上了沙地 ， 因为他知道两点之间距离最短 ， 可是当他回到家的时候 ， 老人已经撒手尘寰 ， 在弥留之际老人一直在念叨“胡不归” ， 意思就是为什么还不回来 。
这就是数学史上著名的胡不归问题 。
那么这个青年有没有办法提早到家呢？办法还是有的 ， 青年可以沿着大路先走一段 ， 在大路上的速度要比沙地中快一些 ， 然后再穿过沙地 ， 这样就可能提前一点到家了 ， 当然了 ， 要是再大路上走的路程长了 ， 也有可能更晚到家 ， 选择在大路上走多远就成了一个复杂的数学问题 。
要想在心情焦急的情况下立刻得出答案 ， 不要说对这个青年来说有点勉为其难了 ， 就是对数学家来说也不容易 。
对数学家来说都不容易的问题 ， 对于一束光来说就非常简单了 。
光在穿过不同介质的时候会发生折射 ， 我们看到水杯里的吸管会变弯就是光在空气和水这两种不同接着表面发生了折射 ， 而在不同的介质中光的传播速度是不一样的 ， 在水中光的传播速度要比在空气中慢一些 。
业余数学家费马发现了一个奇妙的现象 ， 就是光传播的时候总会找到一条耗费时间最短的路径 ， 由于是费马发现的 ， 这就叫做费马原理 ， 这个费马就是费马大定理那个费马 ， 他说由于书的空隙太小了 ， 他没有写出费马大定理的证明 ， 不过对于费马原理他却给出了证明 ， 看来数学家也不是总没有纸 。
再来看一下“胡不归”问题 ， 青年可以走大路也可以走沙地 ， 走大路的速度要快一些 ， 走沙地的速度要慢一些 ， 这就像极了光在折射时穿越不同介质 ， 这就是说人类需要思考才要知道的答案 ， 光在一瞬间就可以做到 。
其实不止是光 ， 自然界中有这种神奇能力的太多了 。
水滴总是尽可能接近球形 ， 来使得表面积达到最小 ， 电荷也总是聚集在物体表面 ， 这样会让电荷势能达到最小 ， 好像它们都有一种神奇的能力 ， 来使得能量变得更小 。
这些还都是无生命的物质 ， 生物同样具有这种神奇的能力 。 在寒冷的地区的树叶 ， 都尽可能很小甚至变成针状 ， 这样水分的蒸发变得更少 。

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