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閱讀數學/白紙革命中的方程式

中國大陸爆發「白紙革命」。圖/美聯社
中國大陸爆發「白紙革命」。圖/美聯社

11月底,中國展開了一系列的白紙革命。其中,北京清華大學的學生舉起一張A4紙,上頭還列著一道知名的弗里德曼方程式(Friedmann Equations)。有些媒體指出,這是取Friedmann的諧音來表達freedom、free man的意思。可我們深入研究後發現,這道方程式背後,還有一段有趣的故事。

§關於宇宙的研究

1915年,愛因斯坦發表廣義相對論,提出宇宙萬物都受到重力的牽引。但問題來了,如果宇宙大小固定又持續彼此吸引,那麼星體最終都將相互靠近,宇宙的命運將會結束在縮小與夾擠之中。這樣的觀點,與當時主流認知的「宇宙穩定不變」有所違背。因此,愛因斯坦再假設存在一股「宇宙斥力」與重力平衡。這樣一來,整個宇宙就又能處於穩定狀態。

§學術圈不被聽見的聲音

然而,7年後,蘇聯數學家兼宇宙學家傅里德曼推翻了這個想法,他說

「其實,宇宙一直在擴張,重力反而是減緩擴張的速度。」

傅里德曼一口氣挑戰當代主流觀點,還是由科學界巨人愛因斯坦所提出的觀念。想當然耳,傅里德曼的說法沒被什麼人接受。直到幾年後,科學家透過望遠鏡觀測到遙遠星雲,發現它們正在遠離地球,證實了「宇宙擴張之說」。科學家更推論,若擴張模型是正確的,那麼宇宙初始應該是匯聚了所有的星體,也就是我們現今熟悉的大霹靂。

§白紙革命中的方程式

原來,傅里德曼方程式本身就可以被視為一道具有「推翻」的數學式。儘管它不是第一次提出就被廣為接受,但最終,時間證明了它的正確性。它也成了現今宇宙學的重要基礎。

當然,我們不清楚舉起這道方程式的北京清華學生,是否熟知這段故事,或只是取其諧音,還是剛好桌上有這張印了公式的白紙。可不管怎樣,在中國那樣的環境下,他們的抗爭都展現出無法用方程式描繪的勇氣。

本篇文章與數感實驗室朱倍玉共同完成。

北京 愛因斯坦 數學科 數感實驗室 白紙革命 相對論 閱讀數學

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