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章四八三 布朗运动、扩散系数与星界(待会还有一章)[4 / 6]

明天面对导师的追问,我肯定应付不来。”

魔法皇帝又叹了口气,语气带着几分无奈:

“这是随机运动。”

“苏文认为,水是由水分子组成的,而水分子在微观层面一直在不停运动。”

“花粉落在水面上,会被这些不断运动的水分子持续撞击,所以才呈现出这种毫无规律的随机运动。这篇文章,核心就是在讲解这种随机运动的规律。”

安伯伦似懂非懂地点点头,又追问:“既然是随机的,那怎么计算规律啊?”

“我给你做个思维实验。”

魔法皇帝的声音顿了顿,放缓了语速,

“比如你手里拿一枚硬币,往上抛。正面朝上,你就往前走一步;反面朝上,你就往后走一步。你的前进和后退完全随机,这个你能理解吧?”

“这个程度我能懂。”安伯伦立刻点头。

“那抛200次硬币后,你会在什么位置?”魔法皇帝问道。

安伯伦一愣:“那我哪知道?可能在前面,也可能在后面。”

“没错。”魔法皇帝回应道,“你可能前进200步,也可能后退200步,具体位置就在这个区间内随机分布,但越靠近中间初始位置,概率越大。”

安伯伦若有所思,眉头微微皱起。

魔法皇帝继续说道:“那如果有500个人同时做这个实验,彼此互不干扰,抛200次硬币后,这500个人会分布在什么地方?”

安伯伦琢磨了一下,说道:“应该是在不同范围吧?靠近中间的人最多?”

“正是。”魔法皇帝的语气里多了几分赞许,“以初始位置0点为中心,0到10步、0到-10步这个范围的人最多,20到30步、-20到-30步的人会少一些,越往两端,人数越少。这种分布情况可以画成一条曲线。”

“苏文就是把这种分布曲线做了更细化的研究,用来分析扩散现象。他把花粉所在的区域转化成坐标,横坐标和纵坐标分别对应不同的位置,然后观察不同花粉的扩散情况。”

“因为随机运动中,前进和后退的概率均等,最终的平均位移会趋近于0,所以他干脆用位移的平方来计算——平方后只会是正数,不会相互抵消。这样就能画出清晰的扩散关系曲线,计算出曲率,进而得到扩散系数。”

说到最后,魔法皇帝干脆说道:“这家伙,真是

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