《源石科学基础》炎京大学 源石科学专业 网课记录 第二节

（月末任务比较多，课程视频要晚一点才能剪出来，所以就赶在约定的4月前先把文本版放出来，涉及下一期视频内容和节目效果上的剧透，请慎重阅读，但对文字敏感的同学可能直接看文本会比看视频舒服很多）

简介：本专栏为炎京大学《源石科学基础》的网课文本记录，这是第二节课，源石与源石技艺作用原理部分。1123.2.20

声明：本作品是基于游戏《明日方舟》的二创作品，但并未遵循《明日方舟》游戏内设定与世界观，本作所有内容纯属虚构，请勿采信作品中的任何内容，《明日方舟》游戏内的一切设定请以官方为准。 本作品纯属整活，目的仅为博君一笑，请不要把其中的任何一个字当真，欢迎大家在评论区模仿正在学习这门课的同学们发言，请友善讨论，非常感谢~

好，同学们，到点上课，还没睡醒的同学赶紧收拾收拾准备上课了。

那么开始咱的源科基的第二节课，这节课应该会比较长，讲的东西比较难懂但很重要，之后很多东西都会以这节课的内容为基础，大家打起精神来。这节课呢咱就专注解决两个问题，那就是源石的本质和源石技艺的作用方式，课件上的小标题我也写了，“给所有奇迹一个解释”，我们上节课末尾提到的那篇论文不仅提出了源石技艺可能的一种作用方式，这种方式也适用于解释很多幻想作品中的各种神奇现象，这节课讲的东西如果正确，那他很有可能在描述我们这片大地的底层运行方式，我认为这对大家对这片大地正确的看法和观点的建立是颇有帮助的，甚至呢有想法的同学可以试着写点那叫什么，听说你们年轻人挺爱看的那个叫什么，网文，是吗？哈哈，学以致用啊，发挥想象力，你们可以做出点好玩的东西来。

好，开始正题，我们先从上节课的两个问题开始，先讲第二个问题，第二个问题比较简单，“至纯源石是不是纯净物？”，嗯，给大家五秒发一下答案，是还是不是？我没记错的话这是初中化学物质分类里讲过的，我的记忆中当时老师直接告诉了我们答案让我们记住，因为原因比较复杂，考试也不会考，所以就没有细讲，我看看有多少同学还记得初中的知识啊。好，答案是否，至纯源石不是纯净物啊，听起来比较反常识，你都至纯了为啥还不是纯净物，这就要从至纯源石和所有含有源石活性的物质的成分说起了，举个例子啊，这是什么？丙酮，最简单的饱和酮啊，这是它的键线式，但是含有源石活性的丙酮的键线式就需要写成这样，把中央位置的这个碳原子换成代表源石的菱形符号，这几条线可以接上也可以不接，菱形的四个角也可以代表碳的四价，换成菱形符号就表明这种化合物它是有源石活性的，为什么要这样做呢？我们来看两张图，这是纯化后的普通丙酮和源石丙酮的元素组成分析结果。

可以看到普通丙酮元素比例是完全符合化学式的，同学们随手算算就能验证，而有源石活性的丙酮，很明显，它的元素成分除了碳氢氧外还多了别的元素，这说明它显然不是纯净物，而且这不是提纯能力不足造成的，研究表明，这些有源石活性的物质中的杂质的存在方式非常诡异，比如源石丙酮，质谱和原子光谱分析显示这里面有一定比例的丙酮分子中的碳原子被氮磷等原子取代了，这明显是违反价键规则的，但它确实就这么存在了，这也是为什么我们要用菱形符号去代替丙酮中央的碳原子以表示其具有源石活性了。这个菱形符号的用途还挺多的，除了我们刚才说的可以代表碳四价原则之外还可以把对角线连起来表示手性碳原子，或者把苯环中间的圈换成菱形代表源石苯，用法很多啊，更专业的使用方法大家上相关课程比如有机化学的时候会学，IUC命名法什么的，这里我们不多赘述。刚才我们解释了纯的源石丙酮不是纯净物，同理，至纯源石之类的晶体也因为存在其他元素杂质和诡异的不符合价键规则的杂原子取代而不是纯净物，这些不符合价键规则的键理论上是非常易断的，因此这也是源石相比具有相同组分的物质额外含能的原因之一，另一个比较重要的原因在晶体结构上，如果有学了晶体学的同学应该知道，绝大多数晶体都是有二、三、四、六次旋转对称轴的，它们的伦琴射线衍射图样同理，但是源石晶体不同，源石晶体的伦琴射线衍射图样是有五次旋转对称轴的，和普通晶体完全不同，这种晶体被统称为源晶，在宏观上，我们平常看到的经典的至纯源石晶体通常是正十二面体或者正二十面体的，它们是同时有五次和六次旋转对称轴的。这种特殊对称性我先做一个简单的解释，一会儿讲第二个问题的时候我们再深入了解，源石晶体的这种特殊结构是长程有序的，但是没有平移对称性，而普通晶体是同时具备这两点的，举个例子，我们可以用正三角形正方形或者正六边形铺满一个平面，但是没办法用正五边形铺满一个平面，可以简单理解为这就是普通晶体有二三四六次旋转对称轴而没有五次轴的原因，那么它是如何形成的呢？我们来看这张图，这是一个标准的二维方格子点阵，我们斜着截取一个带状区域，然后把这个带状区域里的阵点投影到与这个带状区域平行的一条直线上，这条线上的投影点是长程有序的，它符合斐波那契数列描述的分布，但是它没有平移对称性，我们就可以称它为一维源晶，显然它是二维图像投影得到的，因此同理我们可以推断，有五次对称轴的源晶也是高维晶体在三维空间的投影，如果前面都听不懂也没关系，我刚才这一大段的论述都是为了短平快地解释清楚刚才这句话：源石晶体是高维晶体在三维空间的投影，记住这句话就行，而且这种结构是含能的，这种含能结构所储存的能量就是源石晶体额外含能的原因之二，而且这部分含有的能量相对更多，一般占90%以上。液化源石虽然没有固体结构，但有猜想认为液化源石液体中会存在具有这种含能结构的团簇，只不过显然这种形式更不稳定，这也是液化源石活性更高的原因之一。

我们刚才其实提到了源石晶体的早期定义，人们曾经就是用这种对称性的差异来定义源石晶体的，之前的定义就是伦琴射线衍射图样具有五次或六次以上旋转对称轴的固体就是源石晶体，简称源晶，但这个定义因为人们发现了一种新的晶体而被弃用了，这种铝锰合金很纯净，成分完全符合化学式，它同样有着普通晶体不具有的五重轴，但它不像源石晶体那样因为这种结构而额外含能，随后人们也发现了许多这样不含碳但具有五重轴的合金，这些新的晶体被称为准晶，与源晶区分开来。这也是最近的事情，如果能找到你们父母那一辈的旧课本就会发现那上面还是用的旧定义，欸说到旧定义啊，再往上翻一辈，你们爷爷奶奶那辈的课本上，对源石的称呼还是石原元素，这字太老打不出来啊，就是石字旁加一个原字，有同学应该能注意到，源石在维多利亚语里叫Originium，origin就是起源、原初的意思，而-ium的后缀多用于元素名字末尾，直译可以译为原初元素，因为是非金属固体所以译为了石原元素，可以看出古早时期人们认为源石是一种独立元素的，我们上节课讲的拉沃希确认了源石中的主要组成元素和碳的性质几乎完全相同，后来的民捷列夫做元素周期表的时候，找不到这个元素的位置，他就把碳那格画了个斜杠把这俩放一格里了，他认为石原元素就是碳元素的另一种特殊形式。所以——科学在发展，各种定义也在因为人们对这片大地了解的不断深入而不停更新，科学史真的挺有趣的，同学们没事可以了解一下。

好，第一个问题，至纯源石是不是纯净物，咱们算是解释清楚了，阶段性胜利，睡着的同学醒一醒啊，你们这个年纪不应该睡得着的啊。我们整理一下刚才一些比较重要的结论啊，首先，至纯源石不纯，有其他元素杂质，其次，源石晶体是高维晶体在三维空间的投影，这一来自高维的结构额外含能，就这两点，好，休息几秒，提提神，我们继续解决下一个问题。

下一个问题是怎么理解源石的定义，这张是上节课结尾的PPT啊，这里给出了源石和源石技艺的定义，这是两个非常重要的概念，我们这节课最主要的目的就是把这两个概念搞清楚，我相信很多同学联系上下文后脑子里可能已经有了一些猜想，这很好，大家要勤于思考，如果真的猜对了那么你的理解一定比其他同学更深，达到这一步的同学我可以断言他期末考试不会有问题。

好，首先，维度这个概念很重要，高维这个词反复出现，那么这就需要我们对维度有所了解，来，复习一下初高中的数学知识，因为比较简单我就讲快一点，我们来看看不同维度的空间都是什么样的，这是一个一维的轴，数学上一般用作实数的数轴，对吧，这根轴由一个原点和一条直线组成，我们想要表示这根轴上任意一点的位置只需要一个数字就行，比如-3就是在负方向上距离原点3个单位的位置，这根轴就是一维线性空间。好，我们再加一根轴，新的轴与旧轴垂直，原点重合，这是什么？这是二维平面直角坐标系，想表示这个平面上的一点需要几个数字？两个，对吧，两个数组成二维坐标，这就是二维平面空间。好，再加一根轴，新轴与之前的两根轴都垂直，原点重合，这是什么，这是三维空间直角坐标系，想要表示这个空间内一点就需要三个数字，三个数组成三维坐标，这就是三维空间，也是我们所处的空间。好，以此类推，再进一步，我们同时垂直于这三根轴，再加一根新的轴，来组成四维空间，行不行？能不能想象得出？思考一下。…………理论上是可以的，只不过以我们三维的大脑是想象不出来的，我们只能用理性的数学方法计算它，比如我们知道四维空间中的一个点需要含有四个数字的坐标来表示，但是永远没有办法从感性的角度彻底理解它，那我们还怎么研究它呢？降维法就是最直观的一种研究方法，我们可以通过我们可理解的三维空间与二维空间的关系去推导出四维空间与三维空间的关系，从而理解四维空间的运行规律。哦对，最后再提一句，零维空间是什么？……就是一个点嘛，对吧。

几个维度的空间我们都有概念了，现在来思考一下不同维度空间之间的相互作用，首先讲一个简单的概念，你们高中应该也学过，“投影”，投影就是指把一个东西的影子投射到一处空间上，在大多数情况下这是一个经典的降维操作，比如拍照，就是把三维空间投影到相机的底片上，生成一张二维的照片，比如你看东西，三维空间投影到你的视网膜上，形成了二维的影像，由此我们可以得出一个结论，智慧生命所“看”到的一切都是其所在空间物质的降维投影，简单来说就是三维生物看到的是二维图像，二维生物看到的是一维线段，四维生物看到的就是三维空间了，只不过我们无法想象罢了。投影这部分也不难，我相信大家都能理解，不再赘述。

下一步，我们来探索不同维度空间之间的相互作用，来睡着的同学们醒一醒，接下来我们玩点好玩的，首先我们不妨建立一个二维的平面空间，同学们可以拿张白纸，这张白纸就是一个二维的平面空间，现在你们可以在这张纸上面画个圆，赋予他生命，这个小圆就成了这个二维空间的一个二维生命。你可以为他画上眼睛，画出毛发，画出大脑，画出内脏……你是这片空间的造物主，而他是你的亚当，想做什么随你喜欢。这就是我的亚当啊，我随手画的，不要在意画得好不好看啊，这不是重点。

现在请造物主在你的亚当眼前画几个物体，正方形圆形什么东西都行，我画的是这些啊，然后结合我们刚才讲的，思考一个问题：亚当会看到什么样的景象？

三维的我们看到的是二维的图像，那么二维的亚当看见的就是一维的线段了，我在亚当眼前画了一个方框，对他来说，这就是个二维的箱子，里面画着一个圈和一个五角星，我们作为三维的造物主是能同时看到这所有的二维图像的，我们能看到箱子里有什么，但亚当不行，亚当就只能看到箱子的一条边，这个箱子对于三维的我们来说是开放的，但对于亚当来说是封闭的。

好，现在，请造物主在脑中想象几个操作：一，捏瘪二维空间的箱子；二，挪动二维空间的箱子；三，拿走二维空间的箱子到三维空间中；四，把箱子又放回二维空间中的其他地方；五，用火点燃这个箱子；六，拿起二维空间中的亚当到三维空间中。

我们一一分析这些行为在亚当眼中造成的变化:一，亚当眼中，箱子莫名其妙的变瘪了；二，箱子莫名其妙的被挪动了，三，箱子直接凭空消失了，露出了里面的小包；四，箱子凭空又出现在了其他地方；五，箱子莫名其妙的着火了……如果亚当有我们的文学知识，那他一定会给这些不可理喻的神奇现象起名叫魔法或者神迹。

接着，你可以直接把亚当剪下来，拿到空中完成第六个操作。在亚当眼中，他刚才看到的一切瞬间消失了，取而代之的是一堆反复变化的景象——他看到了我们的维度，他用他二维的眼睛看到了我们三维空间的一维投影，然后你变化亚当的角度，让他看向自己曾经生活的二维纸面空间，这时候，他就像你一样，可以直接透过箱子看到里面的小包和小包里的东西了，只不过是以一维的形式，他还是无法像你一样能直接把握二维物体的全貌。

同时，亚当还可以复制你刚才做过的“魔法”，如果你在二维空间再画个夏娃做观察者，那么亚当也可以在二维平面的上方悄无声息的做出一系列对夏娃来说是魔法的操作，比如摘掉夏娃的心脏或者大脑什么的，二维空间的封闭图形对于在二维空间的夏娃来说是封闭的，但对于在二维平面之上的亚当来说就都是开放的，有了另一个维度的操作空间，亚当也几乎是无所不能的。这就为我们解释源石技艺的作用原理提供了基础。

那么为了解释源石技艺，提出这个观点的“博士”做了这样一个假设，他以我们脚下这片大地为这个假设命名，称为泰拉意识假设，这个假设即：意识是高维物体，意识器官，通常而言是大脑，是高维意识在三维空间的投影。

想象一下，亚当二维的大脑上面长出了两条胳膊，这两条胳膊能以他的意志从二维平面上方对二维空间进行干预，直接执行之前作为造物主的我们才能做到的“神迹”，很多同学已经可以想到了，这就是二维空间的源石技艺。当我们能够掌握这种能力的时候，他也就不再是不可理解的神迹，而是一种技艺了。

回头再来看看我们对源石和源石技艺的定义，源石定义：生物高维意识的化石在低维的投影。源石技艺定义：高维意识实体通过源石辅助对三维空间或其他意识产生作用的技术。同学们是不是有了更新的思考？

我们刚才用了降维的方法来理解，一直在讲二维空间亚当的事情，现在我们把一切都升一维，变成我们所处的三维空间，想象在我们三维空间的“纸面”之上，还有一个维度，我们的大脑在那个维度上还有一个实体，这个“纸面”之上的实体就是我们的意识本身，通过一些技巧和源石的辅助，我们就可以施展源石技艺，让我们的高维意识直接动起来，从高维改变这片大地。

这节课大致的内容讲的差不多了，不过还有几个比较关键的点没有解释，比如源石定义中的“化石”，源石技艺定义中为什么要“通过源石辅助”，以及我们有了这套理论体系之后如何解释其他现象，并指导开发新的源石技艺，还有一些哲学上的思考，这些我们就下节课再聊，抱歉呃这节课拖堂了，有些同学忘了关麦，以至于我隐约能听到呼噜声，好，下课下课，同学们回去可以多想想，我没讲的部分大家也可以思考下试试看，如果能凭自己找到答案那成就感将是无比巨大的，而且结论你一辈子都不会忘，那我们下节课再见，拜拜~