第三章：小松鼠博士的课堂
第一节：紧急召集
太阳刚升到树梢，小鸟叽叽就冲进了大橡树的树洞书房。
“博士！松鼠博士！出大事了！”
书房里，小松鼠博士正站在一个特制的小梯子上，整理着书架上的松果书卷。听到叽叽的呼喊，他差点从梯子上滑下来——幸好尾巴及时勾住了架子。
“叽叽？怎么了？”博士扶正了圆眼镜，那是一副用蜘蛛丝和水晶片自制的精巧眼镜。
叽叽气喘吁吁地落在书桌上：“时空弯曲了！紫色石碑东方博士的警告还有黑熊岭那边”
她的描述杂乱无章，但几个关键词让松鼠博士的胡须立刻竖了起来。
“时空弯曲？东方博士的石碑？”博士跳下梯子，迅速从书架上抽出一卷特别的树皮——上面画着复杂的几何图形和公式，“在哪里看到的？”
“蒲公英草地！咩咩和皮皮还在那边！”
“召集所有能召集的，”博士当机立断，“我们必须立刻上课——不是普通课，是紧急物理课！”
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第二节：课堂的准备
半小时后，森林中央的空地上，动物们聚集而来。
小羊咩咩带来了发光的石碑碎片，小猪皮皮找来了小老鼠米米和小蝴蝶飞飞。其他听到消息的居民也陆续赶来——兔子夫妇、狐狸小姐、猫头鹰长老，甚至平时不爱出门的刺猬太太也慢慢挪了过来。
松鼠博士站在一块平坦的大石头上，面前摆着他的教学工具：
1 一张精心编织的巨大蜘蛛网，四角固定在四棵小树上
2 几颗不同大小的松果
3 一些光滑的鹅卵石
4 一罐蜂蜜（用于演示粘性）
5 他自己发明的“时空网格投影仪”——用露珠和蛛丝做的光学装置
“朋友们，”博士的声音清晰而坚定，“我们今天要学习的，可能是森林历史上最重要的知识——爱因斯坦的广义相对论。”
台下传来窃窃私语。
“什么论？”
“爱因什么？”
“跟黑熊岭的怪事有关吗？”
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第三节：第一课——什么是时空？
“首先，”博士举起一颗小松果，“想象这是一艘宇宙飞船。”
他把松果放在蜘蛛网上。
“现在，如果蜘蛛网是平的，松果会怎么动？”
小老鼠米米举手：“不动？或者如果你推它，它会直线滑出去？”
“正确！”博士轻轻推了松果一下，它沿着直线滑到网的另一边。我的书城 耕鑫最全
“但现在，假设网不是平的。”博士在网中央放了一颗大松果，“看，网凹陷下去了。”
蜘蛛网中央明显下垂，形成一个光滑的漏斗状曲面。
“现在我再推小松果。”
小松果没有走直线。它沿着凹陷的曲面，绕起了圈子，最终开始绕着大松果旋转。
“哇！”动物们齐声惊叹。
“明白了吗？”博士指着这个简易模型，“在牛顿爷爷的理论里，大松果发出了一种叫‘引力’的力，拉住了小松果。但爱因斯坦说——不！没有那种力！”
他跳到网边，用尾巴尖指着凹陷处：“大松果只是让蜘蛛网——也就是时空——弯曲了。小松果只是在弯曲的网上走它认为的‘直线’！这种弯曲空间中的‘直线’，我们叫它‘测地线’。”
小猪皮皮挠头：“所以地球绕太阳转，不是因为太阳拉着地球，而是因为太阳太重，把时空压弯了，地球只是在弯了的时空里走直线？”
“精确！”博士兴奋地拍打尾巴，“皮皮，你抓住了核心！”
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第四节：石碑碎片的证明
咩咩举起发光的石碑碎片：“博士，这个它好像能稳定周围的空间。我拿着它时，看东西不那么歪了。”
“给我看看。”博士小心地接过碎片。
碎片在博士爪中发出柔和的脉动。博士把它靠近蜘蛛网模型——神奇的事情发生了。
蜘蛛网上，以大松果为中心的凹陷区域，在靠近碎片的一侧明显变浅了！就好像碎片释放出某种抵消曲率的效应。
“这是”博士仔细端详碎片，“这里面有逆向的度规场天啊，东方博士留下的这是”
他迅速在树皮上计算：
“如果正常物质产生的曲率是正的那么这个碎片产生的就是负的就像爱因斯坦方程中的宇宙常数项Λ可以是正的也可以是负的”
猫头鹰长老慢悠悠地问：“博士，您能用我们能听懂的话解释吗？”
博士深吸一口气：“简单说，这个碎片能‘抚平’被弯曲的时空。就像熨斗能熨平皱巴巴的叶子。”
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第五节：引力不是力
“现在回到课堂。”博士把碎片还给咩咩，“记住第一要点：引力不是力，而是时空弯曲的几何效应。”
他在树皮上画出两个图：
左边：太阳（大圆）发出无数小箭头（引力线）拉住地球（小圆）——这是牛顿的图景。
右边：太阳（大圆）坐在一个凹陷的漏斗里，地球（小圆）沿着漏斗壁旋转——这是爱因斯坦的图景。
“哪个更简单？”博士问。
小蝴蝶飞飞想了想：“右边？因为不用画那么多箭头”
“正是！”博士点头，“爱因斯坦的理论实际上更简洁、更优美。他只用了一个方程——”
他在树皮上写下那个着名的公式：
台下鸦雀无声。
“呃我们不需要记住这个，”博士赶紧说，“只需要记住：物质能量告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物质如何运动。”
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第六节：四个关键预言
“现在，”博士竖起四根指头，“广义相对论有四个着名预言，而这些预言可能正在我们森林里发生！”
他竖起第一根指头：
“一、水星近日点进动。”博士放了一颗小鹅卵石在蜘蛛网上，让它绕大松果旋转，“在牛顿理论里，轨道应该是完美的椭圆，永远重复。但在爱因斯坦理论里，因为时空弯曲得复杂，轨道会慢慢转动——就像水星绕太阳的轨道在缓慢旋转。”
小老鼠米米突然想起：“果园的苹果！它们掉落的轨迹最近很奇怪！有时候会拐弯，有时候会加速”
“那是局部时空曲率不均匀导致的！”博士眼睛一亮。
第二根指头：
“二、光线弯曲。”博士用蜂蜜涂了一颗透明的小珠子，让它代表光子，然后从网边滚向中央凹陷区，“看！在平直的网上，它走直线。但在弯曲的网上”
小珠子明显拐弯了！
“光线经过大质量物体时会弯曲！”叽叽叫道，“我昨天就感觉到了！我看着树在那边，直直飞过去却撞不到！”
第三根指头：
“三、引力红移。”博士这个有点难演示，他改用比喻，“想象你在瀑布底下喊话。声音从下往上传播，会因为重力而变调。光也一样——从强引力场（比如黑洞附近）发出的光，频率会变低，颜色变红。”
刺猬太太缓缓地说：“我昨晚看星星有些星星的颜色看起来不太对”
第四根指头，博士的表情变得严肃：
“四、引力波。这是最微妙的。”
他让咩咩和皮皮抓住蜘蛛网的两边，轻轻抖动。网上出现了传播的波纹。
“当大质量物体加速运动时——比如两个黑洞互相绕转——它们会扰动时空，产生以光速传播的涟漪，这就是引力波。”
所有人都安静了。
因为就在这时，大家都感觉到了——地面传来极其微弱的、规律的震动。不是地震，而是一种更细腻的脉动。
蝙蝠？不，蝙蝠白天在睡觉。
“是黑熊岭。”博士低声说，“他们在制造什么加速的质量源。”
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第七节：爱因斯坦与牛顿的和解
狐狸小姐举手：“博士，那牛顿爷爷错了吗？”
“不，牛顿没有错。”博士认真地说，“牛顿理论是爱因斯坦理论在弱引力场、低速情况下的极好近似。”
他演示：当大松果很小很轻时，蜘蛛网几乎不凹陷，小松果几乎走直线——这时牛顿的“引力”描述就足够精确。
“但在强引力场中——比如黑洞附近，比如接近光速时——就必须用爱因斯坦的理论。”博士加重语气，“而我们森林现在的状况恐怕已经进入了需要爱因斯坦理论的范畴。”
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第八节：时空地图
博士启动了他的“时空网格投影仪”。
露珠透镜将蜘蛛网的影像投射到空中，形成发光的网格。然后博士在网格的不同位置放上代表森林地标的石子：
当博士模拟黑熊岭产生强曲率时，整个网格以黑熊岭为中心凹陷下去。其他石子都开始向中心滑动。
“这就是正在发生的事，”博士严肃地说，“黑熊岭的机器在局部产生了巨大的‘虚假质量’，弯曲了时空。如果不阻止，整个森林的时空都会向那里‘倾斜’。”
“所有东西都会滚向黑熊岭？”皮皮惊恐。
“不仅仅是东西，”博士说，“连光、声音、时间本身都会被影响。在黑熊岭附近，时间会比森林其他地方流逝得慢——这叫引力时间膨胀。”
咩咩想起石碑的警告：“东方博士说要理解爱因斯坦场方程博士，那个方程能救我们吗？”
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第九节：方程的奥秘
博士回到那个公式前：
“等号的意思是：左边的几何完全由右边的物质能量决定。要改变时空曲率，要么改变真正的物质分布，要么像黑熊那样制造虚假的t_μν。”
小蝴蝶飞飞怯生生地问：“那我们能不能也制造t_μν？好的那种？”
博士愣住了。
几秒钟后，他的眼睛突然亮得像星星：“飞飞你可能是天才！”
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第十节：大胆的计划
“听着，”博士跳下石头，在动物们中间快速走动，“黑熊用机器在方程右边制造了很大的虚假t_μν，导致时空弯曲。”
“如果我们能在方程右边制造正能量的t_μν——不是机器的虚假质量，而是真实的、积极的东西——也许可以抵消黑熊的效应！”
“什么东西是正能量的？”兔子先生问。
“友谊，”咩咩突然说，“合作，勇气，求知欲这些算吗？”
博士沉思：“在物理学上，能量有多种形式。告诉我们，质量和能量本质是一回事。而意识、情感现代科学还没完全理解它们是否对应某种能量形式”
他看了看发光的石碑碎片。
“但东方博士留下了这个。如果这个碎片能产生稳定时空的效应，说明确实存在我们还不理解的‘正能量场’。”博士越来越兴奋，“也许，也许广义相对论可以容纳比我们想象中更丰富的‘物质能量’形态！”
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第十一节：实验室时间
博士带领大家进入大橡树的实验室——一个摆满了各种简易科学仪器的树洞。
“我们需要测量。”博士说，“首先，测量黑熊岭的时空曲率有多大。”
他教叽叽如何飞行特定路线并记录时间：“在弯曲时空中，同样的距离，飞行时间会变长，因为实际路径变长了。”
他教小老鼠米米如何埋设小球并观察滚动方向：“小球会沿着测地线滚，测地线的方向告诉我们时空的‘倾斜’方向。”
他让小蝴蝶飞飞用她敏锐的复眼观察光线弯曲：“记录星星和树梢的相对位置变化。”
最重要的是，他让咩咩拿着石碑碎片在森林不同位置走动，记录碎片脉动频率的变化：“脉动越快，说明局部曲率异常越严重。”
“今晚之前，”博士看着大家，“我们要绘制出森林的时空曲率地图！”
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第十二节：特别的作业
最后，博士给每个学生布置了特别作业：
“皮皮，你力气大，去收集所有能反光的东西——碎镜子、平静的水盆、亮晶晶的矿石。我们要建造一个‘光线弯曲观测网’。”
“叽叽，你飞得快，去通知所有鸟类朋友：如果发现导航困难、视线错位，立刻报告位置。”
“米米，你是地下专家。挖一些小隧道，在不同的深度放上计时沙漏。引力越强，时间越慢，沙漏下落速度会有微小差异——我们要测量引力时间膨胀！”
“飞飞，你的任务是监测空气振动。引力波经过时，会以特定频率扰动空气，虽然我们听不到，但你的翅膀能感觉到。”
“咩咩，”博士最后说，“你的任务最重要：研究那个石碑碎片。尝试理解它是如何工作的。也许也许它包含着对抗黑熊机器的秘密。”
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第十三节：夕阳下的思考
傍晚，小动物们各自去完成任务了。松鼠博士独自站在大石头上，望着西边黑熊岭的方向。
夕阳的光线经过那片区域时，确实发生了肉眼可见的弯曲——山的轮廓在热浪般的扭曲中晃动。
“爱因斯坦啊爱因斯坦，”博士喃喃自语，“你1915年提出这个理论时，可曾想过，一百年后，会在一个森林里被用来对抗一只想偷苹果的黑熊？”
他低头看着树皮上的方程。那个简洁优美的等式，描述着从黑洞到宇宙膨胀的一切，现在却关系着森林里每个小动物的日常生活。
广义相对论不再是遥远星空的理论。它是关于脚下土地是否坚实、眼中景象是否真实、时间流逝是否均匀的切身问题。
“物质能量告诉时空如何弯曲”博士重复着这句话，“那么，什么样的‘物质能量’能弯曲出和平、和谐的时空呢？”
也许，答案就在森林居民们即将展开的行动中。
也许，对抗物理弯曲的，不一定是物理力量，而是某种更深刻的东西。
但首先——他们需要数据，需要测量，需要科学。
夕阳西下，松鼠博士收起教学工具，眼神坚定。
森林的第一堂广义相对论课结束了。
但真正的实践，刚刚开始。