K娃糖豆对“物理知识”的感知（3）－Particles，Force，Field等

三个月前，K班第一次家长会，校长“突然出现”（我们不知情，是班主任安排的）。狠狠地给糖豆爹娘打了针鸡血！至于如何表扬咱家糖豆同学的？此处省略80分钟…… 最后握手道别的时候，校长笑道：“Who knows, he may be the one solving the mystery of 'Dark Matter'!"  我？这校长也有心灵感应哈，咋知道糖豆前一天才对Dark Matter发表“建设性”speech呢！

 

那是去年11月份的一天， 第一次对糖豆提起“Dark Energy”时，他非常淡定地回答说：“And there is something called Dark Matter！”我就好奇了。糖豆妈我自己才扫的盲。他从哪里得来的消息？！就听糖豆继续说： “You can find them because light going near them will bend!”   “Otherwise, the light will travel in the straight line if there is nothing there!”  糖豆说是从“Particle Zoo”（一个iPad App）里看来的：“I know that when I was 4！”小朋友的确有好记性。前一阵子当我read book，象发现新大陆般地告诉他：“Wow！ There are six different kind of Quarks！”他扬起笑脸““Yeah!  Up, down, bottom, top, charming and strange Quarks”! 他可是有将近一年没有去玩这个app了哈！

 

处于好奇，当天晚上我还是去搜出了这个app。找到了那个“Dark Matter”。看介绍非常简短，只写了这东东 “neither emits light; nor absorbs light”。哪里就提到Light bends when near it！ （ 不过，YouTube的clip里的确是这么个意思）。趁着小猪泡澡高兴呢，我“似乎”灰常不经意地问他：“how do you know ‘light can bend around Dark Matter’？”他嘻嘻哈哈地，但简单明了地解释道： “Matter has mass.  Mass has gravity.  Gravity makes light bend.”

 

两天之后，从学校将糖豆接回家的路上，他突发感想： " THEY say ‘Dark Matter’ and ‘Dark Energy’ are two different things.  But I think they're the same!"  那啥，5岁娃居然敢怀疑科学家的话！他继续："They （Dark Energy and Dark Matter）might be the same stuff doing opposite things.  The ‘(Dark) Matter’ pulls the matters together, the ‘(Dark) Energy is pushing space (no matter) apart!"  糖豆爸对此的评价是：“无知者无畏啊！”  当晚，我在厨房一边准备晚餐，一边看iMac上 “The Dark Universe” 扫盲片。突然听到一句 "some theory puts these two together, called 'Dark Fluid'."  哈！不管人科学家说的是否和我家K娃一个概念。先将糖豆爸拖过来洗脑，然后暴打一个毛栗子！叫你说糖豆“无知”！

 

下面说说糖豆对于常见particle的感知吧：

去年夏天，糖豆问为什么水是H₂O, not O₂H。当时我这个理科盲和他绕啊绕的，搞得一头雾水。（http://blog.wenxuecity.com/myblog/62002/201309/2760.html）由此，糖豆再次pick up了化学元素表。他这次主要是想学electron shell。第一次看见diagram，他小手指着electron cloud说道：“Oh!  This (electron) has magnetic energy!” 那时候，他还没有接触过EM呢。天晓得他从哪里听来的！

 

听了啥叫“Quantum Leap”，小子不学好，哈哈大笑道：““Electron pooped out Photon, like lost energy, so electron goes down a shell level.  But when electron eat a Photon, it gains energy, so it goes up a shell level!”  （是的，糖豆同学还处于“神马东西都和Poop，Peepee扯上关系的tender age。）

 

当我告诉他“Photons don’t have mass, they are not considered as matters.”，他的第一反应是：“Then how about x-ray?” 小同学还没有学过Electron－Magnetic Spectrum 的知识呢。 咋就将visible和invisible的light都归类了呢。问他怎么想出这个问题的，他耸耸肩：“It just popped into my brain！”

 

一周后，终于让糖豆看了EM的扫盲片。里面提及了Frequency，wavelength等等，正好和他自学的Trig function中的graphing关联起来。当时一看见最简单的那种sine function’s graph，amplitude, frequency和phase的关系。小朋友立马说：“increasing frequency will affect the period！—— It decreases the period.” 然后说：“The higher the frequency, the more dangerous that EM wave is!  Such as Gamma Ray.” 现在真的知道了为什么理论物理学家必须要有好的数学功底，或必须要有一个数学超强的老婆（看Einstein传有感！呵呵呵）

 

也还是去年底的时候。我问他：“哪个 particle responsible for the Electromagnetic Force?”  他头也没抬：“Electron”！但，马上，他将注意力从iPad上移开了，灿烂的笑脸，眼睛亮亮地纠正自己：“Oh!  Not electron!  It is photon!”  天晓得啊！我这是刚从物理书里5秒钟前才批发来的知识啊，原本想抖一抖的…… 不久，提起CERN发现了Higgs Boson。 我问他知不知道什么是Higgs Boson，他乐：“Yeah!  That Boson is giving Higgs Field!”  说实话，我真想知道他是如何搞清楚 “Field” 和“Particles”，还有“force”的关系的。

 

昨晚，糖豆在看“Who was Einstein”的书。里面提起Einstein在Teen的时候就发表了第一篇学术论文：推翻了过去Scientists认为的Space里有Ether的理论。Einstein认为“Empty Space is Empty”。他问我：“Is that true？”我真不敢瞎说，只能说：“还是个unknown吧。Einstein也有那个时代的limitation，technology一直在发展的……”还没等我说完呢，他笑着说：“Yeah！Otherwise it would be ‘Einstein Boson’， Not ‘Higgs Boson’了！”（Higgs Boson可能fill了Space，它的Field给了Matters Mass。）至于Mass 和Weight之间的关系，糖豆同学在“小时候”已经搞得很清楚了。