学霸的模拟器系统: 第99章 你的选择是什么(求收藏求追读求月票)
视频通话结束,屏幕暗了下去。
陈正平还沉浸在韩至渊那番话带来的震撼与激动中。
他紧紧攥着拳头,感觉浑身充满了干劲儿。
一场几乎让他博士生涯蒙上污点的危机,转眼间,竟成了一次向整个领域宣告新标准的机遇。
这大起大落,好像是一场梦。
他看向身旁的林允宁。
只见这位真正的“破壁人”,此刻却一如既往地平静,正在慢悠悠地将白板擦拭干净。
“林师弟,我……………”
陈正平张了张嘴,想要感谢林允宁,但想到的所有词语,都感觉那么虚伪。
最终,他只说了一句:
“我先去写邮件,然后立刻开始搭CPA的计算框架。”
“好。”
林允宁点了点头,没有在实验室多做停留,而是背起那个塞满了大部头教材的单肩包,一头扎进了金陵大学图书馆。
石墨烯的危机,对他而言,更像是一个高强度的解谜游戏。
如今理论框架已经有了,剩下的都是细节的实现,以陈正平的能力足以完成。
而他自己,则需要继续面对未完成的“雅努斯计划”。
横亘在面前的那堵高墙,他才刚刚找到攀爬的绳索。
金陵大学图书馆,三楼的期刊阅览区。
这里不像楼下自习室那般人满为患,高大的书架间弥漫着旧纸张和灰尘混合的独特气味。
阳光透过积了灰的玻璃高窗,在空气中拉出一条条清晰的光路,光路里,细小的尘埃正做着无规则的布朗运动。
林允宁的座位靠窗,桌上摊着一本Guyon的《流体物理学》和几张写满了推导的草稿纸,以及从宿舍带来的大号保温杯。
里面泡的速溶咖啡,早已凉透。
他决定用声子流体力学的框架,去定量描述那个在实验中观测到的“饱和”现象。
思路很清晰,但在将物理图像转化为严谨的数学模型时,他却一次又一次地撞上了南墙。
【模拟科研启动......
【注入模拟时长:50小时】
【课题:基于声子流体力学的界面热输运模型】
【第8小时:你尝试引入Navier-Stokes方程的声子类比形式,但模型在界面处出现奇异性,发散。失败。】
【第26小时:你转向更唯象的Guyer-Krumhansl方程,考虑了声子的粘滞效应。模型可以定性描述饱和,但与实验数据的定量偏差超过50%。失败。】
【第49小时:你意识到,问题出在边界条件上。所有宏观流体模型,都无法精确描述原子尺度的界面散射。路径错误。】
【模拟结束。】
林允宁睁开眼,揉了揉发胀的太阳穴,将面前那本厚重的《流体物理学》推到一边,又去借阅区找到了朗道的《流体力学》。
几个小时后,他开始在模拟器中,尝试对朗道的理论做一个局部修正。
三十个小时的模拟后,他导出的热导率在高温极限下与实验数据出现了严重的偏离。
朗道的理论是为近平衡态系统建立的,而他面对的,是一个远离平衡的强驱动体系!
接下来的三天,他疯狂地吸收着所有与流体力学和非平衡态输运相关的知识。
从《流体力学》,到Ziman的《电子与声子》,再到“声子流体力学”的前沿文献.......
一本本大部头的英文专著在他手中快速翻动。
他时而眉头紧锁,在草稿纸上写下大段的推导,又在下一秒毫不犹豫地划掉;
时而又会盯着窗外某一片落叶发呆,一坐就是半个小时。
每次偶有灵感,他就注入大量时长,用模拟器进行推演。
但不是路径错误,就是结果发散...………
失败,验证,再失败。
每一次模拟器的推演,都走进了一条死胡同。
声子毕竟不是真正的流体,经典的纳维-斯托克斯方程,在这里并不完全适用。
直到第四天深夜。
当林允宁在模拟空间中,一共尝试了十七种不同的理论路径,耗费了近千小时之后。
他终于意识到,想指望对前人的理论小修小补,就能完美描述声子“拥堵”的状态,根本是不现实的。
他需要一个全新的理论。
他再次闭上眼,没有启动模拟器,而是强迫自己回到最原始的物理图像。
流体力学......到底是什么?
是粒子集体行为的宏观体现。
声子“拥堵”的本质,是强烈的相互作用。
这种相互作用,在微观上,由声子与声子间的非谐散射决定。
之前的模型,都试图用一个统一的宏观方程去描述整个系统。
但如果...………
在界面附近,存在一个局域的、由高温驱动的、高度非平衡的“声-声散射”区域呢?
【天?:灵感洞察LV.1已激活!】
一个念头,如同火花般在脑中进发。
他不再纠结于寻找一个普适的流体力学方程,而是决定另辟蹊径????
直接为那个最关键的“碰撞项”建模!
他拿起笔,在从最底层的玻尔兹曼输运方程出发,开始推导。
但这一次,他没有用任何现成的近似。
而是在碰撞积分项中,创造性地引入了一个依赖于“局域声子占据数”的自洽散射率。
这个散射率,就像一个智能的交通信号灯。
当声子流稀疏时(低温差),它几乎不起作用,理论自动回归到标准的线性模型。
而当声子流拥堵时(高温差),它会指数级地增强散射,形成一个强大的阻尼,从而完美地再现了实验中观测到的“饱和”现象。
这是一个从未在任何教科书上出现过的想法。
接下来的几个小时,林允宁进入了【深度专注】状态。
他完全沉浸在这种纯粹的创造中,大脑高速运转。
很快,这个理论便有了雏形。
紧接着,林允宁耗费了三百小时的模拟时长,反复打磨着这个理论模型的每一个细节,确保它在数学上自洽,在物理上合理。
【模拟结束。】
【你已成功推导出全新的非线性声子输运理论。】
当系统的提示音在脑海中响起时,林允宁猛地睁开了眼睛。
窗外,天色已经蒙蒙亮。
他没有丝毫疲惫,眼中反而闪烁着光芒。
他立刻打开笔记本电脑,将这个全新的理论模型,用C++代码,植入了Aether的核心算法库。
编译,运行。
他将那份困扰了他许久的Si/Ge界面实验数据,导入了升级版的Aether,移动鼠标,点击了“开始拟合”。
进度条开始稳步推进。
十五分钟后,计算收敛,屏幕上弹出了一张结果图。
图上,有两条曲线。
一条,是代表实验数据的蓝色散点。
另一条,是根据他的新理论计算出的红色理论曲线。
在所有温差区间,两条曲线,在误差范围内高度近似。
林允宁靠在椅背上,长长地吐出了一口气。
一种满足感从胸口蔓延至四肢百骸。
整个宇宙的逻辑,在这一刻,仿佛都变得清晰和谐。
这种感觉,远比在任何竞赛中拿到金牌,或是在任何游戏中登顶,都来得更加纯粹,更加深刻。
这是属于创造者的喜悦。
早上七点半,韩至渊刚从沪上开会回来,风尘仆仆,连办公室的茶还没泡上,林允宁就敲门进来了。
“韩老师。’
“允宁啊,坐。”
韩至渊笑着指了指沙发,心情相当不错,“找我什么事?看你这表情,是又有新想法了?”
“我是想跟你汇报一下关于界面声子谱的热整流效应”课题的进展......”
林允宁没有坐,而是直接走到韩至渊身边,将自己的笔记本电脑放在桌上,打开了做好的PPT,将这段时间的工作飞快地讲述了一遍。
随着PPT一页页地翻开,韩至渊脸上轻松的笑容逐渐凝固,变得凝重起来,那双总是带着温和笑意的眼睛里,第一次露出了难以掩饰的震惊。
自己才走这么几天,这小家伙居然搞出了这么大动静?
他怎么做到的?
韩至渊摘下眼镜,用绒布慢慢地擦拭着镜片,这个从他导师潘建林那里继承而来的习惯性动作,是他用来平复内心波澜的方式。
他当然知道这个结果意味着什么。
这意味着林允宁仅仅凭着一份废弃的数据,就发现了一个新现象。
不仅如此,他还为这个现象,独立构建了一套全新的、自治的理论体系。
这种事,足以令任何一位成名的物理学教授感到骄傲。
而现在,它发生在一个高中生身上。
良久,韩至渊重新戴上眼镜,脸上的震惊已经褪去。
取而代之的,是一种林允宁从未见过的严肃表情。
作为顶尖的学者,即使在这种时候,他依旧保持了科学家的冷静和谨慎。
他用指关节轻轻敲了敲桌面,声音沉稳。
“允宁,做得真漂亮!作为物理学的同行,我必须得夸夸你,这个想法天马行空,又逻辑自洽,让人赏心悦目!”
紧跟着,他话锋一转,“但是,作为你的导师,我必须告诉你,这个理论虽然好看,但它更像一个精巧的‘数学游戏”,而不是物理。
林允宁脸上的笑容,微微一僵。
“你只是用一个更精巧的数学模型,‘事后解释'了我们已经观测到的结果。”
韩至渊的目光锐利如刀,直刺问题的核心,“严格来讲,这有‘过拟合”的嫌疑。任何人只要引入足够多的可调参数,都能画出一条看起来很完美的曲线。”
“我没有引入任何可调参数!”
林允宁下意识地反驳,“所有的散射参数都是从第一性原理计算的。”
“我知道。”
韩至渊点了点头,语气缓和了一些,但态度依旧坚决,“但你无法否认,你的理论是在看到了实验结果之后,才被‘构造出来的。不论它再优美,也必须经过验证。”
这次,林允宁没有反驳。
韩至渊靠在椅背上,看着眼前这个自己最欣赏的学生,缓缓说道:
“你如果想将这个工作作为一个猜想发表,我是不会有异议的,而且《物理评论快报》的编辑们一定会非常喜欢这个创造力十足,又极其优雅的数学模型的。
“但是,仅仅是发一篇文章,提出一个猜想,对于这么优秀的工作,实在有点可惜。
“如果你能设计出一个全新的实验,验证你的理论,用它来预测一个旧理论无法解释的新现象。那么你的理论,将会是颠覆性的,对物理学的意义,远非一篇论文,一个猜想可比。
“我知道这相当困难,也知道你现在很忙,既要准备国家集训队的考试,又要帮着正平他们完成课题,所以我将这个问题的选择权交给你。
“前者,能让你再收获一篇顶刊,轻松实现你的计划,进入国外的顶尖大学;
“后者,有可能耗费你大量精力却一无所获。但一旦走通,你的名字,将有机会进入固体物理的教科书,和那些你耳熟能详的名字印在一起。”
“允宁,你的选择是什么?”