学霸的模拟器系统: 第103章 锻造物理的罗盘(求收藏求追读求月票)
深夜十一点。
唐仲英楼,固体微结构实验室的小会议室。
空气凝重。
投影仪的风扇嗡嗡作响,将arXiv的页面投在幕布上。
乌萨尔那篇论文的标题,每一个字母都显得格外刺眼。
陈正平坐在桌边,反复刷新着页面,看着下方已经出现的几条同行评论,握着鼠标的手指关节微微发白。
“......乌萨尔小组的实验很扎实,这可能是对韩课题组新理论的一次严峻挑战。”
“有意思。等待韩小组的回应。”
韩至渊走了进来,他扫了一眼屏幕,表情没有变化,径直走到主位坐下。
除了陈正平和林允宁之外,顾念真也已到场。
“都看到了?”
韩至渊开口,声音不大,却让房间里气氛安定了下来。
“韩老师,我……………”
陈正平开口,声音有些沙哑。
“正平,别老是一副犯错的样子,你没有做错任何事情。”
韩至渊相当了解自己的学生,抬手阻止了他后面的话。
他的目光依次扫过在场的每一个人,“乌萨尔教授这个人是个很强硬的实验派,跟我有些学术上的过节。
“当然,学术争论是正常现象。但对方选择用这种方式,目的很明确。”
他走到白板前,拿起一支马克笔。
“乌萨尔很聪明,他想把我们拖进一场关于‘样品质量”的细节争论中。”
韩至渊在白板上画了一个小圈,写上“实验细节”,“一旦我们开始争论他的样品缺陷多,与我们的模型有什么不适配的地方,就掉进了他的逻辑陷阱,即使我们有理,也会消耗学术声誉。”
他话锋一转,“但他犯了一个错误??他为了抢占先机,把自己的实验数据全部公布在了arxiv上。这就等于,他把一把上了膛的枪,亲手交到了我们手里。”
陈正平用力地点了点头。
“所以,我们不讨论对方样品的细节。”
韩至渊的笔锋一转,在小圈外面画了一个更大的圈,写上“理论框架”。“我们的回应策略很简单,只做两件事。”
他伸出两根手指。
“第一,用我们正在开发的、更完备的理论,去定量解释他的实验数据。证明他观测到的现象,只是我们理论在强无序条件下的一个自然推论。他的工作,是在为我们的理论提供补充证据。”
会议室里鸦雀无声。
陈正平听得睁大了眼睛。
用对方的数据来验证自己的理论,这一招,冷静而致命。
“第二,”韩至渊的声音沉稳有力,“我们不只停留在解释,而是要发布完整的,包含所有无序区间的石墨烯拓扑相图。我们要做的是建立这个领域的理论标准,彻底锁死对方今后在这个问题上所有可能的攻击点。
“不论他如何设计实验,都无法逃脱我们的理论大框架,只会不断证明我们的理论。
他放下笔,看着自己的学生们:
“对方想在细节上挑战我们,我们就从结构上覆盖他。这是最直接,也是最有效的方式。”
陈正平胸中一股气涌了上来,之前所有的焦虑和憋屈,在这一刻都化为了动力。
“韩老师,我明白了!允宁提出的CPA理论框架,我已经基本完成了,我现在就去做最后的检查,然后提交计算集群来进行计算。”
会议结束,反击战正式打响。
陈正平将自己关进计算工作间,以极高的效率完成了第一版CPA理论代码的复核和测试。
凌晨两点,他将代码提交到集群,开始了第一轮计算。
然而,凌晨四点,屏幕上返回的结果,让他的心沉到了谷底。
代表自治迭代误差的曲线,在初始几步之后便掉头向上,数值瞬间冲破坐标轴的边界,最终在一行刺目的红色错误提示符旁,停留在了“inf”上??无穷大。
计算无法收敛,被迫终止。
陈正平靠在椅背上,感觉浑身的力气都被抽空了。
他的学术声誉悬于一线。
如果这个理论模型无法计算成功,甚至晚几天成功,都可能在他的学术生涯中留下污点,甚至结束他的学术生涯。
巨大的压力,让他喘不过气。
就在这时,一杯热咖啡被轻轻放在了他桌上。
顾念真走了进来,她也还没睡,表情一如既往的冷静。
“方法没错,”
她看了一眼屏幕,言简意赅,“是你的收敛算法在搜索解的时候没有边界,数值上不稳定。
这句话点醒了陈正平。
是啊,算法本身只是数学工具,它不懂物理,只会在庞大的参数空间里盲目搜索。
但尽管明白了错误的原因,他依旧不知道边界在哪里。
另一边,林允宁也在翻看着失败日志。
那不断发散的数据,让他想起了自己刚刚完成的PINN项目。
【天赋:灵感洞察LV.1已激活!】
他猛地站起身,快步走到陈正平身边。
“陈师兄,CPA的算法缺少物理的约束!”
他拿起笔,在白板上画了一个巨大的方框,“纯数学的迭代,就像在这个方框里随机乱撞,很容易就撞出界外。”
然后,他用另一支红色的笔,在方框内画了几条清晰的边界。
“但是,物理规律是确定的。比如对称性、守恒定律,这些是已知的先验知识。”
他转向陈正平,“就像我们在处理谱函数时所做的那样,我们可以把这些物理约束,做成一个惩罚项,加入到CPA的自洽循环里。
“一旦迭代结果偏离了物理规律,就给它一个惩罚,把它强行拉回来。”
陈正平瞬间明白了,激动地一拍桌子:
“对!用物理去约束数学!我马上改代码!”
三人立刻投入工作。
到了早晨六点多钟,朝阳升起的时候。
一个加入了静态物理约束的CPA程序诞生了。
陈正平深吸一口气,再次提交了计算任务。
这一次,误差曲线没有冲向无穷大。
它挣扎了几下,然后......稳定了。
陈正平调出计算结果,三人都沉默了。
模型收敛了,但收敛到了一个物理上完全错误的结果??
算出的电导率,是负数。
希望,再次破灭。
陈正平的脸彻底没了血色。
他无力地向后靠在椅背上,双手捂住脸,肩膀微微颤抖。
“我们用一个硬约束,把发散的问题,变成了震荡的问题。
出身数学系的顾念真,一针见血地指出了问题。
一个静态的“惩罚”,并不能引导算法走向正确的解,反而可能把它推入另一个错误的陷阱。
林允宁也皱起了眉头,他意识到自己把问题想得过于简单了。
他回到自己的座位上,没有再说话,而是直接沉入了意识深处。
“系统,启动模拟科研。”
【模拟科研启动.......
【注入模拟时长:120小时】
【课题:带物理约束的CPA自治算法优化】
【第15小时:你尝试引入线性惩罚函数。失败。在误差较大时约束力不足,在误差较小时又过度干预,导致收敛缓慢且不稳定。】
【第40小时:你尝试引入指数型硬约束。失败。算法虽然不再发散,但极易陷入局部极小值,收敛至错误解。】
【第65小时:转换思路。尝试将物理规律的偏离程度,转化为一个基于高斯函数的、平滑的惩罚势阱。效果显著提升,但震荡依然存在。】
【第88小时:你反复审视PINN的框架,意识到关键不在于“惩罚”,而在于“引导”。约束本身不应该是固定不变的,而应该是一个动态变化的“势场”。】
【第117小时:你成功构建了一个“自适应惩罚函数”,该函数能根据当前迭代解偏离物理真实解的“距离”,动态调整惩罚强度。距离越远,惩罚越强;距离越近,惩罚减弱,允许算法进行精细搜索。】
【推演完成!最优路径已确认!你终于领悟,真正的约束,不是阻止犯错的“墙”,而是一个动态引导向前的‘场’。你将物理规律从“约束”,变为了‘引导”。】
林允宁睁开眼,眼中闪过一丝精光。
他快步走回白板,擦掉了之前的模型。
“陈师兄,我有一个新想法,我们试一试自适应的动态约束。”
他开口,声音清晰而自信,“既然硬约束容易收敛到错误解。那我们就调整这个约束惩罚的强弱程度。”
他飞快地在白板上写下伪代码,向已经近乎绝望的陈正平和一脸严肃的顾念真解释着。
“当计算结果偏差太大时,我们就用强力把它拉回来;当它接近正确方向时,我们就放松约束,让它自己微调。”
陈正平看着白板上那个优雅而充满智慧的自适应函数,眼中重新燃起了光芒。
最终版的代码在上午九点钟被再次提交。
林允宁去集训队上课,而陈正平和顾念真两人则屏住呼吸,盯着屏幕。
计算开始。
那条误差曲线,在初始阶段经历了几次剧烈的震荡后,起伏逐渐变小。
半个小时后,它彻底稳定下来,开始平滑地向着代表正确解的零点迅速靠拢。
成了。
陈正平看着那条近乎完美的收敛曲线,长长地吐出了一口气。
他们铸成了反击的武器。
陈正平第一时间给林允宁打去了电话,听筒那头传来声音:
“第一步,我们用它去解析乌萨尔的数据。”