林允宁靠在椅背上,长长地吐出了一口气。
    数日来的苦思冥想没有白费,他终于找到了解决“雅努斯计划”的关键工具!
    然而,他没有立刻冲向实验室,而是去卫生间用冷水洗了把脸,让自己冷静下来。
    光有工具还不够。
    相比里希特教授的量子点噪声,AFM悬臂梁的噪声来源更加复杂。
    不仅有目标信号在两个状态间的切换,还混杂着来自真空泵的低频机械振动,来自电路的高频电子噪声等多个源头。
    而目前的“Aether_Chrono”模块,是为双状态系统设计的。
    现在,他需要将其升级,让它能在一个更复杂的“多状态”系统中,精准地识别出那两个他真正关心的物理状态。
    有了思路,林允宁立刻进入了【学霸模拟器】之中。
    在30个小时的推演之后,他完成了对新模型的升级。
    原有的LSTM核心不需要大改,但输入的物理约束必须重写。
    他将描述量子隧穿的费米黄金定则,替换为描述微悬臂梁受局域热场扰动后的动力学方程。
    同时,他还在隐马尔可夫模型中,额外定义了一个“未分类噪声”状态。
    新的算法在解码时,会把所有无法归因于物理切换的随机波动,都归入这个状态。
    这相当于给解码器加装了一个高精度的“杂质过滤器”。
    工具调试完毕,接下来就该重启实验,收集关键数据了。
    林允宁拿起桌上那台已经有些掉漆的诺基亚手机,翻出孙婧的号码拨了过去。
    时间是清晨七点刚过,电话响了很久才被接通,听筒里传来孙婧带着浓重鼻音的声音,明显还没睡醒。
    “喂……………谁啊?林允宁?你们高中生都不睡觉的么?说吧,这次又有什么新想法,需要师姐帮忙了?”
    “孙师姐,抱歉吵醒你。我需要重新预约低温AFM的机时,越快越好。”
    林允宁的声音很平静,但语速很快,带着压抑不住的兴奋,“关于AFM的噪声问题,我有一个全新的解决方案。”
    电话那头沉默了几秒,似乎在消化这个信息。
    随即,传来????的被子摩擦声,孙婧的声音也清醒了不少:
    “......真的假的?你上次不还说没办法吗?”
    “之前的思路错了。我需要重新采集一次数据,这次采集的时候,必须保证加热激光的开关和AFM悬臂梁的信号,在时间上是严格同步的。我们原来的数据没有专门调整过这个参数,没法用。
    “你这效率还真是高,到底有没有能卡住你的难题啊......”
    孙婧感慨了一句,也没有多问,她已经习惯了林允宁这种跳跃性的思维,“行,我看看......化学系那边今天全天都有实验。
    “后天,也就是周二晚上八点到早上八点,有一段空闲机时。我先帮你占上。”
    “多谢师姐。”
    挂了电话,林允宁紧绷的神经终于放松下来,一股倦意涌了上来。
    他将闹钟设到中午,倒头就睡。
    接下来的两天,林允宁也没闲着。
    有韩至渊亲自出马,“神威三号?东海之光”的机时终于批下来了,总共三百个核心时。
    林允宁和陈正平拿到了一个临时的登录权限,和顾念真一起,花了不少时间,搭建了这个庞大计算任务的并行框架。
    周二上午,金陵大学网络信息中心大楼,一间恒温恒湿且安保严密的远程终端室
    巨大的拼接屏幕墙上,正显示着神威三号超级计算机的实时负载状态,密密麻麻的任务队列,象征着一个又一个请求计算的科研项目。
    陈正平坐在主控台前,双手因为紧张,而微微有些出汗。
    他旁边,顾念真已经将优化后的并行计算代码部署到了平台上,正在做最后的系统检查。
    “所有节点状态正常。随时可以提交任务。”
    顾念真推了推眼镜,言简意赅。
    陈正平深吸一口气,目光在林允宁和顾念真脸上一一扫过,最后落在屏幕上那个巨大的“提交任务”按钮上。
    他伸出食指,郑重地按了下去。
    屏幕上,代表着计算任务的进度条开始跳动。
    陈正平死死盯着任务队列监控界面。
    按照物理系集群的速度,第一个参数点的自治迭代至少需要一个半小时才能完成。
    然而,仅仅几分钟后,屏幕上弹出了提示:
    【Convergence reached. Result for point (V_g=0.1, U_disorder=0.02) saved.】
    第一个数据点算完了!
    从提交任务到计算完成,总共用时4分17秒!
    比校内集群快了二十多倍!
    “我......我靠......”
    陈正平盯着那个“Convergence reached”的字样,下意识地爆了句粗口。
    他猛地向后靠在椅背上,感觉全身的力气都被抽空了,随之而来的是巨大的喜悦。
    他激动地转过头,想和顾念真分享这份喜悦,却看到对方平静地伸出手,将一罐冰镇可乐递到了他面前。
    “降降温”
    她的声音没什么情绪,“别激动得把键盘啃坏了。”
    陈正平一愣,随即咧开嘴憨憨地笑了,眼眶有些发热。
    他拿起那罐冰凉的可乐,“刺啦”一声拉开拉环,仰头灌了一大口。
    冰凉的液体顺着喉咙滑下,浇熄了连日来的焦虑,只剩下振奋。
    “顾念真,”
    他放下可乐罐,第一次没有叫“师姐”而是直呼其名,“谢谢你。”
    顾念真没看他,只是淡淡地“嗯”了一声,一向没什么表情的脸上,也有了些笑意。
    周二晚上八点,唐仲英楼,B207实验室。
    林允宁和孙婧再次站在了那台精密的低温原子力显微镜前。
    孙婧一边调试着激光器,一边看着林允宁:
    “行了,林大科学家,现在可以告诉我,你那个神神秘秘的新方法到底是什么了吧?”
    林允宁将自己的笔记本电脑连接到AFM的控制终端上,调出了Aether_Chrono的界面。
    “师姐,我们之前的思路,无论是用滤波器还是做信号平均,本质上都是在想办法去‘抹平”噪声。”
    他指着屏幕上那片混沌的实时信号,“但如果换个角度呢?我们不去对抗噪声,我们去听懂它在说什么。
    “说人话。”
    孙婧白了他一眼。
    “好。”
    林允宁笑了笑,用了一个更直观的比喻,“你可以把我们拿到的,混杂着巨大噪声的AFM信号,看成一份被加密的‘密文”。它看起来杂乱无章,对吧?”
    孙婧点了点头。
    “但这份密文背后,隐藏着一个极其简单的‘明文’。那就是,AFM的悬臂梁,其实只在两个状态之间切换??没被声子热点干扰”的基准态,和’被声子热点干扰”的偏移态。不是0,就是1。”
    “Aether_Chrono的任务,就是利用概率模型,直接从这一大片看不懂的密文中,把那条隐藏的0101的明文序列给还原出来。”
    孙婧听明白了。
    她的表情从最初的怀疑,慢慢变成了惊讶,最后化为一丝震撼。
    引入机器学习来分析数据的思路,已经完全跳出了传统信号处理的范畴。
    “行吧,我倒要看看,你怎么把它解出来。”
    “那开始吧。”
    林允宁的语气很平静。
    实验有条不紊地进行。
    激光加热,AFM扫描,同步记录时间戳。
    所有的的结果,都被控制软件以“数据流”的形式,自动导入林允宁的笔记本电脑。
    当他按下“开始解码”的按钮时,不可思议的一幕发生了。
    屏幕上,密密麻麻的噪声数据点,像是被一只无形的手抹去。
    取而代之的,是一条清晰的阶梯曲线,干净得像教科书里的插图。
    曲线的横坐标是探针在样品表面的位置,纵坐标则是AFM悬臂梁谐振频率因为受热而发生的偏移量。
    这张图,清楚地描绘出了AFM悬臂梁的谐振频率,因为受到那个微米尺度的热点影响而发生的微小偏移。
    “妈呀......这个空间分辨率和信噪比......”
    孙婧下意识地捂住了嘴,那双好看的凤眼里,流露出了难以置信的震撼。
    她凑到屏幕前,反复确认着坐标轴的单位,声音都有些颤抖:
    “我们......我们真的......看到了?”
    “看到了。”
    林允宁的声音很平静,但紧握的拳头还是暴露了他内心的激动。
    这是人类第一次,真正观测到了那个仅存在于微米尺度的,由非平衡热流引起的“声子热点”。
    孙婧立刻意识到了这意味着什么。
    她扶了扶眼镜,身体前倾,看着那条干净得不像话的曲线,喃喃自语:
    “这个信噪比,这个清晰度......这绝对是从来没人见过的物理图像!这是从来没人发现过的新物理现象!这......固体物理学的教科书都要改写了!”
    初步的胜利让她激动得脸颊泛红,猛地拍了一下林允宁的肩膀,“这绝对能发《自然》或者《科学》了!
    “不,一篇都不够!一篇理论,一篇实验,至少两篇!小学弟,你这次真的要出名......你怎么了!”
    她话说到一半,突然发现林允宁面色不对,不仅没有之前的兴奋,反而连眉头都皱了起来。
    他的笑容凝固在脸上,没有回应孙婧激动的庆祝,而是将解码出的实验数据,与自己先前构建的那套“声子流体力学”理论的计算结果,放在了同一个坐标系里进行对比。
    一个无法忽视的巨大矛盾,清晰地浮现在屏幕上。
    按他的理论预测,声子热点应该像一座陡峭的“山峰”,能量高度集中在界面附近一个极小的区域内,然后迅速衰减。
    但实验数据所呈现的,却完全是另一幅景象。
    它更像一团弥散的雾气,一个边缘模糊、范围远比理论预测更宽广的“高原”。
    “怎么回事?”
    孙婧也发现了不对劲,“偏差也太大了。会不会是我们实验的精度不够,或者哪里有误差我们没考虑到?”
    林允宁摇了摇头,目光死死地盯着屏幕上那两条截然不同的曲线。
    “实验误差解释不了这么大的波形区别。”
    他的声音有些干涩,“你看数据的置信区间,非常窄。这个偏差是系统性的。”
    这意味着,他那套在数学上优美而自治的“声子流体力学”理论,虽然能完美解释热整流的饱和现象,但它在描述热点的空间分布时,却错得离谱。
    它并不完备。
    甚至,也许从根本上就是错的。
    林允宁有点哭笑不得。
    他亲手解决了一个实验上的超级难题,却也亲手证明了自己的理论存在重大缺陷。
    实验室里陷入了寂静,只有仪器散热风扇单调的嗡鸣。
    孙婧见到林允宁沉默不语的样子,以为他心情不好,走上前去拍了拍他的后背,嘴巴动了动,想要说些安慰的话,最后却只挤出一句:
    “你已经很厉害了,有点小挫折别往心里去啊。等会儿收拾完了,师姐带你去吃点好的,换换脑子。”
    林允宁回头看了看孙婧,微微一笑,眼中露出兴奋的神采:
    “多谢孙师姐,我没往心里去,我只是在考虑,理论模型推导的那一步出了错误。”
    孙婧见他丝毫没有受到打击的样子,这才放心,刚想调侃两句,林允宁口袋里的诺基亚手机突然震动起来。
    他拿起一看,是陈正平。
    “喂,陈师兄你好,超算跑得怎么样了?”
    电话那头,陈正平的声音带着毫不掩饰的焦急:
    “林师弟,超算这边出问题了!
    “你现在忙不忙,不忙的话麻烦你赶紧过来一下。”