顧偉的“加碼”,是真正意義上的地獄級難度。
在接下來的四天里,林允寧幾乎是以一對一的模式,被顧偉按在實驗室里瘋狂“蹂躪”。
從用鎖相放大器在淹沒本底的強噪聲中提取微弱的周期信號,到利用傅里葉變換分析復雜波形的諧波成分……
這些本該出現在大學高年級近代物理實驗中的課題,被顧偉毫不留情地砸了過來。
梁立峰等人每天結束基礎訓練,路過那間“小黑屋”時,都能看到林允寧通紅的雙眼和桌上堆積如山的、寫滿推導公式的草稿紙。
他們已經從最初的震驚,徹底變成了麻木的仰望。
而顧偉,也從一開始的“考校”,逐漸變成了某種近乎于瘋狂的“挖掘”。
他像一個發現了絕世礦脈的地質學家,迫不及待地想知道,這座礦的儲量,究竟有多深。
周五,集訓的最后一天。
當春江七中的眾人拖著疲憊的身體,走進實驗中心大廳時,卻發現今天的氣氛有些不同。
大廳里多了十幾名學生,各個穿著剪裁合體的深藍色校服,胸口上是金陵外國語學校的精致校徽。
他們三三兩兩地聚在一起,流利地討論著某個競賽難題的解法,臉上洋溢著名校精英特有的自信與從容。
一個戴著金絲眼鏡、氣質儒雅的男生,正和另一個身材高大、眼神銳利的同伴低聲交談,手里赫然拿著一本攤開的Goldstein《經典力學》。
正是金外物理競賽隊的兩大王牌——許嘉誠和周衍。
“哎喲,老顧!你們這兒夠熱鬧的啊!”
一個與顧偉的內斂形成鮮明對比的、中氣十足的聲音從門口傳來。
只見一個穿著亮色Polo衫、頭發梳得油光锃亮的中年男人大步流星地走了進來,手里還把玩著一臺最新款的摩托羅拉V3翻蓋手機。
他熱情地拍了拍顧偉的肩膀,哈哈大笑道:
“聽說你這周帶了幾個縣里來的好苗子?‘春江七中’,沒聽說過呀。
“怎么樣,出師了沒?下周就要復賽了,丑媳婦總要見公婆,不如今天就拉出來練練,也讓我們省城的孩子,見識見識你調教出來的黑馬,到底有多黑啊?”
來人也是金陵師大的老師,同時兼任金陵外國語學校的競賽總教練,錢衛東。
顧偉只是淡淡地推了推眼鏡,看了一眼錢衛東身后那群氣勢十足的學生,又瞥了一眼自己這邊明顯有些局促的“鄉下隊伍”,惜字如金地吐出兩個字:
“可以。”
一場為下周復賽準備的、最高規格的模擬考試,就這么定了下來。
兩校的學生被交叉分配到不同的實驗臺,題目很快通過投影儀公布——
【利用亥姆霍茲線圈,測量電子的荷質比(e/m)。】
題目一出,梁立峰等人的心瞬間沉了半截。
這個實驗綜合性極強,涉及電學、磁學、力學,誤差來源多如牛毛,是區分頂尖選手的“勸退”項目。
“老錢,你這可是把壓箱底的題都拿出來了。”
顧偉的語氣依舊平靜。
“練兵嘛,就得真刀真槍!”
錢衛東得意地一笑。
模擬考試,正式開始。
許嘉誠和周衍不愧是名校王牌,展現出了極高的實驗素養。
他們沒有急于動手,而是先拿出地磁感應計,精確地測定了地磁的南北方向,然后小心翼翼地將整個裝置的基座,調整到與地磁水平分量共線的方向。
“標準操作,”
錢衛東一邊看著兩人調整,一邊對顧偉說,“讓地磁水平分量與線圈磁場共線,雖然無法消除,但能讓它的影響變得可以線性扣除,減小誤差。”
顧偉點了點頭,看著金外的幾個人熟練地調節加速電壓和勵磁電流。
很快,幽藍色的電子束在玻璃管內亮起,形成一個清晰的圓形軌跡。
他們操作嫻熟,步驟嚴謹,數據記錄一絲不茍,展現了完美的學院派風范。
而另一邊,林允寧的操作,又讓所有人都看不懂了。
他甚至沒去看那臺地磁感應計一眼。
而是看著許嘉誠等人嚴謹的操作,手指在桌面輕點,嘴角微微揚起。
“嗯,標準流程,教科書級別的‘減小誤差’……可惜,太慢了。跟地磁場這個老賴玩捉迷藏?我可沒那個耐心。”
他的目光掃過那幾十斤重的儀器基座,“既然躲不過,那就想辦法……讓它自己把吃進去的給我吐出來。”
他打開電源,調節出一個穩定的圓形軌跡,然后拿出游標卡尺,極其精準地進行了第一次對徑平均讀數(取相反方向兩點的距離之半以壓低視差),記錄下當前的加速電壓U?和勵磁電流I?。
然后,他做出了一個讓錢衛東都皺起眉頭的驚人舉動。
他先是關閉了高壓與線圈的全部電源,在放電指示燈熄滅后,才對梁立峰招了招手:“搭把手。”
兩人合力,穩穩托住儀器的重心,緩慢地將那幾十斤重的裝置,連同基座一起,在實驗臺上水平旋轉了整整180度,并重新鎖緊。
“他在干什么?!”
錢衛東一臉困惑,“瘋了吧?這不等于把地磁場的干擾放大了嗎?”
顧偉沒有說話,只是鏡片后的眼神,閃過一絲不易察覺的精光。
林允寧不慌不忙地重新上電,并將線圈電流反接,微調聚焦,在保持加速電壓U?不變的前提下,重新調節勵磁電流,使電子束的軌跡,再次形成一個與第一次半徑完全相同的圓。
然后,他記錄下第二組勵磁電流I?。
做完這一切,他便關掉儀器,開始在草稿紙上進行數據處理。
整個過程,快得不可思議。
周衍和許嘉誠也注意到了這邊的異常,兩人對視一眼,都從對方眼中看到了困惑。
周衍的理論功底極深,他盯著林允寧的實驗臺,腦中靈光一閃,臉色驟變,失聲喃喃道:
“不對……他這個方法……難道是……”
很快,考試結束,兩組的實驗報告被同時放到了投影儀上。
許嘉誠和周衍的報告堪稱范本,數據詳實,誤差分析條理清晰,最終結果與公認值非常接近,不確定度評定為1.2%。
而林允寧的報告,簡潔得有些過分。
他甚至只列出了一組核心數據對(I?, I?)和三對快速復測的數據,以及最終的合成不確定度。
但當最后的結果被打出來時,全場一片死寂。
e/m =(1.77± 0.01)× 1011 C·kg?1
相對不確定度:0.6%!
這個精度,已經接近了這臺儀器的理論極限!
“不可能!”
錢衛東第一個跳了起來,“他怎么可能做到0.6%?!改數據了吧?!”
“老錢,別急。”
顧偉的聲音依舊平靜,他走到白板前,拿起筆,替林允寧解釋了那套“驚世駭俗”的操作背后的物理思想。
“許嘉誠他們的方法,是減小誤差,這是常規路線。而林允寧,”
他頓了頓,眼神里是壓抑不住的欣賞,
“他用的是消除誤差。”
“他將裝置旋轉180度。在裝置的坐標系里,亥姆霍茲線圈的軸向定義不變;因此,地磁場在該軸上的投影B?變號。”
他在白板上寫下了兩行簡潔的公式:
“第一次測量,總磁場 B?= B_c1 B?”
“第二次測量,總磁場 B?= B_c2 - B?”
“兩次測量,他都保持了相同的加速電壓U和軌道半徑r,這意味著,讓電子偏轉所需的總磁場大小是不變的,即|B?|=|B?|。平方后,可以解出——”
顧偉的粉筆重重落下,寫出了最終的結論:
B?=(B??B?)/ 2,
B_c(true)=(B_c1 B_c2)/ 2
“看懂了嗎?他用一個巧妙的對稱性操作,構造了一個二元一次方程組,直接把地磁場這個最大的系統誤差,從測量結果中,代數剔除了!”
“這已經不是實驗技巧的范疇了,”顧偉看著林允寧,一字一頓地說道,“這是方法論上的勝利。”
錢衛東呆呆地看著白板上的推導,嘴巴張得能塞下一個雞蛋,半天說不出一句話。
許嘉誠和周衍也陷入了長久的沉默。
他們看著那個依舊一臉淡然的少年,第一次感覺到了什么叫“降維打擊”。
周衍推了推眼鏡,鏡片后的目光里,不再有絲毫的輕視。
取而代之的,是一種前所未有的、如同火焰般的戰意。
他走上前,對林允寧伸出了手。
“林允寧,是吧?我叫周衍。你的方法……很有趣。但物理,不是只有技巧。”
他頓了頓,聲音清晰而堅定。
“希望在復賽的考場上,我們還有機會,堂堂正正地較量一次。”