| 选课类别:计划内与自由选修 | 教学类型:理论课 |
| 课程类别:本科计划内课程 | 开课单位:物理学院 |
| 课程层次:专业核心 | 学分:3.0 |
天赋测量
第一章 传送事故
林彪睁开眼睛的时候,看见头顶是一片陌生的天花板。
灰白色,有几道裂纹,像被钝器砸过。后脑勺疼得厉害,不是那种隐隐作痛,而是有人在颅骨内侧敲一面铜锣。这种疼痛过于真实,不像是做梦。
他撑着手肘坐起来,发现自己在一间类似医务室的房间里。消毒水的气味浓得像医院走廊,但底下压着另一股味道——腥臊的,潮湿的,像是更衣室里经年不散的汗味和别的什么混合在一起,被暖气片一蒸,黏稠地糊在空气里。
房间很小。一张床,一张桌子,一个铁皮柜,还有一个站在门口的男人。
男人穿一身洗得发白的蓝色工装,胸口别着铜制徽章。林彪眯起眼看那徽章的图案——一把尺子交叉在一本翻开的书上,尺子的刻度清晰可见,书的页面上印着几个符号,看起来像是某种物理公式。男人手里拿着一块写字板,面无表情地打量着他。目光在林彪脸上停了一秒,然后以一种毫不掩饰的方式往下移动,最终定格在某个位置。
林彪本能地并拢了腿。
“姓名?”男人问。
“林彪。”
“哪个院系的?”
“物理系,”林彪说,“量子光学方向,导师是周——”
话说到一半,他停住了。因为他想起来了——他已经毕业五年了。昨天,不对,上一秒,他还在温度尔汗实验基地的地下总控室里。温度尔汗实验——那个试图在宏观尺度上验证量子引力理论、被称为“人类最终实验”的疯狂项目——刚刚跑完最后一次全功率数据采集。主环形管道内的超流体氦循环发出濒死老牛一样的闷响,冷却系统的警报灯闪成一片血红。他冲过去检查控制面板,手指触碰到那排冰冷的铌合金开关的瞬间,一道蓝白色的光从地板下面涌上来,吞没了一切。后脑勺一麻,眼前一黑。
再然后就是这间医务室。
“穿越。”一个荒谬的念头冒出来,像气泡浮出水面。他看过足够多的网络小说,知道这个套路。但眼下最让他在意的不是穿越本身,而是门口那个男人的视线。
那视线太奇怪了。不是打量一个陌生人该有的样子,不是看脸、看衣着、看神态,而是直奔某个特定部位去的,带着一种审视的意味,像是在估算一件商品的规格参数。
准确地说是尺寸参数。
“量子光学,”男人在写字板上记了一笔,嘴角不易察觉地动了一下。那是一种高高在上的、尽力掩饰但掩饰不住的轻蔑。“张江教授那个组?”
林彪不认识什么张江教授,但他决定先顺着往下走。他点了点头。
男人合上写字板,从口袋里掏出一把软尺。裁缝用的那种,黄色,印着厘米刻度,一端有金属卡扣。他把软尺抖开,动作熟练得像一个量了三十年裤长的老裁缝。
“脱吧。”男人说。
林彪以为自己听错了。“什么?”
“脱裤子。”男人的语气平淡得好像只是在说“请坐”。“传送事故可能造成了生理损伤,按照流程,我要给你做天赋测量。确认你的学术等级是否发生变化。”
“天赋……测量?”林彪的声音不自觉地拔高了半度,“用软尺?”
男人看了他一眼,那眼神像是在看一个明知故问的傻子。他叹了口气,把软尺在手上绕了一圈,耐着性子解释:“你撞到脑子了?天赋测量,量的是天赋器官的长度,这还用我教你?”
天赋器官。长度。
这几个词以一种令人震惊的方式组合在一起,在林彪的大脑里炸开。他张了张嘴,想说点什么,但那个男人显然已经失去了耐心。他一把拉开医务室的门,朝着走廊里喊了一声:“来个实习护士,给这位——林彪是吧——做天赋测量。疑似传送事故导致的认知障碍,不配合。”
几秒钟后,一个扎着马尾辫的年轻女孩探头进来。她手里端着一个搪瓷托盘,托盘上放着酒精棉球、一次性手套,和一把软尺——比男人手里那把更小,但刻度更密,精确到了毫米。软尺旁边还放着一个透明的柱状容器,上面印着刻度线,看起来像是某种标准化测量工具。
“给他量。”男人朝林彪努了努下巴。
女护士看了林彪一眼,脸上浮起一层极淡的粉色,但她的动作没有半点犹豫。她把托盘放在桌上,戴上手套,拿起软尺,对林彪说:“麻烦您配合一下,很快的。根据《天赋甄别条例》第三章第十七条,天赋测量是强制性的,拒绝配合将被视为妨碍学术管理秩序,最高可吊销学术资格证。”
她说这段话的时候语气流利得像是在背乘法口诀表。
林彪的脑子在这一刻终于从宕机状态恢复了过来。他猛地往后一缩,后背撞上墙壁,铁皮柜发出一声闷响:“等一下。我需要你们给我解释清楚——天赋测量的原理是什么?测量的标准是什么?测量的理论依据又是什么?”
男人和护士对视了一眼。护士小声说:“张教授那边的人……好像都容易应激。上次那个李博士也是,量之前非要问什么‘规范不变性’和‘度规张量’,问完了又哭又笑折腾了半个小时。”
男人哼了一声,把写字板转过来给林彪看。上面是一张表格,密密麻麻地印着人名、日期和一串数字,每一行后面都有红色公章。林彪扫了一眼,看到了几行记录:
“陈建国,基础物理教研室,勃起态长度12.7cm,直径3.4cm,体积折算系数0.78,综合天赋指数41.3,学术等级C,权限范围:本科教学。”
“王立新,粒子物理研究所,勃起态长度18.3cm,直径4.1cm,体积折算系数0.85,综合天赋指数74.6,学术等级B,权限范围:硕士指导。”
“杨振华,理论物理中心,勃起态长度26.5cm,直径5.2cm,体积折算系数0.91,综合天赋指数152.7,学术等级A,权限范围:国家重点项目。”
“还有这个,”男人翻到写字板背面,指着表格下方一行小字,“综合天赋指数的计算公式。”
林彪凑近了看。那行小字写着:
[
T = k \times L \times D^{2} \times f(L/D)
]
其中 (T) 为综合天赋指数,(L) 为勃起态长度,(D) 为勃起态直径,(k) 为天赋常数(国际标准值 (0.317)),(f(L/D)) 为形状因子修正函数,其具体形式为:
[
f!\left(\frac{L}{D}\right) =
\begin{cases}
1, & 2.5 \leq \dfrac{L}{D} \leq 6.5 \
\exp!\left[-\dfrac{1}{2}!\left(\dfrac{\frac{L}{D} - 2.5}{1.2}\right)^{2}\right], & \dfrac{L}{D} < 2.5 \
\exp!\left[-\dfrac{1}{2}!\left(\dfrac{\frac{L}{D} - 6.5}{1.8}\right)^{2}\right], & \dfrac{L}{D} > 6.5
\end{cases}
]
男人补充道:“形状因子修正很重要。光长不粗没用,光粗不长也没用。天赋讲究的是整体协调。你看这个陈建国,长度12.7不算太差,但直径只有3.4,形状因子才2.1,修正系数直接掉到0.78,综合指数就上不去了。”
他说这段话的时候语气认真得像在讲解一篇Nature论文的方法学部分。
公章下面的机构名称写着六个字:天赋甄别总局。
林彪盯着那张表格看了足足十秒钟。他的嘴张开了又合上,合上了又张开,像一条被扔上岸的鱼。多年科研训练出来的逻辑思维在这一刻疯狂运转,开始在他脑子里构建这个世界的基本物理图景。
假设这个宇宙的物理规律确实如此——假设在这个世界中,雄性生殖器官的尺寸与物理学能力之间存在某种可量化的正相关关系——那么一切都能解释得通。那个男人看他的目光,不是在看他的脸,不是在看他的学历,而是在估量他的天赋。用皮尺估量。
他忽然觉得自己在北京读了二十多年书这件事变得无比荒诞。所有的本科课程、研究生训练、博士论文、博士后研究,所有的推导、计算、实验、论文,在一条软尺面前都失去了意义。或者说,在这个世界从来就没有意义过。
“你们这里……”他艰难地开口,“最厉害的物理学家是谁?”
“这还用问?”男人不耐烦地说,“当然是爱因斯坦。”
“他的天赋值是多少?”
“官方记录是勃起态39.5厘米,直径7.8厘米,”男人的语气里带上了一种近乎宗教般的敬畏,“综合天赋指数超过三百,SSS级。据说实际数据可能突破40大关,直径可能超过8厘米,不过他自己拒绝公开二次测量。你知道的,到了那个级别,数据本身就是国家机密。”
林彪闭上了眼睛。爱因斯坦。四十厘米。直径八厘米。假设取 (L = 40) cm,(D = 8) cm,(L/D = 5.0) 落在形状因子的理想区间内,(f = 1),则:
[
T = 0.317 \times 40 \times 8^{2} \times 1 = 0.317 \times 40 \times 64 = 811.52
]
这个数字远超过三百。如果官方记录的39.5厘米和7.8厘米是真的,那么:
[
T = 0.317 \times 39.5 \times 7.8^{2} \times 1 = 0.317 \times 39.5 \times 60.84 \approx 761.3
]
他的脑海里不由自主地浮现出那张经典的黑白照片——满头白发的老人吐着舌头骑着自行车。那个画面现在多了一个他完全不想去想象的维度。他强迫自己把那张照片从脑海里驱逐出去,然后问出了最关键的问题:“普通人的平均值是多少?评级标准是什么?这个天赋指数和物理能力之间具体的对应关系是怎样的?”
护士替他回答了,声音清脆,像是在背诵一篇综述论文的摘要:“根据天赋甄别总局发布的第七次全国普查数据,我国成年男性的天赋器官勃起态平均长度为11.7厘米,平均直径为3.3厘米,平均综合天赋指数为38.1,对应物理天赋评级为D,可从事基础物理教育工作。综合天赋指数达到60评级为C,可从事本科及以上教学科研工作。达到85评级为B,可独立指导博士研究生。达到120评级为A,可获得国家杰出青年科学基金。达到180评级为S,可申报院士。”
她顿了顿,继续背下去:“国际标准更为严格。根据国际纯粹与应用物理学联合会颁布的《物理学从业人员天赋资格认定标准》,量子引力方向研究者的最低综合天赋指数要求为200,超弦理论方向为220。目前全球唯一一个同时从事这两个方向研究并获得国际认可的物理学家是爱德华·威滕,他的公开天赋数据是勃起态长度34.2厘米,直径7.0厘米,综合天赋指数241.5。”
“威滕是这个世界的?”林彪下意识地问了一句,随即意识到这是个蠢问题——威滕当然还是威滕,只是在这个宇宙里,他的学术地位不是靠爱德华·威滕这个人名下的那些论文建立的,而是靠他的——天赋。
他低头看了看自己的裤裆。他知道自己的数据。不算差,但也绝对不算出类拔萃。在北京,他靠着自己的脑子和一篇篇论文走到今天,换了三任导师、拿了两个学位、发了七篇PRL,从来没有人用“天赋不够”来评价他。
护士在他沉默的间隙里已经完成了测量。她把软尺的刻度给男人看了一眼,两个人同时沉默了一瞬。那沉默的长度大概只有零点几秒,但林彪精确地捕捉到了。那是一种“果然如此”的沉默,带着一丝意料之中的轻蔑。
“勃起态长度13.4厘米,直径3.6厘米,形状因子3.72,修正系数1.0,综合天赋指数54.7。”男人在写字板上记录,语气恢复了公事公办的平淡。(T = 0.317 \times 13.4 \times 3.6^{2} \times 1.0 = 0.317 \times 13.4 \times 12.96 \approx 55.1)——林彪在脑中快速验算,对方报出的54.7与他的估算基本一致,大概是在测量直径时取了更精确的毫米级读数。“学术等级C-,权限范围:本科助教,需在副教授以上人员监督下进行教学工作。不得独立承担课题,不得申请基金,不得指导研究生。”
他撕下那张表格的一联递给林彪:“拿着,去人事处报到。你原来的权限因为传送事故暂时冻结了,三天内凭这个条子去重新激活。对了,你的导师张江教授在一个月前刚刚晋升为SS级,天赋指数突破了180大关,据说最新一次非公开测量的数据是勃起态31.2厘米。你是他的学生,13.4——这个数字你自己知道就好,别说出去,不然张教授的面子上也不好看。”
说完他转身走了。护士收拾好托盘也准备离开,临走前犹豫了一下,小声对林彪说:“其实54.7也不差了,比全国平均值高出不少呢。张教授那个组要求太高,你别往心里去。而且你的形状因子是满的,说明天赋器官的形态很标准,没有畸形或者发育不良的问题。有些人的指数虽然高,但形状因子掉得厉害,实际天赋发挥很不稳定。”
医务室里只剩下林彪一个人。他坐在床边,把那张皱巴巴的纸条翻来覆去地看。
本科助教。C-。综合天赋指数54.7。
他闭上眼,开始回忆自己脑子里所有的物理知识。量子力学的薛定谔方程:
[
i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi(\mathbf{r},t) = \left[-\frac{\hbar^{2}}{2m}\nabla^{2} + V(\mathbf{r},t)\right]\Psi(\mathbf{r},t)
]
广义相对论的爱因斯坦场方程:
[
R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}g_{\mu\nu}R + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^{4}}T_{\mu\nu}
]
规范场论的Yang-Mills作用量:
[
S_{\text{YM}} = -\frac{1}{4}\int d^{4}x , F_{\mu\nu}^{a}F^{a\mu\nu}, \quad F_{\mu\nu}^{a} = \partial_{\mu}A_{\nu}^{a} - \partial_{\nu}A_{\mu}^{a} + gf^{abc}A_{\mu}^{b}A_{\nu}^{c}
]
固体物理的Bloch定理:(\psi_{n\mathbf{k}}(\mathbf{r} + \mathbf{R}) = e^{i\mathbf{k}\cdot\mathbf{R}}\psi_{n\mathbf{k}}(\mathbf{r}))。拓扑绝缘体的Berry曲率和Chern数:
[
\Omega_{n}(\mathbf{k}) = \nabla_{\mathbf{k}} \times \mathbf{A}{n}(\mathbf{k}), \quad C{n} = \frac{1}{2\pi}\int_{\text{BZ}} d^{2}k , \Omega_{n}(\mathbf{k})
]
多体量子系统的密度矩阵重整化群方法。重整化群流方程:
[
\frac{dg}{d\ln\Lambda} = \beta(g) = \beta_{0}g^{2} + \beta_{1}g^{3} + O(g^{4})
]
不动点理论:(\beta(g^{*}) = 0)。Fano共振的不对称线形公式:
[
\sigma(E) = \sigma_{0}\frac{(q + \epsilon)^{2}}{1 + \epsilon^{2}}, \quad \epsilon = \frac{E - E_{0}}{\Gamma/2}
]
Feshbach共振的散射长度发散:
[
a(B) = a_{\text{bg}}\left(1 - \frac{\Delta B}{B - B_{0}}\right)
]
FWR模型在强关联电子系统中的Fano-Anderson-Wigner-Rashba哈密顿量:
[
H = \varepsilon_{d} d^{\dagger}d + \sum_{k,\sigma} \varepsilon_{k} c_{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \sum_{k,\sigma} (V_{k} d_{\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \text{h.c.}) + \alpha \sum_{k,\sigma,\sigma'} (\boldsymbol{\sigma} \times \mathbf{k}){z} c{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma'}
]
所有的公式、概念、推导过程,都原封不动地待在脑子里,清晰得如同刻上去的一样。
但他的天赋值只有13.4。
按照这个世界的规则,他甚至连独立上讲台的资格都没有。一个博士毕业生、发表过顶刊论文的研究者,在这个世界的学术地位还不如一个大二的本科生。
荒谬。荒诞至极。
但林彪没有笑。多年的科研经历教会他一件事——当实验数据和你预期的理论不符时,错的不是数据,是你的理论。既然他落入了这个以性器官尺寸决定物理能力的荒唐世界,那他要做的第一件事,不是愤怒,不是绝望,而是观察、记录、分析和理解。
他要弄清楚这个世界的规则。然后找到规则的边界。然后找到规则可以被打破的地方。
第二章 天赋的谱系
林彪推开医务室的门,走进一条长长的走廊。
走廊两侧是浅绿色的墙壁,上半截刷了白漆,下半截贴着淡绿色的瓷砖,和八十年代的教学楼一模一样。墙上每隔几步就挂着一个玻璃相框,相框里不是名人画像,而是表格——密密麻麻的数据表格。
他边走边看。
第一张表格的标题是《天赋指数与物理学成就的统计相关性研究——基于1900-2020年诺贝尔物理学奖得主的回溯性分析》。表格里列出了每一位诺奖得主的天赋数据,旁边标注了他们的主要成就。林彪注意到一个规律:从1901年到2020年,诺奖得主的平均综合天赋指数在稳步上升。1901-1920年的平均指数是140.3,1921-1940年是158.7,1941-1960年是172.4,1961-1980年是191.2,1981-2000年是208.5,2001-2020年是226.3。
表格下方有一行注释,附带一个线性回归模型:
[
\bar{T}_{\text{Nobel}}(t) = 140.3 + 3.7 \times \left(\frac{t - 1910}{10}\right), \quad R^{2} = 0.973, \quad p < 0.001
]
其中 (t) 为年份。注释进一步解释道:“该趋势与全球营养水平提升、遗传筛选技术发展以及天赋优先婚配制度的推广呈显著正相关。回归分析显示,全球人均天赋指数每十年增长约3.7个点,预计在2040年前后,人类将首次出现综合天赋指数突破300的物理学家。”
第二张表格的标题更加惊悚:《天赋指数与物理学研究领域的匹配模型——各子领域最低准入标准》。
理论物理各方向的准入标准被详细列出:
经典力学与热力学:综合天赋指数 (\geq 40)
电动力学:(\geq 55)
量子力学基础:(\geq 70)
固体物理:(\geq 85)
粒子物理唯象学:(\geq 110)
量子场论:(\geq 140)
规范场论:(\geq 165)
超对称理论:(\geq 195)
弦理论/量子引力:(\geq 220)
大统一理论:(\geq 260)(目前全球仅有三人达到此标准)
林彪的目光停在了“固体物理”那一行。综合天赋指数85。他现在的指数是54.7。
他连固体物理的研究资格都没有。
这太荒唐了。在他原来的世界里,固体物理是物理学中最“接地气”的分支之一——研究的是晶体、半导体、磁性材料这些实实在在的东西,和理论物理那些玄而又玄的高阶分支比起来,固体物理的门槛并不算高。但在这个世界里,固体物理竟然也需要85的指数,比量子力学基础还高出一截。
他继续往下看,找到了注释:“固体物理需要研究者对晶格结构的周期性、倒空间中的能带分布以及多体相互作用具有直觉性的把握。天赋指数较高的个体能够‘感知’到晶格振动模式和电子关联效应——这种感知能力被学界称为‘固体的手感’。缺乏足够天赋的个体即使经过严格训练,也无法在倒空间中建立起正确的物理图像。”
“固体的手感”。林彪默念着这个词,觉得一阵荒诞的笑意涌上喉咙。在他原来的世界里,理解固体物理靠的是数学推导和物理直觉——比如写出晶格的紧束缚哈密顿量:
[
H = -t\sum_{\langle i,j\rangle,\sigma} (c_{i\sigma}^{\dagger}c_{j\sigma} + \text{h.c.}) + U\sum_{i} n_{i\uparrow}n_{i\downarrow}
]
然后通过傅里叶变换进入动量空间,再求解能带结构 (E(\mathbf{k}))。那种直觉来自多年训练,与生俱来的成分当然也有,但绝对不是靠某个器官去“感知”晶格振动。
但这个世界显然不是这样。
走廊尽头是一扇双开的玻璃门,上面贴着“物理学院人事处”的牌子。林彪推门进去,看见一个中年女人坐在办公桌后面,面前放着一台老式电脑,屏幕上的表格和他刚才看到的差不多。女人抬头看了他一眼,目光习惯性地往下扫了一下,然后回到他的脸上。
“新来的?”她问。
“传送事故。”林彪把那张纸条递过去。“需要重新激活学术资格。”
女人接过纸条,在电脑上敲了几下,然后皱了皱眉。“你的档案显示你是张江教授课题组的博士生,研究方向是——拓扑量子计算。但是你的天赋指数只有54.7,这个方向和你的天赋等级不匹配。”
“不匹配会怎样?”
“按规定,天赋等级不达标的科研人员不能从事超出其等级的研究工作。拓扑量子计算属于‘量子信息与量子计算’子领域,最低准入标准是综合天赋指数125。你差了一倍还多。”女人抬头看了他一眼,目光里带着一丝同情。“按照规定,你有两个选择。第一,转到与你的天赋等级匹配的研究方向——比如经典力学教研室正好缺一个助教。第二,申请天赋提升计划。”
“天赋提升计划?”
女人从抽屉里拿出一本小册子递给他。封面上印着《全国天赋提升计划实施办法(2024年修订版)》,下面是一行小字:“天赋是可以改变的——只要你有决心。”
林彪翻开小册子。第一页就让他愣住了。
“第一章:天赋器官的生理基础与可塑性。天赋器官的海绵体组织由特殊的天赋平滑肌构成,这种平滑肌的弹性系数与胶原蛋白交联密度、雄激素受体敏感度以及局部生长因子浓度密切相关。通过科学的物理拉伸训练和药物辅助治疗,可以在一定范围内提升天赋器官的结构尺寸。临床数据显示,经过为期两年的系统训练,受试者的综合天赋指数平均提升幅度为:
[
\Delta T_{\text{avg}} = 12.3% \pm 2.7%
]
最大提升幅度可达:
[
\Delta T_{\text{max}} = T_{0} \times 0.23
]
其中 (T_{0}) 为训练前的基础天赋指数。”
后面几页详细列出了各种训练方法:真空负压拉伸、等长收缩训练、渐进式阻力练习、周期性温度刺激……每一条都配了示意图,画得一丝不苟,看起来和健身房里的增肌训练手册没什么两样。只是训练的目标肌肉变成了一个完全不同的部位。
林彪翻到药物辅助部分。上面列着几种他从未听说过的药物名称:天赋肽、海绵体生长因子、雄激素受体增敏剂。每一种都标注了分子式、药理作用和临床有效率。他快速扫了一遍那些分子式——如果这个世界的有机化学规律和他原来的世界一致的话,这些药物里至少有两种的化学结构完全不可行,碳原子的键角根本不支持那样的分子构型。
但这不是他现在要关注的问题。
“天赋提升计划的有效率是多少?”他问。
女人耸了耸肩。“因人而异。有些人天赋底子好,训练效果显著,两年能涨七八个点。有些人天赋底子差,练了两年只涨一两个点。还有就是遗传因素——天赋器官的大小百分之六十由遗传决定,百分之三十由后天发育环境决定,只有百分之十可以通过训练改变。这是天赋甄别总局发布的官方数据。用公式来说就是:
[
T_{\text{final}} = T_{0} \times \left[1 + 0.60 \times \left(\frac{T_{\text{genetic}} - T_{0}}{T_{0}}\right) + 0.30 \times \left(\frac{T_{\text{env}} - T_{0}}{T_{0}}\right) + 0.10 \times \Delta_{\text{training}}\right]
]
其中 (T_{\text{genetic}}) 是由双亲天赋指数线性回归得到的遗传潜力值,(T_{\text{env}}) 是发育期营养与环境因子决定的环境潜力值,(\Delta_{\text{training}}) 是训练带来的相对增量。”
百分之十。以他54.7的起点,就算把那百分之十的潜力全部榨出来,也只能涨到60出头。离固体物理的85还有天堑般的距离,更不用说量子信息方向的125了。
女人似乎看出了他的想法,补了一句:“还有一个办法,不过不太常规。”
“什么办法?”
她压低声音,像是在说什么见不得人的事:“天赋移植。”
林彪的瞳孔猛地缩了一下。
“天赋移植?”他重复了一遍,确认自己没有听错。
“器官移植。把高天赋个体的天赋器官移植给低天赋个体。这个技术已经比较成熟了,”女人说着,把声音压得更低,“天赋器官作为一个器官,独立于身体的其他部分,血供系统相对简单,神经支配也不复杂,移植手术的技术难度并不比肾移植更高。术后免疫抑制方案也相当成熟,五年存活率在87%以上。”
她打量了一下林彪的表情,似乎是在判断这个年轻人是否值得她继续说下去。“不过捐赠者很难找。谁会愿意把自己的天赋器官捐给别人?那可是一个人的学术生命。所以大部分天赋移植手术的捐赠者都是死刑犯——如果有高天赋的死刑犯被执行,天赋器官就会被移植给有需要的人。但这是违法的。”
林彪说:“不合法?”
“黑市。”女人简短地说。“在公开市场上,高天赋的器官供体价格高得离谱。一根综合天赋指数200以上的天赋器官,黑市价格在八位数以上。而且是美元。”
她顿了顿,看着林彪的目光变得有些审视。“你问这么多干什么?54.7的指数,在本科助教这个位置上足够用了。好好干,熬几年资历,说不定能混到讲师。别想那些有的没的。”
林彪没有回答。他把那本《天赋提升计划》装进口袋,向女人道了谢,转身走了出去。
走廊里又剩下他一个人。墙上的数据表格在荧光灯下泛着苍白的光。他慢慢走着,脑子里的思绪飞快地转动。
他来自一个完全不同的宇宙。在那个宇宙里,物理能力取决于大脑,而不是某个器官。他带着那个宇宙的全部知识来到了这里——量子场论、广义相对论、凝聚态物理、粒子物理,所有的理论框架和数学工具都完整地保存在他的大脑里。
但是在这个世界的规则下,这些知识没有任何价值。因为在这个世界里,人们相信物理学是天赋器官接收宇宙本源信息的结果,大脑只是负责把那些信息转写成数学语言的器官。
这当然是一种错误的认知。林彪百分之百确定。如果他原来的那个世界的物理学是正确的——如果物理学真的是一门关于客观实在的科学,而不是某个器官的主观感受——那么在这个世界里,那些高天赋的人之所以物理好,不是因为他们接收到了什么宇宙本源信息,而是因为他们大脑的物理直觉确实更好,只是这个世界的人错误地把因果倒置了。
但就算他想通了这一层,又有什么用呢?他能改变这个世界的规则吗?他能让这个世界的人相信物理能力取决于大脑而不是器官吗?
他需要先了解这个世界的物理学。他需要知道,在一个以天赋器官为物理能力基础的世界里,物理学家们到底研究出了什么。他们的理论和公式,和他原来的那个世界是一样的吗?还是完全不同?
他需要找到这个世界的图书馆。
第三章 物理的真相
物理学院的图书馆是一栋六层的灰色建筑,外墙爬满了常春藤。玻璃门上贴着开放时间:周一至周日,早八点至晚十点。旁边还有一行小字:“进入图书馆须出示学术资格证。综合天赋指数低于60者,仅可借阅基础类图书。”
林彪的天赋指数是54.7。这意味着他连进入这个图书馆的资格都没有。
他站在门口犹豫了大概三秒钟,然后看到了一个机会。一个戴着厚眼镜的男生正抱着一摞书往外走,他用肩膀顶开玻璃门的时候,门被卡住了一瞬,正好留出一个侧身通过的缝隙。林彪几乎是本能地闪了进去,动作快得像一个做惯了偷鸡摸狗的小贼。
图书馆内部的布局和他熟悉的大学图书馆没什么两样。一楼是大厅和借阅处,二楼以上是阅览室和书库。他沿着楼梯往上走,根据指示牌找到了物理学的分类区域。分类系统用的是一种他从未见过的编号方式——不是中国图书馆分类法,也不是杜威十进制分类法,而是有一种按“天赋准入等级”排列的系统。
具体来说,书架按照综合天赋指数分区。40-60区放的是经典力学和基础物理教材,60-85区是电动力学和量子力学入门,85-110区是固体物理和统计力学,110-140区是粒子物理,140-165区是量子场论,165-195区是规范场论,195-220区是超弦理论入门,220以上是量子引力和大统一理论。
每个区域门口都有一个刷卡机,需要插入学术资格证才能进入。林彪在40-60区门口站了一会儿,然后试着推了推门——没锁。大概是因为这个区域本来就没有什么值得保护的东西。
他走进去,开始翻书架上的书。
基础物理教材的内容和他熟悉的差不多。牛顿力学、麦克斯韦方程组、热力学定律,公式的写法几乎一模一样。他翻了翻一本《电动力学导论》,看到了熟悉的Maxwell方程组:
[
\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_{0}}, \quad \nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t}
]
[
\nabla \cdot \mathbf{B} = 0, \quad \nabla \times \mathbf{B} = \mu_{0}\mathbf{J} + \mu_{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}
]
完全正确。只是符号体系略有不同——他们用 (\mathbf{D}) 和 (\mathbf{H}) 的方式不太一样,但物理内涵完全一致。他快速翻了几本,确认了基础部分没有本质差异。
然后他走向更高级别的区域。
85-110区的门是锁着的。他透过玻璃往里看了一眼,看到了《固体物理学》《半导体物理》《磁性物理》等书名,还有一本厚得像砖头一样的《高等固体物理——从能带理论到强关联体系》,作者是一个叫李政道的人。在这个世界里,李政道显然是固体物理领域的大师。
林彪想了想,退回到40-60区,找了一本《天赋学导论》。这本书的封面是一张天赋器官的解剖示意图,标注了海绵体、白膜、血管窦和天赋神经丛的位置。他翻开第一章,读到了这样一段话:
“天赋学的基本假设是:物理学规律并非人类大脑的理性构造产物,而是宇宙本源信息通过天赋器官向人类意识的直接呈现。天赋器官的长度和直径决定了信息接收的带宽和信噪比,形状因子则决定了信息解码的效率。一个标准形态的天赋器官(形状因子在2.5至6.5之间)能够最大效率地将接收到的本源信息转换为可供大脑理解的数学结构。”
这段话下面是几个公式,描述天赋器官的“信息接收带宽”与其几何尺寸之间的关系。林彪仔细看了看那些公式。信息接收带宽 (C) 被定义为:
[
C = C_{0} \times \pi\left(\frac{D}{2}\right)^{2} \times \ln!\left(1 + \frac{L}{L_{0}} \cdot f(L/D)\right)
]
其中 (C_{0}) 是基础带宽常数,(L_{0}) 是参考长度(取值为全国平均值11.7厘米)。这个公式看起来像是信息论中的香农公式的某种变形:
[
C_{\text{Shannon}} = B \log_{2}!\left(1 + \frac{S}{N}\right)
]
只是把信号带宽 (B) 替换成了天赋器官的截面积 (\pi(D/2)^{2}),把信噪比 (S/N) 替换成了与长度和形状因子相关的表达式。
他继续往下翻,找到了一个名为“天赋神经传导模型”的章节。这个模型描述的是天赋器官如何将接收到的“本源信息”转化为神经电信号。模型的数学形式看起来非常熟悉——它是一个耦合的非线性微分方程组,形式上和他在原来世界学过的Hodgkin-Huxley神经元模型几乎一模一样:
[
C_{m}\frac{dV}{dt} = I_{\text{ext}} - g_{\text{Na}}m^{3}h(V - V_{\text{Na}}) - g_{\text{K}}n^{4}(V - V_{\text{K}}) - g_{L}(V - V_{L})
]
[
\frac{dm}{dt} = \alpha_{m}(V)(1-m) - \beta_{m}(V)m
]
[
\frac{dh}{dt} = \alpha_{h}(V)(1-h) - \beta_{h}(V)h
]
[
\frac{dn}{dt} = \alpha_{n}(V)(1-n) - \beta_{n}(V)n
]
唯一的区别是变量名称改了——(V) 在这里不是膜电位,而是“天赋场势”,(m, h, n) 不是离子通道的门控变量,而是“信息解码通道的开放概率”。参数 (\alpha) 和 (\beta) 的速率函数形式也不同:
[
\alpha_{m}(V) = \frac{0.1(V + 40)}{1 - \exp[-(V + 40)/10]}, \quad \beta_{m}(V) = 4\exp[-(V + 65)/18]
]
林彪皱起了眉头。
他开始快速翻阅这本书的其余部分。天赋的遗传学基础,用的是一个修改过的数量性状遗传模型,类似于他在原来世界学过的Fisher无穷小位点模型:
[
T_{\text{offspring}} = \mu + \frac{1}{2}(T_{\text{father}} + T_{\text{mother}} - 2\mu) + \varepsilon
]
其中 (\mu) 是群体均值,(\varepsilon \sim N(0, \sigma_{g}^{2})) 是遗传方差与环境方差之和。天赋与大脑功能的协同,描述的是天赋神经信号如何在大脑皮层中引发特定模式的神经元放电。天赋的病理学,讨论的是天赋器官的各类疾病如何影响物理学能力——海绵体纤维化导致天赋指数下降,白膜破裂导致信息接收中断,等等。
整本书的框架非常严谨。如果接受它的基本假设——物理能力来自天赋器官——那么后面所有的推导都逻辑自洽。实验数据、统计分析、数学模型,全部天衣无缝。
但林彪知道那个基本假设是错的。因为他来自一个不存在天赋器官的宇宙,而在那个宇宙里,物理学同样存在,同样有效。
这意味着什么?
有两种可能。第一,两个宇宙的物理学规律本质上是相同的,只是这个宇宙的人错误地将物理能力的来源归因于天赋器官。第二,两个宇宙的物理学规律确实不同,而他脑海中的那些知识在这个宇宙里根本就是错误的。
他需要验证。
他需要找到这个世界的物理学最高水平的著作,看看那些只有高天赋者才能看懂的“本源信息”到底是什么。如果那些理论和公式与他原来世界的相同,那就说明物理学本身并没有变,变的只是这个世界的人对物理能力来源的解释。
但如果那些理论不同——
他不敢往下想了。
他需要一个进入更高级别区域的方法。刷卡机需要学术资格证,他没有。但是也许有别的方式。
林彪在图书馆里转了一圈,发现每个高级别区域都有一个消防通道,门上装着报警器。如果强行推开,警报会响,整个图书馆的人都会知道有人在违规进入高级区域。
他又回到了40-60区,继续翻书。在一本《天赋测量技术手册》的附录里,他找到了一个有用的信息:图书馆的门禁系统使用的是天赋指数感应卡,卡片内嵌有持有者的天赋数据芯片,刷卡时系统会读取芯片中的综合天赋指数并与该区域的准入标准进行比对。
也就是说,如果他能够搞到一张高天赋指数的感应卡,他就能进入更高级别的区域。
但这显然不是一件容易的事。
林彪合上书,靠在书架上,闭上眼睛。他需要重新规划自己的行动路线。在这个世界里,他拥有一个巨大的优势——他来自一个没有天赋器官的宇宙,他的物理知识存储在脑子里,而不是某个器官里。这意味着他可以在不触发这个世界任何检测机制的情况下,进行物理学的思考和计算。
但这也意味着他拿不到任何合法的学术资格。他的54.7天赋指数就是他在这套体系里的标签,这个标签会跟随他一辈子,除非他去做天赋提升训练或者黑市手术,但那两种方式都有巨大的风险和不确定性。
他需要一个计划。
第四章 天赋与才能的战争
林彪在图书馆待到闭馆铃声响起才离开。这段时间里,他读完了《天赋学导论》和半本《高等固体物理导论》——后者是他在40-60区找到的唯一一本略微涉及高阶内容的书,因为它被错误地放在了基础区域的书架上。
他从那本书里学到了一些东西。这个世界的固体物理比他所熟悉的版本多出了一整套关于“天赋直觉”的方法论。在能带理论的部分,书中详细描述了如何通过天赋器官的“振动感知”来直接“感受”晶体中电子态的分布——不是通过计算,而是通过一种近乎通灵的方式。书中有这样一段描述:
“当研究者的综合天赋指数超过85时,天赋器官中的特殊神经末梢会对晶体中电子Bloch波的周期性产生共振响应。这种共振响应在意识中呈现为一种‘压力感’——不同方向的压力对应不同晶向的能带色散。例如,对于一个简单立方晶格的紧束缚能带:
[
E(\mathbf{k}) = -2t(\cos k_{x}a + \cos k_{y}a + \cos k_{z}a)
]
高天赋者能够通过天赋器官中的压力分布模式,直接‘感知’到这一色散关系的鞍点位置和van Hove奇点的能量位置,而无需进行任何数值计算。”
在强关联体系的部分,书中提到高天赋者可以直接“看到”Hubbard模型中的自旋关联模式,就像普通人看到颜色一样自然。对于一维半满Hubbard模型:
[
H = -t\sum_{j,\sigma}(c_{j\sigma}^{\dagger}c_{j+1,\sigma} + \text{h.c.}) + U\sum_{j} n_{j\uparrow}n_{j\downarrow}
]
书中声称:“S级天赋者能够直接感知到Mott绝缘相中反铁磁关联的周期为两倍晶格常数,以及自旋电荷分离现象中自旋子与空穴子的不同传播速度。这种感知的精确度远超任何数值方法——DMRG需要数小时计算才能得到的自旋关联函数,S级天赋者在数秒内即可‘看见’。”
如果书中的描述是真的——林彪倾向于认为至少有一部分是真的,因为在这样一个以天赋为基础的世界里,人们肯定积累了大量的经验和数据——那么这个世界的高天赋物理学家确实拥有某种他没有的能力。这种能力使得他们能够跳过繁琐的数学推导,直接获得物理图像。
但这是否意味着他们能够得出正确的物理结论?
不一定。直觉可能出错。尤其是在那些远离日常经验的领域——比如量子引力和大统一理论——直觉往往是不可靠的。这也解释了为什么在这个世界里,最高阶的物理理论仍然没有完成。即使是天赋指数超过300的爱因斯坦,也没有完成统一场论。他的场方程写出来了,但量子化遇到了不可逾越的障碍。引力的路径积分:
[
Z = \int \mathcal{D}g_{\mu\nu} , e^{iS[g]/\hbar}
]
在微扰展开的每一阶都会产生不可重整化的发散。这个问题在哪个宇宙都存在。
也许问题恰恰在于,这个世界的人太过依赖天赋器官的直觉,而忽视了数学推导的力量。
林彪走出图书馆的时候,天色已经黑了。物理学院的楼群在夜色中亮着零星的灯光,每一扇亮着的窗户后面大概都有人在“提升天赋”或者“感悟本源”。他穿过一片小树林,沿着一条石板路往宿舍区走。
路上他遇到了一个人。
那人从路灯照不到的阴影里走出来,挡在林彪面前。他大概四十岁出头,穿着一件旧夹克,头发乱蓬蓬的,脸上带着一种长期缺乏睡眠的灰败气色。但他的眼睛很亮,亮得不太正常。
“你是新来的?”那人问,声音沙哑。
林彪警惕地停住脚步。“你是谁?”
“我叫钱三森,”那人说,“理论物理研究所的,去年刚被……怎么说呢,被开除。他们说我天赋退化,实际上我什么也没退,是我的天赋指数本来就不高,但是他们以前以为我的指数很高,因为我做出了一些成果。后来他们重新测量了一次,精确到小数点后两位,发现我的综合指数只有82.7。不到85。按照85的标准,我没有资格继续做固体物理。所以就被从固体物理方向开除了。”
他说这些话的时候语气很平静,像是在陈述一个与己无关的事实。“82.7——离85只差2.3个点。2.3个点,也就是半厘米不到的差距。我做了十五年固体物理,发了三十多篇论文,培养了八个博士,就因为半厘米的差距,变成了废物。”
林彪不知道该说什么。他沉默了一会儿,然后问:“你找我有什么事?”
“我在人事处的档案里看到了你的信息,”钱三森说,“传送事故,认知障碍,天赋指数54.7。他们说你是张江的学生,但我觉得你不是——不,你不用解释。我看过你的眼神。你的眼神里没有那种‘天赋敬畏’。这个世界的人,不管天赋高低,看别人的时候第一眼永远往下看。你不是。你看人的时候看的是脸,是眼睛。你来自别的地方。”
林彪的心脏猛地跳了一下。他盯着钱三森的眼睛,试图判断这个人是在试探他还是真的知道些什么。
“别的地方?”他重复道。
钱三森没有直接回答。他从夹克口袋里掏出一个皱巴巴的信封,递给林彪。“明天晚上七点,东区旧物理楼的302教室。来不来随你。”
说完他转身走了,身影很快消失在夜色里。
林彪拿着信封站在原地。他低头看了看信封,上面没有写字,但里面装着什么东西,沉甸甸的,像是一把钥匙。
他回到临时分配的宿舍——一间八平米的单人间,房间里有一张床、一张桌子和一个铁皮衣柜。他打开台灯,撕开信封。里面掉出来的不是钥匙,而是一张泛黄的照片和一张纸条。
照片上是一群人,站在一栋老式建筑前面。他认出了其中一个——年轻时的钱三森,穿着白衬衫,笑得很灿烂。站在他旁边的是一个戴眼镜的瘦高男人,林彪不认识,但照片背面写着一个名字:赵望舒。纸条上只有一行字,笔迹潦草但有力:
“在这个世界里,真相被锁在天赋的门槛后面。但门可以被撬开。如果你想看到门背后的东西,明天晚上来。”
林彪把照片和纸条放回信封,关上台灯,在黑暗中躺了下来。天花板上的裂纹在窗外透进来的微光中隐隐可见。
他想到很多事情。想到他原来的世界,那个以大脑为物理能力基础的世界。想到他实验室里那台坏掉的激光器,不知道有没有人发现他失踪了。想到他正在写的那篇论文,关于拓扑量子计算的纠错码优化方案,卡在第三章已经三个月了——那个方案的数学核心是一个高度非线性的优化问题:
[
\min_{{g_{i}}} \sum_{i=1}^{N} |g_{i} - U_{i}|{\text{F}}^{2} \quad \text{s.t.} \quad \prod{i \in \text{loop}} g_{i} = I
]
其中 (g_{i}) 是作用在量子比特上的幺正操作,(U_{i}) 是目标操作,约束条件要求所有闭合回路上的操作乘积等于恒等操作。
想到这个世界。天赋甄别总局。软尺。54.7。综合天赋指数。本科助教。C-。
想到钱三森。82.7。只差2.3个点,做了十五年的研究就全部作废。
想到那张照片。赵望舒。这个名字他从未听说过,但钱三森特意把这张照片放进信封,说明这个人很重要。
他又想到《高等固体物理导论》里那些关于天赋直觉的描述。高天赋者可以“看到”自旋关联模式,可以“感受到”晶格振动。这是一种他无法理解的能力——在他原来的世界里,没有任何人能够通过身体的某个器官直接“感知”物理规律。物理规律只能通过实验、观察、数学推导和理论建构来认识。
但如果这种能力是真实存在的呢?如果在这个世界的物理规律下,天赋器官确实能够接收某种他无法理解的信息呢?
那他作为一个54.7的“低天赋者”,要如何与那些能够直接“看到”物理规律的人竞争?
答案是:他不需要竞争。他只需要证明,那些所谓的天赋直觉并不是物理学的必要条件。他只需要用数学推导和理论分析,得出与那些高天赋者相同的结论——甚至更好的结论。
如果他能做到这一点,他就能证明这个世界的规则是错的。
但说起来容易做起来难。要证明这一点,他首先需要做出一个足够重要的物理学成果。而要做物理学研究,他需要进入图书馆的高级区域,需要接触前沿文献,需要实验设备和计算资源——所有这些都被天赋门槛牢牢锁住。
他需要一个突破口。
第五章 旧物理楼
第二天晚上,林彪找到了东区旧物理楼。
这栋楼藏在校园最偏僻的角落,被两排高大的梧桐树遮得严严实实。外墙的红砖已经变成了暗褐色,藤蔓从墙根爬到三楼,窗户有一半是碎的。门口的牌子上写着“物理学院旧实验楼”,下面的小字标注着“建于1958年,已停用”。
他推了推门,门没锁。走廊里很暗,只有尽头的一扇窗户透进来一点月光。空气中弥漫着一股潮湿的霉味,混着旧书的纸张味和某种化学品的气味——像是很久以前的实验室残留的味道。
302教室在三楼。林彪沿着楼梯往上走,每走一步,脚下的木板就发出一声呻吟。他走到三楼的时候,看见走廊尽头有一扇门,门缝里透出昏黄的灯光。
他敲了敲门。
门开了。钱三森站在门口,身后是一间不大的教室。教室里坐着十几个人,年龄从二十出头到五六十岁不等。他们围坐在几张拼在一起的课桌周围,桌上摊着书本、草稿纸和几个保温杯。黑板上写满了公式——林彪扫了一眼,认出了量子场论中的路径积分表达式:
[
Z[J] = \int \mathcal{D}\phi , \exp!\left{i\int d^{4}x \left[\frac{1}{2}(\partial_{\mu}\phi)^{2} - \frac{1}{2}m^{2}\phi^{2} - \frac{\lambda}{4!}\phi^{4} + J\phi\right]\right}
]
和重整化群方程:
[
\left[\frac{\partial}{\partial \ln\Lambda} + \beta(g)\frac{\partial}{\partial g} + \gamma(g)\phi\frac{\partial}{\partial\phi}\right]\Gamma^{(n)} = 0
]
“来了。”钱三森说,侧身让他进来。“各位,这是林彪。新来的。”
十几双眼睛齐刷刷地看向他。目光里没有天赋世界那种习惯性的往下扫的动作,而是直直地看着他的脸。这个发现让林彪感到一阵奇异的温暖。
“坐吧。”一个苍老的声音说。说话的是坐在角落里一个白发老人,看起来至少七十岁了,穿着一件洗得发白的蓝色中山装,面前摊着一本翻得起了毛边的《理论物理讲义》。他指了指身边一个空位。“不用拘束。这里是旧物理楼,不需要查天赋证的地方。”
林彪在那老人身边坐下。他注意到每个人面前都放着几本书和一大摞草稿纸。草稿纸上全是密密麻麻的手写推导,步骤之详细、篇幅之长,不像是课堂笔记,更像是从头开始重新推导教科书上的每一个定理。
“我们每周三和周六在这里聚会,”钱三森说,“没有正式名称,也不向任何机构报备。我们自己管这叫‘旧楼读书会’。成员都是——”
“天赋不达标的人。”一个三十来岁的女人接口道。她戴着一副厚厚的眼镜,说话时嘴角带着一丝讽刺的笑意。“被这个体系淘汰的人。高天赋者看不上我们做的东西,觉得我们是‘用脑子算物理’,是‘最笨的方法’。但他们没发现,最笨的方法有时候能看到最聪明的方法看不到的东西。”
“或者说,最聪明的方法有时候会把人带进死胡同,”白发老人补充道,“天赋直觉这东西,好是好,但有个致命的弱点——它只能告诉你‘是什么’,不能告诉你‘为什么’。高天赋者可以一眼看到某个体系的基态是什么样的,但他们说不清楚那个基态是怎么来的。而真正的物理学,恰恰需要‘为什么’。”
林彪听着这些话,心里涌起一种说不清的感觉。在他原来的世界里,物理学就是以“为什么”为基础的——每一个结论都必须经过严格的数学推导和实验验证。直觉当然重要,但直觉只是起点,不是终点。而在这个世界里,“为什么”竟然成了一种低天赋者才在乎的东西,成了被排斥到边缘的人们的慰藉。
“你们在研究什么?”林彪问。
钱三森走到黑板前,指了指上面的公式。“目前我们在重新推导重整化群理论的基本框架。这是一个非常有代表性的课题——高天赋者可以通过直觉直接‘看到’不同能标下的有效作用量,他们不需要推导。但我们不行。所以我们只能用最笨的方法,从beta函数的定义开始,一步步算。这个过程很慢,但有一个好处——每一步都是透明的。我们知道自己在算什么,也知道为什么这么算。”
黑板上的公式林彪看懂了。它们和他在原来世界学过的重整化群理论完全一致——Wilson的重整化群方法,动量壳层积分,有效作用量的级数展开,beta函数的微扰计算。他甚至可以认出笔迹的来源:这部分的推导出自一本标准教材,那部分的符号体系来自另一本。
但有一处推导让他皱起了眉头。在计算某个Feynman图的发散部分时,板书上的处理方式和他所知道的正规化方案都不太一样。不是维数正规化,不是Pauli-Villars正规化,也不是格点正规化,而是一种他从未见过的方法——看上去像是把发散积分直接截断在一个与天赋器官的几何参数相关的动量截断值上。
“这里,”林彪指着那一行公式,“这个截断参数(\Lambda),它等于什么?”
板书上写着:
[
\Lambda = \Lambda_{0} \times \sqrt{\pi\left(\frac{D}{2}\right)^{2}} \times f(L/D)^{1/2}
]
其中 (\Lambda_{0}) 是基础截断常数,取值为 (1.22 \times 10^{19}) GeV,恰好是普朗克能量的量级。
教室里安静了一瞬。那个戴厚眼镜的女人推了推眼镜,说:“(\Lambda) 等于天赋因子常数乘以勃起态截面积的平方根。天赋甄别总局颁布的标准值,我们直接拿来用的。对于标准形态的天赋器官,这个值的典型范围在 (10^{15}) 到 (10^{19}) GeV 之间。”
林彪愣住了。“所以你们的重整化过程,依赖于天赋器官的几何参数?”
“不然呢?”女人说,“宇宙的紫外截断本来就与观测者的天赋结构有关。这是标准理论,写在每本量子场论教材的第二章。如果你用维数正规化,你需要引入一个任意质量标度 (\mu),但在这个世界的理论框架下,那个 (\mu) 不是任意的——它就是由观测者的天赋器官几何参数决定的。具体来说:
[
\mu = \frac{\hbar c}{\sqrt{\pi(D/2)^{2}}} \times f(L/D)^{-1/4}
]
这是一个有物理意义的标度,不是数学技巧。”
林彪张了张嘴,一时间不知道该说什么。在他原来的世界里,重整化中的截断参数和维数正规化中的标度 (\mu) 都是纯粹的数学工具,最终会在取极限时被消除掉。物理结果不应该依赖于任何人为引入的截断。但这个世界的人竟然把截断参数和人体器官的尺寸关联在一起,还把这叫做“标准理论”?
他深吸一口气,压住了反驳的冲动。他需要了解更多,而不是急着纠正别人。他点了点头,示意继续。
接下来两个小时,读书会的成员依次汇报了自己的研究进展。有人在做FWR模型在强关联体系中的应用——FWR是Fano-Anderson-Wigner-Rashba模型的缩写,描述的是离散态与连续谱耦合系统中的量子干涉效应。那个成员在黑板上写下FWR模型的哈密顿量:
[
H = \varepsilon_{d} d^{\dagger}d + \sum_{k,\sigma} \varepsilon_{k} c_{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \sum_{k,\sigma} (V_{k} d_{\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \text{h.c.}) + \alpha \sum_{k,\sigma,\sigma'} (\boldsymbol{\sigma} \times \mathbf{k}){z} c{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma'}
]
以及由此导出的Fano共振不对称线形:
[
\sigma(\omega) = \sigma_{0} \frac{(q + \epsilon)^{2}}{1 + \epsilon^{2}}, \quad \epsilon = \frac{\omega - \omega_{0}}{\Gamma/2}, \quad q = \frac{\langle d \rangle}{\pi V^{2}\rho(\omega_{0})}
]
在他原来的世界里,FWR模型是一个相当专业的凝聚态理论工具,常用于描述量子点与引线耦合系统中的输运性质。
还有人在尝试用密度矩阵重整化群方法计算一维Hubbard模型的基态。黑板上贴着一张巨大的草稿纸,上面是DMRG的迭代步骤——已经手算了三百多个迭代步骤。每一步的截断误差都被仔细标注,最新的基态能量估值是:
[
E_{0}/N \approx -0.4431 \pm 0.0003
]
以 (t=1) 为单位,(U=4) 的半满情况。这个精度已经相当不错了。林彪在心里默算了一下——在他原来的世界里,同一个参数下的精确Bethe ansatz结果是 (E_{0}/N \approx -0.4431),四舍五入后完全吻合。
还有人在研究拓扑绝缘体的边缘态问题,试图不依赖天赋直觉直接求解Bernevig-Hughes-Zhang模型的能带结构。BHZ模型的哈密顿量写在黑板的另一角:
[
H_{\text{BHZ}}(\mathbf{k}) = \begin{pmatrix}
h(\mathbf{k}) & 0 \
0 & h^{*}(-\mathbf{k})
\end{pmatrix}, \quad h(\mathbf{k}) = \mathbf{d}(\mathbf{k}) \cdot \boldsymbol{\sigma}
]
其中 (\mathbf{d}(\mathbf{k}) = (A\sin k_{x}, A\sin k_{y}, M - 2B(2 - \cos k_{x} - \cos k_{y})))。那个成员——一个看起来不到二十五岁的年轻男生——正在尝试手动计算边缘态的色散关系,草稿纸上写满了从体哈密顿量推导边界条件的过程。
每一个课题的难度都不低。每一个成员的数学功底都不差。但是他们的所有工作都停留在理论推导的层面,没有任何实验验证,也没有任何发表渠道。在这个世界里,学术期刊的审稿流程中有一道天赋指数核查环节,综合指数不达标的作者直接退稿,连送审的机会都没有。
“这就是我们的处境,”散会后钱三森对林彪说,“我们有脑子,也有做研究的意愿,但我们没有天赋。没有天赋,就没有资格发表成果。没有成果,就没有机会证明自己。这是一个完美的闭环。用数学语言来说,这是一个不动点——体系的规则使得任何试图从内部改变它的尝试都会被拉回原点,就像重整化群流中的红外不动点:
[
\beta(g_{\text{discrimination}}) = 0, \quad \left.\frac{\partial\beta}{\partial g}\right|_{g^{*}} > 0
]
任何偏离都会被放大后拉回。”
他顿了顿,看着林彪的眼睛。“但你不一样。我注意到了你的事——传送事故,穿越。你来自的那个地方,没有天赋甄别总局,对吧?”
林彪没有回答,但他的沉默本身就是回答。
“我知道这听起来很荒唐,”钱三森说,“但我想过很多年这个问题。如果物理能力真的只取决于天赋器官,那为什么这个世界里所有物理学公式的数学结构和逻辑推导都和‘天赋神经传导模型’没有任何直接关联?为什么天赋器官的参数只在截断值、耦合常数这样的地方出现,而核心的动力学方程——薛定谔方程、Dirac方程、Yang-Mills作用量——都和天赋完全无关?你看:
[
(i\gamma^{\mu}\partial_{\mu} - m)\psi = 0
]
这个方程里没有任何一个参数依赖天赋器官。如果物理学真的是天赋器官接收的本源信息,那Dirac方程里为什么没有出现 (L) 或者 (D)?”
他说到这里,声音微微发颤。“我怀疑,这个世界的物理学其实有两种。一种是写在教科书上的、所有人都能看到的物理学,它的数学结构是普适的,不依赖于天赋。另一种是只有高天赋者才能接触到的‘高阶物理学’,那个部分据说依赖于天赋直觉的直接感知,无法用数学语言精确描述。但从来没有人公开验证过第二种物理学的存在——因为高天赋者不会把自己的直觉写下来给别人看,他们觉得那是‘只可意会不可言传’的东西。”
“所以,”林彪说,“你不知道高阶物理学是否真的存在。你只知道在你能够接触到的范围内,物理学的数学结构和我的——和我所知道的是完全一致的。”
“对,”钱三森说,“而这意味着,如果我能完成一套完整的、不依赖任何天赋直觉的物理学推导——从经典力学一直到量子场论,每一步都用纯粹的数学推导,不加任何‘直觉可知’的跳跃——我就能证明,至少在被封锁在低阶区域的这部分物理学中,天赋不是必需的。”
林彪看着黑板上的公式,沉默了很长时间。
他想到自己原来的世界。在那个世界里,物理学正是建立在纯粹的数学推导和实验验证之上的。直觉当然有用,但从没有人把直觉当作物理学的必要条件。比如,任何一本正经的量子场论教材都会告诉你,重整化群的物理意义在于:当你改变观测的能标时,耦合常数按照beta函数演化:
[
\frac{dg}{d\ln\mu} = \beta(g) = -\frac{\beta_{0}}{16\pi^{2}}g^{3} - \frac{\beta_{1}}{(16\pi^{2})^{2}}g^{5} - \cdots
]
这个演化和观测者的任何生理特征都没有关系。它只取决于理论本身的对称性和相互作用结构。
而在这个世界里,“直觉”被神圣化为“天赋”,数学推导反而被视为低劣的替代品。
这根本就是本末倒置。
“我可以加入你们,”林彪说,“但我有一个条件。”
“你说。”
“我需要你们帮我进入高阶图书馆区域。我需要亲眼看到那些所谓的高阶物理学到底长什么样。如果它们真的如你所说,是无法用数学语言描述的‘直觉知识’,那我们就找到了一条死胡同。但如果它们其实可以用数学语言描述——只是高天赋者不愿意费力去描述——那我们就有可能把它们翻译出来。翻译成所有人都能看懂的数学。”
钱三森盯着他看了好几秒,然后缓缓地露出了一个笑容。那个笑容里有惊讶,有期待,还有一丝久违的希望。
“我果然没看错你。”他说。
第六章 天赋之墙
接下来几周,林彪的生活变成了一种奇怪的双重模式。
白天,他是物理学院的一名C-级本科助教。他的工作是批改经典力学课程的作业、带本科生的习题课、在副教授的监督下回答学生的问题。这份工作简单得令人窒息——牛顿定律、动量守恒、简谐振动,翻来覆去就是这些东西。他闭着眼睛都能讲,但按照学院的规定,他不能在没有人监督的情况下独立授课,因为他的天赋指数离独立授课的最低标准(60)还差5.3个点。
批改作业的时候,他发现了一个有趣的现象。那些天赋指数较高的学生,解题时常常跳过中间步骤,直接写出最终结果。他们的答案往往是对的——至少在简单的问题上是对的——但是推导过程要么没有,要么残缺不全。比如有一道关于阻尼谐振子的题目,要求解出运动方程:
[
\ddot{x} + 2\beta\dot{x} + \omega_{0}^{2}x = 0
]
在欠阻尼情况下的解:
[
x(t) = A e^{-\beta t} \cos(\omega_{1}t + \phi), \quad \omega_{1} = \sqrt{\omega_{0}^{2} - \beta^{2}}
]
那些天赋指数在80以上的学生直接写出了最终表达式,步骤全跳。而那些天赋指数较低的学生,解题过程反而更加完整和严谨:他们老老实实地设试探解 (x(t) = e^{\lambda t}),代入得到特征方程 (\lambda^{2} + 2\beta\lambda + \omega_{0}^{2} = 0),求解 (\lambda = -\beta \pm i\omega_{1}),然后写出通解。虽然速度慢一些,但错误率并不比高天赋学生高多少。
有一道关于非惯性系中运动方程的题目:
[
m\ddot{\mathbf{r}} = \mathbf{F} - 2m\boldsymbol{\omega} \times \dot{\mathbf{r}} - m\boldsymbol{\omega} \times (\boldsymbol{\omega} \times \mathbf{r})
]
全班三十个学生,只有三个天赋指数在80以上的学生跳过了所有的数学推导,直接写出了答案。答案是正确的,但他们对答案的解释全部是“我能感觉到”、“直觉上应该这样”、“想象一下就知道了”。
林彪在这三个学生的作业上各写了一句批注:“请写出完整的数学推导过程。物理学不是直觉,是论证。”
第二天他就被叫到了教研室主任的办公室。
主任叫马牛逼,天赋指数89.2,学术等级B+。他坐在宽大的办公桌后面,面前摊着那三份被林彪批改过的作业。他的表情不太好看。
“林老师,”马牛逼的语气带着一种小心翼翼的措辞,像是在对一个不太懂规矩的孩子说话,“我看了你给学生的批注。‘物理学不是直觉,是论证’——这句话,你觉得合适吗?”
“我认为是合适的,”林彪说,“物理学的结论需要经过逻辑推导和数学论证,这是基本的学术规范。”
马牛逼叹了口气。“林老师,你是张江教授的学生,在传送事故之前,你的天赋指数应该是不低的。你可能不太了解低天赋学生的教学规律。那些天赋指数在80以上的学生,他们的天赋直觉已经开始觉醒了。对他们来说,物理图像是直接‘呈现’在意识中的,数学推导只是事后的形式化包装。你让他们写完整的推导过程,是在浪费时间——他们不需要。”
“那低天赋学生呢?”林彪问,“他们需要吗?”
马牛逼的表情微微变了变。“低天赋学生……当然,他们需要依靠数学推导来弥补天赋的不足。但这也是没有办法的事。天赋决定了一个物理学家的上限,数学推导只能帮助他们在下限附近做得更好一些。”
“所以,”林彪说,“您的意思是,高天赋学生不需要学习数学推导,因为他们有直觉;低天赋学生学了也没用,因为他们的天赋上限太低。那数学推导的意义是什么?整个物理学教育的意义是什么?”
马牛逼沉默了几秒钟。他的目光不自觉地往下一扫,然后迅速收回来。林彪注意到了这个动作——这个世界的人总是在无意识中通过打量天赋器官来评估对方的话语权。
“林老师,”马牛逼最终说,“我理解你的想法。但是天赋甄别总局颁布的教学大纲明确规定:综合天赋指数80以上的学生,教学方法应以‘直觉引导’为主,以‘天赋开发’为核心目标;指数60以下的学生,教学方法以‘计算训练’为主,以‘辅助性技能培养’为核心目标。你的天赋指数是54.7,你本身也属于后者。所以你应该能够理解——”
“我理解,”林彪打断了他,“我完全理解。我能走了吗?”
马牛逼点了点头。林彪转身走出去的时候,听到身后传来一声极轻微的叹息。
晚上,他在旧物理楼把这件事讲给钱三森听。钱三森听完笑了,笑得很难看。
“你知道这叫什么吗?”钱三森说,“这叫天赋隔离。高天赋者从小就被训练成依赖直觉,他们从来不需要学习严格的数学推导。所以他们只能处理那些直觉能覆盖的问题——经典力学、基础量子力学、简单的场论计算。一旦问题变得过于复杂,直觉不够用了,他们就束手无策。但低天赋者呢,被训练成只会计算的机器,永远接触不到真正前沿的物理问题。两边都被锁死了。”
“所以这个体系在制造平庸。”林彪说。
“平庸,而且稳定,”钱三森说,“高天赋者守住自己的位置,低天赋者永远没有机会挑战他们。因为挑战需要证据,而证据需要发表,而发表需要天赋。完美的闭环。”
“但闭环是有漏洞的,”那个戴厚眼镜的女人——她叫苏连,曾经是凝聚态物理方向的博士研究生,天赋指数84.5,离固体物理的准入标准差了0.5个点——插话道,“我们不需要发表。我们只需要证明自己能做到。如果我们能够独立完成一个完整的、高水平的物理学研究项目,所有的推导都公开透明,每一步都有据可查,那么至少在我们自己人中间,我们可以证明天赋不是必需的。”
“然后呢?”有人问。
“然后,”苏连推了推眼镜,“把这个成果展示给全世界看。互联网还没被天赋甄别总局完全控制——至少技术论坛和预印本网站还没有。只要我们的成果足够扎实,总有人会看到。”
林彪想了想,说:“我们需要选一个课题。一个足够重要的课题,能够让学术界无法忽视。”
“FWR模型,”钱三森立刻说,“Fano-Anderson-Wigner-Rashba模型。这是一个在凝聚态物理和量子光学中都有广泛应用的模型,描述的是离散量子态与连续谱耦合时的量子干涉效应。它产生的Fano共振是非对称线形的,在光谱学和输运测量中非常常见。最关键的是——这个模型的严格解非常困难。”
他在黑板上写下FWR模型的哈密顿量:
[
H = \varepsilon_{d} d^{\dagger}d + \sum_{k,\sigma} \varepsilon_{k} c_{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \sum_{k,\sigma} (V_{k} d_{\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma} + \text{h.c.}) + \alpha \sum_{k,\sigma,\sigma'} (\boldsymbol{\sigma} \times \mathbf{k}){z} c{k\sigma}^{\dagger}c_{k\sigma'}
]
“这里面的Rashba项是自旋-轨道耦合项,它让问题从一个简单的Fano-Anderson模型变成了一个多通道量子干涉问题,”钱三森解释道,粉笔在黑板上飞快地移动,“高天赋者对这个模型有所谓的‘直觉理解’——他们声称能‘看到’不同自旋通道之间的干涉模式,看到的图像大概是这样:两个自旋通道在动量空间中形成了一对扭曲的环,环的交叉点处出现Fano共振。但是据我所知,从来没有任何公开发表的论文给出过这个模型的完整严格解。所有的文献都用的是近似方法:要么是微扰论,要么是数值对角化,要么是变分法。”
“你的意思是,”林彪盯着黑板上的哈密顿量,“我们尝试给出严格解?”
“不是尝试,”钱三森说,“是做到。我已经在这个问题上花了三年时间。我找到了一条可能的路径——利用Bethe ansatz方法,把FWR模型映射到一个可积系统。如果成功,这将是凝聚态物理学中一个相当重要的结果。”
“可积系统?”林彪的眉毛挑了起来。在他原来的世界里,Bethe ansatz是处理一维量子多体系统的强大工具,其核心思想是将多体波函数写成平面波的叠加:
[
\Psi(x_{1},\ldots,x_{N}) = \sum_{P} A(P) \exp!\left(i\sum_{j=1}^{N} k_{Pj}x_{j}\right)
]
其中 (P) 遍历所有排列,系数 (A(P)) 由二体散射矩阵决定。但FWR模型的Bethe ansatz解是一个出了名的难题——Rashba项破坏了系统的SU(2)对称性,导致传统的坐标Bethe ansatz无法直接适用。
“我知道你在想什么,”钱三森说,“Rashba项破坏对称性,Bethe ansatz没法直接用。但是我有一个想法——如果把自旋空间和动量空间做一个联合的旋转变换:
[
\tilde{c}{k\sigma} = \sum{\sigma'} U_{\sigma\sigma'}(\mathbf{k}) c_{k\sigma'}, \quad U(\mathbf{k}) = \exp!\left(i\frac{\theta_{\mathbf{k}}}{2}\mathbf{n}_{\mathbf{k}} \cdot \boldsymbol{\sigma}\right)
]
其中 (\mathbf{n}{\mathbf{k}} = (\sin\phi{\mathbf{k}}, -\cos\phi_{\mathbf{k}}, 0)) 是Rashba场的单位矢量方向,(\theta_{\mathbf{k}}) 是旋转角度。把Rashba耦合吸收进重整化的色散关系中:
[
\tilde{\varepsilon}{k,\pm} = \varepsilon{k} \pm \alpha|\mathbf{k}|
]
那么在新的基底下,系统可能会恢复可积性。”
他在黑板的一角画了一个示意图:一个球面被扭曲成一个双叶曲面,上面标注着自旋和动量的坐标轴。两个叶分别对应 (\tilde{\varepsilon}{k,+}) 和 (\tilde{\varepsilon}{k,-}) 两个手性分支。
林彪盯着那个图看了很久。他的大脑在飞快地运转,搜索着他所知道的所有关于FWR模型和Bethe ansatz的知识。他原来的世界里确实有一些研究试图用代数Bethe ansatz处理带有自旋-轨道耦合的模型,但绝大多数都停留在数值层面上,严格的解析解少之又少。最接近的一篇是某位日本学者在2019年发表的论文,使用了嵌套Bethe ansatz处理一个简化版的Rashba-Hubbard模型,但那个模型没有包含Fano-Anderson的离散态部分。
如果钱三森的思路是对的,那么这个世界的一个“低天赋”研究者——一个被主流学术界扫地出门的人——正在逼近一个他原来世界的物理学界都没能完全解决的难题。
这太讽刺了。
“我们做。”林彪说。
第七章 计算的力量
接下来的三个月,旧物理楼302教室的灯每晚都亮到凌晨。
林彪、钱三森、苏连,还有另外三个核心成员——一个叫何意为的粒子物理博士(天赋指数81.2,因未能突破85的固体物理门槛而被迫转行)、一个叫孙正阳的数学系退学生(天赋指数只有31.7,连经典力学的教学资格都没有,但他的代数功底让所有人汗颜)、一个叫唐晓鸥的博士后(天赋指数87.3,刚好达到固体物理的准入标准,但她拒绝使用天赋直觉,坚持用数学推导做研究,被导师视为“自甘堕落”)——组成了一个临时的研究小组。
他们的工作方式是纯粹的计算。没有直觉,没有“天赋感知”,没有任何神秘主义的捷径。只有草稿纸、笔、一台从二手市场淘来的旧电脑(装了一个开源符号计算软件Maxima),和大量的咖啡。
FWR模型的Bethe ansatz解比他们预想的还要困难。钱三森的初始想法——通过联合旋转变换吸收Rashba项——在第一步就遇到了麻烦。旋转变换确实可以消除哈密顿量中的一部分非对角项,但代价是在对易关系中引入了新的非平庸结构。具体来说,变换后的产生湮灭算符的对易关系变成了:
[
{\tilde{c}{k\sigma}, \tilde{c}{k'\sigma'}^{\dagger}} = \delta_{kk'}\delta_{\sigma\sigma'} + \delta_{kk'}\Gamma_{\sigma\sigma'}(\mathbf{k})
]
其中 (\Gamma_{\sigma\sigma'}(\mathbf{k})) 是一个非对角的修正项,形式为:
[
\Gamma_{\sigma\sigma'}(\mathbf{k}) = i\sin\theta_{\mathbf{k}} (\sigma^{x}\sin\phi_{\mathbf{k}} - \sigma^{y}\cos\phi_{\mathbf{k}})_{\sigma\sigma'}
]
这意味着系统的可积性不能简单地通过坐标Bethe ansatz来证明。
“我们需要代数Bethe ansatz,”孙正阳在某天凌晨两点说。他的黑眼圈浓得像涂了墨,但眼睛亮得吓人。“量子反散射方法。把模型嵌入到一个Yang-Baxter可积的框架里。”
“Yang-Baxter方程?”何意为皱起眉头,“FWR模型的R矩阵不是已知的。”
“那我们就自己构造。”孙正阳说。
他在黑板上写下Yang-Baxter方程的标准形式:
[
R_{12}(u-v) R_{13}(u) R_{23}(v) = R_{23}(v) R_{13}(u) R_{12}(u-v)
]
其中 (R_{ij}) 作用在张量积空间 (V_{i} \otimes V_{j}) 上,(u, v) 是谱参数。然后在下面写了一个参数化的R矩阵假设,矩阵元都是待定函数:
[
R(u) = \begin{pmatrix}
a(u) & 0 & 0 & 0 \
0 & b(u) & c(u) & 0 \
0 & c(u) & b(u) & 0 \
0 & 0 & 0 & d(u)
\end{pmatrix}
]
“这里有四个未知函数,”他指着矩阵元说,“Yang-Baxter方程会给出一组函数方程。如果我们能解出这组方程,就能得到FWR模型的R矩阵。”
“四个函数?那还好。”苏连松了一口气。
孙正阳摇了摇头。“这个形式只适用于SU(2)对称的情况。我们的模型有Rashba项,SU(2)对称性被破坏成了U(1)。所以R矩阵的一般形式是16个矩阵元,每个都是待定函数。”
[
R(u) = \begin{pmatrix}
a_{11}(u) & a_{12}(u) & a_{13}(u) & a_{14}(u) \
a_{21}(u) & a_{22}(u) & a_{23}(u) & a_{24}(u) \
a_{31}(u) & a_{32}(u) & a_{33}(u) & a_{34}(u) \
a_{41}(u) & a_{42}(u) & a_{43}(u) & a_{44}(u)
\end{pmatrix}
]
“十六个未知函数的耦合方程组?”苏连倒吸一口气,“这得算到什么时候?”
“我们不需要全部手算,”唐晓鸥说,推了推她那台旧电脑,“符号计算软件可以帮我们推导一部分。虽然这台机器的内存只有512兆,跑大矩阵的符号运算很勉强,但我们可以把方程组拆开,一部分一部分地来。”
接下来的两周,他们的生活变成了纯粹的计算。孙正阳负责推导Yang-Baxter方程对R矩阵元的约束条件,他在黑板上写出了完整的约束方程组。其中第一个方程是:
[
\begin{aligned}
& a_{11}(u-v)a_{11}(u)a_{11}(v) + a_{12}(u-v)a_{21}(u)a_{11}(v) + a_{13}(u-v)a_{31}(u)a_{11}(v) \
& + a_{11}(u-v)a_{12}(u)a_{21}(v) + a_{12}(u-v)a_{22}(u)a_{21}(v) + a_{13}(u-v)a_{32}(u)a_{21}(v) \
& = a_{11}(v)a_{11}(u)a_{11}(u-v) + a_{11}(v)a_{12}(u)a_{21}(u-v) + a_{12}(v)a_{21}(u)a_{11}(u-v) + \cdots
\end{aligned}
]
每一个方程都有几十项,乘以十六个矩阵元,整套方程组写满了整整三块黑板。
何意为和林彪负责将物理条件——厄米性、幺正性、解析性——转化为对矩阵元的额外限制。厄米性要求:
[
R(u)^{\dagger} = R(-u^{*})
]
幺正性要求:
[
R(u)R(-u) = \rho(u) \cdot I
]
其中 (\rho(u)) 是一个标量函数。解析性要求 (R(u)) 在复平面上除了有限个极点外全纯。
唐晓鸥和钱三森负责用符号计算软件Maxima求解简化后的方程组。软件经常因为内存不够而崩溃,唐晓鸥不得不手动把方程组拆成十几个小的子文件,分批运行。每一次崩溃都意味着前功尽弃,她咬着牙从头再来,一晚上重启了七次。
每天晚上,302教室的黑板上都会多出几十行密密麻麻的公式。每一个推导步骤都被反复检查,每一个假设都被仔细讨论。没有任何一步是依赖“直觉”跳过的。
到了第三周,他们找到了第一个突破口。在某种特定的参数化方案下——假设R矩阵具有“分级”结构,即矩阵元按照自旋量子数分级排列——Yang-Baxter方程可以分解为三个独立的子方程组。具体的参数化方案是:
[
R(u) = \begin{pmatrix}
\alpha(u) & 0 & 0 & \delta(u) \
0 & \beta(u) & \gamma(u) & 0 \
0 & \gamma(u) & \beta(u) & 0 \
\delta(u) & 0 & 0 & \alpha(u)e^{i\phi(u)}
\end{pmatrix}
]
其中 (\alpha, \beta, \gamma, \delta, \phi) 是五个实函数。代入Yang-Baxter方程后,经过漫长的代数运算,得到三个独立的子方程组。每个子方程组只包含两到三个未知函数。其中两个子方程组有已知的解——分别对应于无自旋Fermi子的R矩阵和各项同性Heisenberg链的R矩阵——而第三个子方程组的解是全新的。
“这个结构,”林彪盯着最终的解,感到一阵眩晕,“看起来像是——一个扭曲的量子群。”
“(U_{q}(\mathfrak{sl}(2))) 的非标准实现,”孙正阳确认道,声音因为激动而微微发颤,“变形参数(q)不是实数也不是单位根,而是一个与Rashba耦合强度相关的复数:
[
q = \exp!\left(i\frac{\alpha}{\hbar v_{F}} \times \frac{L_{0}}{L}\right)
]
其中 (v_{F}) 是费米速度,(L_{0}) 是参考长度。这意味着这个系统的对称代数既不是量子群的标准实现,也不是经典李代数,而是一个全新的代数结构。”
林彪注意到 (q) 的表达式中出现了 (L)——天赋器官的长度。他皱了皱眉,但没有说什么。在这个世界的物理学框架下,这个参数的出现似乎是不可避免的。
“这正是高天赋者声称他们能‘直觉感知’的东西,”钱三森缓缓说道,“他们描述说,在FWR模型中,自旋和动量的耦合会产生一种‘扭曲的对称性’,像是一根被拧成麻花的橡皮筋。他们能‘看到’这种扭曲,但从来没有人用数学语言精确地描述过它。”
“我们现在描述出来了,”林彪说,“不是靠看,是靠算。”
他走到黑板前,在孙正阳的R矩阵解下面写下了系统的Bethe ansatz方程。那是一组耦合的非线性代数方程,描述了系统各个准粒子模式的动量分布和自旋排列:
[
e^{ik_{j}N} = \prod_{l \neq j}^{M} \frac{\sinh(k_{j} - k_{l} + i\eta)}{\sinh(k_{j} - k_{l} - i\eta)} \prod_{\alpha=1}^{N_{\downarrow}} \frac{\sinh(k_{j} - \lambda_{\alpha} + i\eta/2)}{\sinh(k_{j} - \lambda_{\alpha} - i\eta/2)}
]
[
\prod_{j=1}^{M} \frac{\sinh(\lambda_{\alpha} - k_{j} + i\eta/2)}{\sinh(\lambda_{\alpha} - k_{j} - i\eta/2)} = -\prod_{\beta \neq \alpha}^{N_{\downarrow}} \frac{\sinh(\lambda_{\alpha} - \lambda_{\beta} + i\eta)}{\sinh(\lambda_{\alpha} - \lambda_{\beta} - i\eta)}
]
其中 (\eta) 与Rashba耦合强度 (\alpha) 相关:(\eta = \arctan(\alpha/\hbar v_{F}))。方程的左边是标准的Bethe ansatz形式——三角函数或者双曲函数——右边则是与Rashba耦合强度相关的一个相位因子,这个相位因子的结构正是那个“扭曲的量子群”的体现。
“有了Bethe方程,我们就可以计算系统所有的物理量了,”林彪说,粉笔在手中因为用力而微微断裂,“基态能量:
[
E_{0} = \sum_{j=1}^{M} \varepsilon(k_{j})
]
元激发谱:
[
\Delta E(k) = \varepsilon(k) - \mu + \frac{1}{N}\sum_{j} \frac{\partial \varepsilon(k_{j})}{\partial k_{j}} \delta k_{j}
]
关联函数、输运系数——全都可以。不需要直觉,不需要天赋。只需要——计算。”
“问题是,”唐晓鸥冷静地说,“这些Bethe方程的解不是封闭的。对于有限粒子数,我们需要数值求解。而这个计算量——”
她指了指那台512兆内存的旧电脑。
众人沉默了几秒钟。然后苏连开口了:“我认识一个人,在计算机学院。她手里有几台闲置的计算节点,据说是之前一个项目剩下的。我可以去问问。”
“你确定她愿意帮我们?”何意为问。
“她是女的,”苏连说,“不用考虑天赋问题。”
这句话让所有人都愣了一下,然后不约而同地笑出声来。在这个世界里,女性没有天赋器官,因此不受天赋评级体系的约束。但她们也因此被完全排除在物理学研究之外——一个没有天赋器官的人,按照这个世界的理论,根本不可能理解物理。女性从事物理学相关工作的唯一途径是成为护士、行政人员或者——像那个给林彪做天赋测量的女护士一样——测量技师。
“这倒是提醒了我,”林彪说,“如果女性不能从事物理研究是因为没有天赋器官,而苏连你认识的那位朋友在计算机学院——那说明女性是可以从事数学和计算机科学的?”
“当然,”苏连说,“数学和计算机科学不需要天赋器官。只有物理学需要。因为按照天赋学的理论,数学是人类思维的产物,物理学是宇宙本源信息的直接呈现。前者任何人都能做,后者只有有天赋器官的人才能做。”
“荒唐。”何意为嘟囔道。
“是荒唐,”苏连说,“但我们不正是要证明它荒唐吗?如果我们这些‘低天赋者’——甚至女性——能够用数学推导完成连高天赋者都无法完成的研究,那就证明了物理学归根结底也是人类思维的产物,不是什么神秘的本源信息。物理学的核心方程——无论是:
[
\nabla_{\mu}F^{\mu\nu} = \mu_{0}J^{\nu}
]
还是:
[
R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}Rg_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^{4}}T_{\mu\nu}
]
——都不需要天赋器官来理解。它们只需要数学。”
第八章 数字与真相
计算机学院的那位朋友叫赵瑾,是一个三十出头的系统管理员。她管理的机房里有十二台旧服务器,是上一轮设备更新换代后淘汰下来的,性能不算好——每台双路Xeon E5-2670,128GB内存,但胜在数量多。
“你们要做物理计算?”赵瑾挑着眉毛看苏连,“物理学不都是靠那个——你知道的——天赋直觉吗?”
“我们不需要天赋,”苏连说,“我们需要CPU。”
赵瑾笑了。她检查了一下机房的使用情况,发现有八台服务器在夜间是闲置的——凌晨零点到早上六点,没人用。她给苏连开了一个临时账号,权限仅限于那六个小时和那八台机器。
“别让系统部的人发现,”她说,“原则上这些机器只能用于计算机学院的科研项目。”
从那天起,研究小组的工作模式又多了一个环节。白天,他们在旧物理楼继续推导公式、检验理论框架、准备数值计算的代码。午夜一到,唐晓鸥就通过SSH远程登录把那八台服务器连起来,用MPI并行跑Bethe方程的数值求解程序。
程序的第一个版本运行了整整四个小时才完成一个参数点的计算。FWR模型的Bethe方程对于有限粒子数而言是一个高度非线性的方程组,迭代求解的收敛性很差。唐晓鸥花了两周时间优化算法——从简单的Newton迭代:
[
\mathbf{k}^{(n+1)} = \mathbf{k}^{(n)} - \mathbf{J}^{-1}(\mathbf{k}^{(n)}) \mathbf{F}(\mathbf{k}^{(n)})
]
(其中 (\mathbf{J}) 是雅可比矩阵)换成同伦延拓法:
[
\mathbf{H}(\mathbf{k}, t) = t\mathbf{F}(\mathbf{k}) + (1-t)\mathbf{G}(\mathbf{k}) = 0
]
其中 (\mathbf{G}(\mathbf{k})) 是一个已知解的简单问题的方程,(t) 从0连续变化到1。又加入了预条件子来加速收敛:
[
\mathbf{M}^{-1}\mathbf{F}(\mathbf{k}) = 0
]
其中 (\mathbf{M}) 是雅可比矩阵的近似逆。优化后的程序能够在两个小时内完成一个参数点的计算,误差控制在 (10^{-8}) 以内。
他们系统地扫描了参数空间。Rashba耦合强度 (\alpha) 从零到某个临界值 (\alpha_{c}),电子填充数从半满到偏离半满,温度从零到有限温。每一个参数点都需要解一次Bethe方程,然后计算相应的物理量——基态能量、自旋关联函数:
[
\langle S_{i}^{z} S_{j}^{z} \rangle - \langle S_{i}^{z} \rangle \langle S_{j}^{z} \rangle
]
单粒子谱函数:
[
A(\mathbf{k}, \omega) = -\frac{1}{\pi} \text{Im} G(\mathbf{k}, \omega + i0^{+})
]
输运系数如电导率:
[
\sigma(\omega) = \frac{2\pi e^{2}}{\hbar} \sum_{n,m} |\langle n|\hat{v}|m\rangle|^{2} \delta(E_{m} - E_{n} - \hbar\omega)
]
计算结果逐渐拼凑出一幅完整的物理图像。在Rashba耦合较弱时((\alpha < 0.3\hbar v_{F})),系统的行为与普通的Fano-Anderson模型类似——离散态与连续谱杂化形成Fano共振,共振线形表现出不对称性,不对称参数 (q) 与耦合强度相关:
[
q \approx \frac{\varepsilon_{d}}{\pi V^{2}\rho(\omega_{0})} + \frac{\alpha}{\hbar v_{F}} \times \text{const}
]
但当Rashba耦合超过临界值 (\alpha_{c} \approx 0.5\hbar v_{F}) 时,新的物理现象出现了:自旋向上和自旋向下的电子在动量空间中形成了一种手性的配对模式,配对对称性既不是s波((\Delta_{s} \sim \langle c_{k\uparrow}c_{-k\downarrow}\rangle))也不是p波((\Delta_{p} \sim \langle c_{k\uparrow}c_{-k\downarrow}\rangle \times k_{x})),而是一种新的、同时包含自旋和轨道自由度的非平庸配对:
[
\Delta(\mathbf{k}) = \Delta_{0} \times (\sin k_{x} + i\sin k_{y}) \times (\boldsymbol{\sigma} \times \mathbf{k})_{z} / |\mathbf{k}|
]
“这个配对态,”何意为盯着屏幕上的一条自旋关联函数曲线,“看起来像是拓扑超导的Majorana边缘态的特征。但不是标准的Kitaev链那种。这个更复杂——自旋纹理在实空间中有一种螺旋结构。”
“是拓扑的,”林彪确认道。他在原来世界的研究方向就是拓扑量子计算,对这个领域异常熟悉。“看这里,单粒子谱函数在费米面上打开了一个能隙:
[
\Delta_{\text{topo}} \approx 0.17\hbar v_{F} \times \frac{\alpha}{\alpha_{c}}
]
同时自旋关联显示出长程序。这是拓扑超导的典型特征。但它的配对机制不是声子介导的BCS配对,也不是自旋涨落介导的——是Rashba自旋-轨道耦合直接导致的。你可以把它看作一种‘自旋-轨道配对’,类似于超冷原子气体中的合成规范场诱导的配对机制。”
“也就是说,”钱三森慢慢说道,“我们在FWR模型中发现了拓扑超导的证据?”
“而且是严格解证明的,”孙正阳补充道,“不是数值模拟,不是微扰论,不是平均场近似。是从Bethe ansatz精确解出发,一步步算出来的。误差完全可控,所有近似都在数学上可追踪。”
302教室安静了几秒钟。
然后所有人同时开始说话。
“我们需要整理成论文。”
“发到哪里去?主流期刊要查天赋指数。”
“预印本。ArXiv。”
“ArXiv也要天赋认证——”
“不对,ArXiv的物理板块确实要求天赋认证,但凝聚态物理的子板块有一个交叉学科通道——如果论文是从纯数学角度出发的,可以通过数学板块绕过物理板块的天赋认证。”唐晓鸥快速敲击键盘,调出了ArXiv的投稿指南页面。她扫了几眼,然后抬起头来,“而且,如果通讯作者所属的机构是数学系或者计算机学院,天赋认证要求就不适用。ArXiv的自动筛选系统只检查通讯作者机构字段是否包含‘Physics’关键词,如果没有,就默认走数学板块流程。”
“赵瑾。”苏连立刻说,“她可以当通讯作者。她是计算机学院的正式员工,不需要天赋认证。”
“但她不懂物理。”
“她不需要懂。她只需要提供一个合法的投稿通道。”
接下来的两周,整个小组进入了疯狂的写作模式。林彪负责引言和物理背景,钱三森负责理论框架和推导过程,苏连负责数值方法和计算结果,何意为负责讨论和展望,唐晓鸥负责格式和参考文献,孙正阳负责所有数学推导的严格性检查。赵瑾被拉来挂了通讯作者的名字,但她坚持要读过全文才同意。
“我不能挂名一篇我完全看不懂的论文,”她说。
“那你就读完它,”苏连说,“有问题就问。”
赵瑾花了一周时间读完了整篇论文。她看不懂所有的物理细节,但她做了另一件同样重要的事——她从一个纯粹的逻辑角度审查了整个论证链条,找出了三个推导跳跃和两处逻辑漏洞。其中一处涉及到Bethe ansatz方程从有限系统取热力学极限时的一个隐含假设——他们假设了根密度函数 (\rho(k)) 的连续性,但没有证明。孙正阳花了两天时间补上了这个证明,严格性大幅提升。
论文最终定稿的那个晚上,302教室开了一瓶白酒。不是什么好酒,楼下小卖部买的,十几块钱一瓶。但每个人的杯子都倒得满满的。
“论文标题叫什么?”唐晓鸥问。
钱三森走到黑板前,用粉笔写下一行大字:
《Fano-Anderson-Wigner-Rashba模型的严格解:代数Bethe ansatz方法与拓扑超导相》
下面是一行小字,作者名单:钱三森、林彪、苏连、何意为、孙正阳、唐晓鸥。通讯作者:赵瑾。
“投稿。”钱三森说。
唐晓鸥点击了提交按钮。
页面转了几秒钟,然后弹出一个绿色的确认框:“您的稿件已成功提交至arXiv,编号:arxiv.org/abs/XXXX.XXXXX。预计将在48小时内完成格式审查并公开发布。”
302教室里安静了一瞬。
然后苏连开始哭了。不是嚎啕大哭,是那种眼泪一直往下掉但说不出话的哭。她做了五年博士研究,天赋指数84.5,离固体物理的最低标准差了0.5个点,导师对她说“你已经尽力了,但天赋不是努力能弥补的”,然后终止了她的博士项目。那是三年前的事。今晚,她的名字出现在一篇固体物理——不,凝聚态理论——的前沿论文上。
何意为走到窗边,背对着大家,肩膀微微耸动。他也是被天赋门槛拦在门外的。因为81.2的综合指数,他没法进入固体物理领域,只好辗转在各个课题组之间做计算外包——帮高天赋者写程序、跑数据、画图,做最辛苦的活,永远上不了作者名单。
钱三森端着他的酒杯,盯着屏幕上的绿色确认框,脸上没有表情。但他的手在抖。酒从杯沿洒出来,滴在他的旧夹克上,他没有注意到。
林彪看着这一切,想起他原来的世界。在那个世界里,没有天赋甄别总局,没有软尺测量,没有综合天赋指数。物理学家的标准只有一个——你能不能做出好的物理。那个世界当然也有它的问题——关系、学阀、门派之争——但至少,至少在理论上,任何一个人都可以通过自己的努力和才华获得认可。你可以在Physical Review Letters上发表一篇关于拓扑量子计算的论文,只需要通过同行评审,不需要先量一量某个器官的尺寸。
而在这个世界里,努力和才华被一条软尺量死了。
但现在,也许有那么一点点改变的可能。
第九章 裂痕
论文上线的第三天,林彪被叫到了学院办公室。
这一次不是马牛逼。这一次是一个他从未见过的人——五十来岁,穿着深灰色西装,胸口别着一枚金色的天赋徽章。那枚徽章比普通徽章大一圈,上面的尺子和书本图案是用金线绣的。林彪知道这个标志——天赋甄别总局的高级官员。
“林彪先生,”那人站起来,面带微笑,伸出手,“我是天赋甄别总局学术监管司的副司长,姓吴。请坐。”
林彪没有握他的手。他拉开椅子坐了下来,直接问:“有什么事?”
吴副司长收回手,笑容不变。“我们注意到,前几天在arXiv上出现了一篇凝聚态理论方面的论文。作者名单里有你的名字。”
“所以呢?”
“所以,”吴副司长从抽屉里拿出一份打印好的文件,放在桌上,“根据天赋甄别总局的规定,综合天赋指数低于85的科研人员,不得从事固体物理及凝聚态理论方向的研究工作。你的综合指数是54.7。这篇论文的发表,涉嫌违反《天赋学术管理条例》第三章第十二条——‘越级研究’。”
林彪没有慌。他和钱三森预想过这个局面。
“那篇论文,”林彪说,“是通过数学板块投稿的。通讯作者是计算机学院的人。按照贵局的规定,数学和计算机科学不受天赋指数限制。”
吴副司长的笑容淡了一分。“林彪先生,规定是死的,人是活的。你在论文中讨论的FWR模型的Bethe ansatz解,涉及凝聚态物理的核心问题。这不是一个纯粹的数学问题。天赋甄别总局有权对所有涉及物理学的研究进行事后审查。如果审查认定该研究构成越级研究,总局可以撤销该研究的学术效力,并对研究者进行处罚。”
“什么处罚?”
“轻则吊销学术资格证,终身不得从事任何物理相关职业。重则以‘天赋僭越罪’移交司法机关处理。根据刑法修正案,天赋僭越罪最高可判处三年有期徒刑。”
办公室里安静了几秒钟。窗外传来操场上的喧闹声,有人在打篮球,球砸在地上的节奏均匀而遥远。
林彪慢慢吸了一口气,然后说:“吴副司长,我有一个问题想请教。”
“请讲。”
“你们认定一篇论文是否‘越级’,依据的是作者的‘天赋指数’。但天赋指数本身,是怎么来的?”
吴副司长皱起眉头。“天赋指数是通过标准化的天赋测量程序获得的。这是常识。”
“测量的是什么?”
“测量的是天赋器官的结构参数。长度、直径、体积、形状因子。通过天赋指数公式:
[
T = k \times L \times D^{2} \times f(L/D)
]
计算出综合指数。”
“好的,”林彪说,“那么天赋指数和物理能力之间的关系,是通过什么方式建立的呢?”
吴副司长沉默了几秒钟。他的目光变得警觉起来。“这是天赋学的基本原理。物理学是宇宙本源信息的呈现,天赋器官是接收这些信息的器官。天赋器官越大,信息接收的带宽越大——”
“我问的不是理论解释,”林彪打断他,“我问的是证据。有没有实验证据表明,天赋指数和物理学能力之间存在因果关系?有没有随机对照试验证明,提高天赋指数可以导致物理学能力的提升?有没有排除掉混杂因素——比如教育水平、训练时间、社会经济地位——之后,天赋指数仍然对物理学成果有独立的预测力?”
吴副司长的脸色变了。不是愤怒,是另一种东西——一种林彪没想到的东西。困惑。这个人从来没有被人问过这些问题。他在一个天赋崇拜的体系里工作了几十年,从来没有想过要去质疑这个体系的根基。
“这些……”吴副司长清了清嗓子,“这些问题是天赋学理论的基本问题。如果你有兴趣,可以去读天赋甄别总局出版的《天赋学导论》——”
“我读过了,”林彪说,“《天赋学导论》第一章第三节声称天赋指数与物理能力呈正相关,引用的数据是一百二十年前的一项横断面研究,样本量三百人,统计方法用的是皮尔逊相关系数:
[
r = \frac{\sum_{i=1}^{n}(T_{i} - \bar{T})(Y_{i} - \bar{Y})}{\sqrt{\sum_{i=1}^{n}(T_{i} - \bar{T})^{2}}\sqrt{\sum_{i=1}^{n}(Y_{i} - \bar{Y})^{2}}}
]
那篇原始论文报告 (r = 0.67),(p < 0.001)。但我追溯了那篇论文的原始数据——它甚至没有控制年龄和身高这两个混杂因素。成年男性的天赋器官尺寸和身高正相关((r_{LT} \approx 0.35)),而身高和营养状况、社会阶层正相关,社会阶层又和教育资源正相关。所以,天赋指数和物理能力之间的相关性,完全可能被社会经济因素完全解释。如果做一个多元回归:
[
Y_{\text{physics}} = \beta_{0} + \beta_{1}T + \beta_{2}H + \beta_{3}SES + \varepsilon
]
控制身高 (H) 和社会经济地位 (SES) 之后,我怀疑 (\beta_{1}) 的显著性会大幅下降。”
吴副司长的嘴张开又合上。
林彪没有停下来。“而且,你们在测量天赋指数的时候,并没有采用双盲设计。测量技师知道被测者的学术等级,这种知识会产生期望偏差——这是一种经典的实验者偏差,在社会心理学中已经被充分证明。更不要说天赋指数计算公式中的常数 (k) 的取值——(0.317)——这个数字是怎么来的?我追溯了文献,发现它是从另一组数据中拟合出来的,最小二乘拟合的结果:
[
k = \frac{\sum_{i} T_{i} L_{i} D_{i}^{2} f_{i}}{\sum_{i} (L_{i} D_{i}^{2} f_{i})^{2}} = 0.3168...
]
而拟合所用的那组数据本身就有严重的发表偏倚——只包含了已经获得学术成功的物理学家,没有包含天赋指数同样很高但从未从事物理学研究的人。这是一个典型的样本选择偏差。如果采用Heckman两阶段修正模型,真实的天赋效应估计值可能会大幅缩小。你们一直在用一手的偏差数据,证明一个循环论证:物理好的人天赋高,所以天赋高的人物理好。”
办公室里安静得像一座坟墓。
过了很久,吴副司长才开口。他的声音比刚才低了半度,那种官方的平滑感消失了,取而代之的是一种不太确定的、微微发干的语调。
“林彪先生,你提出的这些问题……”他停顿了一下,“很专业。我在学术监管司工作了十五年,从来没有听过有人从这个角度质疑天赋指数体系。”
“因为从来没有人敢。”林彪说。
“不,”吴副司长慢慢摇头,“不是因为不敢。是因为想不到。这个世界里的每一个人——包括我自己——从小就被教育说,天赋是决定一切的因素。我们太习惯这个观念了,习惯到从来没有人想过要用科学方法去检验它。”
他沉默了一会儿,然后站了起来,走到窗边,背对着林彪。
“我有个儿子,”他说,“天赋指数只有37。他喜欢物理。他从小就想当一个物理学家。但是他被告知,以他的天赋,连初中物理都不配教。他现在在一个汽修厂当学徒。”
他转过身来,看着林彪。“你刚才说的那些——偏差、混杂因素、循环论证——你能证明吗?”
“我能。”林彪说。
“怎么证明?”
“我需要数据。天赋甄别总局的原始测量数据。所有物理学家的天赋档案。”
吴副司长盯着他看了很长时间。他的嘴唇抿成一条线,手指无意识地摩挲着金色徽章的边缘。
然后他做了林彪完全没有预料到的事情。
他走到门口,把门反锁了。然后他回到桌前,打开了笔记本电脑,输入了一串密码。屏幕亮起来,上面是一个数据库的登录页面。
“天赋甄别总局的档案系统,”他说,“三级权限可以查阅公开数据,五级权限可以查阅内部数据。我的权限是七级。我可以看到所有的原始测量记录——从总局成立到今天,七十三年的数据,四百多万条记录。如果你刚才说的那些是真的——哪怕只有一部分是真的——那么这些数据里一定能找到证据。”
“你愿意给我看?”林彪问。
“我有一个条件,”吴副司长说,“如果你能证明天赋指数体系确实有问题——那我需要你帮我做一件事。”
“什么事?”
“我儿子的天赋测量报告,”吴副司长的声音变得很轻,“被认定存在‘结构畸形’。他的形状因子只有1.8,低于2.5的正常下限。所以即使他的长度和直径都在正常范围内((L = 12.1) cm, (D = 3.5) cm),他的综合天赋指数也因为修正系数的惩罚而掉到了37:
[
T = 0.317 \times 12.1 \times 3.5^{2} \times 0.62 = 37.1
]
总局的鉴定意见是‘不适合从事任何物理相关职业’。但如果天赋指数体系的根基本身是有问题的——如果形状因子修正系数的设定从一开始就是人为的、没有经过严格验证的——”
他没有把话说完。但林彪已经明白了。
“我答应你。”林彪说。
吴副司长把笔记本电脑转向他。“数据都在这里。你能用多长时间看完?”
“不用很长时间,”林彪说,从口袋里掏出一个U盘,“我有工具。”
他没有说那个“工具”是赵瑾写的一个数据分析脚本,用Python写的,调用了pandas、numpy和statsmodels库。他也没有说,在过去几周的准备中,他和钱三森已经预演了这个场景。他们知道总有一天会面对天赋甄别总局的人,知道总会有一个突破口。他们要做的就是在那个突破口出现的时候,用数据说话。
接下来的三个小时,林彪坐在天赋甄别总局副司长的办公室里,运行了他的数据分析脚本。
他做了描述性统计——天赋指数的分布不符合正态分布(Shapiro-Wilk检验 (p < 0.001)),而是向右侧有一个长尾,偏度 (\gamma_{1} = 1.47),峰度 (\gamma_{2} = 5.32),意味着存在一小群极端高天赋者。他做了回归分析——在控制年龄、身高、体重、教育年限和社会经济地位之后,天赋指数对学术产出(以论文数量和引用次数衡量)的独立效应从 (\beta = 0.42) 下降到了 (\beta = 0.11)(95%置信区间 ([0.04, 0.18]))。他做了工具变量分析——以出生年份和地区医疗条件为工具变量,Durbin-Wu-Hausman检验显示 (p = 0.23),不能拒绝天赋指数外生的原假设,但也意味着因果证据不充分。他做了断点回归——在几个关键的准入标准线(60,85,110,140)附近,天赋指数对学术生涯的影响出现了明显的跳跃(McCrary检验 (p < 0.01))——不是因为天赋本身改变了,而是因为跨过门槛的人获得了更好的资源和机会。最致命的一项分析是关于形状因子修正系数的。林彪将原始数据中的形状因子与学术产出做了一张散点图,拟合了一条局部加权回归(LOESS)曲线:
[
Y_{\text{output}} = \text{LOESS}(L/D, \text{span} = 0.3)
]
发现两者之间没有任何单调关系。形状因子在2.5到6.5之间的修正系数被统一设为1.0——这只是一个人为规定,没有任何数据支持。事实上,形状因子在2.0左右的个体中,有相当一部分取得了不错的学术成就,只是他们被修正系数惩罚到了及格线以下。
“够了。”吴副司长说。
他的脸色苍白,额头上有细密的汗珠。他盯着屏幕上的那些图表和数字,嘴唇微微发抖。
“这份分析,”林彪说,“可以作为正式报告提交给天赋甄别总局的科学委员会。按照总局自己的章程,科学委员会有权对天赋指数体系进行审查和修订。”
吴副司长慢慢点头。“我会提交这份报告。但这不会容易。总局内部有太多人的利益和这个体系绑在一起。他们不会轻易接受一个54.7的——抱歉——不会轻易接受一个C-级助教的分析来质疑整个体系的根基。”
“不需要他们接受,”林彪说,“只需要有人看到。只需要裂痕开始出现。”
他拔下U盘,站了起来。
“吴副司长,您刚才问我能不能证明。我已经证明了。接下来,就看您了。”
第十章 审判
论文引起注意的速度比林彪预想的要快得多。
第一周,ArXiv上的下载量超过了两千次。这在凝聚态理论领域是一个相当高的数字。评论区里出现了各种声音:有人惊叹于数学推导的完整性,有人质疑结果的物理意义——其中一个评论指出“Bethe ansatz解在热力学极限下可能不收敛”,钱三森连夜写了一份回应,证明了根密度的紧致性。还有一个人直接贴出了一段Python代码,声称复现了论文中的部分结果——Bethe方程的数值解,误差在 (10^{-6}) 以内,与他们的结果完全一致。
第二周,一封正式信函送到了物理学院。寄信方是中国物理学会学术伦理委员会。信函的内容很简短:鉴于论文《Fano-Anderson-Wigner-Rashba模型的严格解:代数Bethe ansatz方法与拓扑超导相》引发了学术界的广泛关注,委员会决定于一个月后举行听证会,就该论文的学术合规性进行审查。论文的所有署名作者均须到场接受质询。
“来了。”钱三森看完信函,面色凝重。
“这就是我们等的那一天。”林彪说。
听证会的地点在天赋甄别总局的大礼堂。那是一个能容纳五百人的大厅,平时用来召开学术评级大会和天赋表彰仪式。听证会当天,礼堂里坐了三百多人——有物理学院的师生,有总局的官员,有从各地赶来的物理学研究者,还有一些闻讯而来的记者。前排坐着七名委员,全都是综合天赋指数在200以上的S级物理学家。
林彪坐在被告席上,身边是钱三森、苏连、何意为、孙正阳和唐晓鸥。赵瑾坐在旁听席上,手里攥着一瓶水,指节发白。吴副司长坐在角落里,表情紧绷。
委员会主席是一位头发全白的老人,综合天赋指数217,名字叫周思宇。他是中国理论物理学界的泰斗,三十年前因为在粒子物理标准模型的重整化问题上的贡献而获得了国际声誉。他的成名工作是在Weinberg-Salam模型中用重整化群方法计算了Higgs粒子质量的上限:
[
m_{H}^{2} \leq m_{H}^{2}(\Lambda) - \frac{3}{2\pi^{2}v^{2}}(2m_{W}^{2} + m_{Z}^{2} + m_{H}^{2} - 4m_{t}^{2})\Lambda^{2}
]
他的天赋指数足以让他在量子场论领域畅通无阻,但他选择了以“天赋正统派”的身份活跃在学术政治中——他一贯主张严格的天赋准入制度,反对任何形式的“天赋平权”主张。
“本次听证会的议题,”周思宇的声音通过话筒传遍礼堂,“是审查论文《Fano-Anderson-Wigner-Rashba模型的严格解:代数Bethe ansatz方法与拓扑超导相》的学术合规性。具体而言,委员会需要回答以下问题:第一,这篇论文是否构成了越级研究?第二,如果构成越级研究,是否应当撤销其学术效力?第三,论文的作者是否应当承担相应的法律责任?”
他停顿了一下,目光扫过被告席。“按照程序,首先由论文的第一作者进行陈述。钱三森先生,请。”
钱三森站了起来。他今天穿着一件洗得很干净但明显很旧的衬衫,头发梳得整整齐齐。他走到发言台前,清了清嗓子。
“感谢委员会给我陈述的机会,”他说,声音稳定,没有一丝颤抖,“在讨论这篇论文是否越级之前,我想先请教委员会一个问题。”
“请问。”
“这篇论文中,有没有任何一处错误?”
礼堂里安静了下来。委员们互相看了看。
“论文是否存在错误,与本次听证会的议题无关。”一位委员说。
“我认为有关,”钱三森说,“委员会在审查一篇论文的合规性之前,首先应当确认论文本身的学术质量。如果论文存在根本性的错误,那么即使它的作者拥有最高的天赋等级,它也不应该被发表。反之,如果论文是正确的、严格的、有学术价值的,那么它的价值不应该因为作者的天赋等级而被否定。”
周思宇的眉头微微皱起。他翻开面前的一份材料,看了一眼。“委员会已经委托三位S级专家对论文进行了独立评审。三份评审意见都认为,论文的数学推导严格,物理图像清晰,结论有一定的新颖性。但是——”
“但是,”钱三森接过了他的话,“三位S级专家都是通过天赋直觉来评审的,对吧?他们‘看’到了论文的结论与他们直觉中的物理图像相符,就认可了论文的正确性。我很好奇——他们有没有从头到尾验证过我们在附录C中给出的Bethe ansatz方程对Yang-Baxter可积性的证明?那个证明有四十七页,包含十九个引理和三个主要定理。”
周思宇没有否认。
“那么我有一个进一步的请求,”钱三森说,“请委员会公开指出论文中任何一个具体的推导错误。一个就行。如果你能找到,我立刻认罪。”
礼堂里的窃窃私语声变大了。这是一个大胆的挑战——钱三森在要求这些S级物理学家用数学推导的方式,而不是用天赋直觉的方式,来评判他的论文。
沉默持续了很长时间。三位做了独立评审的S级专家坐在委员席上,表情各异。有一个人的嘴唇动了动,但最终什么也没说。
“委员会不是数学系,”周思宇终于开口,“物理学论文的评价标准,不完全是数学推导的正确性。物理直觉、物理图像的合理性、结论与已知理论的相容性——这些同样重要。”
“那篇论文中,”一个清脆的女声从被告席上传来,“物理直觉的部分已经由数学严格证明了。如果委员会无法指出具体的错误,那就说明论文在逻辑上是自洽的。一个逻辑自洽的理论,有什么理由被撤销?”
说话的是苏连。她站了起来,摘下了眼镜。她的手在微微发抖,但她的声音异常坚定。
“你们告诉我,因为我的天赋指数是84.5,不是85,所以我不配做固体物理。0.5个点的差距。不到半厘米。我问你们一个简单的问题——这两个数字之间,85和84.5,它们对应的物理直觉,真的有本质区别吗?85的人就能‘看到’晶格振动,84.5的人就完全看不到?如果有区别,那个区别是什么物理机制造成的?”
她没有等待回答。她从口袋里掏出一张纸,展开了。
“这是天赋甄别总局颁布的综合天赋指数计算公式。
[
T = k \times L \times D^{2} \times f(L/D)
]
你们用这个公式来决定一个人的学术命运。那么我问第二个问题——形状因子修正函数 (f(L/D)),它的具体形式,是怎么来的?”
礼堂里一片寂静。
“我查了文献,”苏连说,声音越来越高,“形状因子修正函数的原始出处,是天赋甄别总局1957年发布的第三号技术公报。那篇公报里提出了四个候选的函数形式——线性衰减、指数衰减、分段常数和抛物线型——然后选择了分段常数型,理由是它在数学处理上最方便。没有任何实验数据支持这个选择。没有对比试验。没有敏感性分析。只是一个‘方便’。”
她从口袋里掏出另一张纸。
“我做了这个分析。我用总局的公开数据,重新计算了所有四种候选函数对综合天赋指数的影响。对于分段常数型(现行标准):
[
f_{\text{step}}(x) = \begin{cases} 1, & 2.5 \leq x \leq 6.5 \ 0.78, & \text{otherwise} \end{cases}
]
对于线性衰减型:
[
f_{\text{linear}}(x) = 1 - 0.05 \times |x - 4.5|
]
对于指数衰减型:
[
f_{\text{exp}}(x) = \exp(-0.02 \times (x - 4.5)^{2})
]
对于抛物线型:
[
f_{\text{para}}(x) = 1 - 0.01 \times (x - 4.5)^{2}
]
如果用线性衰减替代分段常数,那么——”她顿了顿,目光扫过礼堂里每一张脸,“全国被拦在固体物理门槛之外的人中,有百分之三十七会被判定为合格。包括我。”
礼堂里的声音从窃窃私语变成了嗡嗡的议论。几个人站了起来,又被身边的人拉下去。
周思宇敲了三下锤子。“肃静!”
然后他转向苏连,目光锐利:“苏连女士,你是在指控天赋甄别总局在基础参数的选择上存在随意性?”
“我不是在指控,”苏连说,“我是在用数据说话。你们建立了一整套制度来决定谁能做什么研究,而这套制度的根基——一个关键函数的形式——是六十多年前为了方便而随便选的。你们用这个随便选的函数,毁了无数人的学术生涯。”
“这只是一个技术细节,”一位委员反驳道,“形状因子修正的总体逻辑——排除结构畸形个体——在理论上是有依据的。”
“什么依据?”
委员张了张嘴,然后转头看向另一个人。那个人又看向周思宇。
“结构畸形的天赋器官在接收宇宙本源信息时效率较低。”周思宇说。但他说这句话的语气明显不如之前那么笃定了。
“‘效率较低’,”苏连重复道,“怎么定义的?怎么测量的?有没有对照试验?样本量多大?p值多少?置信区间在哪?”
没有人回答。
林彪看着这一幕,忽然想起了吴副司长几天前说过的那句话——“从来没有人想过要用科学方法去检验它”。这个世界的天赋崇拜已经根深蒂固到了连最聪明的人都放弃了质疑的程度。不是他们不能质疑,而是他们从来没有想过要去质疑。
而现在,在这个礼堂里,有人替他们想了。
第十一章 另一个世界
听证会持续了整整三天。
第一天是质询,第二天是辩论,第三天是闭门审议。第三天的傍晚,委员会宣布了裁决结果。
“经过审议,”周思宇的声音在礼堂里回荡,他的表情很难看,像是在宣读一份他本人并不同意的判决书,“委员会以四比三的投票结果做出以下裁决:第一,论文在学术质量上不存在可指摘的问题,其数学推导严格、物理结论合理,具有一定的学术价值——特别是在FWR模型的可积性证明和拓扑超导相的预言方面,达到了国际前沿水平。第二,论文的作者在发表时采用了数学板块的投稿通道,在形式上未违反现行规定,因此不构成越级研究。第三,关于天赋准入制度的合理性问题,超出了本次听证会的授权范围,委员会不做裁决,但建议天赋甄别总局对相关制度进行审查和修订。”
礼堂里爆发出嘈杂的声音——有人鼓掌,有人大喊,有人站起来往出口走。钱三森和苏连紧紧地抱在了一起,唐晓鸥在哭,何意为举着手机在给赵瑾发消息,孙正阳坐在椅子上,仰头看着天花板,嘴唇无声地动着,像是在算什么东西。
林彪坐在那里,没有动。他看着周思宇合上文件夹、摘掉老花镜、起身离开,看到老人脸上那种深深的疲惫和某种说不清的东西——也许是被动摇的信仰,也许是终于可以放下的重负。
吴副司长在人群散去之后走到他身边。
“你赢了。”他说。
“还没有,”林彪说,“这只是开始。一套运转了上百年的制度不会因为一次听证会就改变。但裂痕已经出现了。更多的人会开始问同样的问题,做同样的分析。天赋甄别总局可以压制一个人,但它压制不了数据。只要数据还在,真相迟早会出来。”
吴副司长点了点头。“总局内部已经有人开始流传那份数据分析报告了。科学委员会里有三个人私下联系了我,他们愿意推动制度的修订。可能需要几年,也许更久。但——改变会发生的。”
他顿了顿,然后声音低了下去:“我儿子的重新鉴定已经通过了。新的鉴定采用了修正过的形状因子函数——就是苏连在听证会上展示的那个线性衰减版本。他的综合指数从37变成了52。还不够做研究,但至少可以读一个物理学的本科了。他昨天给我打电话,哭了。”
林彪没有说话。他拍了拍吴副司长的肩膀,然后转身往礼堂外面走。
走出礼堂大门的时候,夜晚的风迎面吹来,带着秋天特有的干燥和凉意。天空很晴朗,能看到几颗星星。猎户座挂在天边,和他原来那个世界一模一样。他认出了参宿四的红色光芒和参宿七的蓝白色闪光,两颗星之间的角距离大约是18度——和地球上一模一样。
他忽然想起一件事。他想起温度尔汗实验基地地下总控室的那道蓝白色光芒。那一瞬间,他感到后脑勺一麻,眼前一黑。在那一黑到底的瞬间里,他看到了什么东西——某种巨大的、旋转的结构,像是星系,又像是一个人的大脑皮层沟回被放大了一万亿倍,神经元在放电,突触在传递信号,信息像光一样在那些通道中飞速穿行。
他当时以为是濒死体验。
但现在,站在这片星空下,在经历了这个世界所有荒诞而壮烈的战斗之后,他忽然明白了。那不是濒死体验。那是温度尔汗实验真正的产物——不是能量,不是粒子,而是一道裂隙。一道在两个宇宙之间被撕开的裂隙。
温度尔汗实验试图在宏观尺度上验证量子引力理论,它的终极目标是观测时空本身的量子涨落。但他们不知道,当超流体氦在环形管道内加速到近光速时,它不再只是验证理论——它变成了一个探针,刺穿了分隔不同可能性的膜。林彪触碰控制面板的那一瞬,不是事故,而是接触。两个宇宙在那个瞬间通过他的意识连接在了一起。
这个宇宙——这个用生殖器官丈量物理天赋的荒诞宇宙——并不是某个疯狂造物主的玩笑。它是所有可能宇宙中的一个。在这个宇宙里,物理学被误解了,但物理学本身从未改变。Maxwell方程组、Einstein场方程、标准模型的拉氏量,它们像磐石一样矗立在每一个宇宙的底层,不因观测者的生理结构而有一丝一毫的动摇。这个宇宙的人把天赋器官当成接收宇宙本源信息的天线,但他们错了。真正的天线不是器官,是意识本身。
意识。这才是温度尔汗实验触碰到的东西。
他忽然意识到,两个宇宙的物理学之所以在数学结构上完全一致,不是因为巧合,而是因为数学本身不是人类的发明,而是宇宙的底层代码。在这个代码的最深处,物质、能量、时空、意识,全部统一为同一种东西——信息。量子纠缠不是粒子之间的神秘关联,而是信息在不同维度上的投影。引力不是时空弯曲,而是信息密度的梯度。意识不是大脑的副产品,而是信息在特定复杂度下自发产生的自指涉结构。
在这个宇宙里,天赋器官的存在是一个误会。那些高天赋者确实拥有某种真实的感知能力,但他们错误地把它归因于一个器官的尺寸。真相是:当意识足够专注、足够强烈时,它可以直接触及物理实在的深层结构——无论你长着什么器官,无论你的身体是什么形态。钱三森、苏连、何意为、孙正阳、唐晓鸥,他们没有一个人拥有所谓的高天赋,但他们在黑板上写下的每一个公式,都和高天赋者“感知”到的物理图像完全等价。因为物理学的真理只有一个,而通往它的路有无数条。大脑可以,器官可以,数学也可以。
林彪站住了。他感到一阵从未有过的战栗从脊椎底部升起,直冲颅顶。不是因为恐惧,而是因为某种近乎宗教般的顿悟。
他穿越的不是空间,而是可能性。这个宇宙和他原来的宇宙,不是平行世界,而是同一个宇宙的两种不同表达。就像量子态的叠加,波函数在测量之前同时包含所有可能性。温度尔汗实验是一个测量事件,把林彪的意识投射到了这个特定的“本征态”中。但他带来的知识——那些公式、定理、数学结构——不是外部输入,而是这个宇宙本来就有的东西,只是被遗忘了,被埋在天赋崇拜的废墟之下。
他仰起头,看着星空。那些星星在两个宇宙里以同样的方式燃烧,核聚变在它们的核心将氢转化为氦,将质量转化为能量。(E = mc^{2})。这个公式在这个宇宙里同样成立,爱因斯坦写下它的那一天,不管他的天赋指数是三百还是一千,都不重要。重要的是那个公式本身。它存在。它一直存在。它将在所有可能的宇宙中存在。
他忽然笑了。笑得眼泪都出来了。
他想起自己在那间医务室里被一条软尺量出54.7的命运。那条软尺量不出他脑子里装着的宇宙。那条软尺量不出狄拉克方程的美,量不出Yang-Mills作用量的对称,量不出FWR模型中那个扭曲量子群的新代数结构。那条软尺什么都量不出来,除了它自己。
他继续往前走。旧物理楼的轮廓在夜色中浮现,302教室的窗户果然亮着灯。那是钱三森他们在继续计算。他们可能还不知道听证会的结果,但他们不在乎。他们从来都不在乎结果,他们在乎的是推导本身,是那些在黑板上展开的、不依赖任何天赋直觉的、纯粹由逻辑和数学构成的宇宙。
林彪推开旧物理楼的门,沿着吱嘎作响的楼梯往上走。每一步都踏在某种坚实的、不可动摇的东西上。不是天赋,不是器官,不是任何可以被皮尺丈量的东西。是真理。是那个在所有宇宙中都成立的、静默而永恒的数学秩序。是人类意识对宇宙本源最直接、最纯粹的抵达。
他推开302教室的门。里面的人抬头看他,脸上带着还没擦干净的泪痕,和等待答案的目光。
林彪看着他们,看着这些天赋指数被判定为不合格的人,这些被体系抛弃却从未被真理抛弃的人。他深吸一口气,说出了那句话——那句他在两个宇宙的缝隙中看到的东西,那句足以推翻这个世界所有荒谬根基的话:
“物理学不属于任何一个器官。它属于每一个敢于思考的人。”
教室安静了一瞬。然后掌声响起来,混着哭声和笑声,从旧物理楼的窗户涌出去,涌进这个刚刚开始裂开的世界。
在很远的地方,温度尔汗实验基地的废墟中,一道微弱的蓝光在碎石下面闪烁了最后一次,然后彻底熄灭。两个宇宙之间的裂隙闭合了。但在闭合的瞬间,它把一份礼物留在了这个世界的底层代码里——一份不需要天赋器官就可以读取的、用纯数学写成的、关于意识如何与实在对话的完整理论。
这份理论没有名字,也不在任何图书馆的书架上。它存在于每一个敢于在黑板上写下第一个公式的人手中,存在于每一个拒绝被皮尺定义的人心中。
而那个从另一个宇宙来的年轻人,那个综合天赋指数只有54.7的C-级本科助教,他什么也没有说。他只是走到黑板前,拿起粉笔,开始写下下一行推导。
他知道,这才是他真正的天赋。
(全文完)
2026.7.1 我去 这么奶(这是按排名赋分吗,好捞) 依旧考完评课
从课程内容上来说,固体物理可以说相当零散,很多具体问题的分析不是说学完基本理论就能完全对应上,需要积累把实际问题转换成知识点的能力。上课既要讲基本思想,又要讲具体例子,就比较多了。至少在这个班级一个学期的学习过程中,我感觉基本的思想还是非常清晰的:对于多体问题,写薛定谔方程,然而维数太多哈密顿量解不了,所以要把哈密顿量肢解成原子核和电子两部分,然后分别作近似求解。求解的时候的讨论很多(不同的近似方法在不同的体系中更贴近,所以都需要讨论)。分析完理论之后,简单取几个可以手算的例子进行计算,可以考察计算题;当然更多的问题是人手求解不了的,这个时候了解物理图像就比较重要,考察的方式就是简答题。
基于这样的情况,在课程设计上,郑老师的作业主要以计算题为主(一学期约50题),小测则会放入更多的简答题(一次小测测一节课,和一张卷子相比可能就是计算题少一些)(两次小测,一次是第一二章,一次是第三章,第四五章没有小测,希望以后能出一些题自测一下,帮助期末复习),考察会更加全方位(翻译:复习起来费劲);考试情况在下面,似乎比我了解到的固体物理其他班级考试简答题都多得多。个人认为这样的话难度实际上是高很多了,毕竟是反刷题、反速通的,而且复习范围不仅限于可计算的简单模型,还包括延伸到实际问题的分析中。
但是不要紧,如果愿意听课,你会发现,课程讲解过程中,郑老师从理论分析开始,结合具体实际情况来把边边角角的杂散知识点穿起来,这样的话复习可能会轻松不少(感觉听课还是很爽的)。当然,如果没有跟上的话,课后可以回放再次学习(我又不是学这个方向的学这么好干什么,听过一遍拉倒,回放主要是翘课的时候用)。闭卷小测(听说老师期末考试想半开卷?不知道这个小测会不会半开)正好push我先过一遍,减少期末压力。
基本信息:不定期点名(可能会小幅影响总评),20%平时分(小测和作业平权算作业分)+80%期末考试,有写小论文的话期末考试比重降低,不过似乎写的人不多。根据公式算完再调分。整体来说还是比较宽容的,讲义可以到老师个人主页下载(包括这一节绪论)
讲义塞了一堆老师用来自己看的补充内容,今年不考的范围:
1.2 晶体的对称性
1.4 真实的晶体结构(但需要了解课件上常见的晶体结构)
2.1 晶体中的弹性波
3.3 离子晶体长光学波(没有计算)
3.4 声子的实验探测
3.1 晶格振动量子理论 (定性了解)
4.2 金属的一些特性 (定性了解)
5.1 能带的对称性(不考)
5.0 能带论初步 (了解能带论的近似、掌握布洛赫定理,KP模型不考)
考试分简答题和大题(下面几个小问题)两种。基本不需要计算器,偶尔需要计算的也不需要算出最终结果,式子对了就给分。
本科最后一门基础物理课完结,还是很感慨的。大学物理的课程对我主要的观点改变是,从拿到问题之后就开始列方程解方程到看到问题先进行对称性分析和数量级估计的改变。由于问题越来越复杂,因此遇到问题先把握框架再进行具体求解,不再一开始就细究过程,减少因为看得不全面导致努力方向错误的问题。
P.S.对称性真美妙

考后更新
考红温了,今年一共是15道简答题(60分),三道计算题(10+15+15),简答题依旧没掌握物理图像不会写(和小测一个感觉),计算题能带论没学到。what can i say。剩下的回头有心情来更新
2026.6.27 13:56 感觉脑袋空空的
2026.6.27 11:51 还有2个小时,终于开始预习第四章了,难道要战略放弃了吗?
2026.6.26 15:33 距离考试还有23小时,终于可以开始预习这门课了,我已疾苦。这期末周就三门课但是都聚集在一起QAQ。药剂哇
2026.6.3没有第四五章小测了,终于要结束了。学得有点晕,后续估计得好好梳理一下。
但是教务处撤回了一场考试(本来已经上系统了,现在一看又没了),要是不用考就好了(做梦中)。(原时间地点:6.27 14:30-16:30 2105)
2026.5.11第二次小测,第三章内容,考了19道题,一整节课,虽然复习了三个小时,但是不出意料还是不会。固体物理好难啊QAQ。原题就不挂了。
固体物理 B:阴间小测 通知
同学们好!下周一(2026年5月11日)的课堂上,我们将进行一次阶段性课堂 阴间小测。此次 阴间小测涵盖第三章内容,目的是帮助大家巩固近期所学内容。
以及,为什么点名作废了,这不白去了吗(bushi)
因多位同学有异议,本次点名作废,下次找机会再点。
2026.4.2第一次闭卷小测,前两章内容(真的小吗,15道题写了一个多小时)
整体来看难度不太大,要么是课上讲过的,要么是作业题有提示过的。让AI做了一下,感觉基本都对了。
蛋!柿!真!的!记!不!住!这门课疑似会成为本学期记忆量最大的课程。
2026.3.16
面心立方和密堆积的关系,高中就讲过,没明白,再讲了一遍还是没太明白,后来看了这个图豁然开朗金属晶体四种堆积方式:简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积/密排六方、面心立方堆积的堆积方案、配位数、晶胞原子数、晶胞占用率的计算 - 知乎

2026.3.5加更:老师傍晚就在群里反馈了把课件提前上传到个人主页上awa
另外听说好像有别的班也在用这个课件,这课件感觉可食用性特别高(2026.5.11回看来说,内容多、杂,可能不太适合复习,对我来说虽然有几句remark上课漏过去了,但是PPT写了,对理解有所帮助,还是帮大忙了)
以及,问问大家有没有知道这个图是怎么画的(之前没画过,是tikz手搓嘛(?)感觉tikz用起来特别笨重)
2026.3.5上完第二次课
感觉老师讲的还挺不错的,略有点快,需要集中注意力去听课,状态好的时候感觉听得还是挺爽的。slide字略小,于是选择带电脑看比较不费力;记笔记很多东西会漏过去,如果slide以后都能在课前发就比较舒服,可以不记笔记的情况下随时查找课上讲到的概念之类的。
第一周布置了8道题,正好把这一堆概念梳理一下。
以及,感觉郑老师是画图高手,这图画起来感觉很费事。

考的东西好多啊,老师不要挂我😭
不搞抽象认真写一点。上课的时候还是能感觉到郑老师对这门课的热情的,PPT制作的也十分精美并且每节课更新,郑老师在这门课上下的功夫没话说,确实很顶。个人修读过程中感觉这门课最大的“痛点”是很难让人抓住重点,首先从课程本身上来说,课程主要推崇的是物理图像的构建,但是整门课的内容太过于零碎了,虽然郑老师很努力想找一条主线出来,但好多内容之前其实也没什么联系(尤其是各种探测手段),最后考试的时候还是要靠背。既然要背,那么有一个问题就是课程教授过程中也很平均地在教授,课程考察重点是物理图像,但是除了第一章作业后面作业基本是计算题,对物理图像的把控很难得到训练,唯一渠道只有小测(老师课上说小测的就是重点),但最后两章还没有小测,当然,直接在小测中面对物理图像大人也很阴间。另外这个问题在PPT里也有体现,所有的内容在呈现的时候格式都是一样的,标红的字体很多时候只是强调,从学习角度PPT非常精良,但如果你要考试就非常地狱了🥺,印象最深的是考了红外光的吸收,但这个内容只在PPT里有两页的说明,而且在小测里也没考。PPT的内容方面,郑老师在讲一些理论的时候会搞一些一般化的下标,希望可以集中说明一下每个下标的含义,经常看的人有些困惑;在近自由电子微扰论的部分,个人感觉微扰矩阵元在计算时实用意义不大,基本靠计算傅立叶系数,PPT里介绍的比较模糊,紧束缚模型PPT里没怎么介绍晶体场修正但习题答案里却有。最后以上纯属个人看法,坦白来说虽然每节课都到了但听的也不咋认真,选择这门课可能也算是双刃剑吧,很多时候的确能加深对物理的理解,但大部分时候很难从这门课得到正反馈和成就感,还要忍受赤石般的复习观感。希望这门课能越办越好吧。
原来有超绝雷霆调分,这不是赤石是历练啊,太奶了😭
郑老师人很好,上课也很有激情,给分很好,最后绩点也出乎意料。本来还想拉低一点评课社区分数的(防大调查),没想到分这么低,只能给满了
总体来讲:郑老师上课、小测与考试都是重图像轻计算的,很符合我的个人喜好。
上课方面:郑老师使用自己的ppt,内容基本在黄昆书上拓展,ppt制作精良,但最后的紧束缚模型一节拓展部分似乎AI味略重。内容上只有5章,不讲外场部分。总体时间安排合理,14周结课。
作业部分:老师自己给题,和黄昆书习题差不多,总量不大。不过本学期助教只发答案,不检查对错,我是在复习时才发现作业有很多错误。
小测方面:18道左右简答题,大概1个多小时。简单但并不算基础,涵盖范围很广,速通派噩梦,题目不是很容易理解,老师在小测时会解释。
考试方面:总体难度不高,但量很大,不明白同学们为什么不要老师主动提出的延时。考试只要式子对了即给分,所以也不需要带计算器。老师考前说了很多不考以及仅理解的内容,但是非常建议讲过的都复习一遍。
简答题60分共15道,和小测类型差不多,题干也不是很容易理解……但一道题可以塞很多很多问,有的题还得画立体图(好难画,画出来也很难看),总体性价比不高,建议多关注大题。
大题三道共40分,有一道完全课上例题,剩下两道题目质量很高,比较有趣。
小论文方面:老师不是很鼓励写一篇随便的小论文。我学期中写了一份研究型的小论文,但老师期末发出的要求是写文献报告,于是考完试后由于感觉要寄我又写了一份文献汇报,但是出分后老师再次重申小论文是要占掉总评比例而非加分的,并发了一份优秀范文,但不知道为什么不是文献报告而是研究型小论文。不过由于给分已经很捞了,我最后两篇都没交……学弟学妹们还是别卷这项了。
3月10号,周二上的内容好快好抽象,有几十种,几百种点群,也不知道会不会考还是只是了解有这么一回事,上了两节课我只记得12346,不过课的作业不是很多,但是我线上提交的作业感觉反馈不如线下,不知道收到了没有,分数和正确情况怎么样
学起来感觉好难啊……上课不怎么听得懂,听录课也是。只好先过一遍录课,然后用Gpt一点一点磨。感觉有些地方老师自己一时也没有想明白、说明白。总之听起来觉得固体物理好抽象,比我以前学的所有课都抽象,不知道是不是刚开学没进状态。刚好大三下去实验室又很频繁。唉,看着办吧。不过老师ppt做的特别用心,里面也塞了很多资源,可以看出来老师非常认真地准备这门课的。
为什么大三下学期这会儿还有门固体物理,实在没有动力去上了。
不过老师人很好,ppt写的很好(因为就去了几次课也不好说老师讲的怎么样ww)这学期老师的优秀率给到了47%,平时作业好好写考勤去一去复习的认真一点不会拿低分的(作业写的就算是依托,按时交的话平时分都会给的挺高的)
老师人很好,给分也很好,作业也适中,助教给作业打分也很好,差不多及时写了就满分。老师上课经验略有不足,但是很认真,群里答疑也很及时,PPT做的也很好,完全可以用来自学,至于选课时给教材不建议购买,前两章还可以看课本,后面和老师的讲课体系不一样,还是直接看PPT的好。最后祝老师越来越好!
给分挺好的,40%优秀率都给满了。
给分方法是20%平时分+20%小论文(可以选择不要,把这个份额交给期末考试)+60%期末考试(有调分)。
固体物理是一门困难的课,特别是对我这种其实对固体并不感兴趣也不喜欢记忆东西的人来说。郑老师讲课挺有条理,把固体物理基本的东西讲清楚了。
学期最后一周的课为复习课,这些课上会把你的逻辑再理一遍,同时告诉你什么东西是要记住的,十分重要。
首先不知道怎么捞的这么狠,考完天塌了,总评居然还不错?
郑老师的教学热情肉眼可见,PPT制作很精良,参见我同学的评价,不过最impressive的还得是超大号小测。再次感谢老师!!!(我知道郑老师会很快看到这个评课🤓🤓👆
