第58章 这TM的是高中生?(2/2)
真空泵低沉的轰鸣声重新响起,雷射器的预热指示灯开始闪烁红光。
“等待系统热平衡。”陆知行盯著屏幕。
恆温室里恢復了那种让人昏昏欲睡的风扇嗡鸣声。
但在场的几人,没有一个人觉得睏倦。
系统被刚才的折腾打破了原有的热力学状態,需要一段时间来吸收机器重新运转產生的热量,从而在微观层面上重新建立干涉条纹的锁定平衡。
时间一分一秒地流逝。
十分钟
二十分钟。
三十分钟。
电脑屏幕上,代表著干涉信號实时相位的彩色数据流,像瀑布一样重新开始滚动。
最初的几分钟,曲线因为內部温度梯度的剧烈波动,以及压电陶瓷在满量程寻找锁定点而剧烈震盪,像是一条发了疯的过山车,上躥下跳。
渐渐地,隨著温度的传导趋於稳定,强大的pid控制迴路开始介入工作。
那条疯狂的曲线幅度越来越小,逐渐收敛,最终变成了一条在基准线附近极小范围內蠕动的细线。
一个小时过去。
这只够覆盖原来那个四十分钟漂移的一个半周期,远远不足以作为最终结论。
但它已经足够说明一件事,那个最刺眼的低频驼峰,第一次没有按时出现。
pzt补偿电压从原先逼近满量程的80%,降到了15%左右的小范围波动。
这不是论文已经保住了。
这是他们终於找到了正確的排查方向。
要知道,在过去的三天里,不管尹航怎么修改滤波算法,那条代表系统稳定性的蓝色曲线,在横轴代表平滑时间的区域,总是会在频域10?3到10??赫兹的那个低频区间內,如同一个令人绝望的驼峰一般高高隆起。
那个驼峰,就是那个热循环迟滯效应在频域上的幽灵现身。
它宣告著系统的长期稳定性彻底完蛋。
但现在。
屏幕上的那条不断向右延伸的蓝色实线。
它平滑得像是一把被绝世高手挥出的利剑,没有丝毫犹豫,直接一剑切断了原先那个该死隆起的驼峰。
它在双对数坐標繫上,以標准的?1/2斜率,像一架失去升力的战斗机,朝著图表的右下方一路疯狂俯衝。
直接刺破了原先他们无论如何修改代码,如何优化电路都无法触及的残差底线,深深地扎进了令人窒息的低噪声区间。
没有周期性的缓慢起伏,没有低频的幽灵,没有迟滯的不对称。
至少在这一小时的短数据里,主要噪声项已经退回到光子散粒噪声、电子学白噪声和残余热噪声附近。
旁边的一个监控窗口里,原本需要压电陶瓷输出满量程80%的高电压才能强行拉回,死死抵抗的机械补偿电压,现在就像是一个卸下了千斤重担的老人,安静地停留在15%左右的微小范围內波动。
这表明,整个庞大的干涉光路,在物理和机械的底层架构上,已经处於一种稳定的受力状態。
电子系统和反馈控制迴路,现在只需要游刃有余地处理空间中真正的环境微小噪声,而不再需要像个救火队员一样,去替那个一直在扭动的微观蹺蹺板背黑锅。
数据不仅达標了。
而且比prl那位眼光毒辣的第二审稿人所要求的长期残差水平,还要低了整整一个数量级。
这简直是一个奇蹟般的数字。
“滤波算法关掉了吗?”孟澈的声音有些发颤。
“关了,早就关了。”尹航咽了一口唾沫,手指轻轻敲击了一下键盘调出后台设置,“我发誓,这就是从adc转换器里出来的採样数据。没有滑动平均,没有卡尔曼,没有任何他妈的软体平滑。”
陆知行没有说话。
他把滑鼠拉过去,在屏幕上调出三个窗口。
最左边是三天前那张带著驼峰的原始漂移图,中间是用光槓桿原理放大验证的粗糙位移图,最右边,是现在这张平滑俯衝的重装后残差图。
三张图並排放在一起,具有著强烈的视觉衝击力。
陆知行慢慢地直起腰。
他知道,这篇心血之作保住了。
他的青年人才申报计划保住了。
更重要的是,他保住了这套价值数百万的干涉测量系统,免受后续那些因为找错方向而进行的,毫无意义的电子学拆解和破坏。
他转过身。
课题组几名学生都处於狂喜的边缘,但陆知行却看向了自从装配完成后,就一直安静地退到光学平台边缘,仿佛置身事外的江临。
江临正静静地看著屏幕上那条向下俯衝的曲线。
他的眼神里没有惊喜,只有一种理所当然的平静,仿佛他早就知道那条线会走向哪里。
陆知行的目光没有看江临年轻的脸庞,而是慢慢下移,落在了江临那双隨意垂在身侧的手上。
那是一双很年轻的手。
手指修长,骨节分明,指肚和虎口处有一些发黄的薄茧。
指甲修剪得很整齐,没有留一点白边。
看起来乾乾净净,没有任何机加工车间里常见的粗糙痕跡。
但陆知行非常清楚,刚才就是这双手,在半空中虚指了一下,就精准地切断了一个微观世界里混乱的应力根源。
“你以前,做过精密装调?”陆知行的语气中带著些许试探的意味。
江临收回看向屏幕的视线,转过头,迎上陆知行的目光。
“做过一些粗糙的东西,算不上精密。”
“粗糙?”
陆知行忍不住冷笑了一声,这笑声里没有恶意,只有一种对荒谬现实的自嘲。
“粗糙的机械操作,怕是没法把一个人的直觉和肌肉记忆,训练成你刚才那个样子。你刚才对扭矩扳手的手感,还有排查寄生应力的下意识反应,都不可能是书本上能教出来的。”
江临的眼瞼微微垂了一下,没有接话。
他总不能说,他那所谓的粗糙来自废土。
陆知行见他不语,也没有继续追问。
在这个圈子里待久了,他知道每个人都有自己的护城河,也都有不能立刻摆在檯面上问底细的秘密。
不管眼前这个年轻人,在那双乾净的手背后隱瞒了什么样的过往,对於陆知行,以及这间时刻面临著极端工程挑战的精密测量实验室来说,都是极珍贵的异常变量。
“尹航,孟澈,你们留在这里,把刚才这一个小时的数据完整地保存下来。写一个初步的排故备忘录,把那0.02毫米的毛刺和电缆的事情原原本本地记进去。”
陆知行吩咐了几句,转过头看向江临。
“今天的事情,我代表课题组谢谢你。你挽救了我们至少半个月的盲目排查时间和一篇可能被拒的论文。”
“能不能再耽误你一些时间,去我办公室谈谈,今天那些关於接触刚度和误差传递的判断,我想多了解一下。”
江临点了点头。
回到办公室,陆知行请江临坐下,亲自给他倒了一杯纯净水。
陆知行坐回自己的转椅,把刚才江临带过来的那叠厚厚的材料重新拿起来,直接翻到后面关於接触刚度退化模型推导的那一部分。
“你这个模型,关於微凸体塑性变形参数估算的方式,我已经看了逻辑,很巧妙。但有一件事我想確认,你在这里写接触应力鬆弛函数的时候,用的是指数衰减的形式。你说衰减的时间常数,是利用热扩散长度估算出来的。这个把热传导和固体力学揉在一起的跨界处理方式,你是从哪里得来的?经典教材,还是你自己推导的?”
“经典的高级热传导教材里有类似处理局部热斑的数学方式,我参考了那种边界条件。但具体到你们那个铝钢接触副的复杂情况,我做了修改。因为接触面两侧,铝的热扩散係数极大,钢的热扩散係数很小,差异太大了。如果直接用某一侧的参数去近似,误差会大到离谱。所以我构建了一个等效的热力学边界,用加权平均的方式重构了时间常数。”江临回答的滴水不漏。
“加权的依据是什么?”陆知行追问的速度极快。
“接触面积占比,具体来说,是屈服点真实的微观接触面积占比。”江临对答如流,甚至没有任何思考的停顿。
“你用实验验证过这个加权係数的准確性吗?”
“没有精確验证。”江临坦诚地承认,“我做过一个粗糙的数学上的灵敏度分析。也就是不断改变权重係数,去看模型预测的刚度退化结果的变化范围。但在我手里那些极度糟糕的测量数据的精度水平上,不同的权重取值给出的宏观结果差別,全都被掩盖在误差棒之內了。所以我没有,也无法进一步细化它。”
“你做这个模型,到底是为了解决一个具体的工程问题,还是为了从根本上理解这个底层的物理现象?”
江临微微歪了歪头,略一沉吟,说道:“两个都有,但开始的时候,绝对是为了工程问题,我要让一个关键的轴承在恶劣环境下工作。它不工作,系统就会崩溃。我需要找到原因,修好它,哪怕是用最丑陋的方式。理解这个现象是后来的事。是因为修好之后,我想知道为什么会这样,下次能不能在出灾难性的问题之前,从数据上提前预测到它。”
陆知行沉默了一会儿才再次开口:“你那组附录里的数据,测量条件可以说是差得令人髮指,仪器也老旧得不可思议。但是,你的误差分析做得认真,甚至有些苛刻。你清楚每一步的不確定度究竟从哪里来,是传感器漂移,还是环境白噪声。这个习惯,是怎么养成的?”
这不怪陆知行惊讶。
现在的很多名校研究生,在高级软体的投餵下,只会把数据扔进黑盒子里跑个p值,根本没有深挖误差链底层的素养。
“因为数据条件差,如果不把不確定度搞清楚,就没有办法判断这堆数据到底告诉了我什么真实信息,又掩盖了什么缺陷。”
江临的语气里带著清晰的自我认知。
“我不能假装不確定度不存在,自己骗自己。但我更不能因为有不確定度,就直接扔掉这组唯一的数据。我只能老老实实地把它每一项的来源都列出来。然后在这个千疮百孔的基础上,能说多少实话,就说多少实话,绝不越界。”
陆知行没有立刻回应。
他在处理今天整体发生的所有事情。
不是那个卡脖子的技术问题,那个问题现在有了完美的答案,他已经消化了。
他现在在处理的,是坐在对面的这个人本身。
这个人带著严谨的数据来,数据有不避讳的局限性说明。
他的模型有原创的推导,推导的每一步参数来源都清清楚楚地註明了。
估算值和实测值严格分开標註,自己不確定的地方,甚至用红笔画了圈主动暴露出来。
当他在讲述自己做过的事情时,他谈论的永远是那些犯过的错误,找到原因花了多长时间,妥协的物理边界在哪里。
而不是像很多心高气傲的天才那样,吹嘘自己有多么擅长这件事。
这种务实到甚至带点悲观的工程底色,不像一个他见过的任何类型的学生。
陆知行深吸了一口气,继续盘问专业细节:“你那组数据里,接触刚度的代理量是压痕面积分布。但是,这个代理量和真实的接触刚度之间的数学映射关係,你用的是什么模型?”
“赫兹接触模型,但我做了大量的简化。”江临毫不犹豫,“我假设微凸体是理想的球形,並且主要发生弹性变形,我刻意忽略了初期的大规模塑性变形和表面氧化层的影响。”
“这个粗暴的简化,在你的情况下成立吗?”陆知行的眼神锐利如刀。
“对於初期的浅层接触,基本成立。”江临目不转睛,“但是,经过几十个恶劣的热循环之后,接触面不可避免地產生了轻微的宏观塑性变形。这个时候,简化模型就开始引入巨大的误差。这是我的代理量误差链里,最脆弱的一条。在附录的第三页第二段,我专门写明了这一点。”
陆知行立刻把材料翻到附录,迅速找到那条用红笔圈出来的段落。
一遍过后,眼角的肌肉微微抽动了一下,没有再在这个问题上追问下去。
因为江临的逻辑闭环已经完美得无懈可击。
陆知行停顿了一下,身体前倾,看著江临的眼睛,问出了最核心的问题:“你需要什么?”
江临听清楚了这个问题的语境。
不是高高在上的你想要什么奖赏,而是你在做这件困难的事,你缺什么武器?
“我需要一个绝对可靠的物理基准面。”江临的语速稍微快了一点,带著一种不加掩饰的渴望,“一块標定过的零级花岗岩平台,一套带检定证书可溯源到国家计量基准的量块,还有解析度到微米的千分表。”
“此外,我还需要一个能做基础机加工的地方。车床、铣床、钻床都行。不需要昂贵的五轴联动精密设备,最传统的手动车床就可以。”
“你要这些东西,用来做什么?”陆知行有些疑惑。
这要求,既高端得要命,又粗糙得让人摸不著头脑。
“我在以前的地方,有三块用来做平面基准的铸铁平板,用三板互研的工艺,把它们刮研到了微米级。但是,它们从来没有被现代体系真正校准过,我不知道我亲手刮出来的真实平面度数字到底是多少。我要用可靠的基准面去校一下,也是验证一下我当时的研磨方法到底有没有走偏。”
江临说道。
“至於机加工设备,是因为我在之前恶劣的环境下,做过很多非常粗糙的过渡工装。我想用现实里正常的设备,重新做一遍。我想验证一下,我在那种绝境下建立起来的关於切削力、进给量和金属振动的那套身体感觉,在没有外界干扰的加工条件下,它的绝对误差到底在什么量级。”
“这三块铸铁板现在在哪里?”有被震撼到的陆知行连忙追问道。
“在另一个非常远的地方,带不过来。”江临面不改色,“但我可以在你们这边的金工实习车间,重新买毛坯研磨一套。然后用学院计量室的自准直仪、电子水平仪,或者找第三方计量机构做一次正式检定。你们的干涉系统如果能提供局部位移参考,也可以作为辅助交叉验证。”
“三板互研啊,你做过多少次?”
陆知行作为物理学出身的人,虽然不精通钳工,但怎么可能不知道这项工业革命初期最硬核最折磨人的手工绝技。
“做了一段非常长的时间,直到三块板子之间在薄油膜和表面贴附效应下,能够出现明显的贴合阻滯,推开时像是在拉开一层看不见的膜。”
陆知行倒吸了一口凉气,瞬间乾脆了下来:“你是为了我们课题组排查出了致命的误差,这完全属於重点实验室基础科研训练的范畴。作为回报,我可以以课题组负责人的名义,向物理学院提交一份你的临时访问和设备使用申请。基准平台和金工车间,我都可以帮你搞定。”
说著,他拉开抽屉,拿出一张印著江城大学校徽的《物理学院临时实验人员备案表》,拿起一支黑色的碳素笔,准备填写。
“你的名字我知道了,江临。身份证號你等下发我微信。”陆知行看著表格上的栏目,隨口问道,“你现在的学籍信息是哪里?”
江临看著陆知行准备落笔的手,答说:“江城七中的。”
陆知行抬起头,一脸的疑惑:“七中?我们学校或者隔壁的理工、工业有哪个叫七中的重点实验室或者学院吗?”
“是高中,江城第七中学,高三的。”
办公室里,一下子安静得可怕。
陆知行握著笔的手僵在了半空中,他看著江临,嘴巴微张,足足有半分钟没有发出一点声音。
就在刚才,陆知行脑海里还推演过无数种江临可能的身份背景。
他猜想过,这可能是一个江城大学低调的物理强基班的大三本科生。
可能是一个在某个老教授的地下实验室里被私下带了好多年的竞赛生。
甚至想过,这可能是一个出身於某个军工或者航天院所职工家庭的孩子,从小在保密车间里把精密设备当玩具摸大的。
但他唯独没有想到高三这两个字。
不是因为陆知行看不起高中生。他见过极其聪明的高中生。
拿过国际物理奥赛金牌的,被中科大少年班提前录取的,高中就把本科四大力学自学完的天才,在这个圈子里都不是传说,而是活生生的现实。
可刚才在恆温室里,江临表现出来的东西,根本不是单纯的数学好或者聪明。
那是对微观接触面的病態执著,对预紧力分布的神经质敏感,以及在漫长岁月中不断重复捶打,才能磨出来的工程阅歷。
这种极其苍老极度理性的东西,绝对不该,也不可能长在一个高中生身上。
要知道,即便是高三,距离真正的物理前沿,距离工业体系的深水区,中间还隔著四年本科基础、三年硕士科研,以及四年博士训练呢。
而现在,这个刚刚在百万级设备的恆温室里,用光槓桿原理的巧妙设计,用底层应力迟滯的偏微分模型,把他这个副教授,加上博士以及一个硕士的认知按在地上摩擦的傢伙,竟然是一个明天早上还要背著书包回学校,去做《五年高考三年模擬》的高中生?
这不仅仅是简单的认知失调。
简直就是对陆知行三十九年以来建立的整个教育价值观和学术生涯的暴力解构。
陆知行感觉自己的呼吸都变得沉重了。
但是,那张完美俯衝的艾伦方差图就在隔壁的电脑上。
那块被刮平了0.02毫米毛刺的铝板就在系统里运转。
今天在这间实验室里发生的所有逻辑严密的对话就在他的脑子里。
他自己內心深处那种被折服的感受也是真实存在的。
江临看著愣在那里的陆知行,有点不好意思地补充了一句:“能以高中生的名义报名吗?”
陆知行狠狠地闭上眼睛,深吸了一大口气,在脑海里像过电影一样,飞快地把今天整件事,江临的每一个微表情和每一句对答,重新在脑子里过了一遍。
当他再次睁开眼睛时,眼底的震惊已经被一种如同挖到绝世宝藏般的喜出望外所取代。
“你有这种程度的工程直觉,这种对误差链的恐怖知识储备,加上你今天在这里展现出来的东西,高中生基础科研与创新能力观察计划,我会用这个专门的名义,向学院打一份特別报告。”
陆知行迅速在表格上落笔,字跡龙飞凤舞。
“你是未成年人,这事不能我一个人拍板。家长知情同意、学校证明、实验室安全培训、雷射安全培训,一个都不能少。核心设备区和金工车间,你只能在我或者指定博士生陪同下进入。”
“没问题,我遵守实验室规矩。”江临答应得很痛快。
在废土,不守规矩是活不久的。
“还有一件事很重要。”陆知行抬起头,眼神恢復了教授的威严,“今天你在恆温室里的那些物理判断、排故逻辑,你需要给我写成一份书面报告。”
“毛刺的误差来源,光槓桿的验证方法,迟滯不对称性的替代假设,为什么你能在第一时间排除电学噪声的干扰,每一条,都要写清楚明白。”
“有格式要求吗?”江临问。
“格式不限。”陆知行盯著他,“但底层逻辑必须严丝合缝,要让我在例会上拿出来的时候,挑不出半个字的逻辑漏洞。”
江临点头:“没问题。”
陆知行这才重新把保温杯拿起来,自江临进门以来,第一次拧开盖子,喝了一大口温热的枸杞茶。
……
中午时分,因为时间紧,任务重,午饭是在江大小食堂吃的。
江临无所谓在哪里吃,吃什么。
吃好了,拿著陆老师给的江城大学物理学院高中生科研训练临时入场与设备使用申请材料清单,准备离开。
不过才从楼上下来,在食堂门口,就看到陆老师团队里的研究生姚思雨,拿著一个饭盒站在那里。
看到江临出来,姚思雨眼睛一亮,小跑著迎了上来。
“江临,方便加个微信吗?”她说得很快,脸上还有熬夜后的疲惫,“不是私事。后续那组原始残差数据,我可能还要向你確认几个標註。还有,今天你提到的那个代理指標,我想回去重新整理进排故备忘录里。”
江临点头,扫码添加。
“报告发我一份,我看完再说。”
姚思雨怔了一下,隨即认真地点头:“好。”
江临收起手机,挥挥手,便即快步离开。
一路上春风拂面,带著青草的味道,清新,温润。