第239章 唯象方程
讓我們把故事暫且先拉回到三月。
宿舍樓的走廊里,大部分宿舍都已經熄了燈。
215宿舍的門被人推開。
陳拙在床上翻了個身,迷迷糊糊地睜開眼,看了一眼床頭的鬧鐘。
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凌晨一點四十分。
大勇反手把門關上。
他走到自己的書桌前,把書包扔在椅子上。
「大勇?」
陳拙在被窩裡迷迷糊糊的喊了一聲。
「嗯。」
大勇應了一聲。
沒脫外套,連鞋子也是用腳後跟互相踩著蹬掉的。
仰面躺倒在床上。
不到半分鐘,呼嚕聲就響了起來。
陳拙翻了個身,拉起被子蒙住頭,繼續睡。
早上六點半。
天剛亮。
陳拙床頭的鬧鐘還沒響,下面就傳來一陣慈慈窣窣的聲音。
大勇穿上鞋,拉開書包,從桌上抓起兩本厚厚的書塞進去,拉上拉鏈,推門走了出去。
門關上的聲音很輕。
陳拙坐了起來。
他看了一眼大勇空蕩蕩的床鋪,被子捲成一團。
陳拙下了床,走到桌邊,拿起自己的水杯,準備去外面接杯水。
路過大勇的書桌時,他停了一下。
大勇的桌子上很亂。
平時那些散落的螺絲刀,萬用表和電路板,都被推到了最裡面。
騰出來的地方,堆著幾本從圖書館借來的大部頭。
最上面的兩本,是《凝聚態物理學》和《統計力學》。
旁邊放著一疊紙。
紙上寫滿了各種符號和公式。
很多公式寫到一半,就被重重地劃掉了。
接下來的大半個月,大勇幾乎每天都是這個作息。
凌晨一點後回宿舍,倒頭就睡,早上六點半出門。
這天中午。
陳拙拿著飯盒從食堂打飯回來。
推開門,大勇難得在宿舍。
他坐在椅子上,手裡拿著一個饅頭,正盯著桌上的一張圖紙發呆。
圖紙上畫著一個複雜的圖。
陳拙拉開椅子坐下,打開飯盒。
「沒去食堂?」陳拙問。
大勇回過神,咬了一口手裡的饅頭。
「忘了去,隨便對付一口。」
他嚼著饅頭,眉頭擰在一起。
陳拙拿起筷子。
「最近遇到什麼麻煩了?」
陳拙順口問了一句。
大勇把饅頭咽下去,轉頭看著陳拙。
「小拙。」
大勇嘆了口氣。
「我覺得我好像在機器里發現了個新東西。」
「什麼新東西?」
「說不好。」
大勇撓了撓頭。
「就在材料拉斷前的那一瞬間,我感覺有個規律,我好像看見它了。」
大勇放下手裡的饅頭,拿起桌上的筆,指著那張圖紙。
「但我伸手去抓,它就像水一樣從指縫裡漏下去了,我想把它算出來,現在快算死我了。」陳拙看著大勇桌上那堆物理教材。
「算不出來?」
「變量太多了。」
大勇把筆扔在桌上。
「溫度,形變,時間,原子位移. . . ..我把它們全塞進偏微分方程里,一動全動,根本解不開。」陳拙扒了一口飯,沒多說。
「慢慢熬吧。」陳拙說。
大勇沒吭聲,拿起那個饅頭,繼續盯著紙上的圖發呆。
三月底的實驗室。
趙鵬和鄭南在操作前整理數據報告。
大勇蹲在真空腔體旁邊,手裡拿著一把扳手,正在檢查底座的螺栓。
「大勇,別擰了,這子夠穩了。」
鄭南走過來,遞給大勇一瓶礦泉水。
大勇站起身,接過水擰開喝了一口。
「師兄,那批鈦鋁合金的測試數據,還要繼續做嗎?」大勇問。
趙鵬在電腦前轉過身。
「不做了,做了一百多組了,抗拉伸極限的平均值已經出來了。」趙鵬說。
「劉老師那邊催著要報告,這周五就得交上去。」
「可是那個毛刺. ...」
大勇皺起眉頭。
「毛刺的事先放放。」
趙鵬走過來,拍了拍大勇的肩膀。
「大方向沒錯就行,我們得往下走,去跑流體模擬了。」
大勇握著礦泉水瓶,看著那冰冷的拉力機。
「我想再要點數據。」大勇說。
趙鵬愣了一下。
「什麼數據?」
「不同溫度梯度下,毛刺出現時的具體數值,越詳細越好。」大勇說。
鄭南和趙鵬對視了一眼。
「大勇,那點微小的數據波動,說明不了什麼問題,你別鑽牛角尖。」鄭南勸他。
「我知道。」大勇點點頭。
「我就是想再看看。」
趙鵬看著大勇眼睛裡的血絲。
「行,後的原始數據包你隨便拷,拉力機只要我們不用,你隨時可以開機自己做測試。」趙鵬說。「謝謝師兄。」
大勇轉身走到備用電腦前,插上U盤。
四月中旬。
科大圖書館。
大勇坐在靠窗的一張桌子前。
面前堆著十幾本關於固體物理和熱力學的書。
他已經在這裡泡了快一兩月了。
試圖用微觀原子位移去解釋那個宏觀應力跌落的路子,徹底走死了。
他算不出來。
他只是個一個普通的學生,沒有理論物理學家那種處理多維非線性耦合方程的本事。
他手裡拿著一支筆,在一張草稿紙上漫無目的地畫著圈。
視線落在手邊一本翻開的舊書上。
是一本蘇聯物理學家朗道的《統計物理學》中譯本。
書翻到了相變理論那一章。
大勇的目光在書頁上掃過。
突然,他停下了手裡的筆。
眼睛死死盯著其中的一段話。
朗道在處理極其複雜的相變問題時,並沒有去計算每一個原子的微觀運動。
他發明了一個宏觀的詞。
序參量。
然後,直接用這個參量套進了一個最簡單的泰勒展開式里。
大勇愣住了。
他反覆讀著那一段推導。
一種電流穿過身體的感覺從頭皮炸開。
他猛地坐直了身子。
既然微觀細節算不清,那就不算了。
在設計高頻電路的時候,如果旁路電容的影響小到可以忽略,他會毫不猶豫地把它當成斷路來處理,直接從圖紙上劃掉。
物理方程,不也是一樣的嗎?
大勇一把抓起面前那張寫滿了複雜偏微分方程的草稿紙。
這些方程里,擠滿了溫度,拉伸速率,微觀晶格常數,滑移面角度..…
他看著這些變量。
「0.1秒...」
大勇嘴裡念叨了一句。
材料在臨界點前卸力的過程,只持續了不到0.1秒。
在這麼短的時間裡,熱量根本來不及傳導。
大勇的筆落下,在代表溫度梯度的那個變量上,重重地畫了一道橫線。
把它劃掉了。
「設為常數。」大勇低聲說。
接著看下一個變量。
次級滑移系的微弱干擾。
這種東西對整體大局的影響,就像是電路里的高頻底噪。
不需要去計算它到底是怎麼運作的,只需要加個濾波就行了。
大勇的筆再次落下。
劃掉。
紙面上的變量在減少。
大勇手腕移動的速度越來越快。
他把那些試圖去精確描述每一個原子如何躍遷的微觀量綱,全部清理出局。
他自己生造了一個無量綱的參數。
一個代表晶格卸力程度的唯象參數。
原本長達半頁紙,各路變量互相牽扯的非線性方程,被他砍得只剩下光禿禿的主幹。
大勇停下筆。
看著紙上最後剩下的那一行算式。
一個只包含三個項的簡單多項式。
大勇看著它,眼睛亮得嚇人。
他知道,對於這批鈦鋁合金的拉伸測試來說,夠用了。
五月上旬。
劉教授的實驗室。
趙鵬和鄭南正在準備進行新一階段的破壞性複測。
這是第一百二十組測試。
真空腔體打開,一塊新的鈦鋁合金樣本被卡進夾具。
鄭南拿著扭矩扳手,把螺栓鎖死。
大勇推開實驗室的門走了進來。
「大勇?今天怎麼有空過來。」
趙鵬在電腦前擡頭看了他一眼。
「過來看看。」
大勇走到操作旁邊。
他看著屏幕上還沒開始跑動的軟體界面。
「師兄,這組測試的參數是多少?」大勇問。
趙鵬指了指屏幕右上角的參數框。
「室溫恆定25度,拉伸速率每秒0.05毫米,常規破壞測試。」
大勇點點頭。
他從口袋裡摸出自己的筆記本,翻開。
裡面夾著那張在老圖書館寫下唯象方程的草稿紙。
大勇拿出一支筆,就靠在操作的邊緣,低頭在筆記本的空白頁上算了起來。
趙鵬和鄭南有些奇怪地看著他。
大勇算得很快,只用了不到一分鐘。
他停下筆,合上筆記本。
擡起頭。
「師兄,可以開始了。」大勇說。
趙鵬把手放在滑鼠上,準備點開始按鈕。
「等等。」
大勇的聲音很平穩。
「按這個參數跑,當絕對拉力達到850兆帕的時候,應力曲線會提前跌落0.15兆帕。」趙鵬的手停住了,擡頭看著大勇。
鄭南也轉過頭。
「然後在852兆帕的時候,材料會徹底斷裂。」大勇繼續說。
實驗室里安靜了幾秒鐘。
趙鵬看了看大勇,又看了看鄭南。
「你算出來的?」趙鵬問。
「嗯。」
大勇點頭。
趙鵬沒再說話,視線轉回屏幕。
「跑跑看。」
食指按下滑鼠左鍵。
拉力機啟動。
真空腔體裡傳出低沉的機械運轉聲。
屏幕上,綠色的實時應力曲線從坐標軸原點出發,開始穩穩地向右上方攀爬。
三個人誰也沒有說話。
目光全部鎖死在屏幕上的那根綠線上。
隨著時間的推移,腔體裡的金屬受到的拉扯越來越大。
曲線一點點往上走。
500兆帕。
600兆帕。
700兆帕。
趙鵬的呼吸變重了,身子不由自主地往前傾,幾乎貼到了顯示器上。
鄭南站在旁邊,雙手緊緊抓著椅背。
800兆帕。
綠線依然是一條完美的斜直線。
840兆帕。
845兆帕。
848兆帕。
大勇站在原地,雙手插在口袋裡,表情沒有任何變化。
當綠線的縱坐標跳到850的那個瞬間。
屏幕上那根一直順滑向上的綠線,突然往下塌了一下。
一個極其扎眼的毛刺。
趙鵬猛地倒吸了一口涼氣。
眼睛死死盯著那個下塌的幅度。
0.15。
分毫不差。
下一秒。
綠線繼續往上掙扎了一點點。
到了852的刻度。
「哢!」
真空腔體裡傳來一聲清脆而沉悶的斷裂聲。
屏幕上的綠線瞬間呈現斷崖式下跌,直接歸零。
材料斷了。
實驗室里死一樣的寂靜。
只有拉力機停止運轉後,散熱風扇發出的嗡嗡聲。
趙鵬的手還僵在滑鼠上。
鄭南慢慢鬆開抓著椅背的手,轉頭看著大勇。
眼神里全是見了鬼一樣的震驚。
「臥槽.」
鄭南憋了半天,吐出兩個字。
趙鵬轉過椅子,看著大勇。
「大勇,你剛才... ..是用什麼算的?」
趙鵬的聲音有些發緊。
大勇把插在口袋裡的手拿出來,拍了拍那個舊筆記本。
「砍掉那些沒用的微觀變量,做了一個近似的模型。」
趙鵬站起身。
「走。」
「去哪?」
「去劉老師辦公室。」
趙鵬語氣有些急。
「帶上你那個筆記本。」
五月中旬的下午。
陽光透過窗戶,照進劉教授的辦公室。
劉教授坐在紅木沙發上,手裡端著一杯剛泡好的綠茶。
趙鵬和鄭南站在一旁。
大勇坐在劉教授對面的單人沙發上。
茶几被清理空了。
大勇解開牛皮筋,把那張在宿舍地板上畫滿紅藍圓點的巨大坐標紙,在茶几上緩緩鋪開。
因為卷的時間太長,紙的邊緣有些翹起。
大勇拿過桌上的兩個菸灰缸,壓在邊角上。
圖紙上,八十多個散亂的點,在某種特定的坐標映射下,匯聚成了一個完美的平滑曲面。
大勇從口袋裡拿出那個筆記本,翻到寫著唯象方程的那一頁。
遞給劉教授。
劉教授放下茶杯,接過筆記本。
他戴上眼鏡,低頭看著那一頁紙。
辦公室里只剩下牆上掛鍾秒針走動的聲音。
劉教授看了很久。
看完筆記本上的公式,又去看茶几上那張鋪開的坐標紙。
目光在公式和圖紙之間來回移動。
「這公式,你自己推的?」
劉教授擡起頭,看著大勇。
大勇點點頭。
劉教授把筆記本放在坐標紙上。
「微觀的位錯密度和滑移系,你全沒考慮進去。」
劉教授指著公式。
「算不出來,變量太多了。」
大勇很坦然。
「所以你就生造了一個參數?」
「對。」
「我不需要知道它裡面到底裂了幾個原子,這批鈦鋁合金在斷裂前,內部勢能的釋放規律是固定的,只要把外部無關的變量濾掉,這個規律就能被量化。」
大勇指著圖紙上的那個曲面。
「劉老師,只要套用這個公式,輸入當前的拉伸速率,這批材料在任何環境下的疲勞斷裂臨界點,都可以被提前精確預測出來。」
劉教授靠在沙發背上。
摘下眼鏡,拿在手裡慢慢擦拭著。
他看著坐在對面的大勇。
沒有高深的微觀理論推導,沒有嚴密的數學張量分析。
只有一張揉得起皺的坐標紙,和三行被砍得只剩下主幹的公式。
軍方總裝項目組那邊,這半年多來最頭疼的問題,不是這批材料夠不夠硬。
而是這批材料什麼時候會突然斷掉。
金屬疲勞預測,是航空發動機研發的死穴。
大勇的這個模型,雖然看起來有些粗,但在工程應用上,只要把它寫進檢測設備的底層代碼里。這就是一套現成的軍工級的疲勞預警系統。
「趙鵬。」
劉教授突然開口。
「在,老師。」
趙鵬趕緊應聲。
「剛才第一百二十組的測試數據,都保存了嗎?」
「保存了。」
「把數據整理出來,和前一百多組的數據放在一起。」
劉教授把眼鏡戴回去。
「明天上午,給我一份完整的報告。」
「好的。」
劉教授轉頭看向大勇。
「大勇。」
「劉老師。」
大勇坐直身子。
「你這個公式,還有這張圖紙,留在我這裡。」
劉教授伸手點了點茶几。
「行。」
大勇點頭。
「明天我要去一趟京城。」
劉教授端起茶杯,喝了一口水。
「有個項目階段性匯報的會。」
劉教授看著大勇,語氣變得很嚴肅。
「這幾天,你哪也別去,就在學校待著,手機保持開機。」
「好。」
劉教授揮了揮手。
「行了,你們先回去吧,趙鵬,抓緊弄報告。」
趙鵬和鄭南帶著大勇走出了辦公室。
走廊上。
鄭南長長地出了一口氣,拍了拍大勇的肩膀。
「大勇,你小子要上天了。」
鄭南壓低聲音說。
大勇撓了撓頭笑了笑,沒說什麼。
他順著樓梯往下走。
走出實驗樓,外面的天已經暗下來了,路燈亮著。
大勇一個人走在回宿舍的路上。
過去三個月那種壓在胸口喘不過氣來的感覺,徹底沒了。
他覺得腳步很輕。
回到宿舍樓,走上二樓。
推開215的門,宿舍里開著燈。
陳拙坐在自己的電腦前,屏幕上是一行行複雜的符號。
聽到開門聲,陳拙停下手裡的敲擊,轉過頭。
大勇走到自己的書桌前,拉開椅子坐下。
「小拙。」
大勇喊了一聲。
「嗯。」
「我算出來了。」
大勇轉過身,看著陳拙,臉上沒什麼特別激動的表情,只是很平靜地陳述這個事實。
陳拙看著他。
「用什麼算的?」陳拙問。
「砍掉沒用的。」大勇說。
陳拙點點頭,嘴角勾起一個溫和的笑容。
他轉回身,重新把手搭在鍵盤上。
「恭喜。」
陳拙的聲音伴著鍵盤的嗒嗒聲傳過來。
大勇靠在椅背上。
他看了一眼桌角那幾本落了灰的理論物理書。
站起身,把它們全都塞回了書架的最下面。
拿過臉盆和毛巾。
「我去洗個澡。」
大勇對陳拙的背影喊了一句,拉開門走了進去。
衛生間裡傳來嘩啦啦的水聲。
陳拙坐在電腦前,接著敲他的文章。
五月過半。