翌日,星期天,清晨。
“我出去一趟,下午回来。”
“去哪儿?”
“江城大学,和一位老师约好的,请教几个题目的事。”
“大学里的老师?那你可得懂点礼貌,别空着手去,要不我给你拿点什么?”
“不用了妈,只是谈点学习上的事,带东西反而奇怪,我走了。”
“路上骑车慢点,早点回来吃晚饭。”
江临回应着,出了门。
过了两个红绿灯路口,一条宽阔的内河横亘在前方,一座有些年头的双向四车道水泥桥跨越其上。
江临把自行车骑上桥面。
河面上有雾,像一层半透明的纱幔,悬浮在缓慢流淌的河水上方,把对岸那些高低错落的现代楼盘剪影都晕染了一圈。
他在废土里没有见过雾。
废土的空气干燥,水汽含量低,清晨的荒原只有风,不会有这种把什么都软化的湿润。
他深吸了一口充满水分子的空气,双腿发力,自行车在桥面上加速,一头扎进了前方的薄雾里。
四十分钟后,到了江城大学物理楼b栋。
把自行车停在楼下,掏出手机,点开昨天刚刚加上好友的微信号,给陆老师发了一条消息。
“陆老师,我到了,在b栋正门。”
两分钟后,陆知行回过来一条消息。
“稍等,我下来接您。”
江临把手机揣回兜里,退后两步,抬头打量着眼前这栋建筑。
物理楼b栋看着像是一栋建于上世纪八十年代的苏式建筑。
灰色的水刷石外墙,狭小的高窗,厚重的水泥承重柱,散发着一种古典物理学特有的厚重气息。
江临等了没五分钟,那位在《量子力学没那么玄》的科普视频里侃侃而谈的陆老师,匆匆从幽暗的楼梯间里走了出来。
真人比视频里看起来瘦削。
穿着一件领口有些松垮的灰色高领毛衣,外面胡乱套着一件黑色的长款羽绒服,头发乱蓬蓬的,眼下有明显的熬夜痕迹,显然是这几天根本没顾上打理。
当江临迎上去主动上前问好的时候,陆知行的脚步猛地停顿了一下。
错愕的目光在江临那张年轻的脸庞上停留了足足三秒钟,大脑在瞬间短暂地重新校准了某种预期。
因为来人比他想象的年少太多了。
在他的潜意识里,能写出那封直击底层力学痛点,数据详实克制邮件的人,至少应该是个在工程力学所泡了五六年的高年级博士,甚至可能是一位常年在军工企业摸爬滚打的青年高工。
而眼前这个人,深灰色的夹克,黑色的连帽卫衣,旧运动鞋,背着一个学生气十足的双肩包。
瞧着至多也就本科生。
不过,短暂的意外之后,陆知行很快收起了外露的情绪。
在江城这样的大学物理学院里,从来都不缺年轻得过分的怪物。
强基计划拔尖进来的天才,本科二年级就提前进组推导公式的科研疯子,从小泡在奥林匹克竞赛里的做题机器,还有隔壁少年班那些十六七岁就开始算费曼图的妖孽。
各种不讲理的成长路径这里都有。
陆知行自己带的课上,就有几个大二的学生,提问的角度刁钻到能让他在讲台上直冒冷汗。
少数几个本科高年级的神仙,甚至能在组会里把二年级的博士生问得下不来台。
陆知行重新打量了江临一眼。
身上有一种还没被实验室八股文完全泡坏的工科生气质。
很沉稳。
“江临是吧?”陆知行伸出手,和江临握了一下。
手掌冰凉,但很有力。
“是我,陆老师。”
“走吧,外面风大,我们去楼上说。”陆知行没有多余的寒暄,直接转身带路。
两人一前一后,沿着楼梯往上走。
在三楼走廊,一间门牌上标着302会议室的木门前停了下来。
陆知行推开门。
这是一个典型的大学课题组活动空间。
房间的面积不小,中央拼着几张长条桌,周围横七竖八地散落着十几把折叠椅。
靠墙的一块巨大的白板上,密密麻麻地写满了哈密顿量、薛定谔方程的推导步骤,以及一些外人根本看不懂的张量缩写,字迹有红有黑,有些地方被板擦胡乱抹过,留下一片片浑浊的阴影。
房间的一角堆着几个亚马逊的快递纸箱,里面装满了各种型号的运算放大器、电容和杜邦线。
一台老旧的爱普生投影仪正挂在天花板上,将一幅复杂的频谱分析图投射在正前方的幕布上。
房间里已经坐了三个人,气压却低得让人喘不过气。
坐在长桌靠窗位置的,是一个顶着鸡窝头的男生。他正死死盯着面前的外星人笔记本电脑屏幕,手指在键盘上疯狂敲击。
屏幕上是黑底彩字的python开发环境,窗口里正在跑一段极其复杂的卡尔曼滤波函数代码。
江临后来知道,他叫孟澈,是这个组里负责软件算法和控制理论的博士三年级学生,处于毕业边缘的高压状态。
靠着另一侧实验台站着的,是一个身形微胖、戴着黑框眼镜的男生。
他手里正翻阅着一份打印出来的冗长参数表,手上戴着一双为了防尘但已经起球的白色防静电手套。
叫尹航,博士二年级,组里的硬件和电路担当。
角落里,有一张单独的小桌子。
一个女生正坐在那里,对着双屏显示器整理着海量的数据波形。
她穿着一件宽大的格子衬衫,头发随意地用鲨鱼夹扎在脑后,耳朵上戴着降噪耳机,眉头紧锁。
叫姚思雨,硕士三年级。
听到开门声,两博一硕同时抬起头,看了江临一眼。
他们的眼神中带着一丝被打断的烦躁和明显的疑惑,陆导在这个火烧眉毛的节骨眼上,怎么带了个看着像本科生的小孩进来?
陆知行没有介绍江临的真实来历,只淡淡说了一句:“这位同学今天是旁听的,你们照常汇报。”
三人听了纷纷收回视线。
组会上,负责报告的是孟澈。
他叹了口气,走到幕布前,拿起激光翻页笔,按了一下。
屏幕上的频谱图消失,取而代之的是一张极其复杂的艾伦方差图,旁边并排着一张功率谱密度图。
“陆老师,各位同学,这是我们在过去72小时内,对那套干涉仪的低频漂移做出的最新数据分析。”
他用激光笔的光点在屏幕上画了一个圈。
“大家可以清楚地看到,红色的曲线代表了我们探测器采集到的原始干涉信号。在频域10?3 到10??这个极低频的区间内,存在着一个明显隆起的 1/f 噪声包络。这个隆起,对应的就是审稿人死咬住不放的那段四十分钟周期的缓慢漂移。”
孟澈按了一下翻页键,切换到下一张幻灯片,密密麻麻的状态空间矩阵方程。
“我这几天反复排查了控制回路,我强烈怀疑,是咱们原有的pId控制回路,在低频段的积分增益给得不够,导致系统在面对这种缓慢的累积性的热扰动时,积分器出现了发条效应,无法产生足够强大的低频反馈来有效抑制这个漂移。”
“所以,我尝试了一个大胆的方案。我在反馈环路里,摒弃了传统的pId,强行加入了一个带有遗忘因子的自适应卡尔曼滤波器,大家看这里的状态更新方程和协方差矩阵预测……”
孟澈的数学功底确实相当扎实,他在白板面前边说边写,推导过程严丝合缝,无懈可击。
随着他在旁边的电脑软件中模拟投入这个新的滤波器算法,屏幕右侧立刻生成了一条绿色的处理后曲线。
那条绿色的曲线漂亮极了,原本那个恼人的低频隆起,像被一把无形的熨斗生生烫平了,残差数据瞬间回到了pRL审稿人可以勉强接受的水平线以内。
“大家看这里。”孟澈的语气中带着一丝抓住救命稻草的迫切,甚至有些激动,“只要我们今天下午修改下位机的FpGA底层代码,把这个新的滤波算法烧录进去,替换掉旧的pId,我们的数据就能用,这篇文章就能救回来。”
“不行。”
一个声音直接打断了孟澈的狂热。
说话的是坐在窗边的尹航。他不知什么时候已经摘下了眼镜,正用两根手指用力揉捏着鼻梁。
“你这纯粹是在自欺欺人,孟澈。”
尹航毫不客气地指出了问题,语气里满是通宵后的暴躁。
他猛地站起来,大步走到电脑前,一把夺过鼠标,调出了另一张隐藏在后台的监控图表。
“大家看这个。”
尹航指着屏幕上一条几乎要顶破天花板的红色折线。
“你用卡尔曼滤波在软件层面把那段低频数据硬生生压下去了,看起来是很美。但你有没有想过,那个漂移在真实的物理层面上,并没有消失。”
他转过头,盯着孟澈。
“你看看你输出给pZt的补偿电压,为了维持干涉条纹的锁定状态,你的算法指挥压电陶瓷疯狂伸长。现在加在pZt上的补偿电压,已经逼近了它满量程的80%。”
“你知道这意味着什么吗?这意味着我们的核心光路,在实际上已经发生了几十纳米甚至上百纳米的巨大物理位移。你只是在用压电陶瓷的形变,像个裱糊匠一样强行把它拉回原点。如果这个漂移的幅度再大哪怕百分之二十,pZt的电压就会彻底饱和。到时候,整个干涉系统就会在一秒钟内直接失锁,所有的条纹全部消失,我们在
“我出去一趟,下午回来。”
“去哪儿?”
“江城大学,和一位老师约好的,请教几个题目的事。”
“大学里的老师?那你可得懂点礼貌,别空着手去,要不我给你拿点什么?”
“不用了妈,只是谈点学习上的事,带东西反而奇怪,我走了。”
“路上骑车慢点,早点回来吃晚饭。”
江临回应着,出了门。
过了两个红绿灯路口,一条宽阔的内河横亘在前方,一座有些年头的双向四车道水泥桥跨越其上。
江临把自行车骑上桥面。
河面上有雾,像一层半透明的纱幔,悬浮在缓慢流淌的河水上方,把对岸那些高低错落的现代楼盘剪影都晕染了一圈。
他在废土里没有见过雾。
废土的空气干燥,水汽含量低,清晨的荒原只有风,不会有这种把什么都软化的湿润。
他深吸了一口充满水分子的空气,双腿发力,自行车在桥面上加速,一头扎进了前方的薄雾里。
四十分钟后,到了江城大学物理楼b栋。
把自行车停在楼下,掏出手机,点开昨天刚刚加上好友的微信号,给陆老师发了一条消息。
“陆老师,我到了,在b栋正门。”
两分钟后,陆知行回过来一条消息。
“稍等,我下来接您。”
江临把手机揣回兜里,退后两步,抬头打量着眼前这栋建筑。
物理楼b栋看着像是一栋建于上世纪八十年代的苏式建筑。
灰色的水刷石外墙,狭小的高窗,厚重的水泥承重柱,散发着一种古典物理学特有的厚重气息。
江临等了没五分钟,那位在《量子力学没那么玄》的科普视频里侃侃而谈的陆老师,匆匆从幽暗的楼梯间里走了出来。
真人比视频里看起来瘦削。
穿着一件领口有些松垮的灰色高领毛衣,外面胡乱套着一件黑色的长款羽绒服,头发乱蓬蓬的,眼下有明显的熬夜痕迹,显然是这几天根本没顾上打理。
当江临迎上去主动上前问好的时候,陆知行的脚步猛地停顿了一下。
错愕的目光在江临那张年轻的脸庞上停留了足足三秒钟,大脑在瞬间短暂地重新校准了某种预期。
因为来人比他想象的年少太多了。
在他的潜意识里,能写出那封直击底层力学痛点,数据详实克制邮件的人,至少应该是个在工程力学所泡了五六年的高年级博士,甚至可能是一位常年在军工企业摸爬滚打的青年高工。
而眼前这个人,深灰色的夹克,黑色的连帽卫衣,旧运动鞋,背着一个学生气十足的双肩包。
瞧着至多也就本科生。
不过,短暂的意外之后,陆知行很快收起了外露的情绪。
在江城这样的大学物理学院里,从来都不缺年轻得过分的怪物。
强基计划拔尖进来的天才,本科二年级就提前进组推导公式的科研疯子,从小泡在奥林匹克竞赛里的做题机器,还有隔壁少年班那些十六七岁就开始算费曼图的妖孽。
各种不讲理的成长路径这里都有。
陆知行自己带的课上,就有几个大二的学生,提问的角度刁钻到能让他在讲台上直冒冷汗。
少数几个本科高年级的神仙,甚至能在组会里把二年级的博士生问得下不来台。
陆知行重新打量了江临一眼。
身上有一种还没被实验室八股文完全泡坏的工科生气质。
很沉稳。
“江临是吧?”陆知行伸出手,和江临握了一下。
手掌冰凉,但很有力。
“是我,陆老师。”
“走吧,外面风大,我们去楼上说。”陆知行没有多余的寒暄,直接转身带路。
两人一前一后,沿着楼梯往上走。
在三楼走廊,一间门牌上标着302会议室的木门前停了下来。
陆知行推开门。
这是一个典型的大学课题组活动空间。
房间的面积不小,中央拼着几张长条桌,周围横七竖八地散落着十几把折叠椅。
靠墙的一块巨大的白板上,密密麻麻地写满了哈密顿量、薛定谔方程的推导步骤,以及一些外人根本看不懂的张量缩写,字迹有红有黑,有些地方被板擦胡乱抹过,留下一片片浑浊的阴影。
房间的一角堆着几个亚马逊的快递纸箱,里面装满了各种型号的运算放大器、电容和杜邦线。
一台老旧的爱普生投影仪正挂在天花板上,将一幅复杂的频谱分析图投射在正前方的幕布上。
房间里已经坐了三个人,气压却低得让人喘不过气。
坐在长桌靠窗位置的,是一个顶着鸡窝头的男生。他正死死盯着面前的外星人笔记本电脑屏幕,手指在键盘上疯狂敲击。
屏幕上是黑底彩字的python开发环境,窗口里正在跑一段极其复杂的卡尔曼滤波函数代码。
江临后来知道,他叫孟澈,是这个组里负责软件算法和控制理论的博士三年级学生,处于毕业边缘的高压状态。
靠着另一侧实验台站着的,是一个身形微胖、戴着黑框眼镜的男生。
他手里正翻阅着一份打印出来的冗长参数表,手上戴着一双为了防尘但已经起球的白色防静电手套。
叫尹航,博士二年级,组里的硬件和电路担当。
角落里,有一张单独的小桌子。
一个女生正坐在那里,对着双屏显示器整理着海量的数据波形。
她穿着一件宽大的格子衬衫,头发随意地用鲨鱼夹扎在脑后,耳朵上戴着降噪耳机,眉头紧锁。
叫姚思雨,硕士三年级。
听到开门声,两博一硕同时抬起头,看了江临一眼。
他们的眼神中带着一丝被打断的烦躁和明显的疑惑,陆导在这个火烧眉毛的节骨眼上,怎么带了个看着像本科生的小孩进来?
陆知行没有介绍江临的真实来历,只淡淡说了一句:“这位同学今天是旁听的,你们照常汇报。”
三人听了纷纷收回视线。
组会上,负责报告的是孟澈。
他叹了口气,走到幕布前,拿起激光翻页笔,按了一下。
屏幕上的频谱图消失,取而代之的是一张极其复杂的艾伦方差图,旁边并排着一张功率谱密度图。
“陆老师,各位同学,这是我们在过去72小时内,对那套干涉仪的低频漂移做出的最新数据分析。”
他用激光笔的光点在屏幕上画了一个圈。
“大家可以清楚地看到,红色的曲线代表了我们探测器采集到的原始干涉信号。在频域10?3 到10??这个极低频的区间内,存在着一个明显隆起的 1/f 噪声包络。这个隆起,对应的就是审稿人死咬住不放的那段四十分钟周期的缓慢漂移。”
孟澈按了一下翻页键,切换到下一张幻灯片,密密麻麻的状态空间矩阵方程。
“我这几天反复排查了控制回路,我强烈怀疑,是咱们原有的pId控制回路,在低频段的积分增益给得不够,导致系统在面对这种缓慢的累积性的热扰动时,积分器出现了发条效应,无法产生足够强大的低频反馈来有效抑制这个漂移。”
“所以,我尝试了一个大胆的方案。我在反馈环路里,摒弃了传统的pId,强行加入了一个带有遗忘因子的自适应卡尔曼滤波器,大家看这里的状态更新方程和协方差矩阵预测……”
孟澈的数学功底确实相当扎实,他在白板面前边说边写,推导过程严丝合缝,无懈可击。
随着他在旁边的电脑软件中模拟投入这个新的滤波器算法,屏幕右侧立刻生成了一条绿色的处理后曲线。
那条绿色的曲线漂亮极了,原本那个恼人的低频隆起,像被一把无形的熨斗生生烫平了,残差数据瞬间回到了pRL审稿人可以勉强接受的水平线以内。
“大家看这里。”孟澈的语气中带着一丝抓住救命稻草的迫切,甚至有些激动,“只要我们今天下午修改下位机的FpGA底层代码,把这个新的滤波算法烧录进去,替换掉旧的pId,我们的数据就能用,这篇文章就能救回来。”
“不行。”
一个声音直接打断了孟澈的狂热。
说话的是坐在窗边的尹航。他不知什么时候已经摘下了眼镜,正用两根手指用力揉捏着鼻梁。
“你这纯粹是在自欺欺人,孟澈。”
尹航毫不客气地指出了问题,语气里满是通宵后的暴躁。
他猛地站起来,大步走到电脑前,一把夺过鼠标,调出了另一张隐藏在后台的监控图表。
“大家看这个。”
尹航指着屏幕上一条几乎要顶破天花板的红色折线。
“你用卡尔曼滤波在软件层面把那段低频数据硬生生压下去了,看起来是很美。但你有没有想过,那个漂移在真实的物理层面上,并没有消失。”
他转过头,盯着孟澈。
“你看看你输出给pZt的补偿电压,为了维持干涉条纹的锁定状态,你的算法指挥压电陶瓷疯狂伸长。现在加在pZt上的补偿电压,已经逼近了它满量程的80%。”
“你知道这意味着什么吗?这意味着我们的核心光路,在实际上已经发生了几十纳米甚至上百纳米的巨大物理位移。你只是在用压电陶瓷的形变,像个裱糊匠一样强行把它拉回原点。如果这个漂移的幅度再大哪怕百分之二十,pZt的电压就会彻底饱和。到时候,整个干涉系统就会在一秒钟内直接失锁,所有的条纹全部消失,我们在