晋江文学城
下一章 上一章  目录  设置

18、实验合作 ...

  •   四月中旬,物理实验室里的空气弥漫着淡淡的臭氧味和金属气息。
      每周五下午的实验课成为理科重点班的固定日程,而今天的内容是“测量重力加速度g”——一个看似基础,但要求极高的实验。李老师在讲台前展示着实验装置:一个长约一米的单摆,一个高精度光电门计时器,还有一套数据采集系统。
      “两人一组,自由组合。”李老师说,“实验报告下周三交,要求误差控制在1%以内。另外——”他顿了顿,看向全班,“这次实验成绩计入期中平时分,占20%。”
      教室里立刻响起细碎的讨论声。对于重点班的学生来说,任何与成绩挂钩的事情都会立刻引起重视。
      江敘看向身边的陆燃。按照座位,他们自然是一组——这是开学两周来的默契,无论是课堂讨论还是小组作业,他们总是自动配对。
      但这次,陆燃的表情有些奇怪。他盯着实验装置,眉头微蹙,手指无意识地敲击着桌面,节奏比平时快。
      “有问题?”江敘问。
      “这个实验……”陆燃低声说,“我做过很多次。但从来没有把误差控制在1%以内。”
      江敘明白他的意思。测量重力加速度是高中物理的经典实验,原理简单,但要做好极难。空气阻力、摆角控制、计时误差、悬点摩擦……任何一个细节的疏忽都会导致结果偏离。
      “所以这次要做得更好。”江敘说。
      陆燃转头看他,眼睛里有挑战的光:“多好?”
      “0.5%以内。”
      陆燃的眉头舒展开来,嘴角扬起:“赌一把?”
      “赌什么?”
      “如果做到0.5%以内,”陆燃想了想,“你答应我一件事。如果做不到,我答应你一件事。”
      江敘推了推眼镜:“什么事?”
      “现在不说,到时候再说。”陆燃笑了,“放心,不违反校规不违法,也不超出‘等价交换’原则。”
      这熟悉的赌约,让江敘想起高一上学期的许多时刻。他点点头:“成交。”
      实验开始。每组学生领取装置,在实验室里寻找自己的位置。江敘和陆燃选择了靠窗的实验台——那里光线好,远离走廊,相对安静。
      他们先检查装置。单摆的摆球是直径两厘米的钢球,摆线是细尼龙线。陆燃用手指捻了捻摆线:“线有点旧,可能有弹性形变。”
      “换新的。”江敘从器材箱里找到一卷新的尼龙线,用游标卡尺测量直径——0.5毫米,均匀。
      陆燃则检查光电门。他用手机的手电筒功能照射光敏元件,观察计时器的反应。“灵敏度可以再调高一点,”他说,“避免小球边缘经过时误触发。”
      两人分工明确:江敘负责裁切和固定摆线,确保悬点牢固;陆燃负责调试光电门和数据采集系统。没有多余的交流,每个动作都流畅自然,像合作多年的搭档。
      其他组还在手忙脚乱地组装装置时,江敘和陆燃已经开始第一次测量了。
      “摆长多少?”陆燃问。
      “1.002米。”江敘用钢卷尺测量,读数精确到毫米,“从悬点到球心。”
      “好。摆角控制在5度以内?”
      “3度更保险。sinθ≈θ的近似误差更小。”
      陆燃点头,用角度尺调整摆球的初始位置。江敘则架起手机,打开慢动作录像功能——这是他们商量好的方法,通过视频回放检查摆动是否在同一平面内。
      第一次测量:摆球释放,平稳摆动。光电门记录每次通过最低点的时间,数据采集系统自动计算出周期T。
      “T=2.007秒。”陆燃看着屏幕,“计算g。”
      江敘已经在纸上写下公式:g=4π²L/T²。他快速计算:“9.798 m/s²。”
      “理论值9.801,”陆燃说,“误差0.03%,太完美了。”
      “太完美反而可疑。”江敘说,“可能是偶然误差抵消。多做几次。”
      他们重复了十次测量,每次都重新调整摆长、检查悬点、确认摆角。数据在9.78到9.82之间波动,平均9.799,标准差很小。
      但这还不够。实验要求不仅是要测准,还要分析误差来源,提出改进方案。
      “主要误差来源,”江敘在实验记录本上写道,“一是空气阻力,虽然摆球密度大,但长时间摆动仍会受影响;二是悬点摩擦;三是光电门触发误差。”
      陆燃凑过来看他的记录,两人的头几乎碰在一起。实验室里其他组的讨论声、仪器碰撞声都成了背景音。
      “我们可以做个对比实验。”陆燃提议,“用不同材质的摆球,不同直径的摆线,看看系统误差的影响。”
      “时间不够。”江敘看了眼墙上的钟,“还有四十分钟下课。”
      “那至少做两组对照。”陆燃已经开始行动,“一组用原来的钢球,一组用这个铜球——密度接近,但表面氧化情况不同,空气阻力可能有差异。”
      江敘点头。这就是陆燃的风格——不满足于完成任务,总想探索更多,想看到现象背后的本质。
      他们快速更换摆球,重新测量。铜球的结果是9.795,比钢球略小。
      “有意思。”陆燃盯着数据,“差了0.004。虽然很小,但是系统性的。”
      “可能是表面粗糙度不同导致的空气阻力差异。”江湊在记录本上画出示意图,“铜球表面氧化,更粗糙,阻力更大,测得的g偏小。”
      “验证一下?”陆燃眼睛发亮。
      “怎么验证?”
      陆燃从书包里——他总是背着那个鼓鼓囊囊的书包,里面装着各种“宝贝”——掏出一个小瓶子。
      “这是什么?”
      “石墨粉。”陆燃打开瓶盖,“给钢球涂一层,增加表面粗糙度,但不明显改变质量。”
      江敘看着他,突然明白他要做什么。这个想法很大胆,也很巧妙。
      “可能会弄脏装置。”江敘提醒。
      “结束后清理干净。”陆燃已经用小刷子开始给钢球涂石墨粉,“等价交换——如果被李老师骂,我负责。”
      江敘没再阻止。实际上,他也在期待这个实验的结果。
      涂了石墨粉的钢球变成了哑光的深灰色。他们重新安装,测量。这一次,结果降到了9.792。
      “看!”陆燃指着数据,“又小了0.003。表面粗糙度确实影响空气阻力,进而影响测量结果。”
      江敘快速计算着:“如果考虑这个系统误差,我们可以修正最终结果。假设光滑球体的空气阻力可以忽略,那么……”
      “那么真实值应该在9.802左右。”陆燃接道,“比我们测的平均值高0.003。”
      他们在记录本上详细写下这个过程:发现问题→提出假设→设计对照实验→验证假设→修正结果。这已经超出了高中实验的要求,接近真正的研究方法。
      距离下课还有十分钟。大部分组已经完成测量,开始整理器材。李老师在实验室里巡视,偶尔停下来查看学生的数据。
      走到江敘和陆燃的实验台时,李老师停住了。他仔细看了他们的记录本,又看了看装置——那个涂着石墨粉的钢球,那卷精确裁切的摆线,那台调整到最佳灵敏度的光电门。
      “这个对照实验,”李老师指着记录本,“是你们自己想的?”
      “是。”陆燃说,“我们怀疑表面粗糙度会影响结果,就做了验证。”
      李老师沉默了一会儿,然后点头:“很好。这才是实验精神——不满足于得到一个数,而要理解这个数背后的物理。”
      他看向全班:“大家都看看江敘和陆燃的实验记录。实验不是按部就班地操作,而是带着问题去探索,去验证。这才是科学研究的本质。”
      所有目光聚焦过来。有敬佩,有惊讶,也有一丝不易察觉的嫉妒。
      江敘感到耳根微微发热。他不是喜欢被关注的人,但此刻,和陆燃一起因为实验做得好而受到表扬,这种感觉……不坏。
      下课后,他们留下来清理器材。陆燃小心地用酒精棉擦掉钢球上的石墨粉,江敘整理导线和数据线。
      “赌约,”陆燃突然说,“我们做到了0.5%以内。实际上,修正后的误差只有0.02%。”
      “嗯。”江敘承认,“你赢了。要提什么要求?”
      陆燃擦完钢球,直起身,看着江敘。实验室里只剩下他们两个人,夕阳从窗户斜射进来,在实验台上投下温暖的光斑。
      “下周省赛模拟考,”陆燃说,“如果我们总分进前五,你陪我去个地方。”
      “什么地方?”
      “到时候告诉你。”陆燃笑了,“保证不违反校规不违法,也在‘等价交换’范围内。”
      江敘看着他。陆燃的眼睛在夕阳下很亮,里面有一种江敘熟悉的、混合着挑战和期待的光芒。
      “好。”江敘说。
      “不问如果进不了前五怎么办?”
      “我们会进的。”江敘的语气很肯定。
      陆燃笑了,那笑容在夕阳中格外明亮。
      整理完器材,他们离开实验室。走廊里空荡荡的,其他学生都已经回教室或宿舍了。
      “其实,”陆燃突然说,“今天这个实验,让我想起以前的一件事。”
      “什么事?”
      “初三的时候,我也做过这个实验。”陆燃的声音在空旷的走廊里回响,“那时候没人跟我一组,因为大家都觉得我太较真——非要测量摆线的弹性模量,非要研究温度对摆长的影响。最后我一个人做完了所有,数据很漂亮,但……”
      他顿了顿:“但没人分享。那种感觉……有点孤单。”
      江敘的脚步慢了下来。他看着陆燃的侧脸,突然理解了为什么今天陆燃一开始的表情那么奇怪——这个实验,承载着他的一段孤独记忆。
      “现在不一样了。”江敘说。
      “嗯。”陆燃转头看他,“现在有你了。”
      这句话说得很轻,但落在寂静的走廊里,却异常清晰。
      江敘感到心跳漏了一拍。他想说些什么,但最终只是点了点头。
      他们走到教学楼门口。春日的傍晚很美,天空是渐变的橘粉色,云朵镶着金边。
      “下周的模拟考,”陆燃说,“会很激烈。一班的其他几个人都很强——林小雨的组合数学很好,张哲的代数也不错,还有新转来的那个女生,听说初中就拿过省一。”
      “但我们更强。”江敘说。
      陆燃笑了:“对,我们更强。因为我们有彼此。”
      这个认知很简单,但很有力量。他们单独来看都是顶尖的,但合在一起,会产生一加一大于二的效果——就像今天的实验,江敘的严谨和陆燃的创意结合,做出了超越要求的成果。
      “明天周六,”江敘说,“集训从八点开始。”
      “我知道。”陆燃从书包里掏出那个混沌时钟,按了一下,屏幕亮起,“看,它适应得很好。”
      屏幕上,洛伦兹吸引子缓慢旋转,永不停息。江敘想起陆燃说过的话——这个时钟显示的不是线性时间,而是感受时间。
      那么,和陆燃一起做实验的这两个小时,在这个时钟上,会显示成什么样的轨迹呢?大概会是密集而明亮的一段吧。
      “我回去了。”陆燃挥手,“明天见。”
      “明天见。”
      江敘看着陆燃的背影消失在暮色中,然后转身走向宿舍。他的脑海里还回放着实验室里的画面:两人头碰头看数据的样子,陆燃给钢球涂石墨粉时专注的样子,李老师表扬时陆燃眼睛发亮的样子。
      这些画面,像一帧帧电影镜头,清晰而温暖。
      回到宿舍,江敘没有立刻开始学习。他打开实验记录本,翻到今天的那一页。上面不仅有数据和分析,还有陆燃随手画的小图——一个单摆的示意图,旁边标注着各种力。
      在页面的右下角,陆燃用铅笔写了一行小字:
      “合作比竞争更让人满足。”
      江敘看着那行字,看了很久。然后他拿起笔,在旁边写:
      “当竞争对手成为合作伙伴,一加一大于二。”
      写完,他合上记录本,开始整理今天的笔记。但脑海里,那个问题一直在盘旋:陆燃想带他去什么地方?
      这个悬念,像一颗种子,埋在了心底。
      ---
      周六的竞赛集训,气氛比平时更紧张。
      因为下周六就是省赛模拟考,而这次考试的成绩,将决定谁有资格参加五月的正式省赛——虽然江敘和陆燃作为种子选手基本确定名额,但排名依然重要。
      周老师站在讲台前,表情严肃:“今天讲组合数学中的极端原理。这是省赛必考的内容,也是难点。”
      他在黑板上写下题目:“证明:在任何六个人中,要么有三个人两两相识,要么有三个人两两不相识。”
      经典的拉姆齐定理特例。教室里安静下来,只有笔尖划过纸张的声音。
      江敘快速思考。这不是新题,他和陆燃在高一就讨论过。但周老师接下来的一句话让难度升级:
      “现在,推广到n个人。找出最小的n,使得在其中一定能找到四个人两两相识或两两不相识。”
      这才是省赛级别的题目。江敘的大脑飞速运转。拉姆齐数R(4,4)……他记得这个数很大,好像是18?但需要证明。
      他看向陆燃。陆燃正在草稿纸上画图——不是代数推导,而是几何直观。他用点表示人,用红蓝两种颜色的边表示相识或不相识,试图从图论角度寻找突破。
      两种不同的思路,同时进行。
      十分钟后,周老师问:“有思路了吗?”
      江敘和陆燃同时举手。
      “江敘先说。”
      “用数学归纳法。”江敘站起来,“先证明R(3,3)=6作为基础,然后建立递推关系:R(s,t) ≤ R(s-1,t) + R(s,t-1)。通过这个递推估计R(4,4)的上界。”
      “具体上界是多少?”
      “计算后得到R(4,4) ≤ 18。”江敘说,“但还需要证明下界,也就是构造一个17个人的反例,使得找不到四个满足条件的人。”
      周老师点头:“很好。陆燃,你呢?”
      “我用图论和概率。”陆燃站起来,“把问题转化为:完全图K_n的边用红蓝染色,一定存在单色完全子图K_4。用概率方法证明,当n足够大时,这样的子图必然存在。然后通过随机染色构造反例,找到临界点。”
      同样是证明上界和下界,但思路完全不同。
      周老师看着他们,眼里有赞赏:“两种方法都正确。这就是数学的美妙——通往真理的道路不止一条。而你们,”他看向全班,“要学习的不仅是解题,更是欣赏不同的思维方式。”
      坐下时,陆燃低声说:“你的方法更严谨。”
      “你的方法更巧妙。”江敘说。
      “等价交换?”陆燃挑眉。
      “等价交换。”
      他们相视一笑,然后继续听课。这一刻,江敘突然明白了什么叫“合作伙伴”——不是简单的分工,而是思维的互补,是彼此启发,是共同攀登时,你拉我一把,我推你一下。
      午休时,他们没有去食堂,而是在教室吃早上带来的面包。其他学生也大多如此——省赛临近,每一分钟都很宝贵。
      “下午讲数论,”陆燃翻看日程表,“狄利克雷卷积和莫比乌斯反演。”
      “你的强项。”江敘说。
      “也是你的。”陆燃咬了口面包,“上次那道题,你的解法比标准答案还简洁。”
      “你看了我的笔记?”
      “嗯。”陆燃承认,“前天晚上看的。你用了生成函数,把数论问题转化为幂级数运算,很漂亮。”
      江敘感到耳根又热了。这种被陆燃认真研究、认真欣赏的感觉,很陌生,但很好。
      “你那个关于原根的构造,”江敘说,“我也看了。用有限域的理论,很高明。”
      “现学现卖。”陆燃笑了,“集训时陈教练提过一次,我回去查了资料。”
      这就是他们的日常——互相学习,互相追赶,互相成为对方前进的动力。
      下午的数论课果然很难。狄利克雷卷积还算直观,但莫比乌斯反演需要很强的抽象思维能力。周老师讲得很快,许多学生跟不上,脸上露出困惑的表情。
      但江敘和陆燃跟上了。不仅跟上,还能举一反三。当周老师提出一个推广问题时,他们几乎同时有了思路。
      “这个问题,”周老师说,“留作思考题。下周一讨论。”
      下课时,已经是下午四点。连续八小时的高强度学习,所有人都疲惫不堪。但江敘和陆燃还留在教室,讨论刚才的思考题。
      “我觉得关键是要构造合适的数论函数,”江敘在草稿纸上写着,“然后用卷积的性质。”
      “但卷积后怎么分离?”陆燃皱眉,“需要找一个逆元。”
      “莫比乌斯函数就是卷积逆元。”
      “对!”陆燃眼睛一亮,“用莫比乌斯反演公式!”
      他们快速推导,十分钟后,得到了答案。不是完整的证明,但思路清晰,方向正确。
      “明天继续?”陆燃问。
      “明天继续。”江敘说。
      整理书包时,夕阳已经西斜。教室被染成温暖的金色,灰尘在光柱中飞舞。
      “江敘,”陆燃突然说,“谢谢你。”
      “谢什么?”
      “谢你……”陆燃顿了顿,“谢你和我一起做实验,一起讨论题目,一起……做所有这些事。”
      江敘看着他。夕阳下,陆燃的轮廓镀着金边,眼神真诚而温暖。
      “也谢谢你。”江敘说,“没有你,这些事也不会这么……有意义。”
      这是真话。如果没有陆燃,他可能还是会认真学习,认真做题,认真做实验。但不会有人和他打赌误差控制在0.5%以内,不会有人和他一起设计对照实验,不会有人在深夜和他讨论莫比乌斯反演。
      这些“不会”,会让他的高中生活失色很多。
      陆燃笑了,那笑容在夕阳中格外明亮。
      “那我们说定了,”他说,“一直这样下去。一起学习,一起竞赛,一起……探索所有有趣的事情。”
      “说定了。”江敘点头。
      他们走出教室,走进春日的黄昏。校园里的玉兰花开了,大朵大朵的白花在枝头绽放,香气在晚风中飘散。
      实验合作结束了,但合作本身,刚刚开始。
      江敘不知道未来还有什么在等待他们。但他知道,只要和陆燃一起,无论面对什么,都会变得更有趣,更有挑战,更有意义。
      这就够了。
      至少现在,够了。
      走到分岔路口时,陆燃突然从书包里掏出一个小东西——一个纸折的摆球,用细线吊着,真的可以摆动。
      “今天中午折的,”陆燃说,“送给你。”
      江敘接过。纸摆球很精巧,涂成了钢球的银灰色,甚至用铅笔点了些“石墨粉”的痕迹。
      “谢谢。”他说。
      “等价交换。”陆燃挥手,“明天见。”
      “明天见。”
      江敘拿着纸摆球,看着陆燃的背影消失在暮色中。然后他轻轻拨动摆球,看它来回摆动,像实验室里那个真正的单摆。
      摆动,静止,再摆动。
      就像他们的关系——有竞争,有合作,有对抗,有理解,在动态中保持平衡,在运动中寻找意义。
      江敘握紧纸摆球,转身走向宿舍。
      春夜的空气温暖而芬芳。新的周一很快会来,新的挑战很快会来。
      但此刻,在这个实验合作结束后的黄昏,他感到一种深沉的平静。
      因为他知道,无论什么挑战,他都不是一个人面对。
      这大概就是合作伙伴的意义。
      也是……更深刻的意义。

  • 昵称:
  • 评分: 2分|鲜花一捧 1分|一朵小花 0分|交流灌水 0分|别字捉虫 -1分|一块小砖 -2分|砖头一堆
  • 内容:
  •             注:1.评论时输入br/即可换行分段。
  •                 2.发布负分评论消耗的月石并不会给作者。
  •             查看评论规则>>