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26、过拟合 ...
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集训最后一天的空气紧绷得像一根拉到极限的弦。
清晨七点半,实验楼三层的大实验室里已经坐满了人。连续两周的高强度训练让每个人都面带倦色,但眼睛里都烧着一种近乎亢奋的光——今天是团队合作实验赛,成绩占最终评分的40%,也是证明自己、证明团队的关键一战。
陆清昀坐在靠窗的位置,面前摊着竞赛组委会刚发下的任务书。他的目光快速扫过纸面,大脑已经在同步处理信息:
任务:用提供的有限材料设计并搭建一个装置,测量本地的重力加速度g值。
要求:1. 原理正确;2. 结构稳定;3. 测量精度尽可能高;4. 设计有创新性。
材料清单:木板(1m×0.5m)、亚克力板(0.5m×0.5m)、钢尺(1m)、卷尺(3m)、电子秒表(精度0.01s)、小球(直径2cm)、磁铁、橡皮筋、胶水、螺丝等基础工具。
时间:4小时。
评分标准:原理阐述(30%)、装置设计与搭建(40%)、数据测量与处理(20%)、创新与美观(10%)。
他的眉头微微皱起。任务本身不复杂——测量重力加速度的经典方法很多:单摆法、自由落体法、斜面法……但材料有限,时间紧张,还要兼顾创新和美观,这就不简单了。
更重要的是,今天是随机分组。
组委会为了模拟真实科研中的团队合作,特意打乱了原本的固定分组。陆清昀看着手里抽到的签——B组7号。他抬头,目光在教室里搜寻另一个抽到同样号码的人。
然后他看见了顾燃。
顾燃站在教室另一头,手里也拿着一张B7的标签纸。他显然也刚看到,抬起头,两人的目光穿过忙碌的人群,在空中相遇。
顾燃挑了挑眉,嘴角扯出一个似笑非笑的弧度。他用口型无声地说:“真巧。”
陆清昀点点头,收拾东西走过去。
“看来我们一组。”顾燃说,把标签纸扔在桌上。
“嗯。”陆清昀把任务书推过去,“你有什么想法?”
顾燃快速浏览任务书,手指在材料清单上敲了敲:“材料太有限了。木板,亚克力板,尺子,秒表,小球……经典的自由落体法最直接,但精度受限于计时误差和高度测量误差。”
“单摆法精度更高,”陆清昀说,“但需要稳定的支点和足够长的摆线。我们只有木板和胶水,搭建一个足够稳定的支架不容易。”
两人同时陷入思考。实验室里已经喧闹起来,其他组开始讨论方案,搬动材料,画设计草图。空气中弥漫着胶水、木屑和紧张的汗味。
三分钟后,顾燃突然说:“为什么不结合?”
陆清昀抬起头:“结合?”
“单摆法和自由落体法各有优缺点。”顾燃拿起一支笔,在草稿纸上快速画示意图,“单摆法测量周期T,公式是T=2π√(L/g),需要精确测量摆长L。自由落体法测量下落时间t,公式是h=1/2gt²,需要精确测量高度h和下落时间t。”
他顿了顿,笔尖在纸上点了点:“但如果我设计一个装置,让小球从某个高度沿圆弧轨道下落——就像摆锤,但不是完整摆动,而是从某一高度释放,沿着圆弧轨迹落到最低点。这样既可以用单摆公式计算,又可以用自由落体公式验证。两个方法交叉校验,精度会提高。”
陆清昀的眼睛亮了起来:“而且可以设计多个释放高度,收集多组数据,用最小二乘法拟合,进一步减少误差。”
“装置结构呢?”顾燃问。
陆清昀拿起尺子,在桌上比划:“需要一个稳固的支架,支撑一个可以调节高度的释放机构。圆弧轨道可以用亚克力板弯曲固定,但亚克力板硬度不够,需要加强。”
“木板做支架主体,”顾燃说,“亚克力板加热弯曲成弧形轨道——实验室有热风枪可以用。磁铁用来固定释放机构,橡皮筋提供缓冲……”
两人你一言我一语,思路迅速清晰。他们没有争执,没有抢话,就像一个大脑的两个半球,一个负责理论计算,一个负责结构实现,配合得天衣无缝。
八点整,比赛正式开始。
陆清昀负责理论设计和数据计算。他快速列出所有需要的公式,估算各种误差来源,计算最优的装置尺寸和测量次数。他的笔在纸上飞速移动,字迹工整得像印刷体,图表精确得像用尺规绘制。
顾燃负责装置搭建。他量取木板尺寸,计算切割方案,用实验室提供的电锯和打磨工具加工材料。他的动作熟练而精准——量尺寸时眼睛几乎贴到尺子上,切割时手稳得像外科医生,打磨时耐心得像匠人。
其他组已经开始了热火朝天的搭建。有人选择了简单的自由落体装置——一个支架,一个电磁释放器,一个接球盘。有人尝试更复杂的单摆装置,但支架摇摇晃晃。有人甚至想设计一个斜面装置,但计算复杂,进展缓慢。
陆清昀和顾燃这组看起来最安静。他们很少交谈,只是偶尔交换一个眼神,或者简短地说几个词:
“摆长建议80厘米。”
“轨道弧度半径多少?”
“85厘米,对应释放角度30度时高度差约11.5厘米。”
“明白。”
顾燃开始弯曲亚克力板。他用热风枪均匀加热板材,戴着手套小心地弯曲,眼睛紧盯着弧度,不时用模板比对。亚克力板在他的手中慢慢变成一道优美的圆弧,边缘光滑,弧度均匀。
“漂亮。”旁边一组的一个女生忍不住赞叹。
顾燃头也没抬:“谢谢。”
陆清昀完成了理论计算,走过来帮忙。他们一起安装支架——用木板搭成一个稳固的A字形结构,用螺丝固定,关键连接处还加了三角支撑。支架立起来时稳如磐石,用手推几乎不动。
“重心很低,”陆清昀观察道,“底部宽度足够,抗倾倒能力强。”
“力学基础。”顾燃说,嘴角微微上扬。
接下来是精细活。他们在圆弧轨道的最高点安装释放机构——用一个小电磁铁固定小球,通电时吸住,断电时释放。电磁铁的控制电路是陆清昀临时设计的,用一个简单的开关控制,延迟时间经过测量和校准。
在轨道最低点,他们安装了一个缓冲装置——用橡皮筋和软布制作,防止小球回弹影响测量。旁边固定了一个精密的光电门,连接电子秒表,可以精确测量小球通过最低点的时间。
整个装置看起来……很美。
不是那种花哨的美,而是一种简洁、优雅、功能与形式统一的美。木质的支架有着温润的质感,亚克力板的圆弧轨道透明而流畅,电磁释放机构和光电门整齐地安装在关键位置,所有电线都梳理整齐,用扎带固定。
甚至顾燃还在支架的侧面,用雕刻刀刻了一个简单的图案——不是装饰,而是一个微小的刻度尺,用于快速读取释放高度。
“这个刻度……”陆清昀仔细看,“不是等间距的。”
“因为高度和弧长的关系不是线性的。”顾燃说,“我根据你计算的公式,标出了几个关键高度对应的刻度位置。可以直接读数,不用每次用尺子量。”
陆清昀点点头:“效率优化。”
装置完成时,才过去三个小时。他们还有一小时进行测试和数据采集。
第一次测试,小球释放,沿轨道滑下,通过光电门,秒表显示时间:0.452秒。
陆清昀快速计算:“根据单摆周期公式,代入摆长0.85米,计算出的g值约为9.72 m/s²。但这是近似值,需要多组数据。”
他们调整释放高度,从最低的5厘米高度差开始,每次增加5厘米,一直测到30厘米高度差。每个高度重复测量五次,取平均值,记录数据。
实验室里充满了各种声音——电锯声、讨论声、秒表嘀嗒声、偶尔的欢呼或叹息。但陆清昀和顾燃这里很安静,只有小球滑过轨道的轻微摩擦声,秒表的电子音,和陆清昀在纸上记录的沙沙声。
数据采集完毕,陆清昀开始处理。他用计算器快速运算,笔尖在纸上写下一串串数字。顾燃在旁边看着,偶尔指出某个数据点可能的问题:“这一组时间偏大,可能是释放时有轻微横向扰动。”
“我注意到了。”陆清昀说,“已经标记为可疑数据,后续分析时会加权处理。”
最后的计算用了二十分钟。陆清昀用了三种方法:单摆公式的直接计算,自由落体公式的交叉验证,还有基于所有数据的最小二乘法拟合。
结果出来了。
“最终g值:9.806 m/s²。”陆清昀说,声音平静,但眼睛里有一丝满意的光,“与本地标准值9.805 m/s²的偏差仅0.01%,考虑到实验条件限制,这个精度非常高。”
顾燃看了看表:“还有十五分钟。要不再做点什么?”
陆清昀想了想:“装置的美观评分还有提升空间。虽然功能完备,但外观可以更……”
“更像个艺术品?”顾燃接话,笑了,“等着。”
他从材料箱里找出一些剩余的亚克力板边角料,用热风枪加热,弯曲成几个小巧的装饰件。不是无用的装饰,而是功能性的——一个放置计算本的小托盘,一个整理电线的卡槽,甚至在支架顶部加了一个小小的、箭头形状的装饰,指向装置的正中心。
“这是……”陆清昀看着那个箭头。
“视觉引导。”顾燃说,“让观察者的注意力自然集中在装置的核心部分。好的设计不仅是功能性的,还要有良好的视觉逻辑。”
最后三分钟,他们检查了装置的每一个细节,整理了工作台,把工具归位。装置立在台上,在实验室的灯光下泛着温润的光泽。木质与亚克力板的结合,功能的严谨与形式的美感,科学的精确与艺术的直觉——所有这些元素融合在一起,形成了一件近乎完美的作品。
四点整,比赛结束的哨声响起。
评审老师开始逐一检查每组装置。他们测量结构稳定性,检查原理正确性,询问设计思路,测试测量精度。
轮到陆清昀和顾燃这组时,三位评审老师围着装置看了很久。
“这个圆弧轨道的设计很巧妙。”一位物理教授说,“结合了单摆和自由落体的优点。”
“数据精度非常高。”另一位工程学教授看着陆清昀的数据记录本,“多方法交叉验证,数据处理严谨。最小二乘法拟合做得漂亮。”
“而且……”第三位是学校的艺术指导老师,她微笑着,“这装置本身就像一件现代雕塑。形式追随功能,但又不失美感。这个箭头设计很好,引导视线。”
最后评分环节,所有组都屏住呼吸。
“B组7号,”主持人宣布,“总分96.5分。其中原理阐述满分30分,装置设计与搭建38分(满分40),数据测量与处理19.5分(满分20),创新与美观9分(满分10)。总分第一。”
教室里响起了掌声——有些热烈,有些勉强,有些带着不服气但不得不承认的敬意。
陆清昀和顾燃对视一眼。顾燃的嘴角微微上扬,陆清昀推了推眼镜,但眼睛里有一丝清晰的笑意。
颁奖仪式在实验室外的走廊举行。简单的领奖台,一个写着“团队合作实验赛冠军”的奖杯,还有两张奖状。
陆清昀和顾燃站上去时,闪光灯亮了几下——学校宣传部的老师在拍照。其他组的同学围在旁边,表情各异:羡慕,佩服,嫉妒,好奇。
顾燃站在台上,手里拿着奖状,突然有了一种奇异的感觉。
这是他第一次以“真实的自己”站在公开场合接受荣誉。不是伪装成差生躲在角落,不是刻意隐藏能力避免关注,而是堂堂正正地,用自己的才华和努力,赢得认可。
而站在他身边的,是陆清昀。
那个从一开始就看出他伪装的人。
那个用逻辑和证据维护他的人。
那个教他竞赛技巧,和他一起研究笔记,和他一起看星星的人。
那个在黑暗中让他触碰,并且认真回应的人。
顾燃侧过头,看着陆清昀的侧脸。陆清昀站得笔直,表情平静,但顾燃看见了他微微发红的耳尖——每次陆清昀在公开场合受到关注时,耳朵都会发红,虽然他自己可能没意识到。
这个小小的、真实的细节,让顾燃的心脏轻轻动了一下。
他忽然觉得,自己这两年的伪装,那些刻意的差劲表现,那些避免关注的躲藏,那些为了保护自己而筑起的高墙……这一切,在这个瞬间,有了一个全新的意义。
不是为了躲避讨债的人。
不是为了隐藏父亲的秘密。
甚至不是为了保护那些笔记。
而是为了……遇见陆清昀。
如果他没有伪装,如果他从一开始就是优等生,他和陆清昀可能只是普通的同学关系,或者竞争对手。陆清昀不会注意到他,不会观察他,不会对他产生好奇,不会一步一步走进他的世界。
正是因为他是个“异常数据点”,正是因为他身上充满了矛盾,陆清昀才会被他吸引,才会开始那个“研究”,才会有一切后续。
他的伪装,像是一个精心设计的实验设置。而陆清昀,是那个唯一看穿实验装置,看到真实数据的人。
“合影了!”宣传老师喊道,“两位同学靠近一点,笑一下!”
陆清昀稍微往顾燃这边靠了靠。他们的肩膀轻轻碰在一起,隔着两层衣服,能感觉到彼此的体温。
顾燃的手垂在身侧,奖状握在左手里。他的右手,很轻地,几乎是无意识地,向后移动了一点点。
碰到了陆清昀的手背。
不是握住,不是牵手,只是手背贴着手背。一个极其轻微、几乎察觉不到的触碰。
但陆清昀感觉到了。
他的手指微不可查地颤了一下,但没有躲开。
反而,他的手指轻轻动了动,调整了一下角度,让那个触碰的面积更大了一些。
两只手的手背贴在一起,在身后,在奖状和身体的遮挡下,在所有人都看不见的地方。
温热。稳定。真实。
闪光灯亮起,照片定格。
照片里,两个少年并肩站在领奖台上,手里拿着奖状,表情平静但眼神明亮。陆清昀的耳朵有点红,顾燃的嘴角微微上扬。他们的肩膀靠在一起,看起来很自然,就像两个配合默契的搭档。
没有人知道,在照片拍下的那一瞬间,他们的手背贴在一起。
没有人知道,那个轻微的触碰,对顾燃来说,意味着什么。
意味着伪装的世界里,终于有了一个真实的意义。
意味着孤独的轨道上,终于有了一个并行的伙伴。
意味着所有那些沉重的、痛苦的、不得不背负的东西,因为一个人的存在,变得可以承受。
“好了!”宣传老师说,“恭喜两位同学!”
陆清昀和顾燃走下领奖台。他们的手自然分开,重新垂在身侧。但顾燃的手背上,还残留着陆清昀的温度。
“晚上,”陆清昀突然说,声音很轻,“画室。那些笔记,我想到了一个可能的解密方向。”
顾燃转头看他,笑了:“好。”
他们各自收拾东西,准备离开。集训结束了,但他们的“研究”还没有。
或者说,刚刚开始。
顾燃背起书包,最后看了一眼那个获奖装置。它立在展示台上,在夕阳的光线里,像一个沉默的见证者。
见证了两个世界的交集。
见证了理性与感性的融合。
见证了伪装之下,真实如何一点一点浮现。
然后他转身,和陆清昀一起走出实验室。
走廊很长,夕阳把他们的影子拉得很长,在地上交错,重叠,像两个终于找到共振频率的波。
而他们的手,虽然不再触碰,但距离很近。
近到只要其中一个人稍微动一下手指,就能再次碰到。
但没有人动。
因为有时候,知道可以触碰,比真正触碰更重要。
因为有时候,克制本身,就是一种更深的亲密。