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25、频谱中的密语 ...

  •   寒假前的最后一周,实验中学被一种紧绷的寂静笼罩。走廊里背书的学生少了,多的是抱着习题册匆匆走过的身影,每个人脸上都写着同样的疲惫和焦虑。林晚经过公告栏时瞥了一眼,期末考试的考场安排已经贴出来了,红色的纸张,黑色的印刷字,像某种不容置疑的宣判。

      他走进实验室时是早上七点一刻。周老师已经到了,正站在窗边打电话,声音压得很低,但语气严肃。看见林晚进来,他点了点头,继续通话。

      “……对,我需要一台锁相放大器,精度至少到10^-6 V……是,预算申请我已经提交了,但审批流程太长……王主任,这个实验等不了那么久……”

      林晚放下书包,开始做实验前的准备。戴上手套,检查仪器,预热示波器。动作熟练得像呼吸,不需要思考。窗外的天色是那种冬日特有的灰白,像一块浸了水的抹布,沉甸甸地压在头顶。

      周老师挂了电话,走过来。“预算批不下来。”他说,声音里带着压抑的烦躁,“学校说锁相放大器太贵,一台要十几万,而且我们只是高中竞赛,用不上那么精密的设备。”

      林晚没停下手上的动作,继续调整函数发生器的输出幅度。“那平台现象的相位测量怎么做?”

      “做不了。”周老师揉了揉眉心,“没有锁相放大器,我们测不了那么微小的相位变化。只能靠幅度测量推测,误差会很大。”

      示波器屏幕亮起,绿色光迹开始描绘波形。林晚盯着屏幕,手指悬在旋钮上方,迟迟没有调整。那个微小的平台在衰减曲线上像一个几乎看不见的凸起,安静,固执,拒绝被忽略。

      “也许,”他开口,声音在安静的实验室里显得格外清晰,“我们可以换个思路。”

      周老师抬起头:“什么思路?”

      “不用锁相放大器直接测相位,而是通过设计巧妙的实验,让相位信息转换成我们可以测量的幅度信息。”林晚转过身,从书包里拿出一本厚厚的笔记本——不是实验记录本,是他自己的思考笔记,上面密密麻麻写满了公式、草图和想法。

      “你看,”他翻到某一页,上面画着一个复杂的电路图,“如果我们把待测的RLC电路作为振荡器的一部分,用外部的参考信号去‘拍频’。当待测电路的相位发生变化时——比如平台出现时的微小相位偏移——拍频信号的幅度就会发生相应的变化。这个幅度变化我们可以用普通的示波器测出来,精度足够高。”

      周老师凑近看,眼睛在镜片后眯起,专注地盯着那些公式和图。“拍频法……理论上可行,但实现起来很复杂。需要高稳定度的参考信号源,精密的混频器,还要解决阻抗匹配和噪声问题。”

      “我们可以用数字方案。”林晚翻到下一页,上面是另一套方案,“用Arduino或者树莓派做数字锁相环。虽然精度不如专业仪器,但成本低,而且我们可以自己编程控制,灵活性高。”

      实验室里安静了几秒。窗外传来远处操场上的哨声,体育老师正在组织晨跑,口号声模糊地飘进来。周老师盯着那页笔记,看了很久,然后抬起头,看着林晚。

      “这些,”他指着笔记上的内容,“都是你一个人想的?”

      “嗯。昨晚想到两点。”林晚说,声音平静,但眼下确实有淡淡的青影。

      周老师又沉默了一会儿,然后忽然笑了。是那种带着疲惫、但又欣慰的笑。“好。就按你的思路来。需要什么元件,写清单给我。树莓派实验室有几台旧的,我去申请调拨。至于编程……”他顿了顿,“你会吗?”

      “正在学Python。”林晚说,“基础的部分应该够用。”

      “好。”周老师拍了拍他的肩,“放手去做。我去帮你解决元件和设备的麻烦。”

      他转身离开实验室,脚步声在走廊里渐行渐远。林晚重新坐回实验台前,打开电脑,开始搜索数字锁相环的代码实现。屏幕的蓝光映在他专注的脸上,睫毛在光线下投出细长的阴影。

      上午十点,张明宇来了。他看起来比昨天更疲惫,眼镜片后的眼睛布满血丝,但表情里有种奇异的兴奋。一进门,他就走到林晚的实验台前,手里拿着一份打印的论文。

      “你看这个,”他把论文摊在桌上,指着一行公式,“我昨天又查了文献,发现量子纠缠的保真度问题,可能和我的编码方式有关。传统的稳定子编码对退相干噪声敏感,但如果用表面码……”

      林晚抬起头,看着他。张明宇的语速很快,声音因为激动而有些发颤,手指在论文上快速移动,指出一个又一个公式和图例。他的黑眼圈很深,但眼睛很亮,是那种发现了新大陆的兴奋的光。

      “你昨晚睡了多久?”林晚问。

      张明宇愣了一下,然后挠挠头:“不知道……两三点吧。但这个发现很重要,如果我能用表面码改进我的模拟,保真度至少能提升到0.96以上,那就接近实用水平了!”

      林晚点点头,重新看向电脑屏幕。张明宇站在他旁边,等了一会儿,见他没有继续讨论的意思,有些尴尬地收起论文,走回自己的实验台。

      实验室里重新安静下来,只有键盘敲击声和仪器运行的嗡鸣。但那种沉默不再是对抗性的,而是两个人在各自的战场上埋头苦干时,产生的某种共振的寂静。

      中午,林晚没有去食堂。他从书包里拿出一个面包,就着实验室的凉水,慢慢吃着。面包很干,他小口喝着水往下送。窗外的天空稍微亮了一些,云层裂开缝隙,露出背后苍白的蓝。

      手机震动。是顾阳:

      “上午训练,教练让我用左手练运球,说既然右手腕伤了,就练左手,不能浪费时间。”

      “练得怎么样?”

      “一塌糊涂。球都控不住。”

      “慢慢来。”

      “嗯。你在干嘛?”

      “做实验,尝试新的测量方法。”

      “复杂吗?”

      “有点。但应该可行。”

      对话简短,像某种默契的报备。林晚回完消息,继续啃面包。面包屑掉在实验记录本上,他小心地吹掉,然后合上本子,继续写代码。

      下午两点,周老师回来了,带来一个纸箱。里面是树莓派、各种模块、连接线,还有一盒精密电阻电容。他把东西放在林晚的实验台上:“能用的都在这儿了。旧是旧了点,但应该还能工作。”

      林晚打开纸箱,开始检查。树莓派是3B+型号,不算新,但够用。他接上电源和显示器,开机,熟悉的Linux界面出现。然后他开始安装必要的库和软件包,手指在键盘上快速敲击,命令行界面里文字飞速滚动。

      周老师站在旁边看了一会儿,然后走到张明宇那边,询问进展。张明宇正对着电脑屏幕皱眉,手在草稿纸上飞速演算,嘴里念念有词。

      “表面码的纠错阈值是10.9%……但我的噪声模型是12%……需要优化……”

      周老师俯身看他的计算,偶尔提点一两句。实验室里充满了某种专注的、创造性的能量,像一个小型的、沉默的研究所。

      傍晚五点,天开始黑了。林晚的代码写出了基本框架,但调试时遇到了问题。树莓派采集到的信号噪声太大,淹没了微弱的拍频信号。他盯着屏幕上的波形,眉头紧锁。

      “可能是接地问题。”张明宇不知什么时候走了过来,站在他身后看,“树莓派的ADC输入阻抗很高,容易引入噪声。你试试在输入端加一个低通滤波,截止频率设在你感兴趣的频带附近。”

      林晚转过头,有些意外地看着他。张明宇推了推眼镜,声音有些不自然:“我……我之前做音频信号处理时遇到过类似问题。”

      “好,我试试。”林晚重新开始修改电路。张明宇站在旁边看了会儿,然后回到自己位置,拿来一个小盒子,里面是各种滤波电容。“用这个,C0G材质的,温度稳定性好。”

      林晚接过,道谢。他重新焊接电路,加入滤波,重新测试。屏幕上的波形变得干净了许多,虽然还有噪声,但已经能看出拍频信号的轮廓了。

      “有用。”他说。

      张明宇点点头,嘴角微微上扬,是个很淡的、几乎看不见的笑容。然后他走回自己位置,继续和量子代码搏斗。

      晚上七点,周老师买来了盒饭。“先吃饭,吃完再干。”

      三人围坐在实验台旁,沉默地吃着。盒饭是普通的青椒肉丝和米饭,但很热,在寒冷的实验室里冒着白色的蒸汽。林晚吃得很慢,脑子里还在过代码的逻辑。张明宇边吃边在草稿纸上写公式,饭粒掉在纸上,他用筷子小心地夹走。

      “进度怎么样?”周老师问。

      “基本框架有了,但精度还不够。”林晚说,“拍频信号的幅度变化太小,只有几个毫伏,容易被噪声淹没。”

      “信噪比不够,那就提高信号强度,或者降低噪声。”周老师想了想,“你的参考信号源稳定度怎么样?”

      “函数发生器自带的,标称频率稳定度是±1ppm,但实际上可能有漂移。”

      “用这个。”周老师从口袋里掏出一个小盒子,打开,里面是一个精致的水晶振荡器,银色的金属外壳,引脚整齐。“实验室压箱底的宝贝,10MHz,精度0.1ppm。接上去当参考时钟,稳定性应该够。”

      林晚接过,沉甸甸的,很凉。他小心地把它焊接到电路板上,重新编程,让树莓派以这个时钟为基准。

      重新测试。屏幕上的波形变得更稳定,拍频信号的幅度变化清晰可见。他调整参数,让待测电路工作在谐振频率附近,然后仔细观察。

      那个微小的平台出现时,拍频信号的幅度果然发生了变化。虽然变化很小,只有十几毫伏,但在屏幕上清晰可辨,而且可重复。

      “成了。”林晚说,声音里有种压制的兴奋。

      周老师凑过来看,张明宇也放下筷子走过来。三个人盯着屏幕,看着那个随着平台出现而同步变化的拍频信号幅度,像看着某种新发现的密码。

      “数据保存下来,”周老师说,“做统计分析,看这个幅度变化和平台特征的相关性。”

      林晚点头,开始记录。手指在键盘上敲击,数据一行行存入文件。实验室里只有敲击声和仪器运行的嗡鸣,但在那寂静之下,有种蓬勃的、创造性的喜悦在流动。

      晚上九点,张明宇那边传来一声低低的欢呼。林晚抬起头,看见他正盯着屏幕,眼睛发亮。

      “保真度0.97,”张明宇转过身,声音因为兴奋而有些颤抖,“表面码真的有用!我优化了编码距离,现在对退相干噪声的容忍度提高到15%了!”

      周老师走过去看,点点头:“不错。但这是理想模拟,实际量子系统会更复杂。”

      “我知道,但至少证明方向是对的。”张明宇说,摘下眼镜揉了揉眼睛,露出一个真实的、毫无保留的笑容。那是林晚第一次看见他这样笑,没有紧张,没有防备,只有纯粹的、发现真理的快乐。

      实验室的钟指向十点。周老师开始催促两人收拾东西:“今天就到这儿,回去好好休息。明天继续。”

      林晚保存好数据,关闭仪器,收拾实验台。动作依然缓慢而精确,但今天,手指的移动中有种轻快的节奏。张明宇也小心地收拾自己的东西,把论文和草稿纸整整齐齐地放进文件夹。

      两人一起走出实验室,锁门。走廊里很暗,只有安全出口标志发出幽绿的光。

      “你家住哪?”张明宇忽然问。

      “城西。”

      “我住城南。不顺路。”

      “嗯。”

      他们并肩下楼,脚步声在空荡的楼梯间里重叠。走到一楼大厅时,张明宇停下脚步,转过身,看着林晚。

      “那个……”他开口,声音有些犹豫,“谢谢。今天下午,你教我加滤波的事。”

      “你也帮了我。”林晚说。

      张明宇点点头,推了推眼镜。“下周……期末考结束后,你还来实验室吗?”

      “来。竞赛项目时间很紧。”

      “我也来。”张明宇说,然后顿了顿,“也许……我们可以讨论一下,怎么把我们的项目结合起来。我的量子模拟需要精确的噪声模型,你做的电路噪声研究,也许能提供一些实际参数。”

      林晚看着他。大厅昏暗的灯光下,张明宇的眼睛在镜片后很亮,眼神认真,是那种学者式的、寻求合作的认真。

      “好。”林晚说。

      张明宇笑了,是那种很淡的、但真诚的笑。“那……下周见。”

      “下周见。”

      他们在校门口分开。林晚走向公交站,张明宇走向另一个方向。夜色很浓,寒风刺骨,但林晚感觉胸腔里有什么温暖的东西在缓慢生长,像种子在冻土下悄悄发芽。

      公交车上人很少。他坐在靠窗的位置,看着窗外流动的夜景。手机震动,是顾阳:

      “刚结束晚自习,累死了。左手运球稍微找到点感觉,但还是会掉。”

      “慢慢来。”

      “你今天实验怎么样?”

      “有进展。设计了一个新方法,测到了那个平台的关联信号。”

      “复杂吗?”

      “有点,但做出来了。”

      “厉害。我就知道你可以。”

      林晚盯着这行字,看了很久。然后他打字:“你也是。左手运球,从零开始,不容易。”

      那边很快回复:“但我还是想用右手打球。手腕什么时候才能好……”

      “会好的。”

      “嗯。希望吧。不说了,教练来查房了。晚安。”

      “晚安。”

      对话结束。林晚收起手机,看向窗外。城市的灯火在夜色中连成一片温暖的海洋,每一盏灯后面,都有一个故事,一些努力,一些不为人知的坚持。

      像顾阳在北京,手腕缠着绷带,用不习惯的左手练习运球。像张明宇在实验室,熬夜推公式,就为了提高那百分之几的保真度。像他自己,在寒冷的冬夜,调试代码,测量那些微小到几乎看不见的信号。

      每个人都在自己的战场上,面对着不同的敌人——伤病,难题,孤独,压力。但都在战斗,都在坚持,都在用自己的方式,突破那些看不见的墙壁。

      公交车到站了。林晚下车,走进寒冷的夜风里。靴子踩在积雪上,发出沉闷的咯吱声。路灯把他的影子拉得很长,在雪地上晃动,像另一个沉默的、坚定的自己。

      回到家,林秀珍已经睡了。客厅的茶几上留着一张字条:“锅里有汤,自己热了喝。”

      林晚走到厨房,打开锅盖。是鸡汤,还温着,表面凝着一层金黄色的油。他盛了一碗,慢慢喝着。汤很鲜,喝下去,从喉咙一直暖到胃里。

      喝完汤,他回到房间,没有立刻开灯。他走到窗边,看着窗外。夜色深沉,远处楼房的窗户大多黑了,只有零星几盏灯还亮着,像黑夜中不肯熄灭的星辰。

      他站了很久,直到腿有些麻了,才打开台灯。暖黄的光照亮了书桌一角。他从书包里拿出那个指南针,放在桌上。黄铜外壳在灯光下泛着温润的光泽,指针微微颤动,稳稳地指向北方。

      然后他拿出黑色笔记本,翻开新的一页。笔尖悬在纸上,墨水慢慢汇聚。

      最后他写道:

      “今天,我和张明宇互相帮助,解决了一个难题。他教我加滤波降低噪声,我帮他优化量子编码。我们依然是竞争对手,但也是某种意义上的战友——在各自的战场上,面对着不同但同样艰难的敌人。

      顾阳在北京,用受伤的左手练习运球。他说还是不习惯,但找到了一点感觉。

      我设计出了新的测量方法,捕捉到了那个微小平台的信号。虽然还有很多问题要解决,但方向是对的,路是通的。

      有时候我在想,优秀到底是什么。是成绩单上的数字,是竞赛的奖牌,是别人的认可?还是,在受伤时依然练习左手的固执,在噪声中捕捉微弱信号的耐心,在无数个深夜里推演公式的坚持?

      也许,优秀不是某个结果,而是那个过程本身。是在压力下依然选择前进,是在疼痛中依然尝试突破,是在看不见光的时候,依然相信有路。

      我们都在那条路上。顾阳,张明宇,我。在不同的城市,面对不同的挑战,但都在走。

      也许永远不会交汇,但至少,我们知道彼此在路上。

      这就够了。”

      写到这里,他停下笔,看向窗外的夜色。深冬的夜晚漫长而寂静,但在这寂静之下,他能听见某种声音——不是声音,是振动。是无数个像他一样的人,在各自的深夜里,埋头苦干时产生的那种微弱的、但真实的振动。

      那些振动在空气中传播,在时空中交织,形成一张看不见的网,连接着所有在黑暗中前行的人。

      而他,是这张网上的一个点。接收着振动,也发出振动。

      与顾阳共振,与张明宇共振,与所有那些不放弃的人共振。

      在那个共振里,他不再孤单。

      林晚合上笔记本,关掉台灯,躺到床上。黑暗中,他闭上眼睛。

      脑海里浮现出顾阳用左手运球的样子,笨拙,但专注。浮现出张明宇盯着屏幕推公式的样子,眉头紧锁,但眼睛发亮。浮现出自己调试代码时,屏幕上的波形从杂乱到清晰的过程。

      那些画面在黑暗中重叠,交织,最后融成一片温暖的光。不是刺眼的光,是那种柔和的、持久的、来自深处的光。

      在光中,他睡着了。梦里没有具体的场景,只有一种感觉——是那种在漫长跋涉后,终于看见远方地平线的感觉。虽然路还很长,虽然还会很累,但知道方向是对的,知道自己在前进。

      窗外,南江的冬夜漫长而寂静。雪又开始下了,细密的雪花从漆黑的天空飘落,覆盖着街道,覆盖着屋顶,覆盖着这个正在沉睡的城市。

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