學術聲譽,是一個學者賴以生存的基礎。
這個底線,不容玷污。
電話那頭,陳正平的呼吸有些急促,讓人隔着聽筒都能感受到他內心的焦灼:
“那封郵件,他們不僅發給了韓老師,還抄送給了PRL的編輯部和另外兩個做這個方向的大佬!這擺明了是要把事情鬧大!
“Comment一旦發出來,我們的工作就等於被判了死刑。”
“別慌。”
林允寧的聲音平靜,單手推着輪椅,腳步依舊穩定,“把他們的郵件和數據轉發給我。
“我現在送同學回宿舍。半個小時之後,我去實驗室找你。”
掛斷電話,林允寧推着杜德彪,繼續快步往宿舍走。
他的手很穩,推輪椅的速度沒有變化,但指關節卻因爲用力而微微發白。
“大......大神,出......出啥事了?”
杜德彪耳朵尖,聽到了電話那頭不安的聲音,有些擔心地問。
“沒事,來了個砸場子的。”
說完,他便招呼着許嘉誠和周衍一起走。
高大的背影在梧桐樹影下,顯得很沉穩。
“我靠......”
許嘉誠看着他的背影,忍不住嘀咕了一句,“這傢伙......是機器人嗎?剛考完試,又出事了?他都不用喘氣的?”
十五分鐘後,唐仲英樓。
陳正平已經等在了實驗室。
他頭髮凌亂,嘴脣乾裂,正在反覆刷新着筆記本電腦上美國物理學會的網站,像一個等待判決的囚犯。
林允寧將揹包往桌上一放,直接拉開椅子坐下。
他沒有去看那封措辭嚴厲的質疑郵件,而是直接點開了附件裏,墨爾本大學實驗組發來的那幾張原始數據圖。
“數據做得不錯,噪聲壓得很低。”
林允寧看着屏幕,給出了第一句評價。
“現在是說這個的時候嗎?!”
陳正平差點從椅子上跳起來,“林師弟,我們的工作在被質疑呢!PRL那邊給了我們一週時間回應,時間很緊,可我現在還不知道哪裏出現問題了呢。
“我檢查了好幾遍,都找不到計算腳本裏的bug。”
林允寧搖了搖頭:
“模型不會錯。我們的模型,是第一性原理出發的從頭計算,不會有方向性的錯誤。”
“那......那問題出在哪兒?”
“問題在他們身上。”
林允寧的語氣很篤定,“最大的可能,是對方的樣品質量不過關,含有大量的缺陷或雜質,處在強無序強散射區間,沒有滿足我們模型的理想和弱無序條件。”
“可......可我們怎麼證明?我們又沒有他們的樣品。”
“我們不需要自證清白。”
林允寧的思路相當清晰,“我們只需要把強無序區間,也納入到理論框架裏,用更完備的理論,去解釋他們的反常結果。”
他說着,直接在腦海中啓動了【學霸模擬器】。
【模擬科研啓動.......
【注入模擬時長:100小時】
【課題:在Kane-Mele模型中引入無序(Disorder)效應】
【第10小時:你嘗試引入微擾論,將雜質散射視爲一個微擾項。失敗!在狄拉克點附近,微擾發散,無法處理強無序的情況。】
【第21小時:你轉向數值方法,構建了一個包含隨機雜質勢的超晶格模型。計算量巨大,且結果嚴重依賴於雜質的具體分佈,缺乏普適性。】
【第67小時:在經過多次試驗,更換多種模型之後,你找到瞭解決無序問題的關鍵??相幹勢近似(Coherent Potential Approximation,CPA)。】
【推演完成!最優路徑已確認!】
【模擬時長剩餘:1387小時00分鐘】
林允寧睜開眼,眼中閃過一絲精光。
他沒有寫任何公式,而是走到白板前,在上面畫了一個簡單的蜂窩狀晶格。
然後在其中幾個格點上,畫上了代表缺陷和雜質的紅色叉號。
“無序(disorder)的引入,破壞了晶格的平移對稱性。我們之前所有基於布洛赫定理的推導,在這裏都失效了。”
他轉過身,看着陳正平,“所以,我們需要一個能處理無序體系的理論工具。”
“我知道,”
陳正平苦惱地抓着頭髮,“我想過用超原胞(supercell)的方法,構建一個包含隨機缺陷的大晶胞來模擬,先硬算出一個結果來回應。但太粗糙了,而且缺陷的構型有無數種,計算量太大,時間上根本來不及。”
“所以不能用這種‘蠻力'。”
林允寧搖了搖頭,“我們需要一個更巧妙的理論。”
他拿起筆,在白板上寫下了三個字母:
CPA。
“相幹勢近似?"
陳正平的眼睛瞬間亮了,但隨即又黯淡下去,“這個我知道,是處理無序合金電子結構的經典方法。但......但它太複雜了,而且我從沒見過有人把它用到石墨烯這種蜂窩晶格裏。”
“那就從我們這裏開始。”
林允寧淡淡地說道。
他拿起筆,沒有絲毫的猶豫,開始在白板上書寫。
從單點格林函數的定義,到Dyson方程的展開,再到T矩陣的引入......
一行行簡潔的公式,從他的筆下流淌而出。
整個推導過程,如同行雲流水,充滿了物理直覺與數學的嚴謹之美。
CPA理論的核心,是通過一個自治方程,去尋找一個等效的、均勻的“相幹勢”,來替代原來那個無序混亂的真實晶格。
追蹤每一個雜質原子,計算量太大,不現實。
但CPA的方法,不用去描述那個混亂的真實晶格,而是虛構一個週期性的'等效晶格”。
電子在這個等效晶格裏運動,感受到的平均散射效應,必須和它在真實混亂晶格裏感受到的一模一樣。
這就是CPA的精髓????用一個自洽的‘假象',去復刻‘真實’。
而林允寧,此刻正在做的,就是將這個思想,完美地移植到蜂窩晶格的緊束縛模型中。
陳正平站在一旁,已經徹底看呆了。
他本以爲林允寧會從微擾論入手,卻沒想到他一上來就構建了一個全新的格林函數!
他明白了!
自己之前所有的嘗試,都陷在了一個誤區裏??試圖用微擾論去處理一個非微擾的問題。
而林允寧給出的CPA方法,從根本上,就跳出了這個框架。
這個物理思想,用在這裏,簡直絕妙!
只是,陳正平實在想不明白,這個高中生,是怎麼在短短十幾分鍾之內,不僅迅速找到了正確的方向,更做出瞭如此複雜的數學推導。
這種物理直覺和數學能力,匪夷所思!
他甚至有種感覺??就算是韓老師親至,也不可能做得更好了。
當林允寧寫下最後那個關於自能的自治方程時,陳正平感覺自己心跳已經開始加速。
“我……………我明白了......”
他看着白板上那閉環的推導,激動得聲音都在發顫,“用這個方程,我們就能計算出在不同缺陷濃度下,系統的態密度和電導率!我們就能......我們就能定量地解釋烏薩爾他們課題組的實驗結果了!”
他看着林允寧,眼中是難以言表的感激與震撼。
這個幾乎讓他博士生涯陷入絕境的難題,就這麼被幾行公式,輕描淡寫地解決了。
就在陳正平準備立刻衝向計算集羣,將這個新理論付諸實踐時,韓至淵的視頻電話,終於打了進來。
屏幕上,韓至淵的臉色有些凝重,但眼神依舊鎮定。
“正平,郵件我看到了。不要慌,這是正常現象。”
他的第一句話,就讓陳正平那顆懸着的心,落下了一半。
“任何一個有突破性的理論,在誕生之初,都會受到最苛刻的質疑。這是它通往經典的必經之路。
“我已經有了些想法,但還是想聽聽你的意見,我們該怎麼去回應?”
這句話,考校之意十分明顯。
“我本來沒什麼頭緒,但是允寧認爲,我們沒必要自我懷疑,而是應該給出一個修正後的廣義結論,將缺陷和雜質包含進去……………”
陳正平倒是十分老實,原原本本地將自己最開始的超原胞方法和林允寧後來的CPA的思路講述了一遍。
韓至淵靜靜地聽着,一言不發,但臉上的表情卻不自覺地從凝重變爲了欣喜。
儘管他極力壓抑,但讚許之情還是溢於言表。
林允寧的想法,與他不謀而合,但考慮到對方只是個高中生,而且滿打滿算,也只是斷斷續續接受過不到三個月的正規科研訓練,這種天生的物理直覺,簡直恐怖。
韓至淵不由得想起,當初在“新概念”咖啡廳初見林允寧時,對方雖然思維敏銳,但討論起問題來,卻是個徹頭徹尾的門外漢。
而如今,他居然已經成長到了能夠獨當一面的程度了,甚至還能對陳正平這樣優秀的博士生給出指導。
身爲導師和學術道路的啓蒙者,韓至淵對林允寧的成長極爲欣喜,同時也對他的未來充滿了期待。
這個少年,高中還沒畢業,就已經能將科研做到這種程度。
如果他能一直從事科研,未來的成就將會何等驚人?
等陳正平說完,韓至淵剋制着自己的情感,微微頷首:
“允寧,你的物理直覺很準確,CPA確實是解決這個問題的最佳武器。”
他頓了頓,話鋒一轉,“但僅僅用它來寫一篇回應(Rebuttal),咱們的格局就太小了。”
韓至淵的目光變得深邃而長遠。
“我覺得烏薩爾提出的質疑很好,對我們來說是一個機遇。一個將我們的工作,從一個‘有趣的發現,推向一個‘完備的理論框架’的機遇。
“我們不僅要回應他們的質疑,我們還要感謝他們。因爲他們指出了我們理論中最薄弱的一環,也爲我們指明瞭下一步的方向。”
他看着屏幕裏的兩個年輕人,一字一頓地說道:
“還記得上個月報告日上,我們和潘老的討論麼?
“我們要繪製一張包含無序效應的、完整的‘拓撲相圖”。系統性地研究不同濃度、不同類型的缺陷,對量子反常霍爾效應的影響。我們要把這項工作,做成這個領域的“標準”。”
“現在,有了CPA這個理論框架,再加上正平和允寧之前積累的並行計算經驗,這項龐大的工程,在理論上是完全可行的。”
他看向陳正平,下達了指令:
“正平,你先將這個新的修正完善,然後起草一封郵件,禮貌地感謝對方提出的問題,並告訴他們我們正在進行更深入的研究,結果將在近期公佈。
“然後,你和允寧合作,立刻開始相圖的計算。你負責寫算法,允寧負責和顧念真一起,將並行計算框架搭起來,我會爲你們申請計算集羣的優先權。”
最後,韓至淵緩緩起身,整了整西裝外套。
屬於最年輕長江學者的強大自信,終於展露無遺
“我們不僅要狠狠回去外面的質疑,還要爲整個領域定下一個完整的理論框架!
“告訴他們,石墨烯的拓撲物理學,究竟該怎麼描述!”