林允寧靠在椅背上,長長地吐出了一口氣。

數日來的苦思冥想沒有白費,他終於找到瞭解決“雅努斯計劃”的關鍵工具!

然而,他沒有立刻衝向實驗室,而是去衛生間用冷水洗了把臉,讓自己冷靜下來。

光有工具還不夠。

相比裏希特教授的量子點噪聲,AFM懸臂樑的噪聲來源更加複雜。

不僅有目標信號在兩個狀態間的切換,還混雜着來自真空泵的低頻機械振動,來自電路的高頻電子噪聲等多個源頭。

而目前的“Aether_Chrono”模塊,是爲雙狀態系統設計的。

現在,他需要將其升級,讓它能在一個更復雜的“多狀態”系統中,精準地識別出那兩個他真正關心的物理狀態。

有了思路,林允寧立刻進入了【學霸模擬器】之中。

在30個小時的推演之後,他完成了對新模型的升級。

原有的LSTM核心不需要大改,但輸入的物理約束必須重寫。

他將描述量子隧穿的費米黃金定則,替換爲描述微懸臂樑受局域熱場擾動後的動力學方程。

同時,他還在隱馬爾可夫模型中,額外定義了一個“未分類噪聲”狀態。

新的算法在解碼時,會把所有無法歸因於物理切換的隨機波動,都歸入這個狀態。

這相當於給解碼器加裝了一個高精度的“雜質過濾器”。

工具調試完畢,接下來就該重啓實驗,收集關鍵數據了。

林允寧拿起桌上那臺已經有些掉漆的諾基亞手機,翻出孫婧的號碼撥了過去。

時間是清晨七點剛過,電話響了很久才被接通,聽筒裏傳來孫婧帶着濃重鼻音的聲音,明顯還沒睡醒。

“喂……………誰啊?林允寧?你們高中生都不睡覺的麼?說吧,這次又有什麼新想法,需要師姐幫忙了?”

“孫師姐,抱歉吵醒你。我需要重新預約低溫AFM的機時,越快越好。”

林允寧的聲音很平靜,但語速很快,帶着壓抑不住的興奮,“關於AFM的噪聲問題,我有一個全新的解決方案。”

電話那頭沉默了幾秒,似乎在消化這個信息。

隨即,傳來????的被子摩擦聲,孫婧的聲音也清醒了不少:

“......真的假的?你上次不還說沒辦法嗎?”

“之前的思路錯了。我需要重新採集一次數據,這次採集的時候,必須保證加熱激光的開關和AFM懸臂樑的信號,在時間上是嚴格同步的。我們原來的數據沒有專門調整過這個參數,沒法用。

“你這效率還真是高,到底有沒有能卡住你的難題啊......”

孫婧感慨了一句,也沒有多問,她已經習慣了林允寧這種跳躍性的思維,“行,我看看......化學系那邊今天全天都有實驗。

“後天,也就是週二晚上八點到早上八點,有一段空閒機時。我先幫你佔上。”

“多謝師姐。”

掛了電話,林允寧緊繃的神經終於放鬆下來,一股倦意湧了上來。

他將鬧鐘設到中午,倒頭就睡。

接下來的兩天,林允寧也沒閒着。

有韓至淵親自出馬,“神威三號?東海之光”的機時終於批下來了,總共三百個核心時。

林允寧和陳正平拿到了一個臨時的登錄權限,和顧念真一起,花了不少時間,搭建了這個龐大計算任務的並行框架。

週二上午,金陵大學網絡信息中心大樓,一間恆溫恆溼且安保嚴密的遠程終端室

巨大的拼接屏幕牆上,正顯示着神威三號超級計算機的實時負載狀態,密密麻麻的任務隊列,象徵着一個又一個請求計算的科研項目。

陳正平坐在主控臺前,雙手因爲緊張,而微微有些出汗。

他旁邊,顧念真已經將優化後的並行計算代碼部署到了平臺上,正在做最後的系統檢查。

“所有節點狀態正常。隨時可以提交任務。”

顧念真推了推眼鏡,言簡意賅。

陳正平深吸一口氣,目光在林允寧和顧念真臉上一一掃過,最後落在屏幕上那個巨大的“提交任務”按鈕上。

他伸出食指,鄭重地按了下去。

屏幕上,代表着計算任務的進度條開始跳動。

陳正平死死盯着任務隊列監控界面。

按照物理系集羣的速度,第一個參數點的自治迭代至少需要一個半小時才能完成。

然而,僅僅幾分鐘後,屏幕上彈出了提示:

【Convergence reached. Result for point (V_g=0.1, U_disorder=0.02) saved.】

第一個數據點算完了!

從提交任務到計算完成,總共用時4分17秒!

比校內集羣快了二十多倍!

“我......我靠......”

陳正平盯着那個“Convergence reached”的字樣,下意識地爆了句粗口。

他猛地向後靠在椅背上,感覺全身的力氣都被抽空了,隨之而來的是巨大的喜悅。

他激動地轉過頭,想和顧念真分享這份喜悅,卻看到對方平靜地伸出手,將一罐冰鎮可樂遞到了他面前。

“降降溫”

她的聲音沒什麼情緒,“別激動得把鍵盤啃壞了。”

陳正平一愣,隨即咧開嘴憨憨地笑了,眼眶有些發熱。

他拿起那罐冰涼的可樂,“刺啦”一聲拉開拉環,仰頭灌了一大口。

冰涼的液體順着喉嚨滑下,澆熄了連日來的焦慮,只剩下振奮。

“顧念真,”

他放下可樂罐,第一次沒有叫“師姐”而是直呼其名,“謝謝你。”

顧念真沒看他,只是淡淡地“嗯”了一聲,一向沒什麼表情的臉上,也有了些笑意。

週二晚上八點,唐仲英樓,B207實驗室。

林允寧和孫婧再次站在了那臺精密的低溫原子力顯微鏡前。

孫婧一邊調試着激光器,一邊看着林允寧:

“行了,林大科學家,現在可以告訴我,你那個神神祕祕的新方法到底是什麼了吧?”

林允寧將自己的筆記本電腦連接到AFM的控制終端上,調出了Aether_Chrono的界面。

“師姐,我們之前的思路,無論是用濾波器還是做信號平均,本質上都是在想辦法去‘抹平”噪聲。”

他指着屏幕上那片混沌的實時信號,“但如果換個角度呢?我們不去對抗噪聲,我們去聽懂它在說什麼。

“說人話。”

孫婧白了他一眼。

“好。”

林允寧笑了笑,用了一個更直觀的比喻,“你可以把我們拿到的,混雜着巨大噪聲的AFM信號,看成一份被加密的‘密文”。它看起來雜亂無章,對吧?”

孫婧點了點頭。

“但這份密文背後,隱藏着一個極其簡單的‘明文’。那就是,AFM的懸臂樑,其實只在兩個狀態之間切換??沒被聲子熱點干擾”的基準態,和’被聲子熱點干擾”的偏移態。不是0,就是1。”

“Aether_Chrono的任務,就是利用概率模型,直接從這一大片看不懂的密文中,把那條隱藏的0101的明文序列給還原出來。”

孫婧聽明白了。

她的表情從最初的懷疑,慢慢變成了驚訝,最後化爲一絲震撼。

引入機器學習來分析數據的思路,已經完全跳出了傳統信號處理的範疇。

“行吧,我倒要看看,你怎麼把它解出來。”

“那開始吧。”

林允寧的語氣很平靜。

實驗有條不紊地進行。

激光加熱,AFM掃描,同步記錄時間戳。

所有的的結果,都被控制軟件以“數據流”的形式,自動導入林允寧的筆記本電腦。

當他按下“開始解碼”的按鈕時,不可思議的一幕發生了。

屏幕上,密密麻麻的噪聲數據點,像是被一隻無形的手抹去。

取而代之的,是一條清晰的階梯曲線,乾淨得像教科書裏的插圖。

曲線的橫座標是探針在樣品表面的位置,縱座標則是AFM懸臂樑諧振頻率因爲受熱而發生的偏移量。

這張圖,清楚地描繪出了AFM懸臂樑的諧振頻率,因爲受到那個微米尺度的熱點影響而發生的微小偏移。

“媽呀......這個空間分辨率和信噪比......”

孫婧下意識地捂住了嘴,那雙好看的鳳眼裏,流露出了難以置信的震撼。

她湊到屏幕前,反覆確認着座標軸的單位,聲音都有些顫抖:

“我們......我們真的......看到了?”

“看到了。”

林允寧的聲音很平靜,但緊握的拳頭還是暴露了他內心的激動。

這是人類第一次,真正觀測到了那個僅存在於微米尺度的,由非平衡熱流引起的“聲子熱點”。

孫婧立刻意識到了這意味着什麼。

她扶了扶眼鏡,身體前傾,看着那條幹淨得不像話的曲線,喃喃自語:

“這個信噪比,這個清晰度......這絕對是從來沒人見過的物理圖像!這是從來沒人發現過的新物理現象!這......固體物理學的教科書都要改寫了!”

初步的勝利讓她激動得臉頰泛紅,猛地拍了一下林允寧的肩膀,“這絕對能發《自然》或者《科學》了!

“不,一篇都不夠!一篇理論,一篇實驗,至少兩篇!小學弟,你這次真的要出名......你怎麼了!”

她話說到一半,突然發現林允寧面色不對,不僅沒有之前的興奮,反而連眉頭都皺了起來。

他的笑容凝固在臉上,沒有回應孫婧激動的慶祝,而是將解碼出的實驗數據,與自己先前構建的那套“聲子流體力學”理論的計算結果,放在了同一個座標系裏進行對比。

一個無法忽視的巨大矛盾,清晰地浮現在屏幕上。

按他的理論預測,聲子熱點應該像一座陡峭的“山峯”,能量高度集中在界面附近一個極小的區域內,然後迅速衰減。

但實驗數據所呈現的,卻完全是另一幅景象。

它更像一團彌散的霧氣,一個邊緣模糊、範圍遠比理論預測更寬廣的“高原”。

“怎麼回事?”

孫婧也發現了不對勁,“偏差也太大了。會不會是我們實驗的精度不夠,或者哪裏有誤差我們沒考慮到?”

林允寧搖了搖頭,目光死死地盯着屏幕上那兩條截然不同的曲線。

“實驗誤差解釋不了這麼大的波形區別。”

他的聲音有些乾澀,“你看數據的置信區間,非常窄。這個偏差是系統性的。”

這意味着,他那套在數學上優美而自治的“聲子流體力學”理論,雖然能完美解釋熱整流的飽和現象,但它在描述熱點的空間分佈時,卻錯得離譜。

它並不完備。

甚至,也許從根本上就是錯的。

林允寧有點哭笑不得。

他親手解決了一個實驗上的超級難題,卻也親手證明了自己的理論存在重大缺陷。

實驗室裏陷入了寂靜,只有儀器散熱風扇單調的嗡鳴。

孫婧見到林允寧沉默不語的樣子,以爲他心情不好,走上前去拍了拍他的後背,嘴巴動了動,想要說些安慰的話,最後卻只擠出一句:

“你已經很厲害了,有點小挫折別往心裏去啊。等會兒收拾完了,師姐帶你去喫點好的,換換腦子。”

林允寧回頭看了看孫婧,微微一笑,眼中露出興奮的神採:

“多謝孫師姐,我沒往心裏去,我只是在考慮,理論模型推導的那一步出了錯誤。”

孫婧見他絲毫沒有受到打擊的樣子,這才放心,剛想調侃兩句,林允寧口袋裏的諾基亞手機突然震動起來。

他拿起一看,是陳正平。

“喂,陳師兄你好,超算跑得怎麼樣了?”

電話那頭,陳正平的聲音帶着毫不掩飾的焦急:

“林師弟,超算這邊出問題了!

“你現在忙不忙,不忙的話麻煩你趕緊過來一下。”