大洋彼岸,加拿大多倫多大學。
清晨七點,博士生保羅?安德森打着哈欠,端着一杯熱氣騰騰的拿鐵咖啡坐到電腦前。
他照例點開了arXiv預印本網站的主頁,準備看看那場華夏與澳洲的學術大戰有沒有什麼新八卦。
網頁加載出來的瞬間,他差點把嘴裏的咖啡噴到屏幕上。
主頁最頂端,一篇剛剛提交就被編輯置頂高亮的論文標題,每一個字母都十分醒目。
[Global Phase Diagram of Topological States in Graphene via ML-assisted Exploration]
(《石墨烯中拓撲物態的全局相圖與機器學習輔助探索》)
"Holy SXXt! "
保羅下意識地罵了一句,睡意全無。
他把咖啡杯重重地放在桌上,立刻點開了這篇論文。
他直接跳過了前面複雜的理論部分,將頁面拖到了最核心的結果圖。
一張前所未見的、精美得如同藝術品的拓撲相圖,佔據了整個屏幕。
圖上,不僅有包含了那個廣義相幹勢近似的理論曲線,更有來自德國馬普所施密特教授課題組的第三方實驗數據點作爲證據。
甚至,就連烏薩爾課題組的那組實驗結果,也被標記在了一個“符號翻轉區”之上。
然而最讓他感到震撼的,還是圖片下方那行小字:
“該拓撲相圖由物理信息神經網絡(PINN)的代理模型在物理規律約束下生成”。
保羅感覺自己的頭皮一陣發麻。
“用......用神經網絡來畫相圖?這難道不是插值擬合麼?還是說,他們的PINN代理模型有什麼特殊之處?”
保羅喃喃自語,感覺自己的科研認知受到了衝擊。
他想看看文章前面的理論部分,但又覺得太複雜,乾脆放棄了。
他刷新了一下頁面,往論文下方的評論區看去。
這才發現,評論區已經炸開了鍋。
【評論A(IP來自美國普林斯頓大學):難以置信!將第一性原理、相幹勢近似,動態物理約束和代理模型如此無縫地結合在一起......這已經不是一篇論文了,這是一個全新的科研範式!韓的團隊在用探索機器學習的應用,
想要鍛造一把探索複雜物理世界的鑰匙!】
【評論B(匿名):我只想知道烏薩爾教授現在是什麼表情。他提出的那個‘近藤效應’模型,在這張全局相圖面前,看起來就像小孩子的塗鴉。】
【評論C(IP來自法國國家科學研究中心):太瘋狂了,沒想到韓課題組的回應竟然如此犀利!烏薩爾的實驗非但沒有推翻他們的理論,反而成了這張地圖上一個微不足道的驗證點!這簡直是......公開處刑!】
【評論D(IP來自澳洲墨爾本大學):我就是墨爾本大學物理系的,我只想說,幹得漂亮。終於有人制裁烏薩爾這個XXX了!】
保羅越看越來勁兒,本着看熱鬧不嫌事大的想法,他也回了一條評論:
【期待烏薩爾教授的回覆!】
很快,又有一條評論跳了出來:
【評論D(IP來自多倫多大學):保羅,別看熱鬧了,滾回實驗室!把我們所有的數據,都用這篇文章裏的新方法重新分析一遍!立刻!】
保羅看着導師的留言,嚇得一哆嗦,趕緊關掉了評論區。
他沒想到,這場持續了近一個月的學術爭端,最後竟以一種所有人都沒想到的單方面碾壓的方式,落下了帷幕。
就在全世界凝聚態物理學家們,用他們獨有的方式愉快喫瓜的時候。
金陵大學,顯微實驗室中。
實驗臺上的液氮杜瓦瓶已經預冷完畢,瓶壁上凝結着一層白霜,發出細微的“嘶嘶”聲。
林允寧和孫婧並肩坐在操作檯前,氣氛緊張得如同等待火箭發射。
他們今晚的目標很明確:
將界面溫差推向極限,去尋找那個只存在於理論預言中的“分裂的熱點”。
“準備好了?”
孫婧問道,她的聲音很輕,但林允寧還是能聽出一絲顫抖。
他點了點頭,移動鼠標,啓動了Aether_Chrono的實時解碼程序。
然後,他開始緩緩提升加熱激光的功率。
屏幕上,代表熱點分佈的二維圖像,開始被一像素一像素地被渲染出來。
起初,圖像中心只有一個微弱的亮點,隨着功率的增加,亮點變得越來越亮。
一切都和之前的實驗結果吻合。
激光功率緩緩上升。
“功率1.2瓦,已達到理論預測的臨界值。”
孫婧報出了讀數。
林允寧操作鼠標的手忽然停了下來,眉頭微微皺起。
麻煩出現了。
“信號開始抖動了!怎麼回事?”
孫婧指着屏幕,有些緊張地小聲說道。
只見屏幕上,那個原本穩定的熱點圖像,開始像信號不好的電視雪花一樣,無規律地閃爍跳動。
“不要緊,高功率激光,自己就會帶來熱噪聲,並且引發機械振動,會干擾AFM探針的穩定性。這是預料之中的。’
林允寧的聲音依舊很平靜,“我早就估計到了,高功率下,可能會有非線性效應。標準的解碼算法就不夠用了。”
他沒有去碰任何硬件,而是在Aether_Chrono的設置裏,調出了一個新的高級選項??“二階關聯動態濾波”。
這是他在重構理論時,就預先埋下的“後手”。
這個算法,能從信號自身的抖動模式中,學習並剔除掉這種非線性的噪聲。
他點擊了“啓用”。
很快,那些跳動的雪花噪點被濾波算法篩掉,熱點的圖像再次變得穩定清晰起來。
孫婧看得睜大了眼睛。
可她還沒來得及感嘆,另一個更大的麻煩,接踵而至。
在另一塊監控屏幕上,代表AFM懸臂樑健康狀態的品質因子(Q值)曲線,突然開始斷崖式下跌!
旁邊的狀態指示燈,也從綠色瞬間跳到了刺目的紅色!
這意味着,在高功率激光的持續照射下,懸臂樑那極其精密的、鍍有金膜的針尖,因爲局部過熱,開始發生不可逆的物理形變甚至熔燬!
“林允寧!Q值跌破安全閾值了!”
孫婧的聲音陡然拔高,“探針尖端在熔燬!”
探針,快要被燒壞了!
這是實驗的生死關。
一旦探針損壞,整個實驗將宣告失敗,儘管還有備用的探針頭,但也意味着他們必須從頭再來。
“功率降下來!"
孫婧下意識地喊道,手已經伸向了激光控制器的緊急停止按鈕。
“別動!”
林允寧的聲音不大,卻帶着不容置疑的冷靜,“再給我三十秒!師姐加大功率!到2.0瓦!”
“加大功率?那不是死得更快?”
孫婧嘴上說着,但手上動作卻絲毫沒停,立刻點擊鼠標,快速提升激光功率。
她對於這個屢次創造奇蹟的少年,已經有了一種本能的信任。
“不一定,探針的損毀是線性的,但相變是非線性的。我們有機會在它徹底熔燬前,用足夠的能量密度衝過那個臨界點!”
林允寧的雙眼死死盯着屏幕,雙手在鍵盤上不停敲擊。
他沒有去管即將損壞的探針,而是將所有注意力,都集中在了數據的採集上。
他放棄了之前精細的二維掃描,而是啓動了一套“十字交叉”快速採樣模式,只採集熱點核心區域最關鍵的幾個數據點。
時間一秒一秒地過去。
品質因子的數值已經跌破了安全閾值。
“十、九、八......”
孫婧在心裏默默倒數着,手心全是汗。
就在她準備強行中止實驗的瞬間,林允寧猛地將鼠標從採集區移開,按下了“停止加熱”的按鈕。
激光關閉。
屏幕上,品質因子的曲線,在跌入深淵前的最後一刻,堪堪穩住。
探針已經發生了不可逆的損傷,但這本來就是實驗耗材,幾百塊的價格雖然不便宜,但跟保住實驗結果比起來,卻又算不了什麼了。
林允寧的目光,移到了另一塊屏幕上。
那裏,一張由幾十個關鍵數據點拼接而成的熱點分佈圖,定格在了那裏。
兩人屏住呼吸,湊到屏幕前。
圖像的中心,那個原本單一的亮點,已經消失了。
取而代之的,是兩個對稱分佈在界面兩側的、獨立的、明亮的峯值!
在臨界條件下,“聲子熱點”果然分裂了!
實驗結果,與“非局域聲子贗勢近似”的理論預言,完美吻合。
“我......我們......成功了?!”
孫婧看着屏幕上那兩個清晰的分裂峯,激動得說不出話來,眼圈瞬間就紅了。
她猛地轉過身,給了身旁的林允寧一個結結實實的擁抱。
“我們做到了......我們真的做到了......”
這一次,沒有任何調侃,也沒有任何玩笑。
只有作爲一名科學工作者,在親眼見證一個足以載入教科書的新現象誕生時,最由衷的興奮。
林允寧輕輕拍了拍她的後背,感受着胸腔裏那顆因爲激動而劇烈跳動的心臟。
他成功了。
從一個模糊的猜想,到一個自治的理論,再到一個被實驗完美驗證的預言。
重生以來,他第一次獨立完成了從“解釋現象”,到“預測並驗證新現象”的巨大跨越。
這一刻的喜悅,不是徵服,而是發現。
不是站在世界之巔,而是觸摸到了世界最底層的規律。
這比前世捧起任何一座冠軍獎盃,都更讓他感到內心的滿足。