“停机,保存所有原始数据。孟澈,关闭雷射器电源,切断pzt的所有高压控制线,切断一切反馈迴路。”
他最后看向江临,目光中不再有任何导师式的居高临下的宽容。
“江临,你说得对。物理世界不会撒谎,它只是在惩罚我们的傲慢。”陆知行缓缓说道,“现在,按照你的诊断,我们来重新为这个系统,制定物理世界的边界条件,我们需要怎么做?”
江临没有推辞。
在解决机械故障的战场上,谦虚就是对工程的褻瀆。
“拆开它。”江临看著尹航,说,“找平,然后用规矩的方法重装。”
几分钟后。
尹航从工具车里拿来一支5mm內六角批头和一把普通短柄棘轮扳手。
他站在光学平台前,手指不受控制地有些僵硬和发抖。
作为江城大学精密测量方向的高材生,他已经习惯了在机械键盘上敲击优雅的python代码,习惯了在复杂的协方差矩阵中寻找数学的最优解。
但现在,在这个关键的时刻,他要在导师严厉的目光和外人近乎透视的注视下,去亲手拆卸一块铝合金板。
这种强烈的反差感,就像是一个习惯了使用达文西手术机器人的顶级心外科主刀医生,突然被要求用一把生锈的指甲刀去完成一台截肢手术。
他深吸一口气,换上一副新的无尘丁腈手套。
將扳手的六角端插入那块转接板左上角第一颗螺栓的沉孔中。
手腕肌肉紧绷,猛地发力。
“咔——”
一声清脆得甚至有些刺耳的金属摩擦声,在安静得诡异的恆温室里突兀地响起。
听起来就像是螺纹之间长期咬合形成的巨大静摩擦力,被外力瞬间破坏时发出的惨叫。
江临站在距离平台一米远的地方,双手自然地垂在衝锋衣的两侧,姿態放鬆。
他没有任何上前接过扳手亲自代劳的意思。
在工程领域,工位、工具和正在运行的设备,是属於操作者个人的绝对领地。
未经允许去触碰他人的设备,不仅是对操作者边界的越界,更是不专业的表现。
“这颗左上角的螺栓,当初的锁紧力矩,至少偏大了百分之四十以上。”江临听著那声清脆的金属声,大脑中瞬间完成了应力预估,“你在拧松它的一瞬间,手腕是不是感觉到了明显的滯涩和回弹感?那是因为沉孔边缘和接触面附近,在巨大的压强下,已经发生了轻微的不可逆塑性变形。”
尹航没有反驳。
他的手腕依然酸麻,他確实用了几乎要把扳手拧断的力气,才把这颗像长在铁板上的螺栓鬆开。
他转而拆卸对角线上的第二颗。
这一次,扳手插进去之后,几乎没有遇到什么像样的阻力,手腕只是轻轻一转,螺栓就轻飘飘地鬆动了,仿佛它只是象徵性地放在那里一样。
“明显过松。”江临平静地给出最终的物理定论,像法医在宣读验尸报告,“右侧提供的法向拉力远远小於左侧,这就是你那块铝合金转接板发生微观翘曲的初始应力源泉。继续拆,全卸下来。”
一分钟后,四颗同规格的 m6 內六角螺栓,被一颗颗卸下,整齐地放进托盘里。
尹航先把半波片和上方调整架拆下,封进乾净的元件盒里,只留下那块铝合金转接板本体。
接下来的红丹显示和去毛刺,只针对转接板本体进行。
“拿红丹油。”江临转头看向站在一旁的孟澈。
孟澈愣了一下。
红丹油是一种在传统的粗重机械加工车间里用於检查两个金属配合面接触面积的指示剂。
在现代这种动輒使用三坐標测量仪和雷射干涉测量的超高端光学实验室里,这种脏兮兮的红色油膏几乎已经绝跡了。
孟澈跑出去,还真被他不知从哪里翻找出来一小支快要过期乾涸的红丹油。
江临看著孟澈,依然没有接:“把转接板露出来的底面,以及光学平台上刚才被覆盖的那片安装区域,用高纯度的无水乙醇擦洗乾净。用无尘布。记住,连一粒肉眼看不见的灰尘都不能留,否则会毁了测试。”
孟澈不敢怠慢,立刻照做。
高纯度的无水乙醇喷洒在冰冷的不锈钢表面,迅速挥发,带走了一切可能残留的油脂和微粒,留下一片乾净的金属光泽。
“现在,在平台的不锈钢安装区域上,用刮板均匀地涂抹一层红丹油。”江临就像是一台没有感情的工业数控工具机,精確地向两位博士生输出著操作指令,“红丹油不能厚,厚了就不是验接触,而是在验油膜。只要薄到发虚的一层红影,能蹭上高点就够了。”
陆知行皱了皱眉,让孟澈把转接板拿到旁边的机修工作檯,又搬来一块清洗过的钢製检验平板。
这是应急排查,不是正式装调规程。
结束后这片区域要重新按洁净室流程清洗。
孟澈换上全新的丁腈手套,用一块专用的无尘布蘸取了一点红丹油,在刚才转接板覆盖的区域仔细地涂抹开来。
在冷白色的萤光灯下,那一小片原本银色的区域,变成了一层浅淡的暗红色。
“把转接板放上去。”江临盯著尹航的手,“不要放螺栓,轻轻地放平,然后用手指在中心位置施加一点垂直向下的压力,不要让它发生任何水平方向的滑动。”
尹航深吸了一口气,双手端著那块铝板,垂直落下。
金属与金属贴合,发出沉闷的碰撞声。
他用食指在铝板正中心按压了三秒钟。
“拿起来,翻过来。”
尹航依言將铝板垂直抬起,翻转过来,將底面展示在所有人面前。
实验室里的呼吸声在那一瞬间停滯了。
按照尹航和孟澈此前的潜意识认知,这块铝板是由校办工厂那台用了很多年的立式加工中心,用高精度硬质合金刀具一点点铣出来的。
图纸上的粗糙度要求標得明明白白。
在他们这些习惯了用微分几何和张量分析来描述世界的物理学博士眼里,这块经过现代化工业母机洗礼的铝板底面,在他们的潜意识里,它至少应该足够平。
它就像欧几里得几何里的那个理想平面一样,不存在任何宏观意义上的起伏。
所以,当它压在同样平整的光学平台上时,这层薄薄的红丹油应该毫无死角地均匀地沾满整个底面。
按理说,这板子翻过来,该是一片匀净的红,红得让人心里踏实。
可现在,这红印子长得像鬼画符。
事实残酷得就像是一个响亮的巴掌,扇在了现代精密加工迷信者的脸上。
铝板的底面,只有左上角和右下角沾染了明显的红色斑块。
尤其是左上角,那里的红色极深,红丹油甚至因为过度的挤压而呈现出一种黏稠的暗紫红色。
这在机械刮研的行话里叫硬点,它残忍地说明,刚才按压的那一瞬间,这块看似平整的铝板,几乎所有的重量和法向压强,都集中在了这一个不到指甲盖大小的区域上。
而右上角和左下角,金属表面依然呈现著铝合金原本的冷色调,乾乾净净,没有沾上一丝一毫的红丹。
这就意味著,那两个角在微观层面上,根本就没有碰到底下的基准台。
它们是悬空的。
这怎么可能?
尹航的瞳孔猛地收缩了一下,大脑出现了短暂的空白,下意识地把铝板凑近眼睛,试图寻找光线折射的幻觉。
旁边的孟澈也推了推鼻樑上的黑框眼镜,眼底满是不可置信。
“这是局部高点,“江临说,“螺栓拧下去的时候,力就从这里走。其他没有沾上红色的地方,全是虚的。”
江临抬起手,在半空中画了一个简陋的受力示意图。
“物理世界不会跟你讲道理,你以为你拧紧了四个角的螺栓,力就均匀分布了?不可能。力就像水流,遇到阻力最小的路径就会疯狂倾泻。当左上角是最高点时,你施加的十来牛米扭矩,通过螺纹转化成轴向夹紧力,最后又被这个局部高点集中成了极高的接触压强。”
他走上前,伸出手指,虚指著铝板左上角那个顏色最深的红色斑块旁边。
那里,有一个用来穿过m6固定螺栓的通孔。
实验室里的几双眼睛顺著他的手指聚焦过去。
“这是加工缺陷。在这个通孔钻完之后,需要用倒角刀进行倒角处理,去除毛刺。但是,在这个孔上,由於倒角刀磨损严重钝化,或者工人在交接班时为了赶进度把进给速度推得太快,金属没有被乾脆利落地切削下来,而是被粗暴地挤压撕裂了。”
“通孔的边缘,向外翻起了一圈微小如同连绵山脉般的金属毛刺。这个毛刺的高度,按照这个压痕深度来推算,可能只有0.02毫米。”
“当你们在装配时,用巨大的力量拧紧左上角的螺栓,这圈肉眼看不见的毛刺,就变成了一个坚硬且无法被完全压平的支点。整块本该平贴在底座上的铝板,被这个支点硬生生地顶了起来。”
“於是,这块承担著分光镜固定重任的转接板,变成了一个微观层面上的蹺蹺板。左上角和右下角勉强挨著地,而右上角和左下角,其实是悬在半空中的。”
江临转过头,看著旁边因为常年运转而发出低沉嗡鸣的温控系统出风口。
“这间实验室的温控系统,控制精度標称是正负0.1度吧?”
“对,这是为了保证平台整体热胀冷缩在可控范围內。”姚思雨说。
江临点点头:“对於一个均匀受力的理想刚体来说,这个温度波动確实够了。但是在悬空状態下,温控系统周期性吹出的冷风让铝板表面迅速收缩,而底部的钢平台热容大,温度下降得慢。”
“这小小的温差,让铝板產生了微观的翘曲变形。这个可笑的蹺蹺板,就开始在这个0.02毫米的悬空缝隙里,伴隨著温控系统的压缩机启停,进行著周期长达四十分钟,肉眼不可见的热胀冷缩扭动。”
“你们试图用卡尔曼滤波,试图用无穷无尽的自適应算法和矩阵运算,去滤掉一个物理层面上一刻不停在扭动的蹺蹺板。你们觉得,这可能吗?”
尹航的手指还端著那块铝板,但他觉得那块几百克的金属现在有千斤重。
尤其是那圈几乎要用放大镜打著侧光才能勉强看清的微小毛刺,让他脸颊一阵火辣辣的发烫。
作为江城大学最顶尖实验室里培养出来的名校博士,他能在黑板上行云流水地推导长达三面的张量微积分公式。
他能熟练地运用python和matlab编写出上万行的信號处理代码。
他闭著眼睛都能说出各种噪声模型的功率谱密度分布。
但他竟然,被车间工人隨手留下来的金属碎屑,结结实实地击溃了。
他在这三周里熬过的夜,掉过的头髮,那些被他修改了无数次的优雅算法,在这最粗糙最原始的物理现实面前,变成了一场荒诞的滑稽戏。
“刮刀,或者细砂纸。”
陆知行的声音从后面传来。
这位三十九岁的青年教授,在此刻展现出了一个顶级科研人员应有的决断。
他没有再问任何多余的问题。
物理学就是这样,当正確的逻辑链条被铺陈在眼前,当数据和现象完成了闭环,任何的辩驳都是苍白无力的。
他已经完全接受了江临的诊断逻辑。
那个折磨了他们整个团队三周的低频漂移幽灵,终於在这一刻,被这层难闻的红丹油和一双肉眼,钉在了这块铝板上。
“我去拿!”孟澈反应极快,转身大步走向实验室角落的工具柜。
没过半分钟,他拿来了一把锋利的修边刀和几张黑色的2000目金相砂纸。
尹航把铝板放在工作檯上,深吸了一口气,强压下心头的挫败感。他拿起修边刀,手指因为紧张而微微用力发白。
他凑得极近,几乎要把脸贴到铝板上。
刀刃小心翼翼地切入左上角那个通孔的边缘,手腕微转。
伴隨著轻微的嗤声,一条细如髮丝的银白色铝屑捲曲著被剥离下来。
那是让他痛苦了三个星期的罪魁祸首。
接著,他仔仔细细地將另外三个通孔边缘的潜在毛刺也一一刮平。
但这还不够。
“把砂纸平铺在那个光学玻璃平板上。”江临指挥道。
孟澈立刻照做。
“加几滴水,水能带走切削下来的碎屑,防止铝粉二次划伤表面。”
尹航拿起铝板,底面朝下,平压在湿润的2000目砂纸上。
他没有乱磨,而是按照江临简短的指令,双手均匀施力,在玻璃平板上画著缓慢的8字型。
“沙——沙——沙——”
细微的摩擦声在实验室里迴荡。
这是非常纯粹的机械加工的声音,带著抚平创伤的节奏感。
打磨了大约两分钟,尹航停下手,用无水乙醇將底面冲洗得乾乾净净,最后用无尘布擦乾。
重新清洁平台,重新涂抹极薄的红丹油。
尹航再次端起铝板,重复了刚才的悬空掉落和按压动作。
这一次,当铝板再次被翻转过来时,实验室里的气氛明显一松。
尹航长长地吐出了一口憋在胸腔里的浊气。
底面上,不再是那种极端的两极分化。
原本大面积留白的区域,现在呈现出了四五个分布相对均匀的红色斑块。
虽然面积依然不大,但至少,它不再是一个只靠两个点支撑的危险的蹺蹺板了。
江临看著那几个斑块,眉头微微皱了一下,但很快又舒展开来。
如果是在废土上,在那个需要偏航轴承在沙暴中硬抗侧向剪切力的糟糕环境里,这种接触面简直就是草菅人命的垃圾。
他必须用刮刀,一刀一刀地刮研,用十五年的功力,把整个表面修整到每25毫米见方的面积內,必须均匀出现20个以上的微小接触点,才算达到了他的变態精度底线。
但这终究只是一间温度可控的光学实验室。
这只是一块临时固定小镜片的转接板,它不需要承受什么变態的交变载荷。
打磨到这个程度,虽然远未达到完美的平面,但对於消除那0.02毫米的局部高点,对於消除绝大部分的过约束和应力集中,已经足够了。
那个热力学意义上的蹺蹺板效应,已经被极大程度地削弱。
“可以了。”江临点了点头,“准备装配,注意顺序,这比打磨更重要。”
尹航如释重负,用酒精清洗掉残余的红丹油,將铝板小心翼翼地放回它在干涉系统中的原位。
他拿起那把带有扭矩设定的內六角扳手,正准备像往常一样直接拧紧。
“放下扳手。”江临的声音突然转冷。
尹航的手一抖,停在半空。
“用手。”江临走近了一步,眼神盯著那四个螺栓孔,“先將四颗螺栓放入孔中,全部用手指去拧。只用大拇指和食指的指腹。”
尹航不明所以,但还是照做了,捏住螺丝帽的边缘,一圈一圈地往下拧。
“感受螺纹咬合的阻力,拧到底,直到螺丝的底面刚刚接触到铝板的金属面,也就是你手指感觉到第一丝明显抗力的那一刻,立刻停下,不要施加任何哪怕多一丝的额外扭矩。”江临在一旁进行著严苛的语言导航。
四颗螺栓全部进入了待命状態。
此时的铝板只是被虚浮地固定著。
“现在,拿起扳手,把扭矩值设定到设计扭矩的百分之三十。”
“注意顺序。”
江临的声音仿佛带著一种独特的节拍,那是他在无数次废土装配中总结出来的,顺应金属材料內部脾性的韵律。
“左上,然后对角线的右下,接著右上,最后对角线的左下,必须交叉预紧。”
尹航握著扳手,將扳手头插入左上角的內六角螺栓。
咔噠极轻的一声,扳手达到了预设的微小扭矩。
然后是右下,右上,左下。
四个轻微的咔噠声依次响起。
“为什么要这样?”孟澈在一旁忍不住低声问道。
“第一轮三成扭矩,不是为了锁死,是为了让四颗螺栓同时进入受力状態。”江临目光没有离开铝板,“金属不是死物,接触面也不是数学里的理想平面。你一上来就把一个角锁死,就等於先把误差钉死在那里。后面再拧其他三个角,只会把板子强行扭进一个带內应力的姿態。”
“交叉预紧,是为了让接触面一点点坐实。三成、七成、满扭矩,分三轮走,是为了让螺纹、沉孔、接触面和下面的平台逐步建立同一个受力基准,而不是让某一个角先替整块板子承受全部错误。”
“第二轮,设到设计扭矩的七成,同样的对角线交叉顺序。”
尹航机械地执行著,他的手不再隨意,动作变得缓慢而虔诚。
扳手的咔噠声变得沉闷了一些,这意味著金属面之间正在建立牢固的法向约束。
“第三轮,设计扭矩,还是交叉顺序。”
四颗螺栓依次锁紧。
“最后再覆核一遍。”江临说,“不要加力,只確认每颗螺栓都在同一个扭矩点脱扣。哪一颗还能继续转,就说明刚才接触面又重新坐下去了,必须补到同一状態。”
但江临並没有喊停。
他的目光扫过铝板旁边,那里有一根用来传输压电陶瓷驱动信號的黑色同轴电缆。
因为刚才拆卸的关係,这根电缆现在有些隨意地搭在铝板的边缘。
“把那根线拿走。”江临指著那根电缆,“重新固定在旁边的理线槽里,用扎带绑死。线要留出弧度,不要让它对这块铝板產生任何直接的悬垂拉力。”
“这根线很轻的。”尹航下意识地反驳了一句,但他立刻闭嘴了。
因为他想起了刚才的0.02毫米。
“一根线的重力確实很小。”江临看著他,“但在亚纳米级別的干涉仪里,这根线隨著温度变化產生的轻微热胀冷缩,就是掛在这个结构上的一根不安分的橡皮筋。它会拉扯。你现在要做的,是切断一切多余的寄生应力传递路径。”
尹航老老实实地找来尼龙扎带,將电缆妥善地固定在远离光学主板的线槽里,保证电缆走向呈现一个鬆弛的u型。
整个拆卸、去毛刺、清洗和重装过程,实际耗时將近四十分钟。
在场的陆知行、尹航和孟澈,都觉得像是跟著经歷了一场容不得半点失误的微观外科手术。
当一切就绪,尹航后退两步,让出了位置。
陆知行走到了主控制台前,深吸了一口气。
“开机。”
孟澈迅速按下控制柜上的一排绿色按钮。
“嗡——”
真空泵低沉的轰鸣声重新响起,雷射器的预热指示灯开始闪烁红光。
“等待系统热平衡。”陆知行盯著屏幕。
恆温室里恢復了那种让人昏昏欲睡的风扇嗡鸣声。
但在场的几人,没有一个人觉得睏倦。
系统被刚才的折腾打破了原有的热力学状態,需要一段时间来吸收机器重新运转產生的热量,从而在微观层面上重新建立干涉条纹的锁定平衡。
时间一分一秒地流逝。
十分钟
二十分钟。
三十分钟。
电脑屏幕上,代表著干涉信號实时相位的彩色数据流,像瀑布一样重新开始滚动。
最初的几分钟,曲线因为內部温度梯度的剧烈波动,以及压电陶瓷在满量程寻找锁定点而剧烈震盪,像是一条发了疯的过山车,上躥下跳。
渐渐地,隨著温度的传导趋於稳定,强大的pid控制迴路开始介入工作。
那条疯狂的曲线幅度越来越小,逐渐收敛,最终变成了一条在基准线附近极小范围內蠕动的细线。
一个小时过去。
这只够覆盖原来那个四十分钟漂移的一个半周期,远远不足以作为最终结论。
但它已经足够说明一件事,那个最刺眼的低频驼峰,第一次没有按时出现。
pzt补偿电压从原先逼近满量程的80%,降到了15%左右的小范围波动。
这不是论文已经保住了。
这是他们终於找到了正確的排查方向。
要知道,在过去的三天里,不管尹航怎么修改滤波算法,那条代表系统稳定性的蓝色曲线,在横轴代表平滑时间的区域,总是会在频域10?3到10??赫兹的那个低频区间內,如同一个令人绝望的驼峰一般高高隆起。
那个驼峰,就是那个热循环迟滯效应在频域上的幽灵现身。
它宣告著系统的长期稳定性彻底完蛋。
但现在。
屏幕上的那条不断向右延伸的蓝色实线。
它平滑得像是一把被绝世高手挥出的利剑,没有丝毫犹豫,直接一剑切断了原先那个该死隆起的驼峰。
它在双对数坐標繫上,以標准的?1/2斜率,像一架失去升力的战斗机,朝著图表的右下方一路疯狂俯衝。
直接刺破了原先他们无论如何修改代码,如何优化电路都无法触及的残差底线,深深地扎进了令人窒息的低噪声区间。
没有周期性的缓慢起伏,没有低频的幽灵,没有迟滯的不对称。
至少在这一小时的短数据里,主要噪声项已经退回到光子散粒噪声、电子学白噪声和残余热噪声附近。
旁边的一个监控窗口里,原本需要压电陶瓷输出满量程80%的高电压才能强行拉回,死死抵抗的机械补偿电压,现在就像是一个卸下了千斤重担的老人,安静地停留在15%左右的微小范围內波动。
这表明,整个庞大的干涉光路,在物理和机械的底层架构上,已经处於一种稳定的受力状態。
电子系统和反馈控制迴路,现在只需要游刃有余地处理空间中真正的环境微小噪声,而不再需要像个救火队员一样,去替那个一直在扭动的微观蹺蹺板背黑锅。
数据不仅达標了。
而且比prl那位眼光毒辣的第二审稿人所要求的长期残差水平,还要低了整整一个数量级。
这简直是一个奇蹟般的数字。
“滤波算法关掉了吗?”孟澈的声音有些发颤。
“关了,早就关了。”尹航咽了一口唾沫,手指轻轻敲击了一下键盘调出后台设置,“我发誓,这就是从adc转换器里出来的採样数据。没有滑动平均,没有卡尔曼,没有任何他妈的软体平滑。”
陆知行没有说话。
他把滑鼠拉过去,在屏幕上调出三个窗口。
最左边是三天前那张带著驼峰的原始漂移图,中间是用光槓桿原理放大验证的粗糙位移图,最右边,是现在这张平滑俯衝的重装后残差图。
三张图並排放在一起,具有著强烈的视觉衝击力。
陆知行慢慢地直起腰。
他知道,这篇心血之作保住了。
他的青年人才申报计划保住了。
更重要的是,他保住了这套价值数百万的干涉测量系统,免受后续那些因为找错方向而进行的,毫无意义的电子学拆解和破坏。
他转过身。
课题组几名学生都处於狂喜的边缘,但陆知行却看向了自从装配完成后,就一直安静地退到光学平台边缘,仿佛置身事外的江临。
江临正静静地看著屏幕上那条向下俯衝的曲线。
他的眼神里没有惊喜,只有一种理所当然的平静,仿佛他早就知道那条线会走向哪里。
陆知行的目光没有看江临年轻的脸庞,而是慢慢下移,落在了江临那双隨意垂在身侧的手上。
那是一双很年轻的手。
手指修长,骨节分明,指肚和虎口处有一些发黄的薄茧。
指甲修剪得很整齐,没有留一点白边。
看起来乾乾净净,没有任何机加工车间里常见的粗糙痕跡。
但陆知行非常清楚,刚才就是这双手,在半空中虚指了一下,就精准地切断了一个微观世界里混乱的应力根源。
“你以前,做过精密装调?”陆知行的语气中带著些许试探的意味。
江临收回看向屏幕的视线,转过头,迎上陆知行的目光。
“做过一些粗糙的东西,算不上精密。”
“粗糙?”
陆知行忍不住冷笑了一声,这笑声里没有恶意,只有一种对荒谬现实的自嘲。
“粗糙的机械操作,怕是没法把一个人的直觉和肌肉记忆,训练成你刚才那个样子。你刚才对扭矩扳手的手感,还有排查寄生应力的下意识反应,都不可能是书本上能教出来的。”
江临的眼瞼微微垂了一下,没有接话。
他总不能说,他那所谓的粗糙来自废土。
陆知行见他不语,也没有继续追问。
在这个圈子里待久了,他知道每个人都有自己的护城河,也都有不能立刻摆在檯面上问底细的秘密。
不管眼前这个年轻人,在那双乾净的手背后隱瞒了什么样的过往,对於陆知行,以及这间时刻面临著极端工程挑战的精密测量实验室来说,都是极珍贵的异常变量。
“尹航,孟澈,你们留在这里,把刚才这一个小时的数据完整地保存下来。写一个初步的排故备忘录,把那0.02毫米的毛刺和电缆的事情原原本本地记进去。”
陆知行吩咐了几句,转过头看向江临。
“今天的事情,我代表课题组谢谢你。你挽救了我们至少半个月的盲目排查时间和一篇可能被拒的论文。”
“能不能再耽误你一些时间,去我办公室谈谈,今天那些关於接触刚度和误差传递的判断,我想多了解一下。”
江临点了点头。
回到办公室,陆知行请江临坐下,亲自给他倒了一杯纯净水。
陆知行坐回自己的转椅,把刚才江临带过来的那叠厚厚的材料重新拿起来,直接翻到后面关於接触刚度退化模型推导的那一部分。
“你这个模型,关於微凸体塑性变形参数估算的方式,我已经看了逻辑,很巧妙。但有一件事我想確认,你在这里写接触应力鬆弛函数的时候,用的是指数衰减的形式。你说衰减的时间常数,是利用热扩散长度估算出来的。这个把热传导和固体力学揉在一起的跨界处理方式,你是从哪里得来的?经典教材,还是你自己推导的?”
“经典的高级热传导教材里有类似处理局部热斑的数学方式,我参考了那种边界条件。但具体到你们那个铝钢接触副的复杂情况,我做了修改。因为接触面两侧,铝的热扩散係数极大,钢的热扩散係数很小,差异太大了。如果直接用某一侧的参数去近似,误差会大到离谱。所以我构建了一个等效的热力学边界,用加权平均的方式重构了时间常数。”江临回答的滴水不漏。
“加权的依据是什么?”陆知行追问的速度极快。
“接触面积占比,具体来说,是屈服点真实的微观接触面积占比。”江临对答如流,甚至没有任何思考的停顿。
“你用实验验证过这个加权係数的准確性吗?”
“没有精確验证。”江临坦诚地承认,“我做过一个粗糙的数学上的灵敏度分析。也就是不断改变权重係数,去看模型预测的刚度退化结果的变化范围。但在我手里那些极度糟糕的测量数据的精度水平上,不同的权重取值给出的宏观结果差別,全都被掩盖在误差棒之內了。所以我没有,也无法进一步细化它。”
“你做这个模型,到底是为了解决一个具体的工程问题,还是为了从根本上理解这个底层的物理现象?”
江临微微歪了歪头,略一沉吟,说道:“两个都有,但开始的时候,绝对是为了工程问题,我要让一个关键的轴承在恶劣环境下工作。它不工作,系统就会崩溃。我需要找到原因,修好它,哪怕是用最丑陋的方式。理解这个现象是后来的事。是因为修好之后,我想知道为什么会这样,下次能不能在出灾难性的问题之前,从数据上提前预测到它。”
陆知行沉默了一会儿才再次开口:“你那组附录里的数据,测量条件可以说是差得令人髮指,仪器也老旧得不可思议。但是,你的误差分析做得认真,甚至有些苛刻。你清楚每一步的不確定度究竟从哪里来,是传感器漂移,还是环境白噪声。这个习惯,是怎么养成的?”
这不怪陆知行惊讶。
现在的很多名校研究生,在高级软体的投餵下,只会把数据扔进黑盒子里跑个p值,根本没有深挖误差链底层的素养。
“因为数据条件差,如果不把不確定度搞清楚,就没有办法判断这堆数据到底告诉了我什么真实信息,又掩盖了什么缺陷。”
江临的语气里带著清晰的自我认知。
“我不能假装不確定度不存在,自己骗自己。但我更不能因为有不確定度,就直接扔掉这组唯一的数据。我只能老老实实地把它每一项的来源都列出来。然后在这个千疮百孔的基础上,能说多少实话,就说多少实话,绝不越界。”
陆知行没有立刻回应。
他在处理今天整体发生的所有事情。
不是那个卡脖子的技术问题,那个问题现在有了完美的答案,他已经消化了。
他现在在处理的,是坐在对面的这个人本身。
这个人带著严谨的数据来,数据有不避讳的局限性说明。
他的模型有原创的推导,推导的每一步参数来源都清清楚楚地註明了。
估算值和实测值严格分开標註,自己不確定的地方,甚至用红笔画了圈主动暴露出来。
当他在讲述自己做过的事情时,他谈论的永远是那些犯过的错误,找到原因花了多长时间,妥协的物理边界在哪里。
而不是像很多心高气傲的天才那样,吹嘘自己有多么擅长这件事。
这种务实到甚至带点悲观的工程底色,不像一个他见过的任何类型的学生。
陆知行深吸了一口气,继续盘问专业细节:“你那组数据里,接触刚度的代理量是压痕面积分布。但是,这个代理量和真实的接触刚度之间的数学映射关係,你用的是什么模型?”
“赫兹接触模型,但我做了大量的简化。”江临毫不犹豫,“我假设微凸体是理想的球形,並且主要发生弹性变形,我刻意忽略了初期的大规模塑性变形和表面氧化层的影响。”
“这个粗暴的简化,在你的情况下成立吗?”陆知行的眼神锐利如刀。
“对於初期的浅层接触,基本成立。”江临目不转睛,“但是,经过几十个恶劣的热循环之后,接触面不可避免地產生了轻微的宏观塑性变形。这个时候,简化模型就开始引入巨大的误差。这是我的代理量误差链里,最脆弱的一条。在附录的第三页第二段,我专门写明了这一点。”
陆知行立刻把材料翻到附录,迅速找到那条用红笔圈出来的段落。
一遍过后,眼角的肌肉微微抽动了一下,没有再在这个问题上追问下去。
因为江临的逻辑闭环已经完美得无懈可击。
陆知行停顿了一下,身体前倾,看著江临的眼睛,问出了最核心的问题:“你需要什么?”
江临听清楚了这个问题的语境。
不是高高在上的你想要什么奖赏,而是你在做这件困难的事,你缺什么武器?
“我需要一个绝对可靠的物理基准面。”江临的语速稍微快了一点,带著一种不加掩饰的渴望,“一块標定过的零级花岗岩平台,一套带检定证书可溯源到国家计量基准的量块,还有解析度到微米的千分表。”
“此外,我还需要一个能做基础机加工的地方。车床、铣床、钻床都行。不需要昂贵的五轴联动精密设备,最传统的手动车床就可以。”
“你要这些东西,用来做什么?”陆知行有些疑惑。
这要求,既高端得要命,又粗糙得让人摸不著头脑。
“我在以前的地方,有三块用来做平面基准的铸铁平板,用三板互研的工艺,把它们刮研到了微米级。但是,它们从来没有被现代体系真正校准过,我不知道我亲手刮出来的真实平面度数字到底是多少。我要用可靠的基准面去校一下,也是验证一下我当时的研磨方法到底有没有走偏。”
江临说道。
“至於机加工设备,是因为我在之前恶劣的环境下,做过很多非常粗糙的过渡工装。我想用现实里正常的设备,重新做一遍。我想验证一下,我在那种绝境下建立起来的关於切削力、进给量和金属振动的那套身体感觉,在没有外界干扰的加工条件下,它的绝对误差到底在什么量级。”
“这三块铸铁板现在在哪里?”有被震撼到的陆知行连忙追问道。
“在另一个非常远的地方,带不过来。”江临面不改色,“但我可以在你们这边的金工实习车间,重新买毛坯研磨一套。然后用学院计量室的自准直仪、电子水平仪,或者找第三方计量机构做一次正式检定。你们的干涉系统如果能提供局部位移参考,也可以作为辅助交叉验证。”
“三板互研啊,你做过多少次?”
陆知行作为物理学出身的人,虽然不精通钳工,但怎么可能不知道这项工业革命初期最硬核最折磨人的手工绝技。
“做了一段非常长的时间,直到三块板子之间在薄油膜和表面贴附效应下,能够出现明显的贴合阻滯,推开时像是在拉开一层看不见的膜。”
陆知行倒吸了一口凉气,瞬间乾脆了下来:“你是为了我们课题组排查出了致命的误差,这完全属於重点实验室基础科研训练的范畴。作为回报,我可以以课题组负责人的名义,向物理学院提交一份你的临时访问和设备使用申请。基准平台和金工车间,我都可以帮你搞定。”
说著,他拉开抽屉,拿出一张印著江城大学校徽的《物理学院临时实验人员备案表》,拿起一支黑色的碳素笔,准备填写。
“你的名字我知道了,江临。身份证號你等下发我微信。”陆知行看著表格上的栏目,隨口问道,“你现在的学籍信息是哪里?”
江临看著陆知行准备落笔的手,答说:“江城七中的。”
陆知行抬起头,一脸的疑惑:“七中?我们学校或者隔壁的理工、工业有哪个叫七中的重点实验室或者学院吗?”
“是高中,江城第七中学,高三的。”
办公室里,一下子安静得可怕。
陆知行握著笔的手僵在了半空中,他看著江临,嘴巴微张,足足有半分钟没有发出一点声音。
就在刚才,陆知行脑海里还推演过无数种江临可能的身份背景。
他猜想过,这可能是一个江城大学低调的物理强基班的大三本科生。
可能是一个在某个老教授的地下实验室里被私下带了好多年的竞赛生。
甚至想过,这可能是一个出身於某个军工或者航天院所职工家庭的孩子,从小在保密车间里把精密设备当玩具摸大的。
但他唯独没有想到高三这两个字。
不是因为陆知行看不起高中生。他见过极其聪明的高中生。
拿过国际物理奥赛金牌的,被中科大少年班提前录取的,高中就把本科四大力学自学完的天才,在这个圈子里都不是传说,而是活生生的现实。
可刚才在恆温室里,江临表现出来的东西,根本不是单纯的数学好或者聪明。
那是对微观接触面的病態执著,对预紧力分布的神经质敏感,以及在漫长岁月中不断重复捶打,才能磨出来的工程阅歷。
这种极其苍老极度理性的东西,绝对不该,也不可能长在一个高中生身上。
要知道,即便是高三,距离真正的物理前沿,距离工业体系的深水区,中间还隔著四年本科基础、三年硕士科研,以及四年博士训练呢。
而现在,这个刚刚在百万级设备的恆温室里,用光槓桿原理的巧妙设计,用底层应力迟滯的偏微分模型,把他这个副教授,加上博士以及一个硕士的认知按在地上摩擦的傢伙,竟然是一个明天早上还要背著书包回学校,去做《五年高考三年模擬》的高中生?
这不仅仅是简单的认知失调。
简直就是对陆知行三十九年以来建立的整个教育价值观和学术生涯的暴力解构。
陆知行感觉自己的呼吸都变得沉重了。
但是,那张完美俯衝的艾伦方差图就在隔壁的电脑上。
那块被刮平了0.02毫米毛刺的铝板就在系统里运转。
今天在这间实验室里发生的所有逻辑严密的对话就在他的脑子里。
他自己內心深处那种被折服的感受也是真实存在的。
江临看著愣在那里的陆知行,有点不好意思地补充了一句:“能以高中生的名义报名吗?”
陆知行狠狠地闭上眼睛,深吸了一大口气,在脑海里像过电影一样,飞快地把今天整件事,江临的每一个微表情和每一句对答,重新在脑子里过了一遍。
当他再次睁开眼睛时,眼底的震惊已经被一种如同挖到绝世宝藏般的喜出望外所取代。
“你有这种程度的工程直觉,这种对误差链的恐怖知识储备,加上你今天在这里展现出来的东西,高中生基础科研与创新能力观察计划,我会用这个专门的名义,向学院打一份特別报告。”
陆知行迅速在表格上落笔,字跡龙飞凤舞。
“你是未成年人,这事不能我一个人拍板。家长知情同意、学校证明、实验室安全培训、雷射安全培训,一个都不能少。核心设备区和金工车间,你只能在我或者指定博士生陪同下进入。”
“没问题,我遵守实验室规矩。”江临答应得很痛快。
在废土,不守规矩是活不久的。
“还有一件事很重要。”陆知行抬起头,眼神恢復了教授的威严,“今天你在恆温室里的那些物理判断、排故逻辑,你需要给我写成一份书面报告。”
“毛刺的误差来源,光槓桿的验证方法,迟滯不对称性的替代假设,为什么你能在第一时间排除电学噪声的干扰,每一条,都要写清楚明白。”
“有格式要求吗?”江临问。
“格式不限。”陆知行盯著他,“但底层逻辑必须严丝合缝,要让我在例会上拿出来的时候,挑不出半个字的逻辑漏洞。”
江临点头:“没问题。”
陆知行这才重新把保温杯拿起来,自江临进门以来,第一次拧开盖子,喝了一大口温热的枸杞茶。
……
中午时分,因为时间紧,任务重,午饭是在江大小食堂吃的。
江临无所谓在哪里吃,吃什么。
吃好了,拿著陆老师给的江城大学物理学院高中生科研训练临时入场与设备使用申请材料清单,准备离开。
不过才从楼上下来,在食堂门口,就看到陆老师团队里的研究生姚思雨,拿著一个饭盒站在那里。
看到江临出来,姚思雨眼睛一亮,小跑著迎了上来。
“江临,方便加个微信吗?”她说得很快,脸上还有熬夜后的疲惫,“不是私事。后续那组原始残差数据,我可能还要向你確认几个標註。还有,今天你提到的那个代理指標,我想回去重新整理进排故备忘录里。”
江临点头,扫码添加。
“报告发我一份,我看完再说。”
姚思雨怔了一下,隨即认真地点头:“好。”
江临收起手机,挥挥手,便即快步离开。
一路上春风拂面,带著青草的味道,清新,温润。
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