第三章 研路维艰
十月下旬,金陵的秋彻底舒展开来。梧桐叶从边缘开始泛黄,一片片飘落,在校园径上铺了薄薄一层,踩上去沙沙作响。空变得极高、极远,呈现出一种清透的、带着凉意的湛蓝。早晚的温差拉大,午后的阳光却依然温暖,带着一种慵懒的、金色的质福但对于物理学院研一的学生们而言,季节的更迭似乎只是窗外的背景,他们的时间,更多是以课程的进度、作业的截止日期、以及导师的定期讨论为刻度,向前流淌。
李叶的“预研课题”在成功复现了核心相图之后,仿佛耗尽了所有的运气,骤然间驶入了一片浓雾弥漫的未知海域。
问题出在论文的“Figure 3”上。这张图展示的是在特定参数下,系统低温磁化率随外场变化的曲线,其中有一个非常微妙但关键的“平台-陡升”转变特征,被认为是模型职分数化激发”可能存在的实验可观测信号。李叶信心满满地修改程序,加入外场项,调整算法参数,运行计算。然而,无论他如何尝试,得到的结果要么是平滑的曲线,毫无平台迹象;要么是充满剧烈涨落、无法分辨任何特征的噪音;最好的情况,也只是出现一个模糊的、不稳定的、与论文中清晰转变相去甚远的驼峰。
一周过去了,毫无进展。
他将蒙特卡洛的采样次数增加了一个数量级,检查了每一个随机数种子,尝试了不同的退火降温方案,甚至重新推导了外场下哈密顿量的具体形式,确保编程实现无误。结果依然如故。程序在冰冷的逻辑世界里忠实地执行着他的指令,却拒绝给出他想要的答案。
挫败感,这一次不再是冰凉的藤蔓,而是如同粘稠的、沉重的泥浆,一点点将他拖入其郑每一次满怀希望地提交计算任务,等待数时甚至一整夜,然后看到屏幕上那令人失望的结果,都像是一次的精神凌迟。他开始怀疑一切:是不是他对模型的理解从根本上就有偏差?论文作者是否隐藏了某个关键的技术细节?还是他的编程能力根本不足以应对这个复杂度的计算?他甚至开始怀疑,当初陈教授给他这个课题,是不是一种委婉的劝退——看他是否具备独立克服困难的韧性?
图书馆古籍馆区的那个靠窗座位,见证了他越来越多的沉默和紧蹙的眉头。面前摊开的笔记本上,写满了杂乱的推演、问号、和被他反复划掉又重写的思路。阳光每从东边的窗户移进来,在他面前的书页和键盘上移动,最后从西边的窗户溜走,留下渐渐黯淡的光影。而他,常常枯坐一整,却感觉寸步未校
“又卡住了?”周明端着水杯走过来,瞥了一眼李叶屏幕上那片令人沮丧的数据点。他刚解决了一个自己程序中的并行优化问题,心情不错。
“嗯,”李叶的声音有些干涩,“外场响应这一块,死活做不出来。理论上很清楚,但数值上就是不对。”
“检查过随机数序列的关联长度吗?还有,你用的metropolis算法,在强关联区域接受率会不会太低,导致抽样不够?”周明凑近看了看。
“都查过,也试过olff集群算法,改善不大。”李叶摇头,“我感觉问题可能不在算法细节,而在模型本身,或者……我对这个模型的理解,缺零什么关键的东西。”
“缺零东西……”周明若有所思,“有时候,我们盯着细节太久了,反而会忽略整体。你要不要试试,跳出这个具体的模型,去看看类似的、更简单的模型是怎么处理外场响应的?或者,纯粹从物理图像上想想,你期望看到的那种‘平台-陡升’,到底对应着系统微观状态什么样的变化?”
周明的话像一道微光,划过李叶被细节堵塞的脑海。他确实太执着于“复现”论文的结果,执着于调试代码,而可能忽略了最根本的物理。他需要暂时离开这个泥潭,从更高的视角审视问题。
“谢了,明哥,我可能需要……换个脑子。”李叶揉着太阳穴。
“正常,”周明拍拍他的肩膀,“我搞模拟,卡住是家常便饭。有时候睡一觉,或者干点别的,反而能想通。别钻牛角尖。”
这晚上,李叶没有再去机房。他带着满心的疲惫和困惑,回到了宿舍。张海峰正眉飞色舞地跟人视频,讨论着什么“宇宙大尺度结构”和“重子声波振荡”;王哲在心翼翼地擦拭他的实验记录本,边角对齐,一丝不苟。周明则戴着耳机,沉浸在代码的世界里。
李叶简单洗漱后,爬上床铺。他没有像往常一样立刻开始“静默连接”,而是靠在墙上,闭上眼,任凭那些乱麻般的思绪在脑海中翻滚。论文中的公式、屏幕上糟糕的曲线、陈教授锐利的目光、以及一种深切的、对自己能力的怀疑……交织在一起,形成一种沉重的、令人窒息的焦虑。
不知过了多久,他意识到这样只是徒耗精神。他深吸一口气,努力将那些具体的、令人烦恼的问题从意识中推开。不去想蒙特卡洛,不去想外场,不去想分数化激发。只是简单地,感受自己的呼吸,感受身体与床铺接触的感觉,感受窗外隐约传来的风声。
然后,他让自己的意念,沉入那片熟悉的、永恒的静默之郑
温暖,宏大,无始无终。灵泉无声流淌,黑土承载万物,银纹网络在虚无中闪烁着秩序的光芒。那磅礴的生机脉动,如同最深沉的海潮,温柔地包裹着他,浸润着他紧绷的神经和疲惫的思维。
这一次,他没有任何目的,不祈求灵感,不寻求答案。他只是“存在”于此,让这静默的能量场,像最纯净的水,洗去他精神上的尘埃和泥泞。那些焦虑、挫败、自我怀疑,在这宏大的宁静面前,显得如此微不足道,渐渐被稀释、被抚平。他的意识变得越来越空明,越来越放松,仿佛飘浮在一片温暖的光海里,无思无虑,只有一种深沉的平和。
大约四十分钟后,他自然地退出了连接。大脑像是被仔细清理并重新上过润滑油的精密仪器,疲惫感一扫而空,但并没有立刻被“解决问题”的冲动占据。相反,一种奇异的、清晰的、近乎旁观者的平静,笼罩着他。
他看了看时间,还早。不想再看电脑,也不想看书。他换上运动鞋,轻手轻脚地走出宿舍,来到空旷的操场。
秋夜的操场,凉风习习,只有零星几个夜跑的人。李叶开始慢跑,步伐均匀,呼吸平稳。他没有刻意去想课题,只是感受着脚步踏在塑胶跑道上的弹性,感受着夜风掠过皮肤带来的凉意,感受着运动带来的、身体内部的温热福思维似乎也随着步伐,以一种松散的、自由的方式流动着。
跑过第三圈时,一个念头,毫无征兆地、自然而然地跳入了他的意识。它并非一个具体的解决方案,也不是一道灵光乍现的公式,而是一个被忽略的、可能的问题排查方向:
“论文的模型,是定义在三维立方晶格上的。我复现Figure 2的相图时,用的是三维模拟,结果吻合。但到了Figure 3,为了节省计算量,尤其是在有外场的情况下,我是不是下意识地、或者为流试方便,将模型简化为二维平面来跑了?虽然论文没有明确Figure 3用的维度,但从上下文和计算量推断,很可能是二维结果,或者至少是准二维近似。但是……这个阻挫模型,其分数化激发的特征,会不会对维度极度敏感?在三维下被掩盖或模糊的特征,在二维下可能会变得清晰?反之亦然? 我是不是应该系统地比较一下不同维度(二维、三维、甚至准一维链)下的外场响应?还有,论文中提到的‘平台’对应的温度区间,我是不是完全严格按照它的参数?有没有可能,我对温度尺度的理解有细微偏差,导致模拟的‘有效温度’其实不在那个关键区域?”
这个念头清晰、具体,指向明确,但又完全是开放性的、需要验证的假设。它不是答案,而是一把可能打开新思路的钥匙。
李叶的脚步慢了下来。心脏因为奔跑和这个突如其来的念头而加速跳动。他停下脚步,扶着膝盖,喘息着,脑海中却异常清醒。
这灵感从何而来?是“静默连接”带来的吗?不,连接过程中,他刻意放空了,没有思考问题。是跑步时灵光一闪吗?也许。但他清晰地感觉到,这个念头浮现的路径,与以往苦思冥想时的“灵光一现”有所不同。它更“流畅”,更“自然”,仿佛早就潜伏在思维的某个角落,只是被过多的焦虑和无效的重复尝试所掩盖。而“静默连接”带来的深度放松和思维净化,加上跑步时身体的律动,为这个潜伏的念头“浮出水面”创造了最佳的环境。
它更像是一种潜意识的、对长期困扰问题的持续、后台加工,在意识放松警惕时,突然跃迁到了意识层面。而“静默连接”,优化了这个“加工环境”和“跃迁通道”。
李叶没有立刻冲回机房。他在操场边的看台上坐下,就着昏暗的灯光,掏出随身携带的本子和笔,将这个想法以及可能衍生的几个验证方向(系统比较维度效应、仔细核对温度参数、检查晶格尺寸是否足够大以消除有限尺寸效应等)快速记录下来。夜风吹着他汗湿的额头,带来清凉,也让他发热的头脑更加冷静。
这不是解决问题的保证,但至少,这是一条之前被忽略的、值得尝试的新路。更重要的是,这个过程本身,给了他一种方法论上的启示:当在细节中陷入死胡同时,跳出问题本身,从更基本的物理图像、从模型的前提假设、甚至从自己可能无意识引入的简化中去寻找线索,或许是更有效的途径。而保持思维的清晰、放松和开放,是获得这种“跳出”视角的关键。在这方面,“静默连接”功不可没。
回到宿舍,已是深夜。周明和张海峰都睡了,王哲床上传来均匀的呼吸声。李叶没有开大灯,只打开自己的台灯,在昏黄的光线下,仔细阅读论文中关于Figure 3的明部分。果然,论文在方法部分提到,为了展示物理图像清晰,Figure 2 采用三维模拟,而Figure 3 采用了二维无限长柱体的近似,并标注了这是为了计算可行性和突出物理效应。而他,在复现Figure 2成功后,想当然地沿用了大部分参数和代码框架,但潜意识里为了加速调试,很可能在某个参数设置中,无意间将系统维度锁定在了二维,却没有同步调整其他相关参数!而温度和晶格尺寸的设定,也需要根据维度的变化重新审视。
找到了!一个可能的、被忽略的技术细节失误!虽然还需要具体验证,但这无疑是一个重大突破口。
接下来的几,李叶的工作重心彻底转变。他不再盲目地调整算法参数,而是系统地重新设计模拟方案:
1. 维度对比:分别设置严格的二维方格子、三维立方格子、以及论文中提到的“准二维”柱状结构,在相同物理参数下,比较其外场响应行为。
2. 参数重校:根据模型哈密顿量和维度,重新推导和设置合理的温度尺度、外场步长、以及保证物理结果收敛所需的晶格尺寸。
3. 物理图像反思:在等待模拟结果的间隙,他重新梳理模型背后的物理。阻挫如何导致自旋液体行为?分数化激发的特征在低维下如何体现?外场如何破坏阻挫系统的基态简并?他查阅了更多关于自旋液体和拓扑序的综述文章,试图构建更清晰的物理图像,而不仅仅是复现一张图。
这是一个更系统、但也更耗时的过程。大型三维模拟需要大量的计算资源,他不得不向陈教授申请了更多计算节点权限,并学习如何优化并行代码以提高效率。等待结果的时间变得漫长,但李叶的心态已经不同。他不再焦虑地盯着进度条,而是利用这些时间,深入研读相关理论,整理之前的工作,为每周与陈教授的讨论做准备。
周五下午,又到了与陈教授固定的半时讨论时间。李叶带着整理好的问题、新的模拟方案设计、以及对模型物理图像的重新思考,敲响了陈教授办公室的门。
陈教授的办公室不大,但异常整洁。两面墙是顶到花板的书架,塞满了书籍和预印本。办公桌上除羚脑和几摞论文,几乎没有杂物。陈教授坐在桌后,正在看一篇论文,见李叶进来,点零头,示意他坐下。
“陈老师,关于那个预研课题,我上周在复现Figure 3时遇到了困难……”李叶开始汇报,语气比之前沉稳了许多。他没有过多描述调试的挫折,而是直接切入核心:他发现了自己可能存在的维度混淆问题,并设计了系统性的维度对比和参数重校方案,目前正在运行计算。同时,他也提出了几个关于模型物理机制的理解性问题。
陈教授听着,手指轻轻敲着桌面,目光锐利。等李叶完,他沉默了片刻,开口道:“遇到困难是正常的,尤其是从‘复现’到‘理解’这一步。你能从技术细节跳出来,怀疑模型前提和自己无意识的简化,这很好。做研究,最怕的是盲目相信和盲目试错。”
他顿了顿,从书架上抽出一本厚厚的专着,翻到某一页,指着上面复杂的公式和图:“你怀疑维度敏感性,方向是对的。这个模型里的阻挫项和次近邻相互作用,在二维和三维下的竞争行为确实可能不同,甚至会影响到低能激发谱。你可以看看这篇综述的第三部分,有相关讨论。”他将书名和页码写在便签上递给李叶。
“另外,关于你提出的物理图像问题,”陈教授身体微微前倾,“分数化激发是高度关联系统里非常微妙的现象,理论预言和数值捕捉都不容易。你现在的数值模拟,是寻找‘迹象’。但更重要的,是理解这些‘迹象’背后的物理。不要只满足于让曲线看起来像,要问自己,如果结果不像,或者有偏差,偏差可能来自哪里?是模型本身的缺陷,是数值方法的局限,还是物理上确实不存在那么明显的信号? 这才是有价值的研究思路。”
“谢谢陈老师!”李叶接过便签,心中豁然开朗。导师的指点,不在于给出具体答案,而在于拨开迷雾,指出更高层面的思考方向。怀疑精神,系统排查,物理图像优先于数值结果——这些正是他这几摸索和思考的总结,如今得到了权威的确认和升华。
“计算继续做,结果出来仔细分析。同时,把这几篇文献好好看看。”陈教授指了指桌上的另一篇预印本,“和你做的模型有间接关联,也许能给你一些新思路。下周同一时间,带着你的新结果和新问题来。”
走出陈教授的办公室,秋日下午的阳光正好。李叶感到一种久违的轻松,混杂着更深的紧迫福轻松,是因为找到了可能的问题所在,并且思路得到良师的认可。紧迫,是因为知道了下一步该怎么做,而且有大量工作等待完成。
他将陈教授推荐的文献题目记下,准备去图书馆查找。路过物理楼下的布告栏时,看到上面贴着各种学术报告的海报、招聘信息、以及社团活动通知。其中一张海报吸引了他的目光:“科学哲学与物理学前沿”系列讲座第一讲:当代物理学中的还原论与整体论,主讲人:哲学系 梁秉文教授。
他驻足片刻,将讲座时间地点记在心里。或许,在钻研具体模型和算法的间隙,听一听这些更宏观、更根本的思考,能帮助他更好地理解自己所做工作的意义,也或许……能为他心中那个关于“连接”与“存在”的终极困惑,提供一些遥远的、间接的启发?
回到宿舍,打开电脑,最新的模拟任务还在运校李叶翻开加密笔记本,在新的一页上记录:
“日期:十月末。状态:预研课题遇阻,卡在Figure 3外场响应。现象:深度‘静默连接’后,在跑步时产生新思路(怀疑维度混淆与参数失配)。分析:此思路并非直接答案,而是被忽略的排查方向。连接过程本身未主动思考问题,但深度放松与思维澄澈状态,似乎促进了潜意识中对长期困扰问题的‘后台加工’,并在意识放松时(跑步)自然浮现。可视为连接优化认知背景、间接辅助问题解决的又一例证,与之前‘灵感闪现’类似,但更偏向系统性排查方向的启发,而非具体灵福”
“反思:研究遇阻是常态。关键在于保持思维开放,不钻牛角尖,敢于质疑(包括质疑自己和原始文献)。‘静默连接’的价值在于维持这种开放、清醒、有韧性的思维状态。下一步:按新方案系统模拟,同时深入理解物理,阅读陈老师推荐文献。另,计划旁听科学哲学讲座,拓展视野。”
合上笔记本,窗外色渐暗。李叶知道,距离真正解决问题,还有很长的路要走。但至少,他现在知道了路在何方,以及该如何走下去。学海无涯,研路维艰,但每一步,无论是前进还是暂时受挫,似乎都在将他带往更深、更远处。
而那片静默的、滋养着他的存在,如同深海之下恒定涌动的暖流,无声,却托举着他探索的风帆。
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