一如既往

零落成泥碾作塵, 隻有香如故。
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畢業舞會 (16)鐵元素衛星

(2020-01-15 22:53:47) 下一個

當今的科學越行越遠,科目越分越細。每一門學科都呈現了一個知識大爆炸的勢態。各國對科技的投入,對教育和科學的重視,對科學大師的渲染和推崇,使成千上萬的聰明才子盲目或不盲目地選擇了獻身於科學這一職業。

巨大的科研人群象蝗蟲一樣橫掃科學的一切領域,產生了數以萬記的paper – 研究論文。很多人煞有介事地研究了很多大大小小的新鮮事物,為人類積累了無數大大小小的知識點。就像在黑暗的未知世界裏點燃的一根根的大大小小小蠟燭,照亮了一塊一塊散落的空間。對大多數蠟燭而言,與其說它照亮了一塊空地,不如說它揭示出更大一塊黑暗,燭光若隱若現,黑暗也比比皆是,要讓蠟燭的光明連成區域,開創一個有價值的新領域,具有象牛頓的三大定律,愛因斯坦的相對論,沃生的DNA雙螺旋這樣革命性,談何容易!

一個科學領域,沒有多年的培訓和積累,想做出一點有價值的科學研究成果幾乎是天方夜譚。窮途末路的科學家們,已經被逼紅眼了,於是搞出一些令人啼笑皆非的東西,也稱之為科研:

“踩到香蕉皮時鞋底與香蕉皮間的摩擦力 - 香蕉皮內側的細胞瞬間破裂後,擠壓出多糖汁液。導致地麵甚至比抹了潤滑油的金屬板還滑。”

“狗便溺時能感知磁場 - 在地球磁場處於“穩定”的狀態下,狗在便溺時會將身體與地球南北軸線對齊。但在太陽耀斑等地球磁場“不穩定”時,狗便溺的位置就變得隨意了。”

“給心髒移植的老鼠聽歌劇,免疫情況得到改善 - 移植了心髒老鼠往往隻能存活7、8天。但是,如果讓術後的實驗老鼠連續聽一個星期的音樂,如實驗中所用的歌劇《茶花女》和莫紮特的曲子,便可以減少排異反應,將移植器官的存活時間分別提高到20天以上,個別實驗鼠甚至可達80天以上。”
 

陳老師的實驗室,叫凝聚態物理實驗室。實驗室裏差不多十來個學生。從博士後到碩士研究生都有,梯次分布。但是本科生就隻有牟雨一個人。牟雨有幸能進入實驗室和一群資曆學曆比他高深很多的同學共事,實在偶然。


在課堂上,牟雨對薛定諤方程理解的比所有人都快, 招人喜歡, 加上正好有一個研究生突然出國,不辭而別。心下不痛快的陳老師就直接把牟雨拿來填空了。

進了實驗室,發現牟雨確實是聰明肯幹,也絕對不是什麽天才。看他勤學好問,又特別需要一份RA的工資來補貼生活,也就任由了他待下來。料定他也做不出什麽東西,也沒有對他提什麽很明確的要求。善良的陳老師讓他給各個師兄師姐打打雜,愛學點什麽學點什麽好了。

原先,陳老師是研究鐵元素起家的。那時候,由於建築,軍事的大量需求,特種鐵合金和鋼材方向上的研究特別熱。後來漸漸的,可能是研究的人太多了,鐵不再稀奇了。鈦,鋁,鋰,還有稀土元素由於他們的一些特異的性能成為各實驗室的寵兒。陳老師帶領科研團隊,向方興未艾的碳納米材料發起了衝擊。不過由於多年的積累,實驗室裏留了不少關於鐵研究的資料和實驗器材。牟雨搞不清什麽是科學前沿,也沒有人專門帶他,看到這麽多資料, 就隨手拿起一些慢慢看起來。


就這樣,不知輕重緩急的牟雨就和鐵元素幹上了。

實驗器械是不能隨便碰的,那一台台儀器都貴得很。師哥師姐們都排著隊要用它們做各種高精尖的研究。他隻好用DFT(density function theory 密度函數理論)軟件來搞搞不太花錢的理論計算。DFT軟件實際上就是一個軟件包,把薛定諤方程的各個變量參數化,結合新的一些理論研究的成果進行一些變化,來計算一種物質的物理性能。說起來很神秘,其實使用者要做的事情很簡單,就是把所研究的物質的原子空間結構輸入進去,然後對一些輸入的外界條件進行改變:如溫度,壓力,磁場,電場強度,通過物理計算來看看該物質有什麽變化。

而已知物質的結構,就是哪個原子排在哪個原子的哪個方向上的哪個位置,可以從文獻裏很方便地查出來。對於鐵這個已經被研究爛了的元素,其晶體結構,在陳老師的實驗室裏是隨手就可以查到。所謂改變外界條件,無非是改變程序裏幾個參數,然後輸入一個“開始”命令,電腦就開始瘋狂的運算。計算量非常大,一個百十來個原子的結構,用電腦算幾個小時,幾天,甚至十幾天都是可能的。但那都是黑箱作業,不需要牟雨操太多心。

不知天高地厚的牟雨就開始挖空心思對那些個參數進行排列組合,甚至胡亂輸入一些不太可能的溫度,壓力值看看都有些啥結果。就像一個幼兒對鋼琴產生了興趣,每個鍵都要去試試,看看有什麽反應一樣。

那些普通的組合,早就被蝗蟲一般的科學工作者們玩爛了。出來的結果都能在這樣或是那樣的文獻裏找到,沒有任何科學價值。那些標新立異的條件組合,比方說幾萬度高溫啥的,都被證明實現不了穩定的物質狀態,也沒有任何科學價值。那套DFT軟件,純粹是被牟雨當玩具來玩了。不過,牟雨樂此不疲,陳老師聽之任之。

有一天,牟雨在圖書館, 翻到一本百科全書,講到地球結構。書上說,地球的內核實際是一個巨大的晶體球,由緊密排列的鐵原子構成。地球內部越接近地心,溫度越高,估計達到攝氏6000度。地球內部的壓力是也是隨深度加大而逐漸增高的。地心處可達361700M帕斯卡,就是大約相當於360萬個大氣壓力。

換作以前的牟雨看到這幾個數字肯定就讚歎一下,就翻過去了。可是,在陳老師的實驗室混了半年的牟雨現在對鐵元素有了特殊的敏感。感歎人的想象力比起自然界的浩瀚來說真是太渺小了。自己在實驗室裏搗鼓各種壓強條件,最多在幾千到幾萬個大氣壓的數量級玩。哪裏知道地心的壓強都有360萬個大氣壓那麽厲害呢?心下一動,抽空跑到實驗室把地心的溫度和壓強輸了進去,然後熟練地鍵入“開始”命令,然後離開實驗室靜等計算結果出來。

三天以後,結果出來了。有些出人意料。鐵的晶體結構在地心條件下,經過薛定諤方程的計算,達到了完美致密的密堆六方體(HCP)結構。凝聚態的鐵呈現出六方體結構是眾所周知的事情。在一般的溫度和壓力下,該結構是不嚴格的。天文數字的擁有這樣不嚴格結構的鐵原子堆積在一起,就顯得雜亂無章了。所以從各個角度看,一塊鐵都是相同性質的。但是,牟雨的計算結果表明,鐵晶體在地心這樣的極端高溫高壓的條件下,可以形成完美致密的密堆六方體結構。這種完美的排列使鐵在橫向和縱向表現出不同的物理性質。

牟雨覺得很有趣,拿著這個結果去找陳老師問這到底說明了個什麽問題。陳老師一聽牟雨是問和鐵有關的事情,頗不以為意,覺得不會有什麽新意。但是當牟雨一展示出完美密堆六方體的結構圖,對鐵結構知根知底的陳老師一下子就瞪大了眼睛。仔仔細細地看了又看那張圖,上上下下打量了又打量牟雨,在牟雨被表情怪異的陳老師看得毛骨悚然的時候,陳老師終於哈哈哈地大笑出來:“小夥子,這回你可是挖到寶,撿到金子了!!”

牟雨愕然。

陳老師收起笑容,很認真地說:“知道地震波吧?”

牟雨不知道該點頭,還是搖頭。論理,地震波誰都知道。可是這話從陳教授嘴裏掉出來不知道是什麽蹊蹺。

陳老師也不理會,繼續說:“地震波分為:縱波、橫波和麵波。 縱波是推進波,地殼中傳播速度為大約每秒6公裏,又稱P波。它使地麵發生上下振動,破壞性較弱。橫波是剪切波:在地殼中的傳播速度為大約每秒4公裏,又稱S波。它使地麵發生前後、左右抖動,破壞性較強。麵波是由縱波與橫波在地表相遇後激發產生的混合波,又稱L波。其波長大、振幅強,隻能沿地表麵傳播,是造成建築物強烈破壞的主要因素。研究地震波的傳導速度和方向是現代地震學研究最關鍵的課題啊。可是頭痛的是,對同一個地震,各國地震局測出來的速度都不相同。誰也搞不清是怎麽回事。現在主要認為是測量儀器不夠精密造成的。”

聽到什麽P波S波,牟雨雲裏霧裏,不知道這些東西和自己研究的密堆六麵體有啥聯係,卻不敢插嘴。

“地震有多大的危害也不用我說了。世界上稍微有點實力的國家都會花不少錢去研究它,防範它。可是那玩意來無影去無蹤,研究起來幾乎就沒法入手。任何有關地震認識的進展都會被認為是重大發現。哪怕是很小的一丁點兒。”

牟雨實在是暈了:“您想改行研究地震了?”

陳老師,又是哈哈一笑:“不是我。是你啊!你看看你的結果。你這個運算證明了地心是一個完美致密的密堆六麵體的鐵晶體。就是說不同方向上物理性質是不均衡的。”

 

見牟雨好像沒聽明白,陳老師打了個比方:“一堆亂七八糟的沙子,不管從哪個方向上看,都是一堆沙子。但是如果這些沙子變成了一塊大水晶,那麽橫看豎看就不一樣了。這就很好地解釋了,為什麽在不同的地方測出來的地震波的傳導速度不一樣啊。那根本不是因為測量儀器不夠精確,而是因為地心鐵晶體不同角度呈現出不同性質,導致對波的傳導速度有不同的影響啊… …”

牟雨恍然大悟。

 

陳老師連夜布置牟雨重複了幾個相關的新計算。這麽重大的發現一定要萬無一失才行。等所有結果出來了,陳老師馬上撰寫了一篇隻有兩頁紙的通訊,寄給了物理學界最權威的雜誌《物理快報》(PRL – Physics Review Letter)。列上了自己和牟雨的名字。 《物理快報》的編輯一看,方法成熟,結果簡明,成果重要,直接就在下期發表了。在物理學界,地震學界引起了不小的轟動。連江城的一些小報都報導了這個被認為意義重大的發現。

 

一時間,像放衛星一樣, 整個漢大都知道了牟雨這個名不見經傳的名字。外係的同學和老師都在打聽這個年紀輕輕就把名字寫到了世界級物理雜誌上的學生。各種祝賀紛至遝來, 那真是,忽如一夜春風來,千樹萬樹梨花開。

 

牟雨心底那個一直隱忍著、等待著的聲音越來越大,他終於有了底氣,可以自信滿滿地出現在江曉麵前,向她表示愛意了。。。

 

牟雨想把這個消息跟江曉分享,可是他發現江曉突然不搭理他了。專門去找過她幾次,江曉每次都匆匆忙忙,說不上三句話就借故有事走掉。校園裏遇見,那個似乎已經明確對他有了好感的女神江曉突然莫名其妙地對他冷若冰霜,視而不見,甚至避而遠之了。

牟雨懵了,百思不解不知道自己哪裏錯了, 他感覺在愛情的世界裏, 他被淪落到了一個孤島。

 

牟雨在漢大的這幾年,好像一直被各式各樣的目標定義和吸引著。從清貧的家鄉出來,為了拿到獎學金用功,為了改善生活打工,為了讓心愛的姑娘驚喜學彈吉他,為了學業做出引以為傲做研究出成果。江曉是他心尖上的雪蓮花,他一路從地平線上爬,即使有氣喘籲籲,熱汗淋淋的時候,他總是覺著有使不完的勁兒,攀登再攀登。他以為爬到了雪山峰頂可以親吻采摘他的雪蓮了,雪蓮卻絕塵而去,不留一點線索。縱身一躍,隻留下了雪花袍子飛在空中,留下他一腦門子棉花絮,看不清前路,不知所終。

 

更讓他懵圈的是, 牟雨放的這個衛星, 威力巨大, 要把他放到北歐去了!

 

牟雨三年級學期將要結束的時候,學校說,第一次得到一個叫挪方 (NorFund)基金的邀請,派遣1名優秀學生參加該基金主辦的一個“國際交叉學科的未來領袖”項目,顯然跟物理雜誌有關, 他要願意就派他去。

 

挪威(Norway),全稱為挪威王國(The Kingdom of Norway), 意為“通往北方之路”,位於斯堪的納維亞半島西部。地很大,39萬平方公裏,大小與雲南或者甘肅相若。人口隻有500萬不到,還不及漢江市多。百多年前,即1905年,當挪威剛從瑞典獨立出來時,還是一個赤貧的北寒不毛之地。在1969年,上天恩賜給挪威一項禮物,讓它在北海開采出了豐富的石油和天然氣。從天而降的財富使整個經濟煥發出勃勃生機。和一些阿拉伯國家坐吃山空,恣意采掘資源不同,挪威人民決定理性地利用這些資源,以免濫用這種好運氣。在上世紀70年代挪威為如何使用石油收入發生了一場大爭論。最後決定,石油收入將不直接投入國民經濟中,而是建立一個巨大的國家福利基金,其中的所有資金都用於國際投資,而不進行任何在挪威國內的投資。彷如一個有北歐特色的童話故事。

 

坐在巨大的財富上,挪威高稅收高福利的社會體係造就了一個不但非常富裕而且貧富差距非常小的世外桃源。雖然在移民問題上非常保守,挪威人很願意拿出錢來搞國際福利。挪方是挪威政府資助的眾多國際公益性基金之一。這個“國際交叉學科的未來領袖”項目就是挪方基金專門設立來資助非發達國家的優秀學生接受最前沿的交叉學科教育。每年20名。入選的學生,首先集中在一個世界著名大學進行一年的集中交叉學科授課。一年以後,項目會根據各個學生的表現和興趣,推薦到世界一流大學的研究生課程去深造。獎學金非常慷慨,不但承擔受助者從出門開始的全部差旅費用,還按各地的生活水平提供一定的生活費。隻要不大手大腳,幾年下來,學生可以存下不少錢。這一年,集中授課的地點設在烏普薩拉大學。

 

烏普薩拉大學是瑞典,也是北歐曆史最悠久的大學。曆史上出現過象生物學家林奈,物理學家這樣的泰鬥及學者,近代更產生了8位諾貝爾獎得主。每年12月10日諾貝爾頒獎典禮以後,獲獎人都會被邀請到烏普薩拉大學來坐一次主題報告。成為了傳統。由此可見烏普薩拉大學在科學界的地位。

 

牟雨內心的興奮是毋庸置疑的。他覺著自己就像家鄉小山溝裏的一條小溪, 來到漢大算是匯入了漢江, 本來按部就班要流入太平洋的, 哪知漢江開了條口子短道拐彎直接把他送到萬裏之外的北大西洋去了。

 

這個玩笑開的有點大, 天上的餡兒餅砸得他有點誠惶誠恐。

 

牟雨的爸爸一貫支持他放手去闖, “爸爸媽媽不能幫你也不能指點你什麽了, 你擁有的就是人生的各種可能, 像手邊的包裹, 等你一層層慢慢拆開。 你隻能增強自己展翅的能力, 和適應變化的柔韌度。 ”

 

他媽媽則說, “北歐蠻冷的, 不喜歡不適應了隨時回來”

 

江曉, 牟雨始終沒有找到機會和她單獨談話, 他甚至想, 她若肯要他留下,他也就義無反顧地留下了。幾次偶然的相遇,夾雜在和其他同學的寒暄中,江曉水一般平靜的麵容和冷冽的眼神,瞬間熄滅了牟雨眸子裏忐忑跳動的希望之火。

 

隨著牟雨出國日程一天天臨近,牟雨覺得百轉千回的思戀,無處藏匿的渴望,要把他的胸膛撐破了, 折磨得他到了茶飯不思的地步。

 

牟雨鼓足勇氣在一個星期天下午, 拿著要出國的護照, 做通了女生宿舍宿管的工作, 直接上到江曉的寢室,想要破釜沉舟和她一對一麵對麵好好談談。

 

江曉和肖菲正要出門,在門口看到了牟雨。

 

“喲,好久不見的名人啊牟雨, 真的是。。。《好久不見》了哦!”

 

肖菲不提也罷, 一提起她第一次把江曉介紹給他的那個OK賽,這首他追追尋尋百轉千回的歌, 頓時百感交集。

 

他攔在倆人麵前, “江曉, 我想找你說說話, 我們能出去聊一聊嗎?”

 

江曉麵對突然殺到寢室門口的牟雨,好像聽到起板的刀馬旦,應對魚貫而出:“抱歉,沒空。我和肖菲要去自習。”然後轉身帶上了寢室門。

 

肖菲囁嚅著“要不,我先去占個座?”江曉隻當沒聽見,繞過牟雨,徑直拉著她往樓下走。

 

這二人之間不尋常的緊張氣氛讓肖菲也有點怵,她一邊暗暗捏著江曉的手,一邊回頭向愣在寢室門口的牟雨報以同情和鼓勵的目光。

 

牟雨豁出去了,再次堅持,“江曉,我是真的。。。有事要跟你說,不會耽誤你太長時間的。說完你再去自習,可以嗎?”請求之懇切,語調之急迫,姿態之低微,好像帶了哭腔。

 

“就算有空,我也不認為我們之間有什麽可聊的。你。。。。走吧,再見!”江曉回頭正告,肅殺的眼神比言辭更具殺傷力,不怒自威,拒人千裏之外。牟雨想說出的千言萬語,湧上心頭,都被江曉的眼神刷刷劈成碎片,劈成一個一個的碎片。

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