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第三章 量子少年

    林述周!

    刚要离开学校,张老师的声音从身后传来。

    关于物理竞赛的事……张老师叹了口气,你也知道,按照惯例,你是有参赛名额的。可是看你最近这个状态……

    林述周猛地抬起头。

    物理竞赛!

    他差点忘了,每年这个时候都是全国中学生物理竞赛的报名季。上一世的他,正是靠这个比赛拿了省一等奖。

    老师,我还能参加吗

    你自己说说,你能参加吗张老师皱着眉,你看看你考试那道题的答卷。导体棒切割磁感线,你写的什么量子隧穿效应波函数叠加这些东西连大学老师都未必讲得清楚,你倒是张口就来……

    林述周苦笑。他当然能讲清楚,不仅能讲,还能从薛定谔方程推导到量子场论。前世的他,正是凭着对量子物理的深刻理解,才在芯片领域有所突破。

    可这些知识,对现在的他来说反而是个累赘。本该用最简单的高中物理公式解题,他却想到了电子的量子特性。这就像是用激光切割机去削铅笔,大材小用不说,反而把事情搞砸了。

    后天下午有校内选拔。张老师推了推眼镜,你要是想参加预赛,就得先过这关。

    预赛林述周眼睛一亮,那复赛考什么

    你倒是关心复赛……张老师摇头,复赛当然难度更大,会涉及大学物理的内容。经典力学、电动力学这些基础,再加上一些前沿的量子力学、统计力学的科普题目。

    听到这几个词,林述周心里突然有了底。

    这些他再熟悉不过了。经典力学的拉格朗日方程,他能倒着写出来;电动力学的麦克斯韦方程组,他更是用了二十多年;至于量子力学和统计力学,那可是他吃饭的家伙。这些理论不仅在实验室天天用,开发量子芯片的时候更是把每个细节都推演过无数遍。

    这些内容,就算过去二十多年,对他来说依然如同呼吸一般自然。

    有戏!

    只要能撑过考基础知识的预赛,复赛就是他的主场了。到时候,别说是省一等奖,就是拿个全国第一也未必没戏!

    老师,给我个机会。

    你确定张老师狐疑地看着他,后天下午第一节课,物理实验室。这次选拔可不简单,要是再答些量子力学的东西……

    保证不会!

    看着张老师离开的背影,林述周开始盘算时间。

    三天准备校内选拔。

    一周准备预赛。

    再一周就是复赛。

    虽然时间紧迫,但至少有了方向。这就像他以前做实验,再复杂的量子系统,也得从最基本的经典物理讲起。

    现在要做的,就是暂时把那些高深的理论放在一边,重新捡起最基础的解题方法。

    他骑车直奔社区医院……

    医院值班室里,林述周摊开一张白纸,开始列提纲。

    高中物理,从头开始。

    力学:

    -牛顿三定律

    -动量守恒定律

    -功和能量

    -机械振动与机械波

    电磁学:

    -库仑定律

    -电场和电势

    -磁场

    -电磁感应

    光学:

    -几何光学

    -波动光学

    -光的干涉和衍射

    他放下笔,看着这些再基础不过的知识点,苦笑起来。

    这些概念,以前不知道推导过多少遍。可现在,他得抛开那些复杂的推演,回到最朴素的理解上来。

    就从力学开始吧。

    翻开高中课本,第一道例题:一个物体在斜面上滑动,求加速度。

    刚要下笔,他就开始不自觉地想到拉格朗日力学。广义坐标、约束方程、变分原理......整整一页的推导呼之欲出。

    打住!他敲敲脑袋,现在要的是分解力,最简单的那种。

    沙沙沙——

    三角函数、受力分析、牛顿第二定律,一步步写下来,答案就这么简单。

    再看电磁学。

    麦克斯韦方程组在脑海中盘旋,但他硬是把思维拉回到了最基本的右手定则上。

    慢慢来,就像当年一样。

    值班室的台灯亮了一夜。

    到天亮时,他已经把力学部分的典型题目做了个遍。那些曾经烂熟于心的解题技巧,正在一点点回来。

    你这是......刚来换班的姐姐看着满桌的草稿纸,复习得怎么样了

    还行。林述周伸了个懒腰,就是老想到些用不上的东西。

    什么用不上的东西

    林述周指着草稿纸:比如这道求导体棒切割磁感线产生的感应电动势,我开始想用相对论来解释。运动的导体棒在它自己的参考系里,因为洛伦兹变换会看到电场......

    看着姐姐越来越迷惑的表情,他赶紧打住:就是想太多了。其实只要用法拉第定律,两行就能解决。

    你小子......林述华狐疑地看着他,这些都是从哪学来的

    看书呗。他随口搪塞过去,拿起下一本练习册,继续复习了。

    电磁学:

    -磁通量和法拉第定律

    -楞次定律

    -自感和互感

    -电磁波......

    写着写着,他又开始走神。想到以前做量子芯片时,为了控制电子自旋,用的那些精密的磁场操控技术。那些灵敏的磁力计,纳米级的超导线圈......

    又来了。他甩甩头,现在要的是高中知识!

    拿起历年选拔题,开始一道道地做。

    这一次,他刻意压制那些超前的理论,就像二十八年前一样,用最基本的方法解题。

    一道题,两道题,三道题......

    渐渐地,那些仿佛与生俱来的理论开始退去,最初的解题感觉慢慢回来了。

    终于找对感觉了。

    看了看表,离选拔还有三十六小时。

    够了,应该够了。

    两天后。

    物理实验室里,一片寂静。

    只有钟表的滴答声,和草稿纸的沙沙声。

    林述周看着面前的试卷,露出一丝苦笑。三天来,他把高中物理基础几乎背了个遍,就是为了避免再次犯上次那样的错误。

    第一题:自由落体运动中的加速度为什么是恒定的请用牛顿第二定律证明。

    简单!

    他刚要下笔,突然顿住了。脑海中已经不自觉地开始推导广义相对论中的等效原理。

    不行,打住!

    他深吸一口气。现在要的不是爱因斯坦的场方程,而是最基础的F=ma。

    沙沙沙——

    笔尖在纸上快速移动。这一次,他用最朴素的方式,一步步推导出了答案。

    第二题:磁场对通电导线的作用

    这题他再熟悉不过。在开发量子计算机的磁阱结构时,他没少和这些基本原理打交道。但现在,他得把思维收回到最基础的安培力公式上。

    正写着,突然听见前排传来一声叹息。

    是李明,班里的物理课代表。这孩子成绩一直很好,上次考试还考了个145分。

    看来这次题目确实不简单。

    最后一题让他愣了一下:试述光的波粒二象性及其物理意义。

    这可是个能让他讲上三天三夜的题目。从杨氏双缝干涉到光电效应,从德布罗意波到量子纠缠,这些概念在他的脑海中如此清晰。

    可现在,他必须把这些知识压制在1997年的科技水平之下。

    他深吸一口气,开始写答案。只谈光的基本性质,只用高中课本的例子,点到为止。

    时间到!

    张老师走进来收试卷,快速翻看了一遍,点点头:这次写得很规范。

    老师,李明突然举手,最后一题能不能加一段我看到一篇关于量子态叠加的论文……

    不用了。张老师摆摆手,这种前沿实验,等你上了大学再研究吧。

    林述周在心里叹了口气。

    光子纠缠啊......

    这个1997年还停留在实验室阶段的技术,在他那个时代已经成为量子通信的基础。可现在,他连提都不能提。

    考得怎么样陈雨薇在门口等他。

    还行吧。

    我看你这次写得挺快的。她笑着说,总算没写什么‘量子隧穿’之类的东西了

    你还说..

    林述周,明天你先别走。张老师从办公室探出头来,选拔结果我要和你单独谈谈。

    回到医院值班室,林述周翻开高中课本,准备复习。明天就要公布结果了,如果能过关,下周就是预赛。

    就在这时,护士站的广播响了:林护士,您弟弟在这儿吗刚才您父亲的工厂来电话,说他夜班时有点不舒服......

    林述周猛地站了起来。

    来不及了吗
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