第43章 机械加工（1/2）

接下来的整个白天，江临都没有再碰手机。

坐在书桌前，疯狂地翻阅手头的线代教材和量子力学讲义，把那三页校正笔记整理得密密麻麻。

草稿纸用掉了一打。

各种算符的对易关係在纸上推了又推，特徵方程解了又解，直到感觉太阳穴里的血管开始突突狂跳，脑袋发胀，视线里的符號开始出现重影，懵懵的，才停下来，用力揉了揉眉心。

时间不知不觉来到了晚上九点多。

窗外的城市早已被霓虹灯点亮，主干道上不时传来汽车喇叭的急促声，透著一股现代社会的繁华与喧囂。

江临靠在椅背上，呆呆地看著天花板。

脑子里那些关於无穷维希尔伯特空间的抽象概念渐渐退去。

量子力学再美，也是纸面上的东西。

而他在废土里，不仅要面对黑板，还要面对生存。

他需要的不只是公式，还有能把理论变成现实的手段。

很快，他坐直身体，拿起手机，点开那个熟悉的对话框，发出了第二个问题。

这一次，他没有问贝尔不等式，没有问多世界詮释，也没有问角动量的本徵值。

他敲字：“陆老师，实在不好意思又来打扰您。除了理论，我还有一个和实验有关的问题想请教。”

“如果在非常低成本、甚至可以说简陋的条件下，想要做一些基础的物理测量，比如：用手机录像功能来测单摆的周期，用网上几十块钱买的低价传感器记录温湿度变化，用一些塑料管和镜片搭简易装置观察光强。在这种情况下，最容易被自学者忽视的盲区是什么？”

“我以前自己在捣鼓这些的时候，总是习惯性地先把公式列好，把数据处理表格画得漂漂亮亮。但是真正动手做那些小装置时，总是感觉误差来源很混乱，数据飘得厉害。很多时候我甚至不知道，问题到底是出在测量方法本身有缺陷，还是仅仅因为我的装置太不稳定，想听听您从专业角度的看法。”

发完这段话，他想了想，，顺便附上自己做过的单摆测重力加速度g的实验过程。

这个问题，带著浓浓的废土气息。

但也是他在那四十年里每天都要面对的困境。

第一天过去了，陆知行没有回。

第二天也过去了，对话框里依然安静。

江临没有焦躁，对方没有义务秒回他。

继续看书，继续推导公式，偶尔出门当街溜子，感受人间烟火。

直到第三天晚上的深夜。

江临刚洗完澡，正用毛巾擦著头髮，手机屏幕突然亮了一下。

消息来了。

这一次的回覆，比前一次討论量子力学时要短得多。

“你这个问题，更接近物理实验。”

“很多人觉得实验就是理论的附属品，是先有了漂亮的公式，然后再拿一堆东西去验证它，其实大错特错。”

“在低成本测量里，自学者最容易忽视的，从来都不是公式有没有写对，甚至不是传感器的精度有多差，而是测量链。”

“样品是怎么放置的，装置是用什么材料固定的，传感器的相对位置在多次操作中能不能保持绝对重复，周围的环境有没有发生暗中变化，读数之前有没有用標准件进行过標定，记录的格式和时间戳是不是严丝合缝的一致……是这些看似和物理原理无关的琐碎细节，最终决定了你拿到的那串数字，到底有没有比较的意义。”

“就拿你说的单摆测重力加速度g这个实验来说，公式简单得连初中生都知道。但真要动手，麻烦事全是物理之外的：摆长到底从哪算到哪，怎么精確测量，悬掛的那个点到底稳不稳，会不会隨著摆动发生微小的位移，摆角是不是严格控制在小角度范围內，你用来录像的手机镜头，是不是每一次都架在完全相同的三维空间坐標上？摆动的平面和手机镜头的光轴是不是严格垂直，支撑整个单摆的支架，在摆动时会不会產生共振晃动？”

“如果你连这些都控制不了，那结果只有一个：你以为你在比较两组不同时间测出来的数据，其实，你可能是在比较两套完全不同的实验装置。”

江临看著最后一句话，想起自己上一次废土闭关的日子，想起自己做过的实验。

做实验时，他心里其实是很谨慎的。

也以为自己已经做到了一个自学者，一个生存者能做到的极致。

甚至还为此沾沾自喜过，觉得自己在绝境中依然保持了高贵的严谨精神。

可现在，陆知行只用了一句话，就像撬棍一样，把那个偽装完美的盖子撬开，露出了千疮百孔的內里。

他真的比较的是废土和地球的重力吗？

那根尼龙绳在拉伸受力时，內部的纤维真的没有发生微小的弹性形变吗？

那个绑在钢筋上的绳结，在石头摆动了五十次之后，真的没有哪怕毫米级的滑动吗？

他所谓的估算摆长，误差到底有多大？

他那只举著手机录像的手，真的没有发生过轻微的晃动吗？

如果悬点在变，如果摆长在变，如果镜头在晃……

那他算出来的，根本就不是废土的重力加速度。

一念及此，江临的后背渗出了一层冷汗。

他倒是没有立刻去否定废土里的那个9.79。

在特定的精度要求下，那个数字依然有它的生存参考价值。

但这也是他活了这么久，第一次真正清醒地意识到：那个建立在简陋条件上的数据，它的可信度，薄得就像一层一戳就破的窗户纸。

不是他的公式推导错了。

不是他的数学底子不行。

而是他的装置，他的手，太粗糙了。

屏幕上，陆知行的消息又跳出来一条，似乎是意犹未尽，想把这层窗户纸彻底捅破。

“现在很多人有一种误区，一说做实验，就想著买最贵的数据採集卡，用最高级的软体擬合曲线。但很多人忘了，实验的首要任务，是一整套让观察对象稳定出现，让测量条件可以重复的物理手段。如果没有物理层面上的重复定位，没有刚性连接，你的数据处理算法再漂亮，擬合出来的r方再接近1，也只是在用一套华丽的数学工具，去处理一堆漂亮的噪声而已。”

江临放下毛巾，走到书桌前，拿起笔，在草稿纸上重重地写下四个字。

【重复定位】

就在这时，陆知行的最后一段话紧接著弹了出来。

“如果你真的对自己动手测东西感兴趣，先別急著去淘宝买什么高精度传感器，先试著做一个最简单的稳定的支架。”

“要求不高：能固定手机不低头，能掛一根摆线不晃动。最关键的是，你能把它拆成零件，然后再重新组装回去，並且儘量保证每一次组装完，手机和悬点的位置都和上一次一模一样。”

“如果你能纯手工做到这一步，你应该会对误差这两个字，有全新的理解。”

看完这段话，江临胸口涌起一股强烈的衝动，立刻就想打字回復受教了。

但他忍住了。

纸上得来终觉浅。

这位陆老师说得再透彻，剖析得再深刻，那也是属於別人的经验。

在废土里摸爬滚打了好几十年的江临比谁都清楚，道理懂了一万遍，都不如自己亲手搞砸一遍来得深刻。

江临拉开抽屉，拿出一个新的草稿本，写下六个字。

【復装误差测试】

接著，他在下面划出一张表格，开始列测试项目。

一、手机镜头中心到摆线平面的垂直距离。

二、悬点到摆锤质心的绝对长度。

三、手机光轴与摆动平面的夹角。

四、支架底座左脚、右脚相对桌面边缘的位置。

五、拆开重装后，上述参数的最大漂移量。

写完第五条，他停了一下，又在表格的最下方，重重地补上一行字。

【测试目的：不是为了测出重力加速度g，而是测同一套装置，究竟能不能回到它上一秒的状態。】

江临站起身，开始搜集材料。

十分钟后，书桌上多了一堆物件。

一只铝合金旧手机三脚架，带球型云台。

一只从自拍杆上硬拆下来的弹簧手机夹。

一卷0.8毫米线径的透明钓鱼线。

几枚形状规整的m8六角螺母。

一把三十厘米长的钢直尺。

一把两米长的小捲尺。

一张刚列印出来的a4方格纸。

一把游標卡尺。

东西找齐，江临开始搭建他的光学平台。

把三脚架撑开，放在书桌上，三个橡胶脚垫踩在桌面上，把手机夹固定在云台上，拧紧螺丝。

拿透明胶把那张a4方格纸平平整整地贴在墙面上，用手把四个角捋平，確保没有气泡鼓起。

这张纸，將作为整个系统的二维参考背景坐標系。

接著，他把那把钢直尺横压在几本厚实的工具书下面，直尺边缘探出桌面一截。

钓鱼线从钢尺冰冷的金属边缘垂下去，下端用死结绑住两枚六角螺母，作为摆锤。

搭建完毕。

江临拉过椅子坐下，开始第一次標定。

他把手机卡进夹子里，打开相机。

先用手轻微调整云台，让屏幕画面里的摆线儘量落在九宫格的中央。

接著，他切出相机，打开手机自带的指南针和水平仪app，仔细检查机身在x轴和y轴的倾斜角。

手机自带水平仪只能当粗略参考，传感器本身也没经过標定。

但在这个阶段，他连更好的角度测量工具都没有，只能先把它当作一把不太可靠的尺子。

做完这一切，才拿起游標卡尺和捲尺，开始记录第一组参数。

江临闭起一只眼睛，儘量让视线和刻度垂直，以避免视觉视差。

镜头到摆线平面的距离，他只能用捲尺沿桌面大致量出，再用钢直尺校正摆线投影的位置。

镜头到摆线平面距离：36.8厘米。

悬点到摆锤质心：50.2厘米。

底座左脚到桌沿：12.4厘米。

底座右脚到桌沿：11.9厘米。

手机俯仰角：约-2.0度。

五行数字落在草稿纸上看起来非常整齐。

这套系统，远比他当年在废土石屋里，用尼龙绳和石头搭出来的那个单摆要好太多了。

如果只是为了完成学校的作业，录个视频做一次简单的物理演示，这套东西完全能用，甚至能擬合出一条看起来很漂亮的正弦曲线。

但江临连视频录製都没点开，也没有去拨动那两枚螺母，只是静静地看了一分钟，然后伸出手，毫不犹豫地动手將其拆掉。

手机从夹子里拔出来。

三脚架的三个扳扣挨个掰开，铝合金管缩回去，合拢。

云台螺丝拧松，摆线解开。

钢直尺从书本底下抽出来。

一切归零，只保留墙上那张作为背景的方格纸。

原本还算看得过去的测量平台，又变成了一堆散落的零件。

江临看了一眼墙上的掛钟，等了整整三分钟。

这三分钟，足够让肌肉记忆变得模糊，足够让手腕扭动云台的力道被遗忘，也足够让刚才那套装置的三维空间残影从脑子里消散。

“开始復装。”

他轻声对自己说，然后凭藉著记忆，重新抓起三脚架。

拉开脚管，扳上扳扣。

他试图把三脚架的三个脚垫，放在桌面上那些隱约的灰尘印记上。

直尺重新压回书下，线重新垂下来，手机重新夹上。

儘量按照第一次的手感，去拧紧每一个关节。

组装完成，江临再次拿起卡尺和捲尺，第二次记录。

一边量，一边往表格里填数字，面沉如水。

镜头到摆线平面距离：37.6厘米。

悬点到摆锤质心：50.0厘米。

底座左脚到桌沿：12.1厘米。