第52章 十年的边界(2/2)
“我瞎了。”
江临看著跟了自己十年的角尺,仿佛在看一个背叛的战友。
“角尺加肉眼,想要继续把误差往几微米以下压,不能再只靠看光缝。我需要平晶,需要干涉条纹。”
“但我手里除了这堆破铁,什么都没有。没有平晶,没有单色光源,没有隔震台。”
材料不答应,尺子看不见。
这就是第十年的秋天,江临面临的局限。
他的理论知识已经摸到了固体物理和计算物理的门槛,他的手已经练成了普通钳工十几年才能练出的肌肉记忆。
但在真正的现代工程微观世界门外,他被物理定律无情地剥夺了入场券。
“呼……”
江临靠在冰冷的石墙上,闭上眼睛,感受著墙壁传来的寒意。
想要在没有任何现代精密工具机的废土上,凭空创造出一个微米级的绝对平面,工业史上只有一条路。
一条极其古老,极其耗时,却又无比神圣的溯源之路。
刮研,以及三板互研法。
不用銼刀的齿去切削,而是用锋利无比的刮刀,去刮掉表面。
不用角尺去看,而是用红丹粉做显示剂,用三块互相对研的平面去印。
每次只刮掉那几个沾上红丹粉,凸起的零点几微米的高点。
三块板子a研b,b研c,c研a,用成千上万次的互相纠错,用最愚公移山的笨办法,把误差一点点逼入微米的深渊。
现代工具机的母机精度,最初就是这么一点点刮出来的。
这条路,江临在脑子里已经推演了无数遍。
但他一直没有落下第一刀。
因为缺最关键的一样东西。
刮研这种工艺,对材料有著极其苛刻的要求。
q235软钢不是绝对不能刮,但它又黏又软,不適合作为三板互研的基准平板材料。
如果你用它做基准板,还没等你把三块板刮平,它自己內部的应力就会让它悄悄变形。
刮研板,必须要求材料內部含有大量的片状石墨。
石墨在这里起到了两个至关重要的作用。
第一,它是天然的固体润滑剂。
第二,它割裂了金属基体的连续性,让刮刀切下去的时候,铁屑能像酥脆的饼乾一样清脆断裂,绝对不会起黏糊糊的毛边。
而且,这块材料必须经歷了漫长岁月的风吹日晒。
用工业术语来说,叫自然时效。
只有经过几年乃至於几十年的冷热交替,材料內部在铸造时產生的残余应力才会释放得乾乾净净。
应力释放得越充分,刮研出来的平面就越稳定,不会在过几个月后莫名其妙地发生翘曲。
满足这两个条件的,只有一种东西。
经过自然时效考验的灰铸铁。
……
夜间气温已经掉到了六度以下。
石屋內炉火烧著一小截捡来的废木头,橘红色的火光透过炉门缝隙跳跃著,把墙面映成温馨的暖红色。
江临坐在石桌前,面前摊著三样东西。
左边是发黄的物资帐本。
土豆田连续第九年保持稳定產出,通过和黄豆的轮作体系,土壤肥力维持得不错。
南瓜长得太疯,根本吃不完,大部分被他砍碎了拿去堆肥。
后院那套利用废过滤芯和苔蘚搭建的净水系统运行良好。
屋顶那几块100w的太阳能板,经歷了废土十年的风沙打磨和紫外线暴晒,表面已经严重老化,光电转换效率直线下降。
受长期深度充放电循环的影响,1號电池组的实际容量,大约只剩初始状態的30%。
2號组好一点,但也只有35%。
虽然还有3號和4號电池组作为战略备份,但眼下才仅仅是第十年。
而他当初给自己定下的计划,是熬过四个十年。
才十年,低压电力系统就已经疲態尽显。
他不得不有长远之忧。
……
帐本的右边,是他的物理笔记。
物理专业课的进度,怎么说呢?
量子力学还在来回拉锯,反反覆覆,陆陆续续的啃。
他用格里菲斯的《量子力学概论》打了底,接著死磕樱井纯的《现代量子力学》,中间看不懂的地方再去翻科恩-塔诺季的第一卷补充。
从波函数公设一路推到自旋,角动量耦合,定態微扰,含时微扰和散射理论的最初几章。
每推完一章公式,他就逼著自己做题。
樱井的课后习题是出了名的难,很多时候根本没有標准答案。
他经常为了一道矩阵元计算题卡上两三天,熬到头皮发麻。
到第九年冬天,他基本可以不看书,凭记忆独立写出氢原子的能量本徵值推导过程。
可以用变分法去估算氦原子的基態能,对著一个给定基底下的低维希尔伯特空间算符,能熟练写出矩阵表示。
真正让他到现在还在反覆补课的,是理论力学高级部分,以及他试图通向广义相对论时撞上的那堵数学墙。
非惯性系和刚体运动学,他早年做风力提水装置时被逼著硬啃过来,拉格朗日力学和哈密顿力学也基本走通了。
但从最小作用量原理推导到诺特定理那一段,对称性和守恆量之间那美妙而抽象的几何关係,相空间里的正则变换,哈密顿-雅可比方程,他总觉得中间隔著一层磨砂玻璃。
那层玻璃不是他看不懂字母,而是他缺乏几何语言的底层支撑。
他不知道什么是流形,不会微分几何。
曾经满怀信心地拿著一本阿诺尔德的《经典力学的数学方法》翻开看了几章,然后被里面劈头盖脸的外微分和流形上的向量场打得落花流水,狼狈地退了回来。
他痛苦地意识到,自己缺的不再是多做几道物理题或者多读一本物理书,而是一个完整的现代数学前置框架。
微分流形与黎曼几何。
不得不停下物理的进度,像个苦行僧一样去补数学。
微分几何引论,拓扑学初步,群论入门。
啃得极慢,极其痛苦。
因为太抽象了,没有任何现实的直观可以用来辅助理解。
没有转动的陀螺,没有弯曲的光线,没有滑轮组让他亲眼看见。
只有纸面上的符號推演。
他在日誌本里写:“我目前的数学,走到李群和纤维丛这里就被绊住了。这不是高数没学好的问题,这是大脑里还没有建立起高维抽象几何的直觉。物理往上走,需要的语言越来越深,而我,还被按在地球的泥浆里。”
材料力学的標准题,他现在拿过来就能解。
因为它的题目很朴素,很贴近他手里的活儿。
一根钢杆为什么受力会弯,一个钻好的孔边为什么最容易產生裂纹,一块薄钢片折成90度角之后,为什么抗弯强度会呈指数级上升?
补强片加在这里,到底是在加强结构,还是把应力赶到了另一个更薄弱的连接处?
这些问题,他已经能用材料力学给出第一层面的工程答案。
但弹性力学卡在真实边界条件与旧结构样本的断层里。
因为它不满足於把构件简化成一根梁,一根杆。
开始追问物体內部任意一个点上的应力状態。
应力张量,应变张量,本构关係……
书上的图永远画得那么乾净。
一块无限大薄板,中间挖一个完美的圆孔,两端施加均匀的单向拉伸载荷。
然后通过一系列优雅的偏微分方程,得出一个完美的孔边应力集中係数。
这个结论很好,也很完美,但也极其危险。
因为江临手里的旧补强片从来都不是什么无限大薄板。
……
中间的手写板上,是他昨晚误闯进去的一段推导。
不是培养计划里的正式任务,而是他从诺特定理和电磁场规范自由度一路追过去,追到某个规范场模型的拉氏量构造,然后被协变导数的展开式卡住。
旷野的风贴著屋顶刮过,这声音他已经听了好几十年,早就不再分辨里面有没有危险的意味了。
风就是风,人就是人。
能撑住就撑,撑不住了就想办法撑。
手指翻过物理笔记本里夹著的一页,那是他给自己开的书单。
上面大部分课程后面已经打上了勾,只有几门仍空著。
他抬手把四大力学旁边那个【勉强过关】的批註划掉,改成四个字。
还在补。