高二下学期结束前,林小镜获得了一个她既不想要、也躲不掉的称号——“学神”。
这个称号的起源,是一次物理课上的“意外”。郑明理在黑板上写了一道竞赛题,说:“这道题很难,全省能做出的人不超过十个。我不要求你们做出来,只是给你们看看,竞赛的题目长什么样。”他放下粉笔,喝了口水,准备自己讲解。
林小镜看了那道题一眼。是电磁学中的一道综合题,涉及非均匀磁场的安培环路定理、法拉第电磁感应定律、以及微积分在物理中的应用。她可以在三分钟内解出来——不是因为她聪明,而是因为她学过了。她在高一的暑假就学完了电动力学,这道题对她来说只是基础练习。但她不会在课堂上做出来——太显眼了。
但那天,她走神了。
她不是故意的。她只是在想示波器的代码优化问题——FFT的运算速度还可以再提高百分之十,需要改一下算法。她想着想着,手不自觉地拿起了笔,在草稿纸上开始写示波器的优化方案。但她拿错了草稿纸。她拿的是一张空白的草稿纸,而那张草稿纸就放在物理课本旁边。郑明理在讲台上看到了她在“写东西”,以为她在解题。
“林小镜,你写出来了?”郑明理走过来。
林小镜抬起头,愣了一下。她看了看手里的草稿纸——上面写的是示波器的FFT优化算法,不是物理题的解答。她迅速把那张草稿纸翻过去,露出下面的一张——上面写着那道物理题的完整解答过程。不是她故意写的——她走神的时候,手自动把解答过程写出来了。就像她平时写笔记一样,不需要思考,手就动了。
郑明理拿起那张草稿纸,看了看,然后沉默了。他看了大概十秒钟,然后说:“林小镜,你到讲台上来,把你的解法给大家讲一下。”
林小镜的心跳加速了。她不想上讲台。但郑明理已经在全班面前说了,她不能拒绝——拒绝会被视为“不配合”。她站起来,走到讲台上,拿起粉笔,在黑板上写下了她的解答过程。她写得很慢——不是因为她需要思考,而是因为她需要“表演”出“我在回忆”的样子。她一边写,一边讲解。她的声音不大,但很清楚。她用的方法不是标准解法——她用了电动力学中的矢量势,而不是高中物理的常规方法。这个方法更简洁、更深刻、更“大学”。
她写完了最后一行,放下粉笔,转身面对全班。教室里安静了几秒。然后,周宇航第一个鼓掌。他鼓掌的声音不大,但很坚定。然后张浩然鼓掌了,陆晚晚鼓掌了,全班都鼓掌了。
郑明理站在旁边,看着她,目光里有惊讶、有骄傲、有困惑。他说:“林小镜的解法,用到了大学物理中的概念。她自学了电动力学。这说明,只要肯努力,高中也能学大学的物理。”他的解释,把“异常”解释成了“努力”。林小镜感激他——他没有说“林小镜是天才”,他说“林小镜很努力”。努力,是可以被理解的,是可以被接受的,是不会引起怀疑的。
她走下讲台,回到座位上。陆晚晚在旁边小声说:“林小镜,你也太厉害了吧。你什么时候学的电动力学?”林小镜说:“暑假自学的。”陆晚晚说:“你也太努力了吧。”林小镜没有回答。
从那天起,同学们开始叫她“学神”。不是“学霸”——“学霸”是成绩好但努力的人。“学神”是成绩好但不怎么努力的人——或者看起来不怎么努力的人。林小镜在同学们眼中,就是“学神”——平时不怎么说话,不怎么举手,不怎么表现,但一出手就是大学物理。她看起来“不努力”,但她“什么都会”。这就是“学神”的定义。
她不喜欢这个称号。因为“学神”意味着“与众不同”。但她也知道,她没办法让同学们不叫。她只能接受,然后“表演”一个“正常的”学神——谦虚的、不骄傲的、不炫耀的、不奇怪的。当同学叫她“学神”的时候,她会说“没有啦”“只是运气好”“你们也很厉害”。这些话,是“正常的”学神会说的。她说这些话的时候,心里在计算:语气要轻,表情要淡,不能太热情(显得虚伪),也不能太冷淡(显得高傲)。她需要的是一个“不好意思”的状态——像一个被夸了但觉得自己不配的人。
这个“表演”,她每天都在做。因为每天都有同学叫她“学神”。
高二暑假,林小镜做了一件她计划了很久的事:她开始学习“等离子体物理”。
等离子体物理是航天推进技术的基础——离子推进器、霍尔推进器、磁等离子体动力推进器(MPDT),都依赖于等离子体的物理特性。她要想研究航天推进,必须先学等离子体物理。
她从图书馆借了三本书:《等离子体物理导论》《等离子体动力学》《电推进原理》。她把它们摞在书桌上,最上面放了一本《量子场论》——不是因为她要学,而是因为她不想让苏婉清看到她在学“等离子体物理”。苏婉清不懂“量子场论”,但她知道“量子场论”是“物理”。如果她看到“等离子体物理”,可能会问“这是什么”。解释太麻烦。所以她把《等离子体物理导论》放在最下面,上面压着《量子场论》。每次学习的时候,她把《量子场论》放在最上面,翻开到某一页,假装在看。然后她拿着《等离子体物理导论》和笔记本,放在腿上,低头看。如果有人进来,她就把笔记本合上,把《等离子体物理导论》塞到抽屉里,然后假装在看《量子场论》。这个“伪装中的伪装”,让她觉得有点荒谬。但她习惯了。
她开始读《等离子体物理导论》。第一章:等离子体的定义。等离子体是物质的第四态——固体、液体、气体、等离子体。它是由自由电子和离子组成的准中性气体,具有集体行为。太阳是等离子体,闪电是等离子体,荧光灯管里的气体是等离子体。宇宙中百分之九十九以上的可见物质是等离子体。她读到这句话的时候,停了一下。百分之九十九。宇宙中几乎所有的物质都是等离子体。行星、小行星、彗星——这些“固体”物质反而是“异常”的。宇宙的本质是火,不是土。
她继续读。第二章:等离子体中的单粒子运动。带电粒子在电磁场中的运动——回旋运动、漂移运动、绝热不变量。她开始推导带电粒子在均匀磁场中的运动方程:m dv/dt = q v × B。解这个方程,得到粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,回旋频率ω_c = qB/m,回旋半径r_L = v_⊥/ω_c。她在笔记本上写下了推导过程,画了粒子的运动轨迹——一个螺旋线,沿着磁场方向漂移。
她喜欢等离子体物理。因为它是“活的”——粒子在运动,场在变化,能量在交换。它不是静止的、死的、抽象的公式。它是动态的、活的、具体的物理。她可以“看到”粒子在磁场中旋转,可以“看到”等离子体中的波动和不稳定性,可以“看到”离子推进器中的等离子体被电场加速、喷出、产生推力。这些“看到”,让她觉得她离她的目标更近了一步——不是“理解宇宙”,而是“改变世界”。等离子体推进器,就是她改变世界的第一步。
她花了三周的时间,学完了《等离子体物理导论》。不是“读完”,是“学完”——每一个概念都理解了,每一个公式都推导了,每一道习题都做完了。她在笔记本上写满了推导过程,字迹工整,步骤清晰。这些笔记,她不会给任何人看。但写下来本身,就是她理解的过程。
然后她开始学《等离子体动力学》——更深入的内容:等离子体中的波动、不稳定性、输运过程、磁流体力学。她读到磁流体力学(MHD)的时候,想到了一个问题:磁流体力学方程和流体力学方程很像,但多了电磁力的项。等离子体既是流体,又是电磁介质。这种“双重性”,让等离子体物理变得复杂而美丽。她在笔记本上写下了:“等离子体——物质和场的结合。物质告诉场如何分布,场告诉物质如何运动。和广义相对论一样——物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。宇宙的规律,在不同尺度上重复着相同的模式。”
她喜欢这种“模式”。它让她觉得,宇宙是一个统一的、自洽的、优雅的整体。从广义相对论到等离子体物理,从引力场到电磁场,从时空弯曲到粒子运动——背后的数学结构是相似的,物理思想是相通的。她理解了这一点,就能在不同领域之间“翻译”——把广义相对论的方法用到等离子体物理中,把等离子体物理的方法用到航天推进中。这种“翻译”,是她未来做研究的基础。
暑假的最后一周,林小镜和程远在物理实验室碰面。程远带来了第三代示波器的最终版本——外壳是黑色的,屏幕是7寸的,界面是林小镜设计的。他接上信号源,屏幕上出现了正弦波。绿色的波形在黑色的背景上跳动,稳定、清晰、漂亮。