午后的阳光透过实验大楼厚重的玻璃窗,洒下一片斑驳的光影,却丝毫驱散不了空气中那股凝重到几乎能拧出水来的紧张气氛。
刚刚经历了理论考试“地狱级”洗礼的考生们,此刻正襟危坐(或者说,瑟瑟发抖地瘫坐)在各自的实验台前。这些实验台,每一个都像是一个小型的战场,摆满了各种闪烁着冰冷金属光泽的仪器、颜色各异的导线、以及一些用途不明的玻璃器皿。
与上午理论考场那“万马齐喑究可哀”的氛围不同,实验考场内,虽然同样寂静,但这种寂静更像暴风雨来临前的死寂,每一个人的神经都紧绷到了极致。
“同学们,请再次检查你们的实验器材是否齐全,如有缺损,立刻向监考老师报告!”
主考台上,那位白发苍苍,眼神却锐利如鹰的李振华教授,声音洪亮地打破了宁静。他的目光缓缓扫过全场,带着一丝不易察觉的……期待?或者说是“看好戏”的玩味。
毕竟,今年的实验题目,可是他和几位老伙计“闭关”数月,绞尽脑汁才设计出来的“得意之作”,其难度系数,足以让往届所有的物理国赛实验题都黯然失色,堪称“骨灰级pro max plus Ultra典藏版”!
考生们闻言,纷纷低下头,手忙脚乱地检查着自己面前的“家当”。
“我的游标卡尺怎么感觉有点松?”
“这……这示波器的旋钮是不是有点不灵敏?”
“完了完了,我这组的电源好像电压不太稳……”
各种压低了声音的惊呼和抱怨在各个角落此起彼伏。
坐在秦风不远处的“小法拉第”周凯,此刻正对着一堆散乱的电阻和电容发呆,他的脸比上午考完理论时还要白上三个色号,额头上的冷汗跟不要钱似的往下淌。
“秦……秦风大神……”周凯用蚊子般的声音,颤抖着对旁边的秦风说道,“我……我怎么有种不祥的预感?我感觉下午这实验,可能比上午的理论还要……还要命啊!”
秦风闻言,只是淡淡一笑,目光平静地扫过自己实验台上的仪器,心中却早已波澜不惊。对于拥有【学神黑科技系统】的他而言,这些常规的实验仪器,就像是他身体的延伸,熟悉得不能再熟悉。
“兵来将挡,水来土掩。”秦风轻声回了一句,语气平淡,却带着一种莫名的安定人心的力量。
周凯:“……” 大神就是大神,这种时候还能这么淡定!我等凡人,只能瑟瑟发抖啊!
就在这时,实验大楼内的广播系统突然响起,李振华教授那清晰而威严的声音传遍了每一个角落:
“各位同学,全国中学生物理奥林匹克竞赛实验操作考试,现在正式开始!请注意,本次实验考试时间为三个小时。实验题目已经下发到各位的实验台上,请仔细阅读题目要求和注意事项。祝各位……好运!”
最后那句“好运”,李教授特意加重了语气,听在考生们的耳朵里,却不亚于晴天霹雳。
当考生们颤抖着手,拿起那份打印得密密麻麻的实验题目说明书时,整个实验大厅,瞬间陷入了一片死一般的寂静。
紧接着,便是此起彼伏、连绵不绝的倒吸凉气的声音!
“嘶——!!!”
“我滴个亲娘姥姥啊!”
“这……这特么是人做的实验?!”
如果说上午的理论试卷是“骨灰级”,那么下午这份实验题目,简直就是“骨灰扬了级”!
实验题目:高精度引力常数G的动态测量与空间微扰动分析
实验目的:
利用提供的实验器材,设计并搭建一套能够动态测量引力常数G的实验装置。
在实验过程中,对可能存在的空间微扰动(如实验室环境地面震动、空气流动、微弱电磁场干扰等)进行理论建模与实验修正。
完成至少五组有效数据测量,计算出引力常数G的平均值,并进行完整的不确定度分析。
提交一份详细的实验报告,包括实验原理、装置设计图、操作步骤、数据记录与处理、误差分析、以及对提高测量精度的创新性实验方案的探讨。
提供器材:
扭摆装置主体一套(核心扭丝材料为普通高碳钢丝,非恒弹性合金,扭转常数K值需自行标定)
标准质量块若干(m1=5kg,m2=1kg,材质普通铸铁,密度均匀性一般)
基础光学组件一套(包括氦氖激光器(功率稳定性欠佳)、平面反射镜(镀膜均匀性一般)、透镜组、光阑、半透半反镜等)
激光干涉模块(简化版,基于迈克尔逊干涉仪原理,条纹稳定性易受环境影响)
ccd图像传感器及简易数据采集卡(帧率较低,噪声较大)
通用支架、杜瓦瓶(无液氮)、秒表、游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、直流稳压电源(输出纹波较大)、计算机(预装基础数据处理软件,无专业仿真软件)。
特别注意:实验室内无精密恒温恒湿控制,无电磁屏蔽,无主动隔震平台。
当考生们逐字逐句地看完这份堪称“丧心病狂”的实验题目和器材清单后,绝大多数人的表情,已经从最初的震惊,变成了呆滞,再从呆滞,变成了绝望。
“动态测量引力常数G?卡文迪许老爷子当年搞这个,都花了好几年吧?我们三个小时?”一个戴着厚底眼镜,看起来颇为老成的男生,声音都有些发飘。
“还……还要对空间微扰动进行建模和修正?这……这不就是让我们用手去抓空气中的灰尘,还要给每一粒灰尘编号称重吗?”另一个女生已经快哭了,手中的笔“啪嗒”一声掉在了地上。
“你们看那器材清单!扭丝用的是普通高碳钢丝!质量块是普通铸铁!激光器功率还不稳!ccd噪声还大!这……这根本就是地狱难度的‘丐版’卡文迪许实验啊!”
“最要命的是最后那句‘特别注意’!无恒温恒湿!无电磁屏蔽!无隔震平台!这还测个毛线的G啊!我们怕不是在测量实验室大楼今天晃了几下,隔壁马路过了几辆洒水车吧!”
哀嚎声,抱怨声,以及各种意义不明的“卧槽”声,在实验室内此起彼伏,形成了一曲悲壮的“物理学劝退交响曲”。
来自京城附中的王昊,此刻脸色铁青。他原本还指望着在实验操作上扳回一城,毕竟他的动手能力在京城代表队里也是数一数二的。但看到这个题目,他感觉自己的心都凉了半截。这已经不是单纯考验动手能力了,这简直是在考验“无中生有”和“点石成金”的仙术!
他偷偷瞥了一眼秦风。
只见秦风正低着头,仔细地阅读着实验说明,眉头微蹙,似乎在认真思考着什么。他的表情虽然也带着一丝凝重,但与周围那些如同世界末日降临般的考生相比,却显得异常平静。
“装模作样!”王昊心中冷哼一声,暗道:“这种难度的实验,我就不信他还能玩出什么花样来!等会儿看他怎么出糗!”
而此刻,在实验大楼的中央监控室内,李振华教授、王教授以及几位物理竞赛组委会的核心成员,正通过大屏幕,实时监控着各个考场的情况。
“哈哈哈,老李,你这题目一出来,我看那些小家伙们都快集体崩溃了!”王教授指着屏幕上一片“愁云惨雾”的景象,乐不可支地说道。
“哼,现在的年轻人,就是缺乏磨砺!”李振华教授呷了一口茶,慢悠悠地说道,“想当年我们做实验,条件比这艰苦多了,不也照样出成果?这个实验,看似刁钻,实则考察的是他们最核心的物理素养——在有限条件下,如何运用物理学原理,创造性地解决问题!”
“话是这么说,”另一位负责实验器材的张教授苦笑道,“但您给的这套‘丐版’器材,也太丐了吧?那扭丝的非线性形变,那激光器的模式漂移,那ccd的热噪声……哪个拎出来都是能让测量精度直接上天的因素啊!让他们在三个小时内,用这些东西测出G值,还要分析微扰动……这简直是让他们用一把生锈的菜刀去雕刻米其林三星的分子料理啊!”
“就是要这种效果!”李振华教授眼睛一瞪,“物理学的魅力,不就在于从看似混乱和不完美的现象中,洞察其背后的规律吗?如果什么都给他们准备得妥妥当当,那还叫什么竞赛?直接叫‘照本宣科’得了!”
“我倒要看看,”李振华教授的目光,不经意间落在了秦风所在的那个实验台的监控画面上,“这一届,有没有哪个小家伙,能给老头子我带来一点惊喜。”
实验室内。
“小法拉第”周凯已经彻底放弃了思考,他双手抱着头,嘴里念念有词:“我是谁……我在哪儿……我为什么要学物理……我现在转行去说相声还来得及吗……至少能给观众带来快乐,而不是像现在这样,给自己的心灵带来无尽的折磨……”
他旁边的考生,一个来自齐鲁省的壮实小伙,此刻正拿着游标卡尺,对着空气比划着,嘴里嘟囔着:“引力……引力是什么?能吃吗?好吃吗?甜不甜?”显然已经开始神志不清。
更有甚者,一个看起来文文静静的女生,突然拿起桌上的秒表,对着自己的额头“咚咚咚”地敲了起来,一边敲一边唱:“小小少年,很少烦恼,眼望四周阳光照……”那场面,看得旁边的监考老师眼皮直跳,差点以为她要当场表演一个“物理超度”。
“肃静!肃静!”一位年轻的监考老师不得不提高声音,试图维持秩序,“请同学们保持冷静!仔细阅读题目,认真思考实验方案!时间宝贵,不要浪费在无意义的焦虑上!”
然而,这种安慰在绝对的难度面前,显得是那么的苍白无力。
大部分考生,此刻都处于一种“我是块石头,我不会动,也别想让我动”的贤者状态。
而秦风,在仔仔细细地将实验说明和器材清单阅读了三遍之后,缓缓抬起了头。
他的眉头依旧微微蹙着,但眼神中,却闪烁着一种奇异的光芒,那是一种混合了挑战、兴奋和……一丝丝“果然如此”的了然。
“有意思。”秦风的嘴角,勾起了一抹几不可察的弧度。
这个实验题目,确实难!
难的不仅仅是测量引力常数G本身,这个实验在物理学史上就以其极高的操作难度和对环境的苛刻要求而着称。
更难的是,出题组几乎是“处心积虑”地在每一个环节都设置了障碍。
器材的“丐版”化:无论是核心的扭丝、质量块,还是关键的光学和电学测量组件,都充斥着各种“非理想”因素。这意味着,教科书上那些理想化的公式和模型,在这里几乎完全不适用,必须进行大量的修正和补偿。
环境的“恶劣”化:无恒温恒湿、无电磁屏蔽、无隔震平台。这三大“无”,对于一个需要测量极其微弱引力效应的实验来说,简直是毁灭性的打击。任何一丝微小的温度变化、电磁干扰、地面震动,都可能让实验数据彻底“放飞自我”。
时间的“极限”化:三个小时,要完成装置搭建、参数标定、多组数据测量、理论建模、误差分析,还要提出创新方案……这对于一个正常的科研团队来说,可能都需要几天甚至几周的时间。
“这已经不是在考验实验技能了,”秦风心中暗道,“这分明是在考验‘无中生有’、‘化腐朽为神奇’的创造力,以及在极端不利条件下,从噪声中提取有效信号的‘火眼金睛’。”
他再次扫视了一眼实验台上的那些“破铜烂铁”,心中却并没有丝毫的慌乱。
因为,就在他看完题目要求的那一刻,他脑海中那只有他能看见的【学神黑科技系统】界面,悄然发生了一丝变化。
一个全新的任务,如同闪耀的星辰般,浮现在任务栏中:
【主线任务:国赛的极限挑战(实验篇)】
【任务描述:在当前“极度不友好”的实验条件下,以远超预期的精度完成引力常数G的测量,并提交一份令所有评审专家为之震撼的实验报告与创新方案。】
【任务奖励:学神积分点,物理学(实验方向)技能碎片x3,黑科技图纸解锁权限(小型高精度传感器系列)x1,特殊称号“国赛实验之王”(佩戴后小幅提升实验操作稳定性和直觉)。】
【失败惩罚:宿主可能会对物理实验产生心理阴影,并被冠以“理论上的巨人,操作上的矮子”的不雅称号。】
“哦?”秦风的眉毛微微一挑,“奖励倒是挺丰厚,就是这失败惩罚……有点恶趣味啊。”
他深吸一口气,目光再次投向了那些看似简陋的实验器材。
其他考生看到的是绝望,是无从下手。
而秦风看到的,却是一个个可以被优化、被改造、被赋予全新生命的可能性!
“普通高碳钢丝……其弹性模量和扭转常数随温度变化较为显着,且存在弹性滞后和蠕变效应……但如果能精确标定其在不同应力下的非线性响应曲线,并实时监测环境温度进行补偿……”
“普通铸铁质量块……密度不均可能导致质心偏移……但如果通过多次旋转和对称测量,或许可以消除部分系统误差……”
“氦氖激光器功率不稳……可以引入参考光路进行实时功率校准……简化版迈克尔逊干涉仪条纹易受扰动……或许可以设计一种主动反馈的条纹锁定系统雏形?”
一个个大胆而富有创意的想法,如同雨后春笋般,在秦风的脑海中不断涌现。
他那颗堪比超级计算机的大脑,开始飞速地运转起来,将系统知识库中那些超越当前时代的实验技术和理论,与眼前这些“丐版”器材巧妙地结合起来,试图寻找一条在“不可能”中创造“可能”的路径。
其他考生还在为“能不能搭出个像样的扭摆”而发愁,秦风却已经在思考如何利用这些“破烂”,玩出一场超越时代的实验盛宴了!
挑战想象力的极限?
秦风的嘴角,扬起了一抹自信而张扬的笑容。
那就让你们看看,什么才叫做真正的“想象力”!
一场史无前例的“魔改”实验,即将在秦风的手中,拉开序幕!