第三章 量子少年
「林述周！」
剛要離開學校，張老師的聲音從身後傳來。
「關於物理競賽的事……」張老師嘆了口氣，「你也知道，按照慣例，你是有參賽名額的。可是看你最近這個狀態……」
林述周猛地抬起頭。
物理競賽！
他差點忘了，每年這個時候都是全國中學生物理競賽的報名季。上一世的他，正是靠這個比賽拿了省一等獎。
「老師，我還能參加嗎？」
「你自己說說，你能參加嗎？」張老師皺著眉，「你看看你考試那道題的答卷。導體棒切割磁感線，你寫的什麼？量子隧穿效應？波函數疊加？這些東西連大學老師都未必講得清楚，你倒是張口就來……」
林述周苦笑。他當然能講清楚，不僅能講，還能從薛丁格方程推導到量子場論。前世的他，正是憑著對量子物理的深刻理解，才在晶片領域有所突破。
可這些知識，對現在的他來說反而是個累贅。本該用最簡單的高中物理公式解題，他卻想到了電子的量子特性。這就像是用雷射切割機去削鉛筆，大材小用不說，反而把事情搞砸了。
「後天下午有校內選拔。」張老師推了推眼鏡，「你要是想參加預賽，就得先過這關。」
「預賽？」林述周眼睛一亮，「那複賽考什麼？」
「你倒是關心複賽……」張老師搖頭，「複賽當然難度更大，會涉及大學物理的內容。經典力學、電動力學這些基礎，再加上一些前沿的量子力學、統計力學的科普題目。」
聽到這幾個詞，林述周心裡突然有了底。
這些他再熟悉不過了。經典力學的拉格朗日方程，他能倒著寫出來；電動力學的麥克斯韋方程組，他更是用了二十多年；至於量子力學和統計力學，那可是他吃飯的傢伙。這些理論不僅在實驗室天天用，開發量子晶片的時候更是把每個細節都推演過無數遍。
這些內容，就算過去二十多年，對他來說依然如同呼吸一般自然。
有戲！
只要能撐過考基礎知識的預賽，複賽就是他的主場了。到時候，別說是省一等獎，就是拿個全國第一也未必沒戲！
「老師，給我個機會。」
「你確定？」張老師狐疑地看著他，「後天下午第一節課，物理實驗室。這次選拔可不簡單，要是再答些量子力學的東西……」
「保證不會！」
看著張老師離開的背影，林述周開始盤算時間。
三天準備校內選拔。
一周準備預賽。
再一周就是複賽。
雖然時間緊迫，但至少有了方向。這就像他以前做實驗，再複雜的量子系統，也得從最基本的經典物理講起。
現在要做的，就是暫時把那些高深的理論放在一邊，重新撿起最基礎的解題方法。
他騎車直奔社區醫院……
醫院值班室里，林述周攤開一張白紙，開始列提綱。
「高中物理，從頭開始。」
力學：
-牛頓三定律
-動量守恆定律
-功和能量
-機械振動與機械波
電磁學：
-庫侖定律
-電場和電勢
-磁場
-電磁感應
光學：
-幾何光學
-波動光學
-光的干涉和衍射
他放下筆，看著這些再基礎不過的知識點，苦笑起來。
這些概念，以前不知道推導過多少遍。可現在，他得拋開那些複雜的推演，回到最樸素的理解上來。
「就從力學開始吧。」
翻開高中課本，第一道例題：一個物體在斜面上滑動，求加速度。
剛要下筆，他就開始不自覺地想到拉格朗日力學。廣義坐標、約束方程、變分原理......整整一頁的推導呼之欲出。
「打住！」他敲敲腦袋，「現在要的是分解力，最簡單的那種。」
沙沙沙——
三角函數、受力分析、牛頓第二定律，一步步寫下來，答案就這麼簡單。
再看電磁學。
麥克斯韋方程組在腦海中盤旋，但他硬是把思維拉回到了最基本的右手定則上。
「慢慢來，就像當年一樣。」
值班室的檯燈亮了一夜。
到天亮時，他已經把力學部分的典型題目做了個遍。那些曾經爛熟於心的解題技巧，正在一點點回來。
「你這是......」剛來換班的姐姐看著滿桌的草稿紙，「複習得怎麼樣了？」
「還行。」林述周伸了個懶腰，「就是老想到些用不上的東西。」
「什麼用不上的東西？」
林述周指著草稿紙：「比如這道求導體棒切割磁感線產生的感應電動勢，我開始想用相對論來解釋。運動的導體棒在它自己的參考系裡，因為洛倫茲變換會看到電場......」
看著姐姐越來越迷惑的表情，他趕緊打住：「就是想太多了。其實只要用法拉第定律，兩行就能解決。」
「你小子......」林述華狐疑地看著他，「這些都是從哪學來的？」
「看書唄。」他隨口搪塞過去，拿起下一本練習冊，「繼續複習了。」
電磁學：
-磁通量和法拉第定律
-楞次定律
-自感和互感
-電磁波......
寫著寫著，他又開始走神。想到以前做量子晶片時，為了控制電子自旋，用的那些精密的磁場操控技術。那些靈敏的磁力計，納米級的超導線圈......
「又來了。」他甩甩頭，「現在要的是高中知識！」
拿起歷年選拔題，開始一道道地做。
這一次，他刻意壓制那些超前的理論，就像二十八年前一樣，用最基本的方法解題。
一道題，兩道題，三道題......
漸漸地，那些仿佛與生俱來的理論開始退去，最初的解題感覺慢慢回來了。
「終於找對感覺了。」
看了看表，離選拔還有三十六小時。
「夠了，應該夠了。」
兩天後。
物理實驗室里，一片寂靜。
只有鐘錶的滴答聲，和草稿紙的沙沙聲。
林述周看著面前的試卷，露出一絲苦笑。三天來，他把高中物理基礎幾乎背了個遍，就是為了避免再次犯上次那樣的錯誤。
第一題：「自由落體運動中的加速度為什麼是恆定的？請用牛頓第二定律證明。」
簡單！
他剛要下筆，突然頓住了。腦海中已經不自覺地開始推導廣義相對論中的等效原理。
「不行，打住！」
他深吸一口氣。現在要的不是愛因斯坦的場方程，而是最基礎的F=ma。
沙沙沙——
筆尖在紙上快速移動。這一次，他用最樸素的方式，一步步推導出了答案。
第二題：「磁場對通電導線的作用」
這題他再熟悉不過。在開發量子計算機的磁阱結構時，他沒少和這些基本原理打交道。但現在，他得把思維收回到最基礎的安培力公式上。
正寫著，突然聽見前排傳來一聲嘆息。
是李明，班裡的物理課代表。這孩子成績一直很好，上次考試還考了個145分。
看來這次題目確實不簡單。
最後一題讓他愣了一下：「試述光的波粒二象性及其物理意義。」
這可是個能讓他講上三天三夜的題目。從楊氏雙縫干涉到光電效應，從德布羅意波到量子糾纏，這些概念在他的腦海中如此清晰。
可現在，他必須把這些知識壓制在1997年的科技水平之下。
他深吸一口氣，開始寫答案。只談光的基本性質，只用高中課本的例子，點到為止。
「時間到！」
張老師走進來收試卷，快速翻看了一遍，點點頭：「這次寫得很規範。」
「老師，」李明突然舉手，「最後一題能不能加一段？我看到一篇關於量子態疊加的論文……」
「不用了。」張老師擺擺手，「這種前沿實驗，等你上了大學再研究吧。」
林述周在心裡嘆了口氣。
「光子糾纏啊......」
這個1997年還停留在實驗室階段的技術，在他那個時代已經成為量子通信的基礎。可現在，他連提都不能提。
「考得怎麼樣？」陳雨薇在門口等他。
「還行吧。」
「我看你這次寫得挺快的。」她笑著說，「總算沒寫什麼『量子隧穿』之類的東西了？」
「你還說..」
「林述周，明天你先別走。」張老師從辦公室探出頭來，「選拔結果我要和你單獨談談。」
回到醫院值班室，林述周翻開高中課本，準備複習。明天就要公布結果了，如果能過關，下周就是預賽。
就在這時，護士站的廣播響了：「林護士，您弟弟在這兒嗎？剛才您父親的工廠來電話，說他夜班時有點不舒服......」
林述周猛地站了起來。
「來不及了嗎？」
剛要離開學校，張老師的聲音從身後傳來。
「關於物理競賽的事……」張老師嘆了口氣，「你也知道，按照慣例，你是有參賽名額的。可是看你最近這個狀態……」
林述周猛地抬起頭。
物理競賽！
他差點忘了，每年這個時候都是全國中學生物理競賽的報名季。上一世的他，正是靠這個比賽拿了省一等獎。
「老師，我還能參加嗎？」
「你自己說說，你能參加嗎？」張老師皺著眉，「你看看你考試那道題的答卷。導體棒切割磁感線，你寫的什麼？量子隧穿效應？波函數疊加？這些東西連大學老師都未必講得清楚，你倒是張口就來……」
林述周苦笑。他當然能講清楚，不僅能講，還能從薛丁格方程推導到量子場論。前世的他，正是憑著對量子物理的深刻理解，才在晶片領域有所突破。
可這些知識，對現在的他來說反而是個累贅。本該用最簡單的高中物理公式解題，他卻想到了電子的量子特性。這就像是用雷射切割機去削鉛筆，大材小用不說，反而把事情搞砸了。
「後天下午有校內選拔。」張老師推了推眼鏡，「你要是想參加預賽，就得先過這關。」
「預賽？」林述周眼睛一亮，「那複賽考什麼？」
「你倒是關心複賽……」張老師搖頭，「複賽當然難度更大，會涉及大學物理的內容。經典力學、電動力學這些基礎，再加上一些前沿的量子力學、統計力學的科普題目。」
聽到這幾個詞，林述周心裡突然有了底。
這些他再熟悉不過了。經典力學的拉格朗日方程，他能倒著寫出來；電動力學的麥克斯韋方程組，他更是用了二十多年；至於量子力學和統計力學，那可是他吃飯的傢伙。這些理論不僅在實驗室天天用，開發量子晶片的時候更是把每個細節都推演過無數遍。
這些內容，就算過去二十多年，對他來說依然如同呼吸一般自然。
有戲！
只要能撐過考基礎知識的預賽，複賽就是他的主場了。到時候，別說是省一等獎，就是拿個全國第一也未必沒戲！
「老師，給我個機會。」
「你確定？」張老師狐疑地看著他，「後天下午第一節課，物理實驗室。這次選拔可不簡單，要是再答些量子力學的東西……」
「保證不會！」
看著張老師離開的背影，林述周開始盤算時間。
三天準備校內選拔。
一周準備預賽。
再一周就是複賽。
雖然時間緊迫，但至少有了方向。這就像他以前做實驗，再複雜的量子系統，也得從最基本的經典物理講起。
現在要做的，就是暫時把那些高深的理論放在一邊，重新撿起最基礎的解題方法。
他騎車直奔社區醫院……
醫院值班室里，林述周攤開一張白紙，開始列提綱。
「高中物理，從頭開始。」
力學：
-牛頓三定律
-動量守恆定律
-功和能量
-機械振動與機械波
電磁學：
-庫侖定律
-電場和電勢
-磁場
-電磁感應
光學：
-幾何光學
-波動光學
-光的干涉和衍射
他放下筆，看著這些再基礎不過的知識點，苦笑起來。
這些概念，以前不知道推導過多少遍。可現在，他得拋開那些複雜的推演，回到最樸素的理解上來。
「就從力學開始吧。」
翻開高中課本，第一道例題：一個物體在斜面上滑動，求加速度。
剛要下筆，他就開始不自覺地想到拉格朗日力學。廣義坐標、約束方程、變分原理......整整一頁的推導呼之欲出。
「打住！」他敲敲腦袋，「現在要的是分解力，最簡單的那種。」
沙沙沙——
三角函數、受力分析、牛頓第二定律，一步步寫下來，答案就這麼簡單。
再看電磁學。
麥克斯韋方程組在腦海中盤旋，但他硬是把思維拉回到了最基本的右手定則上。
「慢慢來，就像當年一樣。」
值班室的檯燈亮了一夜。
到天亮時，他已經把力學部分的典型題目做了個遍。那些曾經爛熟於心的解題技巧，正在一點點回來。
「你這是......」剛來換班的姐姐看著滿桌的草稿紙，「複習得怎麼樣了？」
「還行。」林述周伸了個懶腰，「就是老想到些用不上的東西。」
「什麼用不上的東西？」
林述周指著草稿紙：「比如這道求導體棒切割磁感線產生的感應電動勢，我開始想用相對論來解釋。運動的導體棒在它自己的參考系裡，因為洛倫茲變換會看到電場......」
看著姐姐越來越迷惑的表情，他趕緊打住：「就是想太多了。其實只要用法拉第定律，兩行就能解決。」
「你小子......」林述華狐疑地看著他，「這些都是從哪學來的？」
「看書唄。」他隨口搪塞過去，拿起下一本練習冊，「繼續複習了。」
電磁學：
-磁通量和法拉第定律
-楞次定律
-自感和互感
-電磁波......
寫著寫著，他又開始走神。想到以前做量子晶片時，為了控制電子自旋，用的那些精密的磁場操控技術。那些靈敏的磁力計，納米級的超導線圈......
「又來了。」他甩甩頭，「現在要的是高中知識！」
拿起歷年選拔題，開始一道道地做。
這一次，他刻意壓制那些超前的理論，就像二十八年前一樣，用最基本的方法解題。
一道題，兩道題，三道題......
漸漸地，那些仿佛與生俱來的理論開始退去，最初的解題感覺慢慢回來了。
「終於找對感覺了。」
看了看表，離選拔還有三十六小時。
「夠了，應該夠了。」
兩天後。
物理實驗室里，一片寂靜。
只有鐘錶的滴答聲，和草稿紙的沙沙聲。
林述周看著面前的試卷，露出一絲苦笑。三天來，他把高中物理基礎幾乎背了個遍，就是為了避免再次犯上次那樣的錯誤。
第一題：「自由落體運動中的加速度為什麼是恆定的？請用牛頓第二定律證明。」
簡單！
他剛要下筆，突然頓住了。腦海中已經不自覺地開始推導廣義相對論中的等效原理。
「不行，打住！」
他深吸一口氣。現在要的不是愛因斯坦的場方程，而是最基礎的F=ma。
沙沙沙——
筆尖在紙上快速移動。這一次，他用最樸素的方式，一步步推導出了答案。
第二題：「磁場對通電導線的作用」
這題他再熟悉不過。在開發量子計算機的磁阱結構時，他沒少和這些基本原理打交道。但現在，他得把思維收回到最基礎的安培力公式上。
正寫著，突然聽見前排傳來一聲嘆息。
是李明，班裡的物理課代表。這孩子成績一直很好，上次考試還考了個145分。
看來這次題目確實不簡單。
最後一題讓他愣了一下：「試述光的波粒二象性及其物理意義。」
這可是個能讓他講上三天三夜的題目。從楊氏雙縫干涉到光電效應，從德布羅意波到量子糾纏，這些概念在他的腦海中如此清晰。
可現在，他必須把這些知識壓制在1997年的科技水平之下。
他深吸一口氣，開始寫答案。只談光的基本性質，只用高中課本的例子，點到為止。
「時間到！」
張老師走進來收試卷，快速翻看了一遍，點點頭：「這次寫得很規範。」
「老師，」李明突然舉手，「最後一題能不能加一段？我看到一篇關於量子態疊加的論文……」
「不用了。」張老師擺擺手，「這種前沿實驗，等你上了大學再研究吧。」
林述周在心裡嘆了口氣。
「光子糾纏啊......」
這個1997年還停留在實驗室階段的技術，在他那個時代已經成為量子通信的基礎。可現在，他連提都不能提。
「考得怎麼樣？」陳雨薇在門口等他。
「還行吧。」
「我看你這次寫得挺快的。」她笑著說，「總算沒寫什麼『量子隧穿』之類的東西了？」
「你還說..」
「林述周，明天你先別走。」張老師從辦公室探出頭來，「選拔結果我要和你單獨談談。」
回到醫院值班室，林述周翻開高中課本，準備複習。明天就要公布結果了，如果能過關，下周就是預賽。
就在這時，護士站的廣播響了：「林護士，您弟弟在這兒嗎？剛才您父親的工廠來電話，說他夜班時有點不舒服......」
林述周猛地站了起來。
「來不及了嗎？」