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3、可控混沌 ...
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周四的竞赛课,田昃比郝桐棠早到。
郝桐棠推门进去时,看见田昃正坐在位置上,低头摆弄着什么。走近了才发现,是几个不同颜色的磁力球,在桌面上拼成一个复杂的几何结构。
“来了?”田昃头也不抬,“帮我看看,这个结构稳不稳?”
郝桐棠放下书包,仔细端详。磁力球拼成的多面体,每个顶点都连接着三条棱,看起来对称而精致。
“这是……截角二十面体?”郝桐棠问。
“对,富勒烯的结构。”田昃终于抬起头,眼睛发亮,“稳定吗?”
郝桐棠伸手,轻轻碰了碰其中一个球。整个结构微微颤动,但没有散架。
“稳定。”他说,“但这是静态稳定。如果施加持续的外部扰动——”
“就会进入混沌状态,对吧?”田昃接过话头,手指一弹,一个磁力球飞了出去。
结构瞬间崩塌,小球滚得到处都是。
“但你看,”田昃捡起几个球,快速重新拼接,“只要有合适的初始条件和约束,混沌里也能重建秩序。”
新的结构形成了,和之前不一样,但同样稳定。
郝桐棠看着他的手。手指灵活,动作流畅,像是在演奏某种无声的乐器。
“你平时就玩这个?”郝桐棠问。
“无聊的时候玩。”田昃把最后一个小球按上去,“物理嘛,光做题多没意思,总得亲手摸一摸。”
郝桐棠没说话。他想起自己房间里那些整齐排列的参考书,想起每道题都写在固定的位置,想起所有东西都有固定的归处。
他从来没有“玩”过物理。
物理对他来说是工具,是武器,是维持内心秩序的方法论。
“试试?”田昃把几个小球推过来。
郝桐棠犹豫了一下,还是拿起一个。磁力球冰冰凉凉的,表面光滑,在指间转动时几乎没有阻力。
他试着拼了个最简单的四面体。很顺利,每个连接都“咔哒”一声到位,严丝合缝。
“不错嘛。”田昃笑了,“不过太规整了,没意思。”
他伸手,把四面体拆开,随机抓了几个球塞进郝桐棠手里:“现在,闭眼,随便拼。”
“……什么?”
“闭眼,随便拼。”田昃重复,“看看混沌能产生什么。”
郝桐棠觉得这个要求很荒谬。但田昃看着他,眼神认真,不像开玩笑。
他闭上眼睛。世界陷入黑暗,只剩下手里几个小球冰凉的触感,和它们之间若有若无的磁力牵引。
他凭感觉把球往一起凑。磁力时强时弱,球会突然吸在一起,又突然弹开。他试了几次,终于感觉到某种稳定的构型。
“可以了。”田昃说。
郝桐棠睁开眼。
手里的磁力球拼成了一个……扭曲的、不对称的结构。有些连接是三球一线,有些是四球聚点,整个东西歪歪扭扭的,但奇迹般地没有散架。
“哇哦。”田昃凑近看,“这结构……有意思。看似无序,但其实每个连接点都达到了受力平衡。”
他接过那个结构,放在桌面上,轻轻一推。
结构晃了晃,但没有倒。
“看见没?”田昃说,“混沌里诞生的秩序,往往比设计出来的更坚韧。”
郝桐棠看着那个歪歪扭扭的小东西。它确实没倒,甚至在桌面上微微旋转,像某种奇怪的生命体。
“上课了。”陈教授的声音从门口传来。
田昃迅速把磁力球收进书包,郝桐棠也坐正。但那个扭曲的结构还留在桌上,直到陈教授走过来,疑惑地看了一眼:“这是什么?”
“呃……教具。”田昃面不改色,“我们在讨论自组织结构的稳定性。”
陈教授挑眉,没说什么,转身走向讲台。
郝桐棠松了口气,偷偷看了田昃一眼。田昃朝他眨眨眼,嘴角带着得逞的笑。
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今天的课题是关于非线性动力学。
“混沌理论的核心,”陈教授在黑板上写下几个关键词,“是对初始条件的极端敏感性。也就是我们常说的——蝴蝶效应。”
他画了个简单的相空间图,描述一个摆锤的运动。
“在理想的无摩擦条件下,摆锤会做完美的周期运动。”陈教授说,“但现实中,总有微小的扰动——空气阻力、悬挂点的摩擦、甚至地球自转。这些微小扰动经过系统非线性放大后,会导致运动轨迹完全无法预测。”
郝桐棠在笔记本上画了个摆锤。他画得很精细,连摆线扭曲的弧度都标注了角度。
田昃凑过来看了一眼:“你画得也太认真了吧?”
“准确很重要。”
“但混沌系统里,准确没有意义。”田昃说,“因为再精确的初始测量,也抵不过微小扰动的指数级放大。”
郝桐棠笔尖顿了顿。他看向黑板,陈教授正在写一组微分方程,描述摆锤在相空间中的轨迹。
那轨迹不是平滑的曲线,而是纠缠的、分形的、充满无限细节的奇异图案。
美得惊心动魄。
“所以,”陈教授转过身,“面对混沌系统,我们要做的不是预测精确的未来,而是理解系统的整体行为模式。就像天气预报,我们无法预测三个月后某一天是否下雨,但我们可以知道那个季节的降水概率。”
田昃举手:“老师,那有没有办法,在混沌系统里制造可控的结果?”
“问得好。”陈教授点头,“这就是‘混沌控制’的研究方向。通过施加微小但精确的扰动,引导系统走向我们期望的轨道。”
他举了个例子:心脏的节律。健康的心脏跳动是混沌的,但病理性的心跳可能是过于规则的——那反而是危险的信号。通过微小的电刺激,可以引导心脏回归健康的混沌状态。
郝桐棠听得入了神。
他想起自己的生活。那个永远有序、永远可预测的家,算不算一种“病态的规则”?而田昃的出现,这些细碎的、意想不到的互动,算不算一种……“微小但精确的扰动”?
他不敢深想。
下课时,田昃一边收拾书包一边问:“周末有空吗?”
郝桐棠动作一顿:“……有事?”
“市图书馆有个科普展,关于混沌和分形的。”田昃说,“我想去看,但一个人去没意思。”
理由很直接,不给迂回的空间。
郝桐棠沉默了几秒。他周末通常在家做题,或者帮母亲整理家务,或者带弟弟去补习班。他的时间表精确到分钟,没有“去看展”这个选项。
“我——”
“就当课外学习。”田昃打断他,“竞赛班迟早会考到这些,提前接触有好处。”
逻辑完美,无法反驳。
“……几点?”
“上午十点,图书馆门口。”田昃笑了,“说定了?”
郝桐棠点点头。
说定了。
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周六上午九点五十,郝桐棠站在市图书馆门口。
他提前十分钟到,这是习惯。阳光很好,秋天的天空湛蓝高远,风吹过来带着凉意,但不冷。
图书馆门口已经有不少人,大多是家长带着孩子。郝桐棠站在一棵梧桐树下,看着地上的落叶。叶子枯黄蜷曲,叶脉的纹路像某种分形图案——主干分出支干,支干分出更细的支干,无限重复,无限精细。
“这么早就到了?”
田昃的声音从身后传来。
郝桐棠转过身。田昃今天没穿校服,简单的灰色卫衣和牛仔裤,头发有点乱,像是刚起床就匆匆赶来。
“刚到。”郝桐棠说。
其实到了十分钟了,但他没说。
“走吧。”田昃朝他招手,“听说展品里有曼德博集合的实时生成,可以自己调参数。”
他们走进图书馆。科普展在一楼大厅,人比想象中多,大多是中学生和大学生。展板上有各种分形图案:蕨类植物的叶子、海岸线的轮廓、云朵的边缘……大自然里充满了混沌中诞生的秩序。
最吸引人的是一台互动设备。屏幕上显示着曼德博集合——那个著名的、无限复杂的数学分形。参观者可以调整参数,观察图案如何变化。
已经有几个人在排队。田昃拉着郝桐棠排到后面,兴致勃勃地看着屏幕上的变化。
“你看,”田昃指着屏幕,“只要改变初始值的一个微小数位,整个图案就完全不一样了。这就是蝴蝶效应。”
屏幕上,五彩斑斓的漩涡和尖刺在缓慢旋转,像是某种活着的、呼吸着的生命体。
轮到他们时,田昃让郝桐棠操作。
“试试。”他说,“随便调。”
郝桐棠把手放在控制面板上。有四个旋钮:实部偏移、虚部偏移、缩放倍数、迭代次数。
他小心翼翼地转动第一个旋钮。
屏幕上的图案开始流动。原本对称的“海马谷”扭曲变形,新的结构从边缘生长出来,像珊瑚,又像神经元的突触。
“再调这个。”田昃指着第二个旋钮。
郝桐棠照做。
图案再次变化。这一次,从中心爆发出绚丽的彩色光芒,那些光芒又分裂成更细的光丝,光丝再分裂……无限延伸,永无止境。
周围传来惊叹声。有人拿出手机拍照。
郝桐棠看着屏幕,忘记了时间,忘记了周围的人群。他沉浸在数学的奇迹里——如此简单的迭代公式,却能产生如此复杂、如此美丽的无限结构。
“很美,对吧?”田昃在他耳边轻声说。
郝桐棠点头。他没办法用语言形容此刻的感受,像是看见了宇宙最深处的秘密,又像是触摸到了造物主的手指。
“这就是混沌的美。”田昃说,“无序中的有序,简单中的复杂,有限中的无限。”
郝桐棠转过头,看向田昃。田昃也在看屏幕,眼睛倒映着五彩斑斓的光,亮得惊人。
那一刻,郝桐棠忽然明白了一件事。
田昃对他来说,就是那个改变初始值的微小扰动。
因为田昃的出现,他原本有序、可预测的生活,正在滑向某个未知的、复杂的、也许是美丽的轨迹。
他不知道自己会走向哪里。
但他知道,回不去了。
“发什么呆?”田昃碰碰他的胳膊,“那边还有流体湍流的模拟,去看吗?”
“……好。”
他们又在展厅里转了一个多小时。田昃很会讲解,每个展品都能说出背后的原理,还能联系到竞赛可能考到的知识点。郝桐棠大部分时间安静地听,偶尔提问,问题都很精准,直指核心。
离开图书馆时,已经快下午一点了。
“饿了。”田昃揉揉肚子,“我知道附近有家面馆不错,去吗?”
郝桐棠本想拒绝。他应该回家吃午饭,母亲会等。
但他说:“……好。”
面馆很小,只有六张桌子,但很干净。老板娘认识田昃,笑着打招呼:“小昃来啦?还带同学了?”
“嗯,我竞赛班的搭档。”田昃说,“两碗牛肉面,一碗不要香菜。”
郝桐棠愣了一下:“你怎么知道我不吃香菜?”
“上周看你吃包子的时候,把香菜挑出来了。”田昃说得理所当然,“观察力也是物理学家必备素质嘛。”
面很快上来。热腾腾的,汤色清亮,牛肉切得薄薄的,铺了满满一层。郝桐棠尝了一口,味道确实好。
他们安静地吃面。窗外的阳光照进来,落在桌面上,照亮了碗里升腾的热气。
“郝桐棠。”田昃忽然开口。
“嗯?”
“你有没有想过,以后要做什么?”
郝桐棠停下筷子。这个问题太远了,远到他从来没认真思考过。
“……没想好。”
“我想做理论研究。”田昃说,“不是应用,是基础理论。比如混沌,比如量子引力,比如宇宙的终极规律。”
他说这话时,眼睛很亮,像有火焰在燃烧。
“很贵。”郝桐棠说得很直接,“理论研究需要平台,需要资源,需要……钱。”
他知道这话很扫兴,但这是现实。
田昃沉默了几秒,然后笑了:“我知道。所以我现在得多攒点钱,以后才能心无旁骛地做研究。”
他说得很轻松,但郝桐棠听出了背后的重量。
早餐店的账本,母亲的腰伤,外婆的药……这些现实像重力,拉扯着想要飞翔的人。
“你呢?”田昃问,“你成绩这么好,肯定有很多选择。”
郝桐棠看着碗里的面。面条纠缠在一起,像混沌的轨迹。
“我……”他开口,声音很轻,“我想去一个很远的地方。”
“多远?”
“远到……可以重新开始的地方。”
田昃没说话,只是看着他。那目光很沉,很静,像是要看进他灵魂深处。
良久,田昃说:“那我们一起。”
郝桐棠抬起头。
“我的意思是,”田昃笑了笑,“竞赛班还有全国赛,如果拿了好名次,就有机会保送。我们一起考出去,去最好的大学,去那个……可以重新开始的地方。”
他说得很自然,像在说一件理所当然的事。
郝桐棠的心脏重重跳了一下。
他想说“我们才认识两周”,想说“你根本不了解我”,想说“这太荒唐了”。
但他什么也没说。
他只是点了点头。
“……好。”
面吃完了。田昃抢着付了钱:“上次包子是你帮我试吃,这次我请。”
走出面馆,秋风更凉了。田昃把卫衣帽子戴上,转头问郝桐棠:“你怎么回去?”
“公交车。”
“我送你到车站。”
他们并肩走在秋天的街道上。落叶在脚下沙沙作响,阳光透过树枝洒下来,光影斑驳。
到车站时,公交车刚好进站。
“周一见。”田昃朝他挥手。
“周一见。”
郝桐棠上了车,在后排坐下。车子启动,他透过车窗回头看去。
田昃还站在车站,双手插在口袋里,看着他离开的方向。风吹乱了他的头发,但他没动,像一尊安静的雕塑。
直到车子拐过街角,再也看不见。
郝桐棠收回目光,看向自己的手。
掌心空空如也,但他总觉得,还握着什么东西。
也许是那几个磁力球冰凉的触感。
也许是控制旋钮转动的阻尼感。
也许……是别的什么。
车子摇晃着驶向城西。郝桐棠靠在车窗上,闭上眼睛。
他想起曼德博集合无限延伸的边界。
想起田昃说“我们一起”时的眼睛。
想起那个歪歪扭扭、却异常坚韧的磁力球结构。
混沌里诞生的秩序。
微小扰动引发的巨变。
以及两个原本独立的系统,开始交换物质和能量的那个瞬间。
他知道,从今往后,他的人生方程式里,多了一个无法忽略的变量。
那个变量的名字,叫田昃。