集训队的训练已经进入了收尾阶段,钱卫国忽然宣布要进行一场对抗赛。
“不是内部对抗。”他站在讲台上,手里拿着一沓卷子,“这周六,京都各个大学会组成一支数学小队,过来跟咱们打一场交流赛。对方派六个人,咱们也出六个人。当然都是大一大二的学生。”
以往的集训可没有这个节目,主要是前两天周国梁的讲座,让他发现了两个好苗子,想要试试两个人的水平,这两人自然就是张辰和钱瑾姝了。
钱卫国本来就是钱老的后人,自然不会拒绝,如果能够发现合适的苗子,自然是十分乐意让他们为国家服务了。
教室里一阵骚动。京都大学,各大院校——京大是全国最好的大学,数学系全世界都有名,从那里走出了多少牛人,更不用说清大、航空航天大学、理工大学了。
钱卫国看了一眼台下的学生,开始点名。“张辰、钱瑾姝、李致远、王思敏、孙明哲、孙晓蕾。六个人,周六上午九点,大教室。”他顿了顿,“其他的人也可以来观摩。”
被点到名字的六个人,张辰和钱瑾姝的表情没什么变化,但旁边的李致远深吸了一口气,王思敏的手指在膝盖上轻轻敲了两下。张辰转头看了一眼钱瑾姝,她正低头在笔记本上写着什么,笔尖很稳,一笔一划的,没有丝毫的紧张。
周六上午八点半,张辰到大教室的时候,除了钱瑾姝其他四个人都已经到了。李致远坐在角落里,面前摊着笔记本,嘴里念念有词。孙明哲倒是轻松,翘着二郎腿,手里转着一支笔,看到张辰进来冲他挤了挤眼睛。张辰找了个靠窗的位置坐下,把笔和草稿纸摆好。
钱瑾姝是最后一个到的。她穿着一件深蓝色的棉服,袖口的毛边被风吹得微微颤着,手里抱着一个旧帆布包,在张辰旁边坐下,把帆布包放在桌角,从里面掏出笔和笔记本。
“你今天怎么这么晚?”张辰问。
钱瑾姝看了他一眼:“遇到学姐了,说了几句话。”
“你不是四中的么?”
“我们学校有提前保送的,所以就认识了。”
张辰点点头,没再问了。钱瑾姝把笔记本翻开,翻到昨天没做完的那道题,继续往下写。张辰也翻开自己的笔记本,两个人就这么安安静静地坐着,跟平时在自习室一模一样。孙明哲在后面看着他们的背影,跟旁边的王思敏小声说了一句:“他俩是不是每天都这样?”王思敏没理他。
九点整,钱卫国带着六个人走了进来。对方穿各式各样的衣服,但都有一个特点——朴素。没有名牌,没有花哨的颜色,深色的夹克、洗得发白的羽绒服、旧的运动鞋,跟张辰和钱瑾姝站在一起,倒是像从一个模子里刻出来的。
走在最前面的是一个戴眼镜的男生,个子不高,走路的时候下巴微微抬着,目光从教室里扫了一圈,带着一种不太让人舒服的审视。
他旁边站着一个扎马尾的女生,表情比张辰还冷,从头到尾没看过任何人一眼,手里抱着一本书,封面朝下,看不清是什么。
还有一个男生,胖乎乎的,脸上带着笑,一进门就跟钱卫国打招呼:“钱老师好。”
钱卫国让他们在前排坐下,转身在黑板上写下了一行字:飞行器外形优化建模。
然后发下来一张纸,上面画了一个飞行器的草图,下面写着几行字。张辰从头到尾看了一遍——给定目标函数是阻力最小,求几何形状的参数化表示。
条件很少,自由度很大,怎么做都行,但怎么做得好,是另一回事。钱卫国说:“这是一道建模题。没有标准答案,评分标准是建模思路和推导过程。时间三个小时,你们自己安排。”
张辰拿着卷子看了一会儿,脑子里已经开始转了。飞行器的外形,数学上就是一个曲面。
曲面的性质可以用张量来描述,第一基本形式和第二基本形式,主曲率,高斯曲率。阻力最小的问题,可以转化为一个泛函极值问题,用变分法来解。他在草稿纸上写下了第一行公式。
旁边的钱瑾姝也在写。她用的方法和张辰不一样,她从物理直觉出发,先写出了阻力系数的表达式,然后试图从这个表达式反推出曲面的形状。
她的推导很扎实,每一步都有依据,不跳步,不省略。
张辰看了一会儿她写的公式,忽然说道:“你这里,曲率张量的表达式可以简化。”
他指了指草稿纸上的某一行,“用克里斯托费尔符号代进去,能省两步。”
钱瑾姝低头看了看,想了想,然后划掉原来的推导,换了一种写法。
写完之后她又看了一遍,点了点头:“可以。”然后她指着张辰的草稿纸:“你这里的边界条件,考虑过非对称情况吗?”
张辰愣了一下,重新审视自己的推导。
他的模型假设飞行器是对称的,但如果不对称呢?
他在草稿纸上加了一项,然后发现整个方程组变得更复杂了。
钱瑾姝凑过来看,皱了皱眉,拿起笔在旁边写了几行,试图把这一项吸收进曲率张量里。
两个人就这么你一言我一语,你写一行我写一行,配合得几乎不用说话。
对方的思路递过来,这边接住,接住之后继续往下走,像是两个人同时在下一盘棋,你走一步我走一步,但走的是同一盘棋。
两个小时后,张辰和钱瑾姝同时放下了笔。
草稿纸上密密麻麻写满了公式,推导过程从曲面的参数化开始,到张量的表达式,到泛函的构造,到欧拉-拉格朗日方程的推导,到边界条件的处理,到最终的数值求解方案,每一步都清清楚楚。
张辰看着那些公式,忽然说了一句:“要是飞行器不是刚体呢?”钱瑾姝抬头看他:“柔性?那得再加一个弹性项。”张辰点头,两个人都没动笔。三个小时不够了,但方向对了。
中午休息的时候,钱卫国和各校的老师们在办公室里看双方的答卷。张辰和钱瑾姝的报告被放在最上面,两个人的推导过程几乎是无缝衔接的,像是同一个人写的,只是笔迹不同。
钱卫国看完了,递给其他老师。京大的陈老师接过报告看了一遍,又看了一遍,然后放下,看着钱卫国:“这两个孩子,配合了多久了?”
“不到一个月。”
陈老师愣了一下:“不到一个月?你骗谁呢?”他的语气不是质疑,是不敢相信。
钱卫国笑了:“骗你干嘛。他们来集训队之前不认识,上个月才见的面。”他顿了顿,“你要是看他们平时的样子,更不信。一个在自习室看书,另一个也在自习室看书,坐对面,一天说不了几句话,但做起题来跟商量好似的。”
陈老师沉默了一会儿,摇了摇头,把报告翻来覆去又看了一遍,然后叹了口气:“这默契,不是练出来的。这是天生的。”
下午两点,对抗赛的结果出来了。钱卫国站在讲台上,手里拿着成绩单,念出了每个队的得分。
张辰和钱瑾姝的报告被评了最高分,比对抗组第一名的分数还高出了不少。
那个戴眼镜的男生坐在台下,脸色不太好看,手指在桌面上敲了两下,又停住了。旁边的女生还是那个表情,冷得像一块冰,但她的手指在笔记本的边角上轻轻摩挲了一下。
胖乎乎的男生倒是笑呵呵的,还冲张辰竖了个大拇指。
散会后,钱卫国把张辰和钱瑾姝叫到办公室。陈老师也在,坐在沙发上,手里还拿着他们的那份报告。
“你们的解法,我看过了。”陈老师开门见山,“你俩用的方法不一样,一个是张量分析,一个是变分法,但最后得出的结论是一致的。这说明什么?说明你们的思路是通的,不是一个凑巧。”他顿了顿,看着张辰:“你的变分法用得很大胆,边界条件的处理方式我很少在高一学生身上看到。你怎么想到的?”
张辰想了想:“看了几本书,上面有类似的例子。”
陈老师又看钱瑾姝:“你的张量分析基础很扎实。你跟谁学的?”
钱瑾姝说:“自己看书,不懂的问家里长辈。”
陈老师看了她一眼,目光在她脸上停了一瞬,像是有话想问,但最终没有开口。他点了点头,把报告还给钱卫国,站起来,拍了拍张辰的肩膀:“你们两个,以后是要干大事的。”
张辰不知道该说什么,钱瑾姝也没说话。两个人站在那里,表情都很平静,但张辰的耳朵红了一点,钱瑾姝的手指在笔记本的封面上轻轻摩挲了一下。
走出办公室的时候,走廊里很安静。阳光从窗户照进来,照在地板上,白花花的。张辰和钱瑾姝并排走着,谁都没说话。
走到楼梯口的时候,钱瑾姝忽然说:“那道题,如果飞行器不是刚体,弹性项应该加在哪儿?”
张辰想了想:“我觉得应该在曲率张量里加一个扰动项。”
钱瑾姝皱了皱眉:“扰动项太粗糙了。应该用有限元的方法,把曲面离散化,然后在每个单元上做弹性修正。”
张辰愣了一下,然后笑了:“你这个思路比我那个好。”
钱瑾姝嘴角一弯,没接话。两个人下了楼梯,往自习室走。下午的阳光暖洋洋地照在两人身上,张辰的影子被拉得很长,钱瑾姝的影子在他旁边,一长一短,靠得很近。
— 本章完 —