2016年5月,暮春
五月的第二个周一,全国高中数学联赛初赛成绩公布。
公告栏前挤满了人。方见微站在人群外围,看见姜之墨的名字排在物理竞赛名单的第七位——这是意料之中的。他的目光正准备移开,却在旁边数学联赛的榜单上停住了。
江南一中数学联赛初赛成绩
第一名:姜之墨 148/150
第二名:陈致远 139/150
第三名:方见微 138/150
他愣住了。
148分。距离满分只差2分。而他,物理竞赛全校第一的方见微,数学比她低了整整10分。
周围有人在议论:
“姜之墨?物理班那个?她数学这么强?”
“听说她初赛最后一道大题全对,全校就她一个人做出来。”
“那道题我看了,需要用到大学数学的拓扑思想……”
方见微站在原地,把那三个数字看了很久:148,139,138。
不是嫉妒。是一种更复杂的情绪——惊讶,然后是不解,最后是……钦佩。
他想起她做物理竞赛题时的挣扎,想起她对着静电平衡题皱眉的样子,想起她需要他讲解电磁感应的每个细节。
但数学,她悄无声息地考了全校第一。
午休实验室。
姜之墨推门进来时,手里拿着数学竞赛的证书和试卷。她把证书随手放在实验台角落,像对待一张普通的作业纸。
方见微正在调试一套新的光学实验装置。他抬头,目光落在那个证书上。
“恭喜。”他说。
“啊?”她愣了一下,顺着他的视线看到证书,“哦,数学那个啊……运气好。”
“不是运气。”他说,“148分,不是运气能考出来的。”
她笑了,有点不好意思:“其实最后那道题,我暑假预习高数时见过类似思路。”
“你预习了高等数学?”他问。
“嗯。”她点头,“我爷爷是数学教授,退休前在师大。暑假他教我点集拓扑基础。”
方见微沉默了。
他想起自己那个做土木工程、后来转行的父亲。想起家里书架上那些自学来的物理教材。想起所有需要自己摸索、无人指导的时刻。
然后他说:“你很厉害。”
姜之墨正在往烧杯里倒试剂,听到这话,手抖了一下,液体溅出几滴。
“你……你说什么?”她抬头,眼睛睁大。
“我说,”方见微重复,语气认真,“你很厉害。数学148分,很厉害。”
她脸红了,从脸颊蔓延到脖颈。低头假装擦桌子,但嘴角控制不住地上扬。
“也没有很厉害啦……”她小声说,“物理就比你差远了。”
“那是不同领域。”他说,“你在数学上的天赋,很明显。”
她停下动作,看着他。眼神里有惊讶,有开心,还有一点点……不习惯。
“你很少夸人。”她说。
“我只陈述事实。”他说。
“但这次是夸。”她笑,“我收下了。”
那天下午的物理竞赛辅导,角色微妙地调换了。
讲到一道涉及微分方程求解的电磁学题时,方见微卡住了——不是不会做,是计算过程繁琐,需要技巧。
姜之墨凑过来看题,思考了几秒,然后说:“这里可以用拉普拉斯变换简化。”
她在草稿纸上快速演算。步骤简洁优美,几个变换就消去了复杂的积分项。
“看,”她把结果推过来,“这样再代回原方程,就只剩代数运算了。”
方见微看着她的演算过程。干净,利落,像一件艺术品。
“这个方法……”他停顿,“教材上没写。”
“我爷爷教的。”她说,“他说物理学家遇到复杂计算时,要学会借用数学家的工具。”
她说话时眼睛亮亮的,不是平时那种“又学到一个新知识”的亮,而是“我可以用我的专长帮到你”的亮。
方见微把那页草稿纸小心撕下,夹进自己的笔记本。
“谢谢。”他说。
“不客气。”她笑,然后小声补充,“终于能帮到你了。”
从那以后,实验室的竞赛辅导变成了双向的。
方见微讲物理直觉,讲实验类比,讲如何把抽象概念具象化。
姜之墨讲数学技巧,讲如何化繁为简,讲如何用优雅的公式描述复杂的现象。
五月中旬,他们遇到一道难题——研究带电粒子在电磁场中的运动轨迹,需要求解耦合的非线性微分方程组。
“这题……”方见微皱眉,“数值解可以,但解析解可能不存在。”
“让我试试。”姜之墨拿过题目。
她花了整个午休。不是在计算,是在思考。铅笔在纸上画着奇怪的图形——不是算式,是某种几何结构。
“你在做什么?”方见微问。
“相图分析。”她头也不抬,“非线性系统虽然不能精确求解,但可以分析稳定性。看——”
她画出相平面,标记出奇点,画出轨迹的拓扑结构。
“根据庞加莱-本迪克松定理,这个系统存在极限环。”她指着图形,“也就是说,粒子的运动最终会趋于一个周期性轨道,而不是发散的。”
方见微看着那张图。物理直觉告诉他,她的分析是对的。但用如此简洁的数学语言描述复杂的物理现象,这是他所欠缺的。
“你怎么想到的?”他问。
“我爷爷常说,”她放下笔,“物理告诉你‘是什么’,数学告诉你‘为什么能’。有时候跳进数学的抽象世界,反而能看清物理的本质。”
她说话时,午后的阳光照在她脸上,睫毛在脸颊投下细密的阴影。她的手指还按在那些奇点和轨迹线上,像按着某个宇宙的密码。
那一刻,方见微清晰地意识到:她不只是那个需要他讲解物理题的女孩。
她是一个有着深厚数学背景、能理解抽象结构、能提供他所欠缺视角的——合作者。
“你能教我这个吗?”他问。
“什么?”
“相图分析。庞加莱-本迪克松定理。这些数学工具。”
她愣了一下,然后笑了:“当然。不过要收学费。”
“什么学费?”
“每天午休的物理辅导不能停。”她说,“我们交换。”
“成交。”他说。
从那以后,实验室的白板上开始同时出现物理公式和数学推导。一边是麦克斯韦方程组,一边是微分几何符号。一边是量子力学算符,一边是泛函分析。
有时候他们会争论——关于某个近似是否合理,关于某个数学处理是否丢失了物理信息。
“你这样简化会忽略高阶效应。”方见微指着她的推导。
“但物理上那些效应本来就可忽略。”她反驳,“数学的精确要服务于物理的现实。”
“但数学的严谨能揭示物理的深层结构。”
“那要看深层结构是否真的存在……”
争论到最后,往往以实验验证结束。他们设计简易实验,用数据说话。
五月底的一次争论后,姜之墨赢了。实验数据支持她的简化模型。