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第75章 “失败”也有价值(求收藏求追读求月票)
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数学自习课的铃声,像一道无形的屏障,将教室与外界的喧嚣隔绝开来。
林允宁点开了那个名为real_data.zip的压缩包。
WinRAR那三本叠在一起的书本图标一闪而过。
“宁神,这鬼画符跟刚才那个有啥不一样?咋看起来更乱了?”
宋子阳伸长了脖子,看着屏幕上那堆毫无规律的数据点,一脸的嫌弃,“跟电视雪花点似的,看着就头晕。”
林允宁没说话,只是眉头微不可察地蹙起。
宋子阳看不出门道,他却很快发现了问题的关键。
“这噪声基底……比我在金大实验室处理的数据,至少高了一个数量级。而且……”
他迅速将数据导入程序,先检查原始谱线中的窄峰与校准线,发现线形明显偏斜,拖尾不对称——
这意味着仪器响应函数(IRF)本身就并非对称。
随后他又做了一个简单的傅里叶变换,频谱图证实了他的另一个猜想:
噪声能量在各频段都更高。
“好家伙,韩老师这是把压箱底的‘脏数据’都拿出来了。”
林允宁瞬间明白了。
在集训队时,之前的原型算法之所以能跑通,是因为金大低温实验室那台顶级的拉曼光谱仪性能优越,实验数据信噪比极高。
但并不是每次实验,都能得到这样理想化的数据。
韩至渊这次发来的,根本不是一道题。
而是一个真实世界里,每个实验物理学家都可能遇到的棘手困境。
“有意思。”
林允宁的嘴角微微扬起,与生俱来的好胜心,在这一刻被悄悄点燃。
他先是抱着“试一试”的心态,将刚刚完成的那套完美处理了合成数据的算法,直接加载了这份‘脏数据’。
运行。
结果比预想的还要惨烈。
屏幕上弹出的拟合曲线,并未收敛至有效解,而是呈现出剧烈的高频振荡,与真实的信号点完全脱节,彻底化为无意义的数值噪声。”
“好像……失败了……”
后排,摄影师小王下意识地低声说道。
而导演刘伟,这一次没有说话。
他只是缓缓地走上前,穿过课桌间的过道,最终停在了林允宁的身后。
他没有打扰,只是像一尊雕像般,静静地看着屏幕上那失败的结果,以及林允宁那专注的侧脸。
他身后的摄影师小王立刻会意,扛着沉重的摄像机,用一个极其平稳的推镜,将导演的背影和林允宁的侧脸,一同框入了画面。
沉默持续了足足一分钟。
刘伟终于打破了寂静,他的声音不高,却带着新闻人特有的敏锐:
“林同学,我能问个问题吗?”
林允宁的目光依旧锁定在屏幕上,指尖在桌上有节奏地敲击着,头也没抬地应了一声:
“可以。”
“你在做什么?”
刘伟问得很直接,“我看不太懂,但这肯定不是高中水平的竞赛题。这是……哪个大学的科研项目?”
“嗯。”
林允宁依旧没有回头,像是在回答一件微不足道的小事,“金大韩老师课题组的。对了,你们后期剪辑的时候记得打码,这是还没发表的内容。”
“长江学者韩至渊老师?好的好的。”
刘伟前年制作过一期关于金大的节目,对这个名字有印象。
他深吸了一口气,语气变得更加审慎,像是在小心翼翼地触碰一个敏感话题,“恕我直言,你只是一名高中生。为什么一位国家重点实验室的教授,会把这么重要的项目,交给你来做?”
这个问题,问得极有水平。
它没有直接质疑,却在字里行间暗示了“特殊关系”、“走后门”的可能性。
虽然明知这样做可能会挑起事端,但作为一个媒体人,刘伟对新闻的敏感已经刻在了骨子里。
绝不会错过这样的问题。
教室里,连宋子阳都听出了这话里的不对劲,紧张地看向林允宁。
然而,林允宁甚至没有停下手上分析数据的工作,只是懒懒地随口回答道:
“这原来是个半成品项目,之前的路走不通。我提出了一个新的解决方案,就这么简单。”
这句回答,朴实得不像话,却又精准得像一把手术刀,瞬间切断了刘伟所有关于人情世故的猜测。
它将复杂的关系,还原成了最纯粹的科学研究本质——解决问题。
刘伟愣住了。
他准备好的一系列追问,在这一刻竟有些说不出口。
但他还是凭着职业本能,问出了最后一个问题:
“那如果……你没有解决方案呢?如果这个问题,你解决不了呢?”
这一次,林允宁停下了敲击键盘的手。
他终于侧过头,瞥了这位充满好奇心的导演一眼,微微一笑。
笑容自信而坦然,带着点懒散和理所当然:
“走不通的路,也是路啊。知道了哪儿是死胡同,不就能找到活路了么?”
他轻描淡写地说,“这也是一种解决方案。”
说完,他便转回头,不再理会任何人。
刘伟的瞳孔微微一缩。
他没有再追问,只是点了点头,退回了后排。
他明白了。
眼前的这个少年,思考问题的方式,与普通人存在着巨大的差别。
他似乎不是在追求世俗意义上的“成功”,而是在探索一个常人无法领略的世界。
在那个世界里,甚至连“失败”,都是一种有价值的结果。
……
林允宁的世界,再次回归寂静。
他戴上耳机,隔绝了外界。
一场无人知晓的思维攻坚战,在他的脑海中正式打响。
【模拟器启动……】
【模拟科研……开启……】
【注入模拟时长:500小时】
【指定课题:强噪声,非对称IRF背景下的带约束反演算法攻关】
【模拟开始……】
【第1小时:方案A——信号预处理,启动。你首先尝试用高斯滤波器对原始数据进行平滑处理。】
【第45小时:方案A推演失败!滤波在抑制噪声的同时,也模糊了光谱的锐利特征,导致关键物理信息丢失,反演结果失真。】
【警告:此路不通!】
【第46小时:方案B——迭代盲反卷积启动。你试图在不依赖精确IRF的条件下,同时对真实信号和IRF进行迭代求解。】
【第217小时:方案B陷入严重的不适定性(ill-posed)问题。解空间中存在无数个数学上可能、但物理上荒谬的解,算法无法收敛到唯一的物理真实解。】
【警告:此路不通!】
【第350小时:所有常规的、基于确定性模型的路径均已证伪。你陷入了数值解的困境,多个错误的路径相互干扰,模拟空间中出现了逻辑奇点,推理链发生系统性崩塌。】
【警告:精神负荷过高,建议中止模拟!】
“唉……”
巨大的精神负荷下,林允宁不得不中止了模拟,轻轻叹了口气,揉了揉有些发酸的太阳穴。
身旁,百无聊赖的宋子阳正捧着他的那台宝贝的索爱W800c,玩着内置的内置的经典游戏《QuadraPop》(俄罗斯方块消除)。
一个个不同形状的方块,在屏幕上旋转、下落。
一个Z形的方块出现,宋子阳手忙脚乱地按着键盘,试图将它塞进一个狭窄的缝隙,却因为旋转不及时而卡在了半途,留下一片难看的空洞。
这个简单的画面,无意中被林允宁眼角的余光捕捉到。
他看着那个卡住的方块,又看了看自己屏幕上那条混乱的拟合曲线,心中莫名升起了一个绝妙的灵感!
【灵感洞察LV.1生效!】
【你迸发了灵感火花,“俄罗斯方块”的“试错-适配”模型与“带约束最优化”的“搜索-锁定”逻辑产生共鸣!】
一瞬间,林允宁混沌的思路被彻底贯通!
他明白了!
他一直在尝试的,是从一个充满噪声和未知数的方程组里,求出一个确定性的唯一“解”。
可是,在信息不足的情况下,这样数学方法根本不存在!
而俄罗斯方块给他的启发,是一种思维范式的根本跃迁——
从“确定性求解”,转向“概率性探索”。
与其去追寻那个唯一的“真值”,他更应该做的,是去描绘所有“可能性”的分布地图。
就像玩俄罗斯方块一样,先建立一个包含所有物理先验(K-K关系、正性、平滑性)的“目标函数”(场地),然后让无数个随机生成的“候选解”(方块)在里面自由地“下落”(优化)。
最终那个能让“场地”最“平整”(目标函数值最小)的,就是最可能的物理真实解!
这正是贝叶斯推断与马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法的思想精髓!
【模拟科研,推演继续!】
【第351小时:思维范式发生跃迁!你放弃了所有解析解的尝试,开始构建一个全新的、基于贝叶斯框架的正则化蒙特卡洛(MCMC)算法。】
【第398小时:你将K–K因果约束作为模型的内在结构保留;对测量带外按物理可接受的尾项进行外推,并采用窗函数抑制端点误差与圆卷积伪影。】
【第420小时:你将光谱的真实形态、非对称IRF、噪声模型都视为待定参数,建立后验概率密度。采用Metropolis–Hastings算法在庞大的高维参数空间中进行随机采样,寻找后验概率最大化的最优解。】
【第500小时:推演完成!】
【模拟结果表明,模拟结果表明,该算法展现出高度的鲁棒性(robustness)。它不再输出一个单一的解,而是给出了所有模型参数的后验概率分布。不仅能从强噪声中提取出最可几的真实光谱信号,甚至连那个非对称的仪器响应函数,也能在先验约束下近似重构,并给出不确定度评估。】
【最优方案已确认!】
林允宁猛地睁开双眼。
他摘下耳机,长长地吐出一口浊气。
那双总是带着几分懒散的桃花眼里,此刻布满了血丝,但也燃烧着专注的光芒。
身后,导演刘伟下意识地屏住了呼吸。
他不知道这个少年刚刚经历了什么,为什么会突然之间变得如此疲惫。
但他能清晰地感觉到,对方身上的气场,在霎那间变了。
如果说之前的林允宁是一把藏锋于鞘的利刃,那此刻,刀锋已然出鞘,寒光毕现。
修长的手指轻动,在电脑上新建了一个空白的.py文件,命名为:
Aether_v2_Robust.py
随即,林允宁的双手重新放回键盘。
没有丝毫的停顿与思考,他的指尖开始在键盘上敲击,发出一连串清脆而富有韵律的“嗒嗒”声。
那是一种行云流水般的流畅感,仿佛完整的逻辑结构与每一行代码,早已在他的脑海中预演了千百遍。
他的手指,只是在执行一个早已确定的完美蓝图。
屏幕上,全新的、结构复杂如精密艺术品的代码,如瀑布般倾泻而下……
林允宁点开了那个名为real_data.zip的压缩包。
WinRAR那三本叠在一起的书本图标一闪而过。
“宁神,这鬼画符跟刚才那个有啥不一样?咋看起来更乱了?”
宋子阳伸长了脖子,看着屏幕上那堆毫无规律的数据点,一脸的嫌弃,“跟电视雪花点似的,看着就头晕。”
林允宁没说话,只是眉头微不可察地蹙起。
宋子阳看不出门道,他却很快发现了问题的关键。
“这噪声基底……比我在金大实验室处理的数据,至少高了一个数量级。而且……”
他迅速将数据导入程序,先检查原始谱线中的窄峰与校准线,发现线形明显偏斜,拖尾不对称——
这意味着仪器响应函数(IRF)本身就并非对称。
随后他又做了一个简单的傅里叶变换,频谱图证实了他的另一个猜想:
噪声能量在各频段都更高。
“好家伙,韩老师这是把压箱底的‘脏数据’都拿出来了。”
林允宁瞬间明白了。
在集训队时,之前的原型算法之所以能跑通,是因为金大低温实验室那台顶级的拉曼光谱仪性能优越,实验数据信噪比极高。
但并不是每次实验,都能得到这样理想化的数据。
韩至渊这次发来的,根本不是一道题。
而是一个真实世界里,每个实验物理学家都可能遇到的棘手困境。
“有意思。”
林允宁的嘴角微微扬起,与生俱来的好胜心,在这一刻被悄悄点燃。
他先是抱着“试一试”的心态,将刚刚完成的那套完美处理了合成数据的算法,直接加载了这份‘脏数据’。
运行。
结果比预想的还要惨烈。
屏幕上弹出的拟合曲线,并未收敛至有效解,而是呈现出剧烈的高频振荡,与真实的信号点完全脱节,彻底化为无意义的数值噪声。”
“好像……失败了……”
后排,摄影师小王下意识地低声说道。
而导演刘伟,这一次没有说话。
他只是缓缓地走上前,穿过课桌间的过道,最终停在了林允宁的身后。
他没有打扰,只是像一尊雕像般,静静地看着屏幕上那失败的结果,以及林允宁那专注的侧脸。
他身后的摄影师小王立刻会意,扛着沉重的摄像机,用一个极其平稳的推镜,将导演的背影和林允宁的侧脸,一同框入了画面。
沉默持续了足足一分钟。
刘伟终于打破了寂静,他的声音不高,却带着新闻人特有的敏锐:
“林同学,我能问个问题吗?”
林允宁的目光依旧锁定在屏幕上,指尖在桌上有节奏地敲击着,头也没抬地应了一声:
“可以。”
“你在做什么?”
刘伟问得很直接,“我看不太懂,但这肯定不是高中水平的竞赛题。这是……哪个大学的科研项目?”
“嗯。”
林允宁依旧没有回头,像是在回答一件微不足道的小事,“金大韩老师课题组的。对了,你们后期剪辑的时候记得打码,这是还没发表的内容。”
“长江学者韩至渊老师?好的好的。”
刘伟前年制作过一期关于金大的节目,对这个名字有印象。
他深吸了一口气,语气变得更加审慎,像是在小心翼翼地触碰一个敏感话题,“恕我直言,你只是一名高中生。为什么一位国家重点实验室的教授,会把这么重要的项目,交给你来做?”
这个问题,问得极有水平。
它没有直接质疑,却在字里行间暗示了“特殊关系”、“走后门”的可能性。
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绝不会错过这样的问题。
教室里,连宋子阳都听出了这话里的不对劲,紧张地看向林允宁。
然而,林允宁甚至没有停下手上分析数据的工作,只是懒懒地随口回答道:
“这原来是个半成品项目,之前的路走不通。我提出了一个新的解决方案,就这么简单。”
这句回答,朴实得不像话,却又精准得像一把手术刀,瞬间切断了刘伟所有关于人情世故的猜测。
它将复杂的关系,还原成了最纯粹的科学研究本质——解决问题。
刘伟愣住了。
他准备好的一系列追问,在这一刻竟有些说不出口。
但他还是凭着职业本能,问出了最后一个问题:
“那如果……你没有解决方案呢?如果这个问题,你解决不了呢?”
这一次,林允宁停下了敲击键盘的手。
他终于侧过头,瞥了这位充满好奇心的导演一眼,微微一笑。
笑容自信而坦然,带着点懒散和理所当然:
“走不通的路,也是路啊。知道了哪儿是死胡同,不就能找到活路了么?”
他轻描淡写地说,“这也是一种解决方案。”
说完,他便转回头,不再理会任何人。
刘伟的瞳孔微微一缩。
他没有再追问,只是点了点头,退回了后排。
他明白了。
眼前的这个少年,思考问题的方式,与普通人存在着巨大的差别。
他似乎不是在追求世俗意义上的“成功”,而是在探索一个常人无法领略的世界。
在那个世界里,甚至连“失败”,都是一种有价值的结果。
……
林允宁的世界,再次回归寂静。
他戴上耳机,隔绝了外界。
一场无人知晓的思维攻坚战,在他的脑海中正式打响。
【模拟器启动……】
【模拟科研……开启……】
【注入模拟时长:500小时】
【指定课题:强噪声,非对称IRF背景下的带约束反演算法攻关】
【模拟开始……】
【第1小时:方案A——信号预处理,启动。你首先尝试用高斯滤波器对原始数据进行平滑处理。】
【第45小时:方案A推演失败!滤波在抑制噪声的同时,也模糊了光谱的锐利特征,导致关键物理信息丢失,反演结果失真。】
【警告:此路不通!】
【第46小时:方案B——迭代盲反卷积启动。你试图在不依赖精确IRF的条件下,同时对真实信号和IRF进行迭代求解。】
【第217小时:方案B陷入严重的不适定性(ill-posed)问题。解空间中存在无数个数学上可能、但物理上荒谬的解,算法无法收敛到唯一的物理真实解。】
【警告:此路不通!】
【第350小时:所有常规的、基于确定性模型的路径均已证伪。你陷入了数值解的困境,多个错误的路径相互干扰,模拟空间中出现了逻辑奇点,推理链发生系统性崩塌。】
【警告:精神负荷过高,建议中止模拟!】
“唉……”
巨大的精神负荷下,林允宁不得不中止了模拟,轻轻叹了口气,揉了揉有些发酸的太阳穴。
身旁,百无聊赖的宋子阳正捧着他的那台宝贝的索爱W800c,玩着内置的内置的经典游戏《QuadraPop》(俄罗斯方块消除)。
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一个Z形的方块出现,宋子阳手忙脚乱地按着键盘,试图将它塞进一个狭窄的缝隙,却因为旋转不及时而卡在了半途,留下一片难看的空洞。
这个简单的画面,无意中被林允宁眼角的余光捕捉到。
他看着那个卡住的方块,又看了看自己屏幕上那条混乱的拟合曲线,心中莫名升起了一个绝妙的灵感!
【灵感洞察LV.1生效!】
【你迸发了灵感火花,“俄罗斯方块”的“试错-适配”模型与“带约束最优化”的“搜索-锁定”逻辑产生共鸣!】
一瞬间,林允宁混沌的思路被彻底贯通!
他明白了!
他一直在尝试的,是从一个充满噪声和未知数的方程组里,求出一个确定性的唯一“解”。
可是,在信息不足的情况下,这样数学方法根本不存在!
而俄罗斯方块给他的启发,是一种思维范式的根本跃迁——
从“确定性求解”,转向“概率性探索”。
与其去追寻那个唯一的“真值”,他更应该做的,是去描绘所有“可能性”的分布地图。
就像玩俄罗斯方块一样,先建立一个包含所有物理先验(K-K关系、正性、平滑性)的“目标函数”(场地),然后让无数个随机生成的“候选解”(方块)在里面自由地“下落”(优化)。
最终那个能让“场地”最“平整”(目标函数值最小)的,就是最可能的物理真实解!
这正是贝叶斯推断与马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法的思想精髓!
【模拟科研,推演继续!】
【第351小时:思维范式发生跃迁!你放弃了所有解析解的尝试,开始构建一个全新的、基于贝叶斯框架的正则化蒙特卡洛(MCMC)算法。】
【第398小时:你将K–K因果约束作为模型的内在结构保留;对测量带外按物理可接受的尾项进行外推,并采用窗函数抑制端点误差与圆卷积伪影。】
【第420小时:你将光谱的真实形态、非对称IRF、噪声模型都视为待定参数,建立后验概率密度。采用Metropolis–Hastings算法在庞大的高维参数空间中进行随机采样,寻找后验概率最大化的最优解。】
【第500小时:推演完成!】
【模拟结果表明,模拟结果表明,该算法展现出高度的鲁棒性(robustness)。它不再输出一个单一的解,而是给出了所有模型参数的后验概率分布。不仅能从强噪声中提取出最可几的真实光谱信号,甚至连那个非对称的仪器响应函数,也能在先验约束下近似重构,并给出不确定度评估。】
【最优方案已确认!】
林允宁猛地睁开双眼。
他摘下耳机,长长地吐出一口浊气。
那双总是带着几分懒散的桃花眼里,此刻布满了血丝,但也燃烧着专注的光芒。
身后,导演刘伟下意识地屏住了呼吸。
他不知道这个少年刚刚经历了什么,为什么会突然之间变得如此疲惫。
但他能清晰地感觉到,对方身上的气场,在霎那间变了。
如果说之前的林允宁是一把藏锋于鞘的利刃,那此刻,刀锋已然出鞘,寒光毕现。
修长的手指轻动,在电脑上新建了一个空白的.py文件,命名为:
Aether_v2_Robust.py
随即,林允宁的双手重新放回键盘。
没有丝毫的停顿与思考,他的指尖开始在键盘上敲击,发出一连串清脆而富有韵律的“嗒嗒”声。
那是一种行云流水般的流畅感,仿佛完整的逻辑结构与每一行代码,早已在他的脑海中预演了千百遍。
他的手指,只是在执行一个早已确定的完美蓝图。
屏幕上,全新的、结构复杂如精密艺术品的代码,如瀑布般倾泻而下……
