8月3日。
田中教授的考核在下午两点。
吉野提前半小时到,在走廊里站着等。理学部一号馆四楼很安静,偶尔有人推门进出,脚步声在走廊里显得很清晰。他把《固体物理导论》第一章的内容在脑子里过了一遍——晶格结构,布拉维格子,倒格子,第一布里渊区,能带的基本概念。
田中准时开门。
“进来。”
考核的方式比吉野预料的要直接——田中从书架上拿了一张纸,放在桌上,是一道推导题,要求从晶格周期势场出发,推导出能带结构的基本形式。
“写吧。”
吉野拿起笔,开始写。
推导的前半段他很熟,这是他这几天反复过的东西,笔没有停。到中段有一个步骤,是波函数在晶格边界的干涉处理。他昨天卡在这里卡了将近一个小时。
问题出在他的直觉上——他最初以为边界条件是独立的,可以分开处理左行波和右行波。但这个思路走到一半就断了,因为两列波在边界叠加之后,能量本征值的方程变成了一个超越方程,没有解析解,他不知道该怎么继续。
他翻了教材将近二十分钟,在第三章末尾找到了一个附注,只有几行字,说明处理这类问题的标准方法是把边界条件写成矩阵形式,然后要求矩阵的行列式为零——这是允许解存在的条件。
他按这个思路重新推了一遍,推通了。
那种感觉他已经熟悉了。某个卡了很久的齿轮突然咬合,安静,精准,整个机器重新开始转。
现在他把这个步骤写下来,手没有停顿。
最后一步,他停了大概十秒,把逻辑确认了一遍,然后写完。
把纸推回去。
田中低头看了一遍,没有立刻说话。他用笔在某几个地方点了一下,然后抬头:
“第三步的处理,你是怎么想的。”
吉野把笔拿回来,指着那一步说:
“这里是波函数在晶格边界的匹配条件。电子在周期势场里运动,波函数必须满足布洛赫定理,也就是说它在每个晶格点上的形式是相同的,只差一个相位因子。到了边界,向左传播的波和向右传播的波叠加,产生驻波。驻波的能量不是连续的,某些能量区间里驻波无法稳定存在,那就是禁带。”
他停了一下,补充:
“第三步我用的是这个思路,把边界条件写成矩阵形式,要求行列式为零,然后解出允许的能量范围。”
田中听完,点了点头。
“基础还薄,但逻辑是对的。”他把纸折起来,放到一边,“能带理论第二章,看了吗。”
“在看,还没看完。”
“看完了再来。”田中重新低下头,继续看他桌上的资料,“设备可以用了,但要提前预约,登记使用记录。”
“好。”
吉野把书收进包里,站起来。
“田中教授。”他在门口停了一下,“谢谢。”
田中没有抬头:
“别谢我,谢早河先生。”
吉野点了点头,走出去了。
走廊里有窗,窗外是东大的校园。
他站了一会儿,把这件事在脑子里过了一遍。
田中说“别谢我,谢早河先生”——田中的门是早河帮他开的,这个实验室,这个机会,都在早河的体系里。他接受了这个资源,就已经在早河的棋盘上了,不管他有没有正式签下条件。
他的网,比我以为的更密。
他把手插进口袋,往宿舍方向走。
硅基材料第二批当天下午到货。
吉野把那几个密封袋从快递箱里取出来,逐一检查标签,确认规格和纯度,然后放进专门腾出来的抽屉里,上锁。这批材料加上第一批的设备,理论上已经够他做第一轮实验了——如果理解度到位的话。
理解度现在还是8%。
他坐回书桌前,翻开田中给的那本《固体物理导论》,继续啃第二章。
能带理论。
这一章比第一章难,它开始要求他真正理解量子力学的底层逻辑——理解为什么这个公式是这样的。吉野的量子力学基础是从图书馆借来的入门教材看来的,勉强够用,“勉强够用”在这里意味着他每看三行就要停下来,把某个概念翻回去确认一遍。
他在笔记本上写:
能带=晶格周期势场中电子的允许能量范围。
然后盯着这行字看了一会儿,在旁边写:
为什么是“允许”?因为不允许的能量区间是禁带。
为什么有禁带?因为波函数在晶格边界的干涉。
他把这个推导在草稿纸上写了一遍。
前面几步走得很顺——周期势场的傅里叶展开,布洛赫定理的代入,到这里都没有问题。最后一步,他想把允许能量的范围用禁带宽度表示出来,笔停住了。
他知道禁带的存在是因为某些能量区间里波函数无法满足边界条件,“无法满足”和“禁带宽度等于多少”之间,有一段他跨不过去的逻辑。
他翻回教材,在第二章第四节的末尾找到了缺失的那一步——禁带宽度等于周期势场傅里叶系数的两倍。原因是边界处的两个驻波状态能量差,恰好等于势场展开的那一项系数乘以二。
他把这个关系补进草稿纸,重新推了一遍。
这次最后一步接上了,禁带宽度的表达式干干净净地写在草稿纸最后一行。
这是一个填上的空格。那种“对了”的感觉是真实的,拼图最后一块压进去发出一声轻响。
系统没有更新。
还差一点。
他继续往下看。
窗外的光从下午慢慢变成傍晚,宿舍楼里陆续有人回来,走廊里有说话声,有人在打电话,有人开门关门。吉野把这些声音当作白噪音,没有抬头。
晚上九点,他把今天的笔记整理完,合上本子。
系统在视野角落动了一下:
〔固体物理·能带理论模块·理解度 +2%〕
〔当前总理解度:10%〕
10%。
从8%到10%,考核加上今天的推导,一共两个百分点。每一个都是实打实的。
他去洗了个澡,回来,坐在床上,准备看一会儿书再睡。
手机亮了。
真广:你睡了吗。
发送时间是晚上十一点四十七分。
吉野盯着屏幕,在心里把这条消息过了一遍。
真广极少深夜发消息。他极少在睡前突然找人聊天,如果他发消息,说明他有事在想,或者有话想说,还没想好怎么说,先发一句“你睡了吗”试探对方在不在。
吉野回:
——没有。
真广回得很快,就一句:
真广:最近怎么样。
最近怎么样。
这是一个很宽泛的问题,宽泛到可以用任何一个答案应付过去。真广极少随便发“最近怎么样”来填时间,他想知道一个具体的答案,只是不知道怎么问得更具体。
吉野想了一下,给出了一个真实的版本:
——在学固体物理。今天考核过了,可以用田中教授的实验室了。
真广的回复停了一会儿,比平时慢,在想事情。
真广:田中是谁。
——早河介绍的教授。材料科学方向。
真广:早河动作挺快。
——嗯。
又是一段沉默。吉野把手机放在腿上,等着。他知道真广还没说完,他在措辞。
真广:实验进展怎么样。
——还没开始。理解度不够,强行做实验会失败。
真广:理解度。
他又用了这个词。
吉野在心里确认了一下——真广记住了这个词,而且他在用它。他接受了这个概念,开始用吉野的语言和他说话。
这个细节让吉野停了一秒。
他回:
——嗯。要先把理论搞懂,才能开始实验。
真广:大概要多久。
——不确定。可能几周,可能更长。
真广:你现在几点睡。
吉野看了一眼时间,已经快凌晨了。
——不固定。今天大概凌晨一点。
消息停了很长时间,长到吉野以为他要去睡了。
然后:
真广:别太拼。
就三个字。
吉野盯着屏幕,在心里把这三个字放了一会儿。
真广发来“别太拼”。这是他的语气,简短,不煽情,重量在里面。他知道吉野不会停,也没有要求他停,他只是说了三个字,把这三个字扔过来,扔完就不管了。
这是他一贯的方式。
吉野回:
——知道了。
真广:睡吧。
——嗯。
对话就这样结束了。吉野把手机放到床头,关了灯,躺下来。
天花板上那道裂缝在黑暗里看不见,他知道它在那里,从右上角延伸到中央,是一条被拉直的闪电。他盯了快三周了,每天醒来第一眼看到的就是它。
他想了一下真广那三个字。
别太拼。
这是某种他说不清楚的东西——介于担心和叮嘱之间,带着一点“我知道你不会听,但我还是说了”的味道。
他闭上眼睛。
系统在视野角落安静地待着:
〔当前总理解度:10%〕
10%。
从1%到10%,用了将近三周。
明天继续看能带理论第二章。
他睡着了。