第四十六章 洛書側·三體問題
考試題這玩意——是需要難度梯度的。
所謂的「操縱員考試」,真正艱難的環節在數學、政治、以及實踐的「遊戲測試」部分。
而四項副科的考核,其實只是一個「准入證」般的預備環節。
也有學科權威提出過,副科考試的題目可不可以再拔高一些?比如對中學生的測驗,要大量融入學科競賽級別的難題,或者需要大量計算的實踐應用題之類。
但這個觀點很快就被反駁了——據說,在遙遠的地球時代,某些學術上造詣極深,對弟子要求也極盡卓越的科學大師就曾這麼出過大學的期末考卷。考生可是頂尖學府的學霸們啊!卻還是被殺得丟盔卸甲、血流成河,達到60分及格的一個都沒有。
如果不看目的,一味提升難度,只會換來考生們熬干心血的超前學習,最後選拔出的與其說是「基礎紮實的可造之材」,不如說是「押題刷題的尖子」。
當然,刷題也不是說就不存在了!
通過四項副科之後的數學試卷,就完全是另一個天地的難度了,就算天才,也不得不在書山題海中艱難跋涉,苦苦吸取前人的智慧……
回到當下。
物理試卷的壓軸題,對洛書來說都是「小兒科」,她當然不會被區區的第一道題難住。
也沒有人會被這道題難住。
這道題——與其說是為了選拔考生,倒不如說是通過考試對考生起到「二次教育」的作用,讓考生們回想起改變了人類命運的那些古代科學大師,回想起人類的輝煌。
雖然「斜坡滾球」和「比薩斜塔扔球」形式上似乎有別,但其實是毫無區別的,甚至於,斜坡比高塔更加接近這位科學家當年實驗的本質。沒有疑問,這道題的選項是「B.伽利略」。
之後,洛書又解決了一些「小車斜面受力分析」、「複合電磁場中小球移動」之類的問題。每個問題都是用形象美觀的虛擬實境動畫展示出來的,但內容與過去的「高考題」毫無區別,是憑直覺和一兩個公式就能順利解決的題目。
到了最後——壓軸題來了。
這是道源自老牌科幻小說的情境分析題,「三體運動」。
題目中提出,眾所周知,在孤立系統中,三個天體的運動狀況是混沌而難以預測的,大部分情況下,無法給出明確的解析解,運動公式無法確定。因此,三體恆星系統,是幻夢舟群在星海航行中可能遇到的重大風險項目。
請參考題目中所給的三枚恆星的初始質量和速度,使用數值估計法計算出它們在此後一年內各個時間點的坐標,並提出初始數據誤差可能導致的混沌風險區間。
最後,還請考生在適當的資源用量下,給出一套「應對」此三體系統,迴避風險的技術手段。可用的技術包括但不限於:規劃路徑避開高風險區、在高風險區採取「彈弓機動」加速駛離,以及建立可靠的預警系統和判定指標,等。
……這道題到底多難呢?
簡單說吧!單論知識,它僅僅稍微超越了高中生的水平,算是不少理工科大學生的必修內容了,跟電信號處理中的「混沌現象」是同一個東西。
當然,讓地球時代的大學生來算,倒是不太現實,因為這玩意的計算量確實大,手算簡直噁心;但,使用這個年代發達的編程軟體和計算機計算能力,想要算出個結果並不困難,頂多建模階段有點費力就是了。
比起這道題本身的難度,洛書反而更關注這題出現在這裡的意義。
……這玩意,沒有固定答案啊?
前一半的計算還好,估計到位,總能算個八九不離十;可後面的「提出方案」,簡直就是現實工程級別的問題了,成本的估計、路徑的規劃、出現意外時的應變方針,都有無數可以優化的空間。
只要合理都算對,那就意味著,隨著解題方法的改進,這道題的上限幾乎是可以無限提高的。
……就是說,有隱藏分數嗎?
洛書眼珠轉了兩轉,扶了扶鼻樑上虛擬出來的眼鏡。
關於考試中的「隱藏分數」,是有相關傳言的,類似一種都市傳說。據說,選拔考試中會藏著一些題,思路特別靈活,極度貼近實踐,看起來只要做對了就行,但事實上,當你成為那五千分之一,被選拔到「操縱員訓練營」的時候,在這些題中取得高分的考生會更加受到上面的關注,甚至可能被舟群高層專門接見。
這正是洛書現在的目的,因此對這道題,她決不能掉以輕心。
洛書抬頭看了下,第一門副科的考試時間還剩一半,也就是45分鐘。
好,前面的題除非馬虎,否則應該是全對的!就把時間毫不吝嗇地投到這道題上吧!
展開!
洛書在本次考試中,第一次申請使用了「開卷許可權」,看起來老掉牙的筆記本電腦出現在她的懷裡,這跟她在主神空間使用的並非一台,而是最近新申請的,但型號完全一致,操作起來的手感也精心調整過了。
——每個已經晉陞的「操縱員」和「見習操縱員」,都會有一套自己常用的程序模板,和相應的改鍵設置。這能讓他們以普通人十倍、數十倍的速度搭建「虛擬模型」,完成高精度的計算和模擬。
洛書手頭這台筆記本中,數據的儲備量並不足,但對現在的基礎性問題來說,夠了。
建模——球體、球體、球體!
錄入三枚圓球恆星的質量和速度,輸入上下誤差區間和步長矩陣,開始模擬!
同時,按照第二問所給的幻夢舟群航跡錄入舟群質量和外觀,結合題中所給的資源數量和技術手段,在另一組三體模型上開展預研究工作!這裡的研究未必符合實際,但只要那邊精度更高的模型模擬完畢,就可以立刻把預研究的結果套入進去,省下大量的推測和試探時長!
洛書不會讓任何一絲計算力和腦容量閑著!
計算完畢……
果然是這樣嗎?跟預測一模一樣。
看到結果,洛書神情一凜,想著這幫出題的大人們還真會玩花活兒。
簡單解釋下——
看起來,一條曲曲折折穿過三個恆星之間,充分利用引力加速的路徑是「幻夢舟群」航行的最優解,雖然仍有0.87%被附近恆星吸引吞沒的風險,但已經沒有更好的選擇了。
一般的考生,做到這裡,應該已經滿足了,畢竟他們還不是「操縱員」,得出試卷上的最優解就已經足夠。讓洛書五年前來做這道題,也只會做到這裡為止了。
但,洛書卻不然!已經是「見習操縱員」,見慣了前輩們殫精竭慮,為了減小哪怕0.01%的風險而廢寢忘食的樣子的她,絕對不會滿足於這樣的結果!
她也知道,出題的考官絕對不希望考生在這種「看起來還不錯」的結果面前止步!
剛才說,0.87%的風險是最優解,但其實不對!
這道題給的題目條件上故意挖了陷阱,省略了一個至關重要,會直接影響到結果的數據!而這個數據,是考生應該在平時的生活中格外關注,早就已經自己記錄下來的數據!
那就是——幻夢舟群本身的質量!飛船的自重!
看起來,舟群航過三體系統,就只是在系統那巨大的質量上加了一個小小的數字,九牛一毛。然而,如果模擬做得足夠精細,對舟群航行中的相對論效應也有充分考慮的話,就會得出一個結論——舟群的質量,絕非一個可以忽略的數字。
它會像「蝴蝶效應」中的那隻蝴蝶一樣,對三枚恆星的軌跡產生重大的,決定性的影響。
這根本不是三體,而是一個「四體問題」。
因此,答案就很簡單了。增加一個飛船質量,再度模擬,並輔以複雜度提升了2.5倍的大量運算。
最終,在考試時間還剩10分鐘時,洛書面前顯示出了結果——
最好的對策,並不是在三個恆星之間飄忽不定,而是主動地繞著其中一枚恆星旋轉,採集輻射能源的同時,也誘導該枚恆星的運動軌跡。接下來,該恆星將會因為受到的微小擾動不斷積累,更改運行軌跡,朝著遠處的另外一枚恆星撞去,產生爆炸和融合!
而此時,飛船的航向正好指向預定的方位。只要合理利用恆星對撞時爆發出的巨大輻射和衝擊,做好防護,就可以讓飛船大幅提升速度,直接航向遠方,能量不但不會消耗,反而會有富餘!
在此過程中,飛船損毀的風險……是0.00016%。
這才是,那群謹慎起來比誰都謹慎,瘋狂時又比誰都瘋狂,會為了飛船系統運行投入全部精力的「研究者」,會更加欣賞的方案。