学霸的模拟器系统 第88节

　　【模拟结束。】

　　【模拟时长剩余：4199小时30分钟】

　　林允宁睁开眼，长出了一口气。

　　LV.2，足够支撑他构建一个数值稳定的优化模型了。

　　下一秒，他现实中的双手，动了。

　　这一次，他敲击键盘的声音不再像之前那般狂风暴雨，而是变得沉稳、精准，富有节奏感。

　　他没有从头写起，而是引入了科学计算库SciPy中的优化模块least_squares。

　　import numpy as np

　　from scipy.fftpack import fft， ifft

　　from scipy.optimize import least_squares

　　“他好像想明白什么了……”

　　刘伟敏锐地捕捉到了这一点，“看他的气质都不一样了，好像胸有成竹似的。”

　　大导演并没说错，此时林允宁的思路清晰无比：

　　第一步，先对包含噪声的实验数据进行傅里叶变换。

　　第二步，利用K-K关系（希尔伯特变换）构建物理响应的复数模型。

　　第三步，将理论模型卷积上仪器响应函数。

　　第四步，在频域中，将理论结果与实验数据进行比对，计算它们的加权“卡方残差”。

　　第五步，通过加权最小二乘法，不断优化理论模型的初始参数，直到缩减卡方（χ2/自由度）≈1为止。

　　这是一个完美的闭环。

　　他定义了一个目标函数，其输入是待求解的模型参数，输出是理论模型与实验数据之间的残差。

　　在这个目标函数内部，K-K约束被作为模型的固有属性嵌入其中。

　　然后，他将这个复杂的、非线性的优化问题，直接扔给了身经百战的least_squares求解器。

　　这是一种极为现代且高效的科研思维——将物理问题精准地抽象为数学模型，然后交给最专业的工具去求解。

　　他写完代码，设置好初始参数，按下了运行键。

　　笔记本的风扇再次发出轻微的嗡鸣。

　　这一次，屏幕的控制台上，一行行日志飞速滚过：

　　Iteration 1: Chi-squared = 152.78

　　Iteration 2: Chi-squared = 45.12

　　...

　　Iteration 17: Chi-squared = 0.03

　　Convergence reached.

　　代表着误差的数值，以肉眼可见的速度，稳定地、不可阻挡地向零逼近。

　　这过程，不再像之前的“一蹴而就”，而更像一场精密的、步步为营的围剿。

　　然后，那个绘图窗口，再次弹了出来。

　　窗口里，依旧是两条曲线。

　　一条黑色的“真值”，一条红色的“反演结果”。

　　两条曲线，在噪声水平内高度一致，几乎重合在了一起！

　　在主图下方，那条代表着误差的蓝色线条，围绕零轴随机起伏，波动幅度与叠加的噪声水平相当。

　　看着屏幕上的两条曲线，林允宁终于露出了笑容。

　　一股源于智力巅峰的愉悦感，如同暖流般从脊髓深处升起，瞬间冲散了连日来的疲惫。

　　这种快感，比世间任何娱乐都更令人上瘾。

　　成功了！

　　第一关，通过！

　　宋子阳在旁边已经看傻了，他完全无法理解发生了什么，只觉得“宁神”对着电脑敲了一会儿，屏幕上就出现了他这辈子都看不懂的图。

　　林允宁满意地伸了个懒腰，截下图，发给了韩至渊。

　　后排，摄影师小王的手臂已经有些发酸。

　　但他不敢动，生怕错过任何一个细节。

　　刘伟则缓缓地吐出一口气，他拿起自己的笔记本，划掉了之前写的《寒门贵子》，然后，一笔一划地写下了新的标题。

　　这一次，他没有再改。

　　“小王，”

　　他低声说，语气里带着一种发现了新大陆的笃定，“这次，我们的主题，不是天才，也不是科学。”

　　他看着林允宁那个在普通校服下显得有些单薄，却又无比沉稳的背影，缓缓说道：

　　“是‘一个年轻的科学家’。从现在起，我们不用费力去解释他做了‘什么’，我们要做的，是记录下他看待这个世界的‘方式’。”

　　就在这时，林允新生电脑右下角的企鹅头像，再次闪动起来。

　　是韩至渊的回复。

　　【组长—韩至渊】：不错。迭代收敛得很快，恭喜你过了第一个考验。

　　【组长—韩至渊】：现在，试试这个。

　　【附件：real_data.zip】

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第76章 “失败”也有价值（求收藏求追读求月票）

　　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。