第三十四章:竞赛的失败

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    第三十四章:竞赛的失败(第1/2页)
    三月的省城,春寒料峭。
    林煜和陈老师坐在开往省城的长途汽车上,车窗外的风景飞速后退。这是林煜第一次离开县城这么远,第一次来省城参加全国物理竞赛预选赛。
    “紧张吗?“陈老师问。
    “还好。“林煜说。
    但其实他的手心在出汗。不是因为紧张,而是因为昨天晚上,他又看到姜以夏和刘畅一起从图书馆出来。两人说着什么,她笑得很开心。
    他整晚没睡好。
    “这次竞赛,县里很重视,“陈老师说,“如果你能拿到一等奖,就有机会进省队,甚至国家集训队。那样的话,清华北大都会提前签约。“
    林煜点点头。
    “我相信你,“陈老师拍拍他的肩膀,“你的物理直觉是我见过最强的。好好发挥,别有压力。“
    林煜看向窗外,心里想的却是另一件事——如果他拿了一等奖,如果他能保送清华,他是不是就配得上她了?
    省城第一中学,竞赛考点。
    考场外挤满了来自全省各地的学生,大家都穿着各自学校的校服。林煜看到有些学校的校服很新,面料很好,再看看自己身上这件洗得发白的校服,又是那种熟悉的自卑感。
    “林煜!“
    一个声音传来。
    林煜转过头,看到父亲从人群中走过来。
    他愣住了:“爸?你怎么来了?“
    “我来给你加油,“父亲难得地笑了笑,手里还提着一个保温壶,“你妈让我带的,里面是红糖水,说你考试可能会饿。“
    林煜接过保温壶,心里涌起一股暖意。父亲很少这样关心他,上次这么温和地对他说话,还是在很小的时候。
    “好好考,“父亲说,“爸相信你。“
    林煜点点头,突然觉得肩上的担子更重了。
    考场里很安静,只有翻动试卷和笔尖摩擦纸张的声音。
    林煜拿到试卷,快速浏览了一遍。三个小时,八道大题。前面七道都是常规题型,最后一道是压轴题。
    他开始答题。
    第一题,光学,关于透镜成像。他的“规则视野“自动启动,他能“看见“光线在透镜中的折射路径,能“看见“像的位置。答案很快写出来。
    第二题,力学,关于碰撞。他“看见“动量的传递,能量的转化。又是十分钟解决。
    第三题,电磁学……
    一道道题被攻克,林煜答得很顺。
    但他的心不在这里。
    每当停下来思考的间隙,脑子里就会浮现出那些画面——
    姜以夏笑着接过刘畅的伞。
    她坐在图书馆台阶上等了四个小时。
    她发来短信:“我等了你四个小时。“
    他回复:“对不起。“
    她说:“没关系。“
    林煜用力摇了摇头,强迫自己集中注意力。不能想这些,现在要专注。
    他继续往下做。
    第七题完成,他看了眼手表。还有一个小时,最后一道压轴题。
    压轴题:
    在双缝干涉实验中,单个光子通过双缝后在屏幕上形成干涉条纹。现在我们对实验进行改进:在其中一条缝后放置一个量子探测器,用于测量光子的路径。
    (1)请用量子力学原理解释,当探测器工作时,干涉条纹会消失的原因。
    (2)推导在有探测器和无探测器两种情况下,屏幕上光强分布的数学表达式。
    (3)如果探测器的测量存在50%的不确定性(即只有50%概率能准确测出光子路径),请推导此时屏幕上的光强分布,并讨论其物理意义。
    林煜看着这道题,眼睛亮了。
    这是他最擅长的——量子力学,波粒二象性。
    他的“规则视野“瞬间展开。
    他“看见“了:
    光子像波一样通过双缝,在空间中形成干涉。
    但当探测器开始测量,波函数坍缩,光子从“波“变成“粒子“。
    他“看见“波函数在希尔伯特空间的演化。
    他“看见“测量行为如何改变量子态。
    他“看见“不确定性如何影响干涉模式。
    答案就在那里,清晰无比。
    林煜拿起笔,开始写。
    第一问,定性分析,他写得很流畅——
    “根据哥本哈根诠释,测量会导致波函数坍缩。当探测器测量光子路径时,光子的量子态从叠加态坍缩为本征态,失去相干性,因此干涉条纹消失……“
    很好。
    第二问,定量推导。
    他需要写出光强分布的数学表达式。
    无探测器时:I=I(1+cos(δ)),其中δ是相位差……
    这个他会。
    有探测器时:光强分布变成……
  
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