第87章 两种课堂 这个学霸疑似巨额知识来源不明
二模结束,平台那边,路径走通之后,江临接单子,完成单子即可。
已经不需要將全部精力都扑在上面,又能抽出时间去江大了。
好久没见到陆老师和师兄师姐,感觉还挺想念的。
他骑著骑自行车到物理楼b栋,径直上三楼。
b304的门半开著。
孟澈坐在示波器前面,手里捏著一根探针,正在调波形。
尹航坐在靠窗的位置,面前摊著一本列印出来的论文。
姚思雨站在白板前,上面写满了密密麻麻的推导,显然正在思考下一步。
江临进来,孟澈第一个反应过来,他把探针放下,转过身来,脸上带著那种標誌性的八卦表情。
“好久没见你了,听说你最近在物理学院蹭课?”
“嗯。”
两人的动静,终於引起了尹航和姚思雨的注意。
尹航把论文合上,姚思雨从白板前转过身来,两个人都看著江临,眼神里带著明显的好奇。
“都蹭了什么课啊,说来听听?”孟澈追问道。
眼看三人都饶有兴趣的样子,江临想了想,说道:“几门本科的核心课,量子力学,电动力学,理论力学,统计物理等等都有听一点。”
这话说完,实验室里安静了几秒。
“这四门属於是江大物理学院本科最难的四门核心课了。”姚思雨嘆道,语气中颇为唏嘘。
显然当年学这几门课的时候,也不容易。
“听课的感觉怎么样?”尹航也不禁问道。
“有些章节,讲得比我以前看过的教材详细一些,”江临斟酌著措辞,“但整体来说,我看过的教材,可能比这些课讲得更深一些。”
“你说的更深,是指?”孟澈问。
虽然三人都知道江临的水平很高,但具体怎么高法,还真没具体测试过。
江临想了想,解释说:“比如赵老师讲wkb近似那一章的时候,主要讲了標准的一维势垒穿透和束缚態的wkb条件,讲了连接公式的推导。但他没讲wkb近似和量子场论的渐近展开之间的关係,也没讲wkb近似在非线性系统下的推广。”
孟澈与尹航两人一听,同时露出果然如此的神情。
就是姚思雨的思绪稍微有些复杂。
她在江大物理学院读了本科,保研到陆知行门下,一路都是第一名。
虽然知道江临这个高中生小师弟很厉害,水平高到能帮陆导解决问题,但她有时候还是会下意识认为,小师弟只是某一些领域比较突出。
此刻听小师弟提到的这些东西,她意识到对方的知识广度可能超过了自己
就在姚思雨碎碎念的时候,陆知行回来了。
“陆老师。”
“江临来了。”
陆知行把文件夹放在桌上,端起桌上那杯不知道什么时候泡的茶,喝了一口。
坐到自己那张堆满论文和列印件的办公桌前,他朝江临招了招手。
“江临,听说你最近在物理学院蹭课,听课的感觉怎么样,是不是太简单了?”
“有一点吧。”
“既然觉得简单,为什么不去蹭研究生的课?”
江临愣了一下。
“我可以介绍你认识几位授课的老师。”
陆知行翻开文件夹,从里面抽出一张列印好的课程表,上面有三门课被他用红笔圈了出来。
“量子场论入门,许文清教授,。高等量子力学,孙长青教授。高等电动力学,李华敏教授。”
他把课程表递给江临,江临接过来,看著上面那些红圈。
“这三门是研究生阶段的核心课,比本科的核心课高一个层次。孙老师讲高量偏数学结构,李老师的高电以严格著称,许老师的场论入门实际上一点都不入门,深度很大。你可以从这三门开始,听了之后,如果你觉得还是太简单,告诉我。”
“好。”江临点头,把课程表折好放进口袋。
“如果觉得不简单,也告诉我。”陆知行补了一句。
“谢谢老师。”
“你忙你的去吧,”陆知行最后说,“有什么问题隨时来b304。”
……
4月20日,周三。
今天是高等量子力学第一次蹭课,时间下午两点到三点半,地点a402教室。
江临到的时候是一点五十五分。
a402是一间小教室,比本科上课用的阶梯教室小得多,只能坐二十个人左右。
桌椅是那种老式的连排木桌,桌面被无数届学生用铅笔和原子笔刻满了公式和涂鸦。
黑板上还残留著上一节课的字跡,能看出来是群论的內容,写满了su(3)的李代数结构。
教室里已经有十几个研究生了。
和本科课堂完全不同,没有人说话,没有人玩手机,大部分人面前摊著笔记本和列印的讲义,有人在低头看书,有人在闭目养神。
空气里有一种沉静的压力,像是一群人都在准备面对一件已知的困难的事。
江临走进教室的时候,有几个人抬头看了他一眼,也是一触即分。
没有人表现出惊讶。
研究生的圈子里偶尔会出现奇怪的学生。
可能是其他专业的旁听生,可能是提前修课的本科生,可能是某个教授的访问学生。
一个看起来年纪小一点的人坐在教室里,不算什么奇怪的事。
江临选了第二排靠走道的位置坐下。
这个位置离黑板足够近,能看清每一个细节,同时又不至於在第一排。
两点整,教室的门被推开。
孙长青教授走进来。
大约六十多岁,头髮已经完全白了,梳得很整齐。
戴一副老式的金边眼镜,镜片很厚,能看出深度近视。
身上穿的是一件深蓝色的中山装样式的外套,洗得有点发白,但很乾净,领口的扣子扣到最上面一颗。
他左手拿著一本翻得起了毛边的英文教材,右手端著一个搪瓷茶杯,杯身上印著中国科学院物理研究所几个红字,字已经快磨没了。
他把教材和茶杯放在讲台上,没有点名,没有寒暄,甚至连同学们好都没说。
只是看了一眼教室里的学生,目光在江临身上稍稍停了一瞬,然后移开。
“这堂课继续讲dirac方程。”
孙教授转身在黑板上写下dirac方程的协变形式,然后开始讲。
他的讲课风格很特別,不像有些老师那样试图把知识嚼碎了餵给学生,而是像一个老学者在跟同事討论问题。
很多基础性的推导直接跳过,默认听课的人已经知道。
dirac矩阵的对易关係,他提了一句就过去了。
旋量表示的分类,他用粉笔在黑板上画了一个表格,然后继续往下走。
平面波解的形式,他写了两个公式就开始讲物理意义。
江临完全跟得上。
事实上非但跟得上,他还能游刃有余地在心里一一对照自己已有的认知。
dirac方程的每一个形式,每一种推导路径,每一种物理应用,都和他记忆中的內容精確对应。
在第两次废土期间,他反覆用过这个方程。
在等离子体环境下处理相对论性电子时,dirac方程是基础工具。
在强磁场条件下计算量子態演化时,dirac方程的精確解是他赖以生存的东西。
孙教授讲的內容,和江临已经烂熟於心的內容几乎完全重合。
直至四十分钟左右,孙教授在黑板上写下一行標题。
dirac方程在弯曲时空下的推广。
孙教授的讲课速度终於慢了下来。
他似乎知道这是一个难点,是研究生们最容易掉队的地方。
开始从广义协变性原理出发,一步一步地引入標架场的概念,说明在弯曲时空中,dirac矩阵不再是常数矩阵,而是依赖於时空坐標的场。
写自旋联络的表达式,推导弯曲时空下的协变导数形式,给出完整的弯曲时空dirac方程。
江临开始动笔记笔记。
这是他第一次在研究生课堂上主动记笔记。
之前那四十分钟,他只是偶尔写几个关键词,大部分时间在听。
弯曲时空dirac方程涉及到的標架场,自旋联络,洛伦兹联络的分解,是他在废土上研究等离子体物理时几乎没有接触过的领域。
他在废土上主要关注的是平直时空下的应用物理问题,弯曲时空虽然知道基本概念,但从没有系统地推演过。
而孙长青讲得很细致。
他用了一种几何直观的方法来解释標架场的意义。
在弯曲时空的每一点,你都需要建立一个局域的平直坐標系,標架场就是连接这个局域坐標系和全局坐標系的桥樑。
dirac旋量在局域坐標系下变换,但它的协变导数需要包含时空弯曲的效应,这个效应就是自旋联络。
他在笔记本上写——
【標架场——將全局坐標变换为局域洛伦兹变换】
【关键:弯曲时空下dirac矩阵满足的是弯曲时空的clifford代数,不是平直时空的】。
一行一行写下来时,偶尔画一个简图来辅助理解。
坐在他旁边的研究生,一个戴眼镜的男生,看起来大概二十四五岁,不经意间瞟了一眼江临的笔记,然后愣了一愣。
江临的笔记根本没有照抄黑板,而是用了自己的语言,重新组织推导的脉络,旁边的批註里写满了对推导步骤的理解和补充。
“这不就是教授常说的思维转化吗?”眼镜男生咕噥了一句。
讲台上,孙长青讲完弯曲时空推广的最后一个公式,放下粉笔,拍了拍手上的灰。
“这一节比较难。”
这是他一整节课说的第一句不是物理学內容的话。
“你们回去自己推一遍,看懂和能推出来是两回事。”
说完,他看了一眼手錶,端起搪瓷茶杯喝了一口。
茶水显然已经凉透了,但他不在意。
接著宣布下课。
有些人围上去问问题。
江临坐在座位上,把笔记从头到尾又看了一遍,在几个地方用红色的笔做了標记。
这些是他觉得还需要进一步查文献的地方。
晚上,他在笔记本上补充了一个小节。
【弯曲时空dirac方程——標架场方法——与平直时空的关键区別在於自旋联络项——这一项在弱场极限下退化为旋量-引力相互作用项】。
写完这些,他在电脑上打开一本广义相对论教材,开始核对孙教授课堂上提到的几个关键概念。
这是他第六次归来期间,第一次在课堂上真正学到新东西。
……
翌日,江临要蹭的课是高等电动力学。
按照陆老师课前的介绍,李华敏是江大物理学院最严厉的教授之一,研究方向是经典电动力学和辐射理论,在这个领域发过好几篇prl。
他在课堂上出了名的严格,经常会因为一个公式的细节问题和研究生当场爭论,据说有学生被他问到在讲台上站了十分钟说不出话来。
但他对有深度的学生,非常欣赏。
九点整,李华敏推门进来。
他大约五十岁,身形偏瘦,脊背挺得很直,走路的步伐很快。
穿一件深棕色的西装外套,里面的衬衫扣子扣到最上面一颗,没有打领带。
戴一副无框眼镜,镜片后面的眼睛不大,但目光很锐利,扫过教室的时候像是在做某种快速的评估。
他把手里的一叠讲义和一本教材放在讲台上,没有看任何人就直接开口。
“今天讲辐射理论的高阶展开。”
没有任何寒暄,没有开场白,甚至没有上节课我们讲到了哪里。
他默认所有人都已经准备好了,默认所有人都已经预习过今天的內容。
李华敏的节奏比孙长青更快,信息密度更大。
他不讲解基础概念。
多极展开,李纳-维谢尔势,辐射场的近区远区分解……
这些他认为研究生应该已经烂熟於心。
直接从辐射场张量的高阶修正讲起,在黑板上写下一个又一个张量表达式,粉笔撞击黑板的声音又快又密。
江临跟得很紧。
电动力学是他在废土上用得最多的领域之一,等离子体环境中的电磁场计算是他的老本行。
李华敏讲的內容他大部分都熟悉。
但他注意到李华敏在某些地方的处理方法很特別,和其他教材上的標准推导不同。
比如在处理加速电荷的非线性辐射修正时,李华敏用了协变形式的直接展开法,而不是通常教材里用的分量展开法,这使得推导过程简洁了很多,同时对张量运算的熟练度要求更高。
大约一个小时后,李华敏停下来,在黑板上写下一道题。
【题目:考虑一个加速电荷在均匀磁场中的辐射,证明其辐射的偏振状態在高阶近似下出现新的分量。】
写完,他转过身,推了推眼镜。
“十分钟。”他说。
教室里响起一片翻纸的声音。
研究生们埋头开始做题,有人皱眉,有人咬著笔头,有人在小声和旁边的人討论。
均匀磁场中加速电荷的辐射,这是一个標准的电动力学习题,大部分人都能做出基本解。
辐射场的主分量对应电荷加速度方向,偏振状態由加速度矢量和观测方向的几何关係决定。
但李教授问的是高阶近似下出现的新分量。
江临看了一眼题目,大约两秒钟就想到了关键。
標准方法处理这个问题,会把辐射场展开为加速度的各阶时间导数,然后取最低阶非零项,得到主分量。
但李教授问的是高阶近似下的情况。
这意味著需要考虑辐射场的更高阶展开项。
在通常情况下,这些高阶项因为包含加速度的时间导数,在非相对论极限下很小,被直接忽略。
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