第271章 万向锁与四元数

    掌声从实验楼拐角处传来。

    节奏不急不缓,却在空旷的空地上格外有力又清晰。

    齐思源揉了揉酸涩的眼睛,使劲眨了两下。熬了二十个小时后视线本来就模糊,加上刚才那番话把自己说得情绪上涌,这会儿眼前有点发花。

    他定了定神,瞳孔猛地收缩。

    一个穿深色羽绒外套的人正从拐角走出来。

    棒球帽已经摘了,攥在左手里,露出一张所有人都再熟悉不过的脸。

    “林……林老师?”

    齐思源的声音拔了个尖。

    他下意识往前踏了半步,又停住了,拿下眼睛用手背搓了一下脸颊。

    结果搓完之后看见那个人还在朝他们走过来。

    不是幻觉?!

    “林老师!”

    “卧槽林老师回来了?!”

    “真的假的?!”

    空地上瞬间炸了锅。刚才还累得像一滩烂泥的二十多号人全跟打了鸡血一样,有人直接从地上弹起来,有人丢下手里的工具就往前跑了两步,又觉得不太合适硬生生刹住。

    林宇摆了摆手,示意大家别动。

    他径直走到塔架跟前。没急着开口,先蹲下身,把散落在地面上那几张皱巴巴的数据记录表捡了起来。

    密密麻麻的数字,一组接一组被红笔划掉的曲线拟合。每一道红线都是一次否定,每一张纸都是一次推翻重来。

    他从第一张翻到最后一张,十四组数据,扫得很仔细。

    齐思源站在旁边,手脚都不知道往哪放。

    这感觉跟小时候在家偷偷熬夜打游戏被老爸逮个正着差不多。虽然知道自己没做错事,但就是浑身不自在。

    林宇看完那些数据,站直了。他拍了拍齐思源的肩膀,力道不轻不重。

    “你刚才说的那些话,很好。”

    齐思源喉结滚了一下。他张嘴想笑,嘴角扯了扯,最后只是苦着脸摇了摇头。

    “老师,说归说。但实际情况摆在这儿了。”他往塔架方向歪了下头,声音发哑,“理论推演走到六十二米就碰壁。空气散射衰减的物理极限卡在那,我把所有能想到的频段组合全跑了一遍。十四次。一个都没成。”

    他顿了顿,又补了一句:“我现在脑子里全是浆糊,想不出新方案了。”

    林宇没接这个话头。

    他松开搭在齐思源肩上的手,转过身面朝着空地上的所有人。站着的、蹲着的、坐在水泥地上的,二十多双眼睛齐刷刷地对准了他。

    林宇开口了。

    “你们谁知道,陀螺仪有一个致命的缺陷?”

    这个问题来得突然。明大家都以为他会直接给齐思源支招,或者说几句鼓励的话,结果他抛了一个完全不相干的问题出来。

    空地上安静了一瞬。

    徐朗反应最快,脱口喊了出来:“万向锁?”

    另外两三个物理底子还行的也跟着点头。

    “对。万向锁。”

    林宇环顾了一圈,从外套口袋里摸出一支笔。

    他蹲下来,在脚边那块铺着的瓦楞纸板上,用笔帽画了一个简单的三环嵌套结构。

    三条线代表三个旋转轴,嵌套在一起。

    “三轴万向节。正常状态下,它可以让物体在任意方向自由旋转。但当其中两个轴重合的时候。”他在画面上两条线交汇的位置重点了一下。“系统丢失一个自由度。不管你怎么操作,有一个方向就是转不过去。整个姿态控制在那一瞬间彻底瘫了。”

    周围几个学生凑近了些,盯着地上那幅简陋的示意图。虽然画得潦草,但三环重合的那个关键点一目了然。

    林宇站起身,把笔帽扣好。

    “1843年。一个叫哈密顿的爱尔兰数学家,为了从根源上解决这个问题,折磨了自己整十年。”

    他的语速放得不快,每个字都嚼得很透。

    “十年。尝试了无数种数学框架,全部失败。有一段时间他的妻子以为他疯了,因为他连吃饭都在桌布上列方程。直到某天早晨,他走过都柏林的布鲁姆桥,脑子里忽然通了。”

    林宇顿了一拍。

    “他当场从口袋里掏出一把小刀,在桥栏杆的石头上刻了一组公式。i² = i² = k² = iik = -1。”

    “那就是四元数。”

    这段话讲到这里,在场的人都听住了。就连刚才累得靠在塔架腿上摆烂的那个男生,也不知不觉地坐直了身子。

    林宇继续往下讲。

    “哈密顿花了后半辈子,写了一本八百页的四元数专著。他认为这是自己一生中最伟大的成就。”

    他把笔收回口袋,声音平淡得像在念课文。

    但奇怪的是,越平淡,所有人听得越专注。

    “结果呢?同行不买账。学术圈嗤之以鼻,说这东西又丑又复杂又没用,三维向量就够用了,搞四个分量纯属多此一举。哈密顿辩解了一辈子,没人听他的。

    最后他酗酒,潦倒,死的时候书房里全是没处理完的手稿和空酒瓶。”

    空地上没人出声,风刮过塔架顶部的环形天线,金属管发出嗡的一下轻响。

    齐思源站在林宇左侧,手指无意识地攥紧了口袋里那卷折起来的图纸。

    “四元数在历史里沉了多久呢?”林宇竖起一根手指。“整一百二十六年,无人问津。”

    “然后,直到1969年阿波罗11号登月。”

    “登月舱在返回时要和指令舱对接。对接过程中,姿态控制系统的陀螺仪突然触发了万向锁。三个旋转轴中的两个重合了,飞船瞬间丢掉了一个方向的控制能力。”

    林宇两只手在身体两侧摊开,比划了一下翻滚的动作。

    “三个宇航员待在里头,飞船在太空中不受控地打转。地面控制中心的工程师全疯了,所有常规手段都压不住。航天员被迫手动操纵,这才化解危机。”

    数据组那个瘦高的女生下意识地捂住了嘴。

    “你们猜,最后是谁解决了这个问题?”

    没有人回答,但心里却隐隐知道了答案。

    林宇语气微微下沉了半度。

    “一个死了一百二十六年的爱尔兰酒鬼。”

    “工程师们翻遍了所有文献,翻到最后,在故纸堆的最底层,找到了哈密顿那本落满灰尘的八百页专著。用四个维度代替三个轴,从数学根基上绕开了万向锁。”

    “从那以后,全世界所有航天器、所有卫星、所有导弹的姿态解算系统,全部用的四元数。”

    林宇收回视线,转头看向齐思源。

    “一个人折磨了自己十年。被嘲笑了一辈子。死了之后又寂寞了一百二十六年。但他写下的那组公式,最终把人类送上了月球。”

    空地上的空气重得能凝成块。

    二十多个年轻人站在寒风里,有人的手无意识地攥成了拳头,有人的喉结滚动了好几次却发不出声音。

    齐思源的鼻根一阵发酸。

    这几天的压力太大了。

    十四次失败,让所有人的目光中质疑的底色越来越重。

    周昊他们的项目都在往前推进,只有他,困在原地,像一只撞了十四次墙的苍蝇。

    他想过放弃吗?想过。

    可他谁都没告诉,但凌晨第十二次失败的时候,他蹲在塔架底下,脑袋埋在膝盖里,认真考虑过要不要服软。

    现在林老师站在他面前,给他讲一个死了快两百年的爱尔兰数学家的故事。

    林宇的声音传过来,清楚楚的,每一个字都在耳膜上砸出印子。

    “你们做的每一次失败实验、记录的每一组数据,都是在铺路。也许你们的答案不在今天。但它一定会被后来人从故纸堆里捞出来,解决一个要命的问题。”

    林宇停了一拍。

    “这是理工科独有的浪漫。只要你脚踏实地走过的路是真的,总有人会在时间的长河里,找到独属于你的那束光。”

    话音落尽。

    林宇的脑海深处,一股熟悉的清凉感忽然从头顶灌下来。

    【当前课堂:23名学生深度理解“万向锁问题与四元数姿态解算”】

    【宿主获得返还:大型空天平台姿态控制·精通级】

    信息流像溪水一样涌入大脑。不是生硬的灌输,而是某种自然而然的“本来就该知道”的感觉。

    三轴陀螺仪的高阶修正模型、四元数微分方程在大型飞行器上的实时解算优化、多级姿态冗余控制的工程实现……这些东西像拼图一样严丝合缝地嵌进了他已有的知识网络里。

    林宇面上没有任何异常,只是微眯了一下眼,用力呼出一口白雾。

    他重新看向齐思源和周围那群年轻人。

    齐思源的眼眶已经红透了。

    他咬着嘴唇,牙齿在肉上留下深的压痕。他一直在拼命忍,拼命不让自己在这么多人面前掉链子。

    他张了张嘴,想说点什么。

    咳嗓子眼里的话还没来得及成型,

    人群最后排,一道嘶哑到几乎劈裂的声音猛地炸开。

    “十四次不够,就一百次!”

    所有人循声望去。

    喊话的人,正是十分钟前那个最先站出来质疑“为什么非要死磕一百米”的材料组男生。

    他的脸涨得通红,脖子上的青筋绷得老高。安全帽歪在脑袋上,两只布满细小烫伤和铁屑划痕的手攥成拳头,举在胸前。

    “一百次不够,就一千次!”

    他吼完这句,胸腔剧烈起伏了两下,又补了一嗓子。

    “齐思源!我们材料组的人,陪你耗到底!”(记住本站网址,Www.WX52.info,方便下次阅读,或且百度输入“ xs52 ”,就能进入本站)
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