1992年6月。深圳。創世紀實驗室。
林知夏站在無塵室門口,手裡捏著那截只剩兩毫米的粉筆頭。這是他今天第三次來這扇門口,但沒有進去。前兩次他都只是在玻璃外面看了一會兒就走了——不是不想進去,是不敢。
他的社交障礙在這種場合會發作得格外厲害:當一個人不需要說話的時候,他可以對著白板畫三天三夜的邊界條件圖;但當一個人需要向另一個人做自我介紹的時候,他的喉嚨會像被什麼東西掐住。
而此刻無塵室裡坐著的那個人,是阿爾費羅夫。蘇聯科學院院士,半導體異質結領域的奠基人之一。那個只用四個邊界條件就解出了他花了七個變數才鎖定的量子阱模型的人。
那截只剩兩毫米的粉筆頭,就是阿爾費羅夫在啟德機場放在他掌心裡的——從莫斯科大學1988年生產的最後半盒粉筆裡磨到只剩這一點,在暖氣停了的實驗室裡寫滿了無數方程。它現在就躺在他的掌心裡,很輕,但他覺得比任何一塊晶片都重。
阿爾費羅夫坐在那把從聖彼得堡帶來的金屬摺疊椅上。扶手上的鏽是1990年冬天水管凍裂時沾上的,椅腳上的凹痕是1991年春天暖氣徹底停掉那天在地上拖出來的。
他不肯換。他說這把椅子記得所有方程。此刻他正在往黑板上寫一組新的偏微分方程——不是量子阱雷射器的邊界條件,是量子阱的能帶混合效應。量子阱雷射器有源區的能帶結構在注入載流子後會發生彎曲,這種彎曲會導致輕空穴帶和重空穴帶在k空間某些點發生混合,混合的程度決定了雷射器的增益譜和閾電流密度。
阿爾費羅夫在暖氣停了的實驗室裡用了四年時間在黑板上反覆推導這組方程,他發現在k空間的高對稱點附近,輕空穴帶和重空穴帶的混合可以用一組耦合的Luttinger-Kohn有效質量方程來描述,而這組方程在特定邊界條件下可以簡化為四個獨立變數。四個。不是七個。
林知夏推開門。
“你的模型。四個邊界條件——我推出來了。”他開口了,不是用“你好”,不是用“歡迎來到創世紀實驗室”,是用數學。他的社交障礙讓他沒法正常地說出問候語,但他可以用方程代替問候。
這幾個月裡他每天晚上在恆溫恆溼的無塵室裡對著白板推導阿爾費羅夫那組簡化模型,用了不同的邊界條件、不同的數值方法、不同的初始假設,連續驗證了無數次。每一次的結果都收斂到同樣的四個變數。
他把自己驗證用的草稿紙訂成厚厚一疊,此刻就放在白板旁邊的實驗臺上,最上面一頁的右下角畫著一個倒旋的偏微分符號——和阿爾費羅夫在啟德機場教他的那個一模一樣。
阿爾費羅夫轉過頭,看了一眼那疊草稿紙。他沒有翻開,只是看著最上面那一頁的那個倒旋的偏微分符號,看了很久。然後他站起來,走到林知夏面前,把自己手裡的粉筆放在林知夏手裡。不是那截只剩兩毫米的粉筆頭,是一根完整的、全新的、八釐米長的粉筆。
創世紀實驗室給每一位科學家配了全新的粉筆,無限量供應。阿爾費羅夫已經領到了新粉筆,但他還是習慣用舊的那截。現在他把新粉筆遞給林知夏。
“四個邊界條件——你推出來了。不需要我教了。”他的英語很慢,每一個單詞都像是經過了一次翻譯,但他的眼神不慢。他在看林知夏的眼睛。那雙眼睛裡有一種他很熟悉的東西——在暖氣停了的實驗室裡,在只能用陽光當光源的閣樓上,在每天下午兩點到三點太陽穿過三角形天窗的六十分鐘裡,他在自己學生的眼睛裡看到過同樣的東西。
林知夏接過粉筆。他走到白板前,在阿爾費羅夫那組能帶混合方程的下方,用倒旋的偏微分符號劃了一道線。然後在那道線下面,寫了一行新的方程。這行方程——林知夏版本的量子阱雷射器模型,用阿爾費羅夫的四個邊界條件,加上他在恆溫恆溼無塵室裡用計算機模擬驗證過的修正因子。七個邊界條件變成四個,不是簡化,是昇華。
阿爾費羅夫看著那行方程,沉默了很久。然後他從自己隨身帶的帆布袋裡掏出那截只剩兩毫米的粉筆頭——就是他在啟德機場送給林知夏的那截——放在白板下面的粉筆槽裡,和新粉筆並排放在一起。一截只剩兩毫米,一截八釐米。舊的那截,新的那截。然後他說了一句話——“你不需要我了。但我可以教你下一個方程。”
林知夏沒有回答。他只是把那截兩毫米的粉筆頭從粉筆槽裡拿起來,放回白大褂口袋裡。然後他拿起那根新粉筆,在黑板上繼續往下寫,和阿爾費羅夫並肩站著——兩個人對著同一塊白板,一個人寫能帶混合效應的哈密頓量展開式,另一個人寫光增益譜的數值模擬邊界條件。不需要語言。粉筆就是語言。方程就是語言。
他們來自兩個不同的世界——一個在蘇聯科學院的體制裡度過了大半生,在暖氣停了的實驗室裡用了四年時間每天在黑板上寫方程直到手指被凍得握不住粉筆;另一個在恆溫恆溼的無塵室裡花了七個邊界條件去求解,在自己的腦子裡搭建了整個量子阱的模型。一個在1990年冬天把手指上的粉筆用橡皮筋綁在食指上繼續寫,寫滿了擦掉、擦掉再寫;另一個在1992年夏天用計算機模擬反覆驗證,每一次都收斂到同樣的四個變數。
他們隔著三十年的年齡差、上萬公里的地理距離、兩種完全不同的科研體制和人生軌跡,但在粉筆接觸白板的那一剎那,所有的距離都被抹平了。因為數學不需要簽證,物理不需要翻譯。阿爾費羅夫用俄語喃喃自語,林知夏聽不懂,但他能看懂——阿爾費羅夫在哈密頓量矩陣的左上角添了一個二階微擾項,這個微擾項對應的物理效應是自旋-軌道耦合在量子阱介面處產生的能帶劈裂,林知夏在計算機模擬中見過這個劈裂的數值,但他一直無法從解析角度推匯出它的精確形式。現在阿爾費羅夫在黑板上寫出來的正是他計算機螢幕上看到過無數次的數值所對應的解析表示式。
林知夏接過粉筆,沒有說“我懂了”,沒有說“謝謝”。他只是用粉筆在黑板上繼續往下寫,把那個二階微擾項對應的光增益譜修正因子從解析形式轉換成數值模擬的邊界條件——粉筆劃過黑板,留下他熟悉的筆跡。
阿爾費羅夫看著那些公式被林知夏從解析推導無縫銜接到數值模擬,嘴角動了動。不是笑——是一種更深的東西。一個在黑板上寫了四年方程的人,看著另一個在計算機上驗證了無數次的人,用粉筆把他的解析解轉化成一行一行邊界條件。那些公式不是被計算機算出來的——是被人,被這個還不到他一半歲數的年輕人,在紙上推出來的。








