數天後,徐辰覺得自己準備好了。
他開啟計算機,調出了張樂陽發給他的那幾千組原始資料。
螢幕上,密密麻麻的數字如同瀑布般流淌。
“先試試能不能用純數學的方法暴力破解。”
徐辰並沒有急著去思考物理機制,而是習慣性地祭出了數學工具。在他看來,只要函式足夠複雜,就沒有擬合不了的曲線。
他開啟atb,手指在鍵盤上飛快敲擊。
“既然雙帶模型不行,那就試試多項式擬合。魏爾斯特拉斯逼近定理告訴我們,閉區間上的連續函式都可以被多項式一致逼近。”
徐辰的手指在鍵盤上停頓了一瞬。
這個定理是老熟人了,想當初在安城三中,他就是祭出了這個公式,把教導主任王德發忽悠得找不著北,最後只能留下一句“極具啟發性”便落荒而逃。
徐辰的嘴角勾起一抹懷念的微笑,隨後注意力又很快回到了現實。
他直接呼叫了atb的 polyfit函式,設定了一個高達12階的多項式模型,點選執行。
螢幕閃鑠了一下,一條藍色的曲線出現在散點圖中。
“嘖……”
徐辰皺起了眉頭。
擬合是擬合上了,曲線完美地穿過了每一個數據點。但是,在資料點的邊緣,曲線出現了劇烈的震盪,象是一條發瘋的蛇。
這是典型的龍格現象。高階多項式雖然能強行穿過資料點,但失去了物理意義,這種震盪是純粹的數學偽影。
龍格現象是數值分析中一個著名的反直覺例子。數學家卡爾·龍格發現,當使用高階多項式在等距節點上進行插值時,雖然在節點處的誤差為零,但在區間的邊緣,插值多項式會出現劇烈的震盪,誤差反而趨向於無窮大。
這就象是為了強行穿過幾個固定的針眼,線頭不得不瘋狂扭動,最終織出了一張亂七八糟的網。
此路不通。
“那就換個思路。既然張樂陽說可能是噪聲,那我就看看這噪聲到底長什麼樣。”
徐辰刪掉了多項式模型,重新載入了張樂陽他們用的“雙帶模型”。
執行,擬合,計算殘差。
螢幕上跳出了一張新的圖表——殘差圖。
所謂的殘差,就是實驗資料減去理論模型後的剩餘部分。如果模型是完美的,那麼殘差應該是一堆圍繞著零軸隨機跳動的白噪聲,就象高斯分佈描述的那樣,無序且均勻。
但此刻,徐辰盯著螢幕上的殘差圖,眼神逐漸變得凝重。
“這不對勁。”
螢幕上的殘差點,並沒有隨機跳動。
它們連成了一條線。
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