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第二次數學分析課上,維蘭德教授點評作業。他站在講臺前,手里拿著幾份作業樣本。
“大部分同學完成了基礎題目,但最后一題挑戰題”他舉起一份作業,“只有兩位同學給出了完整解答。有趣的是,其中一份的解答極其簡潔優美,用了柯西收斂準則的變形。”
他翻到作業封面:“露娜·諾伊曼。”
教室里響起竊竊私語。我感覺到目光聚集過來。
“諾伊曼小姐的解答。”維蘭德教授將我的作業投影到黑板上,“她將原問題轉化為函數序列的一致收斂性證明,然后構造了一個巧妙的控制函數,用到了阿貝爾變換和狄利克雷判別法的思想。這在本科生中很少見。”
他停頓,目光投向我:“能請你簡要解釋一下思路嗎?”
我站起來,走到黑板前。維蘭德教授遞給我粉筆。
“原題是證明一個含參變量反常積分的連續性。”我邊寫邊說,“常規做法需要分段估計,計算復雜。我注意到積分核可以看作一個函數序列的極限,于是考慮證明該函數序列在參數區間上一致收斂到極限函數。為此,我構造了輔助函數g(x),利用阿貝爾變換將原積分轉化為g(x)與另一個函數的乘積的積分,然后應用狄利克雷判別法的一致收斂版本。最后,一致收斂性保證了極限函數的連續性。”
我寫下關鍵不等式,標注每一步的邏輯依據。教室里很安靜,只有粉筆敲擊黑板的聲音。
“完畢。”我放下粉筆。
維蘭德教授審視著黑板上的推導,緩緩點頭:“思路清晰,技巧運用得當。這確實是本科階段不常見的解法。諾伊曼小姐,你之前學過實變函數?”
“自學過一部分。”
“自學。”維蘭德重復這個詞,語氣復雜。
我回到座位。下課后,幾個男生圍到講臺前詢問問題。我收拾東西準備離開時,一個聲音叫住了我。
“諾伊曼小姐。”
一個高個子男生走過來,他叫馬丁·韋伯,他手里拿著自己的作業本。
“我也解出了最后一題。”他將作業本翻開,展示他的解法。那是傳統的分段估計法,寫了整整三頁,密密麻麻的不等式,“我看了你的解法,很巧妙。但我想知道,你真的自己想到的嗎?還是參考了某些研究生級別的資料?”
他的聲音不大,但周圍沒離開的人聽得清。他們停下了動作,看向我們。
“我自己想的。”我說。
馬丁笑了笑“巧合的是,我叔叔是數學系的研究員,他上周正好和我討論過類似的問題,用了阿貝爾變換的思路。而你是班上唯一一個解法如此,研究生風格,的人。這讓我不得不懷疑,你是否......恰好接觸過同樣的資料?”
暗示明確,我在作弊。
教室里徹底安靜了。維蘭德教授已經離開,但助教還在整理講義,他抬起頭,看向我們。
你的解法用了標準的分段估計,共用了十七個不等式,我的解法用了五個核心步驟,得到的界是O(1/n)。不僅更簡潔,而且更精確。”
馬丁的臉微微發紅:“那只能說明你參考的資料更高級,不能說明是你獨立思考的。”
“那么,讓我們現場測試一下。”我走向黑板,擦掉之前的推導,“請你提出一個類似的,但是非標準的問題。我來現場解答。如果我能用類似風格的簡潔方法解決,是否就能證明我具備相應的思維能力?”
馬丁愣住了。周圍的學生們交換眼神,有人小聲說:“這有點過分吧......”
“或者,”我繼續說,“我可以指出你解法中的一處冗余。”我指向他作業本的第三頁,“這里,你用了柯西-施瓦茨不等式,得到了一個上界。但事實上,可以直接用積分第二中值定理得到更緊的界,從而省略后面三個不等式。你之所以沒這么做,可能是因為你對積分第二中值定理在含參變量積分中的應用不熟悉。”
馬克斯盯著自己的作業本,手指收緊。
“此外,”我拿起粉筆,在黑板上快速寫下幾行,“你的分段點選擇在x等于根號下n分之一,這是經驗性選擇。但最優分段點應該是方程x^2*|f'(ξ_x)|=C的解,其中ξ_x是積分中值點。這需要解一個簡單的微分方程,而你跳過了這一步,直接用了經驗值。這導致你的最終誤差界比最優界大了約30%。”
助教走過來,看了看黑板,又看了看男生的作業本,然后說:“諾伊曼小姐的分析是正確的。你的解法確實有優化空間。”
馬丁一把抓起自己的作業本,塞進書包,頭也不回地離開了教室。其他學生也陸續散去,沒人再說話。
助教整理好講義,走到門口時,回頭看了我一眼:“諾伊曼小姐,你很優秀。但在這個環境里,有時候展示優秀也需要技巧。”
下午兩點,我準時出現在高頻電路實驗室門口。帶著菲利克斯的擔保書,以及我的數學和物理自學筆記。
實驗室很大,擺滿了各種儀器:示波器、信號發生器、頻譜分析儀、成排的真空管和電容電感。空氣中有松香和金屬的味道。
克勞斯教授站在一個工作臺前,正在調試一臺多頻信號發生器。他抬頭看了我一眼:“準時。很好。擔保書帶了嗎?”
我遞過去。他快速掃了一眼,哼了一聲:“馮·福克斯家的孩子。我認識他父親,一個精明的實業家。”他把擔保書放在一邊,“那么,測試開始。”
他從工作臺上拿起一個電路板,上面焊接著電阻、電容和一個真空管。“這是一個簡單的射頻放大器電路。告訴我它的工作原理,以及如何計算電壓增益。”
我仔細觀察電路。共陰極結構,輸入通過耦合電容接入柵極,輸出從陽極取出。我說了思路,而后克勞斯教授要求具體的計算。
我給出了答案。
克勞斯先生點點頭,表情沒有變化。“如果我想讓這個電路在10MHz頻率下仍然有良好響應,需要調整什么?”
“需要減小所有雜散電容的影響。使用管座電容小的真空管,縮短引線長度,必要時采用中和電路抵消極間電容反饋。負載電阻上并聯一個小電容可以補償高頻滾降,但會引入相位偏移。”
“示波器會用嗎?”
“理論上。實際操作需要練習。”
克勞斯先生打開一臺示波器的電源,調整旋鈕,屏幕上出現了一條水平亮線。“校準信號是1kHz方波。調整垂直增益和時基,讓屏幕上顯示兩個完整周期,幅度占屏幕的80%。”
我走到示波器前。旋鈕的阻尼感很重,需要用力但又要精確。我調整垂直增益旋鈕,讓方波幅度適中,然后調節時基旋鈕,讓兩個周期剛好填滿屏幕的寬度。
“可以了。”
克勞斯先生檢查了一下:“垂直增益1V/div,時基0.5ms/div。正確。最后一個問題。”他從抽屜里拿出一張紙,上面畫著一個復雜的多級諧振電路,“分析這個電路。它是什么?有什么用途?”
我凝視著電路圖。多個LC諧振回路通過電容耦合,每個回路的諧振頻率略有不同。“這是一個帶通濾波器組,或者更可能是一個超外差接收機的前端電路。多個諧振回路提供頻率選擇性,通過調諧可以覆蓋不同頻段。中間的真空管可能是混頻器,將射頻信號與本振信號混合,產生中頻。”
克勞斯先生終于露出了笑容“正確。這是我在戰爭期間設計的無線電接收機的一部分,用于監聽敵方通訊。你從哪里學的這些?”
“自學。看了很多書,包括您1925年發表的《高頻放大器中的穩定性問題》。”
“那篇論文很專業,發行量很小。你在哪里找到的?”
“柏林大學圖書館的工程文獻區。我申請了特殊閱覽許可。”
克勞斯先生沉默了一會兒,“歡迎加入我的課,諾伊曼小姐。但我必須警告你:我的實驗室沒有優待。如果你跟不上,我會讓你離開。如果你表現出色,我會給你應有的認可。”
“我明白。”
第一次高頻電子電路實驗課。
克勞斯教授站在講臺前,背后的黑板上畫著今天的實驗電路圖——一個簡單的礦石檢波接收機。
“今天第一次實驗,搭建并調試一個基本的檢波接收機。
目標:接收柏林本地中波廣播電臺的信號,并用耳機監聽。
實驗報告要求:完整的電路圖、元件參數計算、調試過程記錄、以及最終接收到的電臺頻率和內容。”
克勞斯教授目光掃過實驗室。“最多四個人一組,自行分組。”
其他同學立即開始尋找組員,熟悉的拍肩,早已約定很好的點頭。
包括我在內,總共有37個學生。無論如何分組,必定有至少一組人數不同,考慮到實驗和撰寫報告的工作量,大多數人傾向于4人,那么余數為一將導致一個人落單。
考慮到我是唯一一個數學專業的學生,并且還是他們認為“無法勝任實驗”的女生,我落單的概率極高。
我注意到有一個小組只有三個人,正在張望尋找第四名組員。
當我走近時,他們的談話戛然而止。
”我們能談談分組的事情嗎?“
一個人避開我的目光,看向旁邊的同學,“理查德......”
理查德聳聳肩“抱歉,諾伊曼小姐,我們想確保今天能完成實驗。我們三個人應該足夠了,如果再加一個人,協作方面的壓力可能變大...”
”我明白了“我轉身走開。
我走向克勞斯教授。
“教授,我找不到小組。”
“沒人愿意和你一組?按規定,實驗必須分組完成,如果你選擇了這門課,就必須適應團隊合作,工程不是單打獨斗的領域。“