第11章 江知夏的巅峰对决 (2/4)
实验室里再次陷入了寂静,只有仪器运行的嗡嗡声和键盘的敲击声,交织成一首属于强者的战歌。
省选考试的那天,全省下起了暴雨。
考场设在市一中的体育馆,几百名来自全省各地的顶尖高手汇聚一堂。空气中弥漫着潮湿和紧张的气息。
江知夏走进考场,找到自己的座位。他的左手边,坐着省实验中学的“物理狂人”李昂,右手边是师大附中的“数学女神”苏清。
“听说这次卷子很难。”李昂一边转着笔,一边低声说道,眼神里却透着兴奋,“希望能遇到点有意思的题目。”
“难才好。”苏清淡淡地回应,“简单的题目分不出高下。”
江知夏没有加入他们的讨论。他闭上眼,调整呼吸,让自己的心跳平复下来。他的脑海里,无数个物理模型像幻灯片一样闪过:单摆、弹簧振子、开普勒轨道……
铃声响了。
试卷发下来。
江知夏深吸一口气,睁开眼,目光如电般扫过试卷。
第一题,力学。
第二题,电磁学。
第三题,热学。
题目确实很难,涉及到了很多大学物理的内容。但江知夏并没有感到慌乱。他拿起笔,开始在草稿纸上飞快地演算。
前两道题,他做得很顺。虽然计算量很大,但思路清晰,并没有超出他的知识储备。
直到他翻到最后一页,看到了那道压轴大题。
题目只有短短两行字:
**【题目十】(25分)**
**考虑一个由三个质量均为 **$M$** 的质点组成的系统,它们仅在相互万有引力作用下运动。初始时刻,三个质点位于边长为 **$L$** 的等边三角形的三个顶点上,且初速度均为零。请定性描述该系统的运动轨迹,并计算系统发生第一次“碰撞”(即任意两个质点距离趋近于零)所需的时间 **$T$**。**
三体问题。
而且是初始速度为零的特殊三体问题。
考场里瞬间响起了一片倒吸凉气的声音。这道题,没有解析解!这是物理学界公认的难题,庞加莱早就证明了它无法用初等函数表达。
出题人这是在开玩笑吗?
李昂在旁边抓耳挠腮,嘴里念念有词:“这怎么做?这根本没法积出来啊……”
苏清的笔尖也停住了,眉头紧锁。
所有人的目光都集中在这道题上,仿佛看着一只不可战胜的怪兽。
除了江知夏。
看到这道题的瞬间,江知夏的嘴角微微上扬,露出了一个极淡的笑容。
“哥,你猜对了方向。”他在心里说道,“但是,你用的是解析法,这道题你会卡住。”
他想起了过去两个月在实验室里无数个夜晚的调试,想起了那个自适应步长的龙格-库塔算法。
虽然考场上没有电脑,但他已经把那个算法的内核逻辑,内化成了一套手算的“差分叠代法”。
他拿起笔,在答题纸上写下了第一行字:
**【解】由于三体问题不存在通用的解析解,且初始条件具有高度对称性,我们将采用数值分析中的差分叠代法进行近似求解。**
他假设了一个极短的时间步长 $\Delta t$,然后利用牛顿第二定律和万有引力定律,计算 $t=0$ 时刻三个质点的加速度。
接着,利用加速度计算 $t=\Delta t$ 时刻的速度和位置。