推開教室的門,我下意識地吸了一口氣。空氣裡瀰漫著一股混合了列印紙油墨味和消毒水的氣息,暖氣開得有些足,但我依舊感覺掌心發涼。
雖然評審教授們還沒到場,但整個中型教室卻幾乎坐滿了。
交談聲此起彼伏,像一片壓低音量的海浪。我看見了很多熟悉的麵孔——Eloise坐在中間偏左的位置,沖我豎起了一個大拇指;Samuel陪我進入教室後,安靜地坐在靠後排,身邊原本坐著的幾個研究生立刻四散而開,跑去了最後一排。
我和Eloise都哈哈一笑,調侃他道:“Samuel教授,看來你真的對你的學生們過分嚴厲了。”
Samuel也無奈笑笑,隨後坐到了第二排中間,坐到了Eloise的中間,把Wilbur放在桌子上,淡淡一笑,小聲對我說:“別緊張。”
研究所的同事們幾乎來了大半,甚至我在樓道裡常常隻點頭示意的幾個博士後,此刻也端坐在觀眾席裡。更讓我意外的是,林蔚然也在,她明明前一天還說要值急診。她沖我揮了揮手,眼底帶著倦意,手邊還放著一杯冰美式,但笑得很明亮。
不僅如此,還來了許多研究生和博士新生,滿滿當當坐了一整個教室,我提前準備的論文講義都不夠用,隻能兩人合看一份。
我正要轉身去除錯PPT,卻忽然看見了最後一排的一個熟悉身影。程渲,他穿著深灰色毛衣,神色裡有點緊張,手邊放著一個貓包。
我幾乎不敢相信,快步走下台,從貓包裡把那隻肥肥的歐洲短毛貓抱了出來,“Cece,你也來給姐姐加油嗎?”
Cece安靜地靠在我懷裏,耳尖抖了抖,似乎被人群聲吵醒,慢吞吞睜開了一隻眼,舔了舔我的手指。
“謝謝寶貝。”我低頭親了親她的圓腦袋,“謝謝你來給姐姐加油。”
程渲也有些不好意思地笑了,撓撓頭,低聲解釋:“大嫂要我帶來的,她說你看見Cece會放鬆一些。不過她帶不合適,我哥又帶著Astrid去體檢,所以隻能我來了。”
我心裏忽然一陣暖流,對著他點點頭,輕聲說:“謝謝。”
程渲笑了笑,又嘿嘿一笑說:“沒事,我本來也挺想來看的,我哥天天拿你當榜樣教育我。”
“嗯…謝謝。”我又點了點頭,轉身走到講台上,開啟幻燈片,等待評審教授們入場。
四點整,教室大門被推開,五位教授依次走了進來,Ferrero教授還是一如既往的爽朗,手裏拿著咖啡杯,對我微笑,走上前拍拍我的肩膀,讓我別緊張。
Lukas教授也是老樣子,笑容很和善,對我點點頭,隨後坐在了第一排最左側。Scarlette教授沒什麼表情,隻是坐在Lukas教授身邊翻看我的論文。
當然,最讓我緊張的還是Hudson教授,他跟我簡單打了個招呼,便坐在了最中間,看著我的PPT。
Iseylia今天戴了一副金絲邊眼鏡,淺棕色長發在腦後低低盤起。穿了一套Dior的西裝,灰色羊毛收腰上衣,搭配同色的直筒半裙,裙擺剛剛到小腿,搭配黑色低跟高跟鞋,嚴肅又優雅。她的目光在我身上停留了一瞬,微不可察地點了點頭,隨後坐在Ferrero教授身邊,示意我可以開始。
他們在前排坐定,Iseylia微笑著開場:“今天,我們齊聚在這裏,見證ArtemisSIYAO女士的博士論文答辯。主題是——”
她頓了一下,看了我一眼,“《中子星內部誇克-強子相變與暗物質湮滅對引力波訊號的非線性擾動》,Artemis,請開始。”
台下響起一陣輕微的掌聲,緊張的空氣被她輕鬆化解,我心裏微微一鬆。
我點開PPT,開場白簡短而冷靜:“SehrgeehrteProfessorinnenundProfessoren,sehrgeehrteDamenundHerren,Ichfühlemichwirklichprivilegiert,dassSiebeiderVerteidigungmeinerDissertationanwesendsind.Iamgoingtoshowyoutheresultsofmyresearchonneutronstarsduringthepastthreeyears.”
(尊敬的教授,女士們,先生們,今天諸位能夠來此參加我的博士論文答辯,我深感榮幸。我將向你們展示,在過去三年內,我有關中子星的研究成果)
指標落下,我的presentation正式開始。螢幕上依次浮現中子星的內部結構模型、Athena視窗的多波段測溫資料、以及我推匯出的非平衡冷卻曲線。
我把誇克-強子相變與暗物質湮滅能量項如何共同影響引力波訊號的過程逐一展開,聲音比我想像得更平穩。
講到過亮脈衝星的殘差圖時,我特意停頓了一下,把三張影象逐一放大,強調了與冷暗物質模型的差別,以及為什麼引入“暖暗物質近似”可以更好地擬合觀測資料。
最後,我落在總結頁,“我的結論是:暗物質湮滅與相變反饋並非彼此孤立,而是通過非線性機製共同作用於中子星的冷卻曲線和引力波譜。這一理論在未來Athena與Lynx的高分辨觀測下,以及AuroraVoyager對於柯伊伯帶的引力波探測結果下,將具備可證偽性。”
在結束前,我深吸一口氣,望向台下那一片熟悉又親切的麵孔,緩緩開口。
“在結束之前,我想借這個機會,向所有幫助過我的人表達我的感激之情。”
“首先,我要感謝今天到場的各位評審教授。Ferrero教授,您以輕鬆幽默的方式提出最棘手的問題,讓我學會瞭如何在壓力下保持冷靜;Hudson教授,您對實驗細節的嚴格要求讓我意識到科學不僅僅是理論,更是對資料的絕對尊重。”
Ferrero教授依舊看著我微笑,輕輕鼓掌,而Hudson教授永遠嚴肅的臉上,也露出了讚許的表情。
我接著說:“Lemke教授,雖然我和您沒有太多直接合作的機會,但您曾經講授的課程讓我受益良多,讓我在最初接觸觀測方法時就打下了紮實的基礎;Wender教授,感謝您一直以來的善意與鼓勵,讓我在迷茫的時候依然願意堅持。”
“除了今天的評審,我也要感謝學院裏所有的授課教授們。你們不僅教會了我如何研究天體物理,也教會了我如何成為一名學者。”
我停頓了一下,目光輕輕掠過觀眾席,落在一些特別的人身上。
“其次,我要感謝我的同事和朋友們。Samuel——不僅是我的同事,更是我重要的摯友。你現在是學院的W1教授,卻依舊願意在深夜陪我修改實驗引數,願意在我質疑自己時幫我一起找到答案,謝謝你。”
我的聲音更柔和了一些,而我也看見他看著我笑,抓著Wilbur的兩隻前爪給我鼓掌。
“還有那些曾經在我身邊的同事們。Nattalie博士,雖然今天沒能來到現場,但我仍舊想感謝她。她在我博士初期給了我無數的鼓勵和建議,讓我知道,如何在工作中不斷提升自己。還有Eloise,謝謝你無數次在實驗室陪我除錯裝置,哪怕熬到天亮。”
“我也要感謝今天來參加我答辯的每一個人,謝謝你們在繁忙的生活中能夠留出時間,來聆聽我的發表。尤其是,Lynn,我最好的朋友,謝謝你從大學醫院的急診室抽身而來,即便滿身疲憊,也要來物理學院為我加油。”
我頓了頓,視線落在最前排。
“最後,我最想感謝的是我的導師,IseyliaWen教授。您不僅是我科研上的指路人,更是在生活與人生中一直陪伴我的親人和朋友。謝謝您在我崩潰時拉我一把,告訴我,‘你不必獨自承擔’。能成為您的學生,是我這輩子最幸運的事。”
“我也要感謝程澈先生——我的師公。您和Iseylia教授一起,在生活中給了我無限的關愛。不是學術上的,而是那些最瑣碎、最日常的支援——讓我在異國他鄉,也覺得自己不是孤身一人。”
我低頭輕笑了一下,聲音輕輕顫抖。
“還有兩位特別的朋友——Wilbur和Cece。也許你們聽不懂我在說什麼,但你們陪伴了我無數個壓力爆炸的時刻,讓我可以從枯燥的公式中解脫片刻。謝謝你們,陪我走到今天。”
我合上講稿,朝台下深深鞠躬。
“謝謝所有人。”
提問環節時,Ferrero教授果然第一個開口,她先是笑著連連稱讚:“精彩,Artemis,非常精彩。你的演講讓我一度懷疑自己是不是坐在卡夫利獎的頒獎禮上。”
台下又是一陣笑聲,但是轉瞬,她微笑著,提出了問題,
“不過,我有一個問題。你展示了Athena視窗下的多波段測溫資料,解釋了三顆‘過亮脈衝星’。如果未來Lynx提供了更高解像度的X射線觀測,而它們的結果與現有結果不一致,你會如何判斷,是觀測的問題,還是你模型的問題?換句話說,你的模型對未來觀測的可證偽性在哪裏?”
和Iseylia預測的一模一樣,我微微放心了些,點點頭,開始回答她的提問。
“首先,Ferrero教授,非常感謝您的問題。關於可證偽性,我會分三點來回答——”
我點選PPT,調出備用的殘差圖和誤差條分析:“第一,如果未來觀測與Athena不一致,我會首先對比係統誤差。Athena的資料在軟X射線區間存在本底噪聲偏高的問題,而Lynx的高能解像度更強,理論上能校正這一點。
第二,我的模型核心在於暗物質湮滅反饋項。如果Lyxn的資料完全否認這一趨勢,那麼模型確實需要修正,甚至可能被推翻。第三,也是最重要的——模型本身就是為了被未來觀測挑戰。可證偽性的邊界正是:當多波段資料在誤差範圍內,依舊不能重現殘差的‘過亮’,那就說明,是模型出了問題。”
我停頓了一下,微笑著換到倒數第二張PPT,“換句話說,我的模型願意接受被觀測推翻。這不是它的弱點,而是它的力量。”
教室裡靜默了一瞬,隨後,Ferrero教授笑著點頭:“非常好,這就是我在等待的答案。”
接下來,Hudson教授果然涉及了methodology,但是遠比我預想的更複雜。
他微微眯起眼,指了指螢幕上的冷卻曲線與引力波譜圖,“Artemis,你在論文裏用顯式Runge-Kutta與BDF混合方法處理冷卻方程的數值穩定性,這部分我理解。但我的問題不僅僅是數值方法本身,而是關於物理建模的選擇。你在高密度極限下假設誇克-強子相變與暗物質湮滅項是準局域的,而沒有顯式引入非局域輸運效應。
但在這種情況下,耦合非線性擾動可能會放大,即使數值方法穩定,模型本身也可能存在係統性偏差。
所以,請你解釋:第一,你是如何驗證這種局域近似不會高估或低估引力波訊號的非線性強度?第二,如果未來AuroraVoyager在柯伊伯帶觀測到的引力波相位漂移與Athena的X射線冷卻結果出現係統性差異,你如何判斷是數值方法的限製,還是你的物理近似假設本身存在問題?”
我深吸一口氣,切到附錄部分,把驗證圖調出來。
“謝謝您的問題,Hudson教授。這其實正是我在論文裏最擔心的部分,所以我做了三層驗證。”
“第一,在數值層麵,我確實採用了隱式BDF匹配並把步長壓縮到10^-5秒量級,確保演演算法本身穩定。但僅有數值穩定是不夠的,所以我在第72頁到75頁做了非局域輸運的敏感性分析。
我用Chapman–Enskog展開,引入一個次階輸運項,結果顯示,在ρ大於10^15g/cm3的區域,非局域修正隻會導致引力波相位的漂移在10^-3數量級以內,不足以改變主導結論。”
“第二,在物理建模上,我沒有完全忽略非局域效應,而是通過能量函式項裡的‘effectivepotential’對湮滅率做了修正。這一點在附錄C的對比圖可以看到,引入修正後,冷卻曲線依然與Aurora視窗的多波段資料保持一致,沒有出現係統性偏差。”
“第三,關於您提到的未來觀測可能的不一致性,這正是我在結論部分強調的‘可證偽性’。如果Aurora的引力波相位與Athena的冷卻曲線存在差異,我會優先考慮是物理假設的限製,而非數值方法。
因為數值穩定性是可驗證的,而局域近似始終是一種假設。換句話說,我的模型可被推翻的條件就是:當非局域輸運修正超過10^-2數量級,且導致冷卻曲線與引力波譜出現係統性偏差時,這一模型就不再成立。”
我抬起頭,直視Hudson教授,微微一笑,“這就是我給出結論的前提條件。換句話說,我不僅提供了模型成立的證據,也寫明瞭它被證偽的邊界。”
Hudson教授沉默片刻,手指輕輕敲了敲桌子,眼神比剛才柔和了許多,緩緩點頭,在評分表上寫了些什麼。
Scarlette的問題十分直接,並不複雜,“你為什麼用Athena的資料,而不用XMM?”
我立刻回答:“因為Athena的測溫區間更完整,尤其覆蓋了相變溫區的兩側。相比之下,XMM在高能端誤差條較大,不足以支撐我的擬合。”
Scarlette露出了一絲讚許的笑意。
Lukas最後問了觀測方法的應用,“如果未來E-ELT投入使用,你覺得在紅外波段會不會找到支援你理論的間接證據?”
我點點頭,回答道:“會。我預測的是極低溫下脈衝星表麵殘餘輻射的偏離,在紅外波段更易體現。E-ELT的解像度足以捕捉這一偏離,這將是我模型的額外驗證途徑。”
Iseylia提問時,沒有翻看任何資料,隻是看著我,神色平靜,卻帶著某種銳利。
“Artemis,我的問題隻有一個。”
她頓了頓,聲音清晰而有力,“在你的論文中,暗物質湮滅與誇克–強子相變的能量釋放被共同建模為影響冷卻曲線和引力波的主要非線性源項。但你也承認,這一耦合機製的證據目前仍然是間接的。
如果有一天,未來的觀測資料——無論是Aurora的引力波相位漂移,還是Athena的X射線冷卻曲線——完全沒有體現出這種‘相互作用’,你是否認為你的理論依然有存在的研究價值?
還是說,它必須被徹底放棄?換句話說,你願意如何界定‘一個失敗的模型’與‘一個仍可啟發後續研究的模型’的邊界?”
空氣驟然安靜。她的問題沒有任何情緒,卻直擊我論文的最核心處——能否把“光與波”結合在一起,而不是隻依賴某一類證據。
台下的觀眾屏息凝神,甚至連Ferrero教授也挑起了眉,Samuel和Eloise都用稍顯同情的眼神看了看我,在筆記上迅速寫了幾行字。
我心口一緊,卻也在瞬間明白,這是Iseylia的方式——她不會給我暗示或台階,而是逼我在最公開的場合,展現自己能否獨立回答這個跨領域的問題。
我深吸一口氣,穩住自己,緩緩開口,“謝謝您的問題,教授。對我來說,這個邊界非常重要。科學從來不是為了維護某一個‘漂亮的模型’,而是為了理解自然。
如果未來的觀測完全否定了暗物質湮滅與相變反饋的耦合效應,那麼我的模型確實在物理解釋層麵是失敗的——因為它沒能反映真實的機製。但即便如此,它仍然有研究價值,原因有三點:
第一,它提出了一個清晰的可證偽性框架——即非局域輸運修正超過10^-2數量級、冷卻與引力波訊號出現係統性背離時,模型就不再成立。明確的證偽條件本身,就是對未來實驗設計的貢獻。
第二,它在數值與理論上提供了一種‘如何處理強相互作用物質與暗物質反饋耦合’的正規化,即便耦合不存在,這種建模與數值方法仍然可用於其他高能天體物理問題,比如白矮星坍縮或超新星遺跡的非線性冷卻。
最後,但也是同樣重要的,它留下了大量‘負結果’資料與推導。負結果在科學中同樣寶貴,它能告訴我們哪條路行不通,從而避免未來的重複工作。
所以,我的答案是:如果資料徹底否定了它,我會承認這是一個失敗的物理模型。但作為研究,它依然是有價值的,因為它拓寬了問題的思路,界定了方法的邊界,也幫助下一代研究者少走彎路。”
我停頓了一下,直視她的目光,聲音更堅定,“對我來說,科學研究最大的價值,不是證明我自己是對的,而是幫助大家知道,什麼可能是錯的。”
Iseylia注視了我許久,眼底閃過一絲笑意,緩緩點頭。
Hudson教授一直在安靜地記錄,直到最後,他才放下鋼筆,抬起頭看向我。
他的聲音沉穩,帶著英國學者特有的冷靜剋製,卻比平時多了一分溫和:
“Artemis,你的工作展示了極高的完整性。無論是在數值方法的穩健性,還是在物理機製的解釋力上,都體現了你作為一名年輕研究者的獨立性與創造力。你能夠把不同領域的資料與理論結合,並且勇敢地提出一個明確的、可被未來觀測證偽的模型,這一點非常難得。
更重要的是,你在答辯中的表現,冷靜而有條理,展現了你真正具備從學生走向獨立科學家的能力。作為評審,我要說,這是一次令人印象深刻的答辯。”
他頓了頓,環視四周,又看向我,語氣回歸官方與莊重:
“現在,我們需要離開會場,請等待我們內部的討論。通常需要十五到三十分鐘,最慢不會超過半小時。之後,我們會告訴你,你的分數與最終的評定結果。”
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