第191章 秦岭攻坚(1/2)
时间如流水,在专注的攻关中悄然逝去。当西安城落下2006年的第一场薄雪,秦岭山北麓的科研基地也被一片素裹银装覆盖,时间已然走到了十二月的末尾。距离张诚初抵此地,已然三个多月。
这三个月中,这处与世隔绝的基地,仿佛一个高速运转的精密大脑,承载着巨大的压力、希望与无数次的思想碰撞。而张诚,这位最初让一众资深航天专家们心存疑虑的年轻数学家,已然完全融入了这个集体,并以其无与伦比的智慧、沉稳的心态和独特的人格魅力,成为了整个项目组毋庸置疑的技术核心与精神支柱。
项目启动之初,并非一帆风顺。张诚的理论框架再优美,数学工具再完美,也需要转化为工程师能够理解和实现的具体算法和模型。最初的几次技术讨论会,充满了跨学科的隔阂与摩擦。
一位负责信道编码的老教授,姓周,是国内通信领域的元老之一,性格耿直。在一次关于编码方案优化的讨论中,他对张诚提出的一个基于“历史层积动力学”中“信息路径积分”思想的全新模型表示了强烈的质疑。
“张教授,”周教授指着白板上复杂的泛函积分表达式,眉头紧锁,“您这个模型,数学上非常漂亮,我承认。但是否过于理想化了?工程实现需要考虑硬件复杂度、计算延迟、功耗!我们现有的硬件平台,根本跑不动如此复杂的迭代计算!”
会议室的气氛有些紧张。其他几位工程专家也纷纷点头,他们被具体的工程指标和进度压得喘不过气,对于这种看似“天马行空”的理论构想,本能地感到抗拒和忧虑。
张诚并没有因为质疑而显露丝毫不悦。他耐心地听完所有人的意见,然后走到白板前,拿起不同颜色的笔。
“周教授,您提出的硬件限制非常关键,这也是我们必须解决的问题。”他首先肯定了对方的关切,然后开始分解他的模型,“请大家注意,这个积分表达式,其核心并非要求我们进行连续的、精确的数值积分。我们可以将其离散化,寻找其关键路径和主要贡献区域……”
他一边说,一边将复杂的积分符号拆解成一系列离散的、带有权重的求和项,并指出了其中可以并行计算和近似优化的部分。
“看,如果我们只取前三个主要项,其计算复杂度与您之前考虑的改进型turbo码相比,并没有数量级的提升,但在理论上,其抗突发干扰的能力,根据这个不等式……”他在旁边迅速写下一个简练的不等式推导,“……预计可以提升一个量级。”
他用工程师能理解的“计算复杂度”、“并行处理”、“性能提升指标”等语言,重新诠释了抽象的数学理论,并给出了清晰的、可验证的理论预期。
周教授盯着白板,脸上的质疑渐渐被思索取代,他扶了扶眼镜,凑近仔细看着那个不等式推导,半晌,缓缓吐出一口气:“如果……如果真能这样离散化并行处理,并且性能提升能达到理论值的一半……那确实值得一试。”
这一次,张诚没有直接用数学碾压,而是用工程思维进行沟通和转化,赢得了第一场信任。
随后的日子里,类似的情景不断上演。张诚以其恐怖的学习能力,迅速掌握了通信卫星系统的基本原理、硬件约束和工程术语。他不再仅仅从数学家的角度提出理论,而是能站在工程师的立场,思考理论的可行性与实现路径。这种尊重事实、深入细节的态度,迅速消融了专家们最初的隔阂与疑虑。
随着研究的深入,真正的硬骨头出现了。在多波束成形技术的动态优化问题上,项目组遇到了前所未有的瓶颈。传统的优化算法在面对海量、实时变化的信道状态信息时,要么收敛速度太慢,无法满足实时性要求;要么容易陷入局部最优,导致波束指向偏差,系统性能急剧恶化。
团队连续奋战了近一个月,尝试了数十种改进方案,效果均不理想。实验室里的气氛日益凝重,咖啡消耗量急剧上升,许多人的眼中都布满了血丝。项目总师更是急得嘴角起泡,项目的最终验收节点如同达摩克利斯之剑,悬在每个人头顶。
一个深夜,负责核心算法仿真的一位年轻博士,叫刘世杰,因为又一次仿真失败,看着屏幕上杂乱无章的波束图案和糟糕的性能指标,情绪终于崩溃,一拳砸在桌子上,颓然地瘫坐在椅子上,双手捂住了脸。
“没希望了……根本做不到……我们设定的指标就是不可能的……”他声音沙哑,充满了绝望。
实验室里一片沉寂,其他人的脸上也写满了疲惫和沮丧。
就在这时,张诚端着一杯热水走了过来,轻轻放在刘世杰博士的手边。他并没有立刻说什么大道理,而是拉过一把椅子坐下,拿起旁边散落的仿真数据图,仔细地看着。
“刘博士,”过了一会儿,他指着数据图上的一个异常波动点,“你看这里,这个尖峰,并非完全随机。它出现的时间点和相邻波束的功率调整存在一个微弱的耦合关系。我们之前建立的干扰模型,可能忽略了这个高阶的非线性耦合项。”
他的声音平静而稳定,仿佛窗外呼啸的寒风与他无关。刘博士抬起头,有些茫然地看着张诚指出的地方,他和其他专家之前都认为那只是噪声。
“数学上,处理这种弱耦合的高阶非线性,确实非常困难。”张诚继续说,语气中没有丝毫责备,只有一种共同面对难题的坦然,“但这恰恰说明,问题是有原因的,并非无解。我们离答案,可能只差一层窗户纸。”
他拿起笔,在草稿纸上快速写下一个新的数学表达式。“或许,我们可以尝试引入一个基于‘流形学习’的降维技巧,先将这个高维、非线性的优化空间,映射到一个特征更明显的低维流形上,再进行搜索……这样,或许能绕过局部最优的陷阱。”
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