第28章 高等數學,第一階段閉環

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  制度這種東西,寫在紙上的時候,總是顯得格外可靠。

  江臨一開始甚至有一種錯覺。

  好像只要把時間表寫出來,那份被他從網上扒下來的北大物理學院本科生培養計劃,就已經被他完成了一小半。

  當然,他心裡也清楚,自己不可能真正復刻北大課堂。

  沒有老師,沒有習題課,沒有同學討論,也沒有實驗室。

  他能拿到的,只是公開培養方案,幾十套能下載到的教材電子版,不成體系的公開課視頻,以及一堆不知道講得好壞的網課資源。

  所謂照著北大物理系走,本質上只是給自己找一條足夠高,足夠硬,足夠不會騙自己的路標。

  人總是這樣。

  制定計劃的時候,仿佛自己已經完成了計劃。

  把六點起床寫到紙上,就好像明天早上六點真的不會賴床。

  把高等數學寫到上午八點,就好像那本四百二十八頁的教材已經自動變薄了一點。

  把復盤與時間膠囊寫到晚上七點,就好像未來的三十歲、四十歲、六十歲的自己,已經站在遠處向他點頭。

  可第二天早上六點,廢土用一種極其樸素的方式,把江臨從這種錯覺里拽了出來。

  他沒有聽見鬧鐘。

  不是鬧鐘壞了。

  是他在鬧鐘響起之前,就被冷醒了。

  石屋無論怎麼糊,都總是會漏風。

  夜裡的風順著不知道哪裡的縫隙鑽進來,像一把一把細小的銼刀,銼著他的頭和臉。

  江臨睜開眼的時候,屋裡黑得像一口井。

  他躺在睡袋裡,第一反應不是起床,而是想把腦袋重新縮回去。

  太冷了,身體根本不想動。

  手指從睡袋裡伸出去的一瞬間,就像伸進了一盆冰水裡。

  如果是在現實世界,今天大概可以賴五分鐘。

  五分鐘之後再五分鐘。

  反正有老媽在廚房裡做早飯,有老劉在學校里巡班,有早讀鈴在樓道里一遍遍催命。

  可是廢土沒有這些。

  廢土只會安靜地看著他爛掉。

  江臨在黑暗裡睜著眼,盯著什麼也看不清的石屋頂棚,足足躺了三分鐘。

  然後他罵了一句很低的髒話,咬著牙從睡袋裡鑽了出來。

  這天早晨,他沒有像計劃表上寫的那樣六點整開始農田維護。

  他是六點二十七分才走到田邊的。

  風從乾涸河床方向吹過來,帶著酸雨後留下的礦物味。

  土豆葉片上蒙了一層泥塵,黃豆苗也有些發蔫,南瓜藤縮在田埂邊,像幾條凍僵了的蛇。

  江臨蹲下去,用手指摸了摸土壤表層。

  硬,冰涼。

  像一塊還沒徹底醒過來的舊鐵。

  他拿起小鏟子,一鏟一鏟把排水溝邊緣被風吹回去的土重新清出來,又檢查了幾處用石片壓住的防風網。

  等他回到石屋時,天邊才露出大片暗紅色的光。

  時間已經是七點五十二。

  距離上午八點的高等數學,只剩八分鐘。

  江臨站在門口,看了看自己滿是泥塵的手,又看了看牆上的作息表。

  這一刻,他第一次明白,制度不是寫給熱血沸騰的時候看的。

  制度是寫給不想動,不想學,不想活得那麼用力的時候看的。

  所以他沒有改時間表,沒有給自己找藉口。

  他只是把泥手洗乾淨,喝了一口溫水,坐到石桌前,翻開教材。

  當然,真正頂尖大學的物理系不會把數學基礎理解得這麼簡單。

  數學分析、線性代數、解析幾何、常微分方程,哪一樣都不是輕輕鬆鬆能跨過去的門檻。

  可他現在連站穩都困難。

  對一個普通高中出身,沒有老師,只能靠電子版教材和公開視頻自學的人來說,《高等數學》不是終點,而是他能摸到的第一根扶手。


  第一個上午,他只看了兩頁。

  其中一頁還是上一章已經看過的函數極限定義。

  他拿出概念本,在極限那一頁的後面新開了一欄。

  【數列極限:往後走,找N。】

  【函數極限:往裡收,找δ。】

  【共同點:別人給誤差,我給控制。】

  【區別:一個控制序號,一個控制距離。】

  寫完這幾行,他又補了一句。

  【不要因為它們長得像,就以為自己懂。】

  第二十三日,江臨被導數重新按回地表。

  高中階段,導數他學過。

  求導公式背過,單調性做過,切線方程也寫過。

  在高考題里,導數是武器,是壓軸題里那把最鋒利也最嚇人的刀。

  可是大學教材里的導數,跟他記憶里那把刀不太一樣。

  不是一上來就讓你求某個函數的最大值,也不是讓你證明某個不等式。

  它先問你一個更冷的問題。

  什麼叫某一點處的變化率?

  什麼叫局部線性逼近?

  什麼叫在足夠小的鄰域裡,一條曲線可以被一條直線近似替代?

  局部,線性,逼近。

  每個字他都認識。

  連在一起,他又不認識了。

  這天上午,江臨在石桌前坐了四個小時,只做了一件事。

  畫切線。

  他在紙上畫曲線。

  畫得很難看。

  有的像彎曲的藤蔓,有的像廢土上被風啃出來的沙脊,有的像水坑邊緣那道不規則的裂紋。

  然後他在曲線上選點。

  一點一點畫切線。

  同一個函數,不同位置,切線方向不同。

  同一個點附近,把曲線放大,再放大,再放大,它似乎真的越來越像一條直線。

  畫到後來,手寫板上到處都是歪歪斜斜的線,像一片被風暴吹倒的枯樹林。

  他會算答案。

  至少照著例題,他能算出答案。

  可他不敢說自己懂。

  下午巡田的時候,江臨沒有立刻回屋看普通物理。

  他站在田埂邊,看著溫度計上的數字一點點升高。

  早上六點,十一度。

  上午八點,十四度。

  十點,二十度。

  正午,二十六度。

  太陽一點點爬高,廢土表面的溫度也一點點變化。

  以前他記錄這些數字,只是為了判斷什麼時候澆水,什麼時候加蓋防風膜,什麼時候避開最強的光照。

  那天,他盯著那串溫度,忽然意識到一件事。

  溫度本身不是導數。

  溫度變化的快慢,才是。

  同樣從十一度升到十四度,如果用兩個小時,那是一種變化。

  如果用二十分鐘,那就是另一種變化。

  同樣是從石屋走到水坑,走得慢,腳下的泥土一點點變濕。

  走得快,潮氣和酸味幾乎是迎面砸過來。

  位置不是重點,位置如何變化,才是重點。

  江臨站在田邊,風吹得嘴唇發乾。

  他忽然轉身跑回石屋,在草稿紙上寫下。

  【導數不是位置】

  【導數是變化的速度】

  寫完,他看了兩秒,又覺得不夠。

  於是下面補了一行。

  【導數不是我現在在哪裡,而是我正在怎樣離開這裡。】

  他後來才意識到,普通物理里所謂速度、加速度,其實早就站在這裡等他。

  位置對時間的變化率是速度,速度對時間的變化率是加速度。


  高中時他背過這些話,可直到這一天,他才第一次覺得,那些公式不是印在書上的結論,而是從變化里長出來的骨頭。

  那天晚上的時間膠囊里,他寫下第一條真正難看的記錄。

  【會求導,不等於懂導數,不要騙自己。】

  第五十二日,他開始學積分。

  這一次,江臨沒有再犯同樣的錯誤。

  他沒有一上來就背公式。

  也沒有急著去看那些帶著長長根號和三角函數的例題。

  他先走到農田邊,把一塊地分成許多窄窄的條。

  每一條都不完全規則。

  有的寬一點,有的窄一點,有的邊緣被風蝕啃掉了一塊,有的地方因為石頭太多,根本不能算有效耕地。

  如果用一個長方形去估,誤差太大。

  如果切成十塊,准一點。

  切成一百塊,更准一點。

  如果切到最後,每一小塊都小到幾乎可以看成規則形狀,再把它們全部加起來呢?

  他甚至用捲尺量過幾壟地的寬度,把不規則邊緣粗暴地切成一段一段,再用近似梯形去估。

  算出來的數字當然不准。

  田埂不是標準曲線,風蝕缺口也不會老老實實長成教材里的圖形。

  可那一刻他忽然明白,積分從來不是因為世界規則才有用,恰恰是因為世界不規則,人類才需要這種笨辦法。

  江臨蹲在田邊,拿著一根枯枝,在地上畫了一上午。

  畫到最後,他看著那些密密麻麻的小條,忽然笑了。

  積分不是神秘符號。

  積分是承認世界不規則,然後用足夠多足夠小的規則碎片,把它重新拼起來。

  那天以後,石屋牆上多了一句話。

  【微分是拆開。】

  【積分是合上。】

  江臨盯著這句話看了一會兒,覺得它太漂亮了。

  漂亮到像是在騙自己。

  於是又在下面補了一句。

  【拆得足夠細,合得才足夠准。】

  第七十九日,他第一次用積分的想法估算太陽能板一天的有效發電量。

  清晨,功率很低。

  上午,功率升高。

  正午,達到峰值。

  下午,隨著太陽偏斜,一點點落下去。

  以前他只看蓄電池最後多了多少電。

  今天多了百分之十七,明天多了百分之二十一,後天陰天,只多了百分之六。

  這些數字對生存很重要。

  但它們只是結果。

  現在,他開始畫曲線。

  橫軸是時間。

  縱軸是功率。

  清晨那一段貼著底,像一條剛醒來的蛇。

  上午慢慢抬頭。

  正午鼓起一個不太規整的峰。

  下午又一點點塌下去。

  曲線下面那塊不規則的面積,就是這一天真正落進蓄電池裡的電。

  他沒有真正的功率記錄儀,只能每半小時看一次控制器上的瞬時功率,再把這些點連成一條粗糙的折線。

  清晨六點半一次,七點一次,七點半一次。

  每兩個相鄰時間點之間,他都用一個梯形去估。

  底是半小時,高是前後兩個功率讀數的平均值。

  一天二十多個梯形加起來,得到的就是一個粗糙到不能再粗糙的發電量估計。

  後來他把這個數和蓄電池電量變化一對,發現誤差最大的那幾天,往往不是陰天,而是正午太陽太毒,太陽能板過熱,實際效率掉得厲害。

  江臨畫完那張圖,盯了很久。

  然後在旁邊寫。

  【電不是一下子來的。】

  【知識也不是一下子來的。】

  【都是一點一點積出來的。】


  這句話有點矯情。

  他原本想劃掉。

  可筆尖懸在紙上停了一會兒,最後還是放下了。

  人在廢土待久了,應該允許自己偶爾矯情一把。

  第一百三十六日,江臨被級數打崩了一次。

  那天風很大。

  石屋門縫裡灌進來的沙塵,把草稿紙邊緣染成暗紅色。

  江臨盯著教材上的無窮級數,看了整整兩個小時,腦子裡只剩下一個念頭。

  為什麼已經有了極限,有了導數,有了積分,還要再來一個無窮求和?

  無窮這兩個字本身就讓人煩躁。

  它不像一塊田,翻完就是翻完。

  也不像一頓飯,吃完就是吃完。

  它像廢土的地平線。

  你走過去,它還在那裡。

  你再走,它還在那裡。

  你以為自己已經靠近了終點,可終點只是換了一個位置繼續看著你。

  那一天,他沒有完成計劃。

  上午四個小時,他只看懂了兩頁。

  下午物理也沒學進去。

  力學第一章寫著質點運動,可他看著那些速度,加速度,位移公式,只覺得它們像一堆在紙上爬行的蟲子。

  晚上復盤時,他盯著教材看了很久。

  按照原計劃,他應該寫今天的收穫。

  部分和,收斂與發散,比較判別法,比值判別法,根值判別法,交錯級數判別法。

  只是每一種判別法單獨看,他都覺得自己像是懂了。

  可題目一換,他立刻不知道該先伸哪只手。

  有的級數長得像該用比值判別法,算到一半卻卡在極限上。

  有的看起來能比較,卻找不到那個合適的參照對象。

  有的明明項越來越小,最後卻依然可能發散。

  最噁心的是,他不能再像高中那樣靠題型直覺硬沖。

  級數不吃這一套。

  於是他什麼有用的東西都寫不出來。

  最後只寫了一句話。

  【今天輸了。】

  寫完這三個字,他把筆放下,坐在石屋門口,看著天一點點黑下去。

  廢土沒有人安慰他。

  不會有人說你已經很努力了。

  不會有人說慢慢來。

  也不會有人說你很棒。

  廢土只會把風吹進領口,把夜裡的冷一點點滲透骨頭。

  遠處乾涸河床在黑暗裡只剩下一道更深的影子。

  田裡的土豆葉被風壓低,又慢慢抬起來。

  江臨坐了很久。

  久到手指凍得有些發木,才重新回到石屋。

  第二天早上六點,他照樣起床。

  照樣去看土豆苗。

  照樣檢查水坑邊的過濾裝置。

  照樣把昨天夜裡被風吹歪的南瓜藤重新壓好。

  照樣坐回石桌前。

  他在昨天那句【今天輸了】下面,又寫了一行。

  【但比賽沒有結束。】

  然後重新翻開級數那一章。

  後來,級數沒有變簡單。

  只是江臨漸漸不那麼怕它。

  他開始理解,所謂無窮求和,並不等於混亂。

  有些無窮會爆炸,有些無窮會收斂。

  有些東西看起來永遠加不完,可它們最終會被關進一個有限的範圍里。

  這很像他自己。

  第一次廢土,他連一天一夜都撐得狼狽。

  第二次廢土,他靠壓縮餅乾和水熬到物資耗盡。

  第三次廢土,他用九年把兩百平方米紅土翻成勉強能活的田。

  第四次廢土,他坐在石屋裡,和一本高等數學死磕。


  他的人生看起來也像一串亂七八糟的項。

  前面混亂,失敗,波動,甚至毫無規律。

  可只要還能往後走,就不算發散。

  第二年春天,江臨翻開《高等數學(下)》。

  多元函數比他想像中更適合廢土。

  因為廢土從來不給他單變量問題。

  土豆減產,不一定是缺水。

  可能是酸雨,可能是光照,可能是溫度。

  可能是草木灰撒多了,可能是種子退化。

  可能是地下水裡的某種礦物濃度突然升高。

  在現實世界的高中題里,題目總是乾淨的。

  給你條件,問你答案。

  可廢土不是。

  廢土把所有變量一起扔到他臉上。

  水分在變,溫度在變,土壤在變,種子在變,他自己的體力和判斷也在變。

  有時候,他明明按照前一年成功的辦法去做,收成卻還是差了一截。

  有時候,他只是提前兩天排水,某幾壟土豆反而活得更好。

  有時候,一場酸雨下來,南瓜葉片邊緣焦黃,他以為完了,結果半個月後新葉又重新長出來。

  現實世界從來不是一道單變量題。

  於是江臨第一次真正喜歡上了偏導這個東西。

  不是因為它好算,而是因為它誠實。

  它承認世界複雜,也承認人一次只能看清其中一個方向。

  固定其他變量,只看水分變化對產量的影響。

  固定水分,只看土壤酸鹼度變化。

  固定酸鹼度,只看光照。

  當然,廢土不是實驗室。

  他不可能真的把其他變量全部固定住。

  沒有標準土樣,沒有重複組,沒有精密傳感器,甚至連每一場酸雨里的礦物成分都不知道。

  他能做的,只是一種笨拙的田間近似,今年只改澆水頻率,其他做法儘量不動,明年只改草木灰用量,再把產量、葉片狀態、病斑數量和土壤手感一項項記下來。

  這不是嚴格實驗。

  可對他來說,這已經是從混亂里往外摳規律。

  而且近似是人類面對複雜世界時,給自己爭取到的第一塊立足點。

  這天晚上,他在概念本上寫。

  【多元函數:承認世界不止一個原因。】

  【偏導:暫時假裝其他東西不變,先看清一個方向。】

  【這不是現實的全部,但這是理解現實的第一步。】

  第二年冬天,他第一次學到重積分。

  那天雪下得很小。

  準確地說,也許不能叫雪。

  廢土上落下來的東西,介於冰粒和灰塵之間,打在石屋頂上,發出細碎的沙沙聲。

  江臨坐在屋裡,看著教材上那些二重積分,三重積分,腦子裡忽然浮現出自己那片農田。

  單積分像沿著一條線走,二重積分像鋪開一片地,三重積分像把空間也切成一塊一塊。

  他忽然覺得數學有一種近乎殘忍的野心。

  它不滿足於計算一條路,它要計算一片田。

  還要計算一團空氣,一塊岩石,一個水坑,一整個被變量填滿的世界。

  第三年春天,江臨學曲線積分和曲面積分。

  那幾章他學得極慢。

  慢到他一度懷疑自己是不是又回到了剛接觸ε-δ的時候。

  路徑,方向,通量,環流。

  每一個詞都像長了刺。

  他試著用廢土理解它們。

  風穿過石屋門口,是一種通量。

  水沿著排水溝流走,是沿路徑的積累。

  太陽光落在傾斜的太陽能板上,不只是照到這麼簡單,還和角度有關。

  有些東西不是看它在某一點有多強,而是看它穿過一整片面,沿著一整條路,累計造成了什麼。


  他學得很痛苦。

  但這種痛苦和第一年不一樣。

  第一年的痛苦是恐慌,是看不懂,是懷疑自己根本沒有資格打開這本書。

  第三年的痛苦更像負重。

  他知道自己走得慢,也知道自己確實在走。

  第三年冬天,石屋的牆已經快貼不下紙。

  概念本寫了七冊。

  第一冊的字跡最大,也最用力,像一個剛拿起武器的人,恨不得每一下都砸出聲響。

  第三冊開始,字變得穩定。

  第五冊之後,廢話明顯少了。

  到了第七冊,他已經很少寫我終於懂了。

  他只寫。

  【此處仍需回看。】

  【三個月後複查。】

  【可用於普通物理電磁學部分。】

  【和線積分、通量概念有關,暫時埋鉤子。】

  【不要急著宣布勝利。】

  他不再輕易宣布自己懂了。

  這本身或許也是一種進步。

  這幾年裡,普通物理他並不是一點沒碰。

  只是每一次翻開,都會被自己的數學短板逼回來。

  看到速度和加速度,他知道要回去補導數,看到功和能量,他知道要回去補積分,看到電場、磁場、通量,他知道遲早要面對曲線積分和曲面積分。

  只是一次又一次發現,自己過去所謂的會做題,很多時候只是會把公式擺到正確的位置。

  事實上,高等數學也沒有被他征服。

  江臨後來很討厭征服這個詞。

  人怎麼可能征服數學?

  他只是被它反覆毆打之後,終於學會了站穩,學會了護住要害,學會了在下一拳打過來的時候,不再只會閉眼。

  第四年夏天,他開始做第二輪。

  第一輪看教材,第二輪做題。

  這一次,痛苦換了一種形式。

  看書時,他可以安慰自己,慢一點沒關係,至少在理解。

  做題時,錯就是錯,算不出來就是算不出來。

  證明寫不下去就是寫不下去,沒有任何餘地。

  【誤把必要條件當充分條件。】

  【忘記檢查定義域。】

  【極限交換條件不滿足。】

  【積分換元後上下限沒變。】

  【此處屬於機械抄例題,沒有理解。】

  ……

  第五年秋天,第一場冷風越過乾涸河床,吹進石屋。

  那天清晨,他照常六點起床。

  農田裡,土豆葉子被風壓低,又慢慢彈起來。

  南瓜藤趴在田埂邊,幾隻乾癟的南瓜藏在葉片下面。

  黃豆莢已經幹了一半,輕輕一碰,就發出細碎的響聲。

  江臨檢查完田地,洗了手,回到石屋。

  《高等數學(上)》和《高等數學(下)》。

  兩冊的電子版已經被他翻了不知道多少遍。

  筆記堆在石桌下方,用麻繩紮成幾摞,像一塊塊磚。

  他坐下來,翻開最後一章的最後幾道複習題。

  沒有什麼戲劇性的困難,也沒有突然出現一道把他卡死三個月的終極大題。

  只是幾道綜合題。

  極限,偏導,重積分,級數,曲線積分。

  知識點交叉在一起,像幾條水流在低洼處匯合。

  江臨寫得很慢。

  每一步都檢查,每一個條件都重新看。

  上午八點開始,十點四十六分,他寫下最後一行。

  證明完畢。

  屋外風還在吹,屋內很安靜。

  沒有歡呼。

  也沒有像曾經幻想過的那樣,激動到在石屋裡來回踱步。


  那一瞬間,他想起第一次看到ε時的茫然。

  想起第一次證明1/n趨近於0時,那種寒酸卻鄭重的成就感。

  想起被導數按在地上摩擦的下午,想起對著積分罵人的那頁紙,想起級數那天寫下的【今天輸了】。

  也想起第二天早上的【但比賽沒有結束】。

  原來所謂學完,並不是某一刻突然變得無所不能。

  不是合上書之後,整本書都像清水一樣在腦子裡流動。

  不是從此所有題一眼看穿,所有概念隨手拈來。

  學完只是意味著,他終於把這片荒原親自走了一遍。

  哪裡有坑,哪裡有坡,哪裡會迷路,哪裡需要回頭看,他都留下了腳印。

  有些地方他仍然不熟,有些定理再隔幾年可能還會忘。

  有些證明現在能寫出來,換個形式照樣會卡。

  可這一次,他不再站在門外。

  他終於進來了。

  江臨翻開時間膠囊,在最後一頁寫下。

  【高等數學,第一階段閉環。】

  寫完,他停了很久,又補了一句。

  【不是全部掌握,只是教材主線和第一輪題目終於閉環。】

  筆尖落下的時候,江臨笑了起來。

  從今天開始,力學、電磁學、熱學……

  那些曾經像遠處黑山一樣壓在天邊的東西,終於不再只是黑影。

  他還看不清所有山路,甚至連第一座山真正的高度都還沒有量完。

  但他已經有了一雙能走山路的腳。

  現實里的大學生也許一年就能學完的內容,被他硬生生拖成了五年。

  這聽起來很慢,慢到近乎愚鈍。

  可現實里的大學生不需要每天修排水溝,不需要維護太陽能板,不需要在酸雨和冷風裡保住兩百平方米農田,也不需要獨自面對沒有人說話的荒原。

  更重要的是,他不是一個天才。

  他只是一個把不會,忘記,誤解,重來,全都硬塞進時間裡的人。

  下午一點,江臨決定重新翻回普通物理的第一頁。

  不是從頭開始,是回去驗屍。

  他要看看,過去五年裡,自己到底有多少地方只是會做,而不是真懂。

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