周六的早晨,红石庄园比平时更安静一些。
江蓓儿起床时,江水溶和严隽还在睡。
她轻手轻脚地下楼,给自己热了杯牛奶,然后坐在餐桌前,打开电脑。
屏幕上显示的是数学建模竞赛的历年题目分析。
她已经把所有能找到的资料都整理好了,按照难度、类型、知识需求做了分类。
“这么早就开始工作了?”
江水溶的声音从楼梯口传来。
他穿着睡衣走下来,看到女儿专注的样子,忍不住笑了。
“爸爸早。”江蓓儿头也不抬,“我在整理竞赛资料。”
“需要帮忙吗?”
“不用。”江蓓儿顿了顿,补充道,“但可以帮我看看这个分类是否合理。”
江水溶走过去,看着屏幕上的表格。
虽然他对数学建模不太了解,但还是能看出女儿的整理很系统。
“看起来很专业,”他说,“不过蓓儿,今天是周末,要不要休息一下?下午爸爸带你去科技馆?”
“科技馆?”江蓓儿终于抬起头,“有什么特别展览吗?”
“听说新开了个‘数学奇观’展区,”江水溶说,“有很多互动模型,你可能会感兴趣。”
江蓓儿想了想,点头:“好。但上午我要把资料整理完。”
“行,老爸不打扰你。”
江水溶去厨房准备早餐,留下江蓓儿继续工作。
上午十点,江蓓儿完成了资料的初步整理。
她给白彦秋发了封邮件,附上了整理好的文档和一份学习计划。
计划很详细:第一周掌握基础知识,第二周练习典型题型,第三周开始模拟实战。
每天都有具体的学习任务和问题清单。
邮件发出去不到十分钟,就收到了回复。
“收到。已开始学习。有一个问题:第二天的‘随机过程模拟’部分,是否需要提前学习概率论?白彦秋”
江蓓儿回复:“需要。参考附件中的概率论速成材料。重点掌握期望、方差、常见分布。”
“明白。正在看。”
简单直接的对话,没有多余的客套。
江蓓儿喜欢这种效率。
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下午,江水溶果然带江蓓儿去了科技馆。
新开的“数学奇观”展区确实很有特色。
有巨大的分形投影墙,有可以亲自操作的莫比乌斯带轨道,还有展示四维超立方体投影的动态模型。
江蓓儿站在那个四维模型前看了很久。
“这就是你上次提到的模型吧?”江水溶问。
“类似,”江蓓儿说,“但这个是简化版,没有白彦秋做的那个精细。”
“你还记得他那个模型的样子?”
“记得。”江蓓儿平静地说,“节点连接处的角度可以优化,但整体结构正确。”
她走到一个互动屏幕前,屏幕上显示的是着名的“旅行商问题”——寻找最短路径遍历多个城市。
江蓓儿手指在屏幕上划动,很快找到了一组近似最优解。
“这个模型可以用动态规划或者模拟退火算法解决,”她自言自语,“但数据规模大的时候需要启发式算法……”
“蓓儿,”江水溶轻声说,“现在是出来玩的,不是来工作的。”
“哦。”江蓓儿收回手,但眼睛还是盯着屏幕上的算法说明。
父女俩在展区转了一圈,最后在一个展示哥德尔不完备定理的展板前停下。
展板上的解释很简略,但江蓓儿看得很认真。
“任何足够复杂的形式系统,都存在既不能证明也不能证伪的命题……”她念着展板上的文字,“数学也有极限。”
“觉得失望吗?”江水溶问。
“不,”江蓓儿摇头,“觉得有意思。如果数学有极限,那说明有些东西可能是永远无法被完全理解的。就像石门……”
她停住了。
江水溶立刻警觉地看向四周,确认没人注意他们,才压低声音:“蓓儿,在外面说话要小心。”
“我知道。”
江蓓儿小声说,“我只是在想,如果石门背后的东西涉及超越数学极限的领域,我们可能永远无法真正理解它。”
“但还是要尝试,对吗?”
“嗯。”江蓓儿点头,“就像哥德尔定理虽然指出了极限,但数学家们还是在努力拓展边界。”
江水溶看着女儿坚定的眼神,心中既骄傲又担忧。
这个孩子,注定要走上一条充满未知和挑战的路。
而他能做的,只有支持她,保护她,在她需要的时候给她一个可以依靠的家。
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周日下午,江蓓儿收到白彦秋的第二封邮件。
邮件里是一个压缩文件,解压后是几个编程代码和一份详细的学习报告。
报告写得很认真:
第一天完成了概率论速成,理解了常见分布的特点;
第二天开始学习随机过程模拟,已经能写出简单的蒙特卡洛模拟程序;
第三天预习了线性规划和整数规划的基本算法……
报告最后是几个问题,都是学习过程中遇到的难点。
江蓓儿一一回复,指出了几个理解偏差的地方,还附上了更深入的参考资料。
邮件往来就这样持续着。
周一上学时,两人之间的交流已经自然了许多。
“邮件里提到的马尔可夫链,我还有些不明白,”
课间时白彦秋主动走过来,“状态转移概率矩阵的计算,为什么需要归一化条件?”
“为了确保概率守恒。”
江蓓儿从书包里拿出草稿纸,快速画了一个状态转移图,“每个状态出发的概率之和必须为1,否则模型就不符合概率定义。”
“我懂了。”白彦秋点头,“那隐马尔可夫模型呢?和普通马尔可夫链有什么区别?”
“增加了观测状态和隐藏状态的概念。”
江蓓儿继续画图,“实际观测到的是表层现象,背后有隐藏的状态转移过程。需要用维特比算法或者前向-后向算法做推断。”
她讲得很仔细,白彦秋听得很认真。
周围的同学已经习惯了这一幕——江蓓儿和白彦秋总是在讨论一些听不懂的数学问题。
一开始还有人围观,后来发现完全听不懂,也就失去了兴趣。
只有林晓晓依然会凑过来,虽然听不懂,但还是一脸崇拜地看着江蓓儿。
“蓓儿好厉害啊,”她小声对同桌说,“讲的东西我都听不懂,但感觉好厉害的样子。”
“是啊,”同桌也感慨,“他们俩简直就是我们班的数学双星。”
数学双星。
这个称呼不知从什么时候开始,悄悄在班级里传开了。
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周二放学后,班主任把江蓓儿和白彦秋叫到办公室。
“竞赛的详细通知下来了,”老师说,“这次是团队赛,每个队3-5人。你们只有两个人,要不要再找几个同学加入?”
江蓓儿立刻摇头:“不用。”
“可是规则要求至少三人……”老师为难地说。
“我们可以找外援吗?”白彦秋问。
“外援?”
“比如大学生或者研究生?”白彦秋说,“我表哥是数学系大二的学生,他可以作为顾问加入,但不参与实际解题。”
老师想了想:“这个……我得问问组委会。但如果只是顾问,应该可以。不过你们确定两个人能行吗?竞赛要连续48小时解题,强度很大。”
“能行。”江蓓儿简短地说。
白彦秋也点头:“我们可以的,老师。”
老师看着这两个自信的孩子,叹了口气:“好吧,我去问问组委会。你们先按两人团队准备,如果有变化再通知你们。”
走出办公室,白彦秋问:“真的不需要再找队员吗?”
“不需要。”江蓓儿说,“人多反而效率低。两个人刚好,可以充分讨论,又不会有太多分歧。”
“你已经有计划了?”
“嗯。”江蓓儿从书包里拿出一张纸,“这是初步分工。我负责算法设计和模型构建,你负责数据处理和编程实现。有问题吗?”
白彦秋接过纸看了看,摇头:“没有。分工很合理。”
“那好,”江蓓儿说,“从明天开始,每天放学后训练两小时。周末全天训练。”
“好。”白彦秋毫不犹豫地答应。
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训练从周三正式开始。
放学后,两人留在空教室,江蓓儿拿出了准备好的模拟题。
“第一题:城市交通流优化。给出一个路网结构和车流量数据,设计信号灯控制方案,使总通行时间最小。”
白彦秋快速浏览题目:“这是典型的网络流优化问题。可以用图论建模,结合排队论考虑拥堵效应。”
“用什么算法?”
“线性规划或者整数规划,”白彦秋说,“但数据规模大的话,可能需要启发式算法,比如遗传算法或者模拟退火。”
江蓓儿点头:“思路正确。现在开始,你有两小时时间构建模型和算法框架。”
白彦秋立刻打开电脑,开始工作。
江蓓儿坐在一旁,没有帮忙,只是观察。
她发现白彦秋的工作习惯很好:先分析问题,再设计整体框架,然后才动手编程。过程中会不断记录思路和遇到的问题。
一个半小时后,白彦秋完成了初步模型。
“我用了混合整数规划,”他展示屏幕上的代码,“但计算复杂度很高,对于大规模路网可能需要简化。”
“怎么简化?”
“可以分区优化,”白彦秋说,“把大路网分成若干子区域,分别优化后考虑边界协调。”
“正确。”江蓓儿终于露出了一丝赞许,“这是实际工程中常用的方法。不过你忽略了一点:交通流具有时变性,早晚高峰和平峰时段的需求不同。”
白彦秋一愣,随即反应过来:“应该分时段建模,动态调整控制方案。”
“对。”江蓓儿在纸上写下一个公式,“这是时变交通流的建模方法,可以参考。”
白彦秋认真记下。
第一天的训练就这样结束了。
回家的车上,江水溶问:“训练怎么样?”
“他学得很快,”江蓓儿说,“思维很清晰,只是经验不足。”
“你觉得你们能拿奖吗?”
“能。”江蓓儿毫不犹豫,“只要不出意外。”
“什么意外?”
江蓓儿沉默片刻:“比如题目超出我们的知识范围……或者涉及一些……特殊领域。”
江水溶听懂了女儿的言外之意。
她在担心,竞赛题目会不会意外地触及那些不应该被公开讨论的领域——比如高维几何,比如跨维度现象。
“应该不会,”他安慰道,“小学生竞赛,题目范围是有限的。”
“嗯。”江蓓儿点头,但心里还是有一丝不安。
因为她知道,有时候巧合会发生。
就像她偶然间发现了石门的秘密。
就像白彦秋偶然间对高维几何产生了兴趣。
这个世界,可能比看上去的更……奇妙。
也更危险。
但无论如何,训练要继续。
竞赛要参加。
而她和白彦秋的这条路,才刚刚开始。
前方有什么,谁也不知道。
但至少现在,他们有一个共同的目标:赢下比赛!!