2106年8月,地下实验平台。
经过三年多的建设,主实验平台终于完工。
这是人类历史上最精密的实验设施之一,建在地下1200米深处的花岗岩层中,外部有七层电磁屏蔽,内部温度波动不超过0.0001摄氏度。
实验腔是一个直径三米的球形空间,内壁覆盖着大量的超导电磁单元。
每个单元都能独立控制,以纳米级精度调节其输出频率。
腔体中央安装着引力梯度测量阵列,由四千多个微型加速度计组成,能够检测到1.0×10⁻¹² m/s²的加速度变化。
换言之,哪怕只有一粒尘埃那么小的引力波动,这个测量阵列都能捕捉到。
钱伯安站在控制室里,透过厚达两米的观察窗看向实验腔。
他的身边是沈辞和另外三位核心工程师。
“准备好第一次开机测试了吗?”钱伯安问道。
“已经准备就绪,教授。”
第一次开机测试的目标很保守,验证系统能否符合设计要求。
所有超导单元同时通电,以最低功率输出标准波形,测量阵列全程记录,确认没有异常噪音和干扰。
“开始。”
沈辞按下了启动键。
实验腔里的超导单元同时亮起微弱的蓝光,那光芒在球形腔体内壁形成了一层均匀的光膜,像是一颗迷你的恒星。
测量阵列开始工作,每秒传输数十亿个数据点,经过控制算法实时处理后,在全息屏幕上呈现出清晰的波形图。
“能量输出正常,脉冲波形符合设计预期。”
“超导单元温度稳定,液氦冷却回路工作正常。”
“测量阵列信噪比优于设计指标。”
一连串好消息传来,钱伯安紧绷的肩膀微微放松了一些。
第一次开机测试持续了72分钟,数据表明,实验平台本身的硬件已经达到了设计要求。
但这只是迈出了第一步。
真正的挑战在于,干预引力的微观三力结构时,测量阵列能否捕捉到那一丝极其微弱的引力变化?
……
2107年2月至2111年11月,将近五年的时间里,人工引力技术研究院的实验日志记录了1400多次失败。
超过1400次,全部失败了。
钱伯安把这些实验日志编了号,从AGTS-EX-0001到AGTS-EX-1447。
每一次实验的参数组合都不同,频率、强度、相位、调制方式,他们像盲人摸象一样在黑暗中探索,寻找陆安公式中描述的那个“开关”。
第一年,他们尝试了所有陆安在技术方案中建议的参数组合,126种组合,全部没有产生可测量的引力变化。
第二年,他们开始扩大搜索范围,以陆安的建议值为核心,然后向两侧延伸,达到了340组合,依然零结果。
第三年,钱伯安决定改变策略,他没有继续盲目地尝试参数组合,而是把团队分成两组,一组回归到理论层面,重新推导三力结构的响应函数,试图以此找到与引力调制之间的更精确的对应关系。
而另一组则是专注于实验平台的优化,提高测量精度。
理论组的突破出现在2109年秋天。
一位叫王鹤鸣的理论物理学家,他在重新审视陆安的推导过程时发现了一个被忽略的细节。
三力结构中的正向短程力与负向短程力之间,存在一个极窄的共振窗口。
陆安在方案中提到了这个共振窗口的存在,但不知道为什么,陆安没有给出精确的频率值,可能是因为他还没有来得及完成这一步,或者忽略了?
但是陆安已经休眠了,没法当面询问。
这确实是他忽略了,忘记给出精确的频率值,陆安的事情那么多,不可能所有的细节都照顾到位,出现这种事情也在所难免。
“如果我们找不到这个共振频率……”王鹤鸣在深夜的工作会议上说道:“那等于是在几千公里的海岸线上寻找一颗特定的沙子,但如果能找到……”
他调出了一组新的计算结果。
“共振频率在12.47到12.53千赫兹之间。”
会议室里安静了几秒。
相当于在六十亿赫兹的频谱里,寻找一个头发丝粗细的缝隙。
但至少,他们知道在哪里找了。
于是接下来的一年里,实验团队在共振窗口内逐一测试。
每个频率点需要四天的准备时间,重新校准超导单元、稳定温控系统、调试测量阵列,然后是一次持续8到12小时的实验。
AGTS-EX-0892。失败。
AGTS-EX-0947。失败。
AGTS-EX-1033。失败。
AGTS-EX-1128。失败。
失败,失败,还是失败。
一连串的持续失败,让团队里的人开始出现了些许动摇,有人私下里说,也许陆安的理论有问题,或者走得太远了,实验上根本验证不了。
有人说,人工引力在人类现有的技术水平上是不可能实现的。
钱伯安私下里也在焦虑。
他们这个项目团队的突破与否,可是关系到后续火星、金星这两个超级工程的后续部署计划。
真的能做到吗?
陆安是对的,人工引力需要一级文明的能源支持。
他们在实验室里只做一个直径三米的小球,每年消耗的电力就相当于一座中大型城市全年的用电量。
……
时间来到2117年3月18日。
这一天,在一千多次失败后被写入人类文明的历史。
实验日志编号AGTS-EX-1448。
王鹤鸣在三天前提出了一个新的假设,他认为共振频率不是固定的,而是受到实验腔内部引力梯度的影响而产生微小的漂移。
为了补偿这种漂移,必须实时调整,就像一个追着移动靶子的射手,必须在子弹飞行的过程中不断修正弹道。
这意味着他们需要一个闭环控制系统,测量阵列实时监测引力梯度的微小波动,反馈给控制算法,算法实时调整频率,始终保持在共振窗口内。
在此之前,所有实验都是开环的。
他们设定一个频率,运行几小时,然后看结果。
开环的问题在于,哪怕初始频率精确落在共振窗口内,引力调制本身的场会导致共振窗口的漂移,于是频率失配,调制停止。
整个过程发生在纳秒级的时间内,远快于他们能手动调整的速度。
“我们需要一个快得多的控制回路。”沈辞在听完王鹤鸣的报告后说:“比人类快一百万倍的那种。”
“量子控制系统。”控制组负责人曹昱说:“我们之前做过原理样机,但精度不够,给我六个月时间,我能把它做到纳秒级。”
钱伯安批了十二个月,他给了曹昱整整一年的时间和充足的预算资源。
十二个月后,量子闭环控制系统集成完毕。
它利用量子纠缠原理实现瞬时反馈,控制延迟从微秒级压缩到纳秒级,足够追上引力共振窗口的漂移速度。