学霸的模拟器系统 第174节

　　“我们为什么要管缺陷？”

　　埃米特和玛利亚都愣了一下，回头看他。

　　“什么意思？”

　　埃米特皱起眉，“这不是最基本的常识么？缺陷会引入散射，当然会影响电子的输运性质。我们必须考虑它。”

　　“可那个磁滞回线在不同样品中都是一样存在的，会不会和样品本身的缺陷……毫无关系？

　　“有没有可能，它是一种更本质的效应，是由扭转几何本身决定的？”

　　林允宁随口说出了一个模糊的想法。

　　埃米特在白板上写下了最后一笔，退后一步，抱着肩膀满意地看着自己的杰作。

　　他听到林允宁的话，头也没回地问道：

　　“你有什么新想法么？”

　　“没有，就是一种模糊的直觉。”

　　林允宁摇了摇头，他只是随便猜测，自己都觉得没什么根据。

　　“林，”

　　埃米特放下笔，转过身，表情严肃，但语气还算客气，“我承认你的头脑很灵活，但是有时候你的想法太宽泛了，很难变成可以计算的方案。

　　“科学研究需要一步一步来，先解决已知的问题，再探索未知。我们现在的任务，是建立一个能解释玛利亚数据的、可靠的有效模型。”

　　他的潜台词很明显：别捣乱，我们正忙着呢。

　　玛利亚看气氛有点僵，赶紧打圆场，她三两口啃完苹果，把果核精准地丢进远处的垃圾桶：

　　“其实，林的想法也很有趣。埃米特，要不我们先按你的方法算，如果能得到和实验一致的结果，我们再看看能不能用这个结果，反过来推断林的猜想成不成立？”

　　反推？

　　林允宁的眼睛猛地亮了。

　　这个词像一把钥匙，猛地插进了他脑中那把生锈的锁里，然后狠狠一拧。

　　遍历性灾难……路径依赖……局部能量极小值……

　　他之前所有的思路，都卡在如何从一个已知的初始状态，去“正向”模拟一个无比复杂的过程。

　　就像让一只蚂蚁，从一个巨大迷宫的入口出发，去寻找那个唯一正确的出口。

　　如果迷宫太大，岔路太多，蚂蚁就会在里面兜圈子，直到饿死也找不到终点。

　　这就是“遍历性灾难”。

　　但他为什么不反过来呢？

　　如果他已经知道了成千上万个“出口”——程新竹那几万张信噪比极高的冷冻电镜图像——为什么不能从这些已知的终点出发，“反推”出那张完整的迷宫地图？

　　一旦有了地图，那条从“健康”的山顶，通往“病变”的谷底，能量最低、最省力的路径，不就一目了然了吗！

　　“我明白了！”

　　林允宁猛地向前一步，在玛利亚还没反应过来的时候，激动地给了她一个大大的拥抱，力气大得让她手里的笔记本都差点掉在地上。

　　“谢谢你，玛利亚！你真是个天才！”

　　说完，他松开手，转身就往外冲。

　　“你们先按埃米特的方法做！我有了个新想法，等我想明白了，再回来告诉你们！”

　　话音未落，他的身影已经消失在走廊尽头，只留下一串急促的脚步声。

　　实验室里，只剩下玛利亚·弗洛雷斯和埃米特·卡特。

　　玛利亚脸颊通红，呆呆地站在原地，手里紧紧攥着自己的笔记本，没从那个突如其来的拥抱里回过神来。

　　她下意识地摸了摸自己的胳膊，感觉心跳有点快。

　　埃米特则是一脸费解地看着门口的方向，又看了看身旁脸红的玛利亚，推了推眼镜，镜片后的眼神里写满了问号。

　　他指了指被打开的门：

　　“……他刚才……说什么？”

　　……

第142章 积分、反演与迷宫的出口（求订阅求月票）

　　林允宁顾不上去给身后的埃米特和玛利亚解释。

　　他现在满脑子都是一个词——反推。

　　他几乎是跑着穿过戈登综合科学中心的玻璃大厅，迎面撞上几个端着咖啡的博士生，也只是匆匆说了句“对不起”，便一头扎进了四月午后微凉的空气里。

　　他需要立刻找到程新竹。

　　电话打过去，响了很久才被接起，那头传来程新竹有气无力的声音，背景里是风声和一些模糊的人声。

　　“喂……”

　　“你在哪？”

　　林允宁问得又快又急。

　　“克雷勒图书馆前面的草坪……晒太阳……怎么了？”

　　“别动，等我。”

　　林允宁挂掉电话，快步穿过马路。

　　草坪上，学生们三三两两地坐着，享受着芝加哥难得的晴天。

　　程新竹就躺在靠近图书馆的一块草地上，枕着一本厚厚的《分子生物学》，两眼望天，看着灰色的天空发呆，像一条被晒干的鱼。

　　那股属于天才少女的活力，消失得无影无踪。

　　“别躺着发呆了，有好消息告诉你。”

　　林允宁走到她身边，弯下腰，挡住了她的视线。

　　程新竹懒洋洋地挥了挥手，说道：

　　“干嘛啦，我正在进行光合作用，别打扰我吸收宇宙负能量。”

　　林允宁没理会她的耍宝，一把将她从草地上拉了起来，拽到旁边一条无人的长椅上坐下。

　　“你看这个。”

　　他从背包里拿出笔记本和笔，在干净的一页上，飞快地画了一个示意图。

　　那是一个迷宫。

　　一个只有一个入口，却有成千上万个出口的复杂迷宫。

　　“这是蛋白质的构象空间，”

　　他用笔尖点了点那个唯一的入口，“这是健康的、折叠正确的初始状态。”

　　然后，他的笔尖在那些密密麻麻的出口上划过。

　　“这些，是你用冷冻电镜拍到的几万张‘终点’快照。每一个出口，都代表一种不同的、错误折叠的病变构象。”

　　程新竹看着那个图，眼神依旧没什么光彩，嘟囔道：

　　“所以呢？我们让一只蚂蚁从入口进去，它在里面兜兜转转几百年都找不到正确的出口。这就是‘遍历性灾难’，你不是已经知道了吗？”

　　“对。所以我们不放蚂蚁了。”

　　林允宁看着她，眼神亮得惊人，“我们换个玩法。如果我们已经知道了所有出口的位置，为什么不能从这些出口出发，倒着往回走，把整个迷宫的地图给画出来？”

　　程新竹愣住了。

　　“倒着走？”

　　“对。我们不需要模拟蛋白质如何从头折叠，那是正向的‘积分’过程，是无底洞。我们要做的，是根据已有的实验数据，去‘反演’这个过程，是‘逆问题’！”

　　林允宁的声音不大，但每个字都掷地有声，“这不是一个算力问题，这是一个信息重构问题！”

　　程新竹呆呆地看着草稿纸上的迷宫，脑子有点转不过来。她毕竟是搞实验生物学的，对这些抽象的算法理论，理解起来有些吃力。

　　“这……这不还是算吗？”

　　她小声问，“倒着走就不会迷路了？”

　　“当然会。所以我们需要一个罗盘。”

　　林允宁在草稿纸的另一边，写下了一个数学符号：Dkl(P||Q)。

　　“这个叫‘KL散度’，是信息论里的一个工具，”

　　他用最简单的语言解释道，“你可以把它理解成一个测量‘意外程度’的尺子。它衡量的是，我们用一个假设的模型（Q），去描述真实的数据（P）时，会丢失多少信息。”

　　他看着程新竹，打了个比方：

　　“简单来说，我们从成千上万个‘出口’往回推，每走一步，就用这个‘罗盘’算一下。如果算出来的信息损失变小了，说明我们走对了；如果信息损失变大了，说明我们走错了，那就退回来，换条路再试。”

　　“这样一步步倒推回去，最终就能找到那条信息损失最小，也就是概率最大、能量最省力的路径。那条路，就是蛋白质从健康到病变，最可能走的那条‘主干道’！”

　　这番话，终于点醒了程新竹。