第二天,真正的魔鬼赛程开始。
物理考场,陈航拿到试卷。六道大题,每道25分。
第一题,相对论修正下的电磁场中带电粒子运动轨迹,需要解耦合的微分方程组。陈航直接用了四维时空中的洛伦兹力公式,在闵可夫斯基空间下处理,简化计算。
第二题,量子力学中一维势阱的微扰论计算,涉及非简并微扰和二阶修正。陈航矩阵写得飞起。
第三题,非线性动力学中的混沌系统分析,需要计算李雅普诺夫指数和绘制相图。陈航心算了几组特征值。
……
最难的是第六题:结合广义相对论弱场近似和引力透镜效应,计算大质量天体对背景星系成像的畸变,并推导爱因斯坦环的形成条件。题干给出了测地线方程和度规扰动形式,需要自己进行张量运算。
陈航用了三十五分钟,写满了三页答题纸。从测地线方程导出光线偏转角,到推导透镜方程,再到计算临界线和放大因子,最后讨论强透镜和弱透镜的观测特征。逻辑严密,推导清晰。
九点十五分,他交卷,前往化学考场。
化学考场里,考生们正在与复杂的晶体结构题搏斗。陈航坐下后,快速扫题。
理论卷150分,全是综合型大题:从量子化学计算分子轨道,到有机反应机理的电子推动,再到化学动力学和热力学的综合计算,最后还有一道涉及配位化学和光谱分析的综合推断。
那道有机机理题很有意思:一个看似简单的烯烃复分解反应,但在特定金属催化剂和光激发条件下,发生了意想不到的周环重排,产物结构诡异。需要画出完整的反应路径,包括所有中间体和过渡态,并解释区域选择性和立体选择性。
陈航在草稿纸上快速画出催化剂金属中心与烯烃的配位模式,标注d轨道分裂和电子转移,然后推导出经过金属卡宾和四元环过渡态的反应路径,最后用前线轨道理论解释选择性。
十点十分,他交卷,前往生物考场。
生物考场的气氛相对“温和”一些,毕竟还有选择题,而且多。但今年的理论卷也够呛:20道单选每题2分,20道不定项选择每题3分(少选、错选均不得分),5道填空加简答大题共50分。
选择题涵盖细胞生物学、生物化学、遗传学、生态学、生理学、进化生物学、动物学、植物学、微生物学,不少题目涉及最新科研进展。一道关于CRISPR-Cas9基因编辑脱靶效应的不定项选择,选项里出现了“全基因组测序验证”、“单细胞转录组分析”、“人工智能预测脱靶位点”等前沿内容。
大题更是重量级:最后一道25分的题,要求根据给出的基因表达数据、蛋白质互作网络和代谢通路图,构建一个调控模型,解释某种癌症细胞中代谢重编程的机制,并设计实验验证。
陈航读完题,脑海中立刻浮现出相应的信号通路:PI3K-AKT-mTOR通路调控糖酵解,c-Myc转录因子促进谷氨酰胺代谢,HIF-1α介导的瓦博格效应……他快速画出调控网络图,标注正负反馈环,然后设计了一个结合RNA干扰、代谢组学和荧光报告基因的实验方案。
十一点零五分,他交卷,成为全场最早离开理论考试的考生。
下午的实验操作,陈航更是展现出令监考老师咋舌的专业素养。
物理实验是搭建一个迈克尔逊干涉仪,测量某种透明薄膜的厚度和折射率,并分析误差来源。陈航调节光路的手法娴熟得像实验室技术员,数据记录表格工整得可以直接发表。
化学实验是一个多步有机合成,从起始物到最终产物需要四步反应,涉及无水无氧操作、柱色谱分离、薄层色谱监测、核磁氢谱初步解析。陈航的操作行云流水,称量精准,反应控制得当,最终产物纯度高,实验报告写得像研究生论文。
生物实验最复杂:从植物叶片中提取总RNA,反转录成cDNA,设计引物进行实时荧光定量PCR,检测某个基因在不同处理下的表达差异,最后用统计学方法分析数据。陈航在超净台前的操作标准得可以当教学示范,移液枪使用零失误,PCR程序设置合理,数据分析用了t检验和方差分析,结论明确。
当陈航完成生物实验,脱下白大褂和手套时,时间是下午四点五十,比规定的结束时间提前了四十分钟。
两位跟了他两天的志愿者老师,此刻看着他的眼神已经充满了敬畏。
“陈航同学……”年长的老师欲言又止,“你真是高一学生?”
“如假包换。”陈航活动了一下手腕,“成绩什么时候出?”
“晚上八点,在报告厅统一公布,宣布进入复赛的名单。前100名晋级。”
“好。”
晚上七点半,可容纳数千人的报告厅再次座无虚席。气氛比前两天更加紧张,空气中弥漫着期待、焦虑和祈祷的气息。各省队伍聚在一起,小声讨论着考题和答案,时不时爆出“啊那道题我算错了”的哀嚎或“原来是这样”的惊呼。
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