电视机(加更4)

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  十月的一个午后,第一附属医院的防辐射实验室里。

  几位身穿白色实验服的学者,正围绕着一台刚刚组装完毕的庞大机器进行最后的参数调试。

  这台机器的主体,是一个高达6米,重达十几吨的巨大中空金属圆环。

  圆环表面布满了复杂的检修面板,内部则隐藏着精密的滑轨,高压电缆和电子管放大元件。

  在场的,不仅有医学院资深的神外主任医师秦立轩老院士,还有格物院的电磁学者石成仁,以及工匠院的精密机械与轴承专家彭成礼。

  这种跨越医学,物理学与机械工程学的联合攻关,在如今的大夏学宫中已经成为一种常态。

  而这个庞大工程的起因,源于大夏外科手术正在面临的一项技术瓶颈。

  早在多年前,大夏的物理学家们就在阴极射线管的放电实验中,偶然发现了能够穿透人体的X射线,并很快将其量产,广泛应用于临床医疗。

  骨折的断位、肺部的空洞、甚至是不慎吞入体内的金属异物,在X光底片下变得一目了然。

  但随着外科手术难度的不断攀升,大夫们在实际的临床应用中,很快发现了这项技术的局限性。

  “影像太扁平了,它完全缺乏纵深感,甚至充满了欺骗性。”

  此时,满头银发的秦立轩老院士正站在高亮的观片灯前,指着墙上一张人体颅脑的X光透视图,与物理学者石成仁探讨着。

  “石教授,你看这张片子。”

  秦立轩干枯的手指点在黑白底片上的一处模糊阴影上,“这是一个月前,我接手的一位患有严重头痛伴随偏瘫的病人。X光片显示,他的右侧顶叶深处,有一个大约鸡蛋大小的高密度阴影。我们判定那是脑肿瘤。”

  “当时,我根据这张片子制定的手术方案,是直接从右侧颅骨开窗入路。但是,当我切开脑膜,剥离了表层的脑组织后,才发现我们全错了。”

  “X射线穿过人体,把头骨、脑皮层、深层神经核团、肿瘤以及错综复杂的血管阴影,全部像烙饼一样,重叠挤压在了这一张二维的胶片上!”

  “那颗肿瘤,根本不在浅表,而是深深地包裹在颈内动脉的分支血管上!底片上看起来它在血管旁边,但在立体的颅腔内,它是在血管的后面!由于误判了深度和立体轮廓,我们在手术中不慎触碰了血管壁,引发了大出血。”

  秦立轩推了推鼻梁上的老花镜,深吸了一口气:“那台手术做了整整十五个时辰,我们用尽了所有的止血手段,病人最终虽然活下来了,但却永久性地丧失了语言能力。这是我们外科大夫的耻辱,更是对生命,对父神的辜负。”

  他转过身,目光紧紧盯着石成仁,眼中带着近乎恳求的期冀。

  “石教授,如果只是看断了哪根骨头,普通的X光足够了。但对于开颅、或者复杂的深腔内脏切除,它带来的盲目性是致命的。手术刀切下去,差之毫厘,便会伤及大血管。我们需要一种新的工具!”

  “一种能把人体像切萝卜一样,一层一层看清内部横截面真实结构,能让我们大夫在动刀前,就知道病灶具体在哪个坐标的工具!”

  这个迫切且带着临床教训的需求,被迅速上报,作为高级别的医疗科技攻关项目,交到了格物院和工匠院的手中。

  物理学者石成仁接下了课题。

  他带领团队经过长达半年的射线吸收实验和测算,确认了一个基础的物理事实。

  X射线在穿透人体不同密度的组织,如高密度的骨骼、中等密度的肌肉和血液、低密度的脂肪和气体时,其射线的衰减系数存在着微小但固定的差异。

  “物理理论上是完全可行的,秦老。”

  石成仁曾在项目初期的论证会上,用粉笔在黑板上画了一个圆圈代表人体,然后在圆圈周围画满了放射状的箭头。

  “只要我们将一个极细的X射线发射源,和一个极其灵敏的晶体探测器,放在人体的正对面。然后,让它们沿着滑轨,围绕着病人进行三百六十度的匀速旋转扫描。”

  “在旋转的过程中,探测器会记录下几万个、甚至几十万个不同角度穿透人体的射线强度数据。利用这些射线衰减的差异,我们就能得到这一个横截面的海量投影数据。”

  “但是,”石成仁当时的话锋一转,“有了数据,如何反向推导出人体内部某一个具体切面的二维图像?这中间涉及到的数学矩阵计算量,庞大到令人绝望。如果靠人力去解这些联立方程组,算出一张图可能需要好几年。”

  这成为了卡住项目的死结。

  物理原理讲得通,但数学算法和算力跟不上。

  为了寻找解开矩阵的方法,石成仁一头扎进了学宫数学院,开始找人想办法。

  最后,一位数学院教授找到了一篇,已故数学大师贾子平的论文手稿。

  那是一篇名为《基于多维空间投影数据的逆变换与结构重建》的纯粹数学理论手稿。

  那是贾子平当年在研究极端离散数论和素数分布时,为了解决某个多维空间映射问题,而顺手推导出来的一个副产物。

  在当时,这个模型没有任何实际应用场景,只是一堆纯粹而优美的抽象符号。

  石成仁坐在档案馆的木地板上,看着这份几十年前的手稿,沉默了许久。

  数学,再一次走在了物理和应用的前面。

  那些看似毫无用处的纯理论研究,在未来的某一天,成为了解锁新科技的钥匙。

  纯粹科学的研究,从来都不是无用的。

  它是人类文明向未知的未来,留下的底蕴。

  算法与理论的拼图,在这一刻补齐。

  接下来的九个月,就是研发和实验。

  工匠院的机械专家彭成礼带着上百名高级钳工,利用最新研发的航空级高强度铝合金和静音滚珠轴承,打造出了那个能够承载数吨重设备,并且在高速旋转中不产生哪怕一毫米震动偏移的巨型金属滑轨圆环。

  因为任何微小的物理震颤,都会让最终的数学计算结果变成一团废纸。

  而大夏新成立的计算机研究所,则对新一代的电子管计算机进行了底层逻辑的改写,使其能够专门处理贾子平留下的那套矩阵算法。

  ……

  回忆渐渐收拢。

  “各部分气压、电压检查完毕,冷却系统循环正常,可以开始了。”

  彭成礼站在不远处的防辐射控制台前,看了一眼仪表盘上稳定的指针,语气平稳地向石成仁汇报道。

  实验台的金属滑床,在液压杆的推动下,缓缓送入了那个巨大金属圆环的中心。

  滑床上躺着的,是一头已经被麻醉的成年白猪。

  它的头部被特制的固定器牢牢锁住,确保在扫描过程中不会发生任何位移。

  “启动。”石成仁深吸了一口气,轻声下令。

  彭成礼按下操作按钮。

  机器内部隐藏在盖板下的X射线发生器和对面的探测阵列,开始绕着白猪的头部进行匀速旋转时,沉重的滑轨发出的那种轻微的充满工业美感的“沙沙”摩擦声。

  与此同时,一墙之隔的恒温运算室里。

  两台经过特殊改装,占地足有半个篮球场大小的电子管计算机,进入了满负荷的高速运转状态。

  成千上万个指头大小的电子管在巨大的机柜内明灭闪烁,散发出幽幽的橙红色光芒。

  庞大的工业水冷风扇发出了低沉而平稳的嗡鸣声,将大量产生的热量强行排出室外。

  探测器将接收到的每一束微弱射线衰减信号,转化为不同频率的电波,顺着手腕粗细的黑色同轴线缆,源源不断地输送进计算机的运算核心。

  冰冷的机器,正利用着一位已故数学家留下的优美算式,对这海量的投影切片数据,进行着逆向求解。

  时间在一分一秒地流逝。

  几位学者的目光,全都死死地集中在连接计算机图像输出端的那面荧光屏幕上。

  大约过了漫长的半炷香时间。

  “运算结束,开始图像重建,出图了。”

  只见那面原本布满杂乱无章黑白噪点的屏幕上,像素点开始如同受到磁铁吸引的铁屑般迅速收敛,排列,组合。

  几息之后。

  一张清晰的,没有任何骨骼前后重叠遮挡的,白猪大脑横向切开的断层图像,显现在了荧光屏幕上!

  脑室的对称轮廓。灰白质的细微边界,甚至是一根较粗的脑血管横截面,在屏幕上呈现出不同灰度的层次,清晰可辨!

  “滑床后退五寸,定点,再扫描一个胸腔横截面!”

  机械再次平稳运转,荧光屏幕上的数据流再次刷新。

  这一次,白猪胸腔内部的横截面展现在了众人眼前。

  心脏的左右心室腔室结构、肺叶的边缘走向和气管分支、甚至是脊椎骨内部的骨髓腔,全都一览无余,没有丝毫的死角!

  生命体内部的层级结构,便以数学和物理交织的数字图像形式,立体且直观地展现在了医生的眼前!

  一向沉稳如山的外科老院士秦立轩,定定地看着屏幕上那张清晰的胸腔切面图。

  缓缓地摘下老花镜,用一块略显陈旧的棉布手帕,轻轻擦了擦因为激动而涌出眼泪的眼角。

  长长地,舒了一口气。

  “有了这个东西……”

  “以后那些躺在病床上的大夏子民,也能少受些被我们开膛破肚,白白翻找的苦了。”

  在场的学者们相互看了一眼,微微点头致意。

  从贾子平在黑板上写下的抽象数学算式,到石成仁在实验室里测出的物理常数差异;从彭成礼打磨出的精密滑轨,到电子管计算机里奔流的电信号。

  最终,它们汇聚成了一束拯救生命的光。

  大夏帝国的第一台计算机断层扫描仪(CT),在神谕纪元三二七四年的这个秋日午后,就这样诞生于这间实验室