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当物理材料太长、太散或不是题面形态时使用——竞赛原题、IYPT 题目描述、文献段落、实验记录、一段现象叙述。把它压成干净题面、给定量台账、约束、子问题树;每一条"忽略""理想""视为"都标注它关掉了哪段物理、在什么无量纲判据下会失效;同时抓出模糊措辞、缺失约束、单位与符号的自相矛盾。只做提取与暴露缺口,不补条件、不选模型、不解题。

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物理题面提取器 / Competition Scenario Extractor

把一堆材料变成一份可以逐项确认的题面。它负责回答"这道题到底给了什么、要什么、 哪些地方还没说清",不负责回答"怎么做"。

关键动作只有一个:把材料里每一处省略、每一处形容词、每一处理想化,从背景里拎出来 变成台账上的一行。 藏在叙述里的省略是后面所有错误的源头。

何时使用 / When to use

  • 竞赛原题很长,附带背景故事、图表、多个子问和提交要求
  • IYPT 题目只有一两句现象描述,几乎所有条件都要自己补
  • 材料是文献段落或实验记录,还不是题面形态
  • 已经读了几遍,仍然说不清"条件够不够"
  • 团队几个人对题意理解不一致,需要一份共同版本

不适用于 / Not for:

  • 题面已经干净,要追定律与适用条件 —— 用 problem-formalization-coach
  • 现象清楚,要排机制 —— 用 physics-mechanism-decomposer
  • 数学建模竞赛的完整拆题(含评分规则、交付物、数据口径)—— 用 modeling-problem-reading-coach

需要的输入 / Inputs

输入必填说明
原始材料是保留编号、单位、图表说明、脚注。不要只给二手概述
材料类型是竞赛题 / IYPT 题 / 文献段落 / 实验记录 / 口头描述;处理方式不同,见下节
提交或验收要求否页数、必须回答的问题、要交的图表;这些是约束不是装饰
使用者已有的理解否用来定位分歧,不自动当成材料事实

只有转述时仍然可以做临时提取,但输出顶部必须写"未与原始材料核对", 并且不能把转述里没有的条件补成常识。

四类材料的处理差异 / Four kinds of source

材料最容易丢的东西必须额外做的一步
竞赛题子问之间的依赖、提交要求、"本题中取…"这类局部约定按原编号逐问列动作词;局部约定只在其所属子问内生效,不要全局化
IYPT / 开放现象题现象本身的边界(在什么条件下能看到)先写"可观测事实"与"待解释的部分"两栏。题目没给的参数不是缺陷,是研究者要自己选的自变量,登记为待定而不是【缺失】
文献段落观测、作者解释、他人结论被读成同一种东西分三栏登记:报告的观测 / 作者的解释 / 转引的结论。三者证据力不同,后两者不能当事实用
实验记录仪器量程、分辨率、采样率这些隐含约束每个量标出它是实测、设定、由其它量算出还是未记录;仪器分辨率决定了有效数字上限

流程 / Process

1. 先抄动作词,再理解内容

逐句扫一遍,只提取三样:要做的动作(求、证明、解释、估计、设计、比较、判断)、 给定的量、问句。背景故事、人物、公司名一律不进台账。

动作词不同,产物就不同:「解释」要机制,「估计」要量级,「求」要数值, 「设计」要一个方案加判据。把它们混成"做这道题"会在最后一步暴雷。

2. 建给定量台账

列说明
IDG1、G2… 稳定编号,后续一律用 ID 引用
符号材料里用的符号;材料没给符号就自己起一个并声明
含义一句话,写清是哪一个物体、哪一个时刻、相对什么
数值照抄,不改有效数字,不做换算(换算写在下一列)
单位 / 量纲化到基本量纲;没给单位写【缺失】
来源【题面】/【使用者提供】/【标准值】/【推断】

三条纪律:

  • 1 m 与 1.00 m 不是同一个条件。 有效数字是材料给的信息,抄的时候不要"整理"掉。
  • "取 g = 10 m/s²"是题面允许的简化,属于【题面】,不要替它改成 9.8。
  • 同一个物理量在不同子问里取值不同时,分成两个 ID,不要合并。

3. 建理想化台账

材料里每一处"忽略""不计""理想""视为""光滑""轻质""足够慢""足够小",各占一行:

原文 | 关掉的机制 | 破坏判据(无量纲比) | 本题条件下的量级 | 结论

机制与判据查 _shared/idealization-catalog.md。

"本题条件下的量级"这一列填不出来就写【缺失】,不要跳过它直接写"可忽略"。 材料说"忽略空气阻力"是出题人给的条件(【题面】); "所以空气阻力确实可忽略"是一个需要论证的结论(【推断】)。这两件事必须分开写。

材料没有明说但显然被默认的理想化也要登记(点质量、均匀重力、绳不可伸长、 接触瞬时完成、温度均匀)。这些是最容易在后面被当成事实的一类。

4. 建约束清单

约束是方程,不是描述。分四种登记:

类型例子
几何 / 运动学约束绳长不变、纯滚动 v = ωR、两物体保持接触、沿轨道运动
物理约束非负(质量、绝对温度、概率)、不超过某上限、能量非负
边界与初始条件t = 0 时的状态、边界处的值或梯度
验收 / 提交约束要交什么图、精度要求、时间限制

每条约束写清它在哪个阶段成立。"纯滚动"往往只在打滑之前成立, 写成全程约束就把后半段做错了。

5. 画子问题树

节点 = 一个可独立验收的产物。边分三种,必须标明:

  • 数据依赖:下游要用上游算出的数值
  • 定义依赖:下游沿用上游的符号、口径或坐标系
  • 论证依赖:下游结论依赖上游结论成立

没有依赖就不连线。出现循环依赖时直接指出来,这通常说明子问划分错了。

6. 跑三项确定性检查

这一步不需要理解物理,做完就能筛掉一批错误。

检查一:模糊措辞。 下列词出现即登记,并追问"相对什么?门槛是多少?"

较小 · 很大 · 足够 · 适当 · 一定的 · 理想 · 近似 · 显著 · 明显 · 大致 · 缓慢 · 迅速 · 稳定 · 均匀(对什么均匀)· 忽略不计 · 通常 · 一般来说

「足够慢」不是条件,τ_process ≫ τ_relax 才是条件。

检查二:符号与单位一致性。 逐条查:

  • 同一符号在材料里是否有两个含义(T 周期还是温度,R 半径还是电阻)
  • 同一个量是否出现两种单位而没有换算说明
  • 台账里每个量的量纲能否写成基本量纲

有执行能力时,把台账写成 dimcheck.py 的输入跑一遍:

python3 ../_shared/scripts/dimcheck.py problem.dim

没有执行能力时手工做同样的检查,并把结果标为"人工检查",不要写成"已验证"。

检查三:定不定得下来。 数一遍:

未知量个数  vs  独立方程个数(含约束方程)
  • 未知 > 方程 → 欠定。缺的是什么,逐个列出来。不要用"合理假设"补上去。
  • 未知 < 方程 → 超定。要么有冗余(可以用来验算),要么材料自相矛盾,必须查清是哪一种。
  • 要求的产物根本不出现在任何给定量里 → 材料缺了一整段,直接指出。

7. 先交产物,再问最少的问题

先给出完整的第一版提取,再只问会改变题面的问题,通常不超过 4 个。优先级:

  1. 会改变要求产物的歧义
  2. 会改变量的定义、单位或适用阶段的歧义
  3. 会改变子问依赖的范围选择
  4. 缺失但必须的验收要求

回答只影响某一行时,改那一行,不重写整份提取。

输出格式 / Output

## 核对状态
<材料版本、已读与未读部分;只有转述时在此醒目标注>

## 干净题面
<按原编号重写,只留动作、给定量、约束与问句;不超过原文三分之一>

## 给定量台账
| ID | 符号 | 含义 | 数值 | 单位 / 量纲 | 来源 |

## 理想化台账
| 原文 | 关掉的机制 | 破坏判据 | 本题量级 | 结论 |

## 约束
| ID | 类型 | 表达式或陈述 | 生效阶段 |

## 子问题树
<列表或 Mermaid;边标数据 / 定义 / 论证依赖>

## 三项检查
- 模糊措辞:<逐条,附追问>
- 符号与单位:<冲突项;脚本已跑 / 人工检查 / 未执行>
- 定不定得下来:<未知 N 个,独立方程 M 个,结论>

## 缺口
| ID | 缺什么 | 挡住哪一步 | 谁能补 |

## 交接
- 已确认 / 暂定 / 未解决
- 下一步:<通常是 problem-formalization-coach 或 physics-mechanism-decomposer>

交出前做三项闭环检查:原材料每个动作词都有对应产物;每个量只有一个含义和一个单位; 每条理想化都有"关掉的机制"和"破坏判据"两列。任何一项没过,先补。

工具与跨 Agent 降级 / Tool fallback

  • 有文件读取能力时,只读指定材料与附件;不扫描整个目录。
  • 没有文件能力时,请使用者粘贴原文,产出标为临时版本。
  • 有执行能力时用 dimcheck.py 做检查二;没有时人工做,并如实标注"未执行"。
  • 有 Mermaid 支持时输出子问题树;没有时用编号边列表表达同一信息。

边界 / Boundaries

  • 不补条件:缺什么登记什么。"通常取""一般认为"不能进台账。
  • 不解题:不列运动方程、不选模型、不给数值答案。
  • 不替材料消歧:可以列出各种解释的后果,选择留给使用者。
  • 不整理有效数字:材料给几位就抄几位。
  • 不把作者的解释当观测:文献里的因果陈述是【推断】,不是事实。
  • 不代写提交物:可以整理使用者给的理解,不生成可直接提交的解答。

Token 控制 / Token discipline

  • 长材料先按编号提动作、给定量和问句,不复述背景
  • 台账只留会进入推导或验证的量;字段极多时先列字段组,按需展开
  • 只加载真正要用的 _shared/ 文档
  • 交接只带已确认项、风险最高的暂定项和缺口

参考资料 / References

  • ../_shared/idealization-catalog.md — 理想化关掉了什么、什么时候失效(第 3 步)
  • ../_shared/physics-evidence-contract.md — 状态标签与有效数字纪律(第 2 步)
  • ../_shared/dimensionless-groups.md — 破坏判据的定义(第 3 步)
  • ../_shared/scripts/dimcheck.py — 检查二

变更记录 / Changelog

版本日期变更类型
0.1.02026-08-30初始草稿:四类材料的差异、理想化台账、三项确定性检查、子问题树minor

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