万书网 > 我的系统能刷数学经验 > 第416章 报告会后续 七 结识大佬 3(加更)

第416章 报告会后续 七 结识大佬 3(加更)


(感谢  丹那的永仓勇美  大佬的礼物之王,收益满500了加更一章。)

(现在存稿不多了,还是只能维持500加更的规则,不然要断更。五一我努力肝一肝争取多搞点存稿。)

不过以上都是题外话了。

此时的徐辰在面对这位同样以“跨领域统治力”著称的天才时,徐辰感到了一种难得的轻松。

这是一种只有在绝对的智力同温层里,才能产生的惺惺相惜。

当年,徐辰还是一个初出茅庐的本科生,他的第一篇四大顶刊论文,正是由陶哲轩亲自审稿并给予了极高的评价。

而现在,一年半过去了,他已经站在了和这位“数学界莫扎特”完全平起平坐的位置上。

甚至,在数论这个特定的领域里,他已经走得比陶哲轩更远。

……

寒暄过后,两人的话题自然而然地转向了更深层次的学术领域。

“陶教授,”徐辰收起了笑容,语气变得认真起来,“其实,我一直想找机会向您请教一个问题。”

“哦?关于什么的?”

“关于纳维-斯托克斯方程(N-S方程)。”

听到这个名字,陶哲轩的眼神微微一凝。

N-S方程,千禧年七大数学难题之一,描述流体运动的终极方程。

几年前,正是陶哲轩本人,发表了一篇震惊流体力学界的著名论文。他在论文中构造了一个十分精妙的“数学自动机”,证明了N-S方程的某种平均化变体,在极端条件下会失去光滑性,产生“爆破”。

虽然那只是一个变体,并不是真正的N-S方程,但这个结果已经足以让整个物理学界惊出一身冷汗。

“你对N-S方程感兴趣?”陶哲轩看着徐辰,眼中闪过一丝惊讶,随即又变成了浓厚的兴趣,“你刚证完哥猜,就开始盯上千禧年难题了?”

“确实有点兴趣。”徐辰坦然承认,“我读过您那篇关于平均化变体爆破的论文。您当时构造那个‘数学自动机’来模拟流体能量级联的思路,简直是神来之笔。我想请教一下,您当时切入这个问题的物理直觉是什么?”

……

陶哲轩喝了一口橙汁,思绪似乎回到了几年前那个死磕偏微分方程的日日夜夜。

“物理直觉其实很简单。”

“想象一个巨大的水流漩涡。在N-S方程的描述下,这个大漩涡会因为粘性耗散而分裂成几个小漩涡,小漩涡又会继续分裂成更小的漩涡。”

“这就是所谓的‘能量级联’。”

“在正常情况下,能量会随着漩涡的变小而逐渐耗散成热能,流体最终归于平静。这就是我们常说的‘光滑解’。”

陶哲轩停顿了一下。

“但是,如果在某一种极端的初始条件下,这些分裂出来的小漩涡,不仅没有耗散能量,反而通过某种精巧的几何排列,将能量重新集中到了一个无限小的点上呢?”

“就像是用无数面放大镜,把太阳光聚焦在一个点上。”

“在那个点上,流体的速度会瞬间趋于无穷大。这就是‘爆破’。”

“我当时构造那个‘数学自动机’,就是为了在数学上证明,这种‘能量逆向聚焦’的机制,在N-S方程的变体中是绝对可能存在的。”

……

徐辰听得很认真。

虽然他的物理学等级目前只有LV.2,但他那LV.4的数学直觉,让他能够敏锐地捕捉到陶哲轩这段描述背后的深层数学结构。

“能量逆向聚焦……”徐辰喃喃自语,“这在数学上,本质上是一个关于非线性偏微分方程奇异性形成的拓扑障碍问题。”

“没错。”陶哲轩点了点头,“所以,我一直认为,真正的N-S方程,极有可能也会在三维空间中发生爆破。只是我们目前还没有找到足够强大的数学工具,去精确捕捉那个奇异点形成的瞬间。”

“那您认为,如果要正面攻克N-S方程,最大的障碍在哪里?”

……

陶哲轩沉吟了片刻。这个问题他思考过无数次,答案几乎是脱口而出的。

“核心障碍有两个。”

“第一个,是超临界性。三维N-S方程是一个超临界方程——也就是说,它的非线性项的增长速度,在最坏情况下,会压倒所有已知的线性耗散机制。目前人类掌握的所有正则性估计工具,在面对超临界非线性时,全部失效。”

“第二个,更致命。”陶哲轩的语气变得凝重,“我们缺少一种能够精确刻画‘涡旋拉伸’动力学的几何工具。涡旋拉伸是三维流体独有的现象——二维流体不存在这个问题,所以二维N-S方程的全局光滑性早就被证明了。但在三维中,涡旋可以像拉面条一样被无限拉伸、扭曲、折叠,产生复杂的拓扑结构。”

“我们需要一种工具,能够同时追踪涡旋的几何形变和能量的非线性传递。但目前,这种工具不存在。”

徐辰安静地听完,然后问了一个问题。

“涡旋拉伸的核心,是不是可以归结为速度梯度张量的特征值分布问题?如果三个特征值中有一个持续增长且不受约束,涡旋就会被无限拉伸,最终导致爆破?”

陶哲轩端着橙汁的手微微一顿。

他看了徐辰一眼,目光中闪过一丝明显的惊讶。

“你一下子就抓到了最核心的地方。”

陶哲轩放下橙汁,语气变得认真起来,“没错,速度梯度张量的特征值动力学,就是整个问题的命门。如果我们能证明特征值在有限时间内必然保持有界,N-S方程的全局光滑性就成立了;反之,如果能构造出特征值在有限时间内趋于无穷的严格例子,爆破就被证实了。”

“但问题在于,特征值的演化方程本身就是非线性的,而且和压力项之间存在一个很恶心的非局部耦合。这个耦合让所有的逐点估计都变得毫无意义。”

他苦笑了一下。

“说实话,当年我就是在这个地方被卡死的。所以我才绕了一条路,去做平均化变体。因为平均化之后,那个非局部耦合被人为地切断了,问题才变得可解。”

“但真正的N-S方程里,那个耦合是切不断的。”

……

徐辰沉默了。

他在心里默默地消化着陶哲轩刚才说的这些信息。

连陶哲轩这种级别的天才,都只能绕着走的障碍……

千禧年难题,果然不是盖的。

不过,正因为如此,才更有挑战性,不是吗?

……

VIP区里,依然人声鼎沸。

但陶哲轩和徐辰之间,却陷入了一种奇异的安静。

两人的眼神中都燃烧着一种对未知领域的炽热渴望。

最终,还是陶哲轩先打破了沉默。

“徐,”他的语气变得郑重,“如果你真的决定碰N-S方程……”

他停顿了一下,嘴角勾起一抹真诚的笑容。

“我会非常期待看到你的切入方式。因为我有一种直觉——你那套跨领域的思维方式,也许恰好能绕过我当年被卡死的那个地方。”

“我非常期待那一天……”

……

一休悦读(原:阅读宝)偷接口死m


  (https://www.wshuw.net/3522/3522011/37063641.html)


1秒记住万书网:www.wshuw.net。手机版阅读网址:m.wshuw.net