約翰繼續(xù)道“你父親的算法,的確已經(jīng)是人類最杰出的作品,但還遠遠不夠強大。所以,我們沒有辦法將核聚變裝置做的更小,每一個反應(yīng)爐都像一座座山岳一樣,簡直太粗暴了。”
張遠看著這些湍流,有的明亮,有的黯淡,還有的正在旋轉(zhuǎn),陷入了沉思。
不管服不服氣,約翰的抱怨的確沒錯。
他心中產(chǎn)生了一股小小的野心,就好像種子一樣生根發(fā)芽。
“曾經(jīng)父親做過的問題,或許……我也能?!”
湍流問題,經(jīng)典物理學(xué)中最后一座大山。大約在400年前,納維-斯托克斯方程,也即n-s方程,就已對流體的物理進行了理論的描述。這一方程一般很難求出精確解,所以科學(xué)家通常采用一些簡化的理論模型或者求助于數(shù)值模擬的方法來預(yù)測流體的運動。
但用簡化模型來模擬等離子湍流,實在太不精確。如果這些等離子沒有約束好,會對聚變引擎造成巨大的破壞。
信息學(xué)的蓬勃發(fā)展,讓湍流問題出現(xiàn)了一些松動,但也僅僅只是一些松動,能夠模擬地更加準(zhǔn)確,卻不能深入了解其真正本質(zhì)。
約翰嘆息道“我們可能永遠找不到湍流問題在數(shù)學(xué)上的精確解,或許說完全的精確隱藏在更加微觀的概率疊加態(tài)當(dāng)中,以我們的能力,完全不知道。”
約翰?維爾遜是悲觀派的典型代表。
他認為,人類科技的上限很可能已經(jīng)是目前這樣了,以人類的智商,只能在這么一丁點圈子里轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去。
雖然還有一些細枝末節(jié)的東西有待打磨,但總歸不可能真正地實現(xiàn)質(zhì)變。
所以,這群悲觀派的科學(xué)家想要登上飛船,想要看看三千年以后的世界。
這個說法不是沒有道理,一個湍流問題,花了四百年的時間都沒有徹底解決。
尖端物理學(xué)中,除了凝聚態(tài)還保持旺盛的活力外,其他的都已經(jīng)漸漸消沉。高能物理被“能級大沙漠”困擾,其他的學(xué)科,譬如化學(xué)、半導(dǎo)體,使用的竟然是一些近似理論,最關(guān)鍵的是,這些近似理論確實能夠解決一些問題。
至于數(shù)學(xué)方面,也正在慢慢走下坡路。
黎曼猜想,400年屹立不倒;哥德巴赫猜想,600年了。
“數(shù)學(xué)大統(tǒng)一”計劃到現(xiàn)在還只是一個框架,距離完成還有幾百億光年的距離。
新文明學(xué)派認為,現(xiàn)在的23世紀(jì),再加上24、25世紀(jì),很可能是人類最后的黃金盛世。再接下來,人類的整體智力無法繼續(xù)發(fā)展下去。
一旦科技停滯發(fā)展,人類文明很可能如同古代夏國那樣,不停地發(fā)生歷史輪回的現(xiàn)象。用學(xué)術(shù)一點的詞語,也就是掉入“平庸化的陷阱”當(dāng)中,很難再取得歷史性的巨大進步。
張遠其實挺同意新文明學(xué)派的部分觀點,但對于這個問題,他既不悲觀也不樂觀。
他其實不太相信,人類會蠢到掉入可以預(yù)見的陷阱當(dāng)中,也很難想象未來的世界究竟怎么樣,說不定會出現(xiàn)一些改造智力的科技呢。
再加上他從事的方向比較偏向于工科,偏向技術(shù)。技術(shù)與科學(xué)還是有很大的不同的,人類的應(yīng)用技術(shù)提升,確實還有很大的空間。
“張,你太樂觀了。”
約翰聳了聳肩膀,無可奈何地說道“在歷史中,有很多現(xiàn)象,譬如說拉美化,中等國家收入陷阱等等。就算某些國家明明知道,卻依舊無法跨越,因為一個國家的許多事情,不是領(lǐng)導(dǎo)人意識到了就能夠做到的。得依靠整體的力量。”
“但人類的集體力量,并不像你想象中的那樣強大。”
“是啊,你說的很對。”張遠道“不過我們總得保持樂觀,不是嗎?悲觀也不可能解決什么問題。”
告別了這位多愁善感的約翰師兄,張遠回到自己的實驗室座位,開始繼續(xù)翻閱文獻。
無意間翻到一本書。
《十萬個未解之謎》……
從天文到地理,從數(shù)學(xué)到物理,沒辦法解開的難題實在太多了。譬如說“3x+1”猜想、美好結(jié)局問題、高斯圓問題、erdos-graha 三進制問題……隨隨便便一個,難度都堪比黎猜。
不知道為什么,看著無數(shù)的難題,張遠心中總是有一種微微的惱怒感。
或許,是作為科研工作者中的一員,無法徹底洞穿自然的本能惱怒。
張遠暗地里捏了捏拳頭。
在這一剎那,他終于下定決心,去解決一個世界知名難題。
無所謂得與失,只是遵循自己的本心罷了。
“湍流問題!”
“試一試吧!”
這需要很大的勇氣。
很可能花了很多很多的時間,什么成果都做不出,沉沒成本巨大。也就只有他這種年輕人,憑著一腔熱血,就能夠勇往直前。
下定決心后,張遠長長吐了一口氣,慢慢地沉下心思。
從純數(shù)學(xué)的角度,基本上沒什么太大的可能。
張遠不覺得自己目前的實力,能夠?qū)懗霰萵-s方程更加精確有效的方程式。
“或許,可以創(chuàng)造一些信息學(xué)的方法,來解決這個問題。”
第一種方法,是父親所用的,大名鼎鼎的“小波變換的譜方法”,也是目前工程應(yīng)用中最好的算法。它成功解決了引擎內(nèi)部流動在時間和空間都為多尺度的湍流模擬問題。
本質(zhì)上,是借鑒了信號在神經(jīng)元中的傳遞過程,來描述管道中湍流的猝發(fā)機制。
第二種方法,是直接數(shù)值求解的方法。
通過解不可壓縮流體的“n-s方程”對在三維周期立方體中的各項同性的湍流進行模擬。不過,這種方法對算力的要求很高,適用于計算雷諾數(shù)較低的簡單湍流運動,例如槽道或圓管湍流。
當(dāng)然還有第三種“rngk-e模型”、第四種“spart—alras湍流模型”、第五種方法“內(nèi)外迭代法”等等。
人的創(chuàng)造力是無限的,不過真正有意義、有應(yīng)用價值的算法總歸只有這么幾種。
“你在看湍流問題?這玩意不是一般的復(fù)雜!”
趙青鋒瞥了他的屏幕一眼,饒有興趣地說道“我曾經(jīng)也研究過這方面的內(nèi)容,核心原因是問題本身難度過大,強非線性、無限維系統(tǒng)、混沌系統(tǒng),這三個難點目前都沒有非常適合的數(shù)學(xué)工具。”
“所以你想做的話,我也沒有特別好的建議給你。”
“我知道,就是隨便看看。”張遠連忙道。
趙師兄笑了一下,感慨著年輕真好,如果是他本人,肯定會離這種問題遠遠的。
不過他并沒有在意太多,有很多東西,只要了解過了,就會知難而退。
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