第八十九章 十万個未解之谜
张远看着這些湍流,有的明亮,有的黯淡,還有的正在旋转,陷入了沉思。
不管服不服气,约翰的抱怨的确沒错。
他心中产生了一股小小的野心,就好像种子一样生根发芽。
“曾经父亲做過的問題,或许……我也能?!”
湍流問題,经典物理学中最后一座大山。大约在400年前,纳维-斯托克斯方程,也即N-S方程,就已对流体的物理进行了理论的描述。這一方程一般很难求出精确解,所以科学家通常采用一些简化的理论模型或者求助于数值模拟的方法来预测流体的运动。
但用简化模型来模拟等离子湍流,实在太不精确。如果這些等离子沒有约束好,会对聚变引擎造成巨大的破坏。
信息学的蓬勃发展,让湍流問題出现了一些松动,但也仅仅只是一些松动,能够模拟地更加准确,却不能深入了解其真正本质。
约翰叹息道:“我們可能永远找不到湍流問題在数学上的精确解,或许說完全的精确隐藏在更加微观的概率叠加态当中,以我們的能力,完全不知道。”
约翰•维尔逊是悲观派的典型代表。
他认为,人类科技的上限很可能已经是目前這样了,以人类的智商,只能在這么一丁点圈子裡转来转去。
虽然還有一些细枝末节的东西有待打磨,但总归不可能真正地实现质变。
所以,這群悲观派的科学家想要登上飞船,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彻底解决。
尖端物理学中,除了凝聚态還保持旺盛的活力外,其他的都已经渐渐消沉。高能物理被“能级大沙漠”困扰,其他的学科,譬如化学、半导体,使用的竟然是一些近似理论,最关键的是,這些近似理论确实能够解决一些問題。
至于数学方面,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。
“数学大统一”计划到现在還只是一個框架,距离完成還有几百亿光年的距离。
新文明学派认为,现在的23世纪,再加上24、25世纪,很可能是人类最后的黄金盛世。再接下来,人类的整体智力无法继续发展下去。
一旦科技停滞发展,人类文明很可能如同古代夏国那样,不停地发生歷史轮回的现象。用学术一点的词语,也就是掉入“平庸化的陷阱”当中,很难再取得歷史性的巨大进步。
张远其实挺同意新文明学派的部分观点,但对于這個問題,他既不悲观也不乐观。
他其实不太相信,人类会蠢到掉入可以预见的陷阱当中,也很难想象未来的世界究竟怎么样,說不定会出现一些改造智力的科技呢。
再加上他从事的方向比较偏向于工科,偏向技术。技术与科学還是有很大的不同的,人类的应用技术提升,确实還有很大的空间。
“张,你太乐观了。”
约翰耸了耸肩膀,无可奈何地說道:“在歷史中,有很多现象,譬如說拉美化,中等国家收入陷阱等等。就算某些国家明明知道,却依旧无法跨越,因为一個国家的许多事情,不是领导人意识到了就能够做到的。得依靠整体的力量。”
“但人类的集体力量,并不像你想象中的那样强大。”
“是啊,你說的很对。”张远道:“不過我們总得保持乐观,不是嗎?悲观也不可能解决什么問題。”
告别了這位多愁善感的约翰师兄,张远回到自己的实验室座位,开始继续翻阅文献。
无意间翻到一本书。
《十万個未解之谜》……
从天文到地理,从数学到物理,沒办法解开的难题实在太多了。譬如說“3x+1”猜想、美好结局問題、高斯圆問題、Erdos-Graham三进制問題……随随便便一個,难度都堪比黎猜。
不知道为什么,看着无数的难题,张远心中总是有一种微微的恼怒感。
或许,是作为科研工作者中的一员,无法彻底洞穿自然的本能恼怒。
张远暗地裡捏了捏拳头。
在這一刹那,他终于下定决心,去解决一個世界知名难题。
无所谓得与失,只是遵循自己的本心罢了。
“湍流問題!”
“试一试吧!”
這需要很大的勇气。
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。也就只有他這种年轻人,凭着一腔热血,就能够勇往直前。
下定决心后,张远长长吐了一口气,慢慢地沉下心思。
从纯数学的角度,基本上沒什么太大的可能。
张远不觉得自己目前的实力,能够写出比N-S方程更加精确有效的方程式。
“或许,可以创造一些信息学的方法,来解决這個問題。”
第一种方法,是父亲所用的,大名鼎鼎的“小波变换的谱方法”,也是目前工程应用中最好的算法。它成功解决了引擎内部流动在時間和空间都为多尺度的湍流模拟問題。
本质上,是借鉴了信号在神经元中的传递過程,来描述管道中湍流的猝发机制。
第二种方法,是直接数值求解的方法。
通過解不可压缩流体的“N-S方程”对在三维周期立方体中的各项同性的湍流进行模拟。不過,這种方法对算力的要求很高,适用于计算雷诺数较低的简单湍流运动,例如槽道或圆管湍流。
当然還有第三种“RNGκ-ε模型”、第四种“Spalart—Allmaras湍流模型”、第五种方法“内外迭代法”等等。
人的创造力是无限的,不過真正有意义、有应用价值的算法总归只有這么几种。
“你在看湍流問題?這玩意不是一般的复杂!”
赵青锋瞥了他的屏幕一眼,饶有兴趣地說道:“我曾经也研究過這方面的內容,核心原因是問題本身难度過大,强非线性、无限维系统、混沌系统,這三個难点目前都沒有非常适合的数学工具。”
“所以你想做的话,我也沒有特别好的建议给你。”
“我知道,就是随便看看。”张远连忙道。
赵师兄笑了一下,感慨着年轻真好,如果是他本人,肯定会离這种問題远远的。
不過他并沒有在意太多,有很多东西,只要了解過了,就会知难而退。
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