第八十九章 十萬個未解之謎
更新時間:2020-06-20 作者:最終永恒
深空之流浪艦隊 第八十九章 十萬個未解之謎
約翰繼續道：“你父親的算法，的確已經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，陷入了沉思。 不管服不服氣，約翰的抱怨的確沒錯。 他心中產生了一股小小的野心，就好像種子一樣生根發芽。 “曾經父親做過的問題，或許……我也能？！” 湍流問題，經典物理學中最后一座大山。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，所以科學家通常采用一些簡化的理論模型或者求助于數值模擬的方法來預測流體的運動。 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。 信息學的蓬勃發展，讓湍流問題出現了一些松動，但也僅僅只是一些松動，能夠模擬地更加準確，卻不能深入了解其真正本質。 約翰嘆息道：“我們可能永遠找不到湍流問題在數學上的精確解，或許說完全的精確隱藏在更加微觀的概率疊加態當中，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是目前這樣了，以人類的智商，只能在這么一丁點圈子里轉來轉去。 雖然還有一些細枝末節的東西有待打磨，但總歸不可能真正地實現質變。 所以，這群悲觀派的科學家想要登上飛船，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。 尖端物理學中，除了凝聚態還保持旺盛的活力外，其他的都已經漸漸消沉。高能物理被“能級大沙漠”困擾，其他的學科，譬如化學、半導體，使用的竟然是一些近似理論，最關鍵的是，這些近似理論確實能夠解決一些問題。 至于數學方面，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。 “數學大統一”計劃到現在還只是一個框架，距離完成還有幾百億光年的距離。 新文明學派認為，現在的23世紀，再加上24、25世紀，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發展下去。 一旦科技停滯發展，人類文明很可能如同古代夏國那樣，不停地發生歷史輪回的現象。用學術一點的詞語，也就是掉入“平庸化的陷阱”當中，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見的陷阱當中，也很難想象未來的世界究竟怎么樣，說不定會出現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。技術與科學還是有很大的不同的，人類的應用技術提升，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，不是領導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，從數學到物理，沒辦法解開的難題實在太多了。譬如說“3x+1”猜想、美好結局問題、高斯圓問題、Erdos-Graham 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。 從純數學的角度，基本上沒什么太大的可能。 張遠不覺得自己目前的實力，能夠寫出比N-S方程更加精確有效的方程式。 “或許，可以創造一些信息學的方法，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”，也是目前工程應用中最好的算法。它成功解決了引擎內部流動在時間和空間都為多尺度的湍流模擬問題。 本質上，是借鑒了信號在神經元中的傳遞過程，來描述管道中湍流的猝發機制。 第二種方法，是直接數值求解的方法。 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，適用于計算雷諾數較低的簡單湍流運動，例如槽道或圓管湍流。 當然還有第三種“RNGκ-ε模型”、第四種“Spalart—Allmaras湍流模型”、第五種方法“內外迭代法”等等。 人的創造力是無限的，不過真正有意義、有應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雜！” 趙青鋒瞥了他的屏幕一眼，饒有興趣地說道：“我曾經也研究過這方面的內容，核心原因是問題本身難度過大，強非線性、無限維系統、混沌系統，這三個難點目前都沒有非常適合的數學工具。” “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。深空之流浪艦隊 第八十九章 十萬個未解之謎
約翰繼續道：“你父親的算法，的確已經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，陷入了沉思。 不管服不服氣，約翰的抱怨的確沒錯。 他心中產生了一股小小的野心，就好像種子一樣生根發芽。 “曾經父親做過的問題，或許……我也能？！” 湍流問題，經典物理學中最后一座大山。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，所以科學家通常采用一些簡化的理論模型或者求助于數值模擬的方法來預測流體的運動。 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。 信息學的蓬勃發展，讓湍流問題出現了一些松動，但也僅僅只是一些松動，能夠模擬地更加準確，卻不能深入了解其真正本質。 約翰嘆息道：“我們可能永遠找不到湍流問題在數學上的精確解，或許說完全的精確隱藏在更加微觀的概率疊加態當中，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是目前這樣了，以人類的智商，只能在這么一丁點圈子里轉來轉去。 雖然還有一些細枝末節的東西有待打磨，但總歸不可能真正地實現質變。 所以，這群悲觀派的科學家想要登上飛船，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。 尖端物理學中，除了凝聚態還保持旺盛的活力外，其他的都已經漸漸消沉。高能物理被“能級大沙漠”困擾，其他的學科，譬如化學、半導體，使用的竟然是一些近似理論，最關鍵的是，這些近似理論確實能夠解決一些問題。 至于數學方面，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。 “數學大統一”計劃到現在還只是一個框架，距離完成還有幾百億光年的距離。 新文明學派認為，現在的23世紀，再加上24、25世紀，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發展下去。 一旦科技停滯發展，人類文明很可能如同古代夏國那樣，不停地發生歷史輪回的現象。用學術一點的詞語，也就是掉入“平庸化的陷阱”當中，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見的陷阱當中，也很難想象未來的世界究竟怎么樣，說不定會出現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。技術與科學還是有很大的不同的，人類的應用技術提升，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，不是領導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，從數學到物理，沒辦法解開的難題實在太多了。譬如說“3x+1”猜想、美好結局問題、高斯圓問題、Erdos-Graham 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。 從純數學的角度，基本上沒什么太大的可能。 張遠不覺得自己目前的實力，能夠寫出比N-S方程更加精確有效的方程式。 “或許，可以創造一些信息學的方法，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”，也是目前工程應用中最好的算法。它成功解決了引擎內部流動在時間和空間都為多尺度的湍流模擬問題。 本質上，是借鑒了信號在神經元中的傳遞過程，來描述管道中湍流的猝發機制。 第二種方法，是直接數值求解的方法。 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，適用于計算雷諾數較低的簡單湍流運動，例如槽道或圓管湍流。 當然還有第三種“RNGκ-ε模型”、第四種“Spalart—Allmaras湍流模型”、第五種方法“內外迭代法”等等。 人的創造力是無限的，不過真正有意義、有應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雜！” 趙青鋒瞥了他的屏幕一眼，饒有興趣地說道：“我曾經也研究過這方面的內容，核心原因是問題本身難度過大，強非線性、無限維系統、混沌系統，這三個難點目前都沒有非常適合的數學工具。” “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。深空之流浪艦隊 第八十九章 十萬個未解之謎
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