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學(xué)霸的科幻世界

第一百一十七章 N-S方程

學(xué)霸的科幻世界 幸運(yùn)的球球 2245 2019-09-19 22:59:01

  四人站在一起又聊了一會(huì)兒。

  眼看這一批簽到的人來(lái)得差不多了,現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)接待的江大工作人員便將他們帶往停車場(chǎng),上了一輛大巴,直奔江城。

  舒爾茨他們幾人聊得不錯(cuò),上車之后,便在前后排坐下。

  “格里戈里,這幾年,你都在研究什么課題呢?”

  望月新一和佩雷爾曼并排坐著,問(wèn)道。

  佩雷爾曼甕聲甕氣道:“N-S方程!”

  “N-S方程?!”

  不管是望月新一,還是坐在他們前排的舒爾茨和斯迪克斯,都吃了一驚。

  N-S方程的存在性與光滑性問(wèn)題同樣是千禧年七大數(shù)學(xué)難題之一,無(wú)論在數(shù)學(xué)上還是在物理學(xué)上,都意義重大。

  在數(shù)學(xué)上,N-S方程屬于非線性偏微分方程的一種,它的光滑解可以讓人類更加深入理解方程的結(jié)構(gòu),確定非線性偏微分方程是否可能有長(zhǎng)時(shí)間的不規(guī)則漸進(jìn)解。

  在物理學(xué)上,一旦N-S方程的存在性與光滑性得以證明,人類可以更加深入理解湍流這一物理過(guò)程,進(jìn)而推動(dòng)航空航天、船舶制造、化學(xué)工程等工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。

  望月新一道:“有進(jìn)展了嗎?”

  佩雷爾曼搖了搖頭,說(shuō)道:“進(jìn)展不大,不過(guò)我感覺(jué),龐氏幾何的理論框架,說(shuō)不定能幫助我解決這一問(wèn)題,這也是我這次過(guò)來(lái)的原因?!?p>  舒爾茨等人不由得面面相覷。

  雖然他們都意識(shí)到龐氏幾何與代數(shù)幾何、算數(shù)幾何、偏微分方程等領(lǐng)域都有著重要而深刻的內(nèi)在聯(lián)系,卻并沒(méi)有佩雷爾曼這般篤定。

  這時(shí)。

  叮咚——

  舒爾茨的手機(jī)突然響了。

  舒爾茨拿起手機(jī),微微一愣。

  法爾廷斯通過(guò)WhatsApp給他發(fā)了一條信息。

  因?yàn)樯洗卧诎屠枰呀?jīng)將龐學(xué)林板書(shū)上的內(nèi)容理解得七七八八,因此,這一次,法爾廷斯和德利涅這兩位大佬都沒(méi)來(lái)江城。

  但法爾廷斯發(fā)來(lái)的信息,卻和龐學(xué)林有關(guān)。

  【舒爾茨,龐剛剛在arXiv上發(fā)布了三篇論文,我覺(jué)得第三篇,你應(yīng)該著重關(guān)注一下!】

  消息的最后,還有arXiv的論文鏈接。

  舒爾茨點(diǎn)擊鏈接,看了將近有五六分鐘,這才抬頭道:“龐剛剛在arXiv上傳了三篇新論文。第一篇叫做《龐氏幾何》,第二篇是《abc猜想的一種證明方法》,但真正重要的是第三篇論文,這篇論文的標(biāo)題為《一種具備廣泛意義的求解非線性偏微分方程組解析解的方法》……”

  話音落下,坐在他附近的雅各布·斯蒂克斯、望月新一、佩雷爾曼等人均為之一愣,臉上露出震撼之色。

  具備廣泛意義求解非線性偏微分方程組的方法?

  這不就是剛剛佩雷爾曼所說(shuō)的,龐氏幾何理論框架有可能幫助解決N-S方程存在性與光滑性的問(wèn)題嗎?

  如果龐學(xué)林真的找到這樣一種方法,那么國(guó)際數(shù)學(xué)界在證明N-S方程存在性與光滑性的問(wèn)題上,將前進(jìn)一大步。

  很快,大巴車內(nèi)陸陸續(xù)續(xù)開(kāi)始有人發(fā)現(xiàn)龐學(xué)林在arXiv上傳了新論文,車內(nèi)頓時(shí)喧鬧起來(lái)。

  “龐在arXiv上傳論文了!”

  “論文終于出來(lái)了,板書(shū)中的內(nèi)容跳躍性太大,有論文做參考,理解起來(lái)應(yīng)該就容易多了?!?p>  “第三篇論文是什么情況?求解非線性偏微分方程組的通用方法,這是在開(kāi)玩笑嗎?”

  “難道龐氏幾何還和非線性偏微分方程組有關(guān)聯(lián)?”

  “如果他真的找到普遍意義上求解非線性偏微分方程組解析解的方法,那豈不是意味著N-S方程也有可能得到證明?”

  ……

  大巴車內(nèi),與會(huì)的數(shù)學(xué)家們議論紛紛。

  要知道,非線性偏微分方程組很大一部分都是在刻畫(huà)這個(gè)世界本身的運(yùn)行規(guī)律,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。

  比如飛行器設(shè)計(jì)中的空氣動(dòng)力學(xué)模型,比如化學(xué)工程中吸收傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型,比如千禧年七大難題之一,描述粘性不可壓縮流體動(dòng)量守恒運(yùn)動(dòng)的N-S方程……

  目前,數(shù)學(xué)界針對(duì)不同類型的非線性偏微分方程,發(fā)展出了多種方法求精確解。

  如Tanh一函數(shù)法,Sine一Cosine方法,Jacobi橢圓函數(shù)展開(kāi)法,Riccati方程方法及F一展開(kāi)法等。

  這些方法一般都借助于計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng),給出非線性偏微分方程組的近似值。

  但方法本身就較為繁瑣,給出的解并不一定精確。

  而且只對(duì)部分非線性偏微分方程組有效。

  如果龐學(xué)林真的找到了普遍意義上求解非線性方程組解析解的辦法,那么,不但可以大幅度簡(jiǎn)化非線性偏微分方程組的求解過(guò)程,而且解的精確性也可以得到大幅度提高。

  這一點(diǎn),對(duì)整個(gè)科學(xué)界,工程界而言,意味著什么,不言而喻。

  當(dāng)然,就算龐學(xué)林給出了非線性偏微分方程求解析解的方法,也不意味著所有非線性偏微分都可以求出精確解了。

  畢竟這個(gè)世界本身就是混沌的,偏微分方程本身的復(fù)雜程度就是這個(gè)世界本身復(fù)雜性的一種體現(xiàn)。

  別的不說(shuō),就拿熱方程和波動(dòng)方程舉例。

  熱方程中有所謂的正則解,它能改善解的性質(zhì)。

  這就意味著,只要給出一個(gè)連續(xù)但不可微的初值條件,拿去跑熱方程,一瞬間,它會(huì)在任何大于0的時(shí)間t上都會(huì)變得光滑了。

  但這并不是一件好事。

  因?yàn)檫@也同時(shí)意味著,倒向熱方程會(huì)惡化解的性質(zhì)。

  所以對(duì)于倒熱方程,必須有一個(gè)光滑的(無(wú)窮可微)初值條件,才能保證解的存在。

  再來(lái)說(shuō)波動(dòng)方程。

  波動(dòng)方程并沒(méi)有正則解,給波動(dòng)方程一個(gè)二次可微的初值條件,它不會(huì)返回一個(gè)三次可微的解。

  對(duì)N-S方程而言同樣如此。

  ……

  大巴車喧鬧了一陣后,漸漸安靜了下來(lái)。

  大部分人要么拿著手機(jī),要么找出筆記本,開(kāi)始下載翻閱龐學(xué)林的論文。

  所有人都明白,假如龐學(xué)林真的搞定了非線性偏微分方程解析解的問(wèn)題,那么這一次,他這項(xiàng)成果的影響力,將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出數(shù)學(xué)界。

  ……

  江城大學(xué),教師公寓。

  龐學(xué)林伸了個(gè)懶腰,過(guò)去三周,他一直在爆肝寫(xiě)論文。

  總算在報(bào)告會(huì)前,將龐氏幾何、ABC猜想證明以及非線性偏微分方程組解析解的論文全部上傳到了arXiv上。

  在arXiv占坑后,他又將這三篇論文投稿給了《數(shù)學(xué)年刊》。

  這是在離開(kāi)巴黎前,他就答應(yīng)過(guò)德利涅的事。

  上次在巴黎的時(shí)候,因?yàn)闀r(shí)間不夠,他沒(méi)有將通過(guò)龐氏幾何求解非線性偏微分方程組解析解內(nèi)容發(fā)表出來(lái)。

  這一次,他準(zhǔn)備將自己在火星救援世界和流浪地球世界取得的所有成果,都一并公布出去。

  做完這些事,龐學(xué)林才長(zhǎng)長(zhǎng)松了口氣。

  隨后,他起身來(lái)到廚房,從冰箱里拿出一罐牛奶咕嚕嚕一口喝完。

  接著,龐學(xué)林又給齊昕留了個(gè)言,這才將手機(jī)靜音,回到床上,直接睡了過(guò)去。

  明天就是報(bào)告會(huì)開(kāi)幕的日子,他必須養(yǎng)足精神,接受全世界數(shù)學(xué)家的質(zhì)詢。

  

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