第282章 MHD方程解耦問題,保密優青項目
將那篇關於H邊界層層流化的論文投給PL之後,林葉就徹底把它拋到了腦後,完全沒有再去關注後續的審稿進度。
無論是能不能過稿,亦或者是會引起多大的轟動,那都是物理學界該頭疼的事情。
對於林葉而言,那篇論文代表的僅僅只是過去的成果。
接下來的一段時間,他將所有的心思,全部撲在了那個真正讓他感到棘手的目標上——
【三維非線性磁流體力學方程解耦問題】。
這個問題從一開始,就給林葉帶來了前所未有的研究難度。
即使是以他單槍匹馬解決千禧年數學難題的能力,也很難在這個問題的研究進度上達到什麼勢如破竹的程度。
坐在書桌前,林葉看著草稿紙上一行行扭曲交錯的偏微分方程,眉心緊緊擰在了一起。
他現在終於深刻地體會到,解決一個純粹的數學難題和一個宏大的物理難題,在本質上到底有著怎樣的區別。
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在此之前,他證明N方程的無條件全局正則性,那是一個純粹的數學問題,對於此類數學問題的難,歸根結底在於數學工具的匱乏。
所以他當初解決這個問題的方法,就是憑藉逆天的天賦,硬生生搞出了【算術辛容量理論】這個全新的數學工具,然後便將其解決了。
只要工具找對了,邏輯閉環了,數學問題自然迎刃而解。
但現在的MH問題,卻屬於另外一種性質上的難。
這不僅僅是數學工具夠不夠用的問題,而是因為物理世界的現實反饋太過於複雜和混沌。
MH的本質,是將流體力學的N方程與電磁學的麥克斯韋方程組進行強行耦合,這就導致了一個極其變態的非線性死循環:流體的運動會改變磁場的分布,而磁場改變後產生的洛倫茲力,又會反過來強行改變流體的運動軌跡。
在三維空間中,這種相互影響的物理反饋一旦用數學語言表達出來,就會變成一團極度混亂的多變量方程,你甚至不知道該先求解哪一個參數,因為它們無時無刻不在互相干擾。
不過,好在林葉擁有【方程-物理視界】這項能力。
所以在最初的推導階段,每當他在那團非線性的多變量方程里迷失方向時,【方程-物理視界】就能夠起到關鍵性的作用。
根據自己寫下的方程,他能夠意識到方程背後所代表的宏觀流場,直觀地看到哪裡出現了物理邏輯上的崩潰,然後迅速在紙面上調整數學張量。
依靠著這種完全就是開掛作弊的手段,即使難度極高,林葉終究還是在這個多變量方程的泥潭裡穩步地向前推進著。
他一點點地剝離了電磁場的散度項,理清了流體對流項的邊界約束。
直到九月下旬的某一天。
當林葉已經處理好了所有外圍的耦合變量,準備提筆向MH方程的真正核心挺進時,他終於避無可避地撞上了那堵最堅硬的牆——
拓撲磁結問題。
當他在草稿紙上寫下描述三維磁場旋度的核心非線性算子時,林葉習慣性地想要通過【方程-物理視界】來看看這組方程對應的物理圖像。
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然而,這一次,他的視界裡沒有任何畫面投影出來。
【方程-物理視界】完全沒有生效!
林葉猛地放下筆,靠在椅背上長長地嘆了一口氣。
「終於還是研究到這一步了嗎……」
他看著紙上那幾個乾癟的字母,眼中閃過一絲無奈,但更多的卻是意料之中的凜然。
他很清楚,視界之所以不起反應,不是因為天賦失效了,而是因為他寫下的這組方程在物理上直接走向了發散和無窮大。
沒有穩定的物理現象,視界自然無法投影。
而這個所謂的【拓撲磁結問題】,正是讓整個國際等離子體物理學界,以及所有研究MH方程的學者們都望而生畏的終極夢魘。
在三維空間中,導電流體一旦劇烈運動,那些看不見的磁感線並不會乖乖地平行排列,它們會像毛線一樣互相扭曲、纏繞,甚至打成一個個極其複雜的死結。
更可怕的是,當這些死結越勒越緊,最終在微觀層面突然斷裂並重新連接,也就是磁重聯機制,會瞬間釋放出恐怖的爆炸能量。
在宏觀宇宙中,這就是太陽耀斑爆發的原因;在實驗室里,這就是托卡馬克核聚變裝置等離子體瞬間失控的癥結所在!
想要在數學上解開這種隨時在動態地產生和消失的三維拓撲死結,難度簡直不亞於徒手上青天。
值一提的是,幾天前才剛剛接手了林葉那篇PL論文審稿工作的愛德華·威滕,當年之所以能以物理學家的身份拿下菲爾茲獎,正是因為他在拓撲量子場論與瓊斯多項式,也就是紐結理論之間建立了十分關鍵的聯繫!
也就是說,想要在數學上描述這些磁感線的結,甚至需要用到菲爾茲獎級別的拓撲數學工具作為起步!
「連方程-物理視界都看不到具體的流形演化了,這說明我在拓撲紐結和高級磁流體動力學方面的基礎理論儲備,已經完全跟不上了。」
林葉揉了揉有些發脹的太陽穴。
巧婦難為無米之炊。
天賦再逆天,也不可能憑空捏造出自己大腦知識庫里根本不存在的高階理論。
他腦海中一時間閃現過一個念頭,直接開啟系統獎勵的那個【30天自由修煉空間】,用系統提供的學習資料來迅速幫助自己彌補所缺少的知識。
但仔細一想,他還是放棄了。
才剛開始遇到問題,就直接使用這個自由修煉空間的話,未免有些暴殄天物了。
已經體驗過一次自由修煉空間之後,他很清楚這個獎勵有多有用,所以必須在最合適的時候去用,好鋼要用在刀刃上。
「還是去趟圖書館,好好啃一啃拓撲幾何和磁重聯方向的專著了。」
林葉打定主意,站起身簡單收拾了一下桌子上的草稿紙,抓起外套準備出門。
「嗡嗡嗡——」
:
就在他手剛碰上宿舍門把手的時候,口袋裡的手機忽然震動了起來。
林葉掏出手機一看,是陳景明打來的。
「喂,陳爺爺?」林葉接通電話。
「葉兒啊,在忙什麼呢?」電話那頭傳來陳景明笑呵呵的聲音,「你之前申請的那兩個課題,現在也要辦一下結題手續了,所以你現在過來一下,跟你說一些細節。」
「我現在正準備出門去圖書館呢。」林葉回道,「行,那我先過去找您,您現在在研究中心那邊吧?」
「是的。」
「好嘞,馬上到。」
林葉掛斷電話,將原本打算帶去圖書館的幾本參考書扔回書桌上,推開門,改變了目的地,大步朝著上京國際數學研究中心的方向走去。
……
十幾分鐘後,林葉熟門熟路地來到了屬於陳景明的那個獨立小院。
主辦公室的門半掩著,林葉剛走到門口,就聽到裡面傳來一陣激烈的討論聲,甚至還伴隨著粉筆用力敲擊黑板的「噠噠」聲。
林葉伸手敲了敲門,但裡面的人討論太投入,根本沒人理會。
他索性直接推開門走了進去。
寬敞的辦公室里,陳景明正背著手站在一塊巨大的黑板前,眉頭緊鎖。
而在他旁邊,還有三四個三十歲出頭的青年學者——看胸牌,都是陳景明團隊裡的博士後或者青年副教授。
這群人正盯著黑板上一長串複雜的流體邊界層方程抓耳撓腮。
「陳老,這個高頻振盪項代入之後,雷諾應力張量在這裡必然會產生一個點,疊代根本無法收斂啊。」一名戴眼鏡的青年研究員苦惱地說道。
「是啊,如果不把這個點平滑掉,後面的數值模擬根本跑不下去。」另一人附和道。
陳景明沒有說話,顯然也正在腦子裡飛速推演著破局的方法。
這個課題倒不是他自己申請的,而是他手下團隊裡面的人最近接手的一個國家級重點研發計劃的子課題,當然還是掛在他的名頭下面的。
他的團隊已經卡在這個數學難點上有一段時間了,這次也是來找他想想辦法。
就在幾人一籌莫展的時候,一道年輕且平靜的聲音忽然從他們身後傳了過來。
「為什麼要平滑掉?你們把這裡的雷諾應力張量,做一個辛流形上的伴隨映射,把它轉移到餘切叢上,這個點在代數層面上自然就相消了。」
話音未落,一隻手越過了那個戴眼鏡的青年,從黑板邊緣拿起一截半長的粉筆。
「唰唰唰——」
:
林葉站在黑板前,甚至都沒有停頓思考,直接在那個卡死眾人的點下方,極其流暢地補上了兩行基於算術辛容量理論的映射算子。
最後一筆落下,原本死路一條的方程組,豁然開朗,直接導出了一個極其優美的封閉解析解!
整個辦公室瞬間陷入了死一般的寂靜。
那幾個青年研究員瞪大了眼睛,看著黑板上那兩行堪稱神來之筆的推導,足足過了十幾秒,才猛地反應過來,倒吸了一口冷氣。
「臥槽……通了?!」
戴眼鏡的青年激動地一拍大腿,猛地轉過頭,這才發現剛才搶過粉筆的人是誰。
「林……林神?!」
看清林葉那張年輕過分的臉,這幾個在外界也算上是青年才俊的學者,頓時激動語無倫次,眼神里全是看待怪物和偶像的狂熱。
在學術界,達者為師。
以林葉如今就在流體力學圈子裡面的地位,除了極少數大牛,其他人看到他那都放尊重點。
而剛才這隨手一點撥,更是讓這幾位青年學者深刻體會到了什麼叫大佬一出手,便知有沒有。
「林神!太感謝了!這一手簡直絕了!」戴眼鏡的青年滿眼放光,一把抓住林葉的胳膊,「林神,你最近有空嗎?要不乾脆來指導一下我們這個項目組吧?有你在,這課題咱們絕對能提前半年結題!」
「去去去,瞎湊什麼熱鬧。」
還沒等林葉開口,一旁的陳景明就笑罵著一人踹了一腳,把這幫激動過頭的徒子徒孫趕到了一邊。
「人家林葉現在應該研究的問題那都是最前沿的問題,讓他來給你們這個幾百萬的小項目當苦力,你們可真敢想!趕緊拿著公式滾回去跑數據去!」
幾名研究員被大老闆一頓笑罵,也不敢反駁,只是眼巴巴地跟林葉加了個微信,這才如獲至寶地抄下黑板上的公式,興沖沖地退出了辦公室。
等這群人一走,辦公室里頓時清靜了下來。
「你小子,現在這眼光是越來越毒辣了。」
陳景明走到茶海前坐下,一邊洗著茶杯,一邊笑著調侃道:「剛才那幾步推導,簡直是一針見血,就憑你現在這水平,我看用不了幾年,我看這『林博士』就改口叫『林院士』了。」
「陳爺爺您就別捧殺我了。」林葉拉開椅子坐下,隨意地笑了笑,「剛好碰上了我熟悉的數學領域而已,真要論工程流體的經驗,我可比各位師兄差遠了。」
「行了,不跟你扯淡了,再說下去你又要謙虛個沒完了,說正事。」
陳景明將一杯泡好的大紅袍推到林葉面前,臉色變認真起來:「把你叫過來,主要是為了你那160萬的國家自然科學基金結題的事兒,之前幫你轉了經費途徑,去買了那些設備,現在的帳目情況怎麼樣?經費還剩多少?」
林葉回憶了一下前段時間的開銷:「電源、示波器、波形發生器啥啥的,加上這段時間亂七八糟的材料費,大頭基本都花完了,大概還剩下不到十萬塊錢的樣子吧。」
「還剩十萬?」陳景明眉頭一皺,敲了敲桌子,「不行,十萬也是錢,這十萬塊錢,你必須想辦法一分不剩地全花出去,把帳面給我清乾淨。」
「花個錢而已,還能把你這小伙子給難住了?」
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「一點都不能剩啊?」林葉摸了摸下巴。
他在腦子裡過了一圈,暫時確實不缺什麼大型設備了,就算真缺,那也不是10萬打住的,比如他現在想買那麼一台高精尖的五軸數控工具機回來,這10萬那就差的遠了。
不過想到數控工具機,林葉頓時就有了法子。
「那要不這樣吧,」林葉給出了一個簡單粗暴的方案,「直接全部劃給工學院那邊的先進位造中心了,說不定以後還要用到他們的工具機。」
之前他就給那邊劃了十萬過去當機時費和材料損耗費,這次索性全充值了。
也算是成為他們那邊的VP了。
陳景明聽完,滿意地點了點頭:「這個法子還行,反正不管你怎麼花,只要能把帳走平就行。」
解決了經費結題的繁瑣事情,陳景明拉開抽屜,從裡面拿出了一份印著國徽和紅頭標誌的全新文件表,直接遞到了林葉的面前。
「看看這個。」
林葉疑惑地接過文件,低頭一看,目光瞬間凝滯。
《國家自然科學基金優秀青年科學基金項目申請書》。
「陳爺爺,這……是優青?」林葉有些震驚地抬起頭。
陳景明笑了笑,「雖然暫時你確實還當不上林院士,但是當個林優青還是沒問題的。」
林葉哭笑不,「不是這個問題……」
作為已經拿過青基項目的他,對於這些國內學術晉升的路線已經是有所了解了。
「優青」作為僅次於「傑青」的國家級人才項目,含金量極高,通常是給那些三十多歲,已經在各自領域取突出成果的青年學者準備的
而且,它的硬性要求就是申請人必須具有博士學位。
「陳爺爺,我才剛直博入學一個月,連博士的邊都沒摸到呢,哪有資格申請這個?」林葉苦笑道。
「規矩那是給普通人定的。」
陳景明靠在椅背上,笑呵呵地端起茶杯:「都和你說幾遍了,你小子要對自己的學術地位有足夠的認知。昨天我去基金委幫你辦結題手續,順道也準備幫你要個課題過來,結果我剛張口,人家基金委的主任二話不說,直接把這份優青的申請表硬塞到了我手裡。」
陳景明指著那張表,「要我說啊,直接把傑青的申請表塞給你都沒問題,不過現在國家不允許逆層次申請,申請了傑青之後就不能申請優青了,所以咱們還是一步步來,把錢先拿到手再說。」
聽到這番解釋,林葉雖然還是有些哭笑不,但也還是坦然接受了這個說辭。
既然國家願意開綠燈砸錢,他自然沒有往外推的道理。
「優青項目的經費額度通常在200萬左右,周期三年。」
陳景明指了指申請表上的空白處,帶著幾分調侃的語氣說道:「經費管夠,但你也填個像樣的課題名字上去,咱們可事先說好,這次你申請的課題總該正常點了吧?別又像上次的時候一樣,直接給我整一個千禧年七大數學難題的證明上去,你想把評審專家的心臟病嚇出來啊?」
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陳景明擺了擺手:「要是暫時沒想好,就把表拿回宿舍慢慢想,想好了再來找我。」
林葉看著手中的那張價值200萬的表,隨後就和上次一樣,開口道:「不用了,陳爺爺。」
「我已經想好要填什麼了。」
說完,他低下頭,沒有絲毫猶豫,直接在申請表的【項目名稱】那一欄,龍飛鳳舞地寫下了一行字。
陳景明原本還端著茶杯,頗有些驚訝,沒想到林葉居然又想好了?
然而,當他好地探過頭,看清林葉填出來的那個課題名稱後,他臉上的笑容瞬間僵住了。
那是一種從輕鬆閒適,極速轉變為凝重,甚至帶著一絲驚悚的表情變化。
陳景明猛地放下茶杯,死死地盯著表格上的那行字,呼吸都變有些急促起來。
【三維非線性磁流體力學方程解耦與拓撲磁結解析】
「葉兒……」
陳景明的聲音不復剛才的輕鬆,甚至帶著幾分極其罕見的嚴厲。
他抬起頭,目光死死地盯著林葉,再三確認道:「你確定你要在國家基金的申請表上,填這個課題?」
「確定。」林葉點了點頭,放下筆,「這是我接下來必須要解決的問題。」
「你……」
陳景明深吸了一大口氣,強行壓下心頭的翻江倒海,壓低聲音問道:「你知道這個問題一旦被你在數學上徹底解決,對這個世界意味著什麼嗎?!」
「當然知道。」
林葉迎著陳景明嚴厲的目光,用十分平靜的語氣給出了回答。
「MH方程的完美解耦,意味著人類將徹底掌握高能等離子體在磁場中的拓撲約束規律。」
林葉極其清晰地吐出了那個足以改變人類歷史進程的名詞:「往大了說的話,這是托卡馬克裝置解決磁重聯問題的關鍵,將能夠極大地幫助到等離子體的穩定性,甚至是優化磁約束設計。」
「從某種程度上來說……在磁約束核聚變裝置中,等離子體控制這一問題,將基本不再是問題。」
辦公室里陷入了死一般的寂靜。
陳景明看著眼前這個不過十九歲的清秀少年,看著他那雙清澈的眼睛,足足過了半分鐘,才有些無奈地深深長嘆了一口氣。
「我真是老了……我這個糟老頭子,是徹底看不懂你們這些年輕人了。」
陳景明苦笑著搖了搖頭:「你知不知道,你剛才用最平淡的語氣,說出了一個足以直接改寫全球能源格局的恐怖詞彙?」
沒等林葉開口,陳景明臉上的苦笑瞬間收斂,取而代之的,是極其鄭重的嚴肅。
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他一把抓起桌上的那份優青申請表,直接塞進了旁邊的一個保密文件袋裡,然後猛地站起身,抓起掛在衣帽架上的外套。
「原本以為你只是想搞個先進點的什麼固態風扇模型,結果你小子直接奔著人造太陽的底層代碼去了!」
陳景明一邊穿外套,一邊極其嚴肅地對著林葉下達了指令:「從現在起,關於這個課題的任何一個數學符號,都不允許向除了我之外的任何人透露!」
「這個優青項目絕對不能走常規的同行評審,一旦泄露,後果不堪設想,這已經涉及到國家最高安全級別的保密流程了。」
陳景明拉開辦公室的大門,頭也不回地說道:「走!跟我去一趟基金委的特殊項目部。老頭子我今天就算豁出這張臉,也把你這個項目,直接報給國防科工局和最高保密局!」
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