第140章 求解成功能讓人類文明上一個新高度
重生2013:超級科技帝國 昭靈駟玉 加書籤 章節報錯
千禧年時期,阿鎂立卡的克雷數學研究所釋出了七個千禧年數學難題懸賞令,只要有人解決其中任何一個難題就能獲得100萬美元賞金。
這七個難題分別是:npc完全問題、霍奇猜想、龐加萊猜想、黎曼猜想、楊-米爾斯存在性與質量間隙、納維-斯托克斯方程、貝赫-斯維訥通-戴爾猜想。
值得一提的是,這七大難題現在只剩下六大了。
其中的龐加萊猜想已經在2002-2003年由鵝國數學家格里戈裡·佩雷爾曼解決。
孟秋顏站在旁邊觀看著若有所思地說:“流體最難量化的就是微觀上的不可控,如果要從微觀層面分析每個微觀粒子的運動簡直是天方夜譚。”
“流體力學巧妙的設計就是繞過微觀,直接從宏觀尺度量化這些微觀粒子組成的整體,要從無數個不可控的變數中找到整體系統的不變數,而這些不變數總是遵守某些守恆定律。”
“不管流體中有多少微觀粒子,總能用壓強、溫度、速度和密度四個物理量描述。”
“在不變中求變,變中求不變,遇事不決先找不變數,這個不變數就是守恆量,任何事物都存在守恆量,流體也是同理。”
嚴格的來講,不變數和守恆量不是一個東西,這是兩個不同的物理概念。
末了,孟秋顏長長的吐了吐一縷氣,她再次看向白板上的內容,疑惑地說道:“這些我看著也不像是要解納維-斯托克斯方程啊,難道是我太笨了嘛……”
陸安回頭瞄了眼女友,說道:“的確不是解納維-斯托克斯方程的,但也是,要解這個方程,現有的數學體系搞不定,所以要創造新的理論工具來解決它。”
此話一出,孟秋顏當場一愣,這種話也就只有他敢說得出來了。
陸安收回目光繼續自己的事情。
良久,她反應過來,頓時搖了搖頭自顧自地說:“算了算了,懵比又傷腦,我還是負責崇拜吧,懵比但不傷腦。”
但過了片刻,孟秋顏又忍不住道:“話說,你真能解決納維-斯托克斯方程?”
陸安頭也不回地說:“能。”
聽到他這話,孟秋顏眨了眨大眼睛說:“真能找到納維-斯托克斯方程解析解,人類文明怕是能上一個新高度。”
孟秋顏雖然看不懂,但她也知道如果解決納維-斯托克斯方程的“存在性與光滑性”問題,將是數學和應用科學領域的一場革命性突破,其影響遠超流體力學本身。
在數學領域能推動非線性偏微分方程理論的飛躍,納維-斯托克斯方程是典型的非線性耦合偏微分方程,其解的性質是現代分析學的核心難題。
解決這一問題需要創造全新的數學工具,而這些工具被推廣到其它非線性方程,比如愛因斯坦場方程、量子力學方程等研究中,能極大的改變人類對複雜系統數學描述的理解。
而在物理與工程領域,能從“經驗科學”走向“理論精確”,這也是陸安要花時間解納維-斯托克斯方程的最大原因,他要解決切切實實的實在問題。
目前,工程中對流體流動的預測依賴數值模擬,如飛行器氣動設計、天氣預報、油氣管道輸送等。
但是數值方法的可靠性基於兩個隱含假設:解在模擬時間內是光滑的,否則數值結果會失真;其次即便存在湍流,其複雜但有限的尺度仍可被網格捕捉。
若是證明三維納維-斯托克斯方程存在全域性光滑解,將從理論上驗證數值模擬的可靠性,只要網格足夠精細,就能準確描述流動,無需擔心奇點導致的不可預測性。
這一突破能讓航空航天、能源、船舶領域的設計從“經驗試錯”轉向“理論驅動”。
說人話就是效率大幅提高,成本大幅下降。
例如,精確預測阻力與升力,設計更節能的飛行器;精確模擬湍流混合,最佳化發動機燃燒效率;更可靠的模擬大氣渦旋演化,提升天氣預報精度。
不僅是物理與工程領域能迎來革命性突破。
在氣候與環境領域,具備更精確的海洋環流、大氣運動模擬,提升對全球變暖、極端天氣的預測能力。
在生物醫學領域,精準模擬血液在血管中的流動,氣流在肺部的運動,推動疾病醫療與醫療器械設計。
在能源領域,最佳化風力發電機葉片形狀,如利用湍流能量,改進核反應堆冷卻系統,避免區域性高溫等。
總而言之,納維-斯托克斯方程是連線純粹數學與應用科學的橋樑。
解決這個問題將重塑人類對流體運動的掌控能力,從理論到實踐深刻改變航空航天、能源、氣候、生物等諸多領域,甚至可能催生全新的技術革命。
不只是納維-斯托克斯方程的解已經在陸安心中,千禧年的另外五個難題他都知道怎麼解決。
因為,真理就在他的大腦裡。
這都是陸安前世遭遇那場宇宙級災難真空衰變的緣故,他的意識奇蹟般的在真空衰變後,以某種未知狀態倖存了下來,並且在那個奇異狀態期間洞悉了真理,一系列困擾他數百年的問題都已豁然開朗。
“你要是解決了納維-斯托克斯方程問題,很可能會同時拿下菲爾茲獎和諾貝爾物理學獎。”
孟秋顏說著垂眸略作沉吟,她抬眼看向陸安,嘴角一揚,微笑著又道:“噢~,還有克雷數學研究所的賞金,足足100萬美元呢,這應該是世界上最難賺到的100萬美元了吧。”
陸安瞄了眼女友,用以輕鬆的語調說:“納維-斯托克斯方程解析解的價值可不止100萬美元,就算100萬億美元都不算多,它相當於是推動人類科技發展的倍增加速器,短期內可迎來一波技術爆炸,其價值難以用具體的數字來量化。”
孟秋顏好奇地問道:“解出來後,你打算什麼時候發表論文?”
聞言,陸安頓時一笑:“發表論文?這可不能隨便亂髮,要提前跟國家溝通,獲得批准才行,不批准就不能發。”
陸安要是不聲不響地發表出去,成了既定事實,國家也只能認了。
然後派人過來埋怨幾句,這麼大的事招呼都不先打一聲,以後再有類似的事一定要事先彙報。
陸安說道:“納維-斯托克斯方程涉及到眾多應用科學領域,會帶來巨大的技術進步,光是對軍工裝備,如飛機、戰鬥機的研製,還有航天領域等,這就涉及到國防和高精尖領域。”
當下科技人員的研發思路,主要還是依賴“經驗歸納”與“試錯積累”,不斷進行試錯,這樣成本高效率還慢,但因為理論不精確,也只能進行試錯積累去驗證,直至找到正確答案。
納維-斯托克斯方程的解決,從經驗模擬到理論精確,本質上是讓“理論預測”更加可靠,從而減少試錯的成本。
打個比方,當理論精確度是70%的時候,需要試錯驗證1000次才能找到答案。
而納維-斯托克斯方程的解決,一下子將理論精度提升到了99.999%以上,原本需要1000次試錯驗證可能就只需要10次甚至一次就找到答案了。
這無疑能極大的減少試錯成本和時間成本,效率也大幅飆增。
搞定了納維-斯托克斯方程,就能讓當下的實際驗證的角色從原來的“主導者”和“唯一依據”轉變為理論的“校準器”和“邊界探測器”。
當你還在用傳統經驗科學進行試錯主導的那套邏輯去研製一款新戰機、新火箭,需要十年二十年,投入的資金幾百億甚至上千億。
而我搞定了納維-斯托克斯方程,做同樣的事情,時間週期從按“年”變成按“月”為單位計,我十幾個月就能實現一款新火箭從立項到首飛,投入的資金還大幅驟降。
你費錢費時費力,我省錢省時省力。
這其中的優勢,不言而喻。
孟秋顏想了想也不由得點點頭說:“要是純粹的理論數學層面,公開發表也無妨,但涉及到應用科學而且還能迅速轉化成果的話,確實不宜公開發表。”
這時,陸安略作沉思忽然道:“還是得發表。”
孟秋顏:“???”
陸安與之對視著笑道:“發表出來,但讓他們看不懂就是了,我在論文裡融些其它因子,使得驗證成本突破天際,讓外界無法證明也無法證偽。”
孟秋顏感到困惑不解:“這不是多此一舉?”
陸安搖頭道:“這很有必要,我把納維-斯托克斯方程解決了可不是將其束之高閣孤芳自賞,是要轉化應用的,而到應用階段的時候是肯定瞞不住的,能輕鬆推測出我搞定了這個方程。”
“這玩意影響巨大,上邊大機率會讓我在內部公開,從而推動國家在多個科技領域整體快速進步,我要是捂著不放,那就顯得沒格局還有點不識大體了。”
說到這裡,陸安看向若有所思的孟秋顏,微笑著補充道:“所以,我把論文發表出來,但全世界無論國內外沒一個人能看得懂,這總不能怪我了吧?”
孟秋顏不由得點了點頭,她也知道陸安此舉更多的是一種自我保護策略。
當全世界只有陸安能看得懂,他就有了不可替代的屬性,全都仰賴他,那他就不能出一點事,這就能很好的震懾潛藏暗處的覬覦者。
哪怕有人想硬摘桃子,也會有更多的人站在陸安這邊,把覬覦者給孤立,甚至合力把對方給滅了。
隨著以後的事業體量越做越盤大,其中的利益也會愈發錯中複雜。
此時的孟秋顏也尤為高興,那是被信任帶來的喜悅,因為這種事情陸安都坦誠的跟她說。
她也深知其中的利害關係,這種事情只能自己跟陸安關起門來說,就連自己的父母都不能透漏半點,這也是為什麼陸安能放心跟她交談這些事。
過了一會兒,孟秋顏望著陸安忍不住嬉笑顏開地道:“我彷彿看到不久後,全世界的數學家和理論物理學家抓狂的畫面,看都看不懂,搞不好信心都會備受打擊,甚至自我懷疑人生。”
聞言,陸安笑道:“只是自己看不懂會很受打擊,但大家都看不懂,那就釋然了。”
大家都看不懂,說明不是自己菜,而是陸安太強。
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