第170章 看论文也是度假,不愧是NS方程(2/2)
看着妻子离开,费弗曼立刻转回身,目光重新锁死在那个关于「稀疏性约束」的最后一步推导上。
「来吧,叫林叶的华国少年————」他轻声自语,手中的钢笔再次在纸上飞舞,「让我看看,你是怎么把这个逻辑闭环扣上的。」
华国上京大学。
——
林叶并不知道此时正有一位世界上最顶尖的数学家之一,在看着自己的那篇论文,甚至还为自己的论文而拍案叫绝。
随着国庆节结束,全体师生重新回到了课堂,继续新的课程。
特别是对于绝大多数新生来说,讲军训时间除去的话,他们满打满算也就相当于上了两个周的课而已,还属于新一周呢。
上京大学,理教203教室。
秋日的阳光通过明净的玻璃窗洒在课桌上,空气中弥漫着粉笔灰和书卷混合的特有味道。
讲台上,负责《数学分析》课程的老教授正神采飞扬地挥舞着粉笔,黑板上密密麻麻地写满了关于「一致连续性」的E一δ证明过程。
「同学们,一定要注意,逐点连续和一致连续的区别,就在于这个δ是否依赖于————」老教授的声音洪亮,穿透力极强。
前三排的座位早已被他们英才班的学霸们挤得满满当当,每个人都昂着头,眼神狂热,手中的笔飞速记录着板书,生怕漏掉哪怕一个符号。
这里就是卷王区,而他们数院最不缺的就是卷王,更不用说是他们英才班了。
几乎每次上课,都是一堆人在抢着前排的位置,要是没有抢到,大概还会觉得可惜。
而在常人眼里,这才是好学生该有的样子。
然而,所有人的余光,偶尔都会不由自主地飘向教室的最后方。
所谓后排靠窗,王的故乡。
林叶就静静地坐在角落里,单手转着笔,阳光打在他的侧脸上,给整个人镀上了一层淡淡的金边。
他的桌上没有摊开教材,也没有记笔记的笔记本,只有一叠杂乱的草稿纸。
对于这种不听讲的行为,无论是讲台上的老教授,还是周围的同学,都表现出了一种诡异的默契视而不见,甚至觉得理所当然。
「听说林神最近看的都是什么几何测度论的书,甚至还是外文原版的书。」前排一个戴眼镜的男生小声跟同桌嘀咕。
「几何测度论?那不是研究生高年级才看的吗?」同桌倒吸一口凉气,「咱们还在上数学分析,人家已经在研究测度了?」
「这算什么,现在不都是在传,说林神现在是被当成少年院士培养的,本科这几年就是走个过场,搞不好大二直接直博了,再稍微离谱点,我们可能刚本科毕业,林神就已经拿到博士学位了。」
「嘘,别说了,这就是世界的参差————」
同学们的议论声很轻,完全没有干扰到林叶。
事实上,林叶此刻根本听不到外界的任何声音。
他的大脑现在是完全沉浸在一个疯狂旋转的流体世界里。
从那天在上京饭店庆功宴上取得了灵感之后,他就一直在沿着那个思路思考着后面该怎么走。
此时,他面前的草稿纸上,一行行复杂的张量算子如同蜿蜒的蛇阵。
【aw/at+(u7)w=(w.7)u+v△w】
这是三维纳维—斯托克斯方程的涡量形式。
林叶的笔尖停留在右边的非线性项(ω·)u上。
这一项代表了涡旋的拉伸,正是它导致了涡量的增长,是结果可能发生爆破的罪魁祸首。
「那天我发现,当涡量ω趋于无穷大时,涡度方向ξ会倾向于与变形张量$的中间特征矢量对齐。」
林叶在纸上画了一个示意图,心中默默思索着。
「如果这种对齐是严格的,那么涡旋拉伸项就会被耗竭,非线性增长就会被压制成线性的,甚至更弱。那样的话,全局正则性就证出来了。」
他在纸上写下了一行不等式推导,试图利用这种几何对齐来控制Lp范数的增长。
【∫—(R^3)ω(p—2)ωSwd≤C∫—(R^3)|w|^pd】
笔尖在纸上飞快地游走,一行行逻辑严密的推导如同流水般泻出。
然而,写着写着,林叶的手突然顿住了。
他在纸上画了一个大大的叉。
「不对——没这么简单。」
林叶眉头紧锁,死死盯着公式中的压力项。
在S方程中,速度u和涡度ω并不是独立的,它们通过模拟静磁学中的比奥—萨伐尔定律的数学关系联系在一起。
这就意味着,流体的相互作用是非定域的。
「虽然我能在局部看到几何对齐的趋势,但是——」
林叶在草稿纸的边缘写下了里斯变换几个字,并在下面重重地划了两道横线。
「里斯变换是一个奇异积分算子,它是非定域的,这意味着,这里的几何结构,会受到无限远处流场的影响。」
「这就导致了一个悖论:我试图用局部的几何对齐来控制涡量的增长,但控制速度u
的压力场却是由全空间的涡量分布决定的。」
「局部的几何约束,能不能压得住非定域的积分发散?」
林叶手中的笔悬在半空,迟迟落不下去。
他发现自己陷入了一个死循环之中。
要证明不爆破,需要证明几何对齐;要证明几何对齐,需要知道速度场的梯度性质;
而速度场的梯度性质,又反过来依赖于涡量是否爆破。
「这完全就是一个逻辑闭环————根本找不到下手的地方嘛————」
林叶看着纸上那个未完成的证明,眼中闪过一丝困惑。
他原本以为只要抓住了那个几何对齐的现象就能顺藤摸瓜,就像是他前面几次解决问题,都是抓住了一个关键之后,然后就能够从这个关键发现缺口,从而实现问题的突破甚至是解决。
但现在看来,纳维—斯托克斯方程的本身,远比他想像的要狡猾,它就像一个滑不溜的泥鳅,每当你以为抓住了它的七寸,它就会利用非定域性从你指缝里溜走。
「不愧是纳维—斯托克斯方程啊————难怪能够难住整个数学界————」
林叶在心中长叹,表示自己算是见识到了什么叫做世界级的难题了。