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第590章 CMS年会 十【NS报告会5-彻底解开了!】加更


(庆祝双菲,以及催更数首次破三千,加更一章。应该还只欠一更了。)

(但是第六卷大纲至今没有写好,第五卷结束很可能要休息一段时间(´o̴̶̷̤ㅂo̴̶̷̤`)  )

看到这个公式出现,报告厅中终于响起了一阵压抑不住的低声骚动。

一名青年学者确认自己没有看错之后,他转过头,小声问身旁的同事:

“我们今天参加的……不是数学会年会吗?”

旁边那位同事瞥了他一眼,用东北话回道:“我也知不道啊~”。

这场报告开始后的前四十分钟,徐辰还在使用函数空间、微局部分析和奇异剖面,对三维NS方程进行拆解。虽然现场绝大部分人都听不懂,但那好歹是不折不扣的纯数学。

可短短二十分钟之后,他已经越过连续介质力学,开始熟练调用克努森数、玻尔兹曼方程、分子碰撞项和非平衡态统计力学。

最让人感到荒谬的是,他在这两个领域里都没有表现出任何的生疏感。

后排有人压低声音,近乎自言自语地问道:

“他到底是数学家,还是物理学家?”

另一个人沉默片刻,苦笑着摇了摇头。

“现在看,学科的分类可能是我们的问题,不是他的问题。”

……

徐辰没有理会台下的躁动,继续说道。

“玻尔兹曼H定理说的是,一个孤立系统的信息熵,永远不会减少。只会增加,或者保持不变。这是热力学第二定律在微观层面的最严格表述。”

“它不依赖于任何特定的方程形式。无论是经典力学还是量子力学,无论是理想气体还是实际气体,只要系统是孤立的,熵就永远不会自发地减少。这是宇宙最底层的法则。”

“它保证玻尔兹曼层中的能量不会继续按照NS奇异剖面的方式无限集中,而是被转移到分子速度分布的热化过程中。”

“换句话说,那些疯狂增长的宏观涡量,在穿过Kn≈1的边界后,会被玻尔兹曼方程的碰撞项强制转化为微观的分子热运动。这是一个不可逆的过程。”

“也就是说,数学上即将冲向无穷大的那一束涡量,在物理上被拆解成了分子热运动。”

……

讲到这里,徐辰的语速不自觉地放缓了。看着白板上那行玻尔兹曼方程,他的内心深处,突然泛起了一丝悸动。

这是独属于理科生的浪漫。

十九世纪末,物理学正站在新旧时代的交界处。

当时,以恩斯特·马赫和奥斯特瓦尔德为首的“唯能论”和“连续统学派”如日中天,他们坚信物质是连续的,能量才是本质。而路德维希·玻尔兹曼则坚守着当时还无法被直接观测的“原子论”,试图用微观离散分子的统计热运动,来解释宏观的物理现象。

在那个年代,玻尔兹曼的H定理遭到了连续统学派长达十几年的猛烈围攻。

1906年夏天,长期受到健康问题与严重抑郁症困扰的玻尔兹曼,在意大利的杜伊诺结束了自己的生命。学术争论并不能被简单地视为这场悲剧的唯一原因,但那些漫长的质疑、反复的挫折与精神上的孤独,始终构成了他生命最后阶段无法忽视的背景。

令人无比惋惜的是,就在他离世前一年,爱因斯坦关于布朗运动的论文为原子存在提供了强有力的理论支持。随后在玻尔兹曼死后五年,让·佩兰的实验给出了决定性的证据。

原子是真实存在的。

玻尔兹曼是对的。

遗憾的是,他没能亲眼看到那场迟来的胜利。

但真理的接力棒,从未真正落地。

哪怕在物理上已经确认了原子的存在,但在纯数学界,“如何从无数个遵循牛顿力学的微观硬球粒子,严格推导出代表介观统计的玻尔兹曼方程”,在随后的一百多年里,始终是悬在人类头顶的乌云。这也是1900年大数学家大卫·希尔伯特提出的23个世纪难题中,第六问题的核心。

直到2024年,另一位同样出身于燕园的年轻华人数学家邓煜,与合作者哈尼、马骁一起,完成了从牛顿力学到玻尔兹曼方程的长时间严格推导。

而今天,徐辰所做的,恰好让这段历史完成了一次跨越百年的接力。

一百多年前,玻尔兹曼用离散的原子,击穿了连续统学派的傲慢。

一百多年后,徐辰又借助被邓煜夯实后的玻尔兹曼的理论,击穿了NS方程在连续介质假设下走向无穷奇点的幻象。

时隔一个多世纪,徐辰用百年前玻尔兹曼的工具,解决了千禧年难题,也算是对玻尔兹曼迟来的告慰。

……

徐辰将笔尖重重地点在公式的末尾,发出“哒”的一声敲击声。

这声音将他从跨越百年的浩瀚思绪中拉回了现实。他深吸了一口气,平复下胸腔里翻涌的情绪,退后半步,目光扫过这写得密密麻麻的第三块白板。

至此,整个证明的逻辑闭环,已经毫无破绽地呈现在了所有人面前。

实事求是地说,这最后一部分的数学推导,并没有前半场微局部几何流那样令人绝望的门槛。但真正令人拍案叫绝的,是徐辰基于物理现实的底层思考,以及那一手堪称神来之笔的变换。

前排贵宾席上,像爱德华·威腾、孔采维奇这样常年游走在数学与物理边界的顶级巨佬,此刻已经彻底看透了整个证明的骨架。威腾甚至激动得攥紧了双拳,眼底满是窥见真理的狂热;而孔采维奇则终于恢复了那看似悠闲的神情。

至于台下的绝大多数学者,虽然中途在天书般的推导中已经完全跟丢了进度,但当听到徐辰最后那句“爆破被拆解成了分子热运动”时,所有人都有种拨云见日、茅塞顿开的痛快感。

……

讲台上,徐辰将白板笔轻轻丢进笔槽。

压在心头大半个月的巨石终于落地,他的心情在此刻出奇的好。在给这场足以载入史册的报告会画上句号前,他甚至颇有闲心地抬起头,目光看似随意地扫过台下的媒体区。

在确认那位年轻摄影师的长焦镜头正死死锁定着自己之后,徐辰微微倾身,靠近了讲台上的麦克风。

全场两千多人仿佛心有灵犀,瞬间安静到了极致。

所有人都屏住呼吸,等待着这位年轻人,进行最后的宣判。

徐辰开口了。

“纳维-斯托克斯方程,在这个世界的教科书里,已经静静地躺了将近两百年。”

“在这两个世纪里,人类用它造出了突破音障的超音速战机,造出了潜入马里亚纳海沟的深海潜水器,甚至用它精准预测了木星表面那场持续了数百年的大红斑风暴。”

“可是,面对这杯再普通不过的白开水,面对这阵微不足道的微风,我们却始终无法在严谨的数学上证明,它究竟会不会在下一秒发生崩溃。”

徐辰扫视观众,继续讲道。

“量子力学创始人海森堡,生前曾留下一句著名的玩笑。”

“他说:‘当我见到上帝时,我会问他两个问题:什么是相对论?什么是湍流?我相信,上帝也只能回答出第一个。”

“海森堡或许是对的,这个问题难到连上帝都可能沉默。”

“但是今天……”

“我们可以自豪地向全世界宣布——”

“关于三维流体的秘密,那个连上帝都无法回答的问题……”

“此刻的人类,亲手摸到了他的边界!”

……


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