陶哲轩喝了一口橙汁,思绪似乎回到了几年前那个死磕偏微分方程的日日夜夜。
「物理直觉其实很简单。」
「想像一个巨大的水流漩涡。在N-S方程的描述下,这个大漩涡会因为粘性耗散而分裂成几个小漩涡,小漩涡又会继续分裂成更小的漩涡。」
「这就是所谓的『能量级联』。」
「在正常情况下,能量会随着漩涡的变小而逐渐耗散成热能,流体最终归于平静。这就是我们常说的『光滑解』。」
陶哲轩停顿了一下。
「但是,如果在某一种极端的初始条件下,这些分裂出来的小漩涡,不仅没有耗散能量,反而通过某种精巧的几何排列,将能量重新集中到了一个无限小的点上呢?」
「就像是用无数面放大镜,把太阳光聚焦在一个点上。」
「在那个点上,流体的速度会瞬间趋于无穷大。这就是『爆破』。」
「我当时构造那个『数学自动机』,就是为了在数学上证明,这种『能量逆向聚焦』的机制,在N-S方程的变体中是绝对可能存在的。」
……
徐辰听得很认真。
虽然他的物理学等级目前只有LV.2,但他那LV.4的数学直觉,让他能够敏锐地捕捉到陶哲轩这段描述背后的深层数学结构。
「能量逆向聚焦……」徐辰喃喃自语,「这在数学上,本质上是一个关于非线性偏微分方程奇异性形成的拓扑障碍问题。」
「没错。」陶哲轩点了点头,「所以,我一直认为,真正的N-S方程,极有可能也会在三维空间中发生爆破。只是我们目前还没有找到足够强大的数学工具,去精确捕捉那个奇异点形成的瞬间。」
「那您认为,如果要正面攻克N-S方程,最大的障碍在哪里?」
……
陶哲轩沉吟了片刻。这个问题他思考过无数次,答案几乎是脱口而出的。
「核心障碍有两个。」
「第一个,是超临界性。三维N-S方程是一个超临界方程——也就是说,它的非线性项的增长速度,在最坏情况下,会压倒所有已知的线性耗散机制。目前人类掌握的所有正则性估计工具,在面对超临界非线性时,全部失效。」