第460章 納維-斯托克斯方程的一點看法
我隻想當一個安靜的學霸 作者：術小城 投票推薦 加入書簽 留言反饋
第460章 納維-斯托克斯方程的一點看法
用一句話概括納維-斯托克斯方程，即這個方程用來解釋流體運動。
從飛機、船舶的運動，到血液在靜脈和動脈中的流動方式，流體運動無處不在。
納維和斯托克斯兩位科學家去世後，人們對n-s方程繼續研究，並取得了重要進展。
目前隻剩下一個問題，也是最根本的問題：沒有人可以找到一個求解n-s方程的公式。
確切的說，沒有人可以在原則上證明n-s方程是否有解。
科學家的固執在於探求真相，人類用一個未知是否有解的方程，一兩百年以來發展出諸多理論，製造出各種工具，並應用到各種工程場景。
科學家們的心裏總覺得有點慌，特別是沈奇和威騰這種考慮問題比較深遠的科學家。
中心的一間會議室。
周雨安高談闊論：“流體運動滿足質量守恆、線動量守恆、角動量守恆，結果是必須引入6個附加的運動表征量，它們是三個獨立分量的雷諾應力、兩個動態粘性和一個獨立分量的動態壓力。”
“但是，我覺得這裏麵就有問題了，滿足這三個守恆律滿的同時，卻否定了n-s方程，而且有何種雷諾應力選擇就有何種動態粘性和動態壓力，這意味著有6個自由量可以選擇！從而導致速度場是這6個自由度的函數。”周雨安有他的想法，他陳述了他的想法。
蕭俊龍接著說到：“老周，這個問題是流體力學的致命內傷，n-s方程的原始推導隻需要線動量守恆和角動量守恆，而把質量守恆加上去的根本原因是無法表征角動量守恆。你和我讀博時肯定都了解過n-s方程的兩個力學觀點，第一，質量守恆+線動量守恆。第二，線動量守恆+角動量守恆。”
“第一個觀點引出物質速度和歐拉速度的概念，從而維持3個方程求3個速度場分量的基本格局，這是目前流行的流體力學理論。然而，我很遺憾的發現，基於第一個主流理論體係，n-s方程是無解的。”周雨安搖搖頭，表情無解。
“你說的太對了，老周，英雄所見略同！”思想火花的碰撞產生穩中有進的友誼，蕭俊龍也很無解：“第二個觀點也有問題，它引入渦度矢量，但還是維持3個方程求3個速度場分量，所以這很矛盾啊，這個時候速度對空間坐標的求導不具有可交換性！雖然有人引入了李代數形式，但是工程價值不大，因為理論基礎概念混亂。”
“所以，n-s方程是無解的？”周雨安和蕭俊龍一合計，推導出這麽一個結論。
一直聆聽的沈奇、威騰笑笑不說話。
為了能讓威騰聽明白，周雨安和蕭俊龍剛才的對話是全英語。
通過激烈而嚴密的推論、交流、切磋，周、蕭兩位副組長均認為n-s方程無解。
實際上這也是學術界的現狀。
工程人員總是能夠針對具體問題引入方程附加條件，從而使n-s方程有解。
然而，所得結果對他們的特定問題是正確的，卻不具備普遍意義。
這也是為什麽絕大多數學者認為n-s方程不存在通解。
通解就是具有普適性規律的金鑰匙，找到這把金鑰匙，或給出具備信服力的證據，徹底證明這把金鑰匙壓根不存在，都是有科學價值的操作。
周雨安、蕭俊龍對視一眼，搖搖頭笑了。
還是太幼稚，一千萬美元的項目就這麽交差，肯定會被打。
周雨安、蕭俊龍望向沈奇、威騰兩位大佬。
按照常規的劇本設計，滿麵通紅的配角值得商榷的台詞說完後，接下來應該由淡定沉穩的主角出麵，給出一錘定音的正確迴答，帶領團隊走向一條康莊大道。
“愛德華，你先說。”沈奇對威騰說到。
“這不是體係問題，而是算法問題。”威騰淡定沉穩的說到。
沈奇、周雨安、蕭俊龍：“嗯哼。”
威騰走到飲水機旁，隨手取一個紙杯，他將紙杯放在出水口下麵，按動出水開關。
水柱以固定流速下泄，流入紙杯。
紙杯接滿純淨水之後，水滿則溢，嘩啦啦。
“這是第一個實驗。”威騰將盛滿水的紙杯遞給周雨安，說到：“周，喝了它。”
咕咚咕咚。
周雨安一飲而盡杯中水，這杯水並沒有甜味或者鹹味，就是普通桶裝純淨水的原味。
威騰拿過周雨安手中的空杯，再次來到飲水機前。
這次威騰將紙杯捏癟，但也不是全癟，而是半癟不癟的樣子。
嘩啦啦。
在威騰的操作下，飲水機出水口以較小的水流速度流出水柱，泄入半癟不癟的紙杯中。
因為威騰對紙杯施加了外力，所以紙杯在不斷充水的情況下並未膨脹到原狀。
威騰保持著對紙杯的外力施加，維持紙杯不規則的盛水形狀。
“這是第二個實驗。”威騰走到蕭俊龍麵前，做出喂水狀，說到：“蕭，喝了它。”
“可是……周剛才就是用的這個紙杯！”蕭俊龍雖然長的不俊，但他是個愛幹淨講衛生的男人。
“不要在意這些細節。”威騰說到。
“好吧，愛德華，我喝。”蕭俊龍瞟了周雨安一眼，用中國話問到：“老周，你應該沒有肝炎吧？”
“瞧你這出息，做什麽科研？”周雨安強行忍住不笑。
蕭俊龍眼一閉，心一橫，在威騰的服侍下喝完杯中水。
威騰說到：“通過先後兩次實驗我們發現，在同一個飲水機體係下，同一個紙杯因為附加條件的不同，第二次的裝水量小於第一次。”
周雨安、蕭俊龍：“嗯哼。”
沈奇笑了，沒有嗯哼。
威騰這人喜歡用隨手可得的簡單道具，去演示、闡述一些深刻的科學原理：“之前你們提到，工程人員總是能夠針對具體問題引入方程附加條件，從而使n-s方程有解。但是，這些附加條件是刻意而為的，即使求解出n-s方程的解，也隻能滿足他們自己原先設定的特定情況，並不具備普適性。”
“同一紙杯的兩次裝水，因附加條件不同導致裝水量有明顯差異。但不可否認，它們均起到了工程效果，它們解決了周和蕭的口渴問題。所以我認為，n-s方程的根本問題不是體係問題，而是算法問題。”
威騰來到飲水機旁邊，將手中紙杯恢複原狀：“接下來誰能設計出第三個實驗，同樣是基於這套飲水機體係，得到一個普適性的通解？”
(本章完)
用一句話概括納維-斯托克斯方程，即這個方程用來解釋流體運動。
從飛機、船舶的運動，到血液在靜脈和動脈中的流動方式，流體運動無處不在。
納維和斯托克斯兩位科學家去世後，人們對n-s方程繼續研究，並取得了重要進展。
目前隻剩下一個問題，也是最根本的問題：沒有人可以找到一個求解n-s方程的公式。
確切的說，沒有人可以在原則上證明n-s方程是否有解。
科學家的固執在於探求真相，人類用一個未知是否有解的方程，一兩百年以來發展出諸多理論，製造出各種工具，並應用到各種工程場景。
科學家們的心裏總覺得有點慌，特別是沈奇和威騰這種考慮問題比較深遠的科學家。
中心的一間會議室。
周雨安高談闊論：“流體運動滿足質量守恆、線動量守恆、角動量守恆，結果是必須引入6個附加的運動表征量，它們是三個獨立分量的雷諾應力、兩個動態粘性和一個獨立分量的動態壓力。”
“但是，我覺得這裏麵就有問題了，滿足這三個守恆律滿的同時，卻否定了n-s方程，而且有何種雷諾應力選擇就有何種動態粘性和動態壓力，這意味著有6個自由量可以選擇！從而導致速度場是這6個自由度的函數。”周雨安有他的想法，他陳述了他的想法。
蕭俊龍接著說到：“老周，這個問題是流體力學的致命內傷，n-s方程的原始推導隻需要線動量守恆和角動量守恆，而把質量守恆加上去的根本原因是無法表征角動量守恆。你和我讀博時肯定都了解過n-s方程的兩個力學觀點，第一，質量守恆+線動量守恆。第二，線動量守恆+角動量守恆。”
“第一個觀點引出物質速度和歐拉速度的概念，從而維持3個方程求3個速度場分量的基本格局，這是目前流行的流體力學理論。然而，我很遺憾的發現，基於第一個主流理論體係，n-s方程是無解的。”周雨安搖搖頭，表情無解。
“你說的太對了，老周，英雄所見略同！”思想火花的碰撞產生穩中有進的友誼，蕭俊龍也很無解：“第二個觀點也有問題，它引入渦度矢量，但還是維持3個方程求3個速度場分量，所以這很矛盾啊，這個時候速度對空間坐標的求導不具有可交換性！雖然有人引入了李代數形式，但是工程價值不大，因為理論基礎概念混亂。”
“所以，n-s方程是無解的？”周雨安和蕭俊龍一合計，推導出這麽一個結論。
一直聆聽的沈奇、威騰笑笑不說話。
為了能讓威騰聽明白，周雨安和蕭俊龍剛才的對話是全英語。
通過激烈而嚴密的推論、交流、切磋，周、蕭兩位副組長均認為n-s方程無解。
實際上這也是學術界的現狀。
工程人員總是能夠針對具體問題引入方程附加條件，從而使n-s方程有解。
然而，所得結果對他們的特定問題是正確的，卻不具備普遍意義。
這也是為什麽絕大多數學者認為n-s方程不存在通解。
通解就是具有普適性規律的金鑰匙，找到這把金鑰匙，或給出具備信服力的證據，徹底證明這把金鑰匙壓根不存在，都是有科學價值的操作。
周雨安、蕭俊龍對視一眼，搖搖頭笑了。
還是太幼稚，一千萬美元的項目就這麽交差，肯定會被打。
周雨安、蕭俊龍望向沈奇、威騰兩位大佬。
按照常規的劇本設計，滿麵通紅的配角值得商榷的台詞說完後，接下來應該由淡定沉穩的主角出麵，給出一錘定音的正確迴答，帶領團隊走向一條康莊大道。
“愛德華，你先說。”沈奇對威騰說到。
“這不是體係問題，而是算法問題。”威騰淡定沉穩的說到。
沈奇、周雨安、蕭俊龍：“嗯哼。”
威騰走到飲水機旁，隨手取一個紙杯，他將紙杯放在出水口下麵，按動出水開關。
水柱以固定流速下泄，流入紙杯。
紙杯接滿純淨水之後，水滿則溢，嘩啦啦。
“這是第一個實驗。”威騰將盛滿水的紙杯遞給周雨安，說到：“周，喝了它。”
咕咚咕咚。
周雨安一飲而盡杯中水，這杯水並沒有甜味或者鹹味，就是普通桶裝純淨水的原味。
威騰拿過周雨安手中的空杯，再次來到飲水機前。
這次威騰將紙杯捏癟，但也不是全癟，而是半癟不癟的樣子。
嘩啦啦。
在威騰的操作下，飲水機出水口以較小的水流速度流出水柱，泄入半癟不癟的紙杯中。
因為威騰對紙杯施加了外力，所以紙杯在不斷充水的情況下並未膨脹到原狀。
威騰保持著對紙杯的外力施加，維持紙杯不規則的盛水形狀。
“這是第二個實驗。”威騰走到蕭俊龍麵前，做出喂水狀，說到：“蕭，喝了它。”
“可是……周剛才就是用的這個紙杯！”蕭俊龍雖然長的不俊，但他是個愛幹淨講衛生的男人。
“不要在意這些細節。”威騰說到。
“好吧，愛德華，我喝。”蕭俊龍瞟了周雨安一眼，用中國話問到：“老周，你應該沒有肝炎吧？”
“瞧你這出息，做什麽科研？”周雨安強行忍住不笑。
蕭俊龍眼一閉，心一橫，在威騰的服侍下喝完杯中水。
威騰說到：“通過先後兩次實驗我們發現，在同一個飲水機體係下，同一個紙杯因為附加條件的不同，第二次的裝水量小於第一次。”
周雨安、蕭俊龍：“嗯哼。”
沈奇笑了，沒有嗯哼。
威騰這人喜歡用隨手可得的簡單道具，去演示、闡述一些深刻的科學原理：“之前你們提到，工程人員總是能夠針對具體問題引入方程附加條件，從而使n-s方程有解。但是，這些附加條件是刻意而為的，即使求解出n-s方程的解，也隻能滿足他們自己原先設定的特定情況，並不具備普適性。”
“同一紙杯的兩次裝水，因附加條件不同導致裝水量有明顯差異。但不可否認，它們均起到了工程效果，它們解決了周和蕭的口渴問題。所以我認為，n-s方程的根本問題不是體係問題，而是算法問題。”
威騰來到飲水機旁邊，將手中紙杯恢複原狀：“接下來誰能設計出第三個實驗，同樣是基於這套飲水機體係，得到一個普適性的通解？”
(本章完)