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第488章 NS的第二次尝试 一

作者:见习人类观察员字数:2.3千字更新时间:2026-06-04 12:01:34
第488章 NS的第二次尝试 一

在未名湖畔吹了会儿冷风,理清了下周课程的思路后,徐辰溜达去教职工食堂对付了一顿晚饭,随后便回到了万柳书院的家中。

接下来的整整一周,他都没有排课。而课题组的正式挂牌启动,也是十天之后的事了。

这段空窗期,徐辰决定干点正事,继续自己的主线任务——NS方程的研究。

说起任务,几天前系统刷新了一个新的经验任务。

徐辰当时还有点懵,因为之前经验任务一直都是“1个常驻+2个随机“的配置,后来系统新增一个【文明的桂冠】任务后变成了“2个常驻+1个随机“。徐辰以为是常态了,现在又把随机任务补充到了2个,变成了“2常驻+2随机“的新格局。

常驻任务还是那两个老面孔:【发表一区论文】和【文明的桂冠】。而在经验任务栏里,除了之前就有的【薪火相传】外,现在又凭空冒出了一个叫【世俗的度量】的新任务。

【任务描述:顶级的智慧不仅能摘取文明的桂冠,同样也能在世俗的规则中游刃有余。真正的学术自由,往往建立在绝对的财务自由与资源调配能力之上。】

【任务要求:请宿主在2027年结束前,个人名下合法资产(包括但不限于现金、股权、不动产、专利授权等)总值超过3亿人民币。】

【任务奖励:自由经验点1000点,根据完成度浮动结算。】

【特别说明:严禁通过非法手段敛财!严禁挪用或侵占国家下发的专项科研经费!】

当时徐辰看完这个任务描述,经验倒是不少,不过三个亿实在有点多。

他现在卡里的奖金满打满算也就两千万不到,就算加上房产之类的估计最多四千万到五千万之间,还得再赚2.5个亿。而且,数学家想要合法地搞钱,说实话太难了。你可以调用不少科研经费和资金支持,但要把这些真正转化成个人资产?那完全是另一回事了。

所以徐辰当时就果断地选择了暂时无视这个任务。反正他现在已经够忙了,主线任务【跨越千禧年的挑战】还在进行中,【薪火相传】的课题组筹备和开课工作也刚刚起步,还要给那帮清北的天才们上课……哪有闲工夫去琢磨怎么搞钱?

相比之下,眼前有个更紧迫的事,他需要为N-S方程的研究创造一套全新的数学工具。

……

徐辰收回思绪,坐到了宽大的书桌前。桌面上,还散落着几天前他第一次尝试攻击三维N-S方程时留下的废稿。

“既然在课堂上说了要打破学科壁垒,让学生们寻找更底层的逻辑……”

“我这个当老师的,总得身体力行地做个表率。”

徐辰抽出一张崭新的A4纸。

上一次,他试图用代数几何与纤维丛的框架去强吃三维N-S方程,结果被“涡旋拉伸”这个魔鬼机制当场教做人。

所以这一次,徐辰决定换一条路。

他要动用兼具几何直观与分析深度的工具——微分拓扑。

……

微分拓扑是一个极其强大的工具。它研究的是光滑流形上的结构,能够从最深层的几何本质去理解一个问题。如果说代数几何是用“代数的语言“来描述几何,那么微分拓扑就是用“光滑变换“来描述几何。

在数学史上,微分拓扑曾创造过无数神迹。比如当年约翰·米尔诺仅仅因为发现了一个具有非标准微分结构的七维球面,就直接捧走了菲尔兹奖。这门学科天生就带着一种“看透空间本质”的高贵血统。

在数学界的鄙视链里,搞代数和拓扑的,向来觉得搞偏微分方程(PDE)的是一群只会暴力算不等式的“蓝领工人”;而搞PDE的,则觉得搞代数拓扑的是一群只会画大饼、解决不了实际物理演化问题的“空中楼阁”。

N-S方程作为PDE领域的终极神兽,向来是“蓝领工人”们的自留地。但徐辰现在,偏偏要用最纯正的“贵族工具”去降维打击这头神兽。

不过,微分拓扑擅长处理静态结构,而N-S方程是动态演化。

所以,为了弥补这种先天的不兼容,他一开始就祭出了极其高阶的策略。

徐辰的想法极其疯狂:既然涡旋拉伸是一个“动态的过程”,那为什么不尝试把时间维度直接几何化?

他试图用接触拓扑中的Reeb流,将三维流体随时间的演化,直接“冻结“成一个四维时空里的静态叶状结构。这个想法的灵感,其实来自于广义相对论中的“时空“概念。爱因斯坦当年就是通过把时间和空间统一成一个四维流形,才彻底改写了物理学的基础。徐辰现在要做的,就是把这个思想借鉴到流体力学里。

只要这个四维几何体能够被证明全局存在,那么极度狂暴的动力学演化问题,就完美转化为了一个可以被微分拓扑工具拿捏的静态拓扑问题!

这就像是在揉面团。传统的偏微分方程(PDE)方法,是站在三维空间里,试图去计算面团里每一粒面粉随时间变化的运动轨迹,计算量大到足以让超级计算机直接冒黑烟。

而徐辰的四维几何化方法,则是直接把“面团从头到尾被揉捏的整个时间过程”,连同三维空间一起,浇筑成了一整块巨大的“四维琥珀”!

他不去看里面面粉是怎么动的,他只盯着这块四维琥珀内部的纹理(叶状结构),看看它在几何上是否完整、会不会出现拓扑意义上的撕裂。

“上世纪60年代,斯蒂芬·斯梅尔就是用‘马蹄映射’这种拓扑学的揉面团手法,硬生生砸开了混沌动力系统的大门。”徐辰拿起笔,开始在纸上构建一个新的框架,“前辈能做到的事,我没理由做不到。而且,我的工具比他当年用的更先进。”

首先,他引入了时间轴 I = [0, T),将其与流体的三维空间域 M 做直积,构造出了一个四维时空流形 X = M × I。

在这个四维流形上,原本随时间演化的速度场 u(x, t),被他直接提升为一个四维的静态向量场 V。而流体的运动轨迹,则被完美地编码为了 X 上的一个一维叶状结构。

“关键在于,”徐辰喃喃自语,“我需要在这个四维时空中,重新定义涡旋拉伸。如果我能把这个拉伸过程编码成四维流形上的几何性质,那么它就不再是一个‘动态的噩梦’,而是一个‘静态的拓扑不变量’。”

他继续写下去。

……

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