第577章 宏觀世界的隨機現象！混沌理論！驚
第577章 宏觀世界的隨機現象！混沌理論！驚世駭俗！震撼全場！
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普朗特的問題其實並不好回答。
在後世，力學領域確實誕生了一些比較特別的分支，比如計算力學、納米力學等。
計算力學是指利用計算機的龐大算力來找到複雜力學情況中的精確解。
其核心思維就是「有限元」。
比如一塊非常不規則的物體，它內部的受力情況就極其複雜。
如果想通過人工列方程的方式求解，幾乎是不可能完成的。
但是計算機可以把不規則物體分解成一個個很小的單元。
這些單元就可以用標準的力學公式處理，最後把所有單元的參數相加，就能得到整體的受力分析情況。
這就是有限元的思想。
後世只要是個理工科的研究生，必然會用到這個方法。
納米力學，顧名思義，就是研究納米尺度材料的力學。
納米粉末、納米管、納米薄膜等等。
在後世，凡是帶上「納米」兩字的東西，瞬間就成為普通人眼中的高科技產品。
什麼納米護手霜、納米磁療，甚至還有納米內褲。
當然，這些無一例外，全部都是智商稅。
納米材料雖然有很多與宏觀材料截然不同的獨特性質，但是目前依然還處在研究階段。
那些優異的性質只是在納米尺度很顯著，可一旦移植到宏觀領域就不同了。
然而，以上這些所謂的新力學分支，李奇維都沒什麼興趣討論。
至於原因，他笑著說道：
「如果只是單純預測幾個研究方向，我確實有一些想法。」
「不過，我認為那些方向對於在座的諸位而言，並沒有多少實際意義。」
「不管是什麼新的力學，相比流體力學而言，都不算真正的創新。」
嘩！
眾人皆是一驚！
布魯斯教授這番言論讓他們既開心又難過。
開心的是，他們的實力得到了布魯斯教授的認可，新方向也難不倒他們這些大佬。
難過的是，那豈不是說明力學沒有未來了
還不等眾人思考為什麼不算創新時。
李奇維忽然又接著說道：
「我想問大家一個問題。」
「你們認為力學的各種分支，比如流體力學等，它們最顯著的共同點是什麼？」
眾人聞言，眉頭微皺。
這個問題如果是其他人問，那麼就有故弄玄虛的嫌疑。
但若是布魯斯教授開口，那情況就完全不同了。
必然含有深意！
在場眾人都是力學領域的大佬，他們對於力學的認識遠超一般人。
可是面對這個問題，很少有人心中篤定。
很明顯，這個問題需要從很高的視角來考慮。
李奇維的眼睛一一掃過眾人，臉上帶著微笑，他希望有人能回答出來。
過了一會兒，普朗特開口了。
他的語氣還帶著一絲不確定。
「根據我個人的經驗，我認為是精確性。」
「以我研究的流體力學為例，不管是從理論推導出的公式，還是從實驗結果中總結出來的半經驗公式。」
「它們的目的只有一個：使預測的結果更精確。」
「我們希望能把複雜的流體包含在公式之中，預測它在任何時刻的任何狀態。」
「就好像計算天體的運行軌跡一樣。」
啪！
李奇維忍不住拍手叫好！
普朗特果然不愧是力學大佬，這份洞察力堪稱深邃無比。
眾人聞言，皆是心有所觸。
李奇維說道：
「沒錯，就是精確！」
「精確和正確不是一個意思。」
「力學、電磁學、相對論、量子力學，這些都是經過實驗驗證，是正確的理論。」
「但力學又是一門非常偏向技術型的學科，我稱為它為【技術科學】。」
「比如使用結構力學設計建築結構，使用流體力學設計飛機外形等。」
「力學各分支在應用到工程中時，它追求的不再是正確，而是精確。」
「以流體力學為例。」
「單個水分子的運動過程肯定符合量子力學，一段水流的運動也符合牛頓力學。」
「然而，我們卻不能直接用量子力學和牛頓力學去研究水流的運動過程。」
「而是必須創造出流體力學這門分支學科。」
「因為量子力學和牛頓力學是更本質層面的【正確】。」
「而流體力學是追求計算結果與現實世界的【精確擬合】。」
「因此，我才會說，就算將來有新的力學方向，比如固體力學，它的本質依然不會變。」
「只不過是從研究流體的精確狀態，轉變成研究固體的精確狀態。」
「不管是流體還是固體，它們的本質都是已知的。」
「只不過大量分子組成的宏觀系統，因為複雜度問題，沒有辦法直接計算，需要創造理論來研究整個系統。」
「所有的理論和方法，都是為了使計算結果更接近實驗。」
「結果不准，只是因為理論不夠好，或者算力不夠強大。」
眾人皆是點點頭。
他們很容易就明白布魯斯教授的意義了。
從這個角度看，預言所謂的新力學方向確實意義不大。
就好比一個足球運動員轉行去當籃球運動員。
從體育這個更本質的基礎看，足球和籃球都只不過是體育的某種形式而已。
對於在場大佬們而言，不過就是多學點東西。
一時間，眾人有點失望。
相對論和量子力學帶給物理學的那種開天闢地般的震撼，看來是不可能發生在力學領域了。
然而，李奇維接下來的話，頓時讓所有人驚呼。
「雖然預測新的力學分支沒有太大意義。」
「但是，我卻發現了一個非常有意思的問題。」
「或許，它會對力學產生一點改變。」
嘩！
眾人無不震撼。
那會是什麼？
李奇維笑著說道：
「之前在巴黎大學時，我給參加物理奧賽的選手們辦了一場演講。」
「在演講中，我提到了拉普拉斯獸。」
眾人點點頭，他們當然知道這件事。
三大神獸和信息熵的概念深入人心。
對於在場大佬們而言，拉普拉斯獸可謂再熟悉不過了。
「雖然不確定性原理否定了拉普拉斯獸的存在。」
「但那是指在微觀領域，力學的決定性不再有用。」
「然而，不可否認的是，在宏觀力學領域，決定論目前還是絕對正確的。」
「換句話說，在經典力學的範圍內，還沒出現量子力學那樣的隨機現象。」
「我們可以用力學預測天體的軌道，用流體力學預測水流的運動。」
「也許因為複雜度問題，我們不知道水流下一秒的狀態。」
「但是力學家們一定堅信：系統的運動是有規則的。」
「這個規則就是力學本身的確定性。」
「我想，這應該是諸位力學家們的共識吧。」
眾人聞言，面色古怪。
這難道還有什麼疑問嗎？
這就是牛頓力學的偉大之處啊。
給定基本的初始參數，整個力學系統的演化過程就是確定的了。
難不成牛頓力學還能產生不確定性？
這有點天方夜譚吧。
一時間，眾人議論紛紛。
普朗特眉頭微皺，他在認真思考這段話的內涵。
一定不簡單！
這時，馮·卡門忍不住問道：
「布魯斯教授，這有什麼問題嗎？」
「我們研究的各種力學分支，就是基於這個核心。」
「雖然量子力學和相對論的出現，顛覆了經典力學的很多結論。」
「但是在低速宏觀狀態下，牛頓力學仍然可以用完美來形容。」
李奇維微微一笑，神秘地說道：
「有問題。」
「因為我發現了一個很奇怪的現象。」
「前些日子，錢五師曾經問過我一個問題。」
「對於黏性流體，當溫度不均勻時，比如流體的上層溫度低，下層溫度高，它該怎麼樣運動呢？」
嘩！
眾人無不驚呼！
錢五師對著眾人點點頭，確定了此事。
大家心中感慨，錢大佬果然是真心研究力學的，這個問題絕對算是流體力學中艱難晦澀的那一類。
因為涉及到了非線性條件，一般來說，過程和結果都會非常複雜。
同時，眾人又很羨慕錢五師，背後站著布魯斯教授這樣一尊大神，有什麼問題都能得到答案。
這時，李奇維拿出紙筆，竟然開始直接演算起來。
「大家請看。」
「對於這個問題，我做了一點簡化。」
「我把方程中的速度與溫度函數展開為級數，並且只取前三項。」
「於是，就能得到一組方程。」
「如圖所示。」
「這個方程組的常數R是個變量，不同的R值，代表不同的穩定解。」
「當R=30的時候，流體恰好發生不穩定的對流現象。」
「這時，我要求解這個方程組。」
眾大佬都湊過來看布魯斯教授的講解，有人甚至直接站起來。
大家越看心中越震驚。
布魯斯教授要是也研究力學，在座的各位都可以回家造火箭了，別搞什麼學術了。
力學有布魯斯足矣！
普朗特作為流體力學權威，他笑著說道：
「布魯斯教授，你的想法太精妙了。」
不過，他很好奇。
這個問題雖然難，但還不至於讓大家覺得奇怪或者說顛覆。
普朗特自信，給他一點時間，他肯定也能做出來。
「難道有什麼玄機？」
李奇維笑著說道：
「接下來，就是見證奇蹟的時刻！」
「諸位看好了。」
「當R取30時，這個方程組的解是一個動態解。」
「我雖然不了解力學，但也知道，這個領域中有一個很重要的概念：【周期解】。」
「對於一個動力系統而言，它在演化過程中的解是呈現有規則的周期性的。」
「比如系統運行一個月以後，可能又回到了起點。」
「或者是系統一直運行下去，但是它存在某種規律。」
「這就是周期解。」
「我在想，對於內部不均勻的黏性流體而言，它會不會也有周期解呢。」
「不過，計算這種方程的解，可能需要計算成千上萬步，非常耗時。」
「所以我把這個工作丟給了研究所里的小伙子們。」
「他們一直計算到了3500步。」
「現在，我把結果直接寫出來。」
唰唰唰！
眾人臉上憋著笑容。
「原來手下人是這麼用的。」
「又學會一招壓榨學生的手段。」
很快，李奇維寫完了方程的解。
他輕呼一口氣，說道：
「現在，我可以告訴大家我到底發現什麼奇怪的現象了。」
「當計算到1500步時，可以很明顯看到，該方程組的解呈現周期性變化。」
「這意味著，黏性流體的運動是有規律的。」
「這一點可能沒什麼稀奇的。」
「畢竟有很多現象都是呈現周期性變化的。」
「按照正常的發展過程，方程組會保持著周期解，一直循環往復下去。」
「然而。」
「從1500步之後，情況突然發生了變化。」
「方程組的解竟然變的毫無規律！」
「周期解消失了！」
「這就有點匪夷所思了。」
「如果之前是周期解，在沒有外力影響的情況下，怎麼就會變成非周期性解呢？」
「這不可能啊。」
「一開始，我還認為是學生們計算時粗心大意，把結果算錯了。」
「所以，我還特意讓狄拉克又重新算了一遍。」
「經過他的核定，結果沒有問題。」
「所以，確實是系統的周期解因為某種原因變成非周期解了。」
「用學術的語言描述就是：一個確定性的動力學系統，它的解在一定條件下會轉化成隨機的無規則行為。」
「其行為表現為不可重複、不可預測、不可確定。」
「我給這種無規則的現象，起了一個名字：混沌。」
「我認為混沌現象是非線性力學系統所獨有的特性，在線性系統中不會發生。」
「混沌理論顛覆了經典力學在宏觀領域保持決定性的共識。」
「換句話說，經典力學中也能出現隨機現象！」
「我覺得這個猜想，應該能給各位一點小小的啟示吧。」
「以上就是我在力學領域的新發現。」
嘶！
靜！
死一般的寂靜！
所有人駭然無比！
他們的內心猶如掀起滔天巨浪！
混沌理論！
宏觀世界力學隨機現象！
這些內容簡直在顛覆眾人的三觀！
「布魯斯教授太可怕了！」
（還有更新耶）