沈奇计算到深夜,忘记了吃饭,忘记了回家。
独守空闺的欧叶一个电话打过来:“几点回家?”
“哦,回家,12点了。”沈奇抱着一堆草稿纸,回到教职工宿舍。
“很忙呢?”欧叶将7点就煲好的鸡汤热一热,搁在餐桌上。
“我先喝汤,你帮我算一组数据,不用知道前因后果,通过低次等阶有限元方法,把这个方程解出来就OK了。”沈奇交代给欧叶一个计算任务,他喝起了鸡汤,味道不错,就是盐搁多了。
“这是……狄利克雷边界条件,N-S方程?”欧叶读本科时学过数学物理方法,考了99分,剩下一分不给,是因为那个数学物理方法的女老师说欧叶长的太美。
“数学物理方法忘光了没有?”沈奇笑问。
“小瞧我?”欧叶白了沈奇一眼,少女时代的计算姬之心熊熊燃烧。
仅仅一碗鸡汤的时间,欧叶在不知道来龙去脉的情况下,通过纯粹的数学计算方法,做出了最高效的计算。
“厉害了我的叶,温汤斩N-S。”沈奇复核了一遍计算结果。
这个计算结果让沈奇、欧叶均有些摸不着头脑。
υ1(x1,x2)=(x1δ(i+j)+x2γ(i-j-1))(x1δ(i+j+1)^2+x2γ(i+j-1)^2)……
υ2(x1,x2)=(x1δ(i+k)+x2γ(i-k+1))(x1δ(i+k-1)^2+x2γ(i-k+1)^2)……
……
“我不知道这组计算结果代表着什么,有何具体意义?仅仅从数学计算原理上来说,它们是正确的结果。”沈奇只能这么解释,他摇摇头:“我今早去了威腾那里,得到一些启迪,然后冥思苦想一整天,什么晶体缺陷啊、动力学啊、N-S方程啊,思维跳跃到飞起,自嗨到不行,就得出这么个无意义的数学结果。”
“并不是每一个数学计算结果,都有实际意义。”欧叶说到。
“哟呵,觉悟渐高啊小叶子。”沈奇打开电视,准备看会儿电视睡觉。
CNN正在播报一条新闻消息:“昨日圣迭戈西南部的太平洋海底发生里氏6.5级地震,地震引发的海啸袭击了圣迭戈,所幸未造成人员伤亡。”
沈奇一个激灵跳了起来,摩擦,摩擦!
地震是地球内部的摩擦。
电视画面中显示,震中位于太平洋海底,坐标是北纬32度30分、西经117度19分。
第338章 坐标
“你最近,怎么老爱激动?”欧叶望向电视机,CNN已切到下一条关于医保改革的新闻。
“北纬32度30分,西经117度19分。”沈奇在谷歌地图中找到这个坐标,位于美国西海岸城市圣迭戈附近的海域:“太玄乎了,真的是匪夷所思,在物理学上,我们称为复杂性,它将看似无关的事情联系起来,分子结构和位错运动、能量、动力、流体、纳维—斯托克斯方程以某种神秘的规律组合在一起,挺复杂的。”
“我俩通过严谨的数学计算得到一个理论上正确,却不存在实际意义的计算结果……这里要修正一下,这个计算结果有可能具备实际意义,但我需要修改数学物理模型,并找到具体的参数值,诸如经纬度、地震强度等等,我也不知道该找些什么参数,我得查询一下资料。”沈奇兴奋的搓搓手,地震学属于物理学的一个分支,他欠缺的是地质学方面的理论知识。
“你……难道要预测地震?”欧叶惊呆了,也有些害怕:“这,真的好吗?”
不怕和人争,就怕和天斗。
历史上大凡对抗老天爷的人物,要么被天收了,要么被其余人类抓起来。
欧叶担心大数学家沈奇深入物理研究后,走上一条疯狂的不归路。
“好了好了,本故事纯属虚构,预测地震什么的理论漏洞百出,洗洗睡了。”沈奇露出一副“我纯属YY你不要太认真”的表情。
“奇,你一定要,忘记这个危险的想法。”欧叶进入卧室,施施然解开睡袍的带子,半掩着门露出脑袋,红着脸难得主动了一次:“快点冲凉哦,等你……”
他肯定是憋坏了,才会胡思乱想……欧叶褪去睡袍,将卧室灯光调暗,她钻进被窝,身子情不自禁的发烫……
……
睡在同一张床上的男女,做了不同的梦。
女人梦到了她的老爸,老爸特别喜欢她的男票,还将祖传的一块玉送给男票。
男人在半梦半醒的神游状态中,似乎得到了某种指引,他将地理等级升到了5级。
次日清晨沈奇醒来,去到办公室继续他的计算,为此他查询了一些基础性的地质学文献。
“除了数学,其他科目都是坑。”
沈奇为了学好物理,已将化学升到了7级,现在将地理升到5级。
地震学属于物理学旗下的品牌,是固体地球物理学的一个分支。
沈奇将地理升到5级的职业级,多了解一些地质学方面的常识,对于地震学乃至固体地球物理学的深入研究会有帮助。
“地球岩流圈内部的对流取决于地球内核裂变反应产生的能量,这个过程导致板块边缘压力的产生,由于边缘的摩擦,压力能量间歇性释放而非持续性,岩板块相互挤压而非滑动,这种突发的挤压造成了我们所说的地震。”
“我需要一些地震指标参数,以建立一种全新而有效的数学模型。”沈奇有目的性的开始查阅资料。
地震强度m定义为m=lgs,这个指标非常关键,mark。
在美国南加州地震网的官网上,可以查到1983年至今的地震时序。
对于尺寸为lgs>1.5的地震,符合一个极其简单明了的幂律衰减规律:N(S>s)∝s^-B,s≥10^1.5,B>0.95.
对于菲奖得主沈奇而言,这个定律太过简单,这是著名的关于地震尺寸频率的古登堡—里克特定律,里氏XX级地震中的里氏,就是古登堡—里克特定律中的美国地震学家里克特。
地震强度lgs<2的地震通常被称为微震,人类难以感知,只能通过地震仪记录。
美国南加州地震网上的绝大部分数据采集来自微震,微震也会产生能量,能量是另一个重要指标,沈奇mark能量指标,以及美国南加州地震网所记录的,自1983年以来每一次地震发生的具体时间和坐标经纬度。
孕震过程的流体具有不可忽视的重要性,只不过流体运动在其孕震、发震、余震的过程中,难以采集精确数据,这是困扰地震界及物理界的一大难题。
沈奇忽然间清醒了,以微积分方式描述流体运动的N-S方程不仅适用于天空和海洋,它同样适用于地表之下!
理论上来说是这样的。
沈奇未加证实的理论。
一直到现在,沈奇几乎是依靠直觉在做一些有可能毫无意义的事情。
复杂性的表象需要严密的数学语言给出定量化的内在支撑。
沈奇重新梳理昨天的计算结果,全新而有效的数学模型需要一些核心工具作为灵魂。
这具灵魂应该是一个或一组数学公式、表达式、等等。
N-S方程尚未找到通用的求解公式,以得到通解。
特解倒是有一百多个,基于其中一个特解,沈奇花费数周时间,瞒着欧叶和所有人,一个人推导、计算、验证,最终得到一个复杂的等式:
1/2d/dt∫Ω∣A^s/2ω∣^2dx+v∫Ω∣A^s+1/2ω∣^2dx+α∫Ω∣A^s/2ω∣^2dx+……(B(u,u),A^sω)=<χ1,χ2>
根据这个核心等式,建立一个新的数学模型,沈奇编写了一个计算机程序。
系统中没有单独开通计算机科目,数学中的一些分支包含部分计算机知识与技能。
沈奇用基础的Fortran90语言编写程序,分为设定参数个数及其误差范围的主程序和利用模型计算<χ1,χ2>的子程序,来拟合从美国南加州地震网上下载的参数数据。
“激动人心的时刻,到了。”
沈奇深深呼吸一口,重重敲击回车键,启动程序。
程序开始执行,沈奇自编自导的构想是否具备实际意义,答案即将揭晓。
程序瞬间生成大量的矩阵、常微分方程和偏微分方程!
沈奇倒吸一口冷气!
靠他自己手动计算这些矩阵和方程,不吃不喝不睡,至少需要连续计算十年以上。
加上欧叶,两人一起干,也得五年。
主机CPU风扇急速转动,CPU快要被玩坏了。
“坚持,再坚持一会儿啊!”
沈奇大吼到,他这台高性能电脑刚换不久,好几万美元的机器不可能这么弱鸡。
好几万美元的机器汗流浃背、泪流满面。
大量的原始数据洪流还在汹涌的倾泻进来,它们是美国南加州地震网自1983年以来采集到的所有真实地震数据,以及沈奇独家发明的基于N-S方程的流体虚拟数据。
呜呜呜!
风扇狂转,它已超越五档,直奔八档而去。
CPU在哭泣、哀嚎,它正处于一生中最难熬的时刻。
艰难时光持续了半个小时,CPU终于解脱了。
机箱猛然抖动了一下,遂恢复平静。
微观、宏观、分子、地壳,流体、能量、间歇性的摩擦,看似无关的事情却又遵循某种神秘规律,沈奇自编自导的这出数理戏剧落下帷幕。