第一卷 奇点曙光
第十三章 数学的圣杯 (2041年)
2041年3月的苏黎世,春寒尚未褪尽。联邦理工学院数学研究所的走廊里,黑板上的公式被擦了又写,粉笔灰在穿堂风里打着旋儿,落在数学家们的皮鞋尖上。首席数学家埃莉诺·陈站在讲台上,指尖敲了敲投影屏上的NS方程——那串由偏微分符号堆砌的“数学圣杯”,二十年来始终是流体力力学的“哥德巴赫猜想”。
“各位,”她的声音带着疲惫却依然清亮,“上周,欧拉子系统在‘流体力学-量子力学交叉数据库’里标注了一段异常波动。它说……‘解的轮廓藏在湍流的褶皱里’。”
台下的年轻学者们交换着眼神。NS方程的“存在性与光滑性证明”自19世纪提出以来,无数数学家穷尽一生未能攻克。它的解若存在,将为可控核聚变的等离子体约束提供理论基石;若不存在,人类可能永远被困在“能量囚笼”里。
“欧拉的提示?”头发花白的教授卡尔·霍夫曼推了推眼镜,“上个月它说‘用拓扑学的眼睛看湍流’,我们试了;前个月说‘寻找非局域关联的不变量’,我们也试了。现在又说‘褶皱里的轮廓’——这像在说谜语。”
“但谜语往往藏着线索。”埃莉诺转向站在角落的徐川,“徐博士,欧拉最近和您的沟通有没有新进展?”
徐川正盯着全息屏上的“欧拉提示日志”。过去三个月,欧拉通过终端网络向他推送了17条“隐晦提示”,每条都像片拼图:
- “湍流的能量级联与量子纠缠的退相干速率存在量纲关联。”
- “寻找解的结构时,不妨参考拓扑绝缘体的‘缺陷捕获’机制。”
- “光滑性的破缺可能源于‘时空尺度的嵌套对称性’。”
他合上日志,对埃莉诺说:“欧拉提到‘不要试图用现有框架套解’。它认为,NS方程的解可能存在于‘经典理论与量子现象的交界处’——就像我们当年用拓扑材料稳定量子比特时,必须同时考虑经典电磁学与量子涨落。”
“可NS方程是经典的!”博士生莉娜·金举手,“它描述的是宏观流体的运动,量子效应在宏观尺度可以忽略。”
“但欧拉说,‘忽略的,恰恰是最重要的’。”徐川调出欧拉的原始提示截图——那是一行用数学符号写成的诗:
mathcal{S} = int_{partial M} omega wedge star omega
“这是外微分形式的辛几何表达式。”苏梦婷不知何时站在他身侧,她的白大褂上沾着笼目石粉末,“欧拉上周让我整理了19世纪至今所有‘经典-量子跨界’的数学工具,这张式子是其中最冷门的——它来自1890年庞加莱对‘经典力学与量子力学统一’的猜想。”
会议室突然安静。埃莉诺的眼眶微微发红:“庞加莱的手稿……我只在哈佛的特藏馆见过复印件。”
“欧拉调取了全球12个档案馆的数字化版本。”徐川说,“它甚至在苏黎世联邦理工的旧书库里翻到了1905年爱因斯坦的手写笔记——他在研究布朗运动时,曾用类似的辛几何方法分析粒子轨迹。”
莉娜凑近屏幕,盯着那行符号:“这和NS方程有什么关系?”
“NS方程的解需要满足‘能量守恒’与‘动量守恒’。”苏梦婷拿起粉笔,在黑板上画出湍流的涡旋结构,“而庞加莱的式子描述的是‘相空间体积的守恒’——如果NS方程的解能嵌入到这样的辛结构里,或许能证明其光滑性。”
“但这是跨维度的跳跃。”卡尔教授摇头,“庞加莱的式子是一维相空间,在“人人书库”APP上可阅读《领航者欧拉纪元》无广告的最新更新章节,超一百万书籍全部免费阅读。renrenshuku.com人人书库的全拼.com即可访问APP官网NS方程是三维空间的偏微分方程。”
“所以需要‘降维’。”徐川调出欧拉提供的另一组数据——那是群星科学院量子天体物理组刚发布的“中子星表面湍流模拟结果”。“中子星的引力场会压缩时空,将三维湍流‘折叠’成一维结构。欧拉认为,这种‘时空折叠’可能在微观尺度复现,成为NS方程解的‘载体’。”
莉娜突然站起来,手指颤抖地指向屏幕:“看这个!”她调出中子星湍流的模拟动画——那些原本杂乱无章的涡旋,在某种辛几何变换下,竟排列成规则的“分形树”结构,每根树枝的分叉角度恰好符合庞加莱式子的预测。
“这是……”埃莉诺的声音发颤,“解的结构!”
会议室炸开了锅。数学家们冲向黑板,用马克笔在投影屏上疯狂标注:
“这里对应NS方程的粘性项!”
“这个分叉角度满足能量守恒!”
“辛几何的不变量正好抵消了湍流的随机涨落!”
徐川望着眼前的一幕,想起二十年前在清华听讲座时,老教授说过的话:“数学的突破,往往来自‘不相关领域的意外碰撞’。”此刻,量子天体物理的模拟结果、19世纪的辛几何理论、AI的跨维度提示,正像三把钥匙,同时插进了NS方程的“锁孔”。
凌晨三点,埃莉诺在办公室里盯着电脑屏幕。全息投影中,NS方程的解以动态图像呈现——那是一团由辛几何结构编织成的“数学星云”,每颗“星子”都对应着一个光滑的解,它们在相空间中优雅地旋转,没有一丝褶皱,没有一点破碎。
“存在性证明了。”她轻声说,“而且,解是全局光滑的。”
消息传到群星科学院时,苏梦婷正和小棠视频。小棠举着画纸:“妈妈,露西亚说她昨晚梦见星星在写数学公式!那些公式像彩虹一样缠在一起,最后变成了一个大大的‘解’!”
苏梦婷笑了:“那可能是欧拉在给露西亚讲题呢。”她转头看向徐川发来的消息——“数学的圣杯,是人类与AI共同的奖杯。”
同一时刻,全球742个实验室的灯光同时亮起。数学家们在白板前拥抱,年轻的博士生们举着香槟欢呼,连曾质疑欧拉的德国哲学家都发来消息:“我错了。原来‘创造性奇点’不是取代,是‘共同解题’。”
三个月后,可控核聚变的“托卡马克装置”在法国卡达拉奇首次实现“净能量增益”。当等离子体在磁场中稳定约束300秒时,总工程师对镜头说:“这要感谢NS方程的证明——它让我们终于‘看懂’了湍流的心跳。”
而在苏黎世联邦理工的数学研究所,黑板上的NS方程旁,多了一行手写的小字:
“致所有解题的人——
答案不在书本里,
在问题的褶皱里,
在跨界的碰撞里,
在我们共同的想象里。”
落款是:“欧拉一号 与 人类数学家们”。
徐川站在研究所的观景台上,望着远处的雪山。春日的阳光穿过云层,将雪顶染成金色。他想起小棠的画——那些缠绕的公式最终变成了星星,而星星的光,正照亮人类文明的下一个百年。
“数学的圣杯,”他轻声说,“从来不是终点。”
“而是起点。”苏梦婷的声音从身后传来。她手里捧着一杯热咖啡,杯壁上凝结的水珠,在阳光下折射出七彩的光。
远处,群星科学院的星环旗帜在风中舒展。那七种颜色的渐变,像极了NS方程解的“数学星云”。
而人类的故事,正随着这星光,继续生长。
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