作者:西門要吹雪
楊學斌是如何在兼顧兩大工程專案的同時,還能僅僅用四個月的時間就證明了‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’問題的?
楊學斌微微笑道:“相比於黎曼猜想和NP完全問題,這個‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’問題就相對簡單不少,難度不少很大。”
“難度不是很大!”
聽到這樣的評價,劉建明感覺自己要鬱悶的吐血。
他向來喜歡在老友們面前裝,沒想到現在被楊學斌給裝到了,而且是猝不及防。
看著楊學斌,劉建明心情複雜。
有欣慰、羨慕,震驚,還有那麼一絲絲的嫉妒,最後萬千感慨都化為了一句話:“學斌,你的數學天賦,當真是舉世無雙。”
七大世紀難題,幾乎全是常人一輩子都無法攻克的難題,結果楊學斌隨隨便便在繁忙工作之餘就完成了,這還有天理麼?
他算是有數學天賦的人,否則也成不了數學院士。
可跟楊學斌比起來,他感覺自己就像是以前自己無法理解的數學差生,不明白他們為什麼連數學這麼簡單的學科都學不好。
楊學斌笑了笑道:“老師過獎了,能夠證明這個難題,也是有些幸吆颓珊稀!�
劉建明翻了個白眼,沒好氣道:“數學領域沒有巧合,能證明就是你的實力。對於這篇論文,你有什麼打算?”
劉繼明一邊說著,一邊取出檔案袋裡的論文。
厚厚一摞,估計有五六十張紙。
楊學斌說道:“就在國內發吧,發我們校園的數學期刊也行。然後就是關於學術報告的事情,我接下來都沒時間。
要不就不開,要麼就放到年底。
我年底結婚,應該可以擠出假期。
至於其他事情,您就幫我處理了。”
以他現在在數學界的地位,根本不需要期刊的地位來襯托自己,反而是他在哪裡發論文,哪個期刊就有可能一躍成為頂級期刊。
這次找劉建明,除了看望外,也是希望對方能幫自己處理雜事。
國家智網工程推進到現在,他要處理的問題實在是太多了,包括很多技術上的難題,根本沒時間和心思去處理雜事。
劉建明欣然點頭道:“行,你安心工作就是,其他事情就交給我吧。至於學術報告會,年底開就年底開。反正以你現在的學術地位,誰敢質疑。”
楊學斌道:“那就麻煩您了。”
劉建明又說道:“對了,接下來你就歇歇,忙完工作就早點休息,自己的身體自己要懂得愛惜,其他數學難題,等以後你可以慢慢證明。”
楊學斌笑了笑道:“也沒什麼辛苦的,每天也就抽個個把小時研究研究,而且研究數學也可以換換腦子,以免人麻木了。”
劉建明捂了捂胸口,感覺自己被傷害到了。
什麼叫每天抽個把小時,什麼叫換換腦子,這是人說的話麼?
他有些嫌棄地擺了擺手:“行了行了,你還有事就先走吧,我就不留你了。對了,接下來你準備對哪個問題下手?”
“納維-斯托克斯方程。”
楊學斌說道,這是他早已經想好的。
在攻克這些實際難題時,他會優先那些具有很重大現實意義的。
像納維-斯托克斯方程,就涉及到流體力學、航空航天、氣象氣候學、船舶工程、生物醫學工程,以及能源工業。
納維-斯托克斯方程是我們用來描述所有流體(空氣、水、血液)邉拥暮诵姆匠蹋瑥臄祵W上我們能否保證,它在任何情況下都能算出唯一、合理且不產生奇異的答案?
當前氦閃危機背景下,全球氣候混亂。
如果能夠證明這個難題,肯定有助於人們準確的預測氣候天氣。
“納維-斯托克斯方程啊!”
劉建明點了點頭,隨後說道:“行了,我知道了,你走吧。”
楊學斌苦笑。
看來是不小心裝逼刺激到了對方,他只好起身離開。
目送楊學斌關門離開,劉建明快速收回目光,將論文放在茶几上,然後拿出手機拍了個照,發到了‘數學之家’聊天群裡。
依舊是@幾位老友:“哎,這個楊學斌啊,怎麼勸都不聽,讓他工作忙就別研究數學了,多休息休息,結果他卻說每天抽空研究個把小時,就把這個問題搞定了。”
聊天群裡的照片上,赫然寫著:關於楊-米爾斯存在性與質量間隙的證明。
轟!
訊息一發,群裡直接炸開了鍋。
“臥槽,臥槽!真證明了,不可能吧?”
“這……這還是人麼,每天研究個把小時,四個月就能證明‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’問題,這是小學數學題麼?”
“楊學斌,非人哉。如果不是年齡太大,我都想給他跪一個。”
“老劉,別裝了,趕緊把論文發群裡。”
“這段時間,那群研究物理的還滿世界哀嚎,現在他們是要集體高潮了,這篇論文接下來不知道要催生多少個諾貝爾獎。”
……
劉建明嘿嘿一笑,慢條斯理地打著字:“剛剛我把他罵走了,這小子就是不知道愛惜自己的身體,還說要研究納維-斯托克斯方程,我攔都攔不住。哎,兒大不由娘,他現在連我的話都不聽了,真懷念他讀博的日子。”
“老劉,裝了一波就行了啊,再裝咱們可就要翻臉了。”
“草!不就是命好,收了個好學生麼,我不嫉妒,我一點都不嫉妒。”
“快點快點,發論文。”
………
見裝得差不多了,劉建明也沒有再繼續強裝。
他給楊學斌發了個資訊,等對方將電子版發來後,他才轉手發到了群裡。
然後,群裡頓時就安靜了。
劉建明也放下手機,拿起論文回到書桌上,然後放好紙筆,這才翻開論文。
‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’雖然是數學和前沿物理的高度結合,但整篇論文全部都是純數學證明,劉建明研讀起來難度並不是很大。
再加上楊學斌寫得非常細緻,勉勉強強他能夠不斷看下去。
第437章 楊氏空間(求月票)
越是往下看,劉建明越是心驚。
他發現這篇論文構思之巧妙,如羚羊掛角,讓人歎服,並且論文中創新地開創了多達七種數學工具,涉及到數學各個領域。
其中名為楊氏空間的數學工具最為重要和玄妙,將難以想象的高維空間轉化為了常人都可以理解的幾何結構。
也是這個楊氏空間,揭露了為何夸克永遠被“鎖”在質子、中子內部的秘密。
對於物理,劉建明不能說精通,但也多有了解。
即便是他這個外行人都知道這個楊氏空間的價值,這幾乎可以開啟一個全新的強相互作用工程時代,催生出各種前所未有的新材料。
劉建明可以想象,等這篇論文發表後,物理學界將會掀起多大的波瀾。
用了足足兩天的時間,劉建明才勉強看完論文。
何為‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’?
想要理解這個問題,我們可以把宇宙想象成一個巨大的社交網路,基本粒子(夸克、電子等)是其中的居民。
楊-米爾斯方程,就是這個宇宙的社交規則。
它規定了粒子之間是如何‘社互動動’,即如何透過交換‘信使粒子’,如規範玻色子,來產生強相互作用和弱電相互作用。
在這套社交規則中,核心原則之一就是‘信使粒子’必須沒有質量,就像是幽靈一樣,可以在瞬間傳遞到無窮遠。
實驗證明,楊-米爾斯方程是對的,不僅是標準模型存在的基礎,還預言了許多粒子的存在,也是支撐著人類對微觀世界的全部認知。
但是,
問題來了。
在實驗中我們發現,傳遞強力的‘膠子’和電磁力的‘光子’確實沒有質量,但傳遞弱力的的W和Z玻色子卻非常重。
這就矛盾了。
在一套要求‘信使沒體重’的完美規則裡,怎麼會跑出幾個大胖子?
為了解決這個問題,物理學界提出了個天才般的‘作弊碼’——希格斯機制。
你可以想象在整個空間中,充滿了一種看不見的‘社交氛圍場’,即希格斯場,在這種社交氛圍中,W和Z玻色子會陷入粘滯。
這種粘滯就表現為像是有了質量,而膠子和光子則不受影響。
而所謂的質量間隙,就是指有質量的W、Z玻色子與無質量的光子、膠子之間,存在著一個清晰、非零的質量差。
在數學上,它表現為相關方程的解譜中,在零質量之上存在一個‘間隙’。
‘楊-米爾斯存在性與質量間隙’問題,在物理學上已經被解決了,但這種解決缺乏理論基礎,或者說數學基礎,是物理學界憑藉聰明才智拼湊出來的。
只知其然,不知其所以然。
正因為如此,物理學家才迫切地想知道其內在原則,依此來證明我們的宇宙玩法(標準模型),那套完美數學規則惟一且必然的結果,而不是我們湊巧編出來的一個巧合故事。
如果能夠從數學上證明這個問題,就相當於我們徹底統一了強力、弱力、電磁力,意味著我們對微觀世界的認知更上層樓,為接下來的大一統理論奠定堅實的基礎。
而楊學斌是如何證明的?
用通俗的話說,可以分為以下四步:
1:從連續到離散:
先放棄連續時空這個複雜環境,把宇宙想象成一個由無數微小格子點組成的網格(晶格化)。在網格上,問題變得可以定義和計算。
2;尋找“不變性”:
在網格上嚴格定義楊-米爾斯理論,並證明當網格無限細化、趨近於連續時空時,理論的所有關鍵物理性質(如規範對稱性)依然保持不變。
3:證明“間隙”存在:
在離散模型中,利用嚴格的數學不等式和機率工具,證明即使網格無限細,粒子質量的下限始終大於一個正數,而不會坍縮到零。
這就證明了“間隙”是理論的固有屬性。
4:重返連續:最終,證明這個離散模型在連續極限下,收斂到我們最初想要的那個光滑、完整的‘楊-米爾斯理論’。
再形象點,楊學斌論文就像要證明一幅最美的油畫一定存在。
他先把它變成畫素畫,證明畫素畫有某種穩定結構(存在性)和鮮明的色彩邊界(質量間隙),然後再證明當畫素無限多時,這幅畫素畫會平滑地變成那幅完美的油畫,且所有好性質都保留。
……
合上論文,劉建明揉了揉發酸的太陽穴。
年紀大了,兩天內看完這篇論文,對他心神來說是個非常大的挑戰,不過他心情卻很振奮,因為楊學斌可是他的學生。
儘管他理解得不是很透徹,但他相信楊學斌這篇論文肯定沒問題。
連黎曼猜想那頂皇冠,楊學斌都拿下了,更何況是楊-米爾斯存在性與質量間隙。
想到這裡,他在數學之家@全體成員:“各位,大家看得怎麼樣了,有沒有發現有問題的,如果沒有我就投期刊了?”
過了好一會,大家才紛紛回覆:
“老劉,你以為我們是楊學斌那個小怪物啊!才兩天而已,我連論文都還沒有看完,太費勁了,如果能聽楊學斌的學術報告會就好了。”
“我也就堪堪看完,有很多問題,但估計是我沒看懂。”
“直接發吧!楊學斌的論文,全球誰有資格審稿?我們看不明白,那群研究物理的,估計更看不明白。”
“如果想看懂,我們得找個研究物理的搭夥。”
“老劉,你準備發哪裡?”
……
這篇論文雖然是純數學論文,可如果沒有過硬的物理基礎,想要看懂也很困難;而物理學家的數學功底雖然一般不差,但跟純數學家比起來,還是要差很多的。
這就導致想要徹底看懂和理解這篇論文,要麼數學家和物理學家合作,要麼就是同時精通數學和物理的大牛。
劉建明嘿嘿一笑:“就發我們學校的期刊。反正學斌也說了,後續還會研究其他世紀難題,說不得可以借這個機會,將我們校園期刊打造成世界頂級期刊。”
“哈哈哈,這個可以有!”
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