《我的系統能刷數學經驗》第589章 CMS年會 九【NS報告會4-物理的解釋】(1)

作者:見習人類觀察員·1個月前

徐辰的聲音提高,繼續講解。

“剛才我們在黑板上推導的爆破過程,揭示了一個殘酷的數學事實:在奇點形成的那個瞬間,流體的渦量需要在一個無限小的空間尺度內,集中無限大的能量!”

“在純數學的數軸上,這完全沒問題。點可以無限稠密,無窮小可以存在。”

“但真實的水和空氣,不是無限稠密的數軸!”

“它們是由一個個離散的分子組成的!”

徐辰在白板上畫了一根數軸,然後在上面畫了幾個離散的圓點,代表分子。

“當渦量級聯將流體的特徵尺度壓縮到奈米甚至皮米級別時,我們進入了分子的平均自由程尺度。”

“在這個尺度下,流體不再是一個連續體!”

“連續介質這個假設本身,崩潰了。”

……

這部分內容沒有複雜的數學推導,算是一種思想實驗。所以臺下絕大多數學者,在這一刻都聽懂了徐辰的邏輯。

甚至連首播間裡許多非數學專業的觀眾,也隱約明白了。

……

“我給大家舉個更通俗的例子。”

徐辰在白板上快速畫了一個簡圖。一個杯子,裡面裝著水,水面上浮著一艘巨大的船。

他對自己的抽象派畫功毫無心理負擔,主打一個能看懂就行。

“很多人可能聽過一個思想實驗:一杯水能不能托起一艘航空母艦?”

“如果只看阿基米德浮力定律 F = ρgV,答案是可以。因為浮力只取決於排開液體的體積,而不取決於容器裡剩餘液體的總量。只要你把容器做得和船體完全貼合,中間只留極細的縫隙,理論上,你倒進去一杯水,就能產生幾萬噸的浮力。”

“這是純數學和經典力學給出的答案。公式沒有錯,邏輯沒有錯。”

“但現實中,你能用一杯水托起航母嗎?”

徐辰搖了搖頭。

“不能。”

“因為當你把一杯水攤成包裹整個航母底部的水膜時,這層水膜的厚度,將遠遠只有幾十個分子的厚度,要是你的杯子小一點或者航母再大一點,那麼這層膜就會比分子還要薄。”

“當厚度縮小到這個尺度上的時候,連續介質近似會逐漸變差,分子排列、熱漲落、表面粗糙度、介面作用力都會開始影響結果。”

“這時候,我們不能再只寫密度 ρ、壓力 p 和速度場 u,然後假設它們在空間中處處連續。我們必須開始追蹤分子、碰撞和統計分佈。”

“因此,在這個尺度上,水分子被徹底撕裂,‘水’這種物質的宏觀概念己經不復存在了。”

“浮力定律的適用前提——也就是存在一種被稱為‘液體’的連續介質——被徹底擊穿了。”

“所以,不是浮力公式錯了,而是物理的現實底線,阻止了數學公式在極端條件下的荒謬推演。”

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