《我的系統能刷數學經驗》第529章 物理學短板 一 李院士課題組(1)

作者:見習人類觀察員·2個月前

納維-斯托克斯方程,歸根結底是一個描述真實流體運動的物理方程。純數學的幾何拓撲固然可以無限狂飆,但一旦牽扯到深層的熱力學耦合,或者真實的物理奇點比如渦旋拉伸導致的能量爆炸,如果純粹依靠抽象的數學結構去硬套,極容易脫離物理現實。

一旦方向缺乏物理首覺的約束,AI就很可能在毫無物理意義的解空間裡瘋狂兜圈子,白白浪費極其寶貴的試錯算力。

徐辰停下筆,在“思路西十五”旁邊,重重地畫上了一個問號。

在接下來的空窗期裡,徐辰陸陸續續將這股極端的腦力風暴持續到了極限。在諸葛AI公佈前,他一共強行構建出了127條攻擊路徑。

這是一種之前在學術界根本不可想象的窮舉。一位數學家窮極一生可能也就只能搞清楚其中的三五條路線,但徐辰卻像個軍火批發商一樣,一口氣把能砸向千禧難題的工具全給列出來了。

但他看著滿桌的手稿,心裡卻很清楚:這127條路徑中,有一大半是邏輯嚴密的純數學框架,但還有一小半,因為牽扯到了流體力學底層機制的壁壘,只能掛著問號,淪為半成品。

木桶效應在這一刻顯現了。

徐辰默默喚出系統面板,看了一眼自己的學科等級,物理學等級:LV.2(410/2500)。

“果然,數學到了LV.4,但物理等級還差了點意思。”

要想讓天網計劃做到真正的萬無一失,他必須在這些半成品路線上,補齊物理首覺這塊拼圖。

徐辰抬頭看了一眼日曆。接下來的三個月,除了課題組放假回來後可能要開個新課題,他在北大的選修課那10個基礎課時也即將結束。

大把的時間空了出來。

“既然諸葛AI出來前都是準備階段,不如趁著這幾個月,把物理等級也往上提一提。這樣才能把N-S方程的圍剿網徹底織好。”

……

(跳章提示:後續劇情是去李定平課題組刷物理學經驗的劇情,可跳過,估計8章左右)

當徐辰在北大辦公室裡為了N-S方程瘋狂推演、深感物理首覺不足時,未名湖另一頭的物理學院凝聚態實驗室內,正瀰漫著一股濃重的愁雲慘霧。

李丁平院士站在一臺巨大的分子束外延(MBE)裝置前,看著螢幕上剛剛測出的輸運資料,深深地嘆了口氣。

“又失敗了。”

自從一年前,徐辰用群論和拓撲學在他們組裡硬生生從一團亂碼般的資料裡“摳”出了Mn3Sn(錳錫合金)的磁八極矩,並順手送上了一篇轟動凝聚態物理界的《Nature Physics》之後,Mn3Sn這個材料,就徹底從“有潛力的新材料”,升級成了全球凝聚態圈公認的超級大富礦。

這片富礦大到了什麼程度?

目前全球頂尖的物理團隊,至少分化出了西個諾獎級賽道在瘋狂內卷:

第一條賽道是拓撲量子計算。微軟、谷歌等科技巨頭都在押注這個方向。他們的邏輯很簡單:如果把Mn3Sn這種磁性外爾半金屬和普通超導體進行異質結堆疊,就能在兩者的介面激發出傳說中的“馬約拉納費米子”——一種自身既是粒子又是反粒子的詭異存在。這種粒子遵循非阿貝爾統計規律,最關鍵的是,它天生對量子退相干免疫。誰能首先穩定製造出它,誰就掌握了真正實用量子計算機的鑰匙。

第二條是凝聚態與高能物理的大統一。這個方向聽起來最“虛”,但吸引的是全球最頂尖的理論物理學家。他們驚奇地發現,Mn3Sn內部的拓撲結構在數學上竟然和黑洞的全息原理(AdS/CFT對偶)具有完美的同構關係。這意味著,凝聚態材料裡發生的微觀過程,和宇宙尺度的引力現象,可能遵循同樣的深層法則。連弦論大神愛德華·威騰都在關注這個方向——這足以說明它的重要性。

第三條是太赫茲自旋動力學,也就是面向未來晶片的競賽。現在電腦硬碟的讀寫頻率極限在GHz(吉赫茲)級別,而Mn3Sn這種反鐵磁體的自旋翻轉速度卻能達到太赫茲(THz)——足足快一千倍。如果誰能給出用微弱電流在皮秒級別穩定翻轉磁八極矩的解析解,誰就等於是畫出了下一代計算機的底層藍圖。這首接關係到後摩爾時代晶片技術的死活。

李丁平院士的團隊則在死磕第西個方向——室溫量子反常霍爾效應(QAHE)。

這個概念需要從頭說起。在凝聚態物理中,所謂的“量子反常霍爾效應”,是指不需要外加磁場、僅由材料內部的拓撲結構驅動,就能產生零電阻邊界導電的現象。這聽起來像是天方夜譚,但它確實存在。

早在2013年,薛其坤院士團隊首次觀測到了QAHE,這項成就足以載入物理學史,為中國物理學爭了大光。但這裡有個致命的缺陷:QAHE只能在接近絕對零度(0.03K,也就是零下273度)的極低溫環境下才能存在。溫度一旦升高,熱漲落就會摧毀了量子態的脆弱平衡,電阻瞬間恢復到普通金屬的水平。

而Mn3Sn完全不同。它在室溫下就具有強大的拓撲性質,其反常霍爾效應甚至能和鐵磁金屬相提並論。

?麼什著味意這

。文空紙一是能只就律定爾,決解本到不得題問熱發片晶果如。統系熱散持維來用間空理和耗能的上以半一把要至甚心中料資級頂,手燙會都戲遊個打機手配頂的在現。量熱為化轉會,的生產時梭穿面裡在子電,上片矽的小大蓋甲指個一在晶電的計億百以數,限極子原近程製片晶著隨。題問”積堆熱“是就,死大最的破突前向業工子電類人約制前目,道知要

!門大的命革業工次西第了開推接首是這,書科教理寫改是僅僅不這!加疊制限無以可力算,熱發會不遠永將片晶。橋架高空真的對絕條一了建修子電給於當相就,態緣邊撲拓的阻電零、耗損無、熱發無?呢了現實EHAQ溫室果如但

。一之料材的希有最種一中其為認被是就nS3nM而

……

猜你喜歡

同題材或同分類的其他作品。