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第660章 寻找泛函 一(2/2)

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……

但找泛函,本身也是一个极其痛苦的过程。

对于高度非线性的MHD方程组,寻找李雅普诺夫泛函,就像是在一千个一模一样的黑匣子里,找出一把能打开特定锁的钥匙。

数学史上,从来没有一种寻找泛函的系统性通用解法。

数学界最常用的办法,叫“猜测法”。

说白了,就是凭直觉硬猜。

猜一个能量函数的表达式,然后求导,看看它是不是负定的。如果不是,就修修补补;如果修不好,就推翻重猜。

这听起来很不科学,甚至有点像老中医摸脉。可它偏偏是控制理论里最现实的日常。

李雅普诺夫本人在十九世纪末提出稳定性理论时,给出的并不是一台能自动吐出泛函的机器,而是一套判据:如果你找到了某个函数,它在平衡点附近是正的,并且沿着系统演化方向持续下降,那么这个系统就是稳定的。

问题就出在“如果你找到了”。

这几个字,几乎浓缩了无数控制理论研究者的眼泪。

就像老师告诉你,考试只要答对就能得分。

听着很有道理,实际等于没说。

在低维系统里,人们还能凭经验构造二次型、四次型能量函数;在一些具有明确耗散机制的偏微分方程中,也能从物理总能量出发,修补出可用的泛函。

可MHD不同。

磁场、速度场、压强、电流密度彼此纠缠,任何一个看似无害的交叉项,都可能在高频尺度被放大成一头咬人的怪物。

而磁重联更是专门负责掀桌子的。

你以为自已构造了一只平滑的碗,它冷不丁就在碗底撕开一道口子,让原本该下降的量突然失去连续性。

这也是徐辰之前不得不升维、不得不碰到霍奇猜想的原因。

不是他喜欢给自已加难度,而是三维实空间已经把简单路线堵得差不多了。

……

至于著名的洛伦兹系统,后来人们为了严格刻画其吸引子与稳定区域,同样花费了大量精力,去构造合适的能量估计与陷入区域。

那还只是一个包含三个变量的常微分方程组,却已经足以让无数研究者反复调整系数、边界与不等式。

当然也有一些更高级的套路,比如克拉索夫斯基方法、变量梯度法,或者利用系统的耗散结构去构造。

但在MHD方程这种无穷维的流体与电磁强耦合系统面前,这些传统套路基本都不够用了。

徐辰在白板上列出了几个核心的物理守恒量:磁螺旋度、交叉螺旋度、总能量。

他决定用自已的顶级数学直觉,先把泛函的“形式”收窄到一个相对确定的参数空间。

比如,泛函必须包含某些特定的交叉项,指数范围必须落在某个区间内。

然后,把这个被大幅缩小的搜索空间,扔给数学AI“M1”。

让AI去进行第一轮的逻辑筛选和框架验证。

最后,再把经过AI验证的候选泛函,送到传统的超级计算机上去做高精度数值求解,看看它在真实的等离子体参数下,到底能不能稳得住。

“这已经有点类似暴力穷举了……”

徐辰苦笑了一下。

这套流程走下来,计算量大得惊人。

华国高等研究院的算力集群肯定是不够用了。等框架搭好,估计得联系国内顶级的超算中心,申请算力配额。

这注定会是一个耗时耗力的大工程。

……

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