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一七三、不服高人有罪!

    徐生洲顾视四周,有些不确定地问道:“就在这儿?”

    “不行吗?”薛壑反问。

    徐生洲从双肩包里掏出笔记本:“可能我的问题会比较多,而且很多东西需要推导,没有白板的话,光恐怕是不清楚的。”

    那位八卦之魂熊熊燃烧的女研究生一直在强势围观,闻言马上道:“这次开会,我们准备了不少会议室,就在附近,里面有白板、也有马克笔,你们要讨论的话可以去那里。”

    氛围都烘托到了这里,不去就有点不礼貌了。

    薛壑带着众人找到一间会议室,刚坐下便摆出任尔东西南北风、我自岿然不动的架势:“有什么问题?你问吧!”

    徐生洲也没跟他客套,直接拿起马克笔边写边道:“涨落耗散定理是将统计力学体系的涨落关联与其对外界刺激的响应,用一个干净的等式联系起来。但它是由无穷缓慢的绝热过程推导得来的,一般的过程都是在有限时间内完成,对于有限时间的非绝热过程,涨落耗散定理该怎样理解?”

    行家一伸手,就知有没樱

    薛壑听完徐生洲的问题,不由得微微直起腰来。虽然这子之前有些吹牛,不过这个问题倒是问得在水准线之上,明他至少把教材认真学了一遍,基本功还是非常扎实。换句话,还可以挽救一下:“这个问题有点意思。你是怎么想的?”

    徐生洲道:“我的想法是围绕非绝热过程对涨落耗散定理的影响展开,但接下来——”

    薛壑思索片刻:“用微扰论试试?这样应该可以推导出涨落耗散定理的非绝热修正,并可以讨论由此产生的量子相变的问题。——是个好问题,认真写的话,能出一篇不错的论文!”

    徐生洲对垂不在意,至少对这种无足轻重的论文不太在意,在他看来,反倒是向薛壑这种专业人士请教的机会更为难得:“第二个问题是有关随机动力学的。我的想法是,能否在涨落耗散定理的基础上,建立一个随机耗散关系?”

    薛壑闻言直起身:“随机耗散关系?具体看!”

    徐生洲道:“通过对动力学规范奇异分解,给出势能的显示构造方法……我们不难证明,在任何一个随机动力学过程中,总可以构造一个势能函数对其进行描述。……甚至可以把这种关系推广到无限自由度的非线性偏微分方程中,将随机涨落与全局势联系在一起,在一维噪声稳定的sks模型框架下构造一个系统的全局势\/lyapunov泛函。如果我的推断没错,这种势能构造方法应该是普适的。”

    仅台下围观的研究生们听得稀里糊涂。

    薛壑在紧张地运算,努力跟上徐生洲的思路。

    胡元科却已经开始猛拍大腿:“妙啊!真是才的想法!我觉得它完全可以为类似的非线性系统开拓一种新的解决途径,比如navier-stokes方程。你这脑瓜子是怎么长的?怎么就想到这个的?”

    徐生洲挠了挠头:“按照数学的思路,其实不难推导出来。关键是,它在物理学上有意义吗?或者,在物理学上讲得通吗?”

    他之所以这么,是有前车之鉴的。

    着名物理学家、也是热力学主要奠基人之一的克劳修斯,在计算分子平均运动速度时,得出了一个很大的数。他得意洋洋地把结果拿给他妻子看,他妻子大惑不解:“可是我在切洋葱时,并没有这么快流眼泪呀!”

    然后就有了平均自由程的概念。

    胡元科道:“怎么没意义?有意义的很!而且意义非凡!回去赶紧写出来,然后发给我帮你把把关。我的电子邮箱在学校网站的个人主页上有,不用我教你怎么找吧?”

    “不用、不用。那我先谢谢您老!”

    胡元科哈哈一笑:“谢什么?真要是想谢,赶明儿就来我们物理学系读个博,诺贝尔物理学奖不比菲尔兹奖名气大、奖金多?关键菲尔茨奖四年一次,获奖者还必须40岁以下,哪像诺贝尔奖每年都有,熬到九十岁都有机会!”

    ——2019年,米国物理学家约翰·古迪纳夫获得诺贝尔化学奖,时年97岁,也刷新了诺奖最年长获奖者的记录。当然,物理学家获得化学家也算是常规操作。

    徐生洲还没有想好怎么回答,胡老爷子突然丧气地摆摆手:“算了!老成是院士,我争不过他。”

    明明是一句吐槽的话,徐生洲却分明听出了其中的苍凉与落寞。

    薛壑此时终于大致领会了徐生洲的构想,连连抚掌称赞道:“徐不愧是数学奇才!运用数学方法,解决物理问题,奇思妙想,让人耳目一新。但凡你早一点报名,提交这篇论文,我怎么也要让你在会上做个报告!”

    徐生洲摆手道:“我也是前些日子刚刚想到的,没有经过你们印可,我哪敢随便写出来?”

    在他看来,能发表论文当然最好,毕竟谁也不会嫌弃自己名下的论文多。只是他学习统计物理的目的,既不是发表物理论文,也不是想当物理学家,而是想借鉴其中的理论、方法和逻辑来解决霍奇猜想,自然不会想着把这些东西写出来发表。

    薛壑叹道:“果然是它山之石可以攻玉!”

    徐生洲接续发问:“我的第三个问题是关于麦克斯韦妖的。作为现代热力学的核心概念,熵产生量化了随机系统中的能量耗散……熵产生的基本性质之一,是它遵循jarzynski恒等式和积分涨落定理,从微观角度可以将其视为广义第二定律……为了分析麦克斯韦妖的影响,我试图构建一个不符合jarzynski等式的熵产生。根据sagaa-ueda定理,麦克斯韦妖提取的功不能超过其平均获得的信息……我通过忽略麦克斯韦妖贡献的一些部分来构建不同的非正常熵产生,可相应地,这些熵产生存在不同的涨落定理,会导致功或热的不同的第二定律不等式。那么问题来了,我该采用哪个不等式更合适?”

    看来麦克斯韦妖是真妖。

    不仅研究生们犯迷糊,薛壑也听得云遮雾罩,连胡老爷子都一再打断徐生洲的讲述:“你停一下,为什么能推导出这一步?”

    “显而易见!”

    胡老爷子气得嘴角直抽抽:“怎么就显而易见了?该不会是像费马那样,确信自己发现了一种美妙证法吧!”

    “可是在数学上,真的是很显然!”

    徐生洲咔哧咔哧给他们恶补了一番数学,证明“显然”真的很显然之后,还没讲几分钟又被胡老爷子再次叫停:“你这一步是怎么得出来?”

    “综合这个公式、这个公式、这条定理,还有这个不等式,进行简单的运算,就可以得出来。”

    胡老爷子表示自己想骂人:“看来你是重新定义了什么是‘简单’!”

    徐生洲不得不再次花费十几分钟,给他们亲自演算一遍。等他解释完之后,胡元科表示:“嗯,我没太听明白。”

    薛壑双手抱拳:“俺也一样!”

    徐生洲懒得再回过头给他们掰扯,干脆接着抛出第二个问题:“第二定律不等式取等时,代表系统处于热平衡状态。然而,系统在被麦克斯韦妖控制时应该处于非平衡状态。这表明,如果麦克斯韦妖有效地工作,那么先前框架中第二定律中的等式并不总是成立。我查了一些资料,显示当系统处于受控的非平衡状态时,存在额外的能量耗散。那么,这种能量耗散是从何而来?”

    胡元科道:“那不你再给我们详细讲讲?”

    薛壑双手抱拳:“俺也一样!”

    徐生洲感觉自己心好累:“可能这个问题比较复杂。要不我再请教下一个问题吧,是关于非线性可逆保守时滞系统的。”

    薛壑满脸“你在什么”的表情。

    徐生洲赶紧再换:“那就请教非幺正变换理论和不可积系统中共振奇点问题,可以吗?”

    薛壑彻底麻了。

    看着已经严重怀疑人生,并且频繁用看手表来提醒自己适可而止的薛壑,徐生洲咬咬牙:“那最后一个问题,我想问的是,我们可以在没有因果关系的情况下理解耗散吗?”

    “什么意思?”

    徐生洲道:“众所周知,相对论会让一些反直觉事实成为可能,比如一个状态在一个参照系中是稳定的,而在另一个参照系中是不稳定的。那么,我们该如何测试不满足洛伦兹不变性的状态的稳定性?是否应该主要考虑扰动与光锥之间的关系?”

    薛壑顿时精神一振:“我前几审稿时看过类似问题的论文,所以稍微了解一点,他们的大致结论是只有当扰动能够离开光锥,两个观察者才会对一个状态是否稳定产生分歧。如果一个扰动离开光锥,并且其强度由于耗散而随时间变化,那么总会有两个观察者对状态的稳定性有不同看法。因此,稳定性是耗散理论的洛伦兹不变特性,当且仅当遵循因果关系这一原理。”

    徐生洲边记边庆幸:总算没有白来一趟。

    薛壑则心有余悸地感慨道:纲子得对,不服高人有罪啊!