而同樣為肖宿頭疼的不止韓熹一個。
在華國東部一座不起眼的三線城市的郊區,一片被高牆圍起來的灰色建築群里,華國等離子體物理研究所的招牌安靜地掛在大門口。
這裡沒有航天科工總部那種氣勢恢宏的試驗塔台,也沒有京大數科院那種古樸莊嚴的紅磚灰瓦,只有幾棟方方正正的實驗樓和一座巨大的環形裝置廠房。
廠房的牆壁厚得能擋住核輻射,裡面安置著研究所最核心的設備——一台大型托卡馬克裝置。
在可控核聚變這個被全世界公認「永遠還差五十年」的終極能源難題上,這個低調得連本地人都很少注意到的研究所,卻是華國走得最遠的地方之一。
他們的大型托卡馬克裝置在去年成功實現了等離子體溫度超過一億度、持續約束時間突破一百秒的里程碑,在全球可控核聚變領域穩居第一梯隊。
此刻,研究所深處一間小會議室的門口掛著「內部研討」的牌子,門虛掩著,裡面傳出一陣激烈的爭論聲。
黑板上寫滿了公式和示意圖,最上方用粉筆寫了一行字:關於肖宿-顧辛流型在托卡馬克磁約束等離子體不穩定性抑制中的潛在應用。
「肖教授在《數學原理》里提出的和樂群軌道等價類構造,我覺得應該直接套用到我們的等離子體扭曲模抑制上!」
一個年輕的研究員站在黑板前,手裡的粉筆點著黑板上的一組方程,語氣激動的說著,「扭曲模本質上就是等離子體在非均勻磁場中的一種不穩定性模態,肖教授的框架專門處理非均勻邊界條件下的模態耦合問題,這和我們遇到的扭曲模問題是完全對應的!
把磁約束場的邊界條件映射到商空間上,用和樂群軌道等價類把扭曲模的冗餘自由度全部商掉,剩下的穩定模態自然就滿足極小能量軌跡條件了!」
「你太樂觀了。」
坐在會議桌對面的另一個研究員推了推眼鏡,語氣篤定極了,「肖教授的框架確實專門處理非均勻邊界條件下的模態耦合,但是托卡馬克里的等離子體不是靜態的非均勻介質。
約束磁場本身是動態變化的,等離子體密度和溫度分布在空間上也是非均勻的,而且這些參數之間還互相耦合。
你用他的框架做商空間降維,前提是能定義一個穩定的底流形。
我們的底流形本身就是隨著等離子體演化而動態變化的,商空間的構造在這個過程中需要不斷的重構才行。
肖教授書里給的例子都是底流形固定或者緩慢變化的情形,對於托卡馬克這種高動態系統,底流形的演化速度可能比商空間重構的速度還要快,這樣一來整個降維框架就失去了意義。
你又要怎麼解決這個問題呢?」
「我們可以把重構頻率提高到毫秒級!天河超算現在的算力完全夠用!」
「這不是算力的問題,是數學上能不能保證收斂的問題。
肖教授在書里明確寫了,商空間重構的收斂性需要底流形的演化滿足Lipschitz連續性條件。
托卡馬克等離子體在邊界局域模爆發的時候,約束場會在極短的時間內發生劇烈變化,Lipschitz連續性條件在這種突變下會失效。
算力再強,數學上不收斂你也沒辦法。」
年輕研究員被噎了一下,嘴唇動了動想反駁,但發現對方說得確實有道理,只能皺著眉頭重新看向黑板。
會議室里陷入了短暫的沉默,幾個一直沒出聲的資深研究員也在低頭翻著面前攤開的《數學原理》,眉頭擰得一個比一個緊。
坐在會議桌主位的是徐蒙,華國等離子體物理研究所的所長。
他在可控核聚變領域幹了大半輩子了,頭髮都已經全白了,但思維依舊清晰敏捷。
他沒有參與爭論,只是安靜地聽著雙方的討論,時不時看向一旁的葉臻。
他和葉臻都是同一個學校的校友,又一起在華科院共事多年,感情非常好,這次葉臻他們的課題組獲得了諾貝爾獎,徐蒙特地找了葉臻組織了這次交流。
畢竟,他們可是全世界第一個跑通肖宿質量間隙框架數值驗證的團隊,對肖宿的理論體系有第一手的實戰經驗。
「老葉,你怎麼看?」徐蒙側過頭,低聲問了一句。
葉臻看著黑板上那兩組針鋒相對的方程,沉吟了片刻。
「兩個方向都有道理。
直接套用確實太樂觀了,托卡馬克的動態邊界條件比肖宿教授書里給的任何例子都複雜,但是完全否定套用也不對,他的框架本身就留了動態邊界的擴展接口,第六章那個和樂群軌道等價類的動態泛函構造,就是專門給非定常系統準備的。
你們現在的分歧不在於肖宿的框架能不能用,而在於怎麼用。」
「你是說從動態泛函入手?」徐蒙問。
「對。」
葉臻翻到第六章,指著一處標註,說道:
「肖教授在這一章里證明了,只要底流形的演化滿足局部Lipschitz條件,商空間的軌道等價類就能在動態泛函的作用下保持封閉。
你們剛才說邊界局域模爆發時Lipschitz條件會失效,這當然是對的,但是失效的範圍有多大?
如果只是邊界附近一小塊區域失效,全域的商空間構造還是可以維持的。
我覺得,你們可以把失效區域單獨隔離開來,用攝動展開做局部補償,剩下的穩定區域繼續用商空間降維。」
最開始說話的那個年輕研究員聽到葉臻的話,眼睛重新亮了起來,指著黑板上的扭曲模方程:
「那我們可以採用混合方案!
穩定區域用商空間降維,失效區域用攝動展開補償,這樣既能發揮肖教授框架的降維優勢,又不會因為局部失效丟掉收斂性了!」
對面的那個研究員推了推眼鏡,沉默了片刻,也緩緩點了點頭。
「如果只是局部補償的話,確實可以考慮。
不過,攝動展開和商空間降維之間的接口又要怎麼處理呢?
兩個不同框架的耦合邊界條件是需要嚴格定義的,否則會在接口處產生新的不穩定性。」
這個顧慮也沒毛病,但是,一味的只考慮困難而不往前走,永遠都不會找到答案的,還得先做了再說。
徐蒙用手指輕輕敲了敲桌面,把所有人的注意力拉了過來,一錘定音道:
「之後的實驗方向就按混合方案來,葉院士說的對,肖教授的框架留了擴展接口,我們不能指望直接套用就能解決所有問題,該做的適配工作一樣都不能少。
接下來先把托卡馬克的磁約束邊界條件做一個全空間傅立葉譜分解,找出Lipschitz條件失效的精確區域,然後在失效區域單獨做攝動展開補償,穩定區域繼續用商空間降維。
兩個框架的接口處,先用李雅普諾夫函數做誤差界估計,確保耦合不會引入新的不穩定性。
調整一下現在的實驗參數,先做一個小規模的原理驗證,看看混合方案的收斂性怎麼樣。」
「是。」