477 NS方程有解嗎？ 　　陪首輔視察完黑托水電站，張沖誌將精力再次轉移到數學研究上來，他這次的研究方向是關於NS方程問題，這是一個千禧難題。 　　他不是為了專門解決這個難題，而是因為這個問題不解決，嚴重阻礙了科學研究，特別是高溫等離子體的研究。 　　NS方程就是納維——斯托克斯方程，它是描述粘性不可壓縮流體動量守恒的運動方程，確定三維空間中的NS方程組光滑解的存在性。 　　這一問題被克雷數學研究所設定為七個千禧年大獎難題之一。 　　NS方程概括了粘性不可壓縮流體流動的普遍規律，因而在流體力學中具有特殊意義。 　　它的矢量形式為：ρdv/dt=ρg-▽p+μ▽2v 　　它的解的存在性和光滑性是數學家關心的問題，雖然幾百年來無數的實驗證明了NS方程的準確性和可靠性。 　　根據這些經驗，對有些物理研究是足夠了，例如空氣流體力學。 　　但是NB方程的本質是質量、動量、能量三大守恒定律，流體力學中的大部分方程都隻是NS方程在某些持定假設下的推論。 　　NS方程是物理界最復雜的方程之一，它是否有解、解是否唯一這些基礎問題還沒有得到解決。 　　很多方程也隻是近似模型得到的近似解，在較低環境下還可以，但是在高溫等離子體的研究中就受到製約。 　　在超高的溫度，高速的流動性的情況下，真正是差之一毫，謬之千裡。 　　例如在湍流研究中，幾乎所有的滯流模型從數學角度嚴格來說是錯誤的，因為對於未知項的封閉都是猜的。 　　但是對於飛機飛行、汽車行駛等低端條件下，這些滯流模型用來計算氣動力足夠，可是對於等離子體就基本束手無策。 　　因為在高溫等離子體狀態下，達到的控製效果都是以秒計，甚至要求達到毫秒一下，這些滯流模型誤差太大，這嚴重影響了高溫等離子體的約束研究。 　　還有人隻想通過磁揚強度約束住等離子體，現實中是不可能的。 　　例如在太陽內部不僅有強大的磁場，還有高達幾億個大氣壓的壓力，都不能完全約束住等離子體，根據推算那裡等離子體的溫度才1500萬度，如果超過上億度更難約束等離子體。 　　解決NS方程不是隻要證明其有解，解是否唯一的問題，而是要找到一種新的數學方法來解決這一問題，這個數學方法才是關健。 　　NS方程隻所以無法解開，就是沒有好的解決辦法，也可以說數學的發展程度不夠，這涉及到高維空間裡的強烈非線性耦合問題，誰碰到誰瘋。 　　而張沖誌的大腦經過這些年的進化，早已達到常人難以企及的高度，大腦中神經元觸突相互作用越發緊密，數量可以達到3000千萬億以上，達到了可發揮作用觸突總量的70%以上。 　　這一數量在現在許多超算中的二級管數量都難以達到，其發揮的作用更是天差地別。 　　這些表現是綜合性的，真要單算計算力，張沖誌的大腦又遠不如超算，這也是大腦的特異性的表現。 　　對於讓科學家和數學家頭痛的繁雜數學、物理問題，張沖誌的大腦可以進行思考，強行運算下去，廣博龐大的數學知識讓他可以采用比常人多的多方法和路徑去解決這些問題。 　　自4118年到4131年十三年的時間裡，黑星已經從全世界收集到龐大的實驗、數值模擬研究湍流的數據，還有等離子體湍流數據，為張沖誌的研究提供了足夠的數據。 　　數學是最讓人燒腦的一門學科，特別到了高端時，讓大部分人望而卻步。 　　張沖誌就要從中找到一種數學方法，能夠有效處理NS方程所涉及的多自由度非線性耦合問題。 　　現在研究NS方程主要是通過研究湍流(DNS)從而研究NS方程的求解問題，這也被稱為唯象論。 　　當然DNS也存在自身的問題，即實驗即使無法保證分辯率，但人們依然能“確信”其蘊含的信息是符合NS湍流。 　　但是絕大部分情況DNS分辯率不足，隱含的數值誤差加上混沌效應使人們沒法確信其解是否還滿足NS湍流。 　　隨著計算機的發展，與60年前相比得到了“更多的結果”，也可能這些結果更精確，但是相對而言對湍流的理解並沒有長足的進步。 　　例如現在的天氣預報，24小時至48小時以內還可以，再長就會偏差很大。 　　張沖誌就是要通過去研究NS方程的解，建立起一套可以充分刻畫湍流的數學理論，從而推進遲滯的湍流研究和等離子體湍流研究。 　　十多年前，在達特茅斯等離子體實驗室，張沖誌就與許多菲爾茲獎數學家和挪貝恩獎物理學家研究過NS方程解的問題。 　　當時他自己經過研究和推理大體有一個想法，但是以現在的眼光看回去，那個想法還存在缺陷，自己需要有重大修改進才行。 　　張沖誌利用半個月的時間，將世界上研究NS方程解有價值的文獻都過濾了一遍，還將DNS湍流、等離子的湍流進行總結過濾，找出不同點，共同點，融入自己的想法中。 　　這是一個發現與創造的過程，在家中他會點燃一支檀香、一支蠟燭或者眼前放上一碗熱水，都會觀看許久，或者在夜晚在院子裡點起一堆木柴讓它自然的燃燒，任那煙火彌漫在空中。 　　有時他套上虛擬頭盤，在虛擬世界中觀看飛機的風洞實驗，觀看發動機的射流，火箭的實驗射流，觀看等離子體實驗室的湍流現象，找書苑 ｗww．zhaoshuyuan.ｃoｍ 整個人變得昏昏噩噩。 　　這是他多年來沒有出現的現象，讓家人都很擔心，張沖誌解釋了一句：“我正在考慮NS方程解的問題。”就再也沒有理會家人。 　　茱莉婭在數學上造詣較深，對於一臉懵懂的王媛和張仁國等眾人，一通解釋，隻是讓他們了解到這個問題的難度。 　　全家隻有大兒子萊因哈特一聽說NS方程，兩眼立刻亮了起來。 　　他這兩年跟著導師彼得.舒爾茨學習數學，在數學方麵已有很深的基礎，現在已有研究生的水平，對千禧難題當然有涉獵。 　　老爸對黎曼函數的證明，現在已被稱為沖誌黎曼定理，讓他奉為經典，那個重力空間的建立方法讓他嘆服。 　　現在聽說老爸又開始研究NS方程的解，他立刻行動起來。 　　翻廂倒櫃，圖書館、網絡上的數學文獻都找出來，也開始研究NS方程。 　　這讓彼得.舒爾茨注意起來，因為這個萊因哈特智力很高，很少見到他這麼認真過。 　　於是已50歲的他將萊因哈特叫到辦公室，問道：“萊因哈特你這幾天在忙什麼呢？” 　　萊因哈特說：“教授，我正在研究NS方程的解。” 　　驚訝地張張嘴，他還是問道：“怎麼對NS方程有興趣了？” 　　“因為我老爸正在研究這個問題，我想與他比比，看誰能先研究出來。” 　　“啥，你爸是誰？竟然能研究NS方程！”彼得.舒字茨驚奇地問。 　　“我爸是張沖誌……”話已說出，萊因哈特才反應過來，就馬上停下話頭。