每天只是去外面敲敲打打,甚至坐在台阶上看着远处的沙丘发呆。
第三十五年九月初。
江临拉开抽屉,重新拿起了那三十八页引理0.2。
这一次,他不再是作者,而是一个抱着挑刺心态的审稿人,逐行逐句地审。
如果推导逻辑严丝合缝,就在旁边打一个极小的 ?。
如果觉得某一步跨度太大,或者隐式用了一个没有声明的条件,就打一个 ?。
如果发现实质性错误,就打一个 x。
五天之后,三十八页草稿全部审完。
满篇的红痕。
统计结果:四十九个?。
三个?。
零个x。
看到零个x 的时候,江临长长地呼出了一口浊气。
大框架没有崩塌,这条路走通了。
剩下的三个问号,分别出现在第十九页、第二十六页和第三十三页。
第十九页的那个问号,是因为在处理耗散项时,有一个常数的来源追踪写得不够清晰,有混淆的嫌疑。
江临拿出一张白纸,从头把那个不等式重新算了一遍,补上了两行关键的过渡说明。
逻辑闭环,成立。
第二十六页的问号,是因为他在连续写了四个小时后脑子发昏,一个二阶 Sobolev 嵌入的指数写得太快,少考虑了一个维度的折损。
他打开工作站,点开brezis的泛函分析教材,查对对应章节,把条件补齐。
修改通过。
第三十三页的问号,最棘手。
那是一个涉及到边界流出条件的积分项,处理方式虽然没错,但在各向异性的框架下显得极度不自然,像是在强行凑结果。
江临盯着那一页看了一下午。
最后,他放弃了直接放缩,换成了一种更底层的外部固定域延拓的写法。
结果出奇的干净,那些讨厌的边界尾巴全被切掉了。
三个红色的问号,全都被他用黑笔重重地划掉,改成了三个对勾。
第三十五年九月十六日。
引理0.2正式版,在工作站里敲制完成并生成pdF。
四十一页。
【引理0.2:局部强解提升与各向异性能量分解】
【状态:完成。】
【日期:第三十五年九月十六日。】
江临打开【Narrow_theoredraft】根目录下的 REAd 文件,更新进度。
【引理0.1:有限时间弱解存在性与条件唯一性。状态:完成。】
【引理0.2:弱解到局部强解的提升;各向异性能量分解。状态:完成。】
【备注:引理0.2 中所使用的关键的各向异性估计技巧,其物理直觉极有可能直接来源于现场勘察GIANt-Nw-01(疑似潮波监测装置)时,其顶部辐条指向云所展现的宏观几何结构。】
【这种跨领域的直觉启发来源,在现代数学体系中无法被严密证明。】
【但作为历史事实,特此记录。】
敲完最后一行,他点击保存,关掉代码编辑器。
然后给自己倒了一杯温水,慢慢喝下。
因为他心里比谁都清楚,引理 0.1 和引理 0.2,加在一起足足六十多页的推导,说到底,都只不过是跨过这道门槛的门票。
它们证明了在这个窄模型下,解是存在且不乱跑的。
门槛跨过去了。
后面要写的,才是能决定生死存亡的窄定理核心。
第三十五年九月底,废土的气温开始断崖式下跌。
江临开始提笔撰写引理 0.3。
在最初的草案里,这个引理的旧标题雄心勃勃,叫做【有限时间奇异性(Finite ti Singularity)】
江临在屏幕前盯着这几个字,按下退格键。
删掉。
这个标题太大,也太傲慢了。
更重要的是,它极度危险。
在二维不可压电阻d方程组里,电阻扩散项本身就带着极其强大的正则化作用。
就像是一个天然的缓冲垫,随时准备抹平那些尖锐的梯度。
在这种系统里,贸然在标题里写下强解有限时间奇异性这种字眼,等于直接把自己光着膀子推到了千禧年七大数学难题那个级别的开放性难题的悬崖边上。
他要证明的,不是整个宏大的d系统会在有限时间内爆炸崩溃。
他也不打算去证明真实的电流片在物理世界中,到底会完完整整地碎裂成几段,几十段小磁岛。
真实的非线性演化太复杂了,算力都不够,人力更不可能解析出来。
他要证明的,仅仅是属于他这个窄模型中极其克制的一件事。
一个经典的Sweet-parker型长薄电流片(这是一种理想化的背景稳态),在满足了某个特定的门控条件后,会失去稳定性。
在它的内部,必然会存在一族被称为 tearing或plasid的扰动模态。
只要这些扰动模态的线性增长率,在某个有限的时间窗口内,能够跑赢背景电阻带来的耗散平滑率,这就足够了。
只要跑赢了,就意味着单一的长而平滑的电流片,在这个窄模型中不再是一个稳定主导结构。
它会给plasid胚胎留下增长窗口。
至于这个窗口在真实等离子体里能不能演化成完整快重联,还要看后续非线性过程、边界条件和更小尺度物理是否接管。
但作为G-index的plasid门,这已经足够。
江临重新敲下更加严谨的标题。
【引理0.3】
【长薄电流片背景态的 plasid / tearing 模态失稳】
这个标题很窄,限制条件多得像裹脚布。
但它能在严苛的数学和物理审查下,牢牢地站住脚。
为了方便推导,他把这个庞大的引理 0.3,再次大卸八块,拆成了三个子引理。
【子引理0.3.1:在特定门控条件下,存在增长率超过背景耗散率的微扰动模态。】
【子引理0.3.2:系统能量泛函在磁岛链扰动方向上失去正定性,且最不稳定模态可给出初始 plasid 胚胎的特征波数。】
【子引理0.3.3:在纯电阻d的理论框架内,给出二级薄片厚度演化的尺度下界估计,并尝试将其与外部系统的hall特征尺度d_i建立比较关系。】
三个子引理。
每一个,单独拿出来,都比那种动辄号称统一磁重联终极理论的宏大叙事要小得多。
小到甚至让某些理论物理同行觉得有些寒酸。
但江临认为,也正是因为它们足够小,边界足够清晰,它们才在这个充满了不确定性的废土世界里,真正有可能被人类的大脑严格证明。
第三十五年十月。
手里的数学工具箱已经准备完毕的江临,以那个二维不可压电阻d的长薄电流片作为绝对背景态,小心翼翼地写出了系统的线性化扰动方程。
在这里,扰动绝对不是随便在纸上画两条波浪线那么简单。
引入的微小扰动,必须极其严格地满足系统的宏观边界条件。
必须完好无损地落在引理0.2千辛万苦给出的强解控制框架里面,不能产生数学上的越界。
更关键的是,这个扰动,必须能够被他刚刚发明的那套各向异性能量范数给稳稳地接住,而不会让积分结果发散。
江临像个极其精细的钟表匠,把扰动模态沿着活动层的主方向场进行一层一层的剥离和分解。
长向上的特征波数。
薄向上的边界层内部结构。
磁扩散层的局部厚度演化。
作为宏观参数的无量纲Lundquist数。
电流片的宏观长宽比。
至于最让人头疼的湍流,在这里被江临极其克制地限制住了。
湍流强度仅仅被允许作为一个微弱的弱扰动参数进入系统,绝对不允许它跨过阈值,进入那种直接把模型撕得粉碎的强湍流提前接管区。
这是窄定理的红线。
整个推导过程没有任何戏剧性可言,只有草稿纸上一天比一天厚重的墨迹。
六周之后。
外面的初雪已经覆盖了前哨站的台基。
江临终于从那一堆令人眼花缭乱的算子谱分析中,拔出了第一条结论。
结果显示,当那个经过极其复杂组合的简化门控量超过了某个临界阈值时,系统的线性算子谱中,必然会存在一族特征值实部为正的扰动模态。
而且,这族模态的增长率,实打实地超过了背景电阻的扩散耗散率。
虽然这在数学上绝不等于系统此时已经发生了宏观的碎裂。
但这已经无可辩驳地说明了一个物理事实。
那个教科书里单一的Sweet-parker型长片态,已经病入膏肓,不再稳定了。
子引理0.3.1,完成。
正式稿,二十九页。
这二十九页没有解决磁重联,甚至没有真正写出一颗plasid。
但它把一件过去只能用物理直觉描述的事,第一次钉进了线性算子的谱里。
在这之前,长电流片会撑不住只是图像,是数值模拟里的图,是综述论文里的箭头。
是教