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arian-Vishniac(LV99)理论直接掀了桌子。
因为LV99理论的内核思想极其狂野。
如果等离子体中的磁场本身就处于高度混乱的湍流状态,那么在巨大的宏观尺度下,会同时发生无数个微小的,随生随灭的小尺度重联事件。
因为磁力线在三维空间里象一团乱麻一样游走,它们交汇的触点成倍增加。
整体的重联速率,自然而然就变快了。
这个理论最迷人也最恐怖的地方在于。它根本不在乎那个底层的单一微观机制到底是什么。
随便你是Sweet-Parker还是Hall效应,在宏观的统计平均下,那些微观细节全被湍流效应抹平了。
它把磁重联从一个需要被精确解剖的单一几何事件,直接重新定义为一个由海量随机事件构成的统计现象。
教材上写到湍流重联的时候,总是一笔带过,给出一个与湍流强度成正比的重联率公式就算完事。
但当江临硬着头皮去啃LV99及后续发展的原稿时,他感到了一阵深深的违和感。
湍流重联这条研究路线,是所有重联理论里,最不象传统理论物理,反而最像工程统计学的一支。
它不在乎局部的细节,只在乎整体的功率谱和统计系综。
这其实和江临在废土上做了二十多年的事非常象。
他的观测设备极其简陋,单张照片的信噪比很低。
他就是靠着大量低质量数据的堆栈,通过时间串行的统计平均,才勉强挤出了一点点可信的极光红带信号。
思路是一模一样的。
按理说,他应该对这种理论感到亲切。
但他读不下去了。
因为为了给出LV99理论的严格数学证明,后来者动用了两套比Sobolev空间更让他陌生的工具。
要继续深入这条线,他绕不开湍流统计、随机场、尺度级联,甚至某些借自统计场论和重整化群的语言。
这是直接从凝聚态物理和量子场论里借来的终极杀器。
江临靠在椅背上,看着屏幕上的重整化群流方程。
他的工具箱里,对这两样东西没有任何储备。
统计场论需要极高的配分函数积分技巧。
重整化群需要理解尺度变换下的固定点和临界指数。
要在没有导师指引的废土上,把这两套工具补齐,并且达到能自己独立推导演算的水平,江临在心里默默盘算了一下。
至少需要三本《量子场论》级别的砖头书。 至少需要三到五年的纯补课时间。
但这还不是最麻烦的。
退一万步讲,就算他花了五年时间成了重整化群的高手,那又怎样?
LV99理论里,想要预测重联速率,需要输入几个关键的微观参数。
局地湍流注入尺度,各向异性的湍流功率谱指数,以及小尺度的阿尔芬马赫数。
江临转头看了看外面。
他能获取的数据是什么?
是地面上那台民用磁力计,它只能读出一个经过几十公里大气层衰减后的总磁场矢量。
他根本不可能获取那片红带所在局域的高空原位湍流功率谱。
这是一条死胡同。
江临在工作站前整整权衡了一下午。
补,花五年时间,得到一套屠龙术。
不补,对于湍流重联这个庞大的分支,他只能停留在看懂综述里别人总结的公式这一浅薄的层面,永远无法亲自下场验证。
最后,他站起
拿起笔,在之前的三条工具下方,非常用力地写下了第四条。
【4. 统计场论与重整化群方法——主动选择不补。】
然后在下面加之了一行红色的批注。
【理由:获取此工具的时间代价过高。且即便补完,也绝对无法用它来独立验证我的任何地面废土观测数据。】
【这不是退缩或放弃,这是对现实物理边界的承认,知止不殆。】
写完这段话,江临心里没有一丝遗撼。
这是一种只有跨越了无数高山后,才能拥有的属于成熟者的从容。
他知道自己能改变什么,更知道自己不能改变什么。
紧接着,在第二十二年的下半年,江临快速扫读了大量关于托卡马克设备中撕裂模的论文。
撕裂模。
这是那些致力于可控核聚变的物理学家们最头疼的不稳定性之一。
它会在极高温度的等离子体环里撕开磁面,导致约束崩溃。
当江临把撕裂模的方程和空间磁重联的方程放在一起对比时,忍不住笑了。
本质上,它们就是同一种物理。
它们不是
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