第七十七章 灵感与闭关-《学霸的科幻世界》


    第(2/3)页

    这组非线性偏微分方程,集合了全球数学家的力量,每天根据最新的超算模拟结果进行修正后得出来的地木转移轨道方程组,计算量极其庞大,只能由计算机进行模拟。

    从理论上来讲,想要计算地木交汇时的安全转移轨道,仅仅是牛顿力学问题,根据系统的运动方程和初始条件就可以确定系统的演化,预测未来,属于确定论系统。

    但实际上,由于外在随机因素影响过多,甚至微小的变化都有可能对结果产生重大影响。

    比如,木星引力造成地壳扰动,引发全球强震,进而使行星发动机丢失推力。

    又比如,木星内部因为地球引力问题导致密度出现变化,进而影响两者之间的引力。

    还有,木星七十二颗卫星中,直径2500公里以上的卫星就有四颗,其中木卫四更是达到4800公里,仅次于月球,这几颗卫星的存在,同样会对地球产生引力扰动。

    当这些外在因素全部叠加,进而列出非线性偏微分方程组的时候,想要给出精确的解析解,几乎就是一个不可能的答案。

    近年来,数学界在齐次平衡原则下发展了多种求解非线性偏微分方程精确解的方法:像tanh一函数法,sine一cosine方法,jacobi椭圆函数展开法,riccati方程方法及f一展开法等,然后再借助计算机进行求解。

    但凭借一种纯粹的数学家的直觉,庞学林隐隐感觉到,对于眼前的这个偏微分方程组,目前数学界所用的办法精确度有限。

    主要原因还是这组方程中的变量太多,任何微小的偏差,都有可能造成结果的大不同。

    “不行,就算没办法给出这组方程的解析解,也得给出几个特定的精确解!”

    庞学林的眼睛微微眯起。

    “可是应该采用哪种办法求解呢?”

    庞学林皱起了眉。

    “是不是可以尝试利用微分几何中的ac=bd模式以及吴微分特征列法,给出一般形式的riccati方程多种形式的解,进而给出求非线性偏微分方程孤波解的机械化方法……”

    “不行,这种办法虽然可以将非线性微分方程的求解转化为非线性超定代数方程组的求解,建立起吴方法与微分方程求解之间的桥梁。但是方程组的变量存在不确定性,结果精确度同样不高!”

    ……

    “那么是否可以采用几何积分方法来应对这段偏微分方程呢?”

    二十世纪最伟大的几何学家之一陈省身曾经表达过这样一个观点:“物理的本质就是几何!”

    牛顿力学的基本公式f=ma,左边的f是力,表示物理,右面的a是加速度,它在数学上是二阶导数,即几何中的曲率。

    爱因斯坦方程rik-1/2gikr=8πktik。
    第(2/3)页