“你最近,怎么老愛(ài)激動(dòng)呢?”歐葉望向電視機(jī),CNN已切到下一條關(guān)于醫(yī)保改革的新聞。
“北緯32度30分,西經(jīng)117度19分。”沈奇在谷歌地圖中找到這個(gè)坐標(biāo),位于美國(guó)西海岸城市圣迭戈附近的海域:“太玄乎了,真的是匪夷所思,在物理學(xué)上,我們稱(chēng)為復(fù)雜性,它將看似無(wú)關(guān)的事情聯(lián)系起來(lái),分子結(jié)構(gòu)和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、能量、動(dòng)力、流體、納維-斯托克斯方程以某種神秘的規(guī)律組合在一起,挺復(fù)雜的。”
“我倆通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算得到一個(gè)理論上正確,卻不存在實(shí)際意義的計(jì)算結(jié)果……這里要修正一下,這個(gè)計(jì)算結(jié)果有可能具備實(shí)際意義,但我需要修改數(shù)學(xué)物理模型,并找到具體的參數(shù)值,諸如經(jīng)緯度、地震強(qiáng)度等等,我也不知道該找些什么參數(shù),我得查詢(xún)一下資料。”沈奇興奮的搓搓手,地震學(xué)屬于物理學(xué)的一個(gè)分支,他欠缺的是地質(zhì)學(xué)方面的理論知識(shí)。
“你……難道要預(yù)測(cè)地震?”歐葉驚呆了,也有些害怕:“這,真的好嗎?”
不怕和人爭(zhēng),就怕和天斗。
歷史上大凡對(duì)抗老天爺?shù)娜宋铮幢惶焓樟耍幢黄溆嗳祟?lèi)抓起來(lái)。
歐葉擔(dān)心大數(shù)學(xué)家沈奇深入物理研究后,走上一條瘋狂的不歸路。
“好了好了,本故事純屬虛構(gòu),預(yù)測(cè)地震什么的理論漏洞百出,洗洗睡了。”沈奇露出一副“我純屬YY你不要太認(rèn)真”的表情。
“奇,你一定要,忘記這個(gè)危險(xiǎn)的想法。”歐葉進(jìn)入臥室,施施然解開(kāi)了睡袍的帶子,半掩著門(mén)露出腦袋,紅著臉難得主動(dòng)了一次:“快點(diǎn)沖涼哦,等你……”
他肯定是憋壞了,才會(huì)胡思亂想……歐葉褪去睡袍,將臥室燈光調(diào)暗,她鉆進(jìn)被窩,身子情不自禁的發(fā)燙……
……
睡在同一張床上的男女,做了不同的夢(mèng)。
女人夢(mèng)到了她的老爸,老爸特別喜歡她的男票,還將祖?zhèn)鞯囊粔K玉送給男票。
男人在半夢(mèng)半醒的神游狀態(tài)中,似乎得到了某種指引,他將地理等級(jí)升到了5級(jí)。
次日清晨沈奇醒來(lái),去到辦公室繼續(xù)他的計(jì)算,為此他查詢(xún)了一些基礎(chǔ)性的地質(zhì)學(xué)文獻(xiàn)。
“除了數(shù)學(xué),其他科目都是坑。”
沈奇為了學(xué)好物理,已將化學(xué)升到了7級(jí),現(xiàn)在將地理升到5級(jí)。
地震學(xué)屬于物理學(xué)旗下的品牌,是固體地球物理學(xué)的一個(gè)分支。
沈奇將地理升到5級(jí)的職業(yè)級(jí),多了解一些地質(zhì)學(xué)方面的常識(shí),對(duì)于地震學(xué)乃至固體地球物理學(xué)的深入研究會(huì)有幫助。
“地球巖流圈內(nèi)部的對(duì)流取決于地球內(nèi)核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量,這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致板塊邊緣壓力的產(chǎn)生,由于邊緣的摩擦,壓力能量間歇性釋放而非持續(xù)性,巖板塊相互擠壓而非滑動(dòng),這種突發(fā)的擠壓造成了我們所說(shuō)的地震。”
“我需要一些地震指標(biāo)參數(shù),以建立一種全新而有效的數(shù)學(xué)模型。”沈奇有目的性的開(kāi)始查閱資料。
地震強(qiáng)度m定義為m=lgs,這個(gè)指標(biāo)非常關(guān)鍵,mark。
在美國(guó)南加州地震網(wǎng)的官網(wǎng)上,可以查到1983年至今的地震時(shí)序。
對(duì)于尺寸為lgs>1.5的地震,符合一個(gè)極其簡(jiǎn)單明了的冪律衰減規(guī)律:N(S>s)∝s^-B,s≥10^1.5,B>0.95.
對(duì)于菲獎(jiǎng)得主沈奇而言,這個(gè)定律太過(guò)簡(jiǎn)單,這是著名的關(guān)于地震尺寸頻率的古登堡-里克特定律,里氏XX級(jí)地震中的里氏,就是古登堡-里克特定律中的美國(guó)地震學(xué)家里克特。
地震強(qiáng)度lgs<2的地震通常被稱(chēng)為微震,人類(lèi)難以感知,只能通過(guò)地震儀記錄。
美國(guó)南加州地震網(wǎng)上的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集來(lái)自微震,微震也會(huì)產(chǎn)生能量,能量是另一個(gè)重要指標(biāo),沈奇mark能量指標(biāo),以及美國(guó)南加州地震網(wǎng)所記錄的,自1983年以來(lái)每一次地震發(fā)生的具體時(shí)間和坐標(biāo)經(jīng)緯度。
孕震過(guò)程的流體具有不可忽視的重要性,只不過(guò)流體運(yùn)動(dòng)在其孕震、發(fā)震、余震的過(guò)程中,難以采集精確數(shù)據(jù),這是困擾地震界及物理界的一大難題。
沈奇忽然間清醒了,以微積分方式描述流體運(yùn)動(dòng)的N-S方程不僅適用于天空和海洋,它同樣適用于地表之下!
理論上來(lái)說(shuō)是這樣的。
沈奇未加證實(shí)的理論。
一直到現(xiàn)在,沈奇幾乎是依靠直覺(jué)在做一些有可能毫無(wú)意義的事情。
復(fù)雜性的表象需要嚴(yán)密的數(shù)學(xué)語(yǔ)言給出定量化的內(nèi)在支撐。
沈奇重新梳理昨天的計(jì)算結(jié)果,全新而有效的數(shù)學(xué)模型需要一些核心工具作為靈魂。
這具靈魂應(yīng)該是一個(gè)或一組數(shù)學(xué)公式、表達(dá)式、等等。
N-S方程尚未找到通用的求解公式,以得到通解。
特解倒是有一百多個(gè),基于其中一個(gè)特解,沈奇花費(fèi)數(shù)周時(shí)間,瞞著歐葉和所有人,一個(gè)人推導(dǎo)、計(jì)算、驗(yàn)證,最終得到一個(gè)復(fù)雜的等式:
1/2d/dt∫Ω∣A^s/2ω∣^2dx+v∫Ω∣A^s+1/2ω∣^2dx+α∫Ω∣A^s/2ω∣^2dx+……(B(u,u),A^sω)=<χ1,χ2>
根據(jù)這個(gè)核心等式,建立一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型,沈奇編寫(xiě)了一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。
系統(tǒng)中沒(méi)有單獨(dú)開(kāi)通計(jì)算機(jī)科目,數(shù)學(xué)中的一些分支包含部分計(jì)算機(jī)知識(shí)與技能。
沈奇用基礎(chǔ)的Fortran90語(yǔ)言編寫(xiě)程序,分為設(shè)定參數(shù)個(gè)數(shù)及其誤差范圍的主程序和利用模型計(jì)算<χ1,χ2>的子程序,來(lái)擬合從美國(guó)南加州地震網(wǎng)上下載的參數(shù)數(shù)據(jù)。
“激動(dòng)人心的時(shí)刻,到了。”
沈奇深呼吸一口,重重敲擊回車(chē)鍵,啟動(dòng)程序。
程序開(kāi)始執(zhí)行,沈奇自編自導(dǎo)的構(gòu)想是否具備實(shí)際意義,答案即將揭曉。
程序瞬間生成大量的矩陣、常微分方程和偏微分方程!
沈奇倒吸一口冷氣!
靠他自己手動(dòng)計(jì)算這些矩陣和方程,不吃不喝不睡,至少需要連續(xù)計(jì)算十年以上。
加上歐葉,兩人一起干,也得五年。
主機(jī)CPU風(fēng)扇急速轉(zhuǎn)動(dòng),CPU快要被玩壞了。
“堅(jiān)持,再堅(jiān)持一會(huì)兒啊!”
沈奇大吼到,他這臺(tái)高性能電腦剛換不久,好幾萬(wàn)美元的機(jī)器不可能這么弱雞。
好幾萬(wàn)美元的機(jī)器汗流浹背、淚流滿面。
大量的原始數(shù)據(jù)洪流還在洶涌的傾瀉進(jìn)來(lái),它們是美國(guó)南加州地震網(wǎng)自1983年以來(lái)采集到的所有真實(shí)地震數(shù)據(jù),以及沈奇獨(dú)家發(fā)明的基于N-S方程的流體虛擬數(shù)據(jù)。
嗚嗚嗚!
風(fēng)扇狂轉(zhuǎn),它已超越五檔,直奔八檔而去。
CPU在哭泣、哀嚎,它正處于一生中最難熬的時(shí)刻。
艱難時(shí)光持續(xù)了半個(gè)小時(shí),CPU終于解脫了。
機(jī)箱猛然抖動(dòng)了一下,遂恢復(fù)平靜。
微觀、宏觀、分子、地殼,流體、能量、間歇性的摩擦,看似無(wú)關(guān)的事情卻又遵循某種神秘規(guī)律,沈奇自編自導(dǎo)的這出數(shù)理戲劇落下帷幕。
程序啟動(dòng)之前,沈奇甚至懷疑這是荒誕劇。
程序結(jié)束之后,沈奇鼓起了掌,這是寫(xiě)實(shí)題材,真實(shí)感人。
大數(shù)據(jù)計(jì)算最終得出一個(gè)極其簡(jiǎn)單的結(jié)果:<55,167>
沈奇早已購(gòu)置了地球儀,就擺在他的辦公桌上。
“緯度55,經(jīng)度167,目前我只能得到這種程度的計(jì)算結(jié)果,畢竟我用的是N-S方程的特解。”
很快的,沈奇找到四組坐標(biāo):
北緯55度,西經(jīng)167度,這個(gè)坐標(biāo)位于白令海域,屬于美國(guó)的領(lǐng)海,在阿留申群島中的烏尼馬克島西北約200公里處的北太平洋上。
北緯55度,東經(jīng)167度,這個(gè)坐標(biāo)同樣位于白令海域,屬于俄羅斯的領(lǐng)海區(qū)域,距尼科爾斯科耶島僅有50公里。
南緯55度,西經(jīng)167度,這個(gè)坐標(biāo)位于廣闊的南太平洋上,離這個(gè)坐標(biāo)最近的大洲是南極洲,最近的國(guó)家是新西蘭,此處距新西蘭約2000公里。
南緯55度,東經(jīng)167度,這個(gè)坐標(biāo)同樣位于南太平洋上,它離新西蘭更近了,距新西蘭最南端的坎貝爾島只有100公里。8)
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