第82章 暗涌(2/2)
明天我们可以尝试用蒙特卡洛方法模拟这个系统。周屿整理着桌上散落的笔记,语气中带着难得的兴奋。
林晚点点头,目光却不由自主地飘向窗外。她想起苏晓晓视频里那些破碎的浪花,忽然意识到数学之美也许就藏在这些看似混沌的自然现象之中。
回到家,她破天荒地没有立即开始演算,而是找出了一本关于海洋物理的科普书。在阅读海浪的形成原理时,她不时在笔记本上记下灵感:表面张力与重力波的平衡...非线性薛定谔方程描述深水波...数学与自然,这两个看似遥远的世界,正在她的笔下慢慢交融。
夜深了,林晚站在窗前望着星空。手机里循环播放着苏晓晓发来的海浪声,这一次,她听懂了其中的数学语言——那是大自然用亿万年时间书写的最优美的证明。她回到书桌前,在新的一页写下:自然界的优化算法,开始了新一轮的思考。
林晚的笔尖在纸上流畅地移动,将海浪的动力学特性转化为数学语言。她画出一个波浪传播的示意图,在旁边标注:波浪的群速度与相速度之差,正好解释了为什么有些构造会比其他构造更稳定。这个发现让她眼前一亮,仿佛在黑暗中看到了一束光。
她继续写道:海浪在传播过程中会自发形成波包,这与我们在寻找最优构造时观察到的现象惊人地相似——那些局部的优良性质往往会聚集在一起,形成一个整体最优解。这个类比让她激动不已,她意识到自然界早已给出了问题的答案,只是需要正确的数学语言来解读。
凌晨两点,林晚仍然毫无睡意。她在笔记本上构建了一个全新的模型,将海浪的色散关系与组合优化问题联系起来。如果我们将每个可能的构造视为一个波函数,她喃喃自语,那么最优解就是那个在特定边界条件下能够稳定存在的波包。
这个想法让她兴奋得在房间里踱步。她想起白天周屿提到的KAM理论,立即回到书桌前,开始研究如何将这个理论应用到自己的模型中。KAM理论告诉我们,在适当的条件下,可积系统的某些性质在小扰动下仍然能够保持,她快速演算着,这正好可以解释为什么我们的某些构造方法在小规模问题上有效,但在大规模时就会失效。
清晨五点时,林晚终于完成了一个初步的理论框架。她揉了揉发胀的太阳穴,却感到前所未有的充实。虽然问题还没有完全解决,但她已经找到了一条全新的路径,这条路径既通向数学的深处,也连接着自然的奥秘。
当第一缕阳光照进房间时,林晚站在窗前做了个深呼吸。她给周屿发了条消息:我有个新想法,关于将海浪动力学与KAM理论结合,今天讨论?
几乎立刻收到了回复:听起来很有趣,我已经到教研室了。
林晚微微一笑,快速收拾好书包。走在晨光熹微的街道上,她感觉自己就像一艘刚刚找到航向的船,虽然前路仍有风浪,但已经看到了彼岸的曙光。这个暑假,注定要在数学与自然的对话中,写下浓墨重彩的一笔。