第359章 看到一束光
台上的肖宿並不知道台下的人都在想些什麼,他翻到了第四節,在白板上寫下了那個關鍵的不等式。
「這是曲率積分不等式的核心形式,它把局部渦量的L²範數和全局和樂的不變量聯繫起來了。」
肖宿的馬克筆在這個不等式上輕輕敲了兩下,正準備繼續往下講。
忽然,他的手停住了。
肖宿盯著白板上自己寫下的那個不等式,眉頭微微皺了起來。
他盯著看了一會兒,心裡忽然泛起一種奇怪的感覺。
這種感覺並不陌生。
每一次他遇到一個好的數學問題時,都會有這種感覺。
說不清楚到底是怎麼回事,就好像你走在一條你已經很熟悉的路上,忽然發現路邊有一扇你從來沒注意過的門,門是虛掩著的,你隱隱約約看到門後面有光。
現在,透過這個不等式,他也看到了一束光。
這個不等式應該不只是在描述渦量和和樂的關係。
它右邊的那個曲率積分,如果把底流形從三維歐氏空間換成一個四維的規範場構型空間,把渦量的L²範數換成規範場的能量密度,那麼這個不等式的結構,和量子色動力學中處理規範場質量間隙的標準框架,在數學上幾乎是一樣的。
肖宿眨了眨眼。
不對,不只是幾乎一樣,而是就是一模一樣的,它們是可以一一對應的。
渦量守恆對應規範對稱性。
能量耗散對應漸進自由。
和樂約束對應禁閉勢。
而那個湍流幾何圖像,在規範場的語言裡,可以完全轉換成質量間隙的幾何化表述。
兩條路在他腦子裡迅速分叉又合攏。
一條是湍流,渦量拉伸和耗散的競爭,在相空間中創造出了被和樂約束鎖死的極限環,這些極限環是穩定的,任何擾動都無法讓系統跳出這個籠子。
另一條是夸克禁閉,非阿貝爾規範場的自相互作用,在低能極限下產生了一個能量勢壘,這個勢壘像一個口袋,把夸克和膠子鎖死在裡面。
而在數學上,這是同一種結構。
肖宿的腦海里,兩個來自完全不同領域的問題,像兩塊互相吸引的磁鐵,咔嚓一聲拼在了一起。
如果把這個曲率積分不等式從流體力學翻譯成規範場論的語言,那麼它的左側就是膠球質量譜的下界估計,右側就是禁閉標度的幾何不變量。
中間那條不等式,就是質量間隙存在的充分條件了。
這雖然不是一個完整的路徑,想要證明出來還差得還遠。
但是這至少是一個方向,一個他確定能走通的方向。
肖宿站在那裡,單手托著下巴,短暫的陷入了自己的思緒中。
台下的聽眾也很快察覺到了肖宿的不對勁。
舒爾茨微微坐直了身體,低聲道:「他好像想到了什麼。」
格林教授也注意到了,他盯著肖宿的表情仔細看了看,判斷道:「嗯,這個狀態,難道是有什麼新的思路了嗎?」
在他們後面幾排,兩個博士生也在悄悄咬耳朵。
一個戴眼鏡的瘦高男生小聲對他旁邊的同伴說:「肖教授怎麼開始發呆了啊?難道忘了該說什麼了?」
他的同伴白了他一眼:
「忘什麼忘,這可是肖宿,怎麼可能出現那種情況。他停下來,說不定是又發現了什麼呢。」
「啊?這能發現什麼啊?」
「這我怎麼知道?反正肯定不會是在發呆就是了。」
瘦高男生將信將疑地又看了講台一眼。
就在這時,肖宿動了。
他沒有繼續沿著原本的思路往下講,而是走到了白板左側一片還沒寫過的空白區域,拿起馬克筆,開始寫一個全新的公式。
這個公式和他之前講的所有內容都不一樣,還出乎意料的簡潔。
Σ⁻¹(Φ) ⊗ ℋ(Ω) ≅ ℰ(ℊ)
肖宿在公式的左邊標註了規範場的和樂約束,右邊標註了能隙泛函的極小值。
這個式子一出來,大多數人都懵了。
這和剛才的渦量推導也沒什麼關係啊,怎麼突然跳到這裡來了。
但是,前排看懂的一眾大佬卻被驚的不輕。
舒爾茨的眼睛一下子就睜大了。
陶哲軒也從座位上微微前傾,手指停在膝蓋上,嘴裡默念了那個公式兩遍,忽然吸了一口氣。
「他在寫什麼?」格林教授低聲問。
舒爾茨盯著那個公式看了好一會兒,才用一種不太確定的聲音回答:
「那個符號結構,如果我沒看錯的話,是在描述規範場構型空間上的一個變分問題,左邊是約束條件,右邊是能量泛函,而他的標註寫的是能隙泛函,能隙,應該指的就是質量間隙。」
格林教授的表情在短短一秒之內從困惑變成了震驚:「你的意思是……」
「他在把剛才那個曲率積分不等式,往楊米爾斯規範場的框架上翻譯,他到底看到了什麼啊?!」
坐在第二排的葉臻原本一直在低頭做筆記,也被他驚的不輕,他側過身,壓低聲音對旁邊的任長峰說:
「老任,你看他寫的這個式子和我們之前處理格點規範理論里禁閉相變時用的序參量是不是很像?」
任長峰點點頭,眉頭緊鎖:「對,但是他把和樂群的約束直接寫進了泛函的極小值條件里了,這個思路我從來沒見過。
他這應該不是在做數值近似,而是想直接從規範場的幾何結構導出能隙。」
「問題在於,」葉臻的聲音壓得更低了,「楊米爾斯場本身的非阿貝爾性,會讓這個和樂約束的拓撲結構變得特別複雜。
他的那個不等式在歐氏空間上跑得通,但要平移到閔氏空間,中間要過一道威克旋轉,那道關在格點規範里就是蒙特卡洛模擬的老大難了。」
任長峰若有所思:「不過,如果他這個幾何框架本身就包含了禁閉標度,那也許不需要走常規的格點路徑,他剛才在NS方程里用的那個和樂等價類商空間,如果能直接套到規範場的構型空間上,等於繞開了傳統方法的瓶頸了。」
「這就看他的和樂約束夠不夠強了,」葉臻說,「夠強的話,能隙就會作為一個幾何不變量自然湧現出來,不夠強的話,就只是一個上界估計,而不是一個嚴格的存在性證明了。」
「這是曲率積分不等式的核心形式,它把局部渦量的L²範數和全局和樂的不變量聯繫起來了。」
肖宿的馬克筆在這個不等式上輕輕敲了兩下,正準備繼續往下講。
忽然,他的手停住了。
肖宿盯著白板上自己寫下的那個不等式,眉頭微微皺了起來。
他盯著看了一會兒,心裡忽然泛起一種奇怪的感覺。
這種感覺並不陌生。
每一次他遇到一個好的數學問題時,都會有這種感覺。
說不清楚到底是怎麼回事,就好像你走在一條你已經很熟悉的路上,忽然發現路邊有一扇你從來沒注意過的門,門是虛掩著的,你隱隱約約看到門後面有光。
現在,透過這個不等式,他也看到了一束光。
這個不等式應該不只是在描述渦量和和樂的關係。
它右邊的那個曲率積分,如果把底流形從三維歐氏空間換成一個四維的規範場構型空間,把渦量的L²範數換成規範場的能量密度,那麼這個不等式的結構,和量子色動力學中處理規範場質量間隙的標準框架,在數學上幾乎是一樣的。
肖宿眨了眨眼。
不對,不只是幾乎一樣,而是就是一模一樣的,它們是可以一一對應的。
渦量守恆對應規範對稱性。
能量耗散對應漸進自由。
和樂約束對應禁閉勢。
而那個湍流幾何圖像,在規範場的語言裡,可以完全轉換成質量間隙的幾何化表述。
兩條路在他腦子裡迅速分叉又合攏。
一條是湍流,渦量拉伸和耗散的競爭,在相空間中創造出了被和樂約束鎖死的極限環,這些極限環是穩定的,任何擾動都無法讓系統跳出這個籠子。
另一條是夸克禁閉,非阿貝爾規範場的自相互作用,在低能極限下產生了一個能量勢壘,這個勢壘像一個口袋,把夸克和膠子鎖死在裡面。
而在數學上,這是同一種結構。
肖宿的腦海里,兩個來自完全不同領域的問題,像兩塊互相吸引的磁鐵,咔嚓一聲拼在了一起。
如果把這個曲率積分不等式從流體力學翻譯成規範場論的語言,那麼它的左側就是膠球質量譜的下界估計,右側就是禁閉標度的幾何不變量。
中間那條不等式,就是質量間隙存在的充分條件了。
這雖然不是一個完整的路徑,想要證明出來還差得還遠。
但是這至少是一個方向,一個他確定能走通的方向。
肖宿站在那裡,單手托著下巴,短暫的陷入了自己的思緒中。
台下的聽眾也很快察覺到了肖宿的不對勁。
舒爾茨微微坐直了身體,低聲道:「他好像想到了什麼。」
格林教授也注意到了,他盯著肖宿的表情仔細看了看,判斷道:「嗯,這個狀態,難道是有什麼新的思路了嗎?」
在他們後面幾排,兩個博士生也在悄悄咬耳朵。
一個戴眼鏡的瘦高男生小聲對他旁邊的同伴說:「肖教授怎麼開始發呆了啊?難道忘了該說什麼了?」
他的同伴白了他一眼:
「忘什麼忘,這可是肖宿,怎麼可能出現那種情況。他停下來,說不定是又發現了什麼呢。」
「啊?這能發現什麼啊?」
「這我怎麼知道?反正肯定不會是在發呆就是了。」
瘦高男生將信將疑地又看了講台一眼。
就在這時,肖宿動了。
他沒有繼續沿著原本的思路往下講,而是走到了白板左側一片還沒寫過的空白區域,拿起馬克筆,開始寫一個全新的公式。
這個公式和他之前講的所有內容都不一樣,還出乎意料的簡潔。
Σ⁻¹(Φ) ⊗ ℋ(Ω) ≅ ℰ(ℊ)
肖宿在公式的左邊標註了規範場的和樂約束,右邊標註了能隙泛函的極小值。
這個式子一出來,大多數人都懵了。
這和剛才的渦量推導也沒什麼關係啊,怎麼突然跳到這裡來了。
但是,前排看懂的一眾大佬卻被驚的不輕。
舒爾茨的眼睛一下子就睜大了。
陶哲軒也從座位上微微前傾,手指停在膝蓋上,嘴裡默念了那個公式兩遍,忽然吸了一口氣。
「他在寫什麼?」格林教授低聲問。
舒爾茨盯著那個公式看了好一會兒,才用一種不太確定的聲音回答:
「那個符號結構,如果我沒看錯的話,是在描述規範場構型空間上的一個變分問題,左邊是約束條件,右邊是能量泛函,而他的標註寫的是能隙泛函,能隙,應該指的就是質量間隙。」
格林教授的表情在短短一秒之內從困惑變成了震驚:「你的意思是……」
「他在把剛才那個曲率積分不等式,往楊米爾斯規範場的框架上翻譯,他到底看到了什麼啊?!」
坐在第二排的葉臻原本一直在低頭做筆記,也被他驚的不輕,他側過身,壓低聲音對旁邊的任長峰說:
「老任,你看他寫的這個式子和我們之前處理格點規範理論里禁閉相變時用的序參量是不是很像?」
任長峰點點頭,眉頭緊鎖:「對,但是他把和樂群的約束直接寫進了泛函的極小值條件里了,這個思路我從來沒見過。
他這應該不是在做數值近似,而是想直接從規範場的幾何結構導出能隙。」
「問題在於,」葉臻的聲音壓得更低了,「楊米爾斯場本身的非阿貝爾性,會讓這個和樂約束的拓撲結構變得特別複雜。
他的那個不等式在歐氏空間上跑得通,但要平移到閔氏空間,中間要過一道威克旋轉,那道關在格點規範里就是蒙特卡洛模擬的老大難了。」
任長峰若有所思:「不過,如果他這個幾何框架本身就包含了禁閉標度,那也許不需要走常規的格點路徑,他剛才在NS方程里用的那個和樂等價類商空間,如果能直接套到規範場的構型空間上,等於繞開了傳統方法的瓶頸了。」
「這就看他的和樂約束夠不夠強了,」葉臻說,「夠強的話,能隙就會作為一個幾何不變量自然湧現出來,不夠強的話,就只是一個上界估計,而不是一個嚴格的存在性證明了。」