第509章 1970年的圣诞节 鸦的碎碎念
当时我说的是,也许四年后能找到解法,但好像不需要四年,半年时间,我已经找到了解法。」
这是专属于教授的凡尔赛时刻。
「各位,先让我们想像一个封闭的、没有边缘的三维空间。」林燃在黑板上画了一个扭曲的、不规则的球体,像是一个被揉皱的纸团,然后面对着台下的众人说道:「庞加莱曾经问我们:如果一个三维流形中,任何一条闭合的曲线都可以连续收缩成一个点,那幺这个流形是否一定等同于一个三维球面?」
他转过身,粉笔在黑板上重重一点:「六十年来,我们都在试图用拓扑学的手术刀去切割它,去缝合它。
但今天,我想向各位展示一种新的方法:热流。」
林燃在黑板上行写了一个方程式,来自法兰西的皮埃尔一下就就看出了方程的恐怖之处,左边是度量张量随时间的变化率,右边是里奇曲率张量。
「为了让大家理解它,我们得先忘掉几何,想一想物理。
大家都知道傅立叶的热传导方程。
如果你在一个不规则的金属块上加热,热量会怎幺流动?
它会从高温区流向低温区,直到整个金属块的温度变得均匀。
热流方程本质上是在平滑温度的差异。
而我的这个方程,就是在几何上模拟热传导。
只不过,这里流动的不是热量,而是曲率。
想像一个畸形的三维空间,就像一个表面凹凸不平的土豆。
在这个方程的演化下,曲率大的地方会收缩,曲率小的地方会扩张。
就像热量扩散一样,空间的畸变会随着时间的推移而逐渐被抚平。
在数学上,我们定义git(t)为黎曼度量族。
随着t的增加,无论这个流形最初多幺扭曲,它都在试图进化成一个拥有常截面曲率的完美形态。」
说到这里,林燃停顿了片刻,眉头紧锁,似乎在面对一个看不见的敌人。
「但是,这里有一个致命的陷阱,那就是奇点。
他在黑板上重新画了一个哑铃形状的物体,中间连接的把手非常细。
「当里奇流作用于这个哑铃时,两端的球体会变圆,但中间的连接颈部会收缩得比其他地方更快。
当曲率趋向于无穷大时,这个颈部会断裂。
在数学上,这意味着方程爆破,演化停止。
「台下的数学家们屏住了呼吸。
这就是几十年来拓扑学家们的噩梦。
「如果是过去,我们会在这里停下,宣布失败。」
但现在我们可以引入了一个手术。」
林燃用手作挥舞状,似乎手就是一把刀。
「在奇点即将形成的前一刻,我们人为地切断这个颈部,将两个断开的埠分别用一个标准的球冠封死。
然后,让新的流形继续按照里奇流方程演化!
切断、封口、继续演化;再遇到奇点,再切断、再封口」
林燃仿佛指挥家在指挥一场宏大的交响乐:「当我们不断重复这个过程,随着时间t趋向于无穷大,那些复杂的、纠缠的拓扑结构会被一个个分解。
最后,我们会发现
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