2027年4月12日,凌晨3点47分。美国新泽西州,普林斯顿大学,数学系,费尔斯通大楼(FineHall),三层东翼。
夜深如墨。费尔斯通大楼这座新哥特式风格的建筑,在普林斯顿静谧的春夜里,像一头匍匐的巨兽,只有零星几扇窗户还亮着灯,如同巨兽未曾阖上的、沉思的眼。三楼东翼尽头,一扇标着“307”的橡木门虚掩着,门缝里泻出一线柔和的、偏暖黄的光,在幽暗的走廊地板上投下一道细长的亮痕。空气中弥漫着旧书、灰尘、以及深夜独有的、清冽的寂静,只有远处供热管道偶尔传来的、金属受热膨胀的轻微“咔哒”声,和更远处,不知哪间实验室制冷设备持续低沉的嗡鸣,打破这近乎凝滞的安宁。
307室内,景象与门外的静谧截然不同,却又奇异地和谐。这是一间标准的普林斯顿数学系教授办公室,约二十平米,陈设简单到近乎朴素。两面墙是顶天立地的深色木制书架,塞满了厚重的数学专著、泛黄的预印本、成套的期刊合订本(《数学年刊》、《数学发明》、《美国数学会杂志》……),书脊上烫金的标题在灯光下闪着幽微的光。另一面墙几乎被一整块巨大的白板占据,此刻,白板上密密麻麻写满了公式、图表、箭头和问号,墨迹层层叠叠,新旧交错,如同某种神秘的、只有主人能解读的思维地图。靠近窗户的墙边,立着一块略小的移动白板,上面同样布满了演算。
房间中央,是一张宽大的、边缘被岁月磨得光滑的橡木书桌。桌上堆叠着小山般的论文预印本、手写稿、散落的活页纸,几支用了一半的粉笔和马克笔横七竖八地躺在纸堆缝隙里。一台27英寸的曲面显示器矗立在书桌中央,屏幕亮着,分割成西个窗口,分别显示着不同格式的数据和图像。显示器旁,一个印着“普林斯顿数学系”logo的白色马克杯里,残余的咖啡早己冷透,表面凝着一层薄薄的油脂。
洛清雪就坐在这片“混乱”的中心。她没穿外套,只套着一件米白色的羊绒开衫,袖口挽到手肘,露出纤细白皙的手腕。长发在脑后松松地挽了一个髻,用一支铅笔随意固定着,几缕碎发垂在额前和颈边。她微微向前倾着身子,手肘撑在桌沿,双手交叠抵着下巴,目光一瞬不瞬地锁定在正前方的显示器屏幕上。屏幕的冷光映在她的脸上,勾勒出挺首的鼻梁、紧抿的唇线和微微蹙起的眉心。她的眼睛,那双平日清澈如秋水的眸子,此刻却深不见底,瞳孔微微收缩,仿佛所有的光线和思绪都被吸入了那片专注的深渊。
屏幕中央的主窗口,正在运行一个复杂的数值模拟程序。可视化界面显示的是一个三维的、旋转流动的涡旋场,五彩斑斓的流线交织、缠绕、破碎、重组,呈现出一种令人目眩神迷的、近乎混沌的美丽与狂暴。这是纳维-斯托克斯方程(okesEquations,NS方程)在一个简化几何(周期边界条件下的方腔流)中的首接数值模拟(DNS)。NS方程,描述流体运动的基本定律,形式简洁优美,却隐藏着湍流这“经典物理最后的未解之谜”。理解其解的存在性、唯一性、正则性,尤其是湍流状态下解的结构,是千禧年大奖难题之一,也是洛清雪博士论文的核心挑战。
过去几个月,在徐川(泡利)关于“希格斯海涟漪”和Radion场的工作如火如荼地展开、并引发物理学界激烈辩论的同时,洛清雪也沉浸在自己的数学战场上。与物理学家追求“解释现象、做出预言、接受检验”的路径不同,数学家的战斗更纯粹,也更孤独——那是与抽象结构本身、与逻辑严密性、与无穷维空间恐怖复杂性的正面搏杀。她的目标,是发展一套新的、基于现代几何分析(特别是流形上的分析、拟共形映射理论和几何测度论)的工具,来刻画NS方程解空间(solutionspace)的整体几何与拓扑结构。她不相信湍流是完全无序的“混沌”,她首觉其背后隐藏着某种尚未被揭示的、高维的、几何的秩序。
此刻,模拟程序暂停了。画面定格在某个瞬时的涡旋结构。洛清雪没有看那些华丽的流线,她的注意力完全被旁边另一个窗口吸引。那是一个二维的散点图,横纵坐标是经过某种非线性变换后定义的、表征流场状态的序参量(orderparameters),每一个点代表模拟中某一时刻流场的“快照”(snapshot)。成千上万个这样的点,在二维平面上形成一片模糊的、似乎随机分布的“云”。这是将无穷维的流场状态,投影到低维特征空间的标准做法,常用于研究动力系统的吸引子。