Глава 432: Суперкомпьютерное приложение
Получив ответ Лу Чжоу, у Карлсона практически не осталось никакой надежды. Церемония вручения премии «Приз тысячелетия» была отложена.
Однако кто-то мог просочиться в новости об первоначальных планах церемонии награждения Института Клэя.
Затем пошли слухи, что Лу Чжоу отказался от награды.
С тех пор, как было решено уравнение Навье-Стокса, средства массовой информации обратили внимание на награду «Приз тысячелетия» на миллион долларов. Ведь для людей, не занимавшихся математикой, награда в миллион долларов была гораздо более шокирующей, чем решение уравнения Навье-Стокса…
Комментарий корреспондента The New York Times.
[…После того, как российский математик Перельман отказался от награды в миллион долларов, китайский математик Лу Чжоу также отказался от премии. Кажется, что к проблемам премии тысячелетия приложено магическое проклятие, поскольку все, кто решает проблемы, кажется, теряют интерес к деньгам?]
Харди передал газетную статью Лу Чжоу, и после того, как Лу Чжоу закончил ее читать, он выбросил ее в мусор. бин и покачал головой.
«Это абсолютная ерунда! Когда я отказался от награды? Я только сказал Институту Клэя немного подождать, так как в последнее время был очень занят. У меня нет времени лететь в Париж.
Харди: «Профессор, вы отказались от призовых денег Института Клэя, потому что у вас нет времени туда ходить?»
Лу Чжоу поправил его. «Я отложил его, а не отклонил».
Харди пожал плечами и сказал: «Хорошо, отложено… Профессор, вообще-то у меня есть предложение, не знаю, стоит ли его высказывать».
Лу Чжоу посмотрел на Харди и спросил: «Какое предложение?»
Харди почесал затылок и улыбнулся, когда сказал: «Я хочу сказать, что если у вас нет времени, я могу поехать в Париж и принять приз для вас. Ты занят исследованиями, а я не против путешествовать…»
Лу Чжоу: «…»
У этого чувака… слишком много свободного времени!
...
Слухи о Лу Чжоу были лишь незначительным беспокойством.
Лу Чжоу был занят исследованием плазменной турбулентности, и у него не было времени пойти на пресс-конференцию и прояснить этот скучный вопрос.
Решение уравнения Навье-Стокса не только привлекло к Лу Чжоу чрезмерное внимание средств массовой информации и церемонии награждения, но и доставило ему другие проблемы.
Например, с тех пор, как он вернулся в Америку с медалью Филдса, его электронная почта была заполнена приглашениями из разных мест.
Некоторые из них были из отечественных и зарубежных научно-исследовательских институтов, некоторые из 100 лучших математических университетов, а некоторые даже не из академической сферы; были приглашения на телешоу и ток-шоу…
Когда Лу Чжоу оставил Сяо Ай, чтобы разобраться с этими электронными письмами, он почувствовал себя намного спокойнее.
Помимо отказа от людей и борьбы со спамом, Сяо Ай был его личным помощником. Как было показано, Сяо Ай становился все более и более умным.
Решив эти тривиальные вопросы, Лу Чжоу вернулся к своим исследованиям проблемы турбулентности плазмы.
Стоит отметить, что сложность задачи о турбулентности была разделена на две части.
Первая часть в основном исходила из сложности самой системы и среды вокруг системы, а также трудности, возникающей из-за разнообразия системы турбулентного движения в целом.
Возьмем в качестве примера космический корабль. По мере изменения высоты, скорости или даже местоположения и температуры поверхности материала газовая и макромеханическая среда вокруг космического корабля также постоянно менялась.
Вторая часть исходила из методологии классической физики.
Традиционный редукционизм исходил из самых основных компонентов динамики материалов и устанавливал уравнения движения из основных законов взаимодействия. Это звучало просто. В конце концов, для большинства формул классической физики даже не требовалась продвинутая физика.
Однако в мире физики «больше — это сложно».
Возьмем, к примеру, самолет. Поле течения вокруг самолета содержит 10^15~10^24 микрожидкости, и каждая микрожидкость должна подвергаться индивидуальному механическому анализу. Приходилось также учитывать силы взаимодействия между микрожидкостями, и эту задачу невозможно было решить даже при наличии вычислительных ресурсов всего мира.
Из-за своей сложности большинство моделей, созданных исследователями вычислительной гидродинамики, были основаны на явлениях. Следовательно, разные ученые, использующие один и тот же метод вычислительного гидродинамического моделирования, могут получить разные результаты.
Из-за этого вычислительное гидродинамическое моделирование турбулентности на основе закрытой модели часто считалось искусством, а не точной наукой.
Причина, по которой люди были так одержимы гладким решением уравнения Навье-Стокса, заключалась не только в том, что они хотели выяснить, существует ли такое решение, но также в том, что они хотели узнать, что математики узнают, исследуя эту проблему.
Математики могли бы найти структурную величину между дозвуковой зоной и звуковой зоной или приблизительную слабую форму в ограниченном диапазоне. Или, в случае L-многообразия, метод дифференциальной геометрии L-многообразия, который можно использовать для уравнений в частных производных.
Для плазмы внутри стелларатора с первой частью сложности было относительно легко справиться. Хотя плазма не была стабильной при высоких температурах и давлениях, по крайней мере циркуляция макроплазмы была относительно равномерной.
Задача второго типа сложности была гораздо более громоздкой.
Однако это было трудно только для обычных людей.
После того, как Лу Чжоу применил L-многообразие к уравнению Навье – Стокса и построил математическую модель на основе экспериментальных данных дифференциальной геометрии, он обнаружил, что, хотя процесс был сложным, конечный результат оказался не таким сложным, как он себе представлял.
Время быстро пролетело.
Начало сентября.
Лу Чжоу сидел в своем кабинете в Принстонском институте перспективных исследований и смотрел на экран своего компьютера. Время от времени он писал пером в руке на черновике.
После того, как он ввел последнюю строку вычислений на компьютере, он, наконец, вздохнул с облегчением и отложил шариковую ручку.
"Сделанный!"
Услышав голос своего профессора, Харди растерянно посмотрел на него. Он встретился взглядом с Цинь Юэ, прежде чем снова опустить взгляд.
Джерик и Вера тоже смотрели на Лу Чжоу с благоговением. Особенно Вера, ее глаза почти мерцали звездами.
Хотя она не знала, что делает ее профессор, она чувствовала, что профессор делает что-то потрясающее.
Что касается Вэй Вэня, то он писал магистерскую диссертацию, совершенно не обращая внимания на суматоху вокруг себя. Он хотел закончить магистерскую работу в этом году и приступить к защите докторской в следующем году, поэтому его не волновала работа Лу Чжоу.
Все, что он знал, это то, что его профессор снова исследует что-то сумасшедшее…
Лу Чжоу не заметил реакции своих учеников; он быстро перепроверил свою математическую модель, а затем скопировал данные на USB-накопитель. Он взял флешку и быстро вышел из офиса.
Вывод уравнения мог быть выполнен человеческим мозгом, но всякий раз, когда речь шла о численном решении, вычисления были за пределами возможностей человека.
Чтобы проверить свою математическую модель и собрать некоторые данные моделирования из первых рук, Лу Чжоу понадобился суперкомпьютер.
Чем быстрее компьютер, тем лучше!
…
Будучи одним из самых богатых университетов Северной Америки, богатство Принстона отражалось не только в его готовности переманивать талантливых людей, но и в оборудовании кампуса.
Хотя Принстон был маленьким городком, в нем было все: от плазменных лабораторий до суперкомпьютерных центров.
Это показало, насколько важно для университета иметь финансово сильную ассоциацию выпускников.
Принстонский суперкомпьютер находился в Центре Джона фон Неймана; он в основном использовался для моделирования в физике конденсированного состояния, физике плазмы и космической механике.
Лу Чжоу был знаком с известным человеком в области параллельных вычислений — Дэвидом Шоу.
Однако суперкомпьютерные способности Антона преуспели только в области вычислительной химии; это не было идеальным для общих вычислений.
Не говоря уже о том, что Дэвид Шоу может не интересоваться физикой плазмы или гидродинамическим моделированием. Поэтому Лу Чжоу не хотел его беспокоить.
Лу Чжоу не пришлось долго ждать после того, как он заполнил форму заявки в Нассау Холл. Он быстро получил одобрение от школы.
Любой исследовательский проект, связанный с PPPL, имел наивысший приоритет.
Не говоря уже о том, что исследователь был лауреатом Филдсовской медали.
Лу Чжоу передал соответствующие документы в Центр Джона фон Неймана и директору центра Амеру Грину. Он рассказал Амеру Грину о своих намерениях.
Услышав просьбу Лу Чжоу, Грин был полон удивления.
«Невероятно… Ты уверен, что не шутишь? Вы успешно построили математическую модель турбулентности плазмы в стеллараторе?
Хотя Грин не был физиком, он все же знал, насколько удивительным было это достижение.
Лу Чжоу вздохнул и помахал документом об утверждении заявки в руке, когда сказал: «До первого апреля еще шесть месяцев, я не шучу».
Профессор Грин не терял ни секунды. Он включил свой рабочий компьютер и спросил: «Ты принес модель?»
Лу Чжоу положил USB на стол и сказал: «Конечно».
Грин подключил USB к компьютеру и открыл файлы внутри. Он посмотрел на данные и изображения на экране компьютера и потер бороду. Он немного подумал, прежде чем сказать: «Говоря прямо, это сложно. Я не уверен, что у Джона Неймана есть возможности выдержать вычисления такого масштаба. Вам может понадобиться что-то вроде суперкомпьютера Summit в Окриджской национальной лаборатории… Вы уверены, что не можете упростить модель?»
Лу Чжоу покачал головой и сказал: «Это максимум, что я могу упростить».
«Хорошо, тогда вы поставили перед нами сложную задачу от имени PPPL». Профессор Грин покрутил ручку в руке и сказал: «Я могу решить алгоритмическую часть, но не ждите результатов в ближайшее время».
Лу Чжоу кивнул и сказал: «Я знаю, я тоже помогу вам, ребята».
Профессор Грин улыбнулся и сказал: «Конечно! В конце концов, мы делаем массивно-параллельные вычисления; мы не физики плазмы.