第302章 能量景观的「迷雾」(1/2)
当“未来智能项目组”的办公室里,因为海量神经元数据的涌入而变得热火朝天时,一墙之隔的“前沿物理项目组”,却陷入了一片深沉的寂静。
这里没有团队协作的討论声,只有两种声音在交替响起:马克笔在白板上划过的“沙沙”声,以及计算器键盘被快速敲击的“嗒嗒”声。
林浩和克劳斯,两个人,已经以这样的状態,持续工作了数周。
他们的办公室,更像是一个纯粹的理论物理学家的“洞穴”。巨大的白板上,早已被密密麻麻的数学公式所占满。从最基础的多体系统哈密顿量,到复杂的路径积分表达式,再到用於描述系统宏观状態的配分函数,每一个符號,都指向那个终极的目標——构建一个能够描述“绝对无-序”状態的理论框架。
他们的核心思路,是构建一个全新的“能量景观”模型。
在凝聚態物理中,一个多粒子系统的所有可能构型,可以被想像成一个处於高维空间中的、崎嶇不平的“地貌”。地貌的高度,代表著该构型所对应的系统总能量。系统会自发地从高能量点,向低能量点“滑落”,最终稳定在某个能量最低的“山谷”里。
而林浩和克劳斯的任务,就是尝试从数学上,去描述一片没有任何“山谷”,完全平坦的“能量高原”。
然而,这项工作,比他们预想的要艰难得多。
“还是不行。”
克劳斯放下手中的笔,疲惫地靠在椅子上,用手捏著鼻樑。他的面前,是一沓厚厚的、写满了推演过程的草稿纸。
“我尝试了三种不同的原子间相互作用势函数模型,从最简单的『硬球模型』,到考虑了范德华力的『lennard-jones势』,再到更复杂的『嵌入原子势』。”他指著草稿纸上的最终结果,蓝色的眼睛里充满了挫败感,“但无论我如何调整参数,只要將粒子数n的值设定得足够大,在足够长的时间演化后,系统总是会不可避免地陷入某个存在『短程有序』的局部能量极小值中。”
他看著林浩,说出了那个让他们这几周来寢食难安的词语:“遍歷性。我们似乎无法摆脱它的诅咒。”
遍歷性,是统计物理学中的一个基本假设。它意味著,在一个孤立系统中,只要时间足够长,系统会经歷所有可能的状態。对於一个追求最低能量的物理系统而言,这就註定了它最终会找到並“掉入”那些能量较低的、结构更有序的“山谷”里。
想要创造绝对的无序,就必须从根本上打破系统的遍歷性。但如何打破,却是一个世纪难题。
“我这边也遇到了同样的问题。”林浩从另一张桌子旁走了过来,他的脸色同样凝重。他没有像克劳斯那样进行复杂的数学推演,而是从一个更宏观、更概念性的角度,对问题进行了反向验证。
他在白板上画了一个示意图,上面是一个平滑的、没有任何起伏的能量平面。
“我们来看,要让能量景观变成这样一块完美的『平地』,需要满足什么条件?”他指著白板说道,“首先,为了避免粒子自发地聚集形成团簇,也就是『能量山谷』,原子间的相互作用力,在任何距离上都不能表现出『吸引』。它必须是纯粹的『排斥』。”
克劳斯点了点头,这是最基本的要求。
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“其次,”林浩继续说道,“为了避免因为力的方向性而导致粒子排成特定的几何结构,比如链状或者层状,这种排斥力还必须是完全『各向同性』的。也就是说,无论一个原子从哪个方向接近另一个原子,它们之间的排斥力都完全相同。”
“长程排斥,且完全各向同性。”林浩在白板上写下这两个条件,然后画了一个大大的叉,“这种相互作用势,在我们的现实物理世界中,根本就不存在。任何真实的原子间相互作用,都必然包含复杂的吸引、排斥和角度依赖项。”
两人的研究,从两个不同的方向,最终指向了同一个“死胡同”。
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