第1071節(jié)
作為一名非氣象學(xué)的物理從業(yè)者,徐云認(rèn)識的氣象學(xué)家也就那么三五個人——當(dāng)然了,不包括葉篤正竺可楨這些華夏前輩。 而就是這三五個人中,便恰好有羅斯貝的身影。 畢竟這位大佬將波動理論引入到了氣象學(xué)里,屬于近代氣象學(xué)中很有名的一位物理學(xué)家。 某種意義上來說。 他的名氣近乎與皮葉克尼斯齊名。 另外羅斯貝半徑也是一個非常知名的物理概念,后世的引申度很廣。 “沒錯,就是他,一個瑞典人。” 葉篤正眉頭揚了揚,看起來似乎對徐云聽說過自己的導(dǎo)師有些小欣喜: “羅斯貝導(dǎo)師也是數(shù)值氣象預(yù)報的提出者之一,在麻省理工和芝加哥大學(xué)都工作過?!?/br> “十年前他重新回到了斯德哥爾摩,在斯德哥爾摩大學(xué)當(dāng)任起了氣象中心主任,四年前因病去世了?!?/br> 說完這些。 葉篤正眼中的回憶之色稍退,取而代之的是一抹復(fù)雜神采: “羅斯貝導(dǎo)師一直認(rèn)為,我們頭頂?shù)拇髿馐且粋€隨機系統(tǒng),所謂求解大氣波動方程,實際上只是在求一個近似解而非精確的解罷了?!?/br> “這也是目前全球相當(dāng)主流的一種看法,甚至在很長時間里,我也秉持著這種態(tài)度?!?/br> “但是……” 說到這里。 葉篤正忍不住看了眼徐云,呼出一口濁氣,說道: “但是在韓立同志你幫我建立了那個模型后,我愈發(fā)感覺這個理論并不正確?!?/br> “我總覺得大氣系統(tǒng)并不是完全隨機,而是另一種非常玄妙但卻可以被計算掌握的情況?!?/br> “更重要的是……我在幾天前做了一個實驗?!?/br> 徐云再次一怔,下意識問道: “什么實驗?” 葉篤正沉吟片刻,從身邊拿起了自己的公文包。 只見他從中翻找了幾下,很快取出了一本黑色的筆記本,將它遞到了徐云面前: “韓立同志,你看看這個吧?!?/br> 隨后意識到徐云現(xiàn)在可能還沒有接取重物的能力,葉篤正特意把筆記本翻到了自己要展示的頁面。 徐云低著腦袋看了幾眼,旋即便有些詫異的抬起了頭: “葉主任,這是……兩份氣象數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果?” “是的。” 葉篤臉上的表情非常凝重,指著上頭的數(shù)據(jù),解釋道: “準(zhǔn)確來說,這是兩組極小差值數(shù)據(jù)得出的模擬結(jié)果?!?/br> “第一份數(shù)據(jù)的環(huán)流場參數(shù)是1.14514,第二份數(shù)據(jù)的參數(shù)則被我四舍五入成了1.1452,其余19組數(shù)據(jù)全部相同?!?/br> “但是……就是這么個微小的差值,最終推導(dǎo)的結(jié)果卻相差了十萬八千里?!?/br> “前者七個小時內(nèi)天氣晴朗,后者卻是三個小時后會有一場特大暴雨?!?/br> 葉篤正自己都沒有注意到。 說這番話的時候,他的手指都有些顫抖。 其實早在一周前……也就是推導(dǎo)數(shù)據(jù)模型的那個晚上,葉篤正便和陶詩言聊過了一些事情。 那時候他甚至還給自己的猜測取了個名字,叫做太素系統(tǒng)。 但當(dāng)時的葉篤正更多還是偏向于一種猜想,并沒有太多實際證據(jù)支撐。 促使他產(chǎn)生這種想法的原因不是數(shù)據(jù)或者現(xiàn)象,而是他在徐云幫助下建立的、氣象此前從未有過的氣象模型。 然而就在幾天前。 一個意外發(fā)生了。 當(dāng)時上級部門鑒于氣象中心在天氣預(yù)測中做出的巨大貢獻,主動提出對氣象中心的成員進行物質(zhì)上的嘉獎。 在給集體申報完獎勵后。 葉篤正忽然鬼使神差的提出了一個要求: 他個人不需要任何獎勵,只是希望首都夠騰出一小部分104計算機的算力幫他模擬一次計算結(jié)果,整個推導(dǎo)過程只會改變一個參數(shù)。 上級部門經(jīng)過評估后認(rèn)為這個要求不算過分,便允許104機配合他做了一次模擬。 然而沒想到的是…… 1.14514和1.1452這兩個初始參數(shù)得出的結(jié)果,相差之大如同朱時茂和陳佩斯的發(fā)量! 這個結(jié)果也驚動了首都的竺可楨先生,于是竺老換了個思路,從中間部分截取參數(shù)進行修改模擬。 這次非初始參數(shù)的修改雖然依舊在結(jié)果上有所變化,但出入程度遠遠沒有第一次那么大。 換而言之…… 葉篤正所構(gòu)筑出的模型,對于初始條件極端敏感。 同時這種敏感并非完全隨機,而是一種更加復(fù)雜的離散態(tài)——否則竺老的實驗結(jié)果應(yīng)該同樣偏散才是。 想到這里。 葉篤正不由深吸一口氣,對徐云說道: “韓立同志,你對氣象多普勒雷達的原理非常了解,氣象數(shù)據(jù)方面的造詣也比我深?!?/br> “所以我今天前來找你就是想請教一件事,我們的大氣系統(tǒng)……到底是一個什么狀態(tài)?” “是極致精確,還是完全隨機?亦或者是某種無限接近精確的近似?” “……” 看著一臉疑惑的葉篤正。 徐云心中,也不由冒出了一股nongnong的意外。 如果說氣象多普勒雷達是他在阻尼器那會兒就考慮到的后手。 那么葉篤正此時的情況,就完全不在他的預(yù)料范圍內(nèi)了,甚至可以說是遠遠脫離了他的掌控。 起碼徐云無論如何都不會想到。 葉篤正居然會越過數(shù)值天氣預(yù)報,直接奔向了…… 混沌系統(tǒng)! 沒錯。 混沌系統(tǒng)! 眾所周知。 近代物理學(xué)界對于世界的認(rèn)知是呈現(xiàn)遞進態(tài)的,版本不停在優(yōu)化更新。 首先是愛因斯坦的相對論打破了小牛的絕對時空觀。 接著量子力學(xué)的創(chuàng)立,揭示了微觀粒子運動的隨機和不確定性。 第三階段便是眼下這個時期。 也就是決定論框架中的隨機性研究,引出了…… 混沌理論。 混沌理論最早被提出于1963年,距離現(xiàn)在還有一些時間。 當(dāng)時氣象學(xué)家愛德華·諾頓·洛倫茨建立了一個簡化的氣象模型,用來模擬氣象情況。 這個模型一共用了12個參數(shù),用以表征基本的氣象特征,諸如氣壓、溫度等等,比葉篤正此時用到的20個參數(shù)簡易很多。 在一次的模擬過程中。 洛倫茨為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,決定重新運行一下這個程序的一部分。 不過為了節(jié)約時間。 他并沒有從頭運行這個模型,而是從運行中段的某一時刻作為初始點來運行。 熟知數(shù)值運算的同學(xué)應(yīng)該都知道。 程序不變,初始點又是來自上一次運行結(jié)果。 那么理論上不管再運行多少次,最終得到的結(jié)果都是一樣的。 但是這一次卻不同。 當(dāng)時洛倫茨的二次運行結(jié)果和上次大相徑庭,偏離得毫無規(guī)律。 就好像這個結(jié)果是來自一個完全不同的程序一般。 最早經(jīng)過仔細的核查,洛倫茨發(fā)現(xiàn)他把一個數(shù)據(jù)在抄寫過程中簡化了兩個小數(shù)點。 就是這么一丟丟偏差,導(dǎo)致了運行結(jié)果的截然不同。 最終洛倫茨在63年提出了赫赫有名的混沌理論,其中最有代表性的就是蝴蝶效應(yīng)的那句話: “一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以后引起德克薩斯州的一場龍卷風(fēng)?!?/br> 當(dāng)然了。 需要解釋的一點是…… 這句話的本意其實并不是說【蝴蝶的翅膀引發(fā)了風(fēng)暴】。 而是…… 【引發(fā)風(fēng)暴的原因太復(fù)雜了,以至于我們需要知道每一只蝴蝶的翅膀,才有可能預(yù)測這個結(jié)果?!?/br> 而混沌理論的出現(xiàn),則徹底將物理界推向了另一個方向。