#三位数学家解出时间之谜##希尔伯特第六问题重大突破# 一个多世纪前,数学家David Hilbert【图1】列出了23个难题,其中第六个很有意思:希望用数学的方法,把整个物理世界“讲明白”。 这个“公理化物理”计划,在学术界被视为几乎不可能完成。 如今,这道125年来未完成的证明,终于被三位数学家走通了。他们的成果,不仅推进了希尔伯特计划,还解释清楚了“为啥时间只能往前走,不能倒着来。” 这些现象,背后涉及三个层次的“描述方法”: 1. 最底层是牛顿定律,描述单个分子怎么像弹珠一样运动; 2. 中间层是玻尔兹曼方程,用概率去描述一堆分子大致会往哪儿跑; 3. 最上层是流体方程(Navier-Stokes),像我们平常理解空气、水流的那种方式。 这其中,第1步“牛顿定律推导”是最难的,因为需要证明:在大多数情况下,分子间的“重复碰撞”极为罕见。 就好比,一大堆人在房间里自由走动,如果不加干预,最终一定会均匀分布,而不是突然全都挤到一个角落。 1975年,数学家Oscar Lanford虽完成了这一步,但只适用于极短的时间,时间一长,证明就失效了。 而这次,三位数学家Yu Deng【图2】、Zaher Hani【图2】和Xiao Ma通过巧妙迁移自己在“波系统”上的研究技巧,硬是把这一微观物理证明,延长到了更现实的时间尺度,真正完成了希尔伯特问题的关键一环。 众所周知,牛顿力学是时间对称的(可逆),但玻尔兹曼和Navier-Stokes方程是时间不可逆的。人变老、墨水扩散、热量传导……都无法倒带。 而他们的工作,首次在数学上证明了为什么不可逆是自然状态——“几乎所有的粒子组合方式”都会走向扩散,逆转的可能性几乎为零。 正如物理学家Falkovich所说:“数学家做的,不是改写物理,而是让我们重新看清楚它。” 原文链接:-effort-to-ground-physics-in-math-opens-up-the-secrets-of-time-20250611/
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量子位
2025-06-19 18:24:18
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