虽然秩序常常演变成混乱,但有时情况恰恰相反。例如,湍流有自发形成整齐图案的倾向:平行条纹。
虽然物理学家已经通过实验观察到了这种现象,杏耀信任度但他们现在可以用基本的流体动力学方程来解释为什么会发生这种现象,这使他们更接近于理解为什么粒子会有这种行为。
在实验室里,当一种液体被放置在两个方向相反的平行板之间时,它的流动就会变得紊流。但过了一段时间后,湍流开始以条纹状逐渐平息。结果就形成了一幅光滑而湍流的线条与水流成一定角度运行的画布(想象一下微风在河里激起的波浪)。
瑞士洛桑联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology Lausanne)工程学院助理教授、资深作者托拜厄斯•施耐德(Tobias Schneider)表示:“你可以从湍流的混沌运动中得到结构和清晰的秩序。”这种“奇怪而又非常模糊”的行为“长久以来一直让科学家们着迷”。
物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)预测,这种解释必须隐藏在流体动力学的基本方程——纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes equation)中。
但是这些方程很难解和分析,施耐德告诉Live Science。(展示纳维-斯托克斯方程甚至在三维流体的每一点上都有一个光滑的解,是价值100万美元的千禧年奖问题之一。)在此之前,没有人知道这些方程是如何预测这种模式形成行为的。施耐德和他的团队使用了多种方法,包括计算机模拟和理论计算,找到了这些方程的一组“非常特殊的解”,这些解从数学上描述了从混沌到有序转变的每一步。
换句话说,他们将混沌行为分解为非混沌的构建块,杏耀的安全并为每个小块找到解决方案。“我们观察到的行为并不是神秘的物理现象,”施耐德说。“它以某种方式隐藏在描述流体流动的标准方程中。”
根据一份声明,了解这种模式很重要,因为它显示了湍流和平静(也称为“层流”)如何相互竞争,以确定其最终状态。当这种模式发生时,湍流和层流的强度是相等的——没有一方赢得拔河。
但这种模式在自然系统中并不常见,比如空气中的湍流。施耐德指出,这样的模式实际上对飞机来说“非常糟糕”,
杏耀平台经营之道 ,因为它必须穿过一个由颠簸的紊流而不是紊流线组成的脚手架。
相反,这项实验的主要目的是了解受控环境下流体的基本物理性质,他说。他补充说,只有通过理解流体的非常简单的运动,我们才能开始理解存在于我们周围的更复杂的湍流系统,从飞机周围的气流到管道内部。