最后证明了玻尔兹曼140年的天然气方程式

 作者:巫马萃     |      日期:2019-02-05 07:10:00
雅各布·阿隆(Jacob Aron)已经用了140年,但直到现在我们才有数学证据证明描述气体行为的开创性方程是正确的宾夕法尼亚大学的Robert Strain和Philip Gressman利用现代数学工具找到了Boltzmann方程的解,该方程预测了气体分子的运动当Ludwig Boltzmann在1872年提出他的方程时,分子的存在仍然存在争议,但其准确预测气体行为的能力胜过任何哲学反对意见今天的物理学家使用这个等式来模拟从核电站到星系的各种气体,但直到现在还无法保证它能在各种可能的情况下正常工作由于玻尔兹曼的工作领先于他的时代,因此长期以来一直没有得到数学家的正式证明 “所有的作品都只存在了大约五年,”Strain说困难是由于称为分数导数的概念物理学中的大多数基本方程都是微分方程,这意味着它们描述了一个变量变化的速率与另一个变量的关系变化率称为衍生品例如,相对于时间的距离的一阶导数是速度,而二阶导数是加速度但是,如果你试图找出一半或三分之二的衍生物呢它们以数学方式存在,但在现实世界中没有任何意义,因此Strain在使用Boltzmann方程时很惊讶地看到它们 “在物理模型中出现分数导数是非常罕见的,”他说更重要的是,它们背后的数学理论是在这个等式之后多年发展起来的 Strain和Gressman表明,Boltzmann方程总能为接近平衡的气体产生正确的答案,例如接近室温的建筑物中的空气然而,他们仍然不能说这个等式是否适用于更复杂的情况,例如暴风雨期刊参考:美国国家科学院院刊,DOI: