想獲得諾貝爾物理學獎?來研究流體力學啊!

2023年10月,諾貝爾物理學獎頒布,研究光脈沖的來自美國、德國和瑞典的三位物理學家獲此殊榮。同時,他們三人將共享大約100萬美元的獎金。

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面對如此高的榮譽,這么多的獎金。再加上現在各地吸引人才的政策,比如東莞就承諾,拿到諾貝爾獎,在東莞買房可以補貼1000萬。

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難道,你沒有眼饞嗎?那么問題來了,獲得諾貝爾獎的正確姿勢是什么呢?

從1901年諾貝爾物理學獎設立開始,一共有225人獲獎。他們的研究領域,涉及射線、磁場、熱輻射、超低溫、量子力學、光電效應、基本粒子、天體物理、無線電報、半導體、核反應、核磁共振、集成電路、光纖以及激光。

分析這些獲獎領域不難發現,他們主要分布在兩大塊兒:

一是帶領我們探求世界的本質,比如基本粒子;另一個,就是可以解決人類的實際需求,比如半導體和光纖。

那么你也可以從這兩方面入手。解決實際需求,可以研究核聚變或者室溫超導。搞定其中一項,獎牌就到手了。如果你想探求世界本質,該從哪兒發力呢?我給你指條路,絕對有前途,那就是流體力學。更具體一些,是流體力學領域的湍流。

首先,流體力學很重要。從人體內的血液流動,到飛機火箭上天,再到全球范圍的天氣變化,都離不開流體力學。

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然而,如此重要的領域,人類對它的認識還很有限。尤其在復雜的湍流領域,還需要更進一步的探索。

流體力學的動量方程,最著名的N-S方程,已經建立了將近200年。但直到今天,人們依然無法完美解釋什么是湍流,為什么會有湍流,以及層流向湍流轉捩的具體過程。

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我們在流體力學課本上看到的成果,基本都是簡化再簡化,或者經驗性質的。美國著名物理學家、諾貝爾獎獲得者費曼曾經說過:湍流是經典物理學中最后一個尚未解決的重要問題。傳言,另一位著名物理學家,量子力學奠基人之一,諾貝爾獎獲得者海森堡臨終前曾在病榻上說過一句話:“當我見到上帝后,我一定要問他兩個問題——什么是相對論,什么是湍流。我相信他只對第一個問題有了答案”。

由此可見,在流體力學領域,前人留給你施展才華的空間,非常大。湍流研究,更可謂是一片藍海!回看過去100多屆的諾貝爾獎列表,也沒有出現過流體力學的影子。

近代流體力學之父普朗特,曾經被兩次提名諾貝爾獎,但最后都落選了。最接近的一次,是在2017年,搞笑諾貝爾獎頒給了流體力學。研究者認真研究了“貓咪流變學”,證明了貓既可以是固體,也可以是液體。

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最近幾十年,科學家們在對紙筆失望之后,開始求助新的工具:計算機。計算流體力學,也就是CFD的出現,成為推動流體力學發展和實用化的的強大力量。CFD也成為了工程領域的基本設計方法,出現了仿真工程師這一新職業。

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另外多說一下,研究湍流不但能獲得諾貝爾獎,你還可能獲得另一個大獎——美國克萊數學研究所懸賞的千禧年七大數學難題之一,就包括湍流問題。獎金同樣高達100萬美元,不亞于諾貝爾獎。

所以,你還等啥呢?好了,成名和發財之道已經傳授給你。本期就到這里了,我們下期見~

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