顶级数学家有多恐怖?韦东奕出手,秒破博士团队4个月未解难题

韦东奕号称韦神,绝非浪得虚名。

神就是神,一堆人也赶不上他一个手指头。

一个由6个博士组成的团队,使用数学模型来模拟某些产品的物理学性能,关键的数学问题无法解决,导致计算结果和实测值差别巨大。

就在一筹莫展之际,团队中有一位成员请韦东奕帮忙,结果韦神一出手,6个博士们4个月没有解决的难题豁然而解。

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博士团队当时遇到的问题需要用到流体力学里面的纳维斯托克斯方程(N-S方程),但是根据这个方程建立的模型用计算机处理的时候很容易出现问题。

这种模型属于有限元模型,也就是说把一个物理现象划分成有限的网格来进行计算。

理论上说网格划分的越细,得到的结果越真实,网格划分的越粗,得到的结果越模糊,但是实际计算中有很多的问题。

N-S方程是动量守恒的方程,另外再加上能量守恒方程和连续性方程,就构成了流体力学的三大基本方程。

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N-S方程被美国克雷数学研究所列为重大的数学难题,悬赏100万美元。

这组方程实际上不仅仅可以用在流体计算上面,在很多的其他模型里面都很有用,甚至可以用在计算一个商业门店的营业额上。

就比如说,一个门店里面的顾客人数,等于上一个时刻的顾客人数,加上进入的顾客人数,再减去出去的顾客人数,这个模型就对应于流体力学里面的连续性方程。

门店里顾客手中现金的变动值,就等于门店的营业收入,这就对应于动量守恒。

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只要有门店的人流量数,以及顾客的消费习惯,就可以建立一个商业门店营业额计算模型。

但是这种方程是一个偏微分方程,每一个方程相当于在一个复数空间里的一个曲面,这个解就分布在三个曲面的交界处。

因为流体随时间变化,在计算的时候还要加入时间参数。从计算的起始点到计算的终点要划分成N段,每一段叫做一个步长。

像这样类型的模型,既有空间尺度上的划分,又有时间尺度上的划分。

而且,麻烦就在于方程组没有解析解,计算机求解的时候通常使用差分法。

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这个计算的问题,就在于每一次计算都不可能无限精确,四舍五入会有一个微小的残差,在计算的过程中残差会不断累积。

像这样的模型就面临着两个难题:如果要追求解的精确性,网格就必须划分的细,时间步长必须设置的短,残差会累积的越多;如果减少残差的累积,又必须把网格划分的比较粗,时间步长设置的比较长,这样得到的结果很模糊。

6个博士生团队面临的最大的问题就是,模型越精确失真越严重。

团队中有一个人的同学在北京大学,于是就请韦东奕出来帮忙。结果韦神用了很短的时间就把新的方程组发过来,团队经过测试以后,和以往的实验数据匹配率高达99.8%。

看来韦神才是这个团队最核心的成员,博士生们要感谢韦东奕给他酬劳,韦东奕却说区区小事不足挂齿。

团队苦劝韦东奕收钱,韦东奕说给公交卡里充点钱吧。

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网友说,这简直是降维打击,连博士生都挠破头的难题,韦神就是秒破,看来韦神和普通人简直就不在一个维度。

韦东奕出生于1991年,他对数学的兴趣,来自于在家里面看到了一本书《华罗庚数学学校》,所以说兴趣才是最好的老师。

2013年,韦东奕拿下丘成桐大学生数学竞赛应用、几何、概率、分析,以及个人全能5项金奖。

哈佛大学曾要破格录取他,但是他说他要留在中国。

我们知道,年轻数学家里面还有一个神级数学家就是陶哲轩,在美国加州大学。

在2009年世界数学奥林匹克锦标赛上,陶哲轩作为曾经的冠军选手,受邀参加解算最后一个最难的题。这道题是一个平面几何题,结果韦东奕用了一个小时给出答案,但是陶哲轩用了整整7个小时。

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韦东奕的解题思路,举重若轻,精妙绝伦。

纽约大学的华裔数学家林芳华教授说,韦东奕可以把很多复杂的步骤简化,结果很多数学家在正式发表文章之前,不敢把成果放到网上。

在外人的眼里,韦东奕就是一副不修边幅的形象,拎着两个馒头,拿着一大瓶白开水,穿着很普通的工装服。

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网友都说,看到他的第1面以为他是傻子,看到他的事迹以后觉得自己是傻子。

又有网友说,都是吃馒头的,怎么差距那么大呢?

2018年韦东奕博士生毕业,2019年进入北京大学数学研究所,专门研究偏微分方程组以及随机矩阵。在读博士生期间,韦神就已经在最顶级的数学期刊《纯数学和应用数学通讯》杂志上面发表了4篇文章。

韦东奕帮助6位博士生解决的数学问题,属于偏微分方程组解的分布问题,这就是他的拿手好戏。

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虽然韦东奕自己说解决这样的问题很简单,但是在外人看来这就是神作。

著名科学家霍金,就是解决了广义相对论场方程解的分布问题,在此基础上发现了霍金辐射。

但是广义相对论方程比N-S方程要简单多了。

由此可见,韦东奕这样的顶级数学家到底有多么厉害。

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关于作者: 华笺流香

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