第125章 给你VIP位置!(5K)
梅工闻声抬头。
他没有想到会有人真的会有问题。
在他看来,双旦大学这份报告,基于项目目前的实验路线,即便理论上并不完美,但总体上,应该算是今天所有方案中最好的那个了。
听着声音好像是个年轻人,是不是有学生不懂刚才的方案?
教育部卫星导航联合研究中心成立最初,除了攻克国家在卫星导航领域的卡脖子技术外,另一个同样重要的目的,就是为了在重大的国家级工程项目中培养年轻一代的学术人才。
在高校的研究团队里,最怕的不是学生犯错,而是学生盲从权威一言不发。
想到这里,梅工温和地说:“哦?是个年轻的同学,很好嘛,有疑问就大胆提出来,这位同学,你是有什么不理解的地方,可以让双旦大学的陈宇同学给你解答一下。”
其他专家教授们听了连连点头。
梅工这番话既照顾了年轻学生的积极性,又给了陈宇展示的机会。
台上陈宇听到这话,原本有些紧绷的嘴角放松了下来。
在他眼里,这个坐在后排的家伙,多半是个刚进实验室连文献都没读顺溜的师弟,估计是被刚才那一万次蒙特卡洛仿真的场面给震慑住了,现在跑出来想问一些“边界条件怎么设定”或者“噪声相关函数如何平滑”的入门级问题。
“这位师弟,没关系,有不懂的步骤尽管问。”陈宇可不是那种害怕师弟师妹们复现结果的人。
“经典随机过程中,维纳过程的漂移项比较抽象,尤其是结合了指数衰减记忆核之后,可能跟你们在课本上学到的基础概率论有点出入,这里需要比较好的泛函分析基础来理解。”
漆昊站起来神色未变,开口道:“我对维纳过程和泛函分析并没有什么理解上的困难。”
“我是想指出,你们这套方案,在数学建模上,存在着严重的错误。”
张超呆住了,他原本是让漆昊委婉一点,但漆昊好像误解了委婉的意思。
周围的人此时有了反应。
“他是谁啊?燕大的新人?”
“建模严重错误?不是蒙特卡洛验证了吗!”
“是不是他自己算错了?”
台下的各校专家教授们面面相觑,不知道漆昊突然这么说是为什么。
坐在梅工右侧的一位教授转头看清楚漆昊的脸后,咦了一声。
“老刘,怎么了?”梅工注意到了身边同僚的异样,有些疑惑地低声问道。
“老梅,等会儿,这孩子是漆昊啊!”
“漆昊?”梅工有些茫然。
“你最近没关注数学界,你估计不知道!这就是最近刚出的那个数学天才!从川省那边破格招进燕大直博的孩子!”
“他就是之前在像猜想上取得了重大突破,惊动了国际数学界的那个新人,而且,就在前不久,他去了普林斯顿,在现场和张毅塘联合证明了存在无穷多对素数,其差值不超过7000万!也就是孪生素数猜想的那个历史性突破!”
“国际上像孔采维奇、陶哲轩这些顶尖的菲尔兹奖得主,都公开发表声明认可了他的成果!这孩子可以说是目前数学界的新星!”
“什么?”梅工惊讶了,要知道,漆昊这次是以实习生的名义被带进项目组的,这种国家级大工程的组织架构庞杂,梅工平时抓的都是战略方向和核心攻关,不可能去亲自审核每一个跟组实习生的履历。
他怎么也没想到,在这个最不起眼的实习生名单里,居然藏着一个连菲尔兹奖得主都赞不绝口的学生。
梅工虽然主攻工程,但对于孪生素数猜想这种世界级的数学突破,自然也是有所听闻。
“老刘,你确定是他?”
“绝对是他!他的照片和事迹,我都看过。”
梅工听到后将目光移回到屏幕上陈宇的那几张PPT上。
他试图凭借自己多年来的工程和数学功底,去找出陈宇模型中所谓的问题,然而,他盯着看了一会儿,却始终没有发现其中的问题。
他有些难办地转过头,小声问了问周围的其他几位专家:“你们看出双旦大学这个模型的问题了吗?”
几位教授皆是苦笑着摇了摇头。
当着那么多专家面,被人指责说建模出错了,陈宇非常不满,这时候,台上的陈宇也注意到了专家席上的骚动。
他问道:“这位师弟,既然你认为我的方案有错误,那不知能否请你具体指出来,到底是哪一个推导公式或者是哪个参数的设定有问题?”
“陈师兄,参数本身没有问题,问题在于你对物理现实的数学抽象,从一开始就偏离了实际。”
“在模拟随机游走频率噪声时,你引入了经典的指数衰减记忆核,并在50C的恒温测试中验证了收敛性,对吧?”
“是的,这有什么问题?”陈宇不理解。
“问题在于,在真实的导航卫星运行轨迹中,进入地影期时,由于强烈的温度梯度波动,整体会处于非平衡态,在这种非等温松弛的动力学过程中,微声子局域化效应和强边界散射会导致反常扩散,这意味着,热噪声的记忆效应根本不是呈指数衰减的,而是呈幂律级缓慢衰退……”
漆昊快速将问题简单说了,陈宇很快反应了过来,眉头舒展开来,有些不以为意地笑了笑:
“我还以为是什么数学灾难,这位师弟,你说的这只是极端情况下的非等温松弛效应。”
“在实际工程中,我们完全可以通过在仿真脚本里调一下常数,或者对温漂曲线加一个一阶线性修正系数来解决,这顶多算是个需要后续微调的边缘参数问题,并不会影响我们模型在整体兼容性判定上的最终结果。”
其他人听到陈宇的解释,也松了口气。
原来是这种极端的物理细节啊。
其实很多无法精确建模的物理干扰,大家都是通过加一个经验系数或者安全余量来强行抹平的,在他们看来,这确实算不上什么大错误。
然而,漆昊听到陈宇的辩解,却只是轻轻叹了一口气,有些遗憾地摇了摇头。
“不,陈师兄,你的思路不太对。”
“这不是加一个线性修正系数就能抹平的小问题!”
“你认为15%的Allan方差漂移偏差只是个简单的数字?在频段兼容性判定中,卫星由于温漂导致的跟踪环路失锁,会使信号的载噪比下降,你那套方案的兼容安全边界是1.2dB。”
“但在真实的非等温反常扩散环境下,这1.2dB的安全余量会因为真实的温漂漂移而变成负值,也就是说,两家卫星的信号会在太空中产生互相干扰,导致接收机失锁!”
此言一出,全场皆惊。
直接导致接收机失锁,安全边界归零!
这等于宣告双旦大学花了两年时间做出来的,被寄予厚望的谈判底牌,其实有严重漏洞?
“这……”
梅工这下是真的坐不住了。
他非常清楚,漆昊此时指出来的这个问题,和目前国内原子钟研发、实验的主流技术路线和测试方法是不一样的。
目前的研发路线,基本都是基于经典的马尔可夫噪声模型进行静态测试,大家默认在零下五十度的恒温下能收敛就万事大吉了,如果漆昊说的是真的,那意味着整个现行的技术路线和仿真基准,都存在着未被发觉的隐患!
“老梅,这事可太难办了。”旁边的一位老专家有些焦急地低声对梅工说道。
“是啊,两天后天就是正式的技术方案闭门谈判,如果按照我们原定的方案去谈,一旦俄方在实地轨道仿真、高轨地影温变工况核验中测出负余量干扰、接收机失锁的致命漏洞,不仅我们两年的研发成果会全盘作废,国内整套卫星导航噪声建模、温漂校正的技术体系,都会在国际合作谈判中失去公信力。”
梅工听得眉头紧皱。
一方面,双旦大学的方案是不少专家耗费心血的结果,另一方面,漆昊是个前途无量,名震国际的数学天才,他的推导肯定受到关注,不能直接无视。
如果今天不把这个问题弄清楚,拿着一份有隐患的方案上谈判桌,那就是对国家利益的极端不负责任了!
想到这里,梅工拿出了老一辈军工人应有的果断和担当,他说道:“漆昊同学,你刚才说,你在分数阶空间里,重新定义了这种反常扩散下的随机积分,并且已经推导出了完全收敛的新模型,是这样吗?”
“是的,梅工。”
“好,既然你在数学上已经完成了闭环,那能否上台,把你的模型,当着我们所有人的面,完整地讲一遍!”
下面的人听到这里纷纷讨论了起来。
“他就是那个数学天才漆昊?”
“梅工的意思是相信他了吗?”
“看样子是想验证漆昊的想法了,否则不会那么重视,要当场验证。”
“天才归天才,可咱们这搞的是工程应用,是原子钟,跟纯数学理论根本不是一码事,他一个做学术推导的,能懂咱们在温控和噪声滤除上面踩过多少坑?”
“话不能这么说,刚才他一眼就点出了马尔可夫模型的局限,实地轨道仿真中的反常扩散,确实是咱们一直绕着走的痛点,如果他真的能用分数阶空间重新建立闭环,那这意义可就太重大了……”
“可这怎么可能呢?”
坐在前排的几位老一辈科研领头人对视了一眼,皆从对方眼中看到了前所未有的凝重,两天后的技术闭门谈判重于泰山,如果现在的方案真的存在致命温漂隐患,他们确实输不起。
燕大项目组上的人也小声讨论了起来:“张师兄,漆昊这方案和我们原本的方案不一样啊,他上去了,我们这方案还讲吗?”
张超一个头两个大,不过还好的是,他脑子还没有彻底宕机。
双旦大学的方案都不行,他们那方案还有什么上去讲的意义,他立刻对漆昊说:“师弟你放心上去讲,别考虑其它的。”
漆昊点头,上去了。
他看见陈宇还在台上,心想对方该不会要在这个VIP位置上听吧。
他发现陈宇还真的没有动一步的意图后,干脆直接讲了起来。
行,你要VIP位置,那就给你。
“各位专家,陈师兄刚才的模型之所以失效,是因为经典的布朗运动在微观非等温松弛下,无法满足涨落耗散定理,要解决这个非马尔可夫系统的稳态收敛,我们必须抛弃经典的整阶导数,引入分数阶微分算子……”
漆昊在上面写了很长时间,他一进入数学推导的状态就感觉已经忘了现在是在什么场合了,
站得最近的陈宇原本有些尴尬不服地抱起双臂,但当他随意扫过核心推导时,他双臂不由自主地放了下来。
“非平衡态下的统计物理路径积分……他居然在这里做测度变换?”
“……由于温度梯度在极短时间内剧烈变化,介质内部的声子输运不再满足傅里叶定律,而是呈现超扩散特征,因此,经典的马尔可夫近似在微观松弛时间内会失效。”
“这是带有记忆效应的幂律关联噪声,在非零温变下,如果我们沿用整阶拉普拉斯算子,系统的熵产生率将不守恒。这也是为什么,陈师兄的模型在静态仿真中看着很完美,但一旦代入高轨地影那种非等温瞬态边界,误差就会呈指数级发散,直接导致接收机失锁。”
台下的专家群里,几位专门搞高精度噪声建模和统计物理的教授,都开始跟着漆昊一步步算了起来。
“幂律关联……他竟然直接用分数阶高斯噪声来拟合热敏元件的非稳态温漂?”
“等等,如果是分数阶噪声,在非等温物理边界上,其随机积分不具有半群性质,在工程计算上,怎么做快速数值求解?”一位高校的博导忍不住开始提问。
漆昊指着黑板上的一处地方说:“问得好,所以,这里不能直接采用斯特拉托诺维奇积分,我们必须要定义一个新的恒等式……”
分数阶随机微分方程在工程界之所以鲜有人敢碰,最大的痛点就在于它的非局域性,普通的布朗运动是没有记忆的,计算只取决于当前状态而分数阶噪声像是一个有记忆力障碍的人,每往前走一步,都需要把过去走过的所有路径全部重新积分一遍。
在计算机仿真里,这意味着每增加一个时间步长,算法的计算复杂度就会呈
O(N^2)的二次方级数暴涨,对于需要进行数十万次循环,模拟长达数天轨道运行的卫星导航系统来说,这种计算量太大了。
“既然在时域上,分数阶噪声因为失去了半群性质而无法进行快速数值求解,那国际上一般的做法是迁移到拉普拉斯复频域化简记忆核,快速仿真载噪比余量、频偏干扰、环路锁定边界。”
“在此基础上,我的想法是利用高斯·拉盖尔正交求和法,对这个连续谱进行对数级的离散化,我们不需要无穷维,只需要取M个优化的节点,就能将这个带有长程记忆的分数阶动力学方程,等价地嵌入到一个由M个完全解耦,相互独立的局部马尔可夫辅助变量所构成的状态空间中……”
这一步,其实就是漆昊靠着【切比雪夫的保护】卡,在斯特拉托诺维奇遗留下的草稿上所领悟到的东西!
当时这位苏联大佬估计在承担某项绝密的军工项目时,就已经敏锐预感到,随着元器件精密度的跨代提升,他们现有技术会有出现限制的那一天。
在那个冷战对峙,计算机性能贫瘠的年代,斯特拉托诺维奇的想法无异于天方夜谭。
没有高动态的实验数据去支撑参数拟合,更没有先进的数值逼近理论去解决分数阶算子那灾难性的O(N^2)计算复杂度,这位大师在推导了不知道多久。
最终因为无法在工程上实现数值快速求解,不得不在这条道路上画了一个沉重的问号,在晚年遗憾地判定此路在实际工程中无法走通。
直到今天,漆昊终于在【切比雪夫的保护】卡所激发的灵感中,用前沿的数学工具迎来了新的解法!
全场的人都在看着漆昊推导,两个小时后,终于来到了关键。
当漆昊在黑板上,写下了(1/2)*g'(X)*g(X)*t^(2H-1)后,他把笔放下了。
“这,就是非平衡态下,原子钟温漂模型的真正解。”
整个会场上大家都没人出声。
陈宇站在旁边发呆,似乎不相信漆昊就这么把结果给推导出来了。
直到梅工出声了:“就目前看来,漆昊这套方案逻辑上没什么大问题,这套方案,加上双旦大学的,我们都需要验证一下。”
会场一下热闹了起来。
“我的天,这是认可了漆昊的想法吗?”
“那双旦大学那套是错的了?”
“按照漆昊说的,大概率是错的了!”
“不管结果如何,漆昊都给我们提供了一个新的思路。”
“要是漆昊方案才是对的,那相关研究方向都要调整了!”
梅工下了命令,然后让对接会先结束。
漆昊被梅工叫了过去。
燕大项目上的人还没有起身收拾东西,就被其他高校的实习生们围住了。
他们七嘴八舌地问道:“漆昊讲的东西你们懂吗?”
“师兄师姐能不能给我们讲一下?”
“漆昊同学写的那个Caputo局部分数阶等距恒等式,为什么左边乘了一个非定域常数因子,右边就能直接把奇点给积掉了?”
燕大项目的人心塞塞的。
他们特别想说,其实他们听懂也没有完全听懂!
燕大的人并不是每一个都像漆昊一样变态的好吗?
这个时候,他们突然发现双旦大学的陈宇带着人过来了。
“卧槽,张师兄,双旦大学的人不会来找茬吧?”
张超挺起胸膛,一脸无畏:“怕什么怕,我们要相信真理,守护漆昊师弟。”
等陈宇等人走近后,张超立刻捂着自己的脸说:“好好讨论,别打脸!”