Глава 583. Прорыв в миниатюризации •
Письмо, отправленное из Цзиньлина в Пекин, взволновало многих людей этой ранней осенью.
Однако автор письма в данный момент не обращал на это внимания.
Развитие чипов действительно важно, но это не его область исследований.
Он может заниматься некоторыми теоретическими основами и даже проводить дальнейшие исследования основных материалов для чипов на углеродной основе или квантовых чипов, но ядро технологии чипов по-прежнему заключается в обработке.
Сверхточная обработка на наноуровне, будь то литографические машины, фоторезисты или программное обеспечение EDA, не входит в сферу его исследований.
Поэтому, даже проведя определенные теоретические исследования в области квантовых компьютеров, Сюй Чуань не стал опрометчиво соваться в эту незнакомую область.
И у него сейчас много работы, и у него нет свободного времени, чтобы заниматься чипами.
Будь то миниатюрная технология управляемого термоядерного синтеза, которая уже встала на правильный путь, или аэрокосмический двигатель, или строительство большого адронного коллайдера, которое только началось, - все это требует от него времени и сил для решения соответствующих задач.
В конце августа - начале сентября, в сезон начала учебы 22 года, в университет пришла новая партия новичков.
В кампусе Нанкинского университета было многолюдно.
Группы юных лиц с сияющими надеждой глазами входили в кампус, полные ожиданий от университетской жизни и будущего.
На площадке встречи новых студентов, сидя под временными навесами, представители различных факультетов, ответственные за прием новых студентов бакалавриата, были заняты упорядоченной работой по приему, одновременно болтая и хвастаясь друг перед другом.
"Слышал, что в этом году проходной балл на наш математический факультет повысили до скольки?"
Глядя, как один за другим первокурсники с рюкзаками следуют за старшекурсниками в сторону математического факультета, студент третьего курса бакалавриата факультета прикладной математики скучающе спросил.
Рядом с ним стоял второкурсник, который только что закончил прием нового студента, кивнул и с улыбкой сказал: "Хотя проходные баллы в разных провинциях разные, но в целом они выше прошлогодних почти на двадцать баллов".
Помолчав, он добавил: "Особенно на специальность "Математика и прикладная математика", где преподает академик Сюй, проходной балл в этом году повысился до семисот баллов, что на десять баллов выше, чем на математическом факультете Пекинского университета".
"Круто! В одиночку поднять развитие всего математического факультета, обойти Пекинский университет, тск-тск, слишком круто", - покачал головой старшекурсник третьего курса.
"Ну, это же очевидно, лауреат двух премий - Нобелевской и Филдса, первый человек в математическом мире, есть ли такое в Пекинском университете? В Пекинском университете ничего нет".
Студент, который только в этом году поступил на второй курс, весело сравнил, а затем продолжил: "Кстати, его ученик получил премию Филдса, в этом году, наверное, много первокурсников пришли ради этого великого человека".
"Жаль только, что он так мало преподает, каждый раз, когда он читает лекцию, это как битва, невозможно занять место".
Говоря об этом, студент третьего курса рядом с ним пожаловался: "Когда я говорю об этом, у меня нет слов, ладно, когда студенты бакалавриата борются за места, но эти аспиранты и докторанты, как только слышат, что он читает лекцию, бегут занимать места, что за дела, что за дела, они тоже приходят занимать места на университетских курсах!"
"Но академик Сюй действительно хорошо читает лекции, многие вопросы, которые другие профессора объясняют непонятно, он объясняет за пару слов".
Рядом студент второго курса весело сказал: "Говоря о борьбе за лекции, это не только у нас, даже из Хэхая, Дунда, Юго-Восточного университета люди приезжают на метро".
"А что касается того, что он хорошо читает лекции, так это же нормально, у него и уровень высокий, и внешность такая красивая..."
Во время осеннего набора новых студентов в кабинете учебного корпуса Сюй Чуань также планировал и готовил свою преподавательскую работу на второе полугодие.
Хотя для него это не было чем-то важным, он мог просто рассказать что-нибудь, и это принесло бы пользу этим новичкам, но он никогда не пренебрегал этой работой из-за ее простоты.
Не только из-за передачи знаний, но и потому, что в процессе преподавания он мог заново систематизировать те знания, которые он изучил и исследовал, начиная с самых основ.
Он наслаждался этим процессом и с удовольствием занимался этим.
"Алгебраическая геометрия, топология, дифференциальные уравнения, функции..."
Записав несколько основных направлений в своем плане, Сюй Чуань подумал и добавил теорию чисел.
Хотя его исследовательское направление и фокус не находятся в области теории чисел, но в теории чисел есть гипотеза, которую он не может игнорировать.
Важность гипотезы Римана велика не только из-за тысяч связанных с ней утверждений и статей, но и потому, что она является важным мостом, объединяющим алгебру и геометрию.
Кроме того, на Международном конгрессе математиков он обнаружил еще кое-что интересное.
А именно, что корреляционная функция, вызванная гипотезой Римана, может соответствовать парной корреляционной функции собственных значений случайной эрмитовой матрицы.
Простые числа, возможно, могут быть связаны с пространством-временем, это то, о чем Сюй Чуань раньше никогда не думал.
Возможно, в самой простой и примитивной области чистой математики скрыты самые глубокие тайны Вселенной.
Это не невозможно.
Например, математический анализ.
Рождение математического анализа открыло величественную эпоху ньютоновского механического взгляда на Вселенную, и люди с удивлением обнаружили: под небесами нет ничего, что не принадлежало бы царю. И физический мир не таинственен и не отличается, даже скрытые в глубинах космоса небесные тела подчиняются законам, установленным людьми.
Или общая теория относительности, основанная на применении неевклидовой геометрии (особенно римановой геометрии) и тензорного анализа, завершила построение взгляда на пространство-время всей Вселенной.
Математическая теория, воплощенная в реальность, стала самым мощным инструментом, способствуя развитию современной науки и техники и других областей, - это не что-то несуществующее.
До сих пор различные разделы математики молча предоставляют изысканные приложения для передовой науки.
Математические исследования, которые когда-то были отложены в сторону и находились в стороне, превращаются в острое оружие в руках людей, прокладывая путь в исследовании материального мира, а также предоставляя людям все больше и больше идейной силы и источника творчества.
Но, к сожалению, есть один раздел, который сопровождал человечество на протяжении двух тысяч лет трудного пути поиска истины, но все еще остается в своем замкнутом теоретическом царстве.
Это самый старый и верный спутник математиков, неразлучная "теория чисел".
Этот крупнейший раздел математики накопил бесчисленное множество глубоких теоретических достижений, но современная наука может извлечь пользу из достижений теории чисел крайне мало, и это не будет преувеличением назвать скрытой под водой вершиной айсберга.
Возможно, однажды, когда айсберг растает, плоды теории чисел смогут принести пользу каждому будущему поколению.
И надежда на этот прорыв, скорее всего, заключается в гипотезе Римана, находящейся на вершине гор.
В процессе изучения "пространственно-временных дыр" он все больше убеждался, что одна из величайших тайн Вселенной может быть скрыта в самой чистой математике. Сделав простой план учебной работы на новый семестр, Сюй Чуань встал, потер глаза, потянулся и крикнул в сторону двери.
Снаружи быстро подошел Тан Жань, который занимался своей работой, Сюй Чуань передал ему план занятий и сказал: "Это план на вторую половину этого года, сделай простое расписание и отправь его в учебный отдел".
Тан Жань взял бумагу, посмотрел на нее, кивнул и сказал: "Хорошо, профессор. Есть ли еще что-нибудь?"
Сюй Чуань подумал и сказал: "Собери мне статьи из четырех основных математических журналов, связанные с теорией чисел, в основном по аналитической теории чисел, алгебраической теории чисел и геометрической теории чисел".
Тан Жань: "Нет проблем, я сейчас же организую людей, чтобы они этим занялись, есть ли еще какая-нибудь работа?"
"Больше ничего, иди".
Передав свою работу ассистенту, Сюй Чуань снова сел и продолжил разбираться со своими делами.
В этот момент зазвонил мобильный телефон на столе.
Небрежно взяв телефон со стола и посмотрев на определитель номера, Сюй Чуань увидел, что звонит Лян Цюй из Института энергетических исследований "Звездное море", и, не раздумывая, провел пальцем по экрану, чтобы ответить на звонок.
"Алло?"
"Профессор...!!!"
В голосе Лян Цюя по телефону слышалось какое-то неспокойное дрожание, он долго не мог вымолвить ни слова.
Почувствовав неладное, Сюй Чуань, не раздумывая, сразу же спросил: "Что случилось? Что-то произошло?"
На другом конце провода Лян Цюй глубоко вздохнул, с трудом сглотнул воздух и сказал: "Профессор, профессор, насчет миниатюризации токамака, мы... кажется, сможем это сделать!"
Услышав это, Сюй Чуань тоже опешил.
На обоих концах провода воцарилось молчание, и только через некоторое время он пришел в себя.
Глубоко вздохнув, Сюй Чуань быстро сказал: "Я сейчас же приеду, поговорим при встрече".
Сказав это, он сразу же повесил трубку, нашел номер Чжэн Хая и позвонил.
"Жди меня внизу у моего офиса как можно быстрее".
На другом конце провода Чжэн Хай почувствовал неладное в голосе и быстро ответил: "Я сейчас же приеду".
"Едем в Институт "Звездное море"".
Внизу у учебного корпуса подъехал черный автомобиль "Красное знамя", и как только машина остановилась, Сюй Чуань открыл дверь и сел в нее.
"Хорошо".
Чжэн Хай кивнул, завел машину и поехал в сторону горы Цися. Менее чем за полчаса езды машина плавно остановилась у ворот института.
Выйдя из машины, Сюй Чуань, не останавливаясь, направился внутрь здания, к центральной лаборатории.
В центральной лаборатории исследователи в белых халатах все еще были заняты на своих рабочих местах, но атмосфера во всей лаборатории была необычайно возбужденной, и на лицах всех присутствующих сияли улыбки.
На огромном экране мониторинга данных термоядерная установка "Хуасин", которая только что завершила полный цикл работы, медленно останавливалась, высокотемпературная плазма в камере постепенно рассеивалась, и температура остывала.
"Что происходит?"
Быстро войдя в лабораторию и взглянув на данные на мониторе, Сюй Чуань быстро нашел взволнованного Лян Цюя и спросил.
"Получилось! У нас получилось!"
Лян Цюй взволнованно ответил, в его голосе слышалось дрожание и возбуждение: "Используя идею токамака с постоянными магнитами, которую вы предложили ранее, под действием алгоритма нелинейной оптимизации, с помощью суперкомпьютера мы смоделировали и скорректировали параметры катушек внешнего поля и групп магнитов, чтобы максимально оптимизировать заданную целевую функцию".
"А затем использовали аналитическую модель и простой эллиптический токамак для завершения проверки программы FOCUS, подтверждения и отладки модульных катушек токамака, оптимизированных и улучшенных с разных точек зрения, и исправления поля ошибок, создаваемого спиральными катушками постоянных магнитов..."
Череда объяснений быстро вырвалась изо рта Лян Цюя, возможно, из-за чрезмерного возбуждения объяснение было немного бессвязным, но, к счастью, это была самая знакомая область, и Сюй Чуань все же с трудом понял метод собеседника.
Но для дальнейшего подтверждения он попросил у Лян Цюя план и внимательно изучил его.
По сравнению с самим успехом, его больше интересовало то, как они этого добились.
Ранее уже говорилось, что слишком сложная система катушек токамака является серьезной проблемой, сдерживающей его развитие.
Сложная конструкция усугубляет потерю и скорость износа высокотемпературной плазмы внутри камеры реактора, вызывая серьезную проблему неоклассического переноса.
Это не только проблема реализации технологии управляемого термоядерного синтеза в токамаке, но и большая проблема на пути миниатюризации.
Чтобы найти подходящие трехмерные катушки для реализации тщательно оптимизированной конфигурации плазмы, он ранее построил токамак с постоянными магнитами, и эксперименты показали, что эта идея эффективна, и в последующих исследованиях термоядерного синтеза установка "Хуасин" успешно снизила неоклассический перенос и завершила моделирование выработки электроэнергии.
Но этого недостаточно, потому что по мере уменьшения размера реактора неоклассический перенос будет увеличиваться, и им нужно найти способ еще больше снизить потери высокоэнергетических частиц.
Быстро просмотрев документ в руках, Сюй Чуань с выражением просветления на лице понял, что они сделали.
На основе токамака с постоянными магнитами Институт энергетических исследований с помощью суперкомпьютера, исходя из физических свойств плазмы, которыми необходимо управлять, использовал программу возмущенного равновесия магнитной гидродинамики (MHD) GPEC для расчета необходимых возмущений магнитного поля, а затем использовал FOCUS для непосредственного поиска подходящих катушек RMP, способных создавать целевые возмущения магнитного поля.
Используя градиент и матрицу Гессе целевой функции для управления процессом оптимизации, скорость оптимизации и производительность сходимости этого метода были значительно улучшены.
Кроме того, они разработали набор квазисимметричных конфигурационных катушек внутри магнитных обмоток токамака с помощью метода проектирования катушек R.MP.
Это может еще больше повысить преимущества токамака с постоянными магнитами, повысить чувствительность к анализу поля ошибок, вызванного смещением плазмы внутри камеры, и обеспечить быстрое и простое позиционирование, а затем выполнить регулировку с помощью магнитного поля.
Надо сказать, что это был гениальный метод.
Он идеально сочетался с модифицированными модульными блоками постоянных магнитов токамака с постоянными магнитами, позволяя выполнять локальную точную настройку магнитного поля внутри камеры реактора, что позволяет поддерживать высокотемпературную плазму в камере на стабильной траектории, избегать их больших потерь в банановой и столкновительной областях и снижать неоклассический перенос токамака.
Таким образом, размер токамака с постоянными магнитами теоретически можно еще больше уменьшить!