风格定义
格罗滕迪克
2016年3月1日
亚历山大·格罗滕迪克于2014年去世。他厌倦了生活,由于逐渐失明而感到痛苦,于是选择结束生命。世界失去了当时最杰出的数学家。
亚历山大,当我认识他时,在莫尔莫里昂
我们于1988年相识,当时他拒绝了克雷福德奖。我们迅速接近是因为我们对军队在科学研究中作用的共同看法。他曾经对我说:“我宁愿被处决也不愿穿军装。”多年来,我承认我也产生了同样的反感,因为我看到像已故的工程师吉尔伯特·帕扬这样的人,致力于开发“致癌武器”(我记得他给我的一份来自军事研究的文件,标题为“癌症的召唤”)。
我记得有一期CNRS的信件,让军人发声,标题是“研究人员,我们必须谈谈”。当时,总干事或可能是“物理科学用于工程”部门的负责人写道:“我们缺乏与军队的合同来满足研究人员的需求。”
在我的整个职业生涯中,军方一直挡在我面前,直到我最终放弃了磁流体动力学(MHD)的研究。仅仅是因为这些研究的用途目前只能是军事的。是的,人们可能会惊讶,看到让-克里斯托夫·多雷在罗什福尔的车库里,通过读者的捐赠进行研究,竟然能让我们在国际专业会议上发表演讲。这一切都是在简单的玻璃罩中进行的实验,我们在低压空气中操作。但这种压力其实就是高海拔地区的压力,那里美国人已经让他们的高超音速飞行器“奥罗拉”进行飞行了。
我的妻子经常安慰来访者,当我进行这样的离题谈话时:
- 当我丈夫想谈论煎蛋时,他会先告诉你那只母鸡不幸的童年。但请放心,最后他会回到原来的话题。
是的,这是真的。当谈到格罗滕迪克时,会涌现许多回忆。随着岁月的流逝,我完全认同他的态度,他的逃避,有些人可能认为这是精神失常的表现。但不,这是一个深思熟虑、有意做出的选择,可以称为“勇敢的举动”,很少有人会做出或敢于这样做。因为即使是数学中最抽象的研究也可能导致致命的应用。例如,应用于战斗机器人、无人机的自主性研究,以及为其配备人工智能。格罗滕迪克比许多人看得更远,他知道这一切已经萌芽。他拒绝军队资助IHES,具有象征意义。
回到我之前所说的内容,让-克里斯托夫·多雷在罗什福尔的车库里,使用永久磁铁和最简单的设备进行的实验,怎么会引起军方的高度兴趣呢?这似乎很荒谬。但在稀薄空气中,等离子体的行为非常特殊。为什么要研究等离子体物理?因为如果你想让飞行器在极高高度飞行,远远超过SR-71飞机的30公里高度,以3500公里/小时的速度飞行,以及在150公里高度以下,那里的间谍卫星无法再进入,因为它们被大气层减速,就必须以10000公里/小时的速度飞行。
SR-71
是的,你飞得越高,就必须飞得越快。在标准民航飞行高度10000米,需要900公里/小时的速度,这是必不可少的。在这样的高度,如果以600公里/小时的速度飞行,客机就会像石头一样坠落。在15000米高度,是协和号,以2倍音速飞行。而在更高处,是世界上最快的间谍飞机,苏联的任何导弹都无法拦截它,因为它飞得比导弹更快!
多个国家的军方也开始进入这个“中间空间”,这是一个主要的战略问题。甚至法国人也加入了。但理想与现实之间还有很大差距。如果你尝试使用一个简单的冲压发动机(scramjet),你会遇到因空气在激波中重新压缩而产生的极高温度。为了避免这种情况,必须以“软”方式重新压缩空气,使用磁流体动力学(MHD)。
当空气以速度V进入时,如果它受到横向磁场B的作用,它会立即产生电动势E = V B。物理学家会更准确地写成V × B,因为这个由速度引起的电场通过经典的“三指法则”将两个向量V和B组合在一起。这个电场导致气体中产生电流。
无论具体过程如何,重要的是我们可以从这种稀薄空气中提取能量(电能),而且由于在如此低的压力下,气体很容易电离,就像我们荧光管中的稀薄气体一样。在这种情况下,气体中会形成电流I,这个电流与磁场B结合产生力I × B(拉普拉斯力),该力试图减缓气体。正常:我们把空气的动能转化为电能。这就是这种直接转换所付出的代价。
因此,我们可以考虑在不使空气过热的情况下减缓和重新压缩它。而在激波中,动能会突然转化为热能,变成热量。
如何处理这种电能?将其发送到飞机后部,用于加速空气,从而有助于推进。这个技巧被称为“MHD旁通”。
顺便说一句,涡轮喷气发动机采用“机械旁通”,因为在发动机后部,气体驱动涡轮,该涡轮通过轴连接到前面的压缩机。
这一切似乎很合理。但在操作条件下,等离子体的不稳定性会在数百万分之一秒内发展,电热不稳定性,这是我的朋友埃夫根尼·维利霍夫于1964年发现的。等离子体中的不稳定性是一个大问题。正是这些不稳定性导致了ITER项目被放弃。
我恰好是国际上等离子体不稳定性方面的顶级专家。特别是,我是欧洲唯一研究维利霍夫不稳定性的人,我在1965年率先掌握了它。就是这样。而如果没有掌握这个主题,就不可能设想在稀薄空气中飞行的高超音速项目。在那里,这种不稳定性主导了整个过程。
我曾一度满足于让-克里斯托夫·多雷这样的需求,接受了在稀薄空气中进行一些实验,这些实验立刻为我们打开了通往国际会议(立陶宛维尔纽斯、德国不来梅、韩国济州、捷克斯洛伐克布拉格)和评审期刊的大门……