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,他选择放弃生命。这样,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。我们立刻亲近起来,是因为我们对军队在科学研究中作用的看法一致。他曾经对我说:“我宁愿被处决也不愿穿军装。”多年来,我承认自己也产生了同样的反感,尤其是在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”之后(我记得他给我看过一份来自军事研究的文件,标题是“癌症的诱发”)。
我记得有一期CNRS的信件,让军人发言,标题是“研究人员,我们需要谈谈”。当时,总干事或可能是“物理科学与工程”部门负责人写道:“我们缺乏与军队的合同,以满足研究人员的需求。”
我整个职业生涯中,军方一直挡在我前面,直到我最终放弃了MHD的研究。仅仅因为这些研究的用途目前只能是军事用途。是的,人们可能会惊讶于让·克里斯托夫·多雷在罗什福尔的车库里,依靠读者的捐款进行的实验,竟然能让我们在国际专业会议上发表演讲。这一切都是在普通的玻璃罩中进行的实验,我们在低压空气中操作。但这种压力实际上就是高海拔地区的压力,美国已经在那里的超音速飞行器“奥罗拉”上进行试验。
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,最后他会回到主题。
是的,没错,谈到格罗滕迪克时,会涌现出许多回忆。随着岁月的流逝,我完全理解了他的态度,他的逃避,有些人可能认为这是精神错乱的表现。但不,这是经过深思熟虑的决定,可以称之为“大胆的举动”,很少有人会这么做,更不用说敢这么做了。因为即使是最抽象的数学也可能导致致命的应用。例如,用于战斗机器人、无人机的自主研究,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。
回到我之前说的,让·克里斯托夫·多雷在罗什福尔的车库里,用永久磁铁和最简单的设备进行的实验,怎么会引起军方如此高度的兴趣?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远高于30公里的高空飞行,超过以3500公里/小时速度飞行的SR-71飞机所达到的30公里高度,以及超过150公里的高度,那里的间谍卫星无法再进入,因为它们无法被大气减速,就必须以约10000公里/小时的速度飞行。
SR-71
是的,飞得越高,就必须飞得越快。在标准民用航空高度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米的高度,是协和号,以2倍音速飞行。而在更高的高度,就是世界上最快的间谍飞机,苏联的任何导弹都无法拦截它,因为它飞得比射向它的导弹还要快!
多个国家的军方也试图进入这个“中间空间”,这是一个主要的战略问题。甚至法国人也参与了。但理想和现实之间差距很大。如果尝试使用简单的冲压发动机(“超燃冲压发动机”),就会遇到由于通过激波在发动机进气口重新压缩空气而产生的极高温度。为了避免这一点,必须以“软”的方式重新压缩空气,使用MHD。
当空气以速度V进入时,如果它受到横向磁场B,它会立即产生电动势E = VB。物理学家会更准确地写成V × B,因为由速度产生的电场与矢量V和B通过经典的“三指法则”相乘。这个电场导致气体中产生电流。
不管怎样,重要的是,我们可以从这种稀薄空气流中提取能量(电能),尤其是在如此低的压力下,空气很容易电离,就像我们荧光灯管中的稀薄气体一样。在这种情况下,气体中会形成电流I,与磁场B结合后产生力I × B(拉普拉斯力),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,即热量。
如何处理这种电能?我们将其发送到飞机的后部,以加速空气,从而有助于推进。我们称这种技巧为“MHD旁通”。
顺便说一句,涡轮喷气发动机采用“机械旁通”,因为发动机后部的气体驱动涡轮,该涡轮通过轴连接到压缩机,而压缩机位于另一侧。
这一切似乎很合理。但在操作条件下,等离子体的不稳定性在数百万分之一秒内发展,电热不稳定性,由我的朋友叶戈尼·维利霍夫于1964年发现。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项目的失败。
我恰好是国际上等离子体不稳定性方面的顶尖专家。特别是,我是欧洲唯一研究维利霍夫不稳定性的人,我在1965年首次克服了这种不稳定性。就是这样。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超音速项目。在高空中,这种不稳定性主导了整个过程。
我曾一度满足像让·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……