第145章 不过是一道更难的题

听到萧易说出来的这个想法,对于洛明雅来说,着实是一件十分震惊的事情。

为什么他才学习计算材料学这么一段时间,就能够产生如此鞭辟入里的思考?

但是,对于这个问题,洛明雅却一时之间不知道如何回答。

她的确是个天才,不然的话也不至于研究计算材料学才半年的时间,就能够开始做这种课题。

但同样的是,她虽然足够的天才,却也还是在正常的范围之内,类似萧易的这个想法,她是想不出来的。

思索了片刻后,她说道:“你能否具体说明一下,你的想法原理是什么吗?”

萧易点点头,说道:“核心原理就在于利用电子的微观运动轨迹,通过路径积分方法精确计算电子的态函数,这一方法可以绕过DFT中对交换-相关势的近似,直接计算电子的相互作用和整体行为。”

“之后我们引入马尔可夫链蒙特卡罗技术,优化计算路径,提升计算效率。”

“这样一来,我们就可以通过对电子行为的准确预测,从而实现对材料性质的预测。”

“基本上是综合了包括密度泛函理论,第一性原理计算,蒙特卡洛方法等多种方法的优势在内。”

听完萧易说的话,洛明雅思索了起来,片刻后,她点点头,说道:“不管怎么说,如果让我从材料学的角度来说的话,你的想法是完全可信的。”

“如果真的能够计算电子的运动轨迹和规律,当然能够帮助我们去预测材料的各种性质,毕竟,不同材料的不同性质,说到底也就是电子在其内的不同分布所反应出来的。”

“就像是那天赵媛媛的那个实验数据,晶格的缺陷导致了反应上的变化。”

赵媛媛的脑袋这时候挤了过来:“我听见伱们提到我啦?”

“没你的事情。”洛明雅朝她翻了个白眼。

“嗯……”顿了顿后,她继续道:“但不管如何,想要实现你说的这一点,依然是个巨大的问题,简单说一说路径积分吧,我对这个倒是有一定的了解。”

“你刚才也说过了,计算材料学的方法,需要在计算精度和计算量之间进行衡量,但是路径积分的计算复杂度极高,特别是在处理多电子体系时,计算量呈指数级增长。”

“所以你要如何控制计算量呢?”

面对洛明雅提出的这个问题,萧易却只是一笑:“利用机器学习技术。”

“不知道你有没有听说过变分自编码器技术,也就是VAE技术,这是一个基于变分贝叶斯推断的生成式网络结构,我这些天在思考的时候,将这个技术从数学原理上稍稍的进行了一些简单的优化,将它结合进去,通过机器学习的方式训练出神经网络,就能够自动优化生成的电子轨迹。”

“这样不仅能够减少计算量,同样还能够实现高精度的要求。”

听着他们的谈话,赵媛媛开始晕了起来,然后赶紧远离了他们,她感觉自己遭受到了一场智商核打击。

不过,洛明雅也和她没差。

这位材料系的天才终于听到了自己不懂的东西。

“VAE技术?”她仔细回想了许久,最后摇摇头说道:“这个我还真没有听过,如果是涉及了机器学习的话,确实也不在我的专业学习范围内。”

“不过,我倒是知道,最近这两年将机器学习运用于材料研究当中,也算是一个热点方向,就像是我们现在研究的这个二维材料一样。”

“不管怎么样,”洛明雅道:“你的这个idea,至少看起来确实是一个不错的idea,尽管它的实现难度可能会很高,光是你说的,要将马尔可夫链蒙特卡罗技术引入进去,以此来优化计算路径,我几乎可以想象到它在数学上有多么的困难。”

“就更不用说你最开始的想法,要如何建立起路径积分和电子轨道之间的关系了。”

“如何实现这几点,我估计就无法给你提供帮助了,或许你可以找一下孙丽娜那个女人……不过我感觉她也不会太懂,她的数学比我还烂。”

说着,洛明雅第一次表达了羡慕的情绪:“说实话,我有时候真的很羡慕你们这些数学家,能够将数学掌握的那么透彻,对于我们这些研究其他学科的人来说,真的很无法体会那是怎样的一种思维境界,我不管当初怎么学习数学,都无法抵达那样的境界。”

看着她的表情,萧易笑了笑,温和地说道:“那是因为你即使不需要学好数学,也可以将各种事情都做到足够好,任何人都没必要让自己拘泥于某个东西上,人生也是这样。”

听到萧易的话,洛明雅安静了良久,最后深深地看了一眼萧易,说道:“谢谢你,我明白了。”

萧易一愣,随后摆摆手,笑着道:“不用谢,作为一位研究数学的人,有必要向那些对数学感到迷茫的人们进行这样的解释。”

“我觉得你和其他那些研究数学的人还是不太一样,你是个温柔的数学家。”洛明雅说道。

“是吗?”这个夸奖让自己有些猝不及防,萧易略显腼腆地说道:“那就谢谢你的夸奖了。”

洛明雅展颜一笑,随后说道:“不管如何,如果你接下来打算研究你刚才的那些想法的话,有什么材料学上的问题,我都可以在力所能及地范围内给你提供帮助,另外,你刚才说可能还需要用到机器学习,这应该需要用到大量的数据,我也可以给你提供。”

萧易点点头:“那就多谢你了。”

就在这个时候,徐铭喊道:“结果出来了!”

萧易和洛明雅转头看去,后者立马就走了过去,很快,她的眼前就是一亮。

“原来是这样!”

“2H和 2H/3R多型体发现了可比较的能带结构,其中2H/3R多型体的价带顶部位于高对称点……所以所有多型体的体积等离子体峰都发生在相似的能量损失值上。”

“这样一来,关于不同价带和导带对不同能量损失区域的能量损失强度,我们也可以进一步确定了。”

“很好!现在我们距离最终的结论又进了一步!”

洛明雅拍手道:“接下来我们要做的就很简单了,寻找那些基于TMD的异质结构,现在回实验室!”

随后,她就拉着自己的师弟师妹们离开了这里,离开之前,她还对萧易说:“接下来应该就没有你的事情了,你可以安心地研究你那个想法。”

“等我们课题完成的时候再联系你,到时候一作的位置也少不了你的。”

而后,她就带着人离开了。

萧易看着他们离开,眉头一挑。

也就是说,接下来的课题就没有自己的事情了?

那行吧,这样一来他也可以专注于自己的研究上面了。

通过精准的预测材料内电子的运行轨迹和规律,以此来构建一种新的理论模型……

重新坐回到原来的位置上,他将这段时间用过的草稿纸拿了出来,回顾着之前的相关推导。

在第一张草稿纸上面,写着这样一行字:【绝对电子性计算(Absolute Electronic Computation,AEC)】

这就是他给这个方法所起的名字。

一切材料,都需要遵从的原理,那就是原子与原子之间由电子构成的化学键,而这些化学键,就形成了材料最基本的结构。

材料的性质如何,也都源于这点,不外如是。

就像是那句话一样,结构决定性质,而性质决定功能。

譬如有种叫单晶铸造技术的材料技术,能够让材料只剩下单一的晶体结构,这意味着整个铸件内部的原子排列是连续的,没有晶界,于是它就能够让材料获得极强的机械性能和抗蠕变能力,特别是在高温环境下,于是也被广泛运用于航空发动机领域上,比如说涡轮叶片这样的东西。

而绝对电子性计算,就是通过预测电子的行为,以此来计算出电子的结构,并进而预测出材料的性质。

不过,如何才能预测电子的行为,首先还是要将路径积分引用进来。

【qf,tf|qi,ti=∫D[q(t)]exp(iS[q(t)])】

在草稿纸上写下路径积分的公式。

萧易敲了敲头。

与薛定谔方程不同,路径积分方法通过对所有可能的量子路径求和来计算量子系统的行为,这种方法特别适用于处理多体问题和强相互作用系统。

所以显然,从预测材料性质上来说,路径积分在这上面就有着十分不错的效果。

“此外,在电子结构计算中,路径积分方法可以用于计算粒子的分布函数和关联函数,尤其在处理电子关联效应和热效应时具有优势。”

眯起了眼睛,他的思维开始无限的发散了起来。

“材料的性质同样也会受到不同尺度的影响,从原子尺度到宏观尺度,如何在绝对电子性计算中实现多尺度的统一描述,成为另一大挑战。”

想到这里,他在草稿纸上又写下了【多尺度建模】五个字。

“如果能够将分子动力学和有限元分析也结合起来,构建一个从微观到宏观的统一计算框架,对于解决多尺度问题,应该会有很不错的效果。”

“然后还有……”

困难很多,但是困难就是用来解决的。

如果说,证明数学中的那些猜想需要理论上的创新,那么解决这类的应用方面的困难,更多的需要他对现有方法的灵活组合,并且从中寻找出全新的方法。

“不过就是做一道更难的题罢了。”

萧易嘴角一翘,眉头丝毫没有皱起。

反而越发享受这样的困难。

(本章完)

第146章 张一唐的求助

时间悄然过去。

接下来的日子,萧易都待在创业中心进行着研究。

至于上课这种事情,自然是不存在的。

学院这边当然也不会表示什么,从某种程度上来说,他们还巴不得萧易一直都不来上课。

萧易不来上课,就意味着他正在研究什么更加重要的东西。

说不定他如果真的研究出来了,他们学校里面的海报又能换一批了呢?

就这样,一个月过去了。

……

晚上11点,萧易抬起了头,从座位上站起,左三圈,右三圈,脖子扭扭屁股扭扭。

活动了一下身体之后,他看了看时间。

嗯,又是一天过去了。

不过嘛……

他微微一笑。

将桌面上的几张草稿纸一一摊开。

绝对电子性计算的理论模型已经基本完成。

而剩下的就是利用机器学习,给这个模型喂各种各样的实验数据,从而让其之后能够在不同的情况下都能够对电子轨迹的预测实现优化。

至于这些实验数据从哪来就不用担心了,当初洛明雅已经向他答应过,会给他提供大量的实验数据,所以今天他也已经联系了洛明雅,从她那里要到了相当多的数据。

当然除了这些数据之外,他也可以在网上寻找大量的数据喂给这个模型。

不过在此之前,他首先还得将这个模型写到电脑上面。

“明天开始写吧,今天晚上先回去好了。”

想到这,他便收拾了一下房间,然后离开了这里。

很快,回到了宿舍后,打开门,“孩子们,你们的皇帝回来了。”

然而让他猝不及防的是,自己刚把门关上,转过身,就发现自己被叶承三个人给围住了。

他往后一靠,警惕地说道:“你们三个想干嘛?造反了是不是?”

叶辰的一只脚踩在他的椅子上,然后一只手拿着晾衣杆,扛在肩上,另外一只手指着萧易说道:“上!给我拿下此獠!”

宋紫阳和罗乔立马冲了上去,一左一右地将萧易给架住。

“造反了,真的造反了!”

萧易瞪大了眼睛,看着这三个家伙,“谁给你们的胆子!”

“哼!给我安静!”叶承拿起他那个金属文具盒,当做惊堂木一样,直接拍在了桌子上,说道:“大胆萧易,身为313宿舍成员,竟敢在光天化日之下做出违反宿舍和谐法,伤害舍友感情之事,伱可知罪?!”

“你怎么凭空污人清白?”萧易瞪大眼睛,抗辩道。

“哼!还在嘴硬!”叶承挥舞了一下手中的晾衣杆,说道:“来人,给我上证据!”

旁边的罗乔立马就拿出了手机,递给了叶承。

随后叶承就在上面点了几下,展示给了萧易。

“看看!这上面的人是不是你!”

萧易看了一眼,顿时就是一愣。

只见屏幕上面有一张照片,而照片中,他和洛明雅正在吃着饭,聊着什么。

这特么不就是他今天下午问洛明雅要实验数据时候的照片吗?

淦!

这帮家伙啥时候偷拍的?

“哼哼,没话说了吧。”叶承又是文具盒一拍,说道:“根据宿舍法第一条规定,先脱单者,需要喊其他舍友一人一声爸爸!”

“大胆萧易,你可有不服?”

萧易翻了个白眼,随后对旁边的罗乔和宋紫阳说道:“帮我拿下叶承这小子,回头我请你们吃饭。”

叶承顿时瞪大眼睛:“Big胆!竟然敢当堂贿赂,真是岂有此理!宋紫阳!罗乔!还不快给我速速惩罚他!”

然而宋紫阳和罗乔却没有听他的话了,而是纷纷眼前一亮,问向萧易:“当真?”

“当真。”萧易点了点下巴:“而且学校附近的餐厅,任你们挑选。”

罗乔和宋紫阳立马放开了萧易,转身就朝叶承走去:“不好意思了啊承儿,他给的实在太多了。”

“你们!富贵不能淫,威武不能屈啊!有钱也不能为所欲为啊!”

叶承惊恐地指着他们,结果三两下就被反手拿下。

萧易扭了扭胳膊,捏了捏拳头,随后便狞笑着走到了叶承面前:“不好意思啊阿sir,有钱就是可以为所欲为。”

然后他就猛然抓住叶承的腰,狠狠地挠了起来。

叶承立马挣扎了起来,“啊哈哈哈不要啊啊哈哈……”

直到这小子被挠的表情彻底崩坏后,萧易才松开了他,甩甩手,哼了一声道:“小样,还敢跟我斗?从今天起,宿舍法第一条,谁请客吃饭谁就是老大。”

一番玩闹之后,叶承好半天才恢复过来,但他还是问道:“但是,萧哥,我们还是想知道你旁边那个女生是谁。”

“你不会真的脱单了吧?咱们可是学数学啊,智者不入爱河懂不懂?”

萧易翻了个白眼,说道:“去去去,别搁这乱说,那是材料院的博士学姐,我和她实验室的课题有合作,吃饭纯属就是要聊些和课题有关,你们在这里偷拍了之后居然还不告诉我,藏着憋着是吧?”

听到萧易的解释,三个人立马都松了口气。

叶承拍了拍胸口:“嗐!早说嘛,真是吓死个人,原来只是课题合作而已,差点以为你真脱单了。”

宋紫阳也是长出了一口气:“就是说嘛,咱们数学系,怎么可能找得到女朋友的,咱们这b班都没有一个女生的,隔壁宿舍那几个人成天搁那相互喊宝贝儿宝贝儿,搞得我都恐同了。”

罗乔连连点头:“确实,萧哥你是不知道,今天我偷拍的时候,看到那个女生,沃日,虽然她没有怎么打扮吧,但是就那素颜,咱们学院那少数的女生一个都比不过,当时想的就是你真该死啊。”

萧易:“……”

这三个人的反应,怎么一个比一个欠打呢?

就在这个时候,他的手机忽然响了起来。

一愣,谁这么晚的时候还会给自己打电话?

结果拿出手机一看,他就意识到是什么事情了。

给他打电话的人是张一唐,今天,他好像是在普林斯顿大学进行朗道-西格尔零点猜想的报告。

现在是华国时间的晚上十一点多,放在普林斯顿大学那边,就是上午十一点,那就说明,张一唐此时正在进行报告。

他无奈地摇摇头,看来还是没有躲过啊。

朝自己的三位舍友们示意了一下,随后他便接通了电话。

……

与此同时,远在普林斯顿大学的一个报告厅中。

张一唐手中正拿着手机,同时对底下的学者们说道:“现在在华国应该是晚上11点了,我们只能希望萧易还没有睡觉吧。”

底下的观众们都笑了笑,同时也都期待了起来。

就在刚才,普林斯顿大学的曼珠尔·巴尔加瓦教授,针对张一唐和萧易在论文中所提到的圆法展开,提出了一个十分关键的问题。

而对于这个问题,张一唐就不知道该怎么回答了,正当众人都在为他担心该怎么应对这个问题的时候,他就当场表演了一手摇人。

居然是直接给萧易打电话,让他来帮忙。

虽然让他们感到有些猝不及防,但不得不否认的是,这看上去确实是一个十分有效的措施。

而并没有让他们失望的是,电话很快就通了。

里面传来了萧易的声音:“张教授,让我猜一猜,你遇到问题了?”

“不好意思,打扰到你了。”张一唐无奈道:“你说的对,我现在就在普林斯顿大学的报告厅中,曼珠尔·巴尔加瓦教授针对圆法展开,问出了一个很关键的问题,现在我无法回答了。”

萧易道:“好吧,咱们开个视频吧。”

“那就麻烦你了。”

没有废话,他们很快就开了视频,萧易的头像也出现在了后面的多媒体屏幕上。

萧易通过镜头看着现场,大概也有几百个人吧。

随后他说道:“曼珠尔·巴尔加瓦教授,请您再说明一下您的问题。”

“好的。”

第一排的位置上,曼珠尔·巴尔加瓦站了起来,笑着说道:“在圆法展开中,您要如何处理多项式展开中的高阶项?这些高阶项在传统的傅里叶分析中会导致严重的误差积累,从而影响结果的精确性。”

“从您和张教授的论文中举个例子,第46页中,有一个形如f(x)=∞∑_(n=∞)Cne^(inx),在这个式子中,当n较大的时候,您要如何控制高阶项Cne^(inx)的误差积累呢?”

听到这个问题,萧易的眉头就是一挑,这确实是一个相当关键的问题,也难怪张一唐回答不出来了。

高阶项的问题存在于传统的傅里叶展开当中,而他的萧氏多项式展开作为一个脱胎于傅里叶展开的技术,因此,也就被带入到了圆法展开当中。

这位曼珠尔·巴尔加瓦教授是2014年的菲尔兹奖得主,对解析数论的研究十分深入,也难怪他能够找到这个问题出来。

但是……

萧易只是轻轻一笑。

“这是个很好的问题,当然,想要解决它,我们只需要利用筛法中的自适应加权函数,对这些高阶项进行逐层过滤即可。”

“具体的操作……嗯,就麻烦张教授帮我写出来一下了。”

“当然没问题。”张一唐走到了黑板前,“你说吧。”

“好的。”萧易说道:“我们首先对多项式展开进行一种变换,将f(x)映射到一个新的函数 g(x),其中n(x)是一种特殊基函数,可以显著减弱高阶项的影响。”

【g(x)=∞∑n=∞dnn(x)】

“接着我们引入了自适应加权函数w(n),其形式为:w(n)=1/(1+|n|^k),其中k是一个适当选择的正数,用于控制高阶项的权重。”

“接下来我们只需要进一步将筛法与加权技术结合,通过这种变换,我们就能够将高阶项的误差控制在可接受的范围内,同时保证主要数论信息的保留。”

“就是这样。”

萧易说着,张一唐一边也在黑板上写下了这些步骤。

曼珠尔·巴尔加瓦看着这些步骤,同时思考着刚才萧易的解释,沉吟了许久后,最后点点头,拍手道:“很好的解决办法,我没有问题了。”

(本章完)

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