上海交通大学廖世俊教授学术讲座

主讲人 : 廖世俊 教授

混沌理论被认为是20世纪最伟大的三个物理理论之一。国际学术界普遍认为，混沌系统虽然具有“轨道不稳定性”，但其统计结果应该是稳定的，在统计意义上可重复。值得强调的是，实验的“可重复性”是现代科学的基石。但是，越来越多的实验不可重复，导致所谓的“可重复性危机”。利用本人提出的“洁净数值方法”（clean numerical simulation，简称CNS)，我们首次发现：存在“超混沌”动力系统，其统计结果甚至对微小扰动敏感，即具有“统计不稳定性”。由于微小的随机干扰无处不在，因此，即使在统计意义上，“超混沌”动力系统的任何物理实验和数值模拟都是不可重复的！ 所以，即使排除所有人为的干扰和失误，“可重复性危机”也是不可避免的。“超混沌”这个全新的概念，揭示了非线性世界的极端复杂性。本报告介绍CNS 之基本思想和超混沌之定义，给出一些超混沌实例，提出有效使用DNS 模拟湍流的前提条件，以及关于现代科学研究范式之完备性以及湍流千禧年问题的一些思考。

主讲人简介：

廖世俊，博士，上海交通大学“春申”讲席教授，“海洋工程全国重点实验室”主任。主要从事非线性力学、流体力学、海洋工程、应用数学等方面的基础理论研究。他1992 年原创性提出求解强非线性方程级数解的“同伦分析方法”(homotopy analysis method,HAM)，成功求解了力学和海洋工程中的大量强非线性问题，如极限高波浪、大变形的圆形和矩形板、超音速边界层流动等，并首次发现定常共振波浪。他2009 年提出求解混沌动力系统和湍流的超高精度数值方法“clean numerical simulation”(CNS)，与他人合作应用CNS 提出求解著名“三体问题”的路线图，将三体问题的周期轨道数量增加了几个数量级。他以CNS 为工具，发现微小数值噪音会导致某些湍流宏观统计、甚至流态的显著差异。“洁净数值模拟”能在数值噪音可忽略的环境下更精确地研究湍流，为湍流研究提供了一个全新的视角和分析工具。此外，他发现某些混沌系统不仅具有轨迹不稳定性，而且具有统计不稳定性，提出“超混沌”这个全新概念，丰富和发展了混沌理论。廖世俊目前已出版三本英文专著，发表百余篇论文，博士论文和论著共被SCI 它引13266 次。他曾获国家自然科学二等奖（独立完成人）、 上海市“自然科学一等奖”（独立完成人）、上海市“自然科学牡丹奖”“上海市科技精英”、英国普利茅斯大学荣誉博士学位等奖励或荣誉。