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偏微分】
而微分方程,就是在普通方程的基础上,式子中带有未知函数及其导数的方程。
比如假设u是的函数,则可以表示为u=,u′就是u对的导数。
那么uu′=1,这个方程就叫微分方程。方程中u′必须有,u可以没有
如果微分方程中只有一个自变量的导数,则称为常微分方程。
比如上面的式子只有一个自变量,也只有u′这一个自变量的导数,它就是常微分方程。
而如果u不仅是的函数,它还是y的函数,那么u=,y。
u′就是u对的导数,称为偏导数;
同理,u′y就是u对y的导数。
那么yu′u′y=1,这个方程中含有两个或以上的导数。
这种微分方程就叫做偏微分方程。
二阶】
阶数指的是导数的阶,比如u′就是一阶导数,u″就是二阶导数,即导数再求导。
yu′u′yu″u″y=1。
这个方程就是二阶偏微分方程。
非线性】
线性和非线性就比较好理解了。
如果u和、y的函数关系是一条直线,那就表示线性。
若是非直线,那就表示非线性。
至此,布鲁斯场方程,这个二阶非线性偏微分方程的概念,就都理解了。
可以看出,如果想找到这个方程的精确解,是一件太太太太复杂的事情了。
没有任何技巧,只能暴力求解。
也就是把所有的变量统统考虑进去。
比如质量、能量、密度、空间、时间等等。
所以,在没有后世那种超级计算机的情况下,想要手撕这个方程,难度可想而知。
即便有了计算机的辅助,想要解也不是易事。
哪怕是最简单的两个天体之间的运动。
如果考虑广义相对论的性质,那么直到后世,也没有办法模拟其精确的时空关系。
而真实历史上,史瓦西给出的精确解,其实就是最简单的那一种,考虑了最少的变量。
他假设了整个宇宙中只有一个质点。
虽然布鲁斯场方程无法精确求解,但是通过数学手段,可以近似求解。
比如著名的水星近日点进动问题,就是利用近似解给出了答案,从而完美解释。
布鲁斯场方程的内涵太丰富了。
这个方程的每一个精确解都代表了一个不同的宇宙。
而且是那种从过去到未来不断演化地宇宙。
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