3 chapter03
“短期預測與中期預測,其實是兩個不同的研究方向。”孟鏡年斟酌措辭,“一一,我絕對相信你的能力,但要實現如你所說的,單獨構建一種人工智能算法,并且實現盡可能準確的天氣預報,這對于一個本科生而言,可能有些超綱了。事實上,這是世界上頂級的人工智能團隊正在攻克的難題。”
林檎并未受打擊,“可以告訴我難點具體在哪些方面嗎?”
“解釋起來可能有些枯燥。”
“沒關系。了解得越多,我越能知道怎么入手——如果不耽誤你時間的話。”
“這倒不會。”孟鏡年笑說。
他合上筆記本,遞還給林檎,從一旁拿過一疊A4紙,和一支紅色圓珠筆。
“我們通常所說的大氣,實際由壓力、密度、風速、溫度、濕度這7個物理量構成。”孟鏡年在白紙上,寫下這幾個物理量的簡寫。
“7個?”
“風速有z、v和x三個方向,所以加起來是7個。”
林檎點頭,示意她跟上了,他可以繼續往下說。
“狀態方程、熱力學和水汽方程、連續方程以及基于流體力學的運動方程——這是個矢量方程,可以拆成三個方向的單獨公式——這樣一共七個方程,構成了大氣運動的基本方程組。理論上,只要知道上述7個物理量的初始值,帶入方程組,就能算出任一時刻的大氣狀況。”
林檎目不轉睛地盯著孟鏡年在空白紙上的板書,或許為了跟上解說速度,他寫字要比平常潦草一些,但仍然是好看的。
“這就是現在天氣預報的原理嗎?”林檎問。
“不完全是。一一你們學了微積分嗎?”
“學了。數學是我們的核心課程之一。”
孟鏡年點點頭,“這7個方程,其中有5個是非線性偏微分方程。非線性偏微分方程的求解,是公認的學術難題。”
林檎點頭:“三體問題就是非線性偏微分方程。”
“三體問題僅僅三個質點就無法求解,而大氣運動是一個極為復雜的混沌系統,其質點有無數個。”