br> 微分指的是是当自变量x变化了一点点...也就是dx,而导致了函数f(x)变化了多少。 差分则可以看成是离散化的微分,即Δy。 当变化量很微小时,就近似看成dy。 差分的概念还是比较初等的,高中就应该接触不少了。 至于变分就相对复杂一些了。 它算是无限维空间上的微分,后世也称之为Frechet微分。 这玩意儿其实就是微分在无限维空间的照搬...咳咳,推广。 Frechet微分作用于泛函的时候,就叫变分。 所谓泛函呢。 是将函数空间(无限维空间)映射到数域,就是把一个函数映射成一个数。 打个比方。 从A点到B点有无数条路径,每一条路径都是一个函数吧? 这无数条路径,每一条函数...也就是路径的长度都是一个数,对吧? 那你从这无数个路径当中选一个路径最短或者最长的,这就是求泛函的极值问题。 函数空间的自变量我们称为宗量(自变函数),当宗量变化了一点点而导致了泛函值变化了多少,这其实就是变分。 非常简单,也非常好理解。 在眼下这个时代。 变分问题的数值近似解法有两类。 一类是在能量表达式中用差商代替微商,因而得到差分的形式。 这也就是给予变分原理的差分格式的一种类型,首见于欧拉,后见于柯朗,弗里德里希,来万(不是踢足球的那个)等人。 另一类近似解法是黎兹-加辽金方法,即把变分问题限制在限维子空间内求解。 随后徐云顿了顿,组织了一番语言,说道: “华教授,您既然对这方面有所了解,那我就直接说下去了。” “在目前的两种变分方式中,第一类变分问题的数值近似解法相对效率较低,长期以来没有得到太大的重视。” “而第二类类方法曾被广泛采用,因为它的特点比较鲜明——能够较好地保持问题特性。” “不过它的缺点是在复杂系数的情况下比较困难,不够通用灵活。” “虽在理论上比较完整,但在具体情况下收敛条件的验证很难落实。” “如今随着计算要求的提高,第二种方法也逐渐开始变得低效了起来,甚至可以说有些滞后了。” “是啊。” 听到徐云这番话。 华罗庚脸上露出了一丝感慨,微微叹了口气,说道: “小韩,你说的没错,目前变分问题的数值近似解法确实比较复杂。” “所以如今为了追求足够高的精度,我们大多都只能走微分途径——其实包括国外也是如此。” “长期以往,我们的计算效率受到了很大影响,大家的负反馈....说实话还是不少的。” 华罗庚说完。 一旁的冯康、陈景润乃至于敏也都跟着点了点头。 正如华罗庚所说。 目前几乎所有守恒原理或变分原理的问题,国内外几乎都使用的是微分途径。 一般说来。 微分途径的优点是通用,简便,有时可以达到较高的精度。 缺点则是容易陷于盲目,物理数学特性保持较差.。 例如自伴问题差分化的时候。 如未经特殊的考虑,则离散矩阵往往不对称,从而导致解的失真和解算的困难.。 在对于复杂的内外边界条件、不规则的系数和几何形状、不规则的网格、解的不规则性、奇异性间断性等情况下处理比较困难,也不容易统一。 奈何变分方法实在是太拉胯了,业界里头只能暂时使用老掉牙的微分途径。 然而令华罗庚有些意外的是。 徐云接下来并没有顺着他的话进行表态,而是抛出了另一个问题: “既然如此....华教授,不知道您是否考虑过优化变分问题的数值近似解法呢?” “优化解法?” 华罗庚很是和蔼的脸上先是微微一怔,接着很快便点起了头,不过语气依旧很澹: “当然试着优化过,毕竟这可是数学应用化的重要方向——但遗憾的是我们尝试了几次,最终都失败了。” “另外据我们所知,霓虹、海对面、德意志这些国家也都在进行着这些方面的工作,但无一例外,全都以失败告终。” 说罢。 华罗庚忽然意识到了什么,再次看向了徐云,问道: “怎么,小韩,听你这样问.....莫非你有这方面的优化方案?” “没错。” 徐云坦然的承认了华罗庚的疑问,解释道: “不瞒几位,我想拜托你们的事情,就是拿出一套全新的变分问题的数值近似解法。” “?!” 华罗庚顿时呼吸一滞,一旁的陈景润和冯康也隐隐传来了一阵明显的吸气声,倒是大于显得相对澹定。 过了几秒钟。 回过神的华罗庚身子隐隐向前一倾,追问道: “思路呢?小韩,具体思路是