说起韦东奕,大家脑海里浮现的画面大概率是一个拎着矿泉水、揣着白面馒头、走路带风的年轻人。
但就在最近,这个被网友亲切叫了好几年"韦神"的数学家,干了一件让整个学术圈都不得不正视的大事——他拿到了一项真正意义上属于中国本土数学力量的重磅荣誉。
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2026年7月8日那天,2025年度国家科学技术奖正式对外公布。由北京大学数学科学学院章志飞教授牵头、韦东奕研究员深度参与的"流动转捩机理的数学研究"课题,一举摘得国家自然科学奖二等奖。据北京大学官方对外披露的数据,北大以第一完成单位的身份,本年度总共揽下12项国家科技奖,而章志飞和韦东奕联手完成的这项成果,恰恰就在自然科学奖二等奖的名单之中。
可能不少朋友乍一听这个课题名字,会觉得脑袋发懵。"流动转捩机理"这几个字摆在一起,多少有点让人摸不着头脑。换个更接地气的说法吧——这个项目核心就是在搞清楚一件事:水、空气、油、气这些流体物质,为什么有时候老老实实往前淌,有时候又突然开始撒野乱窜。
打个生活中最常见的比方。家里水龙头拧到最小那档,水柱直直地往下落,特别规矩;可一旦把水开大,水流就开始抖、开始分叉、甚至到处溅。再往大了说,战机和火箭在天上飞的时候,机身周围的气流如果保持平稳状态,整架飞行器受到的阻力就小得多;可要是气流突然紊乱起来,不光阻力飙升,噪音、燃油消耗统统都得跟着涨。
那么问题就来了:这种从"安分"到"失控"的转变,背后到底藏着什么样的数学规律?
事实上,潜艇在深海潜行、飞机在高空巡航、油气管道千里输送、大型货轮劈波斩浪、战机气动外形打磨、发动机内部燃烧优化、甚至天气预报里的大气模拟,所有这些领域都绑定着同一个根本命题——流体究竟在什么条件下,会从"乖乖听话"的状态拐进"彻底乱套"的状态?
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这个课题棘手的地方在于,"乱套"这个过程压根不按套路出牌。按照传统线性理论去推演,流体好像还挺稳当的,可现实中只要有一丁点外部干扰冒出来——比如管道壁面稍微粗糙了那么一丢丢、入口处多了一丝震动、空气里飘来一点细微波动——这些微小因素就可能被一点点放大,最终把整个流场拖进湍流状态,说白了就是气流彻底不稳了。
学术上管这种从层流到湍流的变化叫"转捩",它在流体力学领域算得上是一个古老到不能再古老的话题。打1883年雷诺通过实验发现流动状态与雷诺数之间存在关联起,距今已经过去一百四十多年,可关于湍流到底怎么产生的、物理本质究竟是什么,直到现在也没有被彻底搞明白。
所谓雷诺数,粗浅理解就是"流体拼命往前冲的那股劲儿"和"黏性拽着它不让它乱动的那股劲儿"之间的比值。雷诺数偏低的时候流体还算老实,数值一高,流体就容易开始不服管。
可麻烦就麻烦在,真实世界远不是盯着一个数字就能说了算的。经常出现的情况是,方程算出来的结果告诉你"这玩意儿应该很稳定",但实验一做却发现"它早就乱成一锅粥了"。
这就好比一辆车,理论分析说它完全可以笔直开下去,但实际上路面有点坑洼、方向盘有轻微的抖、速度又拉得很高,到头来车身照样可能失控。
而数学家要干的活,就是把这种"表面上看着挺稳、实际上一点扰动就能被带跑偏"的复杂过程,用严密的方程推导、精确的估计和扎实的证明给彻底讲明白。
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章志飞和韦东奕这项研究的分量,恰恰就体现在这个地方。根据公开报道,他们的团队创造性地引入了一套全新的数学方法,一口气攻克了奥森涡算子拟谱界猜测、剪切流无粘阻尼问题、三维库埃特流转捩阈值猜测等一批流动稳定性领域里的核心数学难关,把亚临界转捩背后的关键物理机制给揭示了出来,同时为整个层流向湍流转变的研究搭建了全新的理论工具和数学框架。
坦白讲,这里头有些术语笔者本人也只能是一知半解,有的概念就算绞尽脑汁用大白话去翻译,恐怕也很难让非专业读者完全听懂。
但有一点大家完全可以记住:这是在啃基础科学领域最硬的那块骨头。将来它能够落地的方向,包括怎么让战机飞得更省油、怎么让输水输气管网少损耗能量、怎么让气象预测模型更精准。由此带来的技术进步——比如更快的飞行器研发节奏、更低的能源运输成本——这些都是看得见摸得着的实在好处。
当然必须得说清楚,章志飞和韦东奕做的是纯粹的基础数学,不是说今天定理证完了明天飞机就能省一成油。但任何工程技术想要往深处突破,都离不开这种最底层的理论支撑。咱们日常用到的每一样工业化产品,追根溯源都跟这些基础研究脱不了干系。
国家把这个奖颁给他们,本身就说明这项工作取得了实实在在的重大进展。不管是在国防建设还是民生应用层面,它所能带来的推动效应,放到时间尺度上看都是以百年甚至千年来衡量的。
说到这儿也得承认,在基础科学这块版图上,咱们起步的时间确实还不长。跟杨振宁先生那种开创性的基础理论高度相比,跟钱学森先生在应用科学领域的伟大贡献相比,差距依然客观存在。
但至少有一件事值得高兴:由中国学者自主原创的基础科学成果,正在一点一点冒出来。笔者有理由相信,将来会涌现出更多像韦东奕这样的人物。
还有一件事特别想说。韦东奕之所以被叫"韦神",真不是网上瞎吹出来的。他最早被大众认识,当然跟两次拿下国际数学奥林匹克竞赛满分金牌有直接关系。可真正让他在学术圈站稳脚跟的,是他后来在偏微分方程、流体方程、随机矩阵、非线性波方程等多个方向持续不断拿出的硬成果。
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据南都等多家媒体此前报道,他在三维纳维-斯托克斯方程正则性问题、二维不可压缩欧拉方程线性阻尼问题上都取得过关键性进展;2019年,布尔巴基讨论班还专门就他与合作者在奥森涡算子拟谱和谱下界估计方面的工作进行过研讨。
所以看待韦东奕这次获奖,不能光停留在"天才又拿奖了"这种看热闹的层面。国家自然科学奖表彰的是基础研究里的原创性突破,而这个项目背后是整个团队围绕流体稳定性长年累月积累下来的系统性成果。
韦东奕当然对得起"韦神"这个民间给他的称呼,但真正撑起这个称呼的,不是他外表有多朴素、生活有多简单,而是他能在那些极其艰深的数学问题上,交出经得起全球同行反复检验的答卷。
对咱们普通人而言,没必要死记硬背什么"奥森涡算子""拟谱界""转捩阈值"这些专业词汇。只需要把一句话搁在心里就行:他们研究的东西看似离柴米油盐很远,实际上就藏在头顶飞过的飞机里、脚下驶过的巨轮里、深海潜行的潜艇里、火箭升空的尾焰里、横跨千里的管道里、轰鸣运转的发动机里、每天播报的天气里、还有广袤无垠的海洋里。
这一回,韦东奕用国家自然科学奖二等奖告诉所有人:他是一位真真切切能够为国家、为社会创造价值的数学家。而此刻的他,依旧在远离聚光灯的地方,安安静静地把自己的全部精力浇灌在科研这件事上。
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