Capítulo Oitenta e Nove: Cem Mil Mistérios Não Resolvidos

John continuou: “O algoritmo do seu pai, de fato, já é a obra mais notável da humanidade, mas está longe de ser suficientemente poderoso. Por isso, não conseguimos fazer dispositivos de fusão nuclear menores; cada reator é como uma montanha, brutal e desajeitado.”

Zhang Yuan observava as turbulências diante de si, algumas brilhantes, outras sombrias, outras ainda girando, mergulhado em pensamentos profundos.

Concordando ou não, a queixa de John era, de fato, pertinente.

No íntimo, germinava nele uma pequena ambição, como uma semente a brotar.

“Talvez... eu consiga resolver o problema que meu pai tentou resolver!”

O problema da turbulência, a última grande montanha da física clássica. Cerca de quatro séculos atrás, a equação de Navier-Stokes, ou equação N-S, já havia descrito teoricamente o comportamento dos fluidos. Normalmente, é difícil encontrar uma solução precisa para essa equação, por isso os cientistas recorrem a modelos teóricos simplificados ou simulações numéricas para prever o movimento dos fluidos.

Mas usar modelos simplificados para simular a turbulência do plasma é impreciso demais. Se o plasma não for devidamente controlado, poderá causar danos enormes ao motor de fusão.

O progresso da informática trouxe algum avanço ao problema da turbulência, mas apenas um avanço limitado; conseguimos simular com mais precisão, mas não compreender a verdadeira essência do fenômeno.

John suspirou: “Talvez nunca encontremos uma solução matemática exata para o problema da turbulência, ou talvez a precisão total esteja escondida em estados de sobreposição probabilística ainda mais microscópicos, e, com nossas capacidades, não temos como saber.”

John Wilson era o típico representante do pessimismo.

Ele acreditava que o limite da tecnologia humana já havia sido alcançado; com a inteligência que possuímos, só conseguimos girar em torno de um pequeno círculo.

Embora haja detalhes que ainda podem ser aprimorados, não é possível uma verdadeira transformação qualitativa.

Por isso, esse grupo de cientistas pessimistas queria embarcar na nave, ver o mundo três mil anos no futuro.

Essa ideia não era sem fundamento; o problema da turbulência permaneceu sem solução por quatrocentos anos.

Na física de ponta, apenas o estado condensado ainda mantém vigor; os demais campos vão murchando. A física de altas energias sofre com o “grande deserto dos níveis de energia”; outras disciplinas, como química e semicondutores, utilizam teorias aproximadas, e o mais curioso é que tais teorias resolvem de fato alguns problemas.

Quanto à matemática, também está em decadência lenta.

A conjectura de Riemann resiste há quatrocentos anos; a de Goldbach, há seiscentos.

O plano de “unificação matemática” permanece apenas um esboço, com bilhões de anos-luz até a conclusão.

A escola do novo civilização acredita que, no século XXIII, somando-se os séculos XXIV e XXV, talvez seja a última era de ouro da humanidade. Depois disso, a inteligência coletiva não conseguirá evoluir mais.

Quando a tecnologia estagnar, a civilização humana poderá entrar em ciclos históricos como a antiga nação Xia. Em termos acadêmicos, cairá na “armadilha da mediocridade”, tornando quase impossível alcançar avanços históricos significativos.

Zhang Yuan concordava com parte das ideias da nova escola civilizacional, mas, quanto ao problema, não era nem pessimista nem otimista.

Ele não acreditava que a humanidade seria tola o suficiente para cair em armadilhas previsíveis, tampouco conseguia imaginar como seria o futuro; talvez surjam tecnologias para aprimorar a inteligência.

Além disso, sua área era mais voltada à engenharia, à técnica. Técnica e ciência são bem diferentes — há muito espaço para avanço nas aplicações tecnológicas.

“Zhang, você é otimista demais.”

John encolheu os ombros, resignado: “Na história, há muitos fenômenos, como a ‘latinização’, a armadilha da renda média, entre outros. Mesmo sabendo dos riscos, certos países não conseguem superar, pois nem tudo depende da consciência dos líderes. É preciso força coletiva.”

“Mas a força coletiva da humanidade não é tão grande quanto você imagina.”

“Sim, você está certo,” disse Zhang Yuan. “Mas devemos manter o otimismo, não é? O pessimismo nunca resolve nada.”

Despediu-se do sentimental John, voltou ao seu posto no laboratório e continuou a ler artigos.

Por acaso, encontrou um livro.

“Cem mil mistérios não resolvidos”...

Da astronomia à geografia, da matemática à física, há inúmeros problemas indecifráveis. Por exemplo, a conjectura “3x+1”, o problema do final feliz, o problema do círculo de Gauss, o problema ternário de Erdos-Graham... qualquer um deles rivaliza em dificuldade com a conjectura de Riemann.

Por algum motivo, ao ver tantos problemas, Zhang Yuan sentiu uma leve irritação.

Talvez fosse o instinto de um pesquisador incapaz de decifrar completamente a natureza.

Discretamente, apertou o punho.

Naquele instante, tomou sua decisão: iria enfrentar um desafio famoso em todo o mundo.

Não importava ganhar ou perder; era uma questão de seguir o próprio coração.

“O problema da turbulência!”

“Vou tentar!”

Isso exigia grande coragem.

Era provável que gastasse muito tempo e não obtivesse resultados, com um custo afundado enorme. Só mesmo alguém jovem como ele, movido por paixão, teria coragem de avançar.

Após decidir-se, Zhang Yuan exalou demoradamente, acalmando-se.

Do ponto de vista da matemática pura, não havia muita esperança.

Não acreditava que, com suas habilidades atuais, pudesse escrever uma equação mais precisa e eficaz que a de Navier-Stokes.

“Talvez eu possa criar algum método informático para resolver esse problema.”

O primeiro método era o usado por seu pai, o famoso “método espectral de transformada por ondas”, atualmente o melhor algoritmo em aplicações de engenharia. Ele solucionou com sucesso o problema de simulação de turbulência de múltiplas escalas em tempo e espaço dentro dos motores.

Na essência, inspirou-se no processo de transmissão de sinais entre neurônios, para descrever o mecanismo de explosão repentina da turbulência nos tubos.

O segundo método era a solução numérica direta.

Consistia em resolver a equação de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis e simular turbulência isotrópica em um cubo tridimensional periódico. Contudo, esse método exige enorme poder de cálculo, adequado para simular movimentos turbulentos simples de baixo número de Reynolds, como em canais ou tubos circulares.

Há ainda o terceiro método, “modelo RNG κ-ε”, o quarto, “modelo de turbulência Spalart-Allmaras”, o quinto, “método de iteração interno e externo”, e outros.

A criatividade humana é infinita, mas os algoritmos realmente significativos e úteis são poucos.

“Você está estudando o problema da turbulência? Isso é de uma complexidade absurda!”

Zhao Qingfeng lançou um olhar curioso à tela dele: “Eu também já pesquisei esse tema. O núcleo da dificuldade está na própria natureza do problema: forte não linearidade, sistemas de infinitas dimensões, sistemas caóticos — nenhum deles possui ferramentas matemáticas adequadas para lidar, por ora.”

“Então, se você quiser tentar, não tenho sugestões muito boas para te dar.”

“Eu sei, só estou olhando por olhar,” respondeu Zhang Yuan, apressado.

O irmão Zhao sorriu, admirando a juventude. Se fosse ele mesmo, manteria distância de tal problema.

Mas não se preocupou muito; muitas coisas, ao conhecê-las, fazem-nos recuar diante da dificuldade.