通过完美的实验和模擬交叉验证,齐物提取了三个核心的物理无量纲数:
    毛细数:表徵粘滯力与表面张力博弈程度,墨汁越浓,毛细数越大。
    马兰戈尼数:代表表面张力梯度驱动流强度。
    分形维度d:通过盒计数法从微观电镜图中提取的墨跡边缘特徵。
    然后他以毛细数为x轴,马兰戈尼数为y轴,在坐標系中画上了代表分形维数d的等值线。
    几百组数据依次落下,大屏幕上便生成了一张科幻感十足、闪烁著五顏六色等高线的——
    墨色动力学二维相图!
    “齐师弟,这个图有啥用?”彭强看不太懂。
    “知道墨色五分吧,焦浓重淡清。”
    齐物缓缓道,“华夏传统书法和山水画中的用墨,其实並不是不可言传的艺术玄学,而是有著特定的逻辑密码的。
    比如焦,咖啡环效应主导,分形维度d<1.4
    浓,剪切稀化迟滯区,1.4≤d<1.5
    重,强烈的cahn-hilliard相分离,1.5≤d<1.6
    淡,saffman-taylor粘性指进主导,1.6≤d<1.7
    清,马兰戈尼对流与毛细渗流达到完美的动力学平衡,颗粒分布极度均匀,d≈1.71
    现代墨水,d≥1.76。”
    彭强道:“这个有什么用处呢?”
    齐物听后道:“用处?用物理学解释华夏传统书法文化,还不够吗?”
    彭强点头:“够够够,就是想问问实际中怎么用这张图。”
    “那用处更多了。”
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    齐物看著墨色相图,“古画鑑定,晶片,航天。”
    ??
    博士们都是一愣,古画鑑定已经很不可思议了——
    这个diao图还能用在晶片航天上?
    “比如说,明代的书画大多是古法油烟墨,用的是天然动物胶,这种天然胶在扩散时,马兰戈尼流会占据绝对主导。根据墨色相图,纯天然演化出的墨跡边缘,分形维度绝不会超过1.71。
    “如果是现代造假者偽造的贗品,或者用了工业碳素墨水,为了防沉淀,添加了大量人工合成的表面活性剂,这会彻底杀死马兰戈尼流,导致水分蒸发时的咖啡环效应,碳颗粒无序堆积,此时的分形维度会超过1.76,最大可达1.85。”
    “这意味著,如果你在博物馆看到一副唐伯虎真跡的明代古画,你先鑑定真偽,看不懂落款和印章也没关係。只需要拿高清显微镜头拍下它的墨跡边缘,算一下分形维度。”
    “只要大於1.76,这幅画大概率是贗品。”
    “哇~”
    周围的博士们惊呼,这么厉害。
    “至於晶片,航天,三言两语说不清楚。”
    齐物起身,准备拿数据回去整理一下论文:“彭师兄,多谢~我先走了。”
    他还需要回去整理论文呢。
    不过他没有著急落笔,物理学是一门需要现实观测来佐证的学科。
    第二日一大早八点,他就来到了齐鲁省博物馆。
    他拿著高清微距摄像头直奔书画展厅。
    一块防弹玻璃下,静静躺著镇馆之宝,元代书法大家赵孟頫的传世名作——
    《雪赋》。
    此时正好有人在讲解:“你们看赵体字,它的墨韵有一种温润的肉感。骨肉匀停、墨色清透但不单薄,是元代古法油烟墨和赵孟頫极高深的控笔功力结合的產物。
    书法上叫气韵生动,只可意会不可言传啊。”
    齐物不懂欣赏,只觉得的確很好看。
    他举起手里的微距相机,將镜头贴在玻璃上,对准了《雪赋》卷中的“雪”按下了快门。
    除了《雪赋》,齐物还顺手拍下了明代董其昌的画作残卷,和清代郑板桥等人的真跡。
    十点多,齐物回到齐鹏的513办公室。
    打开电脑,將十几张高达数百兆的微距高清原图导入鹏叔帮忙编写的一个box-counting(盒计数法)分形维度计算软体中。
    点击运行。
    屏幕上,赵孟頫被放大了一千倍的墨跡局部,被软体自动处理成一张复杂的黑白拓扑网格。
    【样本1《雪赋》局部:计算完毕。边缘分形维度d=1.708】
    【样本2《雪赋》局部:计算完毕。边缘分形维度d=1.702】
    【样本3董其昌画卷晕染处:计算完毕。边缘分形维度 d=1.695】
    数据都落在了墨色相图里【清】与【淡】的动力学平衡区。
    没超过1.76,这说明,是真跡。
    “闭环了。”
    齐物笑道,“说明实验数据真实可靠,那么接下来就是——完成初稿了。”
    他打开latex,尝试写初稿。
    《墨色五分的流体动力学机制》
    multiphase fluid dynamics of the“five colors of ink”
    兰苍二中齐物
    1.引言与数学模型的重构
    2.解析域的降维
    3.实验方法
    4.墨色相图构建
    5.科研和工业的跨界应用
    本研究的成果之一——墨色相图,可广泛应用於古画鑑定、晶片和航天领域。
    【应用一:文物古画鑑定。基於墨色相图,古代书画的水墨分形维度d≤1.71,而现代工业墨水及作偽手段而成的贗品,d>1.76。】
    【应用二:柔性电子晶片的高端喷墨印刷。在现代晶片封装与柔性电路板(fpc)製造中,导电银浆的喷墨列印长期受困於液滴边缘的“咖啡环效应”,导致银纳米颗粒在边缘堆积,电路中心变薄,极易產生电阻不均和烧毁。
    本研究中的墨色相图可直接为高端半导体製造业提供“配方导航”。
    企业无需再进行海量的盲目试错,只需根据相图中【清】区(d≈1.71)的坐標指引,反推並调配导电墨水溶剂的马兰戈尼数,即可强制银颗粒在晶片基底上实现绝对均匀的沉积,將柔性电路的良品率推向95%以上。】
    【应用三:太空飞行器发汗冷却系统的防乾涸设计。高超音速飞行器和新一代火箭发动机表面多使用多孔金属发汗冷却系统,其內部冷却剂的相变流动行为,与墨水在宣纸中的扩散在偏微分方程上是完全同构的。
    目前研发中常见的航天发动机“爆破死亡”事故,和墨色相图中的“焦”(毛细阻力极大、蒸发极快,导致介质瞬间乾涸)区道理一致。
    工程师可直接调用本研究中的数学模型边界,优化冷却剂的粘度和泵注流速,確保计算热力学工况下冷却剂始终处於“安全流动区”,从物理模型上杜绝烧毁发动机的隱患。】
    足足花了三天时间,齐物才完成这片论文初稿。
    全程废寢忘食,累並快乐著。
    齐物已经完全爱上了写论文。
    敲完最后一行字,不知不觉,已经晚上十一点了。
    直接转发给陈小云,他老早就说,可以帮忙找物理学院的教授给把把关。

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