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新年伊始，照例是最忙的时候。半月没有写什么字。今天有几分钟时间，写一点这几天总结的研究体会。
一个系统的不稳定性，源于自由能。自由能源于物理量（或者描述一个普遍系统的参量）的“梯度”，梯度越大，系统里面储存的自由能就越多！梯度大到一定程度，系统就会“失稳”——自由能就会找到一种途径快速释放出来。这个一定程度，就是系统的稳定性阈值。
梯度是什么？就是参数的“差”比上产生这种“差”的“距离”：比如函数F(x)的梯度dF/dx，dF是“差”，dx是“距”。有“差距”，就有自由能。“差距”大到一定程度，就导致不稳定性。
过去60年，前30年我们主要做“维稳”——找出各种不稳定性的阈值，想办法把它们统统稳定住。
后来发现不可能：要达到Lawson判据，就要提高中心的密度n和温度T，也就是说中心压强p=nkT一定要高。但是同时边缘上温度一定要低（不能把真空室的壁烧化了）！密度也要低（以降低粒子通量）。所以dp就一定要大！而且装置的大小（dx)越小越好——半径小一倍，体积小八倍，造价就低一个数量级！所以梯度dp/dx就越来越大！自由能越来越多！一定会有各种不稳定性——躲不掉！
怎么办？只好放弃“维稳”，想办法寻找低强度释放自由能的渠道——控制不稳定性！
原来是千方百计抑制不稳定性，结果憋呀憋呀，最后来一个crash,甚至disruption！
怎么控制？要放！在disruption发生前，自由能还没有堆积很高，就想办法释放——用高频、小幅度的释放来代替长时间“稳定”之后给你来一个大幅度释放——毁灭性的不稳定性爆发。
现在用来对付ELM的方法也是如此——把长周期、大幅度的I类ELM想办法变成高频（短周期）、小幅度的grass类型的ELM，甚至QH模的均衡释放。
自由能的经常性释放，不仅可以避免大幅度的crash或者disruption，而且可以排除杂质和ash（另一个有意思的题目）。
“维稳”思维和“堵”很相似，“可控制的自由能释放”（简称“控放”）有点“导”的意思。
从“维稳”到“控放”——这就是60年聚变研究的主要成果。
尽管是物理，却也是一般性的道理。
http://blog.sciencenet.cn/blog-39346-653116.html
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- [17]姚伟鹏
- 王老师这种“堵VS导”的比喻真是恰当，好比治水，更好比育人。。宏观大方向上的思路老师已经说得非常浅显易懂了，我比较好奇里面的一些不懂的细节，比如ELM，I类，grass类，具体是指什么呢？劳烦王老师提供些资料，或者再写篇博文吧，我会持续关注哒！
- 博主回复(2013-1-30 14:35)：这些是tokamak的边缘局域模（edge localized mode, ELM）。I类就是脉冲间隔大、释放能量也很大的ELM；grass是指间隔脉冲小，释放能量小的ELM（强度vs时间的曲线有点像一片草地）。
- [16]王泽想
- 有新意，社会科学也可借鉴！
- 博主回复(2013-1-23 11:12)：呵呵：）正有此意！
谢谢！
- [15]廖少明
- PhD. ,Science=Philosophy?
- 博主回复(2013-1-21 10:45)：PhD包括几乎所有学科的研究型博士。科学的面很窄。
- [14]廖少明
- mechanical materialism ，很有启发！
- 博主回复(2013-1-20 15:46)：没有主义，就是闲谈：）
- [13]逄焕东
- 偶觉得天天小震强于1年1回的大震。异曲同工之妙啊
- 博主回复(2013-1-20 14:58)：就是这个道理！
- [12]timearrow
- 呵呵，写的非常好，有点举重若轻的意味！
- 博主回复(2013-1-17 15:30)：谢谢！：）
- 博主回复(2013-1-17 15:30)：谢谢！：）
- [11]陶小尧
- 这就是李雅普若夫的稳定性定理二吧。对于非线性系统也是如此吗？谢谢您的回复！
- 博主回复(2013-1-17 09:48)：非线性稳定性都是个案处理。一个简单的方法是找出其中主要的运动模式，把偏微分方程变成常微分方程组，直接求解时间演化——如著名的Lorenz方程组。也有非线性变分原理方法，但是需要做“绝热假设”或其它的近似。
- [10]刘宇
- 王老师：不稳定性，波，湍流三个概念之间有什么演化关系吗？不稳定性是不是和波一样也可以用频率区分？
- 博主回复(2013-1-16 15:07)：波如果增长，就是不稳定性；如果很多波（不同频率、波长）都增长，那么有限的自由能就会限制它们的非线性增长——如果这些波的谱很宽（就是相空间分布的宽度和中心频率或者波数相当），就是湍流。
- [9]tb15214805528
- 恩 看来我还是没明白 老师说的 呵呵 不过现在又更清楚了一点 谢谢 我是学生物的，所以不太懂。 以后有一些问题关于系统论的能否可以和老师探讨一下 就是我可能表达的是做一些事情从解决问题的角度转换思路可能会海阔天空。这个意思。 不过确实我把“受控”“观测”这对在实验中体现的矛盾没有弄明白。 谢谢 老师
- 博主回复(2013-1-16 15:09)：是的。想问题要有一个物理图像。你就是在试图找出一个物理图像。这个思路是对的（当然不一定找到的物理图像就一定非常合适，要慢慢来）。
- [8]proedus
- 欢迎莅临本人博客http://proedus.blog.163.com/
- [7]陶小尧
- 请教老师一个问题，那怎么去分析一个系统的稳定性呢？
- 博主回复(2013-1-16 11:38)：一般的稳定性分析都是给系统一个虚扰动，看系统的势能是增加还是减少。如果增加，就是稳定的，如果减少，就是不稳定的。
- [6]李毅伟
- 有意思。看来某人的某种做法还是有点道理的
- 博主回复(2013-1-16 11:39)：:)
- [5]proedus
- 现在许多中学，
整天把学生关在教室里，
就是害怕自由 能呀。
原来越关越出问题。 - 博主回复(2013-1-15 22:15)：小学何尝不是？:p 都是笨办法！
- [4]ychengwei
- "一个系统的不稳定性，源于自由能。"是否意味着不稳定是本质的，而稳定是相对的？
- 博主回复(2013-1-15 22:14)：当然！不稳定就是变化。没有变化，这个系统就是死亡了。
关键是不稳定性的幅度和非线性演化过程：有的是灾难性的，有的是“革命性”的，有的是可以忍受的，有的是逐渐“改良”的。
- [3]杨艳
- 啊，我研究生时研究过一阵子二维系统的稳定性问题，宏观上来，都是渐近稳定的。
- 博主回复(2013-1-15 22:12)：渐进稳定，一种是放任不管——自由能释放完了就稳定了。这样的稳定系统就没有任何生命力了——就像人死亡了，身体也腐朽了，这就是真的稳定了，而且是一个长期的渐进过程。
还有一种是人为控制的渐进稳定：利用负反馈，使得系统处于某一能量最小态（mesastate）。负反馈就是控制。系统工程最简单方法的就是负反馈。
一个系统放在
- [2]tb15214805528
- 是的 就和预报地震一样，以前中国就预报地震，可是日本转变思路加强防震的措施。 一个是预报 一个是预防 真是想博主说的是 维稳 控制 一般性的道理啊 领教了 鼎
- 博主回复(2013-1-15 22:08)：预报和预防都还是被动地等。这里说的是主动干预。如果是地震，就是主动诱发（比如看着快到临界了提前做一次地下核爆炸）。这个目前还办不到。
- [1]韩枫
- 请教王老师一个问题，地球以后会不会被原子弹毁灭啊？
- 博主回复(2013-1-15 22:06)：不会。人类可能被核武器毁灭，地球不会的。能量不够
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