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牛顿|牛顿第三定律失效？芝加哥大学发现作用力不等于反作用力( 三 )


这意味着他们还必须考虑能源格局 。在统计力学中，系统的能量景观显示了能量如何在空间中改变形式(如从势能到动能) 。在平衡状态下，物质的各相对应于能量景观的最小值——谷值 。但是这种对物质相的解释需要系统最终处于那些极小值，Fruchart说 。
Vitelli 说，也许这项新工作最重要的方面是：它揭示了物理学家和数学家用来描述不断变化的系统时，而出现的现有语言的局限性 。他说，当平衡是给定的，因为没有能量增加或损失，统计力学根据最小化能量来构建行为和现象 。但是当一个系统失去平衡时，“必然地，你不能再用我们熟悉的能量语言来描述它，但你仍然可以在集体状态之间进行转换，”他说 。新方法放宽了基本假设，即描述相变必须使能量最小化 。
“当我们假设没有互惠关系时，我们就不能再定义我们的能量了，” Vitelli 说，“我们必须将这些转变的语言改写为动态的语言 。”
4、寻找更复杂的系统
Vitelli 说，几乎所有具有非互易行为的动力系统都值得用这种新方法进行探索 。“这确实是朝着动态不受优化原则控制的系统中集体现象的一般理论迈出的一步 。”
为了证明他们的想法是如何协同工作的，研究人员分析了一系列非互惠系统 。因为它们与奇点相连的相变类型不能用能量考虑来描述，但这些奇点对称位移只能发生在非互惠系统中 。这表明，除了相互作用之外，动力系统中还有一系列可以用新框架描述的现象 。
Littlewood说，他们已经开始把这个理论推广到其他不具有相同属性的动力系统中 。
Vitelli说，几乎任何具有非互惠行为的动力系统都值得用这种新方法进行探索 。“这确实是向不受优化原则支配的系统中集体现象的一般理论迈出的一步 。”
Littlewood 说，他最兴奋的是在最复杂的动力系统之一：在人类大脑中寻找相变 。
“我们接下来要研究的是神经科学，”他指出，神经元有“多种类型”，有时是兴奋的，有时是抑制的 。“很明显，这是非对等的 。这意味着它们的连接和相互作用可以通过使用分叉精确地建模，并通过寻找神经元同步和显示周期的相位转换 。
这项工作可能与研究人员尚未认识到的其他数学主题有关，比如湍流传输或流体流动 。但是非互易系统可能会表现出相变或其他空间模式，目前还缺乏适当的数学语言 。
这项工作可能充满了新的机会，也许我们需要新的数学 。这是数学和物理相互联系的核心，让两者都受益 。
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