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闲暇时,上科学网除看科技新闻外,还常看某些博主写的地学、力学与物理学等方面的博文,以期开拓视野且汲取营养。
前几天看了蒋敏强先生的好文【1】,有种“不看不知道,世界真奇妙”的感觉。文中说到:
一
【最近,中科院物理所汪卫华研究组对非晶态合金在压缩过程中在应力-应变曲线上出现的锯齿状流动现象(见图5)进行了系统的研究[PRL 2010]。
图5
他们发现,对于韧性体系的非晶合金,锯齿状流动载荷跌落的幅值与其数目也存在某种幂率关系,见图6,这实际上也是一种分形行为。】
图6
二
【就在最近,作者采用AFM对NPC的三维形貌进行了细致的扫描(三维形貌见图9),并对其进行了非趋势波动分析(Detrended fluctuation analysis, DFA)。发现NPC沿着裂纹扩展方向是长程关联的,存在显著的特征尺度,即间距;沿着Peak方向也是长程关联的,也存在特征尺度,但是显示出微弱的分形行为;但是沿着Valley方向表现出长程无关性和强烈的分形特征(图10),其分维为1.48。这一结果进一步证实了我们前期提出的金属玻璃能量机制。】
图9
图10 (Jiang et al.,Fractal infracture of bulk metallic glass,Intermetallics,18 (2010), 2468-2471)
Df=2-H=1.48
在2010年,我们得到描述岩石加速破裂规律的一个常数1.48,即峰值强度点与体积膨胀点的应变比值为1.48,这是一个物理自相似常数,与研究对象的尺度无关。对理想均匀介质,如不含任何杂质的玻璃,峰值强度点与体积膨胀点重合,应变比值为1。
从图5看,应力-应变曲线上的锯齿状流动现象,估计出现在峰值强度点与体积膨胀点之间。这种现象的出现,应与介质的非均匀性等有关。汪卫华等得到的分维值1.49,与我们得到的物理自相似常数1.48,非常接近,这是否有必然联系呢?
无独有偶,从图10看,蒋先生得到的分维值为1.48,和我们的常数完全一致,这又作何解释呢?莫非都是巧合?
无巧不成书啊,难道这里面隐藏着某种“密码”?看来,需要进一步研究,以揭示这种关联性。
还有没有类似的常数呢?看看大家熟知的震级-能量关系:
lgE=1.5M+11.8
公式中有一个常数1.5,1.5约等于1.48。
常数1.48是“上帝”赠送给人类的礼物吗?对此,地震们已给出了答案。如果应变比值是一个变量,就需要和“地球的不可入性”PK,那么地震物理预测是不可能有解滴!任何预测方法,如果需要以知道地球内部结构细节为前提,我看这事儿不仅臣妾做不到,皇帝也做不到哇。
[图片来自网络,无商业目的,在此致谢!]
自然对象的演化过程,潜伏着诸多的“密码”,需要我们不懈探索解开谜团。越复杂的事儿,常存在简单的规律。牛顿说过“把复杂的东西简单化,可以发现新定律”,科研理应如此啊!
欢迎感兴趣的人士讨论!
参考
【1】蒋敏强,无序合金中的分形——纪念分形之父:Mandelbrot
http://blog.sciencenet.cn/blog-43310-375252.html
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GMT+8, 2024-11-20 08:46
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