来一个民科理解(给自己的文章打广告)
我觉得湍流本质上是一种极端非对称(对称性角度)非线性(非线性角度)非平衡(非平衡统计力学角度)的流动状态，应该是混沌(复杂性角度)的一个系统。
海森堡曾经说
是的，也就是海森堡也不相信，上帝会知道什么是湍流。确实到了今天人们已经确切的知道什么是相对论了，但是即使到了今天人们也不真的知道什么是湍流。
我们不了解湍流，但是我们了解层流，层流最简单就是没有涡旋，但是问及湍流的时候我们可能支支吾吾的说“混沌，或者是非线性行为很明显”
但是我们该如何量化这个观点呢?
也许在我看来最自然的想法就是，层流是对称态的，而湍流是非对称的。所以研究层流到湍流的相变行为是很重要的一个方向。因为层流到了湍流，一定会出现对称性的破缺，而且是一种自发的破缺，这样我们可以用我们已经熟知的自发对称性破缺的机制来研究层流湍流相变。
但是显然，研究一个完全混沌完全不对称的湍流是收效甚微的，也很难和标准的对称性破缺的机制进行对应。我们理想的研究系统应该是一个还有着少许剩余对称性(residual symmetry)的系统。
我们认为一个理想的系统，叫做多边形涡流
当旋转一个圆柱桶的底面时，这个圆柱桶中的水面将变成如图所示的多边形状。并且随着旋转的加快而边数上升。这就是多边形涡流现象。这个现象在土星的北极也是可以看见的。
从一个旋转对称的流动状态(低转速)到多边形状态，这个系统很显然的经历了对称性破缺的过程，在变成湍流以后之后的演化就是边数不断上升。在这个系统里，对称性破缺的研究就变得非常有意思了。
我们不展示我们是如何做这部分分析的了，简单来说我们对系统不同物理量做了一个对应，然后引入序参量进行了对称性破缺分析，然后得到的结果也非常的好，符合所有的预言，而且可以解释这个系统所有的奇异行为，具体可看我们的
[1] Chun Huang and Yuchen Jiang, Symmetry breaking Paradigm In Typical Laminar-Turbulence Transition System, 2021, Under reviewed by PNAS, arxiv: 2108.09486
我们的观点里，在唯象下，湍流就是一种对称性破缺以后的流动状态，而控制它演化的是一个序参量。在我们这里，我们是猜测了一个有效的序参量然后进行的研究。但是也许在真实的物理下，我们需要做的应该是两条可能的事情:
因为我们目前做的研究是遵循的平衡态统计力学的方法来研究一个典型的非平衡态，湍流。所以我们所提出来的所有观点都是一个非平衡态在平衡角度下的一个线性近似。
而所谓湍流是什么。
我们认为它是好多个流动的序参量张成的相空间的吸引子，所有的流动状态在一定演化下都会向吸引子演化然后坠入吸引子中。而也有不同吸引子之间的来回跳跃。比如在多边形涡流相空间，应该是从三角形这样的吸引子到了四边形的而发生了相变。
这样的话，只要研究清楚这个相空间的构成，以及他的动力学，就可以解决湍流本质的疑难以及湍流层流相变的本质。
但是这样说起来容易，做起来，又何其难呐……
