如果問你龍卷風的扭曲形狀，下水道水流呈順時針、逆時針的方向流走，是因為什么，你可以會說是因為地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，可是，他究竟是怎樣形成的，你真的了解嗎？

近日，由澳大利亞科學家主持的兩項研究，首次正式證明了自被發(fā)現(xiàn)后長達70年歷史的湍流理論，在這項理論中首次證明了在二維流體流動中，小渦混沌形成大渦即二維流體流動中的湍流形成大渦。而在現(xiàn)實生活中，在自然系統(tǒng)、物理系統(tǒng)等各種系統(tǒng)中都被限制在二維中流動的流體，而這種二維流比較常見、明顯的特征就是流體是從典型湍流的混沌旋渦運動中形成的。

眾所周知，湍流在業(yè)界一直是一個非常困難的問題，尤其是流體運動的隨機性和混沌性更是使其難上加難，直到目前為止一直沒有比較系統(tǒng)的理論可以還進行解釋。

不過，在這方面也不是沒有一點成就。1949年，諾貝爾獎的獲得者Lars Onsager提出來一個較為簡單的理論，以此解釋大規(guī)模渦運動最初是因為湍流二維流動而形成的。

然而，Onsager的解釋雖然十分生動且振奮人心，尤其在二維湍流物理圖像方面更是進一步打開了人們的認知，對湍流理論的探索具有較高的借鑒性和正確性，但是這個理論只是對"超流體"這一特殊的流體進行的定量預(yù)測，而且這種流體只能在極低的溫度下實現(xiàn)，在流動時沒有任何黏度和阻力，并不具備普遍性，而且極難得到驗證。

但這個理論在70年間一直主宰人們對二維渦旋系統(tǒng)的理解。

近日，莫納什領(lǐng)導的研究小組進行研究發(fā)現(xiàn)，在一定的溫度內(nèi)可以產(chǎn)生渦旋分布，在開始時渦旋分布相對隨機的狀態(tài)下開始井然有序。而同屬澳大利亞的昆士蘭大學研究直接產(chǎn)生兩個大的渦旋團，向相反的方向流動，結(jié)果測試得到這種高度有序結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性。

同時，兩個研究小組發(fā)現(xiàn)，這存在于一種超低溫度下的量子態(tài)，而在這種狀態(tài)之下，量子效應(yīng)可以在宏觀尺度上可見。而這間接也是對Onsager理論的證明。

總的來說，這兩項研究在一定程度上緩解了在湍流理論研究方面，長達近70年的"困境"，推動了湍流理論的發(fā)展，同時，將會進一步研究遠離平衡的相互作用的量子系統(tǒng)涌現(xiàn)結(jié)構(gòu)提供較為廣闊、光明的前景。

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