百川入海、万流绕极，茫茫海水千变万化。早在文明萌动、浪漫初兴的时代，《楚辞 抽思》中便有言“长濑湍流，溯江潭兮”，“湍”字若作动词用，为冲击，冲刷之意。湍流作为一种流体质点的脉动，体现着非线性、反平滑与不可测。湍流无疑是物理学中最难而又久未解决的基础理论研究课题。从1883年雷诺圆管湍流实验至今已然跨越了两个世纪，是当之无愧的“世纪难题”。
海水运动与其他流体运动一样，可分为层流和湍流两类。在层流运动中，海水微团的轨迹和流线呈一簇光滑的曲线，各层流体层次清晰，没有混掺现象。而湍流是另一种紊乱的流动，海水微团的轨迹杂乱无章，有沿主流的纵向运动，也有横向运动，甚至有反向运动，各层流体之间有强烈的混掺现象，变化十分激烈。实际上，湍流现象在自然界、工业装置中比比皆是，比如大气中的乱云飞渡、河流中的险滩急流、在动脉中流动着的血液、河流绕过石头，混入牛奶中的咖啡，以及徐徐上升的青烟。
早在500多年前，达·芬奇就已经洞察到湍流的基本特征，并形象地描绘出湍流的素描图像。那么，湍流是如何产生的呢？
我们可以先从水的流动出发，假设有这样一根透明玻璃管，在玻璃管的一段装上可以控制玻璃管中水流流动的阀门，通过调节阀门的开合来控制玻璃管当中水的流速大小。一开始，我们只是轻轻旋开阀门，使玻璃管中的水流流速维持在一个较小的水平，如果我们用在水中滴入红墨水的方式来显示水流的流动，那么此时我们能够观察到一道清晰的红色水平流线，此时便是层流。逐渐加大阀门的开度以增大水管当中的水流速度，层流就将慢慢地变成了湍流，红色流线不再清晰，而是可以观察到流线周围有许多小漩涡，这时便意味着层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合，这时流体作不规则运动。以上的过程便类似于著名的雷诺圆管湍流实验，我们用雷诺数——一种可以用来表征流体流动情况的无量纲数来表征层流与湍流之间的界限.
要真正的了解湍流远比我们想象中的要困难。直到目前，湍流理论研究仍然不能在广泛意义下对具体的流体动力学问题给出实用而有效的指导。“当我见到上帝后，我一定要问他两个问题——什么是相对论，什么是湍流(turbulence)。”据传，著名理论物理学家沃纳·海森堡临终前曾这样说道。而著名科学家理查德·费曼也曾将湍流称为“经典物理学中最后一个尚未解决的重要问题”。
