谷歌DeepMind破解百年流体力学之谜，开启科学新纪元_新闻

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谷歌DeepMind破解百年流体力学之谜，开启科学新纪元

2025-09-20 02:55:52

流体力学世纪难题的AI突破

数百年来，从机翼上方的气流到海洋湍流，这些描述液体与气体运动的复杂数学问题始终困扰着最杰出的头脑。这些现象由一组以艰深著称的偏微分方程（PDE）控制——即纳维-斯托克斯方程，它至今仍是数学界七大未解"千禧年大奖难题"之一。

AI揭示古老方程的新解

谷歌旗下DeepMind实验室的研究人员近期展示了一种创新方法。通过在复杂流体模拟中训练一种名为图神经网络的AI系统，该模型为这些百年难题发现了"令人惊异的新解法"。DeepMind团队表示，这标志着"机器学习模型首次被用于发现著名PDE方程全新且可验证的解"。

这不仅是学术探索。专家指出，对流体动力学更深入的理解将产生深远影响，涉及空气动力学、气象预报、船舶工程乃至天体物理等诸多领域。更精确的流体建模能力将助力设计高能效飞行器与汽车，开发更准确的气候模型，并推动多学科创新。

破解数学奇点的奥秘

挑战的核心在于被称为"奇点"或"爆破解"的现象——理论上速度或压力等变量可能达到无限大的情形。这些看似抽象的场景能帮助科学家理解方程的极限。谷歌表示，DeepMind的AI擅长识别数据模式，由此发现了一类全新的数学爆破解。

AI的发现被评价"超越了科学好奇心的范畴"，且"已通过数学方法验证其正确性"。这标志着人工智能在基础科学应用中的重要进展——AI不再仅是比超级计算机更快的运算工具，而是成为能识别微妙模式、引导数学家获得可验证发现的创造性伙伴。

人机协作的新范式

研究团队通过训练AI识别流体模拟中人类可能忽略的关联性。论文第一作者、纽约大学博士后王永吉表示："通过嵌入数学洞察力并实现极高精度，我们将物理信息神经网络（PINN）改造成了发现隐秘奇点的工具。"

这种人机协作模式——AI提供洞见与方向，再由人类专家严格验证——正被视为科研新范式。它预示着AI将与科学家并肩攻克数学、物理和工程领域的长期难题。

虽然完全解决纳维-斯托克斯方程仍是巨大挑战，但此次突破证明人工智能或将成为最终破解它的关键钥匙。

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