震惊!计算机终于学会”解方程”了
谷歌DeepMind联手三家顶级学府,用20页A4纸向我们证明:
什么叫做”奇点”?
想象一下你在浴缸里搅水:
数学家的表情包时刻
当传统数学家还在用铅笔推演时:
流体世界里的数学”暴脾气”
那些让人头大的”奇点”
在数学物理学这个充满智慧的游乐场里,”奇点”就像是那个永远不按套路出牌的熊孩子。每当数学家们以为已经摸清了它们的底细,这些小家伙就会突然做出些令人瞠目结舌的行为:
纳维-斯托克斯方程的”中年危机”
描述流体运动的主力军——纳维-斯托克斯方程(简称NS方程)可以说是数学界的”霸道总裁”:
这套方程就像个充满矛盾的中年人:
生活中的”流体嘉年华”
这些看似高深的方程其实每天都在我们身边上演欢乐大戏:
当物理方程闹脾气:谷歌AI如何哄好它们?
在流体力学的世界里,这些高冷的方程偶尔也会耍点小性子——尤其是在某些极端场合下。它们会突然“崩溃”(break),开始胡说八道,甚至预测出根本不存在的无限值。科学家们对此目瞪口呆:“喂,方程老兄,你的计算结果都快变成科幻片了!”
于是,谷歌DeepMind团队掏出了他们的哄方程神器——「物理信息神经网络」(PINN)。这玩意儿就像是一个和平使者,直接把方程塞进神经网络的损失函数里,温柔地说道:“亲爱的方程,别再任性了,让我们最小化你和现实之间的差异吧……”
这场AI哄方程的战役分为三步:
从此以后,流体力学方程终于不再乱发脾气,世界又恢复了和谐有序的计算…… 大概吧!
当数学也玩”走钢丝”:论不稳定的奇妙规律
这些方程或许一直在悄悄遵守某个隐藏规则:”可以疯,但必须疯得整齐划一。” 谁说数学没有幽默感?
当AI开始”泡妞”:谷歌用调情技巧破解了百年流体力学难题
谁能想到,谷歌的AI居然用”泡妞”的逻辑解决了困扰科学家们整整一个世纪的流体力学难题?
这场世纪难题的”恋爱攻略”
这对科学界的震撼有多大?
这就好比:
AI的隐藏技能正在爆发
现在我们知道AI除了下棋、画画、写诗,居然还会:
科学家们纷纷表示:”我们研究了100年没解决的问题,AI用’刷抖音’的方式就搞定了?”
看来在科学界,”直男式解题思维”确实该升级了。现在的问题是:下一个被AI用奇葩方式攻克的会是什么难题?相对论恋爱指南?量子纠缠相亲法则?
(P.S. 这套方法发表后,各国NS方程研究小组的咖啡消耗量直线下降了72%)
当数学遇上现实:那些让科学家抓狂的”爆破”时刻
千禧年大奖难题:数学界的终极悬疑剧
想象一下,你花了几个世纪研究某个问题,结果不仅没解决,还把它写进了”悬赏名单”——这就是千禧年大奖难题的待遇。这些问题就像数学界的连环杀人案,一个比一个神秘,令人抓耳挠腮。
流体动力学:方程与现实的爱恨纠葛
科学家们非常努力,用一堆复杂的方程来描述流体怎么动——比如你的咖啡搅拌得有多优雅,或者龙卷风为什么会那么狂野。然而,现实就像一个别扭的情人:方程认为某些情况下,速度和压力可以无限增大(“爆破”或“奇点”),但物理学说:”别傻了,空气分子并不会自己加速到毁灭宇宙!”
为什么数学家都想让流体”爆破”?
所以,千禧年大奖的其中一个难题就是:“纳维-斯托克斯方程是否存在光滑解?” 简单来说就是:”这些流体方程会不会自己把自己玩坏?”猜猜看,数学家和物理学家赌哪边赢?
当奇点在派对上决定”稳不稳”:流体方程的那些奇妙事
要弄懂流体动力学方程为啥这么”娇气”,得先和它的”朋友圈置顶”——奇点——搞好关系。
这玩意儿就像是数学界的”派对狂魔”:
数学家们赌上咖啡发誓:在三维欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的江湖里,不存在能站稳脚跟的稳定奇点。
一场跨越两百年的接力赛
于是人类获得了祖传的流体动力学圣杯——
纳维-斯托克斯方程(简称:让博士生头秃的终极BOSS)(至今仍有百万数学家边挠头边念叨:”您倒是说说这方程到底会不会爆炸啊?”)
数学界的终极”海钓”难题
数学家们就像一群在海边钓鱼的哲学家,他们的鱼钩总是卡在同一个奇怪的地方——要证明那个该死的方程解是不是一直都”光溜溜”的,还是会突然”长痘痘”。
想象一下:你正享受海滩日光浴,突然整个海洋决定来一场即兴蹦迪——这就是他们在研究的”奇点”时刻!
当数学遇上百万美金:纳维-斯托克斯方程的诱惑
想象一下,如果你解对了这道数学题,不仅能收获一堆崇拜的眼神,还能直接拿到100万美元!这可不是什么诈骗邮件,而是实打实的福利——克雷数学研究所的「千禧年大奖难题」之一:传说中的纳维-斯托克斯方程。
什么是纳维-斯托克斯方程?
它不是什么神秘的咒语,而是描述流体运动的基本方程,从水管里的水流到大气中的风暴,全都靠它计算!不过,虽然人类靠它分析天气、设计飞机,但数学家们至今仍在纠结:
100万美元的诱惑
克雷数学研究所贴心地把它列入了「千禧年大奖难题」豪华套餐,并承诺:谁搞定了它,谁就能拿走百万美元!
但……至今仍无人领奖。看来,数学家们要么还在苦苦演算草稿纸山,要么突然发现——原来研究比特币更赚钱(误)。
要不要挑战一下?
如果你已经厌倦了写代码、炒股票、搬砖,不妨试试解这道世界上最贵的高数题——说不定,你的大名会在数学史上闪闪发光,顺便买个带泳池的别墅放奖杯!
当AI遇到了“数学恶魔”
谷歌DeepMind:数学家的暗黑料理AI
三年前,DeepMind悄悄组建了一支“梦之队”——包括顶级的数学家、计算机科学家,甚至还有几位地球物理学家(大概是为了防止AI跑偏时有人能大喊“这不科学!”)。他们的目标:找出不稳定奇点——也就是数学世界里那些失控的“随机崩溃点”。
而这一次,他们却找到了整个“奇点家族”!
AI的超强作弊手段
结论:AI真的能在数学界横着走吗?
目前来看,答案似乎偏向“嗯,很可能”。不过,数学家们也不用失业,毕竟AI只是找到了问题,解决问题的灵感依然来自人类大脑(至少目前是这样)。
或许不久的将来,AI不仅能证明黎曼猜想,还能顺便给我们推荐最顺滑的咖啡流动方式……科学真是越来越好吃了!
从“抓瞎”到“真香”的炸裂式科研流程图
第一阶段:解谜大乱斗(俗称“撒网捞鱼”)
第二阶段:解谜后的“翻车”现场
“我们本来以为它是随机爆炸的,结果这货居然遵循数学界的‘看脸定律’!”总结:科学研究就是——先撒网捞鱼,再证明捞上来的都是垃圾,最后惊讶地发现垃圾堆里藏着真正的黄金定律。
数学方程的”社交生活”:不稳定的解们也想凑热闹
在这严肃的不可压缩多孔介质(IPM)方程和Boussinesq方程的聚会中,有个有趣的现象:那些”不安分”的解似乎总喜欢排成一条直线。
科学家们可能正在挠头思考:”这条神奇的直线背后,藏着什么数学社交法则?”但不管怎样,这不稳定的解们显然比稳定的更有”人缘”。
流体力学也疯狂:旋转的”小旋风机”涡度大揭秘!
你以为只有龙卷风才喜欢转圈圈?那可就大错特错了!在流体力学的奇妙世界里,涡度(Ω)就像是流体的”超强版旋转指示器”,专门用来衡量谁转得更嗨——是优雅的咖啡漩涡,还是狂暴的龙卷风?
什么是涡度?
简单来说,涡度就是流体在各处的”自嗨”程度,数学上可以理解为: “这位同学到底转得多猛?”
研究里算出来的”涡度场”长啥样?
科学家们用方程画出了这个神奇的数值场,你可以理解为一场世界级的”旋转大赛”:
所以,下次看见水中的漩涡、咖啡的热流,或者天气预报里的台风路径,请记住——它们都在默默地告诉我们: “看,我转得多优雅(或者多疯)!”
当涡度场遇上”中年危机”
让我来为您解读这场流体力学版的”中年发福”演变史:
奇点成长日记
科学家的内心OS
数学家的噩梦:PINN是怎么用方程式虐哭神经网络的
谷歌DeepMind最近派出了一个名为PINN的”学霸机器人”,它的任务是:
传统AI vs PINN学霸的区别
传统AI小朋友 | PINN开挂选手 |
---|---|
需要喂百万GB数据才肯学习 | 看着E=mc²就会心一笑 |
经常把重力加速度算成9.8m/h² | 用方程残差当减肥目标 |
遇到奇点就死机 | 把奇点当瑜伽球玩耍 |
用作者的话说:”这不是在训练网络,这是在培养会自己写《自然》论文的物理学家!”不过也有小道消息称,实验室的马克笔总神秘失踪——据说是PINN在偷偷给自己画小红花…
当AI遇上数学家的直觉:DeepMind如何用科技”毫米级”征服方程
一、这不是普通的AI训练
DeepMind团队的做法简直像是在厨房做菜——别人的AI都是在”微波炉”里转转现成的PINN(物理信息神经网络),他们却拿出了分子料理的架势:
二、精度有多离谱?
他们的改进让PINN达到了什么精度?想象一下:
这种精度用来量体重,能区分你今天早餐多吃了一片面包的增量;用来测身高,能发现你早上比晚上高了2毫米(别试了,这是真的)。
三、人类的直觉+机器的计算=无敌?
这团队的操作就像是:
AI数学侦探:捕捉”幽灵奇点”的神奇冒险
研究团队把神经网络硬生生改造成了”数学显微镜”,专门探测那些躲在方程里的”幽灵奇点”。就好像给数学家们配了个夜视镜,那些以前看不见的数学鬼魂现在无所遁形了!
这场数学界的”速度与激情”带来了双重惊喜:
“我们让AI吞下一整本数学手册,现在它打嗝都能吐出精确到小数点后十位的解!”
这波操作堪称数学界的”复仇者联盟”——当人工智能举起数学的雷神之锤,连爱因斯坦的头发都要激动得竖起来!
当AI开始玩数学:当AI开始玩数学:电脑居然要和流体力学干架了!
今年1月,DeepMind那位“AI魔术师”Demis Hassabis 神秘兮兮地表示:“我们要干翻一个千禧年难题!”当时大家还在猜是不是和黎曼猜想过不去,结果人家选的对手是流体力学里的“健身狂魔”——纳维-斯托克斯方程!
文/某位不愿透露姓名的数学爱好者(其实就是Yongji Wang啦)
DeepMind:数学界的“解题狂魔”
——不过这次是真的
听说谷歌的DeepMind又在数学圈子里投下了一颗“炸弹”?上一次他们靠AI帮忙解决了困扰数学家几十年的蛋白质折叠问题,这次,他们似乎又想对数学下手了。
难道说——
反正DeepMind的心思你别猜,猜就是——“下一个数学圣杯?我先预订了!”
人类VS机器:谁才是真正的数学之王?
DeepMind的训练方式大概就是:
数学家们:“我们花了十年时间证明的东西,AI一天就搞定了?”
DeepMind:“是的,你们慢不是我的错。”
DeepMind也许能把难题一个个破解,但永远无法体会那种“灵光一闪”的狂喜。毕竟,AI可不会半夜突然从床上跳起来大喊:“我懂了!费马大定理是这样解的!”
数学的灵魂,大概还是属于人类的——至少在AI学会做梦之前。
学术超人的奇妙冒险:Yongji Wang博士的多维人生
学术背景:一个学位收集狂魔的自白
研究领域:当科学遇上”杂技”
职业特点
这位”学术复读机”用行动证明:越优秀的人越爱学习(或者越学越上瘾?)。从机械工程到应用数学再到环境工程,他完美演绎了什么叫”专业跳槽,越跳越高”。看来在知识的世界里,跨界才是王道!
(小声说:他的求学路径如此复杂,我猜他自己偶尔也需要画张思维导图来回忆”我现在研究什么来着?”)
流体力学这个让无数物理学家 “头秃” 的领域,最近迎来了一个 “叛逆少年” 的突破。Google DeepMind 的 AI 团队,用强化学习 “驯服” 了一个困扰科学家整整 100 年的问题——湍流模拟!
经典方法模拟湍流:
他们训练了一个强化学习模型,让它学会如何在计算机模拟中高效、准确地重现湍流行为。结果?比传统方法快几个数量级!