文章摘要
【关 键 词】 人工智能、物理学、可积偏微分方程、OptPDE、科学进步
本文报道了MIT物理学家Max Tegmark和北大校友刘子鸣领导的团队使用人工智能（AI）在物理学领域取得的新进展。该团队开发了一个名为OptPDE的AI系统，成功发现了新的可积偏微分方程（PDE），这标志着AI可能被引入物理学研究领域，辅助人类物理学家做出新的发现。
研究者们通过OptPDE系统，使用5000个随机初始化的PDE系数值进行运算，最终发现了4个可积偏微分方程，其中一个是已知的，而另外三个是全新的方程。这一发现证明了AI在物理学领域的潜力，尤其是在处理复杂的偏微分方程方面。
OptPDE系统的设计分为两个部分：首先，它能够计算任何PDE的守恒量（CQ）数量；其次，它能够找出使n_CQ最大化的偏微分方程。研究者通过训练PDE中的项系数，并通过随机梯度下降（SGD）最大化n_CQ，从而发现新的可积偏微分方程。
这项研究的意义在于，它为物理学提供了一种全新的研究模式。人类可以向系统提供领域知识，AI产生希望的假设，然后再由人类进行解释和验证，实现了整个物理学发现的闭环。
此外，这项研究还引起了网友的广泛关注和讨论。有网友表示，AI的强大能力将颠覆各个科学领域，为各种科学领域提供新的见解和想法。还有网友从专业角度解释了这项工作的意义，认为它提供了一条将加速计算的计算杠杆应用于任务的途径，为生成类似OEIS（整数序列在线百科全书）的资源提供了机会。
尽管AI在发现新的可积偏微分方程方面取得了突破，但解释和分析这些发现仍然需要人类科学家的参与。研究者呼吁，如果这种范式能被物理学界接受，物理学家很可能用现代AI工具做出以前更多新发现。
在方法上，研究者构建了CQFinder来查找PDE的守恒量，然后使用OptPDE来发现可积PDE。整个过程需要人类科学家与AI协同工作，这就需要对该领域知识的掌握。
总之，这项研究展示了AI在物理学领域的应用潜力，为未来的科学研究提供了新的思路和方法。随着AI技术的不断发展，我们有理由相信，AI将在更多的科学领域发挥重要作用，推动人类科学的进步。
原文和模型
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【原文作者】 新智元
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