هوش مصنوعی چالش Navier-Stokes را شکست. این برای فیزیک چه معنایی دارد؟
طبیعت، انتشار آنلاین: 18 سپتامبر 2026; doi:10.1038/d41586-026-02922-6 فیزیکدانان و ریاضیدانان در حال فراتر از معادلات کلاسیک دینامیک سیالات هستند تا تلاطم را درک کنند - اغلب با کمک هوش مصنوعی.
گرداب های پر هرج و مرج در پی هواپیما می تواند به کشش آیرودینامیکی کمک کند. اعتبار: Photo12/UIG/Getty
این خبر بحثهایی را در مورد تواناییهای ریاضی شکوفا شده هوش مصنوعی باز کرده است، اینکه آیا مدلهای هوش مصنوعی کارهای منتشر نشدهای را که توسط دیگران انجام میشود، جذب میکنند، که شایسته اعتبار و بیشتر هستند. اما یک سوال دیگر نیز وجود دارد: این برای مطالعه جریان سیال چه معنایی دارد؟
راه حل ارسال شده توسط OpenAI، که در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا مستقر است، وضعیتی را بررسی می کند که در آن گردابی از مایع کشیده شده، بسیار طولانی و بسیار نازک می شود. جورج کارنیاداکیس، ریاضیدان کاربردی در دانشگاه براون در پراویدنس، رود آیلند، محاسبه کرده است که برای هوا، تکینگی زمانی ظاهر میشود که این گرداب حدود 70 نانومتر عرض میکند – آنقدر نازک که عرض آن مسافت معمولی را که یک مولکول هوا پیش از برخورد با مولکول دیگر طی میکند، میپوشاند.
کارنیاداکیس میگوید منطقی است که این نقطهای است که معادلات از هم میپاشد. معادلات ناویر-استوکس این فرض را سادهتر میکند که یک سیال یک ماده پیوسته است، نه مجموعهای از مولکولهای آشفته. وقتی فقط چند مولکول در سراسر نمونه وجود دارد، این فرض دیگر تقریب خوبی از واقعیت نیست و معادلات شکست میخورند.
معادلات ناویر-استوکس قبلا برای مدلسازی واقعیت در شرایط خاص کافی نبود. مسئله هزاره بر سیالاتی متمرکز بود که تراکم ناپذیرند، که توصیف بسیار خوبی از مایعاتی مانند آب است. چارلز ففرمن، ریاضیدان برنده مدال فیلدز در دانشگاه پرینستون در نیوجرسی، می گوید برای سیالات تراکم پذیر، محققان قبلا می دانستند که نسخه متناظر معادلات می تواند منجر به تکینگی شود.
معادلات همچنین برای گازهای کمیاب کار نمی کنند، بنابراین به خوبی توصیف نمی کنند، برای مثال، چه اتفاقی می افتد وقتی یک فضاپیما دوباره وارد اتمسفر فوقانی می شود، یا زمانی که مقادیر ناچیزی از سیال در کانال های میکروسکوپی جریان می یابد.
یک رویکرد جایگزین، استفاده از معادله بولتزمن است که یک گاز را به عنوان مجموعهای از مولکولهای منفرد در نظر میگیرد و رفتار آنها را از نظر آماری مدلسازی میکند، نه اینکه یک سیال را به عنوان یک ماده پیوسته مانند معادلات ناویر-استوکس در نظر بگیرد. یو دنگ، ریاضیدان دانشگاه شیکاگو در ایلینویز که امسال برای کارش بر روی معادله بولتزمن برنده مدال فیلدز شد، در ماه ژوئیه به نیچر گفت که مشخص نیست تجزیه ناویر-استوکس چه معنایی برای معادله بولتزمن دارد. او گفت که اصولا این معادلات در شرایط خاص نیز می توانند از بین بروند.
درک ما بسیار محدود است.»
امکان دیگر برای مدلسازی سیالات، شبیهسازی کامپیوتری دقیق رفتار مولکولها است. اما این از نظر محاسباتی گران است و فراتر از مقیاس میکروسکوپی غیرقابل دفاع می شود. برای مثال، در سال 2024، محققان از یک ابر رایانه برای شبیهسازی رکوردشکنی 155 میلیارد مولکول آب استفاده کردند که معمولا در یک مکعب به اندازه میکرومتر قرار میگیرد.
برخی از محققان این مشکل محاسباتی را با برش دادن یک مسئله به بخشها، با استفاده از دینامیک مولکولی برای مدلسازی مقیاسهای بسیار کوچک، معادلات ناویر-استوکس برای مدلسازی مقیاسهای بزرگ و مجموعهای از معادلات میانی که مولکولها را به هم متصل میکنند تا میانگین رفتارشان را استفاده کنند، حل میکنند. کارنیاداکیس این رویکرد را «سه طبقه» می نامد.
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-02922-6
پرندگانی که از میان حباب ها سر می زنند، ترفند آیرودینامیکی را آشکار می کنند
ستارگان در حال ظهور ریاضیات مدال معتبر فیلدز 2026 را دریافت کردند
OpenAI ادعا می کند پیشرفت بزرگ ریاضی در مورد "مسئله هزاره" معروف
چه کسی در عصر هوش مصنوعی اعتبار می گیرد؟ بمب ریاضی OpenAI بحث را برانگیخت
طیف سنجی جذب لیزری موج پیوسته هسته توریم-229
اثر حافظه ابررسانا قابل کنترل الکتریکی در UTe2
شرکتهای چینی پس از محدودیتهای فناوری ایالات متحده، علم را دو برابر کردند
شرکت های هوش مصنوعی باید با جامعه تحقیقاتی برای محافظت از اسناد همکاری کنند
چگونه یک تیم از هوش مصنوعی یک داروی امیدوارکننده سرطان ریه را کشف کردند
استادیار - زیست شناسی دریایی; زیستشناس دریایی پویا که تحقیقاتش درک موجودات دریایی، زیستگاهها و اکوسیستمها را افزایش میدهد.
عنوان: کاردان یا ویرایشگر ارشد، Nature Communications (مواد پلیمری) مکان: شانگهای، پکن، نانجینگ، دهلی نو یا پونا (هیبرید) اپلیکیشن...
شانگهای، پکن، نانجینگ، دهلی نو یا پونا (هیبرید)
عنوان: کاردان یا ویرایشگر ارشد، نمونه کارها طبیعت (شیمی مواد پایدار) مکان: شانگهای، پکن، نانجینگ، دهلی نو یا پونا (Hyb...
عنوان شغلی: کاردان یا سردبیر ارشد، فیزیک ارتباطات مکان: شانگهای، پکن، برلین، هایدلبرگ، پونا (هیبرید) تاریخ اختتامیه: 3 سپتامبر...
شانگهای، پکن، برلین، هایدلبرگ، پونا (هیبرید)
دپارتمان فارماکولوژی در دانشکده پزشکی دانشگاه ویرجینیا از متقاضیان برای دو دوره شغلی با رتبه آزاد دعوت می کند.
متن اصلی (انگلیسی)
AI cracked the Navier–Stokes challenge. What does that mean for physics?
Nature, Published online: 18 September 2026; doi:10.1038/d41586-026-02922-6 Physicists and mathematicians are going beyond the classic equations of fluid dynamics to understand turbulence — often with the help of AI.