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AI时代来临,很多复杂问题迎刃而解,连三体问题也解决了

引言:回顾人类科技发展历史,每一次技术的革新都会给世界带来翻天覆地的变化,从上个世纪初的电气革命再到世纪末的互联网革命,再到如今的人工智能革命。AI时代来临,很多复杂问题迎刃而解,如困扰天文学家已久的三体问题。

相信很多关注科幻题材作品的朋友都拜读过刘慈欣著作《三体》,就算没有读过至少也听说过这一系列的科幻小说。在该书中作者向读者展示了他的脑洞到底有多大,想象出宇宙中存在着各种不同等级的外星文明,人类文明在这些文明面前只是低等文明,因此展开了一系列个故事。今天我们讨论的问题也与“三体”有关,那就是如果在宇宙中随机放置三个质点,在给出它们的初始状态后,研究它们将会如何运动。

三体问题的前提是假设这三个质点并不受到周围其他天体的引力影响,它们只受到互相之间的引力影响。也正因为这样的情况在宇宙中是不存在的,因此我们只能够借用理论知识加以研究。实际上如果不考虑周围星球对地球和月球所产生的引力影响,那么地球、月球和太阳这三者也可以看作是“三体问题”。这个问题表面上看起来十分简单,但要有明确的答案需要十分复杂的计算过程,为什么这么说呢?

在解决三体问题上,运用数学中的理论知识或许是一个不错的选择。在天体物理学上,如果一个天体受到其他两个天体的引力影响,那么这种影响可以通过三个二阶微分方程来描述。但如果要将三个天体之间的引力影响综合起来考虑,那么则需要解决的则是十八阶微分方程的问题,凭借人类自身的计算能力是无法完成如此复杂的计算的。因此有人说可以将如此复杂的问题交给超级计算机去运算,这样就省了很多麻烦。

也确实有研究人员这么做过,并且编写了一套名为“布鲁图斯”的程序来专门计算这个问题,结果发现每进行一次计算就需要耗费几个星期甚至是几个月的时间,而且这个周期是不稳定的。这其中的原因有可能是算法不够优化的问题,也有可能是计算机本身的问题,总而言之现在对该类问题进行计算还是比较吃力的。当然这也是可以理解的,毕竟一个涉及十八阶微分方程的问题,其计算的可能性千变万化。

除了利用现有的计算机和程序之外,还有其他方法可以更加快速地解决三体问题吗?目前已经有不少专家将目光投向了AI技术。当下是人工智能技术兴起的时代,经过了十几年的发展,如今的AI尚且无法代替人类的地位,但是它已经在很多领域有卓越的表现,例如模拟人类大脑的运作来解决一些复杂问题,这比传统的处理程序都要快得多。

据了解已经有研究团队利用AI技术来尝试对三体问题进行模拟,结果出现了超过5000种可能发生的情况,其中大部分情况都与“布鲁图斯”的计算结果相似。在解决同一个问题上AI技术表现出了与布鲁图斯截然不同的效率,前者耗费了一秒都不到的时间就完成了,而后者最快也要两分多钟。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191130A0GZ1M00?refer=cp_1026
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