Новая эра вычислений: ИИ справился с вековой задачей трёх тел

Искусственный интеллект сумел справиться с задачей, над которой физики бьются уже не одно столетие — так называемой «проблемой трёх тел». Как сообщает SciTechDaily, это достижение может серьёзно изменить подход к научным вычислениям и исследованиям.

Суть задачи в том, чтобы предсказать движение трёх объектов, притягивающихся друг к другу гравитацией — например, планет или звёзд. Несмотря на её простую формулировку, из-за высокой нестабильности таких систем её точное решение долгое время было невозможным.

Учёные обучили нейросеть на огромной базе данных, включающей миллионы примеров движения тел. ИИ не искал универсальную формулу, а научился выявлять закономерности и с высокой точностью прогнозировать будущие траектории на основе начальных данных — масс, скоростей и положения объектов. При этом расчёты стали выполняться в разы быстрее, чем при использовании классических методов.

Разработанный алгоритм оказался не только быстрым, но и очень точным. Это открывает путь к новым возможностям в астрофизике — от изучения структуры звёздных скоплений до анализа устойчивости сложных звёздных систем и формирования двойных чёрных дыр, испускающих гравитационные волны.

По мнению специалистов, этот шаг ИИ выходит за рамки одной задачи. Подобные методы могут быть полезны и в других науках — химии, биологии, физике высоких энергий. Особенно важным прорыв стал для теоретической астрономии, где ранее подобные расчёты занимали недели или даже месяцы, а теперь выполняются за минуты.

Согласно статье в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, нейросеть смогла предсказывать движение трёх тел до 100 миллионов раз быстрее, чем классические численные интеграторы, при этом сохраняя высокую точность расчетов.
Кроме того, недавняя работа «Advancing Solutions for the Three‑Body Problem Through Physics‑Informed Neural Networks» предлагает метод, который интегрирует физические законы (дифференциальные уравнения) прямо в нейросеть, что улучшает стабильность и точность прогноза.

Источник: rusamara.com