Künstliche Intelligenz als wissenschaftlicher Entdecker: DeepMind betreibt erfolgreiche Grundlagenforschung
Seit Jahrhunderten scheitern kluge Köpfe an den komplexen mathematischen Gleichungen, die die Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen beschreiben, darunter die berühmten Navier-Stokes-Gleichungen. Diese gehören zu den ungelösten 'Millennium Prize Problems' der Mathematik. Nun hat das KI-Labor DeepMind von Google mit einem innovativen Ansatz neue Einblicke in diese Probleme gewonnen. Durch den Einsatz eines Graph Neural Networks, das komplexe Strömungssimulationen analysierte, entdeckte das System überraschend neue Lösungen für diese mathematischen Herausforderungen. Laut dem DeepMind-Team ist dies das erste Mal, dass ein maschinelles Lernmodell zur Entdeckung neuer und verifizierbarer Lösungen für eine berühmte partielle Differentialgleichung eingesetzt wurde.
Die Erkenntnisse könnten weitreichende Auswirkungen haben, denn ein besseres Verständnis der Fluiddynamik betrifft zahlreiche Anwendungsgebiete wie Aerodynamik, Wettervorhersage, Schiffbau und Astrophysik. Die Fähigkeit, das Verhalten von Flüssigkeiten genauer zu modellieren, könnte unter anderem zu treibstoffsparenderen Fahrzeugen und genaueren Klima- sowie Wettermodellen führen. Im Zentrum der Herausforderung stehen 'Singularitäten' oder 'Blow-ups', theoretische Situationen, in denen Werte wie Geschwindigkeit oder Druck ins Unendliche steigen könnten. Die KI von DeepMind identifizierte Muster, die zur Entdeckung einer neuen Familie dieser mathematischen Phänomene führten, und diese wurden als mathematisch korrekt bestätigt.
Dieser Fortschritt zeigt auf, wie künstliche Intelligenz als kreativer Partner an der Seite menschlicher Wissenschaftler wirken kann und damit einen neuen Paradigmenwechsel in der Forschung einleitet. Es scheint eine neue Ära anzubrechen, in der KI und Wissenschaftler gemeinsam hartnäckige Herausforderungen in Mathematik, Physik und Ingenieurwesen angehen. Zwar bleibt die vollständige Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen eine enorme Herausforderung, doch zeigt der aktuelle Durchbruch, dass künstliche Intelligenz ein entscheidendes Werkzeug sein könnte, um dieses Mysterium letztendlich zu lösen.
