AI 助力物理学家在尘埃等离子体中发现新物理规律，修正数十年理论假设

人类在利用人工智能探索自然法则的道路上迈出了重要一步。埃默里大学（Emory University）的物理学研究团队成功开发出一种结合了高精度 3D 粒子追踪的定制化神经网络，在科学家的引导下，首次让人工智能在“尘埃等离子体”（一种存在于太空和野火中的等离子体，属于物质第四态）中揭示了此前未知的物理作用规律。

长期以来，AI 在科学领域的应用多局限于海量数据的分析与模式匹配。而在此次突破中，AI 不仅处理了数据，更帮助物理学家发现了粒子互动中隐藏的非互易性力（non-reciprocal forces）规则。这种复杂的非对称力学现象类似于湖面上两艘相互影响但受力不均的船只——研究团队用这一直观类比来解释其发现。传统数学模型极难对其进行精确量化，然而，该 AI 模型以超过 99% 的惊人准确率（模型决定系数 R² > 0.99）捕捉到了这种复杂相互作用，并修正了物理学界关于这些力如何运作的一项长期固有假设：过去理论认为尘埃粒子所带电荷与其半径成正比，而新研究揭示，电荷实际上与粒子质量呈 0.74 次方关系（∝ mass^0.74），推翻了原有的线性比例假定。

这项最新研究的最深远影响在于打破了 AI 的“黑盒”特性。研究人员表示，该计算框架的物理推导逻辑是完全可解释且普适的。这标志着在人类的科学引导下，人工智能已从被动的“数据处理器”进化为能够揭示未知物理规律的科研伙伴。未来，这一通用框架有望被迅速移植到量子力学、生物流体动力学以及极端天体物理学等前沿领域，极大加速人类对宇宙深层运行规律的解码进程。

来源：PNAS / 埃默里大学官方报道

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