המתמטיקאי הספרדי וה-AI של גוגל: כך צפויה להיפתר משוואה פיזיקלית בת 200 שנה

המתמטיקאי הספרדי חאבייר גומס סראנו חשף השבוע בראיון לעיתון הספרדי "אל פאיס", כי הוא משתף פעולה עם ענקית הבינה המלאכותית גוגל דיפמיינד במשימה לפתור אחת מהבעיות המתמטיות-פיזיקליות הקשות בעולם: משוואות נאווייה-סטוקס.

מדובר באחת משבע "בעיות המילניום", שעבור פתרונה מציע מכון קליי למתמטיקה פרס של מיליון דולר.

"יש הסכמה כללית בקהילה שהבעיה תיפתר בקרוב, אבל איש לא יודע מי יעשה זאת או איך", אמר גומס סראנו בראיון לעיתון. החוקר בן ה-39, המלמד באוניברסיטת בראון בארה"ב, חושף לראשונה פרטים על "מבצע נאווייה-סטוקס" - פרויקט סודי שפועל כבר שלוש שנים בהשתתפות 20 חוקרים ומהנדסים.

חיזוי תופעות פיזיקליות

משוואות נאווייה-סטוקס, שפותחו במאה ה-19 על ידי המתמטיקאי הצרפתי אנרי נאווייה והאירי ג'ורג' גבריאל סטוקס, מתארות את תנועת הנוזלים כמו מים ואוויר. על בסיס הטמפרטורה, הצמיגות והמהירות ההתחלתית של הנוזל, המשוואות מחשבות את מהירותו בזמן מאוחר יותר. הן חיוניות לחיזוי תופעות כמו מזג האוויר, שטפונות, תנועת מטוסים וזרימת דם בגוף האדם.

הבעיה המתמטית הקשה היא לברר האם הפתרונות של המשוואות תמיד נשארים יציבים, או שיכול להתרחש "פיצוץ" - שינוי פתאומי בהתנהגות, כמו צונאמי שמתרחש בים רגוע. מוחות מתמטיים גדולים נתקעו לאורך השנים בניסיון לפתור את האתגר הזה, והקדישו לו את השנים הטובות של הקריירה שלהם.

ב-2014, השיג צוות של תומס האו ממכון הטכנולוגי של קליפורניה פריצת דרך משמעותית, כאשר יצר סימולציה של נוזל בתוך גליל, שבתנאים מסוימים יכול להוביל ל"סינגולריות" - הצונאמי המבוקש בים רגוע. צוותו של גומס סראנו השתמש בטכניקות בינה מלאכותית, כולל רשתות עצביות, כדי לחדד את הפתרון ולהבין איפה ואיך הסינגולריות נוצרת.

"בעיית נאווייה-סטוקס קשה להפליא", מודה גומס סראנו. "אנשים לא הצליחו לפתור אותה באמצעות מתמטיקה מסורתית. מה שמבדיל את האסטרטגיה שלנו מכל השאר עד כה הוא השימוש בבינה מלאכותית. זה היתרון שלנו, ואנחנו חושבים שזה יכול לעבוד".

החוקר הספרדי מעריך שרק שלושה צוותים נוספים בעולם מתחרים ברצינות לפתור את החידה: צוותו של האו בקליפורניה, השילוב של המצרי טארק אלגינדי והאיטלקי פדריקו פסקוואלוטו בארצות הברית, והצוות בראשות דייגו קורדובה ממדריד.

דמיס האסביס, ראש גוגל דיפמיינד שזכה בפרס נובל לכימיה ב-2024 על פיתוח מערכת AlphaFold2, רמז בראיון בינואר שהם "קרובים לפתור בעיה של פרס המילניום בשנה-שנתיים הקרובות" - גומס סראנו היה אופטימי מעט פחות: "ההתקדמות מהירה מאוד. לדעתי הפתרון יגיע בחמש השנים הקרובות".