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OptPDE:通过AI-人类协作发现新型可积系统

机器学习 2024-05-08 v1 计算物理

摘要

可积偏微分方程(PDE)系统在自然科学中引人关注,但极其罕见且难以发现。为此,我们引入OptPDE,这是一种首创性的机器学习方法,通过优化PDE系数以最大化其保守量的数量nCQn_{\rm CQ},从而发现新的可积系统。我们发现了四个可积PDE家族,其中一个已知,另外三个在我们知识的范围内是全新的且至少有一个保守量。我们更深入地研究了其中一个新型PDE家族ut=(ux+a2uxxx)3u_t = (u_x+a^2u_{xxx})^3的性质。我们的论文为可积系统的发现提供了一种有前景的AI-人类协作模式:机器学习为可能的可积系统生成可解释的假设,人类科学家可以验证和分析,以真正完成发现循环。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.04484,
  title  = {OptPDE: Discovering Novel Integrable Systems via AI-Human Collaboration},
  author = {Subhash Kantamneni and Ziming Liu and Max Tegmark},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.04484},
  year   = {2024}
}