Задача Навье-Стокса — одна из семи знаменитых проблем тысячелетия, за решение каждой из которых институт математики Клея предлагает миллион долларов. Несмотря на то что уравнения были сформулированы в XIX веке, точного ответа на вопрос о существовании и гладкости решений до сих пор нет. Уравнения Навье-Стокса описывают движение вязких жидкостей и газов, присущих погодным явлениям, гидродинамическим процессам, обтеканию самолётов, кровотоку в организме человека и многим другим жизненно важным явлениям. Несмотря на свою фундаментальность, в математике критически важно определить, сохраняется ли гладкость решений при любых условиях, либо возможен прорыв — особый тип сингулярности, когда физические параметры меняются скачком, что можно сравнить с внезапным цунами из спокойного моря. Испанский математик Хавьер Гомес Серрано, преподающий в Брауновском университете, уже несколько лет работает над этой задачей в сотрудничестве с командой Google DeepMind — одного из ведущих мировых центров искусственного интеллекта.
Проект, известный внутри команды как «Операция Навье-Стокс», ведётся при строжайшей конфиденциальности, однако уже появились первые намёки на близость прорыва. Глава DeepMind Дэмис Хассабис в интервью в январе 2025 года заявил, что они «скорее всего» близки к решению одной из задач тысячелетия, и вскоре мир узнает, какую именно. Команда состоит как из признанных математиков, так и из геофизиков, чьи исследования связаны с моделированием сложных природных процессов, таких как таяние ледяного покрова Антарктиды. Среди них австралийско-британский математик Тристан Бакмастер и испанец Гонсало Као Лабора, а геофизики Тайваня Чинг-Яо Лай и Китая Юнцзи Ван вносят важный вклад в прикладные аспекты проблемы. Вдобавок к математическим методам, команда активно использует инновационные методы искусственного интеллекта, такие как машинное обучение и нейронные сети, для анализа и оптимизации сложных моделей.
Планы решить уравнения Навье-Стокса с помощью ИИ не случайны. За последнее десятилетие DeepMind знаменито своими достижениями в науке, в том числе созданием AlphaFold — системы, способной предсказывать структуры белков с рекордной точностью. Проект AlphaEvolve, над которым также работал Гомес Серрано вместе с лауреатом Филдсовской премии Терренсом Тао, стал прорывом в применении искусственного интеллекта к решению широкого спектра математических задач. В экспериментальной серии решений AlphaEvolve показал 95-процентную эффективность, превосходя лучшие человеческие результаты, что кардинально меняет подход к научным исследованиям. Решение проблемы Навье-Стокса не только откроет новые горизонты в теории и практике математической физики, но и даст толчок для развития отраслей, зависящих от точного моделирования жидкости и газа.
Погодные прогнозы станут точнее, что повысит уровень подготовки к природным катаклизмам. Инженеры смогут создавать более эффективные и экономичные самолёты и транспортные средства с оптимизированным аэродинамическим профилем. Медицинские технологии, в свою очередь, получат возможность ещё лучше моделировать кровоток и процессы в организме для разработки инновационных методов лечения. Несмотря на обещающий прогресс, Хавьер Гомес Серрано подчёркивает, что борьба за решение задачи требует не только мощных вычислительных ресурсов, но и тонкой синергии между человеком и машиной. Искусственный интеллект пока не заменяет учёных, но становится их ключевым союзником, способным быстро анализировать многообразие вариантов и подсказывать новые направления исследований.
Такое сотрудничество может привести к коренному изменению научного процесса и характеризуется стремительным прогрессом. В философском плане обсуждается и будущее искусственного интеллекта в математике и науке в целом. Дэмис Хассабис убеждён, что уже в ближайшие десятилетия искусственный интеллект достигнет уровня общего интеллекта, способного не только решать конкретные задачи, но и самостоятельно обучаться и генерировать новые идеи. Для Гомеса Серрано такие прогнозы вызывают осторожный оптимизм. Он надеется, что эти технологии помогут человечеству раскрывать сложнейшие тайны природы и создавать инновационные материалы и лекарства, способствуя развитию общества.
Глобальный интерес к проблеме Навье-Стокса остаётся удивительно высоким. Помимо команды DeepMind, значительные усилия предпринимают и другие выдающиеся группы учёных, такие как группа известного математика Томаса Хоу из Калифорнийского технологического института, которая в 2014 году продемонстрировала важное приближение к сингулярности, используя уравнения Эйлера в упрощённой форме. Также работают тандема исследователей из США — египтянин Тарек Эльгинди и итальянец Федерико Пасквалотто, а также команда под руководством испанца Диего Кордобы, который ещё в начале своей карьеры курировал диссертацию Гомеса Серрано. Задача Навье-Стокса, обладающая как глубокой теоретической значимостью, так и огромным прикладным потенциалом, остаётся одной из самых непростых в современной математике. Однако использование искусственного интеллекта открывает беспрецедентные возможности для изучения и анализа сложных систем.
Совместные усилия человеческого разума и машинного интеллекта дают основания полагать, что решение проблемы может наступить уже в ближайшие несколько лет, что станет историческим событием в истории науки. Таким образом, альянс ведущих математиков и инновационных технологий искусственного интеллекта в лице DeepMind создаёт новые перспективы для человечества. Вопрос о природе жидкостей и газов, волнующий учёных более двух столетий, вероятно, скоро получит ответ — ответ, который изменит научный мир и привнесёт свет в фундаментальные процессы, управляющие природой и жизнью.
