只要能够驾驭让太阳产生能量的核融合反应,就能拥有取之不尽的干净能源。然而,要产生稳定的核融合反应并不容易,需要精准控制几乎数不清的条件,科学家已经为此实验超过数十年。
为了加快研究进行,拥有强大计算能力的 Google Research 和核融合公司 Tri-Alpha Energy 合作,已经成功浓缩实验时间、减少过程中 50% 能量消耗,也让我们距离拥有“人造太阳”更近一步了。
算法结合电脑学习和人类判断
核融合反应是借由两个氢原子结合成一个原子的过程中,所释放的大量能量,不过由于氢原子本身都带正电,因此必须给予极高的温度和压力才能让原子接近彼此。不仅如此,核融合的物理特性包含非常多非线性现象,光是细微改变就可能造成巨大改变,且需要考量的变数几乎数不清,也让研究人员要控制实验过程相当困难。
这时候,便需要 Google 的计算能力,不过,复杂性极高的核融合实验,就连 Google 的计算能力都无法胜任。“所有事情都远超乎我们所知的一切,尽管是在 Google 规模的电脑资源下。”Google 软件工程师 Ted Baltz 表示,因此,他们决定结合电脑学习和人类判断。
Google 算法如何帮上忙?
Google 开发出一套名为“Optometrist”的电脑算法,先模拟不同变数组合下可能产生的结果,再让人类专家依照经验选择较容易成功的组合,由于不需要真正手动进行每次实验,也显著缩短实验需要时间。“如果少了高等电脑计算能力,要得出这样的结果需要耗上几年的时间。”Baltz 说。
Baltz 指出,他们将问题简化为:“让我们试着找出等离子体(核融合元素之一)专家对哪些现象感兴趣,而且我们进行时不会弄坏那些机器。”“这就是人类和电脑合作达到更好结果的最佳示范。”他说。
研究成果发表在《Scientific Reports》期刊上。最终,他们成功将一般来说需要一个月时间的实验,缩短至只需几小时。另外,虽然过去已能成功在实验室中进行核融合反应,但需要输入的能量高于输出能量,而这次研究有效降低 50% 的能量消耗,让实验后产生的总能源因此增加,离产生“正能量流”的核融合反应技术更靠近。
(本文由 数位时代 授权转载;首图来源:Tri Alpha Energy)
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