大阪大学用AI破解水结冰膨胀的百年谜团
AI 破解水的百年谜团：为何水结冰会膨胀？
AI帮科学家搞清楚了水为什么结冰会膨胀，16种方法逐一筛选，发现了HDL和LDL的竞争机制，真解渴。
日本大阪大学团队利用AI模型系统评估了16种分子结构描述方法，找到了最能精准表征水分子在不同温度、压力下微观变化的方案。
研究揭示了过冷水中“高密度液态”（HDL）与“低密度液态”（LDL）的结构竞争是水反常特性的底层机制。该成果为统一理解水结冰膨胀及过冷水异常行为提供了科学框架。
AI 破解水的百年谜团：为何水结冰会膨胀？
IT之家 7 月 25 日消息，日本大阪大学于 7 月 6 日发布博文， 其团队利用 AI 模型破解水的百年谜团，找到了观察水分子的最佳“透视镜”。 该研究系统性评估了 16 种不同的分子结构描述方法， 成功找出了最能精准捕捉水分子在不同温度、压力下微观变化的“透视镜”，为理解水结冰膨胀及过冷水异常行为提供了统一的科学框架。 博文指出水是地球表面最丰富的液体，但不同于其它液体，水在结冰时会膨胀。现有理论认为水的这些异常现象关联其微观结构， 会随着温度和压力发生变化，但此前缺少系统表征方案。 大阪大学副教授金康（Kang Kim）团队借助 AI 模型，严格对 16 种分子结构描述方法开展性能对比评估，成功破解了描述水分子局部次序的评估难题，理清了水中竞争液态状态的演变脉络。 论文报告指出为了让水结冰，分子需要有序地排列成像冰这样的结构晶格。分子需要附着在一个称为成核位（nucleation site）的基底上，才能演变成固态。水中杂质或容器内部的划痕都可以作为成核位。 光滑且洁净的容器中，水可冷却至冰点以下而不凝固，这种状态称为过冷水。论文认为导致水反常物理特性的底层机制，在于过冷水中“高密度液态（HDL）”与“低密度液态（LDL）”结构竞争，升温后，塌缩的 HDL 结构会多于开放的 LDL 结构。 IT之家附上参考地址 Out of order: using AI to decode the bizarre personality of water Machine learning evaluation of structural descriptors for supercooled water
This report is categorized under AITOP's "Papers" desk. Key entities and technical topics under continuous tracking include 水结构, 过冷水, AI模型, 分子描述方法.
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