趙立國猛地抬起頭,佈滿血絲的眼睛裡閃過一絲迷茫。
不等?
怎麼不等?
機器就在那裡,算力是固定的。
申請排期要三個月,這是死規定。
難道還能憑空變出一臺“天河”不成?
虞修遠也被問得一愣,他皺眉看著許燃:“甚麼意思?說清楚。”
錢博文嘴角牽動了一下,發出一聲若有若無的冷哼,似乎覺得許燃是在說胡話博眼球。
許燃的目光從眾人臉上掃過,從他們的表情中,他讀懂了根深蒂固的思維定式。
那是追趕者的思維。
工具不如人,所以想盡辦法去搶更好的工具。
路被人堵死了,所以拼命想把路拓寬。
但他想做的,從來不是這些。
“我的意思是,”
許燃的聲音不大,但吐字清晰,確保每個人都能聽見,“我們為甚麼要執著於在‘暴力求解’這條路上,去追趕別人已經走了幾十年的老路?”
“暴力求解?”趙立國咀嚼著這個詞,有些陌生。
“對,暴力求解。”
許燃點了點頭,走到那面寫滿公式的白板前,拿起筆,指向了那串複雜的納維-斯托克斯方程。
“傳統的計算流體力學(CFD),本質就是把飛機表面劃分成幾百萬,幾千萬甚至上億個小網格。
然後用計算機,去暴力地,一遍又一遍地,求解這些控制方程在每一個網格里的近似解。
網格越多,算得越準,需要的算力就越恐怖。”
“這……這不就是CFD的原理嗎?”孫浩忍不住小聲嘀咕道。
他學了三年,就是這麼學的。
“是原理,但不是真理。”
許燃一句話,再次顛覆了他們的認知。
他轉過身,看向虞修遠和趙立國,丟擲了一個全新的概念。
“既然我們的目標,只是為了得到一個準確的氣動模擬結果,那我們為甚麼非要親手去‘解’這個方程呢?”
“我們可以換一種思路,訓練一個‘神經網路’,讓神經網路去‘學習’這個方程的規律。”
“神經網路?”
“學習?”
這兩個詞,讓整個實驗室裡一半以上的人都露出了困惑的表情。
在二十一世紀初的這個時間點,這個詞彙更多還停留在科幻電影和少數頂尖實驗室的構想裡。
對這些搞傳統流體力學的工程師來說,無異於天方夜譚。
錢博文終於找到了反擊的機會,他像看一個白痴一樣看著許燃,嗤笑道:
“你在開甚麼國際玩笑?用神經網路搞流體力學?你知道流場是多麼複雜的非線性系統嗎?
神經網路那種‘黑箱’模型,根本無法保證物理上的嚴謹性!
這純粹是學術界的玩具,在工程應用上,是絕對的禁區!
荒謬!”
他說的句句在理,也代表了在場絕大多數人的心聲。
工程,需要的是100%的精確和可靠,而不是一個模糊的,無法解釋的“學習”結果。
面對錢博文的激烈反駁,許燃連眉毛都沒動一下。
“誰說它是黑箱?”
他轉過身,在白板的空白處,寫下了一行讓所有人更加看不懂的標題。
【 Neural Networks (PINN)】
“基於物理資訊的神經網路。”許燃淡淡地解釋道。
“我們不必把它當成一個黑箱。
恰恰相反,我們要把‘物理規律’,也就是納維-斯托克斯方程本身,作為神經網路的一部分,強行‘灌輸’給它。”
他怕這些人聽不懂,打了一個更通俗的比方。
“傳統的CFD,就像是一個笨學生做應用題。
他不會公式,只能靠蒙,靠一次次代入不同的數字去試錯,最終找到一個最接近的答案。
我們的‘天河’,就是靠著無與倫比的計算速度,把這種試錯過程縮短了而已,本質沒變。”
“而我的方法,”
許燃的眼睛裡,閃過絕對自信的光芒,“是直接把這道題的‘官方標準答案’,也就是納維-斯托克斯方程這個‘物理規律’,寫進神經網路的‘損失函式’裡,作為它必須遵守的鐵律。”
“我們不再讓它去暴力求解。
我們是讓神經網路在滿足物理規律的前提下,去無限逼近真實流場。
它不是在計算,它是在‘學習’。
學習如何完美地擬合我們給出的物理定律。”
錢博文像是聽到了更可笑的笑話,立刻抓住了他話語中的漏洞:“學習?學習就需要資料!
你需要海量的實驗資料或者CFD模擬資料來訓練你的神經網路!
如果你已經有了準確的CFD資料,那你還要這個神經網路幹甚麼?
這根本就是一個悖論!你連最基本的機器學習原理都不懂!”
他的質問又急又響,充滿了智力上的優越感,彷彿已經將許燃駁斥得體無完膚。
孫浩和李芸也不由自主地點了點頭。
確實,這個問題很致命。
然而,許燃的回應,卻徹底擊碎了錢博文最後的掙扎。
“誰說需要海量資料?”
許燃搖了搖頭,那眼神,像是在看一個固守著牛頓力學,卻無法理解相對論的古人。
“這就是PINN革命性的地方。
它不需要大資料驅動。它的‘資料’,就是物理方程本身!”
他拿起筆,在白板上畫了一個機翼的截面。
“我們只需要提供給它最基礎的邊界條件。
比如,無窮遠處的來流速度是多少,機翼表面的流速是零。
再給它幾個稀疏的,無關緊要的內部點作為錨定。”
“然後,我們就告訴這個神經網路,你的任務只有一個:
在你預測的整個流場空間裡,納維-斯托克斯方程必須處處成立!
任何一個違反物理定律的點,都會給你的最終得分帶來鉅額的懲罰。”
“神經網路會為了得到一個‘高分’,發了瘋一樣地調整自己內部的引數,直到它輸出的整個流場雲圖,絲滑地嵌入了納維-斯托克斯方程這個宇宙真理之中。”
許燃的聲音頓了頓,環視全場,一字一句地丟擲了結論。
“這不叫暴力求解,這叫演算法降維。”
“我們給神經網路的不是問題,而是規則。
讓它用我們無法想象的非線性擬合能力,自己去尋找那個唯一的,符合所有規則的答案。”
話音落下。
整個實驗室,鴉雀無聲。
錢博文張著嘴,大腦一片空白。
他想反駁,卻發現自己腦子裡那些關於“大資料”,“過擬合”,“梯度消失”的機器學習知識,在許燃這套全新的理論框架面前,根本無處著力。
趙立國則是身體巨震,他聽懂了!
他雖然不懂神經網路,但他聽懂了那個核心思想!
“用……用物理定律本身……去約束網路的訓練過程?”
他的聲音因為極度的震撼而顫抖,像是看到了神蹟。
“在滿足物理規律的前提下,讓機器自己去尋找解?
這……這簡直是……簡直是神乎其神的思路!”
孫浩和李芸已經徹底麻木了。
他們感覺自己像是科幻電影裡的土著,正在仰望降臨在頭頂的外星戰艦。
今天發生的一切,已經完全超出了他們過去二十多年建立起來的知識體系。
趙立國深吸一口氣,強行壓下內心的狂瀾。
他不是技術專家,但他是一個頂級的專案管理者。
他敏銳地抓住了最關鍵的一點。
死死盯著許燃,他眼睛裡射出迫切的光芒。
“別跟我扯那些公式和理論!我就問你一個問題!”
“用你這個……PINN,需要多久?能比‘天河’快多少?!”
所有人都屏住了呼吸,這個問題才是決定一切的關鍵。
許燃迎著虞修遠的目光,平靜地伸出三根手指。
“快多少,沒有意義,因為這是兩個維度的東西。
打個比方,我們現在需要求解一個複雜工況,‘天河’的CFD暴力求解,需要排隊三個月,計算三天。”
他頓了頓,說出了那個讓時間靜止的答案。
“而一個訓練好的PINN代理模型,在同樣精度的要求下,跑出結果,可能只需要……三分鐘。”
三分鐘!
“嘶——”
趙立國倒吸一口涼氣,差點把自己的舌頭咬掉。
錢博文的瞳孔驟然收縮,心臟狂跳起來!
“當然,”許燃話鋒一轉,“這個代理模型需要時間去‘訓練’,這才是最耗時的部分。”
錢博文像是抓住了救命稻草,立刻譏諷道:“訓練要多久?三年?五年?”
許燃沒有理他,只是看著虞修遠,平靜地給出了那個最終的,決定一切的數字。
“從零開始,搭建框架,編寫演算法,完成初步模型的訓練。”
“我需要72小時。”