La IA de OpenAI logra un hito en la física con el Problema del Milenio de Navier-Stokes entre dudas de los expertos
OpenAI anuncia haber resuelto uno de los Problemas del Milenio: el de las ecuaciones de Navier-Stokes, que tienen una gran relación con las previsiones meteorológicas. Sin embargo, surgen dudas y polémicas en el mundo académico.
La noticia anunciada por OpenAI en los últimos días ha suscitado un gran debate en toda la comunidad científica mundial. La empresa de Sam Altman ha anunciado, de hecho, que ha encontrado una solución formal a uno de los famosos problemas del milenio: el problema sobre la existencia y la regularidad de las ecuaciones de Navier-Stokes.
Todo lo que es fluido, ya sea que fluya por un tubo o forme un vórtice, incluidas las corrientes atmosféricas, se rige por las leyes del movimiento de los fluidos y se describe mediante fórmulas formuladas entre los siglos XVIII y XIX.
Los primeros modelos de Eulero, basados en fluidos ideales y sin fricción, predominaron hasta que se elaboraron ecuaciones capaces de tener en cuenta la viscosidad interna de los fluidos. Fueron el francés Claude Louis Navier y el físico irlandés George Gabriel Stokes quienes las idearon por primera vez.
¿Por qué seguían sin resolverse las ecuaciones de Navier-Stokes?
Estamos hablando de fórmulas que se utilizan a diario desde hace más de un siglo en los campos de la meteorología, la ingeniería, la hidráulica, la dinámica de fluidos y, en general, en muchos ámbitos de la ciencia.
Sin embargo, seguía sin resolverse un dilema matemático fundamental en las tres dimensiones:
Se trataba de un concurso abierto con un premio de un millón de dólares organizado por el Clay Institute. El ganador habría podido llevarse esa cantidad, además de obtener un enorme prestigio.
La solución de OpenAI: 10 000 agentes y verificación automática
Para este reto, OpenAI ha creado y utilizado una impresionante infraestructura, con 10 000 agentes autónomos de inteligencia artificial, coordinados en un modelo de última generación que ha funcionado en paralelo durante unas 88 horas consecutivas, intercambiando millones de mensajes, con un coste computacional estimado en millones de dólares.
Según OpenAI, el proyecto habría dado finalmente sus frutos. El sistema habría sido capaz de demostrar la existencia de una singularidad, demostrando así que las ecuaciones colapsan en determinadas condiciones, alcanzando una velocidad infinita y provocando, es decir, un "blow-up" (explosión).
La transición obligatoria a la "física microscópica" y cuántica
En la realidad física, ningún fluido real podrá alcanzar jamás una velocidad infinita. De hecho, esto infringiría el límite de la velocidad de la luz, la conservación microscópica de la energía y la estructura atómica de la materia.
En lo infinitamente pequeño, las colisiones moleculares, los efectos termodinámicos y todas las fluctuaciones cuánticas ya no pueden ignorarse. El resultado de esta demostración es que los mecanismos microscópicos son capaces de disipar energía, un factor que, obviamente, Navier-Stokes pasó por alto.
En resumen, el hecho de alcanzar esta velocidad infinita demuestra que las ecuaciones de Navier-Stokes, aunque son formidables a escala macroscópica (capaces de hacer funcionar modelos meteorológicos, resolver cálculos de ingeniería y muchas otras situaciones), contienen, sin embargo, una contradicción interna. Esto nos enfrenta a los límites que impone la física de lo infinitamente pequeño.
Las polémicas y sus repercusiones en la dinámica de fluidos
OpenAI afirma haber demostrado la existencia de singularidades en las ecuaciones, pero la comunidad académica sigue mostrándose escéptica, planteando dudas sobre la autoría de la investigación y también porque la solución solo se refiere al caso "con forzamiento externo", es decir, aquel en el que una fuerza externa al sistema actúa sobre el fluido, mientras que el problema aún no se ha abordado ni resuelto en el caso de un fluido aislado y, por lo tanto, sin forzamiento.
Si se confirma, el descubrimiento no revolucionará las previsiones meteorológicas ni la ingeniería. El impacto será sobre todo conceptual: de hecho, demostrar que las ecuaciones matemáticas de Navier-Stokes pueden fallar establece un límite teórico de la dinámica de fluidos clásica y estimula aún más la búsqueda de soluciones en la física cuántica.
En cuanto a su aplicación práctica, en cambio, los beneficios probablemente serán indirectos y a largo plazo. Podrían llegar a ayudar a los físicos y matemáticos a perfeccionar los algoritmos de los programas de simulación, incluidos los que se utilizan en la dinámica de fluidos industrial y en los modelos meteorológicos de alta resolución, pero incluso plantear esta hipótesis es prematuro. Esperamos más confirmaciones y explicaciones.