雷锋网北大杨超：以偏微分方程求解为例，AI如何助力科学计算？( 四 )

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从未来的发展趋势来看，人工智能、超级计算、科学计算会怎样发展？三个方向共同目的是通过某种手段连接真实世界和数字世界。真实世界就是人类在不断设法了解、改造的客观世界。数字世界是我们能够操作、能够任意实验的基于计算机的数字化虚拟世界。从真实世界到数字世界，至少存在四个角度，人工智能可以与科学计算和超级计算结合，发挥作用。
第一，模型角度。经典的科学计算方面，很多问题是建模方面很困难，或者模型很准确但是不可计算或者很难计算，或者是模型可以计算但不够准确。这时候基于人工智能的手段也许可以构造更好的模型，比如现在湍流模型，分子力场模型，天气预报领域的物理过程参数化等都有成功案例。
第二，算法角度。刚才举的PFNN的例子就是算法角度，人工智能的发展有很多的很好的数学工具，思考问题的视角。借鉴里面好的数学工具，比如神经网络，可以应用在一些科学计算领域的经典问题，比如线性方程求解、微分方程组求解、最优化问题求解等。
第三，软件角度。光有算法和模型是不够的，还需要在计算机上实现，写成软件，实现出来。这个过程涉及到大量的编程工作，而且很容易出错。这时候如果借助机器学习等手段，可以在编译优化，自适应调优，自动代码生成等方面把人们从繁重的体力劳动中释放出来。
最后就是硬件角度。 AI事实上已经深刻改变了超算硬件的发展，而且未来还会有更多改变，比如计算单元的设计、芯片的设计、处理器的设计、超算系统的设计等。
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