他们让人工智能设计一种金属,它在其他任何金属都无法做到的地方都成功了
在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯附近的一个机密设施中,材料科学家们刚刚创造出一种并非来自任何元素周期表配方或工程教科书的金属。它完全由人工智能发明——在原子层面上设计,能够承受所有其他已知材料都无法承受的极端温度、辐射和压力。它并非基于传统方法,而是通过算法构建,是有史以来最坚固、最耐热的合金之一——它可以为下一代高超音速发动机、核聚变反应堆,甚至深空推进系统提供动力。
这个过程始于一个机器学习模型,该模型基于数十年的冶金数据进行训练——这些数据包括失败的实验、鲜为人知的化合物以及大多数人类不会考虑结合的奇异元素。人工智能探索了数十亿种潜在的原子结构,不仅寻求强度,还寻求抗热疲劳、中子轰击和相不稳定性的能力。 几周之内,它就鉴定出几种此前未知的高熵合金成分——由五种或更多种主要元素以近乎等比例组成的金属。
最终的配方包含钨、铪、钒和钌,它们排列成极其稳定的晶体结构,在压力测试中能够承受超过4200°C的高温——这比某些恒星的表面温度还要高。这种金属不仅保持完好,而且保持了其形状、硬度和原子完整性——没有出现任何微裂纹或晶界失效的迹象。它不仅能承受高温,而且在高温下茁壮成长。
为了进行测试,研究人员将这种合金安装到等离子弧室中,模拟核聚变反应堆内部的环境。在传统金属熔化的地方,这种人工智能设计的合金却能持续数小时。在另一项试验中,他们将其暴露在高超音速风洞产生的冲击波中——这种压力足以撕裂航天飞机的瓦片。金属再次保持坚固,几乎没有变形。
这不仅仅是一种更优的合金,更是材料探索的全新理念:深度学习驱动的加速冶金学,以人类从未尝试过——甚至大自然从未提供过的方式——组合新元素。结果如何?这些材料看似陌生,却遵循着对我们有利的物理定律。从航空航天到能源领域,这为制造寿命延长数十年、在超强压力下依然保持高性能的部件打开了大门,并使此前仅存在于理论中的机器成为现实。
未来几年,人工智能设计的超级合金或将用于聚变反应堆、火星着陆器、喷气发动机或太空电梯。而它们背后都将蕴藏着奇异而美丽的东西——不仅仅是金属,而是机器创造的物质,由人工智能逐个原子地制造而成。