日本大阪大学利用AI模型破解水结冰膨胀之谜

IT之家 7 月 25 日消息，日本大阪大学研究团队近日发布博文，宣布利用人工智能（AI）模型在探索水的物理特性方面取得重大突破，成功破解了困扰科学界百年的谜团：为何水在结冰时体积会膨胀，而非像其他液体一样收缩。水是地球表面最丰富的液体，但其反常的热膨胀性质长期以来缺乏统一的微观解释。金康副教授团队通过 AI 模型系统性评估了 16 种不同的分子结构描述方法，筛选出了最能精准捕捉水分子在不同温度、压力下微观变化的最佳描述符，这相当于找到了观察水分子的最佳“透视镜”。

研究深入探讨了过冷水（Supercooled water）的异常行为，指出导致水反常物理特性的底层机制在于“高密度液态（HDL）”与“低密度液态（LDL）”两种微观结构的竞争。在过冷状态下，随着温度升高，塌缩的 HDL 结构比例会逐渐超过开放的 LDL 结构。该研究不仅理清了水中竞争液态状态的演变脉络，解决了描述水分子局部次序的评估难题，更为理解水的结冰过程、成核机制及相变现象提供了统一的科学框架，为未来基于流体物理的材料设计奠定了理论基础。

事件分析

💡 核心观点：该研究利用AI成功解码水的物理谜题，验证了AI作为科研“超级显微镜”在基础科学发现中的核心价值与广阔前景。