纳维-斯托克斯存在性与光滑性
纳维-斯托克斯存在性与光滑性(英语:Navier–Stokes existence and smoothness)是有关纳维-斯托克斯方程(英语:Navier-Stokes equations、法语:Équations de Navier-Stokes)解的数学问题,是美国克雷数学研究所提出的千禧年大奖难题。
纳维-斯托克斯方程式是流体力学的方程式,描述空间中流体(液体或气体)运动。纳维-斯托克斯方程式的解可以用到许多领域。
对于纳维-斯托克斯方程式解的理论研究仍然不足,尤其纳维-斯托克斯方程式的解常会包括紊流。虽然紊流在科学及工程中非常重要,不过紊流仍是未解决的物理学问题。
许多纳维-斯托克斯方程式解的基本性质都尚未被人类证明。例如人类数学家就尚未证明在特定的初始条件下,三维纳维-斯托克斯方程式是否有符合光滑性的解。也尚未证明若这样的解存在时,其动能有其上下界。2026年,据称AI给出了持续输入有限度动能的情况下有爆破解,仍在审理阶段。
由于了解纳维-斯托克斯方程式被视为是了解难以捉摸的紊流现象的第一步,克雷数学研究所在2000年5月提供了美金一百万的奖金给第一个提供紊流现象相关资讯的人,而不是给第一个创建紊流理论的人。基于上述的想法,克雷数学研究所设定了以下具体的数学问题。
2026年9月8日,人工智慧公司OpenAI宣称,已证实三维欧几里得空间中纳维-斯托克斯方程解存在崩解现象,并利用约一万个内部前沿模型的人工智慧代理,用Lean证明辅助工具中完成了该结果的正式化。该反例类似于一个旋转的陀螺,其大小收缩,长度变长,速度加大,最终爆炸至奇点。
该公告发布之际,恰与莱文特·阿尔普格(任职于竞争对手人工智慧公司Anthropic)及特里斯坦·巴克马斯特(Tristan Buckmaster)爆发了一场优先权争议,两人针对该研究中使用的欧拉方程推导出一系列密切相关的结果。用于生成反例的方法,是基于迪亚戈·科尔多瓦(Diego Córdoba)与路易斯·马丁内斯-佐罗亚(Luis Martínez-Zoroa)于2023年所开发的一种方法,该方法旨在寻找相关流体方程中的爆发现象。OpenAI在其公告中声明,不会就其发布的解法申领100万美元的克雷千禧年奖。截至2026年9月,克雷数学研究所目前仍将该问题视为「有效问题」。