14、物理系统模拟中的SciNet应用

物理系统模拟中的SciNet应用

在物理系统的研究和模拟中，SciNet 展现出了强大的能力，能够处理多种复杂的物理场景，如带电粒子的运动、太阳系行星的轨道预测以及多个通过弹簧连接的粒子系统。下面将详细介绍 SciNet 在这些场景中的应用。

1. 带电粒子问题

1.1 问题描述

存在两个涉及带电粒子 (p_i = (m_i, q_i))（质量为 (m_i)，电荷为 (q_i)）的物理挑战。
- 挑战 a ：两个解码代理 (C_1) 和 (C_2) 需要在给定发射速度的情况下，预测粒子 (p_1) 和 (p_2) 在 (yz) 平面的发射角度 (\alpha_1) 和 (\alpha_2)，使得粒子在重力场作用下落入目标孔。
- 挑战 b ：两个解码代理 (C_3) 和 (C_4) 需要在给定发射速度的情况下，预测粒子 (p_1) 和 (p_2) 在 (xy) 平面的发射角度 (\phi_1) 和 (\phi_2)，使得粒子落入目标孔。

1.2 物理模型

• 情况 a ：质量为 (m_i) 的粒子在负 (z) 方向的恒定重力场 (g) 中运动。
• 情况 b ：带电粒子 (p_i) 根据另一个粒子的库仑力作用而运动。两粒子距离为 (r) 时，库仑力与 (q_1q_2/r^2) 成正比。

1.3 网络结构与训练

• 单编码器 ：使用