Я попросил Chat GPT создать физическую симуляцию группы молекул гелия, перемещающихся в контейнере и выдающих среднюю температуру с течением времени.
Я буду честен, как ни удивительно, как ChatGPT отлично справляется с тем, что его просили сделать, по крайней мере, с точки зрения кода, это намного веселее, потому что я чувствую, что я своего рода ученый (хотя и кабинетный). ), который исследует глубины и границы постоянно расширяющегося искусственного интеллекта. Я планирую публиковать эти статьи еженедельно, но я чувствую, что мощь ChatGPT потенциально может увеличиваться даже сверхлинейно, если не экспоненциально, от недели к неделе. К концу года, держу пари, он сделает мою стирку!
Процесс
Процесс занял несколько итераций, но, похоже, он сработал. Первая подсказка, которую я использовал, была:
создайте физическую симуляцию контейнера, наполненного молекулами газа, с помощью java-скрипта. Молекулы должны быть простыми двухатомными молекулами газообразного гелия. Также в дополнение к физике столкновений также добавьте поправки на силы Ван-дер-Вальса и примените искажение к механике молекул на основе этих сил
На какой чат GPT ответил:
Хотя это было очень информативно, в конечном итоге это не дало того, что я просил. Итак, демонстрируя чудесную силу А.И. чтобы адаптироваться к повторяющимся ответам, я спросил его:
- создайте простую 2D-демонстрацию всего вышеперечисленного в java-скрипте до уровня сложности, который вы можете запрограммировать
Наконец-то он начал что-то выводить! Но я хотел еще несколько вещей, чтобы я мог назвать это правильным началом физической симуляции:
- используя массу ядра гелия и скорости молекул газа, есть метка, которая выводит температуру ящика в любой момент. Используйте статистическую механику для расчета температуры
И наконец:
- обновите приведенный выше код, чтобы добавить метку в формате html под контейнером с газом. Справа от контейнера с газом есть небольшая рамка, которая объясняет кинетическую теорию газов, а под ней находится соответствующее уравнение
Окончательный код после нескольких исправлений ChatGPT и объединения всех его выводов:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/1.1.9/p5.min.js"></script>
<style>
body {
margin: 0;
}
#temperature {
position: absolute;
bottom: 0;
}
#theory {
position: absolute;
right: 0;
padding: 10px;
background-color: #f2f2f2;
}
</style>
</head>
<body>
<script>
let container;
let molecules = [];
let vdwConstant = 1;
let vdwRadius = 50;
let temperature;
let k = 1.38e-23;
function setup() {
createCanvas(600, 600);
container = new Container(width / 2, height / 2, width / 2 - 50, height / 2 - 50);
for (let i = 0; i < 100; i++) {
molecules.push(new Molecule(random(width), random(height), random(-2, 2), random(-2, 2)));
}
}
function draw() {
background(255);
container.display();
updateTemperature();
for (let i = 0; i < molecules.length; i++) {
let m1 = molecules[i];
m1.collide(container);
m1.update();
m1.display();
for (let j = i + 1; j < molecules.length; j++) {
let m2 = molecules[j];
let distance = dist(m1.x, m1.y, m2.x, m2.y);
if (distance < vdwRadius) {
let force = vdwConstant / (distance * distance);
let angle = atan2(m2.y - m1.y, m2.x - m1.x);
m1.applyForce(force, angle);
m2.applyForce(force, angle + PI);
}
}
}
}
function updateTemperature(){
let kineticEnergy = 0;
for (let i = 0; i < molecules.length; i++) {
let m = molecules[i];
kineticEnergy += 0.5 * m.mass * (m.vx * m.vx + m.vy * m.vy);
}
temperature = 2 * kineticEnergy / (molecules.length * k);
console.log("Temperature: " + temperature);
document.getElementById("temperature").innerHTML = "Temperature: " + temperature;
}
</script>
<div id="temperature"></div>
<div id="theory">
<p>Kinetic theory of gases:</p>
<p>The average kinetic energy of a gas molecule is directly proportional to the temperature of the gas.</p>
<p>T = 2 * kineticEnergy / (N * k)</p>
</div>
</body>
<script>
class Container {
constructor(x, y, w, h) {
this.x = x;
this.y = y;
this.w = w;
this.h = h;
}
display() {
stroke(0);
noFill();
rectMode(CENTER);
rect(this.x, this.y, this.w * 2, this.h * 2);
}
}
class Molecule {
constructor(x, y, vx, vy) {
this.x = x;
this.y = y;
this.vx = vx;
this.vy = vy;
this.mass = 4;
this.radius = 2;
}
display() {
stroke(0);
fill(0);
ellipse(this.x, this.y, this.radius * 2, this.radius * 2);
}
update() {
this.x += this.vx;
this.y += this.vy;
}
collide(container) {
if (this.x + this.radius > container.x + container.w) {
this.vx *= -1;
this.x = container.x + container.w - this.radius;
} else if (this.x - this.radius < container.x - container.w) {
this.vx *= -1;
this.x = container.x - container.w + this.radius;
}
if (this.y + this.radius > container.y + container.h) {
this.vy *= -1;
this.y = container.y + container.h - this.radius;
} else if (this.y - this.radius < container.y - container.h) {
this.vy *= -1;
this.y = container.y - container.h + this.radius;
}
}
applyForce(force, angle) {
this.vx += force * cos(angle) / this.mass;
this.vy += force * sin(angle) / this.mass;
}
}
</script>
</html>
И видео конечного результата. Довольно удивительно! Я не могу дождаться, чтобы увидеть, какие более сложные симуляции я смогу создать с помощью этого после некоторых уговоров!
