AI 破解百年谜题：大阪大学找到水分子结构“透视镜”

日本大阪大学团队利用 AI 模型，系统评估了 16 种分子结构描述方法，成功找到精准捕捉水分子在不同温度和压力下微观变化的“透视镜”。这项研究为理解水结冰膨胀以及过冷水的异常行为提供了统一的科学框架。

水是地球上最丰富的液体，但结冰时会膨胀，这与大多数液体不同。现有理论认为，这些异常现象与水的微观结构有关，但此前缺乏系统的表征方案。大阪大学副教授金康（Kang Kim）团队借助 AI，严格对比了 16 种描述方法，理清了水中竞争液态状态的演变脉络。

研究指出，水结冰需要分子有序排列成晶格，而杂质或容器划痕可作为成核位。在光滑洁净的容器中，水可冷却至冰点以下而不凝固，形成过冷水。论文认为，水反常特性的底层机制在于过冷水中“高密度液态”与“低密度液态”结构的竞争，升温后，高密度结构会多于低密度结构。