RW Space

Возьмите любой учебник по физике, и вы найдете формулу за формулой, описывающую, как объекты качаются, летают, отклоняются и останавливаются. Формулы описывают действия, которые мы можем наблюдать, но за каждым из них может стоять набор факторов, которые не сразу очевидны.

Теперь новая программа искусственного интеллекта, разработанная исследователями из Колумбийского университета, по-видимому, открыла собственную альтернативную физику.

После того, как ИИ показал видеоролики о физических явлениях на Земле, ИИ не заново открыл текущие переменные, которые мы используем; вместо этого он придумал новые переменные для объяснения того, что увидел.

Чтобы было ясно, это не означает, что наша текущая физика ошибочна или что существует более подходящая модель для объяснения окружающего нас мира. (Законы Эйнштейна оказались невероятно надежными.) Но эти законы могли существовать только потому, что они были построены на основе ранее существовавшего «языка» теории и принципов, установленных многовековой традицией.

При наличии альтернативы время, когда другие умы решали те же проблемы с несколько иной точки зрения, будем ли мы по-прежнему формулировать механику, объясняющую нашу Вселенную, таким же образом?

Даже с новой технологией визуализации черных дыр и обнаружения странных, далеких миров, эти законы подтверждаются снова и снова (примечание: квантовая механика — это совсем другая история, но здесь давайте остановимся на видимом мире).

Этот новый ИИ просмотрел видео только нескольких физических явлений, поэтому он никоим образом не может придумывать новую физику для объяснения Вселенной или пытаться превзойти Эйнштейна. Это не было целью здесь.

«Мне всегда было интересно, если бы мы когда-нибудь встретили разумную инопланетную расу, открыли бы они те же законы физики, что и мы, или они могли бы описать Вселенную в другом путь?» — говорит робототехник Ход Липсон из Creative Machines Lab в Колумбии.

«В экспериментах количество переменных было одинаковым при каждом перезапуске ИИ, но конкретные переменные каждый раз были разными. являются альтернативными способами описания Вселенной, и вполне возможно, что наш выбор не идеален».

Кроме того, команда хотела знать, может ли ИИ на самом деле находить новые переменные и, следовательно, помогать нам объяснять сложные новые явления, появляющиеся в нашем текущем потоке данных, которые мы в настоящее время не имеем теоретического понимания, чтобы не отставать.

Например, новые данные, полученные в результате гигантских экспериментов, таких как Большой адронный коллайдер, которые намекают на новая физика.

«Какие еще законы мы упускаем просто потому, что у нас нет переменных?» — говорит математик Цян Ду из Колумбийского университета.

Как же ИИ находит новую физику? Для начала команда загрузила в систему необработанные видеозаписи явлений, которые они уже поняли, и задала программе простой вопрос: каковы минимальные фундаментальные переменные, необходимые для описания того, что происходит?

В первом видео был показан качающийся двойной маятник, в котором, как известно, задействованы четыре переменные состояния: угол и угловая скорость каждого из двух маятников.

ИИ обдумывал отснятый материал и вопрос в течение нескольких часов, а затем выдал ответ: для объяснения этого явления потребуется 4,7 переменных.

Это достаточно близко. до четырех, о которых мы знаем… но это все еще не объясняло, что ИИ считал переменными.

Поэтому команда затем попыталась сопоставить известные переменные с переменными, выбранными ИИ. Две из них примерно соответствовали углам рук, но две другие переменные оставались загадкой. Тем не менее, ИИ мог делать точные прогнозы относительно того, что система будет делать дальше, поэтому команда решила, что ИИ, должно быть, имел дело с чем-то, чего они не могли понять.

«Мы пытались сопоставить другие переменные с чем угодно. и все, что мы могли придумать: угловые и линейные скорости, кинетическая и потенциальная энергия и различные комбинации известных величин», — говорит исследователь программного обеспечения Боюан Чен, ныне доцент Университета Дьюка, который руководил работой.

«Но ничего не совпало идеально… мы еще не понимаем математический язык, на котором он говорит».

Затем команда показала ИИ другие видео. На первом изображена волнистая рука «воздушного танцора», развевающаяся на ветру (ИИ сказал, что у этого есть восемь переменных). Кадры из лавовой лампы также дали восемь переменных. Видеоклип с пламенем вернулся с 24 переменными.

Каждый раз переменные были уникальными.

«Без каких-либо предварительных знаний о лежащей в основе физике наш алгоритм обнаруживает внутреннее измерение наблюдаемую динамику и идентифицирует наборы-кандидаты переменных состояния», — пишут исследователи в своей статье.

Это говорит о том, что в будущем ИИ потенциально может помочь нам идентифицировать переменные, которые лежат в основе новых концепций, которые мы в настоящее время не изучаем. в курсе. Смотрите это место.

Исследование опубликовано в Nature Computational Science