AI descoperită independent în fizica alternativă

Obțineți orice carte de fizică și veți găsi formulă după formulă care descrie modul în care lucrurile se leagănă, zboară, opresc și se opresc. Formulele descriu acțiunile pe care le putem observa, dar în spatele fiecăreia se pot afla combinații de factori care nu sunt imediat evidenti.

Acum, un nou program de inteligență artificială dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea Columbia pare să fi descoperit fizica sa alternativă.

După ce a arătat videoclipuri cu fenomene fizice de pe Pământ, AI nu a redescoperit variabilele curente pe care le folosim; În schimb, chiar a venit cu noi variante pentru a explica ceea ce a văzut.

Pentru a fi clar, asta nu înseamnă că fizica noastră actuală este defectuoasă sau că există un model mai bun pentru a explica lumea din jurul nostru. (Legile lui Einstein s-au dovedit incredibil de puternice.) Dar aceste legi pot exista doar pentru că sunt construite pe baza unui „limbaj” teoretic și a unor principii preexistente stabilite de secole de tradiție.

Având în vedere o linie temporală alternativă în care alte minți au abordat aceleași probleme cu o perspectivă ușor diferită, am pune în continuare mecanismele care explică universul nostru în același mod?

Chiar și cu noua tehnologie pentru imagistica găurilor negre și descoperirea unor lumi extraterestre aflate la distanță, aceste legi au rezistat din când în când (notă secundară: mecanica cuantică este cu totul altă poveste, dar să rămânem la lumea vizibilă aici).

Această nouă inteligență artificială s-a uitat doar la videoclipuri cu câteva fenomene fizice, așa că nu este deloc potrivit să inventăm o nouă fizică pentru a explica universul sau să încercăm să-l îmbunătățim pe Einstein. Nu asta a fost ideea aici.

„Întotdeauna m-am întrebat, dacă am întâlni vreodată o rasă extraterestră inteligentă, ar descoperi ei aceleași legi ale fizicii pe care le avem noi sau ar descrie universul diferit?” Omul de știință robotic Hood Lipson de la Creative Machines Lab din Columbia spune:.

„În experimente, numărul de variabile a fost același de fiecare dată când AI a repornit, dar variabilele specifice au fost diferite de fiecare dată. Deci, da, există modalități alternative de a descrie universul și este absolut posibil ca alegerile noastre să nu fie perfect.”

Dincolo de asta, echipa a vrut să vadă dacă AI ar putea găsi cu adevărat noi variabile – și astfel să ne ajute să explicăm fenomene noi și complexe care apar în potopul nostru actual de date cu care nu avem în prezent înțelegerea teoretică pentru a ține pasul.

De exemplu, noi date care apar din experimente gigantice precum Large Hadron Collider sugerează o nouă fizică.

„Ce alte legi ne lipsesc pur și simplu pentru că nu avem variabilele?” spune matematicianul Chiang Du de la Universitatea Columbia.

Deci, cum găsește AI o nouă fizică? În primul rând, echipa a introdus înregistrări video brute sistemului de fenomene pe care deja le-au înțeles și a pus programului o întrebare simplă: Care sunt variabilele esențiale minime necesare pentru a descrie ceea ce se întâmplă?

Primul videoclip a arătat un pendul dublu oscilant despre care se știe că are patru variabile de stare în acțiune: unghiul și viteza unghiulară a fiecărui pendul.

AI s-a gândit la filmare și la întrebare timp de câteva ore și apoi a scuipat un răspuns: Acest fenomen necesită 4,7 variabile pentru a explica, a spus ea.

Este destul de aproape de cele patru elemente pe care le cunoaștem… dar încă nu explică ce crede AI despre variabile.

Deci echipa a încercat apoi să potrivească variabilele cunoscute cu cele alese de AI. Două dintre ele se potrivesc lejer la unghiurile brațelor, dar celelalte două variante au rămas un mister. Cu toate acestea, AI poate face predicții precise despre ce va face sistemul în continuare, așa că echipa a crezut că AI trebuie să fie în ceva ce nu au putut înțelege pe deplin.

„Am încercat să relaționăm celelalte variabile cu orice și tot ce ne putem gândi: viteze unghiulare și liniare, energie cinetică și pozițională, diverse combinații de cantități cunoscute.” Cercetător de software Boyuan Chen spuneacum profesor asistent la Universitatea Duke, care a condus lucrarea.

„Dar nimic nu pare să se potrivească… Încă nu înțelegem limbajul matematic pe care îl vorbește”.

Echipa a continuat apoi să arate alte videoclipuri AI. Primul a fost un braț ondulat „dansător de aer” care suflă în vânt (AI a spus că acesta are opt variabile). Imaginile lămpii cu lavă au produs și opt variante. A apărut un filmuleț al flăcării cu 24 de variante.

De fiecare dată, variabilele erau unice.

Fără cunoștințe prealabile de fizică fundamentală, algoritmul nostru detectează dimensiunea intrinsecă a dinamicii observate și identifică combinații candidate de variabile de stare. Cercetătorii scriu în lucrarea lor.

Acest lucru sugerează că, în viitor, AI ne va ajuta probabil să identificăm variabile care susțin concepte noi de care nu suntem conștienți în prezent. Vezi acest spațiu.

Căutarea a fost publicată în științele naturii computaționale.