Заменит ли искусственный интеллект Эйнштейна и Ньютона: что стоит за открытием в физике, которое совершила нейросеть
Технический прогресс дошел до стадии, когда нейросеть будет за ученых думать и сама совершать новые открытия? Фото DC Studio/Shutterstock/Fotodom
“Прорыв в науке! Нейросеть открыла новые законы физики! Искусственный интеллект выявил сложные связи в пылевой плазме и опроверг общепринятые теории!” С таким заголовками вышли мировые СМИ после публикации в научном журнале статьи ученых из Университета Эмори, которые утверждают, что их полноценным соавтором стала модель машинного обучения, обнаружившая новый фундаментальный закон природы. Это далеко не первый случай, когда искусственный интеллект (ИИ) становится виновником научного успеха. Например, в прошлом году Нобелевскую премию по химии дали за разработку AlphaFold - программы на базе ИИ, которая предсказывает структуру новых лекарств.
Что же получается? Технический прогресс дошел до стадии, когда нейросеть будет за ученых думать и сама совершать новые открытия? О научных талантах алгоритмов машинного обучения и их роли в поиске новых законов природы KP.RU рассказал Владислав Николаев, старший научный сотрудник лаборатории суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния МФТИ.
КАК ТАЙНЫ ПРИРОДЫ ОТКРЫВАЕТ ЕСТЕСТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
- Давайте сравним, как законы физики открывались в классическом научном подходе, и как — с помощью ИИ, - говорит Владислав Николаев. - Возьмем для примера Закон всемирного тяготения Ньютона. Исаак Ньютон обнаружил в окружающем нас мире закономерность, которую выразил в виде известной формулы F=Gm1m2/R2, она описывает силу гравитационного притяжения между двумя телами. Этот закон абсолютно универсален в рамках классической механики. Он описывает и движение яблока вблизи поверхности Земли, и движение спутника вокруг планеты, и движение планет вокруг Солнца. На этом примере мы видим, что главный принцип научного закона заключается в установлении универсального правила, действующего в различных физических системах.
Поэтому, когда мы слышим, что искусственный интеллект открыл какой-то новый закон физики, то главный вопрос — насколько этот закон универсален? Насколько эффективно закономерности, зафиксированные ИИ, можно перенести за рамки тех условий, где они обнаружены? И тут возникают большие вопросы.
Фото Frame Stock Footage/Shutterstock/Fotodom
ЧТО НЕ ТАК В КОЛЬЦАХ САТУРНА?
Научная работа ученых Университета Эмори изучает физические явления в пылевой плазме. Это ионизированный газ, который содержит микроскопические заряженные твердые частицы (ту самую пыль). В космосе пылевая плазма встречается повсеместно: в межзвездной среде, которую сейчас бороздят аппараты “Вояджер”, в протопланетных дисках, из которых потом образуются планеты. Да что там далеко ходить - знакомые нам по картинкам кольца Сатурна отчасти состоят из пылевой плазмы.
Какие открытия приписывают искусственному интеллекту? Речь о двух результатах. Во-первых, ИИ обнаружил, что величина заряда частиц, помещенных в плазму, не прямо пропорциональна их размеру (что вроде бы логично), а отклоняется от этой зависимости. Во-вторых, заявлено, что силы, действующие между частицами, отклоняются от значения, предсказанного в рамках классической физики плазмы.
Но оба этих факта физикам хорошо известны и новым законом не являются. Эти эффекты давно и подробно исследуются.
НЕЙРОСЕТЬ ПРОТИВ ЧЕЛОВЕКА, ВСЕ РАВНО, ЧТО ПЛОТНИК СУПРОТИВ СТОЛЯРА
Тогда в чем же состоит научный прорыв, проделанный искусственным интеллектом? Нейросеть обрабатывала данные и искала математическую зависимость в поведении частиц. На этом основании выстраивала модели взаимодействия частиц.
- Такой подход, безусловно, позволяет ученым быстрее анализировать информацию, но не делает ИИ машиной, которая самостоятельно исследует законы Вселенной, - объясняет Владислав Николаев. - Алгоритмы искусственного интеллекта — это такой же инструмент в руках человека, как, например, законы и правила математики.
В исследовании ученых из Университета Эмори нет каких-то революционных результатов, полученных исключительно благодаря ИИ. Нейросеть обнаружила и подтвердила то, что физике пылевой плазмы известно довольно давно и описывается в рамках достаточно сложных теорий.
К заявлениям об открытии новых законов физики с помощью нейросетей нужно относиться аккуратно, считает Владислав Николаев. Обнаружить закономерность в данных или обобщить математическую зависимость, как это делают нейросети, это одно. А разглядеть и осознать в хаосе фактов универсальный механизм, которому по аналогии с Ньютоном подчиняется и яблоко, и планеты - это до сих пор задача, которая под силу, скорее всего, только человеку.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Эх, предскажу: Человек в состоянии предвидеть будущее, а интуицию можно развить
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Какой астероид может пробить насквозь Землю или сместить ее с орбиты