ИИ только что самостоятельно открыл альтернативную физику

Возьмите любой учебник физики, и вы найдете формулу за формулой, описывающие, как предметы шатаются, летают, поворачивают и останавливаются. Формулы описывают действия, которые мы можем наблюдать, но за каждой из них может стоять множество факторов, которые не сразу очевидны.

Теперь новая программа искусственного интеллекта, разработанная исследователями Колумбийского университета, похоже, обнаружила свою собственную альтернативную физику.

После демонстрации видеозаписей физических явлений на Земле, ИИ не стал заново открывать текущие переменные, которые мы используем; вместо этого он придумал новые переменные, чтобы объяснить то, что он увидел.

Для ясности, это не означает, что наша нынешняя физика несовершенна 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 уже существующего "языка" теории и принципов, установленных вековыми традициями.

Если представить альтернативную временную шкалу, где другие умы решали те же проблемы с несколько иной точки зрения, могли бы мы по-прежнему строить механику, объясняющую нашу Вселенную, таким же образом?

Даже с новыми технологиями, позволяющими получать изображения черных дыр и обнаруживать странные, далекие миры, эти законы сохраняют свою силу снова и снова (примечание: квантовая механика - это совсем другая история, но здесь давайте придерживаться видимого мира).

Этот новый ИИ рассматривал видеозаписи только нескольких физических явлений, поэтому он ни в коем случае не ставил перед собой задачу придумать новую физику для объяснения Вселенной или попытаться превзойти Эйнштейна. Это и не было целью.

"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 по-другому?" - говорит робототехник Ход Липсон из лаборатории Creative Machines Lab в Колумбийском университете.

"В экспериментах количество переменных было одинаковым при каждом перезапуске ИИ, но конкретные переменные каждый раз были разными. Так что да, существуют альтернативные способы описания Вселенной, и вполне возможно, что наш выбор не идеален".

Кроме того, команда хотела узнать, может ли ИИ действительно найти новые переменные - и, следовательно, помочь нам объяснить сложные новые явления, возникающие в нынешнем потоке данных, которые в настоящее время мы не можем объяснить теоретически.

Например, новые данные, появляющиеся в результате гигантских экспериментов, таких как Большой адронный коллайдер, которые намекают на новую физику.

"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 скормила системе необработанные видеозаписи явлений, которые они уже понимали, и задала программе простой вопрос: Какие минимальные фундаментальные переменные необходимы для описания происходящего? 

В первом видео был показан качающийся двойной маятник, который, как известно, имеет четыре переменные состояния: угол и угловую скорость каждого из двух маятников. 

ИИ несколько часов размышлял над видеозаписью и вопросом, а затем выдал ответ: Для объяснения этого явления потребуется 4,7 переменных, сказал он.

Это достаточно близко к четырем известным нам переменным... но это все еще не объясняло, какие переменные, по мнению ИИ, были переменными.

Тогда команда попыталась сопоставить известные переменные с переменными, выбранными ИИ. Две из них слабо совпали с углами наклона рук, но две другие переменные остались загадкой. Тем не менее, ИИ мог делать точные предсказания о том, что система будет делать дальше, поэтому команда решила, что ИИ, должно быть, знает что-то, чего не может понять.

"Мы пытались соотнести другие переменные со всем, что только можно придумать: угловые и линейные скорости, кинетическая и потенциальная энергия, различные комбинации известных величин", - говорит исследователь программного обеспечения Боюан Чен, ныне доцент Университета Дьюка, который руководил работой.

"Но ничто не казалось идеально подходящим... Мы пока не понимаем математический язык, на котором он говорит".

Затем команда показала ИИ другие видео. В первом из них был показан "воздушный танцор" с волнистыми руками, дующий на ветру (ИИ сказал, что у него восемь переменных). Кадры с лавовой лампой также дали восемь переменных. Видеоклип с изображением пламени дал 24 переменные.

Каждый раз переменные были уникальными.

"Без каких-либо предварительных знаний об основной физике наш алгоритм обнаруживает внутреннее измерение наблюдаемой динамики и определяет наборы переменных состояния", - пишут исследователи в своей статье.

Это говорит о том, что в будущем ИИ потенциально может помочь нам определить переменные, лежащие в основе новых концепций, о которых мы сейчас не знаем". Следите за развитием событий.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Computational Science.