Эврика и ИИ

Сможет ли ИИ когда-нибудь воскликнуть восторженную и заслуженную «эврика»? Как Архимед, бегущий голым по улицам Сиракуз?

Древнегреческий философ недавно вошел в ванну и заметил, как вода переливается через край. Простое наблюдение. Но затем он внезапно понял, что это его собственное тело — по крайней мере, погруженная в воду его часть — вытесняет эту воду. А также: что таким образом можно определить часто трудно поддающийся расчету объем предметов. Вы просто бросаете их в ванну с водой и просто измеряете, сколько воды движется. Это привело его к мысли: «Эврика!» или «Теперь я понял!» – к его закону Архимеда.

Конечно, проверяющие факты уже давно проверили эту историю досконально . Как и в истории о том, как Ньютон, когда ему на голову упало яблоко, внезапно понял, что такое гравитация. Они даже сомневаются в довольно скромном моменте озарения Эйнштейна. Действительно ли Эйнштейн понимал, что свободно падающий предмет или человек не ощущает гравитации, когда он смотрел в окно и видел проходящих мимо мойщиков окон ? По мнению любителей фактов, мы знаем наверняка только одно: неожиданное озарение Эйнштейна привело его к замене теории гравитации Ньютона чем-то новым — теорией относительности.

В то же время остается загадкой — яблоко, средство для мытья окон и нагота или нет — как решение проблемы иногда внезапно обнаруживает себя; в душе, в автобусе или даже во сне. Это едва ли не более загадочно, чем счастливая случайность, когда внимательные исследователи натыкаются на решение проблемы, над которой они вообще не работали. Вспомните наблюдательного Александра Флеминга , который заметил действие плесени в забытой чашке Петри и таким образом открыл пенициллин. В совокупности счастливая случайность и момент озарения представляют собой неуловимую и романтическую сторону естествознания.

Увлечённый романтикой

Но, конечно, великая сила науки еще и в том, что она не позволяет себе увлекаться романтикой. Идеи и открытия имеют ценность только после того, как они были тщательно проверены. Эйнштейн нашел более чем обнадеживающим тот факт, что неровная орбита планеты Меркурий отклонялась от предсказаний Ньютона и согласовывалась с тем, что предсказывала его теория относительности. Но чтобы убедить других физиков в этом колоссальном сдвиге в понимании гравитации, требовалось гораздо больше доказательств.

Что это значит сейчас, когда наука все больше начинает полагаться на ИИ? Марика Тейлор, профессор математики, физики и искусственного интеллекта в Бирмингеме, недавно подняла этот вопрос в Институте искусств и идей Великобритании. Ее доклад был посвящен тому, как искусственный интеллект может ускорить развитие науки . Она ограничила «совершение открытия» поиском физической теории, которая может делать проверяемые предсказания. Что касается ИИ, она рассматривала только существующие нейронные сети. Например, вы можете предоставить им большие наборы данных, с помощью которых можно научить их распознавать собак и кошек. Или, в физике элементарных частиц, для выявления характерных закономерностей траекторий частиц , которые, согласно теоретическим сценариям, могут возникнуть при столкновении частиц в крупных подземных коллайдерах частиц, например, в ЦЕРНе недалеко от Женевы.

Тейлор отметил, что в таких случаях искусственный интеллект является фантастическим инструментом. Эксперименты создают (иногда сложные) закономерности миллиардов столкновений. ИИ может не только сортировать их с молниеносной скоростью, но и выявлять неожиданные закономерности, которые, кто знает, могут указывать на пока неизвестный механизм столкновения. Нечто подобное может привести к новым открытиям .

Наклонная перспектива

Но может ли ИИ также прийти к пониманию на основе такого отклонения от существующей теории, которое переворачивает всю перспективу, как это сделали Ньютон и Эйнштейн? Предположим, что у Эйнштейна был доступ к сегодняшним точным измерениям этой шаткой орбиты Меркурия. И что он мог бы передать его нейронной сети, обученной на основе теории Ньютона. Тогда такая сеть, несомненно, дала бы обратную связь, указывающую на то, что орбита Меркурия отклоняется от теории. ИИ мог бы даже указать в терминах этой теории (потенциала), какая математическая коррекция (увеличение потенциала) необходима для фактического описания орбиты. Но перевернуть физику с ног на голову с помощью совершенно новой концепции – гравитации как искривления пространства-времени? Немыслимо.

Тейлор оставил открытым вопрос о том, что это значит для науки. Вероятно, это разумно, поскольку ИИ все еще находится в стадии разработки. И все же. Составляющими вечеров «Эврики» являются, с одной стороны, глубокие размышления, а с другой — свободное размышление, ассоциации, встречи и прогулки. И совершенно очевидно, что ИИ не может сделать всего этого (пока).

В то же время возникает вопрос: был ли сам Эйнштейн способен на такой сдвиг в перспективах после того, как ИИ засыпал его всеми этими результатами? Другими словами, что происходит с «романтической» и «творческой» стороной науки по мере того, как ИИ продолжает развиваться и предоставляет все больше отсортированной информации? Какие физики, наука и люди вырастут из этого?

Маргрит ван дер Хейден — физик и профессор научных коммуникаций в Технологическом университете Эйндховена.