ШІ відкрив новий вид фізики, з яким вчені ніколи раніше не стикалися

Учені вивчали хаотичну динаміку пилової плазми і з'ясували, що за умови правильного навчання ШІ здатний самостійно відкривати нові фізичні явища. Фізики створили нову модель штучного інтелекту на основі машинного навчання, яка допомогла виправити теорію щодо поведінки частинок всередині пилової плазми. Зазвичай алгоритми машинного навчання вчені використовують як інструмент, що допомагає аналізувати величезні обсяги даних або оптимізувати експерименти, але ця модель ШІ фактично сама відкрила нову фізику, принаймні в тому, що стосується пилової плазми. Дослідження опубліковано в журналі PNAS, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Плазма — це четвертий стан речовини, який фактично становить 99,9% усієї звичайної матерії у Всесвіті. Пилова плазма — це та сама суміш іонізованого газу, але із зарядженими пиловими частинками. Цей тип плазми можна знайти як у космосі, так і на Землі. Лісові пожежі, наприклад, створюють пилову плазму, коли заряджені частинки сажі змішуються з димом. Вчені заявили, що їхня нова модель ШІ надала найдетальніший опис фізики пилової плазми, створивши точні прогнози для невзаємних сил.

• Невзаємні сили — це взаємодії між об'єктами, за яких сила, що діє з боку об'єкта А на об'єкт В, не дорівнює за величиною або не протилежна за напрямком силі, яка діє з боку об'єкта В на об'єкт А. Це порушує симетрію, описану третім законом Ньютона, який говорить, що на кожну дію існує рівна і протилежно спрямована реакція.

Простіше кажучи, невзаємні сили виникають, коли сили, що діють між двома частинками в плазмі, неоднакові. Учені описують це явище як взаємодію частинок, коли їхнє відносне положення може впливати на сили тяжіння або відштовхування цих частинок.

За словами фізиків, очікувалося, що в пиловій плазмі частинка-лідер притягує частинку, що відстає, але частинка, що відстає, завжди відштовхує частинку-лідера. Це явище передбачалося в теорії, але ніколи раніше вчені не стикалися з новим фізичним явищем. Тепер же фізики отримали максимально близьке підтвердження цієї теорії.

ШІ також зміг виправити деякі теоретичні помилки щодо пилової плазми. Наприклад, фізики вважали, що заряд частинки пропорційний її розміру, але модель підтверджує, що, хоча більша частинка справді містить більший заряд, він не пропорційний, оскільки на нього також можуть впливати густина і температура. Також ШІ виявив, що заряд між частинками залежить не тільки від відстані між ними, а й від їхніх розмірів.

Однією з найскладніших проблем, яку довелося подолати вченим, була пов'язана зі створенням алгоритму машинного навчання. Як правило, ШІ набуває своїх здібностей, отримуючи дані або навчаючись на них: дайте ШІ мільйон зображень мавпи, і він буде все краще і краще її ідентифікувати, коли побачить. Але, коли справа доходить до відкриття нових фізичних явищ, навчальних даних для цього не так вже й багато. Тому фізикам довелося створити структуру, яка дозволила б ШІ працювати з наявними даними, зберігаючи водночас свободу для дослідження незвіданої фізики.

Вчені кажуть, що за правильного використання ШІ може відкрити двері в абсолютно нові світи для дослідження.

Як уже писав Фокус, фізики вперше отримали сполуку, яка складається із золота і водню. Її можна застосувати як для наукових досліджень, так і для створення нових технологій.

Також Фокус писав про те, що вчені виявили на Марсі абсолютно новий мінерал. Дослідники виявили на поверхні Марса багатий на залізо мінерал, який, ймовірно, утворився в результаті вулканічної активності.